(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
柔軟で長尺な部材と、その一端が接続される一端側部材と、その他端が接続される他端側部材とを含む物体の３ＤＣＡＤデータを創生する方法であり、
３ＤＣＡＤシステムを用いて、その一端側部材の存在位置を記述するデータを定義し、そのデータを３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶する工程、
３ＤＣＡＤシステムを用いて、その他端側部材の存在位置を記述するデータを定義し、そのデータを３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶する工程、
柔軟で長尺な部材の一端を位置決めする工程、
柔軟で長尺な部材の他端をロボットに把持させる工程、
そのロボットを教示して、位置決めされている一端とロボットに把持されている他端の相対的位置関係を、３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶されている一端側部材と他端側部材の相対的位置関係に調整する工程、
そのときに得られる柔軟で長尺な部材の形状を３次元計測して柔軟で長尺な部材の形状を記述する３Ｄデータを得る工程、
３ＤＣＡＤシステムが、柔軟で長尺な部材の形状を記述する３Ｄデータと一端側部材の形状を記述する３ＤＣＡＤデータと他端側部材の形状を記述する３ＤＣＡＤデータと３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶されている一端側部材の存在位置を記述するデータと他端側部材の存在位置を記述するデータを統合することによって、一端側部材と他端側部材がそれぞれの存在位置に配置されるとともにその一端側部材とその他端側部材に柔軟で長尺な部材の一端と他端がそれぞれ接続されている物体の３ＤＣＡＤデータを作成して３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶する工程、
とを含んで柔軟で長尺な部材を含む物体の３ＤＣＡＤデータを創生する方法。
【請求項２】
柔軟で長尺な部材と、その一端が回転不能に接続される一端側部材と、その他端が回転不能に接続される他端側部材とを含む物体の３ＤＣＡＤデータを創生する方法であり、
３ＤＣＡＤシステムを用いて、その一端側部材の存在位置と方位を記述するデータを定義し、そのデータを３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶する工程、
３ＤＣＡＤシステムを用いて、その他端側部材の存在位置と方位を記述するデータを定義し、そのデータを３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶する工程、
柔軟で長尺な部材の一端を位置決めする工程、
柔軟で長尺な部材の他端をロボットに把持させる工程、
そのロボットを教示して、位置決めされている一端とロボットに把持されている他端の相対的位置関係と相対的方位関係を、３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶されている一端側部材と他端側部材の相対的位置関係と方位関係に調整する工程、
そのときに得られる柔軟で長尺な部材の形状を３次元計測して柔軟で長尺な部材の形状を記述する３Ｄデータを得る工程、
３ＤＣＡＤシステムが、柔軟で長尺な部材の形状を記述する３Ｄデータと一端側部材の形状を記述する３ＤＣＡＤデータと他端側部材の形状を記述する３ＤＣＡＤデータと３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶されている一端側部材の存在位置と方位を記述するデータと他端側部材の存在位置と方位を記述するデータを統合することによって、一端側部材と他端側部材がそれぞれの存在位置に配置されるとともにその一端側部材とその他端側部材に柔軟で長尺な部材の一端と他端がそれぞれ接続されている物体の３ＤＣＡＤデータを作成して３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶する工程、
とを含んで柔軟で長尺な部材を含む物体の３ＤＣＡＤデータを創生する方法。
【請求項３】
柔軟で長尺な部材と、その一端が回転可能に接続される一端側部材と、その他端が回転可能に接続される他端側部材とを含む物体の３ＤＣＡＤデータを創生する方法であり、
３ＤＣＡＤシステムを用いて、その一端側部材の存在位置を記述するデータを定義し、そのデータを３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶する工程、
３ＤＣＡＤシステムを用いて、その他端側部材の存在位置を記述するデータを定義し、そのデータを３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶する工程、
柔軟で長尺な部材の一端に接続されている一端側部材を位置決めする工程、
柔軟で長尺な部材の他端に接続されている他端側部材をロボットに把持させる工程、
そのロボットを教示して、位置決めされている一端側部材とロボットに把持されている他端側部材の相対的位置関係を、３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶されている一端側部材と他端側部材の相対的位置関係に調整する工程、
そのときに得られる柔軟で長尺な部材の形状を３次元計測して柔軟で長尺な部材の形状を記述する３Ｄデータを得る工程、
３ＤＣＡＤシステムが、柔軟で長尺な部材の形状を記述する３Ｄデータと一端側部材の形状を記述する３ＤＣＡＤデータと他端側部材の形状を記述する３ＤＣＡＤデータと３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶されている一端側部材の存在位置を記述するデータと他端側部材の存在位置を記述するデータを統合することによって、一端側部材と他端側部材がそれぞれの存在位置に配置されるとともにその一端側部材とその他端側部材に柔軟で長尺な部材の一端と他端がそれぞれ接続されている物体の３ＤＣＡＤデータを作成して３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶する工程、
とを含んで柔軟で長尺な部材を含む物体の３ＤＣＡＤデータを創生する方法。
【請求項４】
ブレーキホース等の柔軟で長尺な部材と、その一端が接続されるボディ側部材と、その他端が接続されているとともにボディ側部材に対して相対変位するサスペンション側部材とを含む物体の３ＤＣＡＤデータを創生する方法であり、
３ＤＣＡＤシステムを用いて、ボディ側部材の存在位置を記述するデータを定義し、そのデータを３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶する工程、
３ＤＣＡＤシステムを用いて、サスペンション側部材の存在位置を記述するデータを定義し、そのデータを３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶する工程、
柔軟で長尺な部材の一端を位置決めする工程、
柔軟で長尺な部材の他端をロボットに把持させる工程、
