(57)【要約】【課題】複数の部品から構成される製品の組立工程を容易に把握できる組立工程表示装置を提供する。【解決手段】本発明の作業工程表示装置は、複数の部品から構成される製品の組立または分解に関する作業工程を表示するものであって、製品の作業工程に関する部品の動作属性と表示属性の変化を記述した２次元で構成される表と、前記２次元で構成される表に記述された動作属性と表示属性の変化に基づき、該当する前記製品の作業工程のＣＡＤデータを表示させる表示コマンドを生成するコマンド変換手段と、前記表示コマンドに基づき前記製品の作業工程の３次元モデルを表示し、制御させるビューア手段とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の部品から構成される製品の組立または分解に関する作業工程を表示する作業工程表示装置において、
前記製品の作業工程に関する部品の動作属性と表示属性の変化を記述した２次元で構成される表と、
前記２次元で構成される表に記述された動作属性と表示属性の変化に基づき、該当する前記製品の作業工程のＣＡＤデータを表示させる表示コマンドを生成するコマンド変換手段と、
前記表示コマンドに基づき前記製品の作業工程の３次元モデルを表示させるビューア手段と、
を備えていることを特徴とする作業工程表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の作業工程表示装置において、
前記２次元で構成される表は、作業工程を階層的に記述したことを特徴とする作業工程表示装置。
【請求項３】
請求項１記載の作業工程表示装置において、
前記２次元で構成される表は、作業工程を時系列に沿って記述したことを特徴とする作業工程表示装置。
【請求項４】
請求項１記載の作業工程表示装置において、
前記コマンド変換手段は、前記２次元で構成される表に基づき、作業工程をツリー形式に生成することを含むことを特徴とする作業工程表示装置。
【請求項５】
請求項４記載の作業工程表示装置において、
前記生成されたツリー形式を作業工程の３次元モデルと共に表示する機能を有することを特徴とする作業工程表示装置。
【請求項６】
複数の部品から構成される製品の組立または分解に関する作業工程を表示する作業工程表示方法において、
前記製品の作業工程に関する前記部品の動作属性と表示属性の変化を記述した２次元で構成される表における動作属性と表示属性の変化に基づき、該当する前記製品の組立工程のＣＡＤデータを表示させる表示コマンドを生成し、生成した表示コマンドに基づき前記製品の作業工程の３次元モデルを表示させることを特徴とする作業工程表示方法。
【請求項７】
請求項６記載の作業工程表示方法において、
前記２次元で構成される表は、作業工程を階層的に記述したことを特徴とする作業立工程表示方法。
【請求項８】
請求項６記載の作業立工程表示方法において、
前記２次元で構成される表は、作業工程を時系列に沿って記述したことを特徴とする作業工程表示方法。
【請求項９】
請求項６記載の作業工程表示方法において、
前記２次元で構成される表に基づき、作業工程をツリー形式に生成することを含むことを特徴とする作業工程表示方法。
【請求項１０】
請求項９記載の作業工程表示方法において、
前記生成されたツリー形式を組立工程の３次元モデルと共に表示することを特徴とする作業工程表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の部品から構成される製品の組立または分解についての作業工程を表示する作業工程表示装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、製品の設計は、３Ｄ−ＣＡＤ(3 Dimensional - Computer Aided Design) システムを用いて製品の幾何的な形状、すなわち３次元モデルを活用することが普及している。
そして、この３次元モデルを利用して組立作業工程を指示することを行う例も提案されている。
【０００３】
