(57)【要約】【課題】  実機の分解・組付工程に即した検証を行うことが可能で、検証者の利便性に貢献し、さらに組付位置を保存する手間を省くことが可能なアセンブリ組み立て工程表示装置を提供する。【解決手段】  利用者により外部入力装置４を通して入力される３次元形状アセンブリの情報や操作を読み取るための入力読み取り部１１と、前記入力読み取り部１１により読み取られた情報を記憶するための入力記憶部１２と、３次元形状アセンブリを構成する個々のモデルの分解位置、組付位置を処理するための分解・組付位置処理部１３と、３次元形状アセンブリを表示装置５に表示するための形状表示部１４とを備え、前記分解・組付位置処理部１３は、前記入力記憶部により外部記憶装置に記憶された３次元形状アセンブリの、階層構造中のモデルであるアセンブリや部品それぞれの単位で分解時の位置と組付時の位置を保存する機能と、保存された分解・組付位置にしたがってモデルを表示装置に表示する機能とを有する。【選択図】  図２
2005202802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者により外部入力装置を通して入力される３次元形状アセンブリの情報や操作を読み取るための入力読み取り部と、前記入力読み取り部により読み取られた情報を記憶するための入力記憶部と、前記３次元形状アセンブリを構成する個々のモデルの分解位置、組付位置を処理するための分解・組付位置処理部と、前記３次元形状アセンブリを表示装置に表示するための形状表示部とを備え、
前記分解・組付位置処理部は、前記入力記憶部により外部記憶装置に記憶された３次元形状アセンブリの階層構造中のモデルであるアセンブリや、部品それぞれの単位で分解時の位置と組付時の位置を保存する位置保存手段と、保存された分解・組付位置にしたがってモデルを表示装置に表示する表示手段とを有することを特徴とするアセンブリ組み立て工程表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアセンブリ組み立て工程表示装置において、前記分解・組付位置処理部は、利用者により選択されたアセンブリの子モデル１階層のみを分解位置もしくは組付位置に移動する機能をあわせて有することを特徴とするアセンブリ組み立て工程表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載のアセンブリ組み立て工程表示装置において、前記分解・組付位置処理部は、利用者により選択されたアセンブリの下位モデルを幅優先の順に探索し、モデルがアセンブリである場合に、子モデル１階層の分解位置もしくは組付位置への移動を再帰的に行う機能をあわせて有することを特徴とするアセンブリ組み立て工程表示装置。
【請求項４】
請求項１乃至３に記載のアセンブリ組み立て工程表示装置において、前記分解・組付位置処理部は、分解位置保存する際に視点情報を同時に保存し、モデルの分解・組付位置を前記表示装置に表示する際に保存された視点を用いる機能をあわせて有することを特徴とするアセンブリ組み立て工程表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至３に記載のアセンブリ組み立て工程表示装置において、前記分解・組付位置処理部は、組付位置を保存していないモデルは形状入力時の初期位置を組付位置として用いるようにしたことを特徴とするアセンブリ組み立て工程表示装置。
【請求項６】
３次元形状アセンブリの組み立て工程におけるモデルの分解位置、組付位置を表示するアセンブリ組み立て工程表示方法であって、階層構造中のモデルそれぞれにおいて分解・組付位置を保存する手順と、保存された分解・組付位置にしたがって各モデルを表示する手順とを含むことを特徴とするアセンブリ組み立て工程表示方法。
【請求項７】
請求項６に記載の組み立て工程表示方法において、指定されたアセンブリの子モデル１階層を分解位置もしくは組付位置に移動する手順をあわせて有することを特徴とするアセンブリ組み立て工程表示方法。
【請求項８】
請求項７に記載の組み立て工程表示方法において、指定されたアセンブリの下位モデルを幅優先の順に探索し、モデルがアセンブリである場合に、子モデル１階層の分解位置もしくは組付位置への移動を再帰的に行う手順をあわせて有することを特徴とするアセンブリ組み立て工程表示方法。
【請求項９】
請求項６乃至８に記載のアセンブリ組み立て工程表示方法において、分解位置を保存する際に視点情報を同時に保存する手順と、モデルの分解・組付位置を表示する際に保存された視点を用いる手順とをあわせて含むことを特徴とするアセンブリ組み立て工程表示方法。
【請求項１０】
請求項６乃至８に記載のアセンブリ組み立て工程表示方法において、組付位置を保存していないモデルは形状入力時の初期位置を組付位置として用いる手順をあわせて含むことを特徴とするアセンブリ組み立て工程表示方法。