そのロボットを教示して、位置決めされている一端とロボットに把持されている他端の相対的位置関係を、３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶されているボディ側部材とサスペンション側部材の相対的位置関係に調整する工程、
そのときに得られる柔軟で長尺な部材の形状を３次元計測して柔軟で長尺な部材の形状を記述する３Ｄデータを得る工程、
３ＤＣＡＤシステムが、柔軟で長尺な部材の形状を記述する３Ｄデータとボディ側部材の形状を記述する３ＤＣＡＤデータとサスペンション側部材の形状を記述する３ＤＣＡＤデータと３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶されているボディ側部材の存在位置を記述するデータとサスペンション側部材の存在位置を記述するデータを統合することによって、ボディ側部材とサスペンション側部材がそれぞれの存在位置に配置されるとともにそのボディ側部材とそのサスペンション側部材に柔軟で長尺な部材の一端と他端がそれぞれ接続されている物体の３ＤＣＡＤデータを作成して３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶する工程、
とを含んで柔軟で長尺な部材を含む物体の３ＤＣＡＤデータを創生する方法。
【請求項５】
３ＤＣＡＤシステムを用いてサスペンション側部材の存在位置を記述するデータを定義するにあたって、オペレータがボディに対して標準位置にあるときのサスペンション側部材の存在位置を記述するデータを定義すると、３ＤＣＡＤシステムがサスペンション側部材の最大変位時の存在位置を記述するデータを計算し、サスペンション側部材の最大変位時の存在位置を記述するデータをロボットに送信することを特徴とする請求項４に記載の３ＤＣＡＤデータ創生方法。
【請求項６】
一端がボディ側部材に接続され、他端がサスペンション側部材に接続されているブレーキホース等の中空で柔軟で長尺な部材の形状を記述する３Ｄデータを創生する方法であり、
３ＤＣＡＤシステムを用いて、ボディ側部材の存在位置を記述するデータを定義し、そのデータを３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶する工程、
３ＤＣＡＤシステムを用いて、サスペンション側部材の存在位置を記述するデータを定義し、そのデータを３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶する工程、
中空で柔軟で長尺な部材の一端を位置決めする工程、
中空で柔軟で長尺な部材の他端をロボットに把持させる工程、
そのロボットを教示して、位置決めされている一端とロボットに把持されている他端の相対的位置関係を、３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶されているボディ側部材とサスペンション側部材の相対的位置関係に調整する工程、
中空で柔軟で長尺な部材に所定の内圧をかける工程、
そのときに得られる中空で柔軟で長尺な部材の形状を３次元計測して中空で柔軟で長尺な部材の形状を記述する３Ｄデータを創生する方法。
【請求項７】
３ＤＣＡＤシステムが、柔軟で長尺な部材の形状図とボディ側部材の形状図とサスペンション側部材の形状図を重ね表示するために、柔軟で長尺な部材の形状を記述する３Ｄデータと、ボディ側部材の形状を記述する３ＤＣＡＤデータと、サスペンション側部材の形状を記述する３ＤＣＡＤデータと、３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶されているボディ側部材の存在位置を記述するデータと、サスペンション側部材の存在位置を記述するデータを統合することによって、ボディ側部材とサスペンション側部材がそれぞれの存在位置に配置されるとともにそのボディ側部材とそのサスペンション側部材に柔軟で長尺な部材の一端と他端がそれぞれ接続されている物体の３ＤＣＡＤデータを作成する工程をさらに有することを特徴とする請求項６に記載の３Ｄデータ創生方法。
【請求項８】
柔軟で長尺な部材と、その一端が接続される一端側部材と、その他端が接続される他端側部材とを含む物体の３ＤＣＡＤデータを創生する装置であり、
その一端側部材と他端側部材の存在位置を記述するデータを定義して、そのデータを記憶する３ＤＣＡＤシステム、
柔軟で長尺な部材の一端を位置決めする手段、
柔軟で長尺な部材の他端を把持するロボット、
３ＤＣＡＤシステムからロボットに、柔軟で長尺な部材の一端と他端の相対的位置関係を記述するデータを送信する手段、
ロボットが受信した相対的位置関係を実現したときの、柔軟で長尺な部材の形状を３次元計測する手段、
３次元計測された柔軟で長尺な部材の形状を記述する３Ｄデータを３ＤＣＡＤシステムに送信する手段
とを含んで構成され、
３ＤＣＡＤシステムは、柔軟で長尺な部材の形状を記述する３Ｄデータと一端側部材の形状を記述する３ＤＣＡＤデータと他端側部材の形状を記述する３ＤＣＡＤデータと記憶されている一端側部材の存在位置を記述するデータと他端側部材の存在位置を記述するデータを統合することによって、一端側部材と他端側部材がそれぞれの存在位置に配置されるとともにその一端側部材とその他端側部材に柔軟で長尺な部材の一端と他端がそれぞれ接続されている物体の３ＤＣＡＤデータを作成することを特徴とする３ＤＣＡＤデータ創生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばホースやケーブル等の柔軟で長尺な部材を含む物体の３ＤＣＡＤデータを短時間で完成する方法と装置に関する。ここでいう３ＤＣＡＤデータとは、物体の３次元形状を記述するデータをいい、計算機の助けを借りながら設計者が３次元形状を設計することによって得られるデータをいう。物体の３次元形状を記述するデータの一部が設計者によって設計されたものでなく、実測されたデータである場合でも、データの全体について評価したときに設計者の設計に基づいて用意されたデータであるといえる場合には３ＤＣＡＤデータということにする。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車の場合、ボディとそのボディに対して相対的に変位するサスペンションを備えており、ボディとサスペンションの間をブレーキホースが伸びている。３ＤＣＡＤシステム（計算機と表示装置と記憶装置を備え、設計者が３次元形状を設計する過程を支援する計算機システム）が普及しており、ボディやサスペンションを３ＤＣＡＤシステムで設計することが多くなっている。３ＤＣＡＤシステムを用いて設計して３ＤＣＡＤデータを得ると、その３ＤＣＡＤデータを用いることによって、様々な評価やシミュレーションをすることが可能となり、設計から量産までの期間とコストが大幅に短縮される。
ボディやサスペンション自体は基本的に剛体であり、現在の３ＤＣＡＤシステムで比較的容易に３ＤＣＡＤデータを完備することができる。しかしながら、ホースやケーブル等の柔軟で長尺な部材の形状ないし姿勢を記述する３Ｄデータを完成することは、今日でも難しい。
【０００３】
ホースやケーブル等の柔軟で長尺な部材は、両端の取付け位置に応じて屈曲する。このときの形状（例えば、局所的にシャープに屈曲するのか、全体的に湾曲するのか）は、ホースの径、肉厚、材質等によって影響を受ける。有限要素法を用いることによって、柔軟で長尺な部材の形状を計算して求めることもできるけれども、そのためには多くの条件を入力して複雑な計算を実行しなければならず、その過程に時間を要する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