しかしながら、実際に３次元モデルを用いて有効な組立作業指示が活用されている例は少ない。その理由は、大量生産のラインでは、簡単な組立作業単位にまで分割されてしまっているため装置によって指示を行う必要も無く、一方、非量産の組立作業では、個別の作業にわたって組立作業指示のコンテンツを作成すると、その投資に対する回収が見合わないためである。唯一、セル生産と呼ばれる一人で特定の製品を始めから終わりまで組上げていくスタイルの生産では、組立作業指示を画面で確認しながら作業が行われている。
【０００４】
また、現場の組立作業においては、周囲の状況や機械や治具の都合、他の工程との進捗度合いによって、組立手順や使う工具を変更しなければならない場合が発生する。
【０００５】
なお、作業工程表示装置に関する公知例として、例えば、〔特許文献１〕には、組立作業マニュアルを効率的に作成する支援システムが示され、〔特許文献２〕には、カスタマイズ構成を利用して部品構成が異なっても、組立作業が行える方式が示され、〔特許文献３〕には、組立作業の効率を向上させるために、標準データベースを利用する方式が示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２４６７６２号公報
【特許文献２】特開２００４−３２６３７０号公報
【特許文献３】特開２００２−９１５３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
〔特許文献１〕では、マニュアル作成時、多大な時間がかかっていた各種データベースの参照作業を簡略化するため、一連の作業に関して順を追って登録できる機能を提案している。しかしながら、既存の工程表データベースからマニュアルの作成は、人手により読み替えや変換が必要とされ、短縮できる時間は、限定的といえる。また、一度作成したマニュアルを、修正などメンテナンスする際、特定の順番で並べてしまっているために、余分に時間がかかることも考えられる。  
また、〔特許文献１〕では、機種や機械が変更になっても、カスタマイズ機能によって変更部分を最小にする提案で、標準ステップにカスタマイズが可能かどうかを自動判別する機能をつけるものであるが、パソコンなど部品が標準化されている場合はカスタマイズの種類が特定できるために有効であるが、一般的な機械製品の組立への適用は難しい。    更に、〔特許文献３〕では、工程管理図に３Ｄモデルをリンクさせることによって、紙による組立指示を電子化しようとする提案である。しかし、作業単位でモデル表示が割り当てられているため、階層化された工程に対応できず、また、この作業指示書の作成者と作業者は別であることが前提であり、工程の修正を現場で行うことは不可能である。
【０００８】
以上のように、上記各特許文献で示されたものは、組立作業書やマニュアル作成の効率化を提案されているものの、限定的であり、特に大量生産やセル生産向きに考えられたもので、非量産で、工程設計者と作業者が同じケースや、組立作業者のノウハウを抽出することを考慮された装置ではなかった。
【０００９】
本発明の目的は、上述した問題点に鑑みなされたもので、複数の部品から構成される製品の組立または分解に関する作業工程を容易に把握できる作業工程表示装置及び作業工程表示方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明では、複数の部品から構成される製品の組立または分解に関する作業工程を表示する作業工程表示装置において、製品の作業工程に関する前記部品の動作属性と表示属性の変化を記述した２次元で構成される表と、前記２次元で構成される表に記述された動作属性と表示属性の変化に基づき、前記製品の作業工程のCADデータを表示させる表示コマンドを生成するコマンド変換手段と、前記表示コマンドに基づき該当する前記製品の作業工程の３次元モデルを表示させるビューア手段とを備える。
つまり、２次元で構成される表に製品の作業工程の３次元モデルの動作属性と表示属性の変化を記述し、この２次元の表に記述された動作属性と表示属性の変化に基づいて、コマンド変換手段により製品の作業工程の３次元モデルの表示または制御を行うための表示コマンドを生成する。そして、前記表示コマンドに基づき部品の作業動作を表示、または制御するビューア手段により、製品の作業工程の３次元モデルを表示、または制御するものである。また、前記２次元で構成される表に基づき、作業工程をツリー形式に生成する機能を備え、前記３次元モデルと共に表示するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数の部品から構成される製品の組立または分解作業工程を容易に把握することができる作業工程表示装置及び作業工程表示方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