【請求項１１】
請求項６乃至１０に記載された各手順を実行するためのコンピュータ読み取り可能なプログラム。
【請求項１２】
３次元形状アセンブリ表示するコンピュータシステムであって、そのコンピュータシステムは、プロセスを実行する中央処理装置と、メモリと、前記メモリに存在する請求項１１に記載のプログラムとを含むコンピュータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アセンブリ組み立て工程表示装置およびアセンブリ組み立て工程表示方法に関する。具体的には、３次元形状表示技術、より詳細にはＣＡＤ（Computer Added Design）／ＣＡＭ（Computer Added Manufacturing）における組立工程検討技術に関し、計算機を用いた３次元形状表示装置などに用いて好適な、形状アセンブリの組立工程検討技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
３次元ＣＡＤ／ＣＧシステム等の普及により３次元形状データの利用者層が拡大するとともに、シミュレーションや組み立て性の検証など様々な局面で、３次元形状データを有効活用する機会が増えた。ＣＡＤシステム等により生成された３次元形状データを製造工程へ移行する前に、計算機上で解析、検証するような工程も今や当たり前になりつつある。
そのような仮想検証工程の中に、製品を組み立てる工程を検討する作業がある。一般に製品は数々の部品から構成され、その製品を表現する３次元形状データも同様に幾つかの部品から段階的に構成される木構造をもつアセンブリである。組み立て工程を検証するには、アセンブリ構成中の各段階（レベル）でサブアセンブリ単位もしくは部品単位の移動操作が必要となる。
この検証作業は、ＣＡＤシステムや３次元形状ビューワーにて一般に提供されるモデルを移動する機能を利用して行う場合、移動操作を随時手作業で行う必要がある。工業製品のアセンブリはコピー機など大規模なものでは部品点数が数千に及ぶため、検証に要する時間はアセンブリ全体で合計すると膨大なものとなる。
一方、製品開発における組み立て工程検証は、複数の担当者による追試やモデルの設計変更による再検証など、幾度か繰り返されるのが通常である。このとき、同一モデルに対する検証を次工程の担当者が１から同じ手間をかけて行うのではなく、一度行われた検証結果を追試等で有効に利用することができれば、検証工程全体の効率向上が期待できる。
そこで、アセンブリを構成する各モデルごとに、組付前の位置すなわち分解位置（移動前の位置）と組付後の位置（移動後の位置）を設定／保存しておき、他の検証作業などでモデルの位置が任意に変更されている状態でも、一度で保存時の状態に復元可能な構成としておくようにする。このようにすることで、検証者は、望む時に望む部品やサブアセンブリの分解・組付位置を表示装置上で再現でき、他の担当者による追試も同様に効率向上を見込める。
このような機能を実現するアプリケーションは公知であり、例えばモデルの分解・組付位置を保存したあと、組立工程をアニメーションで表示するようなシステムが存在する（例えば、特許文献１参照）。このシステムでは、分解・組付位置を保存すると、モデルの最小構成要素、すなわちアセンブリの最下層から開始して、順次モデルの組みあがる順番に階層を深さ優先で探索する順序でモデルを組み付ける工程を表示装置上で再現できる。
【特許文献１】実開平０６−００４５３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、階層構造をもつ大規模アセンブリの製造工程における分解・組付の手順は、実際にはアセンブリを構成するユニット単位、さらに各ユニットを構成するサブユニット単位、といったように、階層を幅優先で探索する順番であり、深さ優先で探索する順番の工程ではない。
本発明は、実機の分解・組付工程に即した検証を行うことが可能で、検証者の利便性に貢献し、さらに組付位置を保存する手間を省くことが可能なアセンブリ組み立て工程表示装置およびアセンブリ組み立て工程表示方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、利用者により外部入力装置を通して入力される３次元形状アセンブリの情報や操作を読み取るための入力読み取り部と、前記入力読み取り部により読み取られた情報を記憶するための入力記憶部と、３次元形状アセンブリを構成する個々のモデルの分解位置、組付位置を処理するための分解・組付位置処理部と、３次元形状アセンブリを表示装置に表示するための形状表示部とを備え、前記分解・組付位置処理部は、前記入力記憶部により外部記憶装置に記憶された３次元形状アセンブリの階層構造中のモデルであるアセンブリや、部品それぞれの単位で分解時の位置と組付時の位置を保存する位置保存手段と、保存された分