現時点では柔軟で長尺な部材（以下では長尺部材ということがある）を含む物体の３ＤＣＡＤデータを創生する場合に、長尺部材の両端が接続される部材の設計段階まではスムースに進むものの、長尺部材の形状を記述する３Ｄデータを得る段階で行き詰まっている。
長尺部材の形状を記述する３Ｄデータが得られないと、３ＤＣＡＤシステムを利用して作成した設計内容の有効性が保証されない。例えば、設計した部材間にホースを接続したときにホースが局所的に屈曲して潰れてしまう物体を設計したり、あるいは部材間に接続したホースが他部材と干渉してホースが摩耗する物体を設計してしまったりする可能性がある。
本発明はこの問題を解決するために創作されたものであり、柔軟で長尺な部材の両端位置を３ＤＣＡＤシステムで設計した段階で、設計された位置に長尺部材の両端位置を位置決めしたときに得られる長尺部材の形状を記述するデータを短時間に得るための方法と装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段と作用】
請求項１の３ＤＣＡＤデータ創生方法は、柔軟で長尺な部材が含まれる物体の３ＤＣＡＤデータを短時間で創生する方法の一つであり、下記の工程を備えている。
３ＤＣＡＤシステムを用いて、柔軟で長尺な部材の一端が接続される一端側部材の存在位置を記述するデータを定義し、そのデータを３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶する。
３ＤＣＡＤシステムを用いて、柔軟で長尺な部材の他端が接続される他端側部材の存在位置を記述するデータを定義し、そのデータを３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶する。
柔軟で長尺な部材の一端を位置決めする。ここでは長尺部材に実際に接続されている一端側部材を位置決めすることによって長尺部材の一端を位置決めしても良いし、あるいは、長尺部材の一端を直接に位置決めしてもよい。
柔軟で長尺な部材の他端をロボットに把持させる。ここでも長尺部材に実際に接続されている他端側部材を把持することによって長尺部材の他端を間接的に把持しても良いし、あるいは長尺部材の他端を直接に把持してもよい。
そのロボットを教示して、位置決めされている一端とロボットに把持されている他端の相対的位置関係を、３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶されている一端側部材と他端側部材の相対的位置関係に調整する。
そのときに得られる柔軟で長尺な部材の形状を３次元計測して柔軟で長尺な部材の形状を記述する３Ｄデータを得る。
３ＤＣＡＤシステムは、柔軟で長尺な部材の形状を記述する３Ｄデータと一端側部材をの形状を記述する３ＤＣＡＤデータと他端側部材の形状を記述する３ＤＣＡＤデータと３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶されている一端側部材の存在位置を記述するデータと他端側部材の存在位置を記述するデータを統合することによって、一端側部材と他端側部材がそれぞれの存在位置に配置されるとともにその一端側部材とその他端側部材に柔軟で長尺な部材の一端と他端がそれぞれ接続されている物体の３ＤＣＡＤデータを作成して３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶する。
【０００６】
この方法によると、柔軟で長尺な部材を含む物体の３ＤＣＡＤデータを得るために、３ＤＣＡＤシステム上で、長尺部材の一端に接続される一端側部材と、他端に接続される他端側部材の３次元的な位置関係が設計されて決定される。しかるのちにロボットが動作し、実際の長尺部材を用いて、長尺部材の一端と他端を３ＤＣＡＤシステムで設計されて決定された相対的位置関係におくことによって長尺部材を曲げる。そのときに実際に得られる柔軟で長尺な部材の形状は３ＤＣＡＤシステムで設計するべき形状となる。
本方法では、３ＤＣＡＤシステムで設計するべき形状を実際に作り出し、その形状を３次元計測することによって、３ＤＣＡＤシステムで設計するべき３Dデータを実測して得る。この方法によると、有限要素法等を用いて柔軟で長尺な部材の形状を計算して求めるよりも簡単に３Ｄデータが得られる。本方法によると柔軟で長尺な部材を含む物体の３ＤＣＡＤデータを短時間で創生することが可能となる。この方法によると、柔軟で長尺な部材の両端位置を３ＤＣＡＤシステムで設計した段階で、設計された位置に長尺部材の両端位置を位置決めしたときに得られる長尺部材の形状を記述するデータが短時間に得られるために、設計内容の検証を早期に実施することができる。
３次元計測することによって得られる柔軟で長尺な部材の形状をあらわす３Ｄデータは、ＣＡＤシステム上に設計されて決定された３ＤＣＡＤデータと統合することができる。
３ＤＣＡＤデータと統合するために、実測された３Ｄデータを数値処理をすることが必要となることがある。たとえば、長尺部材の形状を記述する３Ｄデータは、計測時に用いた座標系に基づいて記録されるために、３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶されている長尺部材の両端位置を記述する座標系と異なる座標系で定義されている場合がある。この場合には実測データを座標変換する必要がある。座標変換の処理は、３ＤＣＡＤシステム内もしくはそれとは別のプログラムで容易に実行することが可能であり、座標変換後の長尺部材の形状を記述するデータは、３ＤＣＡＤシステム内での座標系でのものとなる。変換された長尺部材の形状を記述する３Ｄデータと、長尺部材の両端に接続される部材の存在位置を記述する３ＤＣＡＤデータを統合することで、柔軟で長尺な部材を含む物体全体の３ＤＣＡＤデータとすることができる。
【０００７】
柔軟で長尺な部材の接続態様は様々であり、長尺部材の接続点位置のみを拘束して方位は自由に接続する場合（例えば回転自在継手を内蔵する部材に長尺部材を接続する場合）もあれば、長尺部材の接続点位置のみならず方位まで拘束される場合（例えば固定された筒に長尺部材を接続する場合）もあれば、あるいは、Z軸方向に伸びてから側方に伸びるL字型の継手であってZ軸回りには回転可能な継手に長尺部材が接続される場合のように、接続部における長尺部材の方位はＸＹ面内に限られるけれどもＸＹ面内での方位は規制されないこともある。
長尺部材の接続点位置が規制されるだけでなく、接続部における長尺部材の方位までもが規制される場合には、方位まで規制しないと実際の長尺部材の形状を３ＤＣＡＤシステムで設計した場合のそれに一致させることができない。この場合には請求項２の方法が適している。この方法は下記の工程を備えている。
３ＤＣＡＤシステムを用いて、柔軟で長尺な部材の一端が接続される一端側部材の存在位置と方位を記述するデータを定義し、そのデータを３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶する。
３ＤＣＡＤシステムを用いて、柔軟で長尺な部材の他端が接続される他端側部材の存在位置と方位を記述するデータを定義し、そのデータを３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶する。