〔実施例１〕
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。  
図１は、本発明の一実施例を示す構成図であり、パーソナルコンピュータ１０内のソフトウエアで構成される。パーソナルコンピュータ１０内には、ＣＡＤデータ１０１から作成したビューアデータ１１、組立工程に関する部品の動作属性と表示属性の変化を記述したスプレッドシートデータ１２，コマンド生成部１３，ユーザインターフェイス部２１で構成され、インターフェイスとしてキーボード１０４，マウス１０５，ディスプレイ106が接続される。
【００１３】
ビューアデータ１１は、ＣＡＤデータ１０１を基にして、アニメ作成部１０２にて各部品の動作，カメラ視点，表示材質，半透明表示の有無，アセンブリ構成の見直しを行うことで作成する。
【００１４】
スプレッドシートデータ１２は、図３にその一例を示すが、２次元で構成される表からなるスプレッドシートで作成されている作業工程データ１０３を基に抽出した作業工程名称を横軸に、アニメ作成部１０２で生成した部品リストを縦軸に配置し、各部品の表示，非表示が変化する点（表示属性の変化），動きが発生する点（動作属性），カメラ視点が変化する点（カメラビュー），表示材質が変化する点や表示すべき注釈データへのリンク（注記＃）を記号で入力したものである。なお、記号、及び表内容の詳細は、後述する。
【００１５】
コマンド生成部１３は、スプレッドシートデータ１２の作業工程部分を画面表示する作業工程ツリー表示部１６，作業工程ツリー上の指定された作業工程の開始位置，終了位置を判定する開始終了位置判定部１７，開始終了位置からスプレッドシートデータ１２内の記号を抽出し、部品の表示属性の変化と動作属性を検索する各部品表示移動属性検索部
１５，ユーザインターフェイス部２１からの指示を受けイベントを取得するイベント取得部２０，部品表示移動属性検索部１５とイベント取得部２０の出力によってコマンド変換を行うコマンド変換部１８，コマンド変換結果をアニメコマンドとして発行するアニメコマンド発行部１４，注釈表示する注釈表示部１９で構成される。
【００１６】
ユーザインターフェイス部２１は、部品のアニメーションを表示するアニメ表示部２２，作業工程ツリーを表示し、対象とする作業工程を選択する作業工程ツリー表示・選択部２３，工程を先に進めたり、戻ったり、指定した作業工程を連続して表示したり、途中で中断の制御を入力する制御ボタン２４，組立作業上の注記を表示する注記表示部２５で構成される。
【００１７】
図２は、ユーザインターフェイス部２１で表示される画面例を示したものである。  
アニメ表示領域２０３には、各部品のアニメーションを表示する。作業工程ツリー表示領域２０２には、作業工程ツリーを表示し、図中の「＋」「−」で表示されたノード部分をクリックすることで展開，縮退表示を可能としている。  
また、現在表示中の作業工程がどの作業工程であるか色付けを行いユーザにわかりやすくしている。作業工程はツリー表示しているので、どの階層の、どの工程を対象とするかを指定可能である。  
作業工程名表示アリア２０６には、現在の作業工程を示す「工程名」、次の作業工程を示す「次作業名」とその作業番号を示す「次作業＃」が表示され、また、アニメーションの動作時間の設定する「動作時間」が設けられている。  
制御ボタンエリア２０５には、ビューアファイルを読み直してリスタートしたり、表示工程を先に進めたり、戻ったり、指定した作業工程を連続して表示したり、途中で中断するなどの制御する制御ボタンを表示する。注記表示エリアには、組立作業上の注記を表示する。ビューアファイルの読込操作は、メニュー２０１から指定可能である。
【００１８】