解・組付位置にしたがってモデルを表示装置に表示する表示手段とを有することを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載のアセンブリ組み立て工程表示装置において、前記分解・組付位置処理部は、利用者により選択されたアセンブリの子モデル１階層のみを分解位置もしくは組付位置に移動する機能をあわせて有するアセンブリ組み立て工程表示装置を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項２に記載のアセンブリ組み立て工程表示装置において、前記分解・組付位置処理部は、利用者により選択されたアセンブリの下位モデルを幅優先の順に探索し、モデルがアセンブリである場合に、子モデル１階層の分解位置もしくは組付位置への移動を再帰的に行う機能をあわせて有するアセンブリ組み立て工程表示装置を主要な特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３に記載のアセンブリ組み立て工程表示装置において、前記分解・組付位置処理部は、分解位置保存する際に視点情報を同時に保存し、モデルの分解・組付位置を前記表示装置に表示する際に保存された視点を用いる機能をあわせて有するアセンブリ組み立て工程表示装置を主要な特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至３に記載のアセンブリ組み立て工程表示装置において、前記分解・組付位置処理部は、組付位置を保存していないモデルは形状入力時の初期位置を組付位置として用いるようにしたアセンブリ組み立て工程表示装置を主要な特徴とする。
【０００５】
請求項６記載の発明は、３次元形状アセンブリの組み立て工程におけるモデルの分解位置、組付位置を表示するアセンブリ組み立て工程表示方法であって、階層構造中のモデルそれぞれにおいて分解・組付位置を保存する手順と、保存された分解・組付位置にしたがって各モデルを表示する手順とを含むアセンブリ組み立て工程表示方法を最も主要な特徴とする。
請求項７記載の発明は、請求項６に記載の組み立て工程表示方法において、指定されたアセンブリの子モデル１階層を分解位置もしくは組付位置に移動する手順をあわせて有するアセンブリ組み立て工程表示方法を主要な特徴とする。
請求項８記載の発明は、請求項７に記載の組み立て工程表示方法において、指定されたアセンブリの下位モデルを幅優先の順に探索し、モデルがアセンブリである場合に、子モデル１階層の分解位置もしくは組付位置への移動を再帰的に行う手順をあわせて有するアセンブリ組み立て工程表示方法を主要な特徴とする。
請求項９記載の発明は、請求項６乃至８に記載のアセンブリ組み立て工程表示方法において、分解位置を保存する際に視点情報を同時に保存する手順と、モデルの分解・組付位置を表示する際に保存された視点を用いる手順とをあわせて含むアセンブリ組み立て工程表示方法を主要な特徴とする。
請求項１０記載の発明は、請求項６乃至８に記載のアセンブリ組み立て工程表示方法において、組付位置を保存していないモデルは形状入力時の初期位置を組付位置として用いる手順をあわせて含むアセンブリ組み立て工程表示方法を主要な特徴とする。
請求項１１記載の発明は、請求項６乃至１０に記載された各手順を実行するためのコンピュータ読み取り可能なプログラムを最も主要な特徴とする。
請求項１２記載の発明は、３次元形状アセンブリ表示するコンピュータ・システムであって、そのコンピュータシステムは、プロセスを実行する中央処理装置と、メモリと、前記メモリに存在する請求項１１に記載のプログラムとを含むコンピュータシステムを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、アセンブリの１階層下のレベル（子モデル）のみを分解・組付した状態を復元可能にし、アセンブリ全体を分解・組付する際には、その操作を再帰的に行うようにしているので、より実機の分解・組付工程に即した検証を行うことが可能となる。
また、分解・組付位置に加えて視点も保存、復元可能な構成とすることにより、モデルを見る方向や注視点をモデルの位置と同時に復元することが可能となり、検証者の利便性に貢献する。さらに、３次元形状アセンブリの設計データはすべて組み付けられた状態として生成されることが多く、その位置を組付位置として自動的に採用することにより、組付位置を保存する手間を省くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明が適用される３次元形状処理装置のシステム構成図である。当該装置は、ＣＰＵ１、メモリ２、外部記憶装置３、入力装置４、表示装置５がバス６によって接続されるコンピュータシステムおよびその上で動作するプログラムによって実現される。