柔軟で長尺な部材の一端を位置決めする。ここでは、長尺部材に実際に接続されている一端側部材を位置決めすることによって長尺部材の一端を位置決めしても良いし、あるいは長尺部材の一端を直接に位置決めしてもよい。
柔軟で長尺な部材の他端をロボットに把持させる。ここでも長尺部材に実際に接続されている他端側部材を把持することによって長尺部材の他端を間接的に把持しても良いし、あるいは長尺部材の他端を直接に把持してもよい。
そのロボットを教示して、位置決めされている一端とロボットに把持されている他端の相対的位置関係と相対的方位関係を、３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶されている一端側部材と他端側部材の相対的位置関係と方位関係に調整して、柔軟で長尺な部材を変形させる。
そのときに得られる柔軟で長尺な部材の形状を３次元計測して柔軟で長尺な部材の形状を記述する３Ｄデータを得る。
３ＤＣＡＤシステムが、柔軟で長尺な部材の形状を記述する３Ｄデータと一端側部材の形状を記述する３ＤＣＡＤデータと他端側部材の形状を記述する３ＤＣＡＤデータと３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶されている一端側部材の存在位置と方位を記述するデータと他端側部材の存在位置と方位を記述するデータを統合することによって、一端側部材と他端側部材がそれぞれの存在位置に配置されるとともにその一端側部材とその他端側部材に柔軟で長尺な部材の一端と他端がそれぞれ接続されている物体の３ＤＣＡＤデータを作成して３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶する。
この方法によると、長尺部材の両端位置のみならず、長尺部材の両端方位までもが３ＤＣＡＤシステムで設計されたそれに一致させられるので、そのときに実際に得られる長尺部材の形状が３ＤＣＡＤシステムで設計するべき形状となる。
本方法では、３ＤＣＡＤシステムで設計するべき長尺部材の形状を実際に作り出し、その形状を３次元計測することによって、３ＤＣＡＤシステムで設計するべきデータを実測して得ることができる。
なお、３次元計測することによって得られた長尺部材の形状データは、必要に応じて座標変換したうえで、長尺部材の両端に接続される部材の存在位置と方位を記述するデータと長尺部材の両端に接続される部材の形状を記述する３ＤＣＡＤデータと統合することによって、柔軟で長尺な部材を含む物体全体の３ＤＣＡＤデータを創生することができる。
【０００８】
長尺部材の接続点位置のみを拘束して方位は自由に接続する場合（例えば３次元に回転自由な継手に接続する場合、あるいは回転面は拘束されるけれども面内方位は回転自由な継手に接続する場合）、長尺部材の形状は方位によって影響されるところ、その方位は形状によって決まることから、ロボットによって方位まで再現することは難しい。この場合には、下記の請求項３の方法が好ましい。この方法では、柔軟で長尺な部材の一端が回転可能に一端側部材に接続され、他端が回転可能に他端側部材に接続されている物体の３ＤＣＡＤデータを創生する。
この方法は下記工程を備えている。
３ＤＣＡＤシステムを用いて、柔軟で長尺な部材の一端が接続される一端側部材の存在位置を記述するデータを定義し、そのデータを３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶する。
３ＤＣＡＤシステムを用いて、柔軟で長尺な部材の他端が接続される他端側部材の存在位置を記述するデータを定義し、そのデータを３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶する。
柔軟で長尺な部材の一端に接続されている一端側部材を位置決めする。
柔軟で長尺な部材の他端に接続されている他端側部材をロボットに把持させる。
そのロボットを教示して、位置決めされている一端側部材とロボットに把持されている他端側部材の相対的位置関係を、３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶されている一端側部材と他端側部材の相対的位置関係に調整する。
そのときに得られる柔軟で長尺な部材の形状を３次元計測して柔軟で長尺な部材の形状を記述する３Ｄデータを得る。
そして、３ＤＣＡＤシステムが、柔軟で長尺な部材の形状を記述する３Ｄデータと一端側部材の形状を記述する３ＤＣＡＤデータと他端側部材の形状を記述する３ＤＣＡＤデータと３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶されている一端側部材の存在位置を記述するデータと他端側部材の存在位置を記述するデータを統合することによって、一端側部材と他端側部材がそれぞれの存在位置に配置されるとともにその一端側部材とその他端側部材に柔軟で長尺な部材の一端と他端がそれぞれ接続されている物体の３ＤＣＡＤデータを作成して３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶する。
この場合、長尺部材の両端に接続される部材（回転自由な継手をもっている）の位置を３ＤＣＡＤシステムで設計された位置に調整することによって、長尺部材の両端方位と中間形状の両者が実際の方位と形状に調整される。これを測定することによって、長尺部材の形状を記述する３Ｄデータが短時間に創生される。
【０００９】
本発明は、柔軟で長尺な部材を含む物体の３Ｄデータを創生するのに有用であるが、特に、ブレーキホース等の柔軟で長尺な部材と、その一端が接続される自動車のボディ側部材とその他端が接続されるサスペンション側部材を含む物体の３ＤＣＡＤデータを創生するのに好適である。この方法は下記の工程を備える。
３ＤＣＡＤシステムを用いて、ボディ側部材の存在位置を記述するデータを定義し、そのデータを３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶する。
３ＤＣＡＤシステムを用いて、サスペンション側部材の存在位置を記述するデータを定義し、そのデータを３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶する。
柔軟で長尺な部材の一端を位置決めする。
柔軟で長尺な部材の他端をロボットに把持させる。
そのロボットを教示して、位置決めされている一端とロボットに把持されている他端の相対的位置関係を、３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶されているボディ側部材とサスペンション側部材の相対的位置関係に調整する。
そのときに得られる柔軟で長尺な部材の形状を３次元計測して柔軟で長尺な部材の形状を記述する３Ｄデータを得る。
３ＤＣＡＤシステムが、柔軟で長尺な部材の形状を記述する３Ｄデータとボディ側部材を記述する３ＤＣＡＤデータとサスペンション側部材を記述する３ＤＣＡＤデータと３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶されているボディ側部材の存在位置を記述するデータとサスペンション側部材の存在位置を記述するデータを統合することによって、ボディ側部材とサスペンション側部材がそれぞれの存在位置に配置されるとともにそのボディ側部材とそのサスペンション側部材に柔軟で長尺な部材の一端と他端がそれぞれ接続されている物体の３ＤＣＡＤデータを作成して３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶する。