図３は、図１に示したスプレッドシートデータ１２の詳細な内容を示している。作業工程名称は、大，中，小に階層化し、作業工程名エリア３０１に列方向に記入する。これは、既存の図１に示した作業工程順データ１０３などから、コピーして作成することができる。図３では、全作業工程がＰＭＭという大工程名称で、これを分解，組立という中工程に分け、分解工程には、スタート，ピン，シャフト，治具，リング，リングと小工程に分けていることを示している。  
また、作業工程に応じて、どのような注記を表示するかの注記＃３０６、どのカメラ視点でアニメーションを行うかのカメラビュー３０５を指定する。なお、注記は、別な注記スプレッドシートのインデックスを記入し、注釈表示の際は、注記スプレッドシートのインデックスをキーに注記を表示する。  
行方向には、部品ＩＤエリア３０３にＣＡＤでの部品ＩＤ、部品名エリア３０２に部品ＩＤに対応する部品名／治具を記述する。この部品ＩＤ，部品名データは、ＣＡＤデータ１０１もしくは、アニメ作成部１０２でビューアデータ１１を作成する際に出力可能である。
【００１９】
横軸（列方向）の工程名と縦軸（行方向）の部品ＩＤの交点に、各部品の表示，非表示が変化（表示属性の変化）と動作属性を入力する。ここでは、表示属性の変化は、「Ｘ」或いは「０」で記述し、「Ｘ」は該当部品の画面への非表示を示し、「Ｏ」は表示を意味する。また、動作属性は、「Ｄ１」，「Ｄ１：」，「Ｄ２」などで記述し、「Ｄ１」はアニメ作成部で定義した第１番目の動作を行うことを意味し、「Ｄ１：」は、「Ｄ１」の動きとは逆方向の動きをすることを意味する。「Ｄ２」は、同様に第２番目の動作定義の動きを意味する。
【００２０】
このように、作業工程名と部品名／治具を２次元的に配置することによって、どの部品がいつどの動作を行うかを容易に理解できる。つまり、作業指示画面の、部品の表示，非表示，動作種類を２次元の表形式で指定できるために、一覧性良く簡単に作業が把握でき、作業現場での修正が可能になり、現場で修正後の動きを確認できる。従来は、作業工程をツリー状に部品を対応付けていたため、少しでも複雑な作業手順になると作成者自身もメンテナンスできなくなっていたが、本実施例に示す方式であれば、他人の作った作業工程スプレッドシートでも容易に理解し、修正、或いは、メンテナンス作業を行える。
【００２１】
図４のフローチャートを用いて図１の作業工程ツリー表示１６の詳細動作を説明する。
まず、スプレッドシートデータ１２の作業工程領域データを読込み（Ｓ２０１）、工程順を初期化（Ｓ２０２）を行う。作業工程順とは、具体的には、スプレッドシートの列方向位置である。操作する最初の位置、つまり作業工程領域の左端にセッティングする。    次に、作業工程種を初期化（Ｓ２０３）する。作業工程種とは、作業工程の階層であり、ここでは大工程，中工程、或いは小工程の階層を意味する。始めは大工程にセットし、中工程，小工程と操作する。  
次に、対象作業工程名を読み取り（Ｓ２０４）、大工程であれば（Ｓ２０５）、ツリーのルートに子工程として追加し（Ｓ２０６）、中工程であれば（Ｓ２０７）、先に検出した大工程の子工程として追加し（Ｓ２０８）、小工程であれば（２０９）、先に検出した中工程の子工程として追加する（Ｓ２１０）。このツリー作成時において、各作業工程の始まり位置を図示しないテーブルに記憶する。  
次に、作業工程種を更新し（Ｓ２１１）、作業工程種の終了（Ｓ２１２）まで繰り返す。これが終了すれば、作業工程順を更新，表示し（Ｓ２１３）、作業工程順が終了
（Ｓ２１４）するまで繰り返すことで、作業工程ツリー表示を実現する。
【００２２】
図５のフローチャートを用いて図１の開始終了位置判定部１７の詳細動作を説明する。
まず、画面に表示した作業工程ツリーの中で、対象作業工程として選択された作業工程を抽出する（Ｓ２５１）。  
次にこの抽出した作業工程の開始位置を検索する（Ｓ２５２）。これは、各作業工程ツリー作成時に記憶した始まり位置である。
【００２３】
次に、指定作業工程の終了位置の検出を行う（Ｓ２５３）。これは、注目作業工程に引き続く作業工程の始まり位置から逆算する。  
次に、スプレッドシートデータ１２を読み出し（Ｓ２５４）、注目作業工程の直前の表示状態が表示であるか、非表示であるかを検出する（Ｓ２５６）。具体的には、注目作業工程からさかのぼり、非表示から表示への切り替わり、もしくは非表示から表示に切り替わった変化が起こった点を検索する。これによって、現作業工程での表示属性が判別できる。同様に動作の状態を検出し（Ｓ２５７）、終了（Ｓ２５８）したら、表示，動作属性を決定する（Ｓ２５９）。