図２は、本発明が適用される３次元形状処理装置の機能ブロック図である。当該装置においてＣＰＵ１は、利用者により外部入力装置を通して入力される３次元形状アセンブリの情報や操作等を読み取るための入力読み取り部１１、前記入力読み取り部１１により読み取られた情報を記憶するための入力記憶部１２、３次元形状アセンブリを構成する個々のモデルの分解位置、組付位置を処理するための分解・組付位置処理部１３、３次元形状アセンブリを表示装置に表示するための形状表示部１４の各機能モジュールから構成される。
図３は、アセンブリ中のあるモデル（部品モデル、サブアセンブリモデル）において保存されている組付位置、視点を表示装置上に復帰する動作において、分解・組付位置処理部にて行う動作を説明するフローチャートであり、本発明の装置は次のとおり動作する。
（１）ｓｔｅｐ１  当該モデルにおいて組付位置が保存されているか否か調べる。保存されている場合ｓｔｅｐ２に進み、保存されていない場合ｓｔｅｐ３に進む。
（２）ｓｔｅｐ２  当該モデルを組付位置として保存されている３次元空間上の位置に移動する。
（３）ｓｔｅｐ３  当該モデルを、形状入力時の３次元空間上の初期位置に移動する。
（４）ｓｔｅｐ４  当該モデルにおいて視点情報が保存されているか否か調べる。保存されている場合ｓｔｅｐ５に進み、保存されていない場合ｓｔｅｐ６に進む。
（５）ｓｔｅｐ５  保存されている視点情報を形状表示部に反映する。
（６）ｓｔｅｐ６  表示装置５における再描画を形状表示部に指示する（終了処理）。
【０００８】
図４は、アセンブリ中のあるモデル（部品モデル、サブアセンブリモデル）において保存されている分解位置、視点を表示装置上に復帰する動作において、分解・組付位置処理部にて行う動作を説明するフローチャートであり、本発明の装置は次のとおり動作する。
（１）ｓｔｅｐ１  当該モデルにおいて分解位置が保存されているか否か調べる。保存されている場合ｓｔｅｐ２に進み、保存されていない場合ｓｔｅｐ３に進む。
（２）ｓｔｅｐ２  当該モデルを分解位置として保存されている３次元空間上の位置に移動する。
（３）ｓｔｅｐ３  当該モデルにおいて視点情報が保存されているか否か調べる。保存されている場合ｓｔｅｐ４に進み、保存されていない場合ｓｔｅｐ５に進む。
（４）ｓｔｅｐ４  保存されている視点情報を形状表示部１４に反映する。
（５）ｓｔｅｐ５  表示装置５における再描画を形状表示部１４に指示する（終了処理）。
【０００９】
図５、図６は、アセンブリの組付順序の説明図である。図５のような階層構造をもつアセンブリについて組付を行う実施例を図６に示す。図５のＡ〜Ｇはそれぞれモデル名を示し、Ａはトップアセンブリ、Ａを構成するユニットはＢとＣであり、それぞれを構成する部品はＤとＥ、ＦとＧという構成である。このアセンブリＡについて、幅優先の探索を行いながら全体の組み付けを行う順序を図６の（１）から（８）に示す。
（４）においてユニットＢとＣそれぞれが組み上がり、それを（６）、（７）で移動する工程となる。一方、深さ優先に探索する場合、（３）〜（５）はそれぞれ（３）´〜（５）´となり、ユニットＣの組み上がりを待たずしてＡをくみ上げるためにユニットＢの移動を行うことになり、実機の分解・組付工程に沿わない順序となる。
本発明によれば、次元形状アセンブリを構成する各モデルの分解・組付工程を表示装置上で容易に再現できる。またアセンブリの分解・組付工程を実機の工程に即した順番で再現できる。また、組付操作前後の様子を表示切替する際に、保存しておいた視点情報で視点も同時に切り替えることで、利用者が逐一モデルが見えやすい方向になるよう視点を変更しなければならない手間を省くことが可能となる。さらに、３次元形状アセンブリの設計データはすべて組み付けられた状態として生成されることが多く、その位置を組付位置として自動的に採用することにより、利用者が組付位置を保存する手間を省くことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明が適用される３次元形状処理装置のシステム構成図である。
【図２】本発明が適用される３次元形状処理装置の機能ブロック図である。
【図３】分解・組付位置処理部における第１の動作例を示すフローチャートである。
【図４】分解・組付位置処理部における第２の動作例を示すフローチャートである。
【図５】アセンブリの組付順序の説明図である。
【図６】アセンブリの組付順序の説明図である。
【符号の説明】
【００１１】
１  ＣＰＵ
１１  入力読み取り部
１２  入力記憶部
１３  分解・組付位置処理部
１４  形状表示部
３  外部記憶装置
４  入力装置（外部入力装置）
５  表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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