この方法によると、ブレーキホース等の柔軟で長尺な部材の形状を記述する３Ｄデータを得るために、まず初期条件として３ＤＣＡＤシステム上で、ボディ側部材とサスペンション側部材のそれぞれの３次元的な存在位置が与えられる。しかるのちに実際のブレーキホース等の長尺部材を使用し、一端を位置決めし、他端をロボットによって把持して所定の位置関係に調整する。このときロボットは位置決めされた一端の位置と、ロボットで位置決めされる他端の位置との相対的関係を、３ＤＣＡＤシステム上で定義された相対的位置関係に再現する。従ってこの状態で得られる長尺部材の形状は、ボディ側部材とサスペンション側部材を３ＤＣＡＤシステムで定義したときの相対的位置関係においたときに取る形状となる。現実の長尺部材の形状を３次元計測することによって、ボディ側部材とサスペンション側部材を３ＤＣＡＤシステムで定義した相対的位置関係においたときに長尺部材が取る形状を記述する３Ｄデータが得られる。この３Ｄデータとボディ側部材を記述する３ＤＣＡＤデータとサスペンション側部材を記述する３ＤＣＡＤデータと３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶されているボディ側部材とサスペンション側部材の存在位置を記述するデータを統合して作成された３ＤＣＡＤデータによると、柔軟で長尺な部材の一端がボディ側部材に接続され、その他端がサスペンション側部材に接続されている状態で、柔軟で長尺な部材とボディ側部材とサスペンション側部材を重ね表示することができる。
【００１０】
自動車のサスペンション側部材は、ボディ側部材に対して相対的に変位可能に設計されている。通常は標準位置で設計し、それから最大に変位したときを検討する。サスペンション側部材の水平方向での最大変位位置は、自動車のハンドルを最も右に回転してタイヤを右に向けた状態と、ハンドルを最も左に回転してタイヤを左に向けた状態で得られる。サスペンション側部材の垂直方向での最大変位位置は、自動車がバウンドしてボディが持ち上がった状態と、自動車がリバウンドしてボディが沈み込んだ状態で得られる。３ＤＣＡＤシステムでは、サスペンション側部材の標準位置からの最大変位量を記述する３ＤＣＡＤデータを備えている。
この場合、オペレータがボディに対してサスペンションが標準位置にあるときのデータを定義すると、３ＤＣＡＤシステムがサスペンションの最大変位時のサスペンション側部材の存在位置を記述するデータを計算し、サスペンション側部材の存在位置を記述するデータをロボットに送信することが好ましい。
【００１１】
この場合、オペレータが標準位置にあるサスペンション側部材の存在位置を設計して定義すると、３ＤＣＡＤシステムでは、サスペンション側部材が最大に変位したときの存在位置を計算し、それをロボットに送信して教示する。
ロボットの側では、３ＤＣＡＤシステムでオペレータが設計した標準位置から最大に変位したときの相対的位置関係を再現することができ、ボディに対してサスペンション側部材が最大に変位したときに両者間に亘って伸びる長尺部材の形状を記述するデータを得ることができる。実際に得られた長尺部材の形状を３次元計測することによって、オペレータが３ＤＣＡＤシステムを用いて標準位置で設計したサスペンション側部材が最大に変位したときの長尺部材の形状を記述する３Ｄデータが得られる。変位方向を変えながら最大変位時の３次元計測を繰り返すことにより、長尺部材がとりえる空間範囲を知ることができる。
尚ここでいうデータの送信とは、一つのシステム上で作成されたデータを他のシステムで使用可能な状態に置くことを意味し、電気的通信回線による転送のほか、磁気ディスク等の記録媒体を使用してデータを共用することも含む。
【００１２】
ブレーキホース等の場合、両端の位置と方位が決まっていても、内部に作用する圧力が変動すると中間形状が変化することがある。長尺部材の形状を内圧との関係で把握したい場合がある。
この場合には請求項６に記載の方法が適している。この方法は下記の工程を備えている。
３ＤＣＡＤシステムを用いて、ボディ側部材とサスペンション側部材の存在位置を記述するデータを定義し、そのデータを３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶する。
中空で柔軟で長尺な部材の一端を位置決めする。
中空で柔軟で長尺な部材の他端をロボットに把持させる。
そのロボットを教示して、位置決めされている一端とロボットに把持されている他端の相対的位置関係を、３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶されているボディ側部材とサスペンション側部材の相対的位置関係に調整する。
中空で柔軟で長尺な部材に所定の内圧をかける。
そのときに得られる中空で柔軟で長尺な部材の形状を３次元計測して中空で柔軟で長尺な部材の形状を記述する３Ｄデータを創生する。
【００１３】
中空で柔軟で長尺な部材の形状を記述する精度がよい３Ｄデータを得るためには、使用状態で想定される内圧を再現して形状を測定することが有効である。たとえばブレーキホースの内圧は、急ブレーキをかけたときに最大圧力となり、通常時には標準圧力となり、ホース内にブレーキフルイドが充填されていない場合に空となり、それぞれの場合にブレーキホースの形状が変化する。形状の変化はブレーキホースのかける内圧を調整することで再現することが可能であるので、実際の使用状況で想定される代表的な内圧をかけた状態で取る中空で柔軟で長尺な部材の形状を測定することにより、使用状態における長尺部材の形状を記述する３Ｄデータを得ることが可能である。このとき、長尺部材に封入する液体は、実際使用時と内圧及び重量が同一になるのであれば、必ずしも同一物質である必要はない。
【００１４】
３ＤＣＡＤシステムで設計されたボディ側部材とサスペンション側部材の形状図に、実測された長尺部材の形状図を重ね表示することができると、設計の事前検証過程が効率化される。
このためには請求項７に記載されるように、３ＤＣＡＤシステムが、ブレーキホース等の柔軟で長尺な部材の形状を記述する３Ｄデータと、ボディ側部材の形状を記述する３ＤＣＡＤデータと、サスペンション側部材の形状を記述する３ＤＣＡＤデータと３ＤＣＡＤデータ記憶手段に記憶されているボディ側部材の存在位置を記述するデータと、サスペンション側部材の存在位置を記述するデータを統合することによって、一つの３ＤＣＡＤデータを創生する。この統合された３ＤＣＡＤデータを用いると、ボディ側部材とサスペンション側部材がそれぞれの存在位置に配置されるとともにそのボディ側部材とそのサスペンション側部材に柔軟で長尺な部材の一端と他端がそれぞれ接続されている状態で、３ＤＣＡＤシステムで設計されたボディ側部材とサスペンション側部材の形状図に実測された長尺部材の形状図を重ね表示することができる。
【００１５】
柔軟で長尺な部材の形状図と、ボディ側部材の形状図とサスペンション側部材の形状図を重ね合わせ表示するには、座標変換が必要となる場合がある。