【００２４】
図６のフローチャートを用いて図１のイベント取得部２０、及びコマンド変換部１８の詳細動作を説明する。  
まず、動作制御のためのボタンが押下されたかどうか、ボタンイベントを抽出し(M201)、制御すべきイベント動作を決定する（Ｍ２０２）。
【００２５】
イベントが、「一つ戻る」であれば、表示位置を戻し（Ｍ２０４）、部品単位での属性設定を行う（Ｍ２０５）。  
次に、表示，動作などのコマンドへ変換する（Ｍ２０６）。全部品に対し、コマンド発行が完了したらコマンドを発行し（Ｍ２１４）、終了する。  
イベントが「一つ進む」であれば、表示位置を進め（Ｍ２０８）、以下「一つ戻る」と同様の動作を実行する。  
イベントが、「連続」表示であれば、注目工程の開始終了位置を設定し（Ｍ２０９）、部品単位で属性設定し（Ｍ２１０）、コマンド変換する（Ｍ２１１）。全部品に対し変換終了し（Ｍ２１２）、指定範囲を終了し（Ｍ２１３）、コマンドを発行し（Ｍ２１４）、終了する。  
ここで、コマンド変換（Ｍ２１１）は、スプレッドシートデータ１２の記号を基に、各部品の表示或いは非表示，動作指示，材料表示変更，カメラ視点の変更を、部品単位でビューアに指示するコマンドに変換することを意味している。  
つまり、ビューアは、データを表示する際、スプレッドシートデータ１２の記号を元に作成された、部品の表示或いは非表示，動作指示などのコマンドによって制御されており、スプレッドシートを変更すれば、表示内容を変更できる。このことは、たとえば現場で作業指示を行う際、組立順序や動作が実際と異なっていた場合、または、現場でより効率的な方法が提案された場合、スプレッドシートデータを変更するだけで、組立指示アニメーションを変更できるというメリットがある。これは、現場での組立の実際やノウハウをより記録し易くなり、これを元に関係者でレビューできるというメリットがある。  
なお、従来の手法では、作成ツールのある事務所まで引き返して、再度作成しなおして、再度現場に説明する場合に比べ大きく改善される点である。
【００２６】
図７のフローチャートを用いて図１の注釈表示部１９の詳細動作を説明する。
【００２７】
まず、スプレッドシートデータ１２の注記エリアのインデックスを抽出し（Ｓ３０１）、注記スプレッドシートを検索する（Ｓ３０２）。注記は、注記スプレッドシートにインデックスと注記内容が関連付けて記載されている。抽出したインデックスが、注記テーブルにあれば（Ｓ３０３）、画面の注記領域にデータを転送し、注記表示する。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明を利用することで、複数の部品から構成される製品の組立作業または分解作業における作業指示に関する３次元モデルを表示し、または、制御することができるため、製品の組立または分解作業を容易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施例における全体構成図。
【図２】本発明の一実施例における画面表示例。
【図３】本発明の一実施例におけるスプレッドシートデータの例。
【図４】本発明の一実施例における工程ツリー表示フローチャート。
【図５】本発明の一実施例における工程開始終了位置判定フローチャート。
【図６】本発明の一実施例におけるコマンド変換フローチャート。
【図７】本発明の一実施例における注記表示フローチャート。
【符号の説明】
【００３０】
１０…パーソナルコンピュータ、１１…ビューアデータ、１２…スプレッドシートデータ、１３…コマンド生成部、１４…アニメコマンド発行部、１５…部品表示移動属性検索部、１６…作業工程ツリー表示部、１７…開始終了位置判定部、１８…コマンド変換部、１９…注釈表示部、２０…イベント取得部、２１…ユーザインターフェース部。
【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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【図７】
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