計測によって得られたブレーキホース等の長尺な部材の３Ｄデータは、計測装置に都合のよい局所座標系に基づいて記録されている場合があり、その座標系での３Ｄデータと３ＤＣＡＤデータ記憶手段に保存されているボディ側部材とサスペンション側部材の３DＣＡＤデータとを統合して形状図を重ね合わせて表示するには、実測された３Ｄデータの座標系をボディ側部材とサスペンション側部材を記述するデータの座標系に変換して記述し直す必要がある。
また３次元計測によって得られた形状データが、長尺部材の断面中心点群の位置を示す３Ｄデータである場合には、各種の数値処理をして形状を示すデータに復元する必要が生じることがある。
いずれの場合においても、これらの数値処理は、３次元計測機の内部、３ＤＣＡＤシステムの内部、あるいは単独のプログラムで行うことが可能である。処理されたブレーキホース等の形状を記述する３Ｄデータに基づいて形状図を重ね表示できるようになる。
ブレーキホース等の長尺部材の形状図をボディ側部材とサスペンション側部材の形状図を重ね合わせて図示することにより、長尺部材を含む全体設計の検証を行うことができる。
【００１６】
本発明は、また、柔軟で長尺な部材を含む物体の３ＤＣＡＤデータを創生する装置を創作した。この３ＤＣＡＤデータを創生する装置は、請求項８に記載されているように、柔軟で長尺な部材の一端に接続される一端側部材と、その長尺部材の他端に接続される他端側部材の存在位置を記述するデータを定義して記憶する３ＤＣＡＤシステムと、その長尺部材の一端を位置決めする手段と、その長尺部材の他端を把持するロボットと、３ＤＣＡＤシステムからロボットに、その長尺部材の一端と他端の相対的位置関係を記述するデータを送信する手段と、ロボットが受信した相対的位置関係を実現したときの長尺部材の形状を３次元計測する手段と、３次元計測された柔軟で長尺な部材の形状を記述する３Ｄデータを３ＤＣＡＤシステムに送信する手段とを含んで構成され、３ＤＣＡＤシステムは、柔軟で長尺な部材の形状を記述する３Ｄデータと一端側部材の形状を記述する３ＤＣＡＤデータと他端側部材の形状を記述する３ＤＣＡＤデータと記憶されている一端側部材の存在位置を記述するデータと他端側部材の存在位置を記述するデータを統合することによって、一端側部材と他端側部材がそれぞれの存在位置に配置されるとともにその一端側部材とその他端側部材に柔軟で長尺な部材の一端と他端がそれぞれ接続されている物体の３ＤＣＡＤデータを作成することを特徴とする。
この場合、３ＤＣＡＤシステムと、ロボットと３次元計測手段は、地理的に離れた部署に配置されていても良く、全体が通信回線で情報通信可能に接続されていれば、システムを構成するハードウエアの存在位置には地理的制約がない。
３ＤＣＡＤシステムからロボットに、長尺部材の一端と他端の相対的位置関係を記述するデータを送信する手段は、電気的通信方法による転送手段のほか、磁気ディスク等の記録媒体を使用した手段を用いることができる。同じく、３次元計測された３Ｄデータを３ＤＣＡＤシステムに送信する手段にも、電気的通信方法による転送手段のほか、磁気ディスク等の記録媒体を使用した手段を用いることができる。このようなデータの送受信手段を用いることにより、３ＤＣＡＤシステムと、ロボットと３次元計測手段は、地理的制約を受けることなく必要なデータを送受する事が可能となる。本装置を用いることによって、柔軟で長尺な部材を含む物体の３ＤＣＡＤデータを短時間に創生することが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
最初に、次に説明する実施例の主要な特徴を列記する。（形態１）３ＤＣＡＤシステムは、演算部と操作部と表示装置と記録装置と、電気的通信回線に接続可能なインターフェイスもしくはデータ記憶媒体ヘの読込みと書込み装置を有している。
（形態２）柔軟で長尺な部材の端部が接続される部材の方位は、３ＤＣＡＤシステムで一意に決定され、実際の長尺部材の端部が決定された方位におかれて実際形状が計測される。
（形態３）柔軟で長尺な部材の端部に接続される部材はユニバーサルジョイントを利用しており、回転の自由度を有している。実際の長尺部材とユニバーサルジョイントを利用して実際の形状が再現される。
（形態４）ロボットコントローラは、ロボットアームの先端位置と先端方位を記述するデータを入力するデータ通信部と、ロボットアーム先端位置と先端方位を入力された位置と方位に制御する制御部を備える。
（形態５）ロボットアームは、柔軟で長尺な部材の他端部が接続される他端側部材を把持する。他端側部材が回転自由度を有する場合は、これを再現した状態で他端側部材を把持する。
（形態６）ロボットに把持された柔軟で長尺な部材に液体を供給して内圧をかけるためのポンプとバルブが用意されている。
（形態７）柔軟で長尺な部材の形状を測定する３次元計測機はレーザー変位計であり、データ送信のための電気的通信部もしくはデータ記憶媒体への書込み・読出し装置を有している。
（形態８）柔軟で長尺な部材は円筒状である。
（形態９）柔軟で長尺な部材は中空であり、内部に液体を封入することが可能である。
【００１８】
【実施例】
以下に、本発明の実施例に係る柔軟で長尺な部材を含む３ＤＣＡＤデータ創生方法および装置を添付図面を参照しながら、詳細に説明する。
（第一実施例）
図１は第一実施例の柔軟で長尺な部材を含む物体の３ＤＣＡＤデータ創生方法および装置を模式的に示している。図１に示すように、本実施例に係る柔軟で長尺な部材を含む物体の３ＤＣＡＤデータ創生装置は、３ＤＣＡＤシステムと、ロボットと、ロボットコントローラと、３次元計測機からなっており、柔軟で長尺な部材と、長尺部材の一端に接続される一端側部材と、長尺部材の他端に接続される他端側部材を利用する。３ＤＣＡＤシステムと、ロボットと、ロボットコントローラと、３次元計測機は、通信手段を介してデータを送受信することが可能となっている。図２は、第一実施例の装置が実行するフローチャートを示している。以下フローチャートの各ステップと対応させながら説明する。
設計者は、複数種類存在する柔軟で長尺な部材のなかから、実際に用いることを予定している種類を選択する（ステップ２）。次に設計者は、３ＤＣＡＤシステムを用いて、長尺部材の一端に接続される一端側部材の存在位置を記述するデータＰ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を定義する。設計者が定義した一端側部材の存在位置を記述するデータＰ１は、３ＤＣＡＤシステムの記憶装置に記憶される（ステップ４と８）。設計者は、さらに長尺部材の他端に接続される他端側部材の存在位置を記述するデータＰ２（ｘ２，ｙ２，ｚ２）を定義する。設計者が定義した他端側部材の存在位置を記述するデータＰ２も、３ＤＣＡＤシステムの記憶装置に記憶される（ステップ４と８）。
図３に例示されているように、継手が3次元の回転自由度を持っている場合には、長尺部材を接続する継手の方位を定義する必要はない。それに対して、図４に例示されているように、継手が回転自在であっても、その回転面が拘束されている場合、あるいは、図１に例示されているように、継手が回転不能である場合には、設計者は継手の方位をも定義する。図3に例示するように、継手が回転自在であって両端位置が指定されると、長尺部材の形状が決定される場合には、方位の情報が不要であるのに対し、図1と図４に例示されているように、両端位置のみでは長尺部材の形状が決定されず、継手の方位によって長尺部材の形状が変化する場合には方位の情報が定義される。継手の方位は、図1の場合、継手方位を向くベクトルデータＮ１（ｎｘ１，ｎｙ１，ｎｚ１）、Ｎ２（ｎｘ２，ｎｙ２，ｎｚ２）で定義され、図４の場合、継手の回転軸方位を向くベクトルデータＮ１、Ｎ２で定義される。定義された方位データＮ１、Ｎ２も、３ＤＣＡＤシステムの記憶装置に記憶される（ステップ６と８）。
次に、ステップ２で選択した実際の長尺部材と、その一端に接続される実際の一端側部材と、他端に接続される実際の他端側部材が利用される。即ち、実際の長尺部材の両端に一端側部材と他端側部材が接続された実物が利用される。
最初に、長尺部材の一端に接続されている実際の一端側部材が、所定の位置に位置決めされる。この位置は、通常は3次元計測機の測定可能領域の端部近傍におかれる（ステップ１０）。次に、ロボットに、長尺部材の他端に接続されている実際の他端側部材を把持させる（ステップ１２）。ロボットが他端側部材を把持した後、ロボットは姿勢を変え、所定位置に位置決めされている一端側部材と、ロボットに把持されている他端側部材の相対的位置関係を調整する。
ここではロボットが、３ＤＣＡＤシステムの記憶装置に記憶されている位置データＰ１、Ｐ２と方位データＮ１、Ｎ２を参照し、これに基づいてロボット姿勢を調整する（ステップ１４）。この結果、長尺部材の両端に接続されている実際の一端側部材と他端側部材の相対的位置関係は、設計者が３ＤＣＡＤシステムを利用して設計した相対的位置関係と相対的方位関係に再現される。従って、このときの実際の長尺部材の形状は、設計者が３ＤＣＡＤシステムを利用して設計した部材間に長尺部材を接続したときに、その長尺部材が取るはずの形状に再現される。
その状態で、レーザー変位計を用いて長尺部材の形状を３次元計測し、長尺部材の実際の形状ないしは姿勢を記述する３Ｄデータを得る（ステップ１６）。レーザー変位計の内部処理によって、柔軟で長尺な部材の断面の中心点を示す3次元座標値が得られる。断面中心点の3次元座標値は、長尺部材の長手方向に細かな間隔でサンプリングされる。このようにして、長尺部材の断面中心点の3次元座標値の集合Ｐｉ（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）が得られる。ここでｉは、サンプリング点の番号に対応する。
本実施例の３次元計測機ではＰ１を原点とした座標系で断面中心点データ集合Ｐｉ（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）が得られる。長尺部材の長手方向の最後の３次元座標値はＰ２に等しい。３次元計測して得られた断面中心点データ集合Ｐｉ（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）は、長尺部材の形状ないし姿勢を記述する３Ｄデータである。
断面中心点データ集合Ｐｉ（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）は、３次元計測機での座標系で記述されている（図１では大文字で示す）ので、３ＤＣＡＤシステムで用いる座標系（前記した位置データＰ１、Ｐ２および方位データＮ１、Ｎ２はこの座標系で記述されている）に座標変換される（ステップ１８）。図１では、座標変換後の断面中心点データ集合が小文字（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）で示されている。座標変換後の断面中心点データ集合（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）が、３ＤＣＡＤシステムの記憶装置に記憶される（ステップ２０）。
【００１９】
このようにして得られる断面中心点データ集合（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）は、設計者が３ＤＣＡＤシステムを用いて設計した両端部材の位置に長尺部材の両端をおいたときに取る長尺部材の形状を示している。同種のデータは、有限要素法を用いて計算して算出することができる。しかしながら、その計算は複雑で計算時間がかかり、しかも計算結果の信頼性には疑問がある。本方法と装置によると、計算によるよりも早く、信頼のおける３Ｄデータを得ることができる。
本実施例の３次元計測ではＰ１を原点とした座標系で、Ｐ２に向かって多点で測定を行って断面中心点データ集合Ｐｉ（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）を得ているが、測定時の原点は、計測の容易さを考慮して、任意の位置に設定することが可能である。
３次元計測時に得られた断面中心点データ集合の座標値を、３ＤＣＡＤシステムの記憶手段に記憶されている柔軟で長尺な部材の端部が接続される部材の位置データＰ１、Ｐ２および方位データＮ１、Ｎ２で使用されている座標系へ変換する工程は、簡易な演算プログラムを使用してもよいし、また、３ＤＣＡＤシステムの計算機能を用いて行うこともできる。
【００２０】
図３，図４に示されるように、長尺部材が接続される継手が回転自由度を有する場合、その回転自由度を再現するために、回転自在な継手を持つ部材をロボットに把持する。あるいはこれに代えて、軸受けなどの補助的な接続部材を介して回転自由度を再現してもよい。
これに対して、図１に示すように、長尺部材の端部の方位が確定的な場合にはロボットで接続部材を把持するのに代えて、長尺部材の端部をロボットで直接に把持してもよい。この場合、実際の接続部材を用意する必要がなく、実際の長尺部材のみを用いて長尺部材の形状を再現することができる。
【００２１】
（第２実施例）
図５は第２実施例を示し、実際の使用時に想定されるボディ側部材とサスペンション側部材の相対位置の変化、およびブレーキホースの内圧の変化を考慮した３ＤＣＡＤデータを創生する方法および装置を模式的に表している。図６は第２実施例のフローチャートを示している。以下、フローチャートの各ステップと対応させながら実施例を説明する。
ここではブレーキホースを接続する継手の方位が固定的であり、従ってブレーキホースの両端位置と方位をロボット等で再現することによって、ブレーキホースの屈曲形状が再現されるものとする。
図５に示すように、第２実施例の装置は、３ＤＣＡＤシステムと、ロボットと、ロボットコントローラと、油圧回路と、３次元計測機からなっており、実際のブレーキホースを利用する。３ＤＣＡＤシステムと、ロボットと、ロボットコントローラと、油圧回路と、３次元計測機は、通信手段を介してデータを送受信することが可能となっている。
【００２２】
図６に示すように、設計者は、用いるブレーキホースの種類を選択し、そのブレーキホースの使用条件（例えばブレーキホースに加わる内圧の標準圧と最大圧）を設定する（ステップ２２）。
設計者は、３ＤＣＡＤシステムを用いて、ブレーキホースの一端側の位置Ｐ１と方位Ｎ１と、他端側の位置Ｐ２と方位Ｎ２を設計する。ここではブレーキホースのサスペンション側部材に接続される側を他端側とし、サスペンション側部材の標準的な存在位置によって他端側の位置Ｐ２と方位Ｎ２を設計する。３ＤＣＡＤシステムは、ボディに対するサスペンション側部材の水平方向と垂直方向の最大変位量のデータを記憶している。サスペンションの水平方向の最大変位量は、自動車のハンドルを最も右に回転してタイヤを右に向けた状態と、ハンドルを最も左に回転してタイヤを左に向けた状態で得られる。サスペンションの垂直方向の最大変位量は、自動車がバウンドしてボディが持ち上がった状態と、自動車がリバウンドしてボディが沈み込んだ状態で得られる。
設計者が設計した標準位置と、３ＤＣＡＤシステムが記憶している最大変位量から、サスペンション側部材が変位したときの存在位置と方位を計算することができる（ステップ２８と３０）。実際には、図７に示すように、垂直方向ではバウンド位置、中立位置、リバウンド位置が採用され、左右方向では、右転舵位置、直進位置、左転舵位置が採用され、合計９状態でのサスペンション側部材の存在位置と方位が計算される（ステップ２８、３０）。合計して９個のサスペンション側部材の存在位置と方位のデータが、３ＤＣＡＤシステムの記憶装置に記憶される。図８がその一例を示し、合計して９個のサスペンション側部材の存在位置を示すデータＰ２１からＰ２９と、合計して９個の方位を示すデータＮ２１からＮ２９が計算される。ここで、中立位置で直進位置にあるときのサスペンション側部材の存在位置Ｐ２５、方位Ｎ２５は、設計者によって設計された標準位置におけるものである。こうして得られた９個の位置データＰ２１からＰ２９と、９個の方位データＮ２１からＮ２９は、３ＤＣＡＤシステムの記憶装置に記憶される（ステップ３２）。なお、位置データＰと方位データＮはベクトル値であり、それぞれがｘ、ｙ、ｚの３成分を持っている。
【００２３】
設計者によって設計された、中立位置で直進位置にあるときのサスペンション側部材の存在位置Ｐ２５と方位Ｎ２５が定義され、これから、９個の状態における位置データＰ２１からＰ２９と方位データＮ２１からＮ２９が得られると、ステップ３４がＹＥＳとなってステップ３６以降が実行される。
最初に、ブレーキホースのボディ側に接続される端部が所定の位置に位置決めされる。（ステップ３６）。次に、ブレーキホースのサスペンション側に接続される端部がロボットのアームによって把持される（ステップ３８）。ついで、ロボットは、ステップ３２で３ＤＣＡＤシステムの記憶装置に記憶された９個の位置データと９個の方位データを受信し（ステップ４０）、ロボットコントローラの制御によって、位置決めされているボディ側端部とロボットのアームに把持されているサスペンション側端部の相対的位置関係を、３ＤＣＡＤシステムで定義ないし計算された位置関係に調整する。ここでは、３ＤＣＡＤシステムの記憶装置に、９個の位置データと９個の方位データが記憶されているのに対応して、順々に９個の状態を再現する。最初に、ロボットのアームに把持されているサスペンション側端部の相対的位置関係を、バウンド時の右転舵時の位置Ｐ２１と方位Ｎ２１に対応する位置関係に調整するものとする（ステップ４２）。
両端の位置と方位が３ＤＣＡＤシステムで設計された相対的位置関係に調整されたブレーキホースの中に、油圧ポンプを用いてブレーキフルイドを注入し所定の内圧を加える（ステップ４４）。そのときに実際に得られる柔軟で長尺な部材の形状を、レーザー変位計によって３次元計測してブレーキホースの形状を記述するデータを得る（ステップ４６）。最初の測定では、内圧をゼロとして測定する。このときに、図９の９１に示すブレーキホースの形状を示すデータ、即ち、バウンド時の右転舵時の内圧がゼロのときのブレーキホースの形状を示す３Ｄデータ９１が得られる。
【００２４】
以下、ホース内にかける圧力を変えながら、計測を繰返す。サスペンション部材の一つの変位位置ごとに、内圧がゼロ、内圧が標準圧、内圧が最大圧の３状態で測定する。これをサスペンション部材の９個の変位位置について実行する。９個の変位位置について、各３通りの内圧に対する計測が終了すると、ステップ５４がＹＥＳとなる。このときには、図９に例示するように、９個の変位位置と３種の内圧状態に対応する２７種類のブレーキホース形状を示すデータが得られている。
【００２５】
ブレーキホースの３次元計測によって得られた断面中心点座標の集合を、３ＤＣＡＤシステム上で曲線に近似してブレーキホースの形状を示す曲線とする。その曲線にブレーキホースの断面形状を定義することで、ブレーキホースの形状を表示することが可能である（ステップ５６）。その上に、ボディ側部材とサスペンション側部材の形状図を重ね合わせて図示することにより、ブレーキホース等の柔軟で長尺な部材が他の部材と干渉したり、折れ曲がったりしないかといった検証を行うことができる（ステップ６０）。
さらにブレーキホース等の柔軟で長尺な部材の３Ｄデータと、すでに３ＤＣＡＤデータ記憶手段に保存されているボディ側部材とサスペンション側部材の存在位置等を記述するデータを一つのデータファイルに統合して３ＤＣＡＤシステムの記憶手段に記憶させることにより、柔軟で長尺な部材を含む物体全体の３ＤＣＡＤデータを創生することが可能となる。（ステップ６４）
【００２６】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、実施例では、データの共有や送受信に、電気的通信回線を用いた方法と磁気ディスク等の記録媒体を使用した方法について説明したが、印字したデータの授受をおこなってオペレーターがキーボード等から各装置にデータ入力する方法も可能である。また、柔軟で長尺な部材の３次元形状をレーザー変位計で測定する場合について説明したが、ＣＣＤカメラと画像処理ソフトウェアを用いて、柔軟で長尺な部材の形状データを直接コンピューターに取り込むことも可能である。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本願発明の３ＤＣＡＤデータ創生方法と創生装置によると、実測することによって柔軟で長尺な部材の形状を記述するデータが得られるので、柔軟で長尺な部材を含む物体の全体を記述する３ＤＣＡＤデータを短時間で得ることができる。このために設計内容を検証しながら、３ＤＣＡＤシステムで設計作業を進めていくことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１実施例の柔軟で長尺な部材を含む物体の３ＤＣＡＤデータ創生方法および装置を模式的に示す図。
【図２】  第１実施例の柔軟で長尺な部材を含む物体の３ＤＣＡＤデータ創生方法の概要をしめすフローチャート。
【図３】  柔軟で長尺な部材に接続される回転の自由度を有する部材の模式図。
【図４】  柔軟で長尺な部材に接続される回転の自由度を有する部材の模式図。
【図５】  第２実施例のボディ側部材とサスペンション側部材に接続されたブレーキホースの３ＤＣＡＤデータ創生方法および装置を模式的に示す図。
【図６】  第２実施例のブレーキホースの３ＤＣＡＤデータ創生方法の概要をしめすフローチャート。
【図７】  自動車のボディに対するサスペンションの相対変位関係を示す図。
【図８】  自動車のボディに対するサスペンションの相対変位位置を記述するデータの一例。
【図９】  ブレーキホースの内圧を変更して得られるホース形状を記述する３Ｄデータの構成を表す図。
【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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【図８】
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【図９】
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