(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件を形状データに変換する形状データ化手段と、
前記構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件の形状データを、その構成物の配置される位置に応じて変更する変更手段と、
前記構成物およびその構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件に対応する第１の形状の配置位置に基づいて、前記第１の形状が、他の構成物およびその構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件に対応する第２の形状に重なるか否かを検査する検査手段と、
前記検査手段による検査の結果に従って前記第１の形状を前記第２の形状に重ならない位置に配置する配置手段と
を備えたレイアウト設計装置。
【請求項２】
構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件を形状データに変換する形状データ化手段と、
前記構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件の形状データを、その構成物の配置される位置に応じて変更する変更手段と、
前記構成物の形状が、他の構成物およびその構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件に対応する形状に重なるか否かを検査、並びに前記構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件に対応する形状が、他の構成物の形状に重なるか否かを検査する検査手段と、
前記検査手段の何れの検査でも重ならない位置に前記構成物を配置する配置手段と
を備えたレイアウト設計装置。
【請求項３】
構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件を形状データ化手段で形状データに変換するステップと、
前記構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件の形状データを、変更手段で前記構成物の配置される位置に応じて変更するステップと、
前記構成物およびその構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件に対応する第１の形状が、他の構成物およびその構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件に対応する第２の形状に重なるか否かを検査手段で検査するステップと、
その検査の結果に従って、配置手段が前記第１の形状が前記第２の形状に重ならない位置に配置するステップと
を備えたレイアウト設計方法。
【請求項４】
構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件を形状データ化手段で形状データに変換するステップと、
前記構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件の形状データを、変更手段で前記構成物の配置される位置に応じて変更するステップと、
前記構成物の形状が、他の構成物およびその構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件に対応する第２の形状に重なるか否かを検査、並びに前記構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件に対応する形状が、他の構成物の形状に重なるか否か検査手段で検査するステップと、
配置手段で前記検査手段の何れの検査でも重ならない位置に前記構成物を配置するステップと
を備えたレイアウト設計方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工業製品などを構成する部品のレイアウトを設計するレイアウト設計装置およびレイアウト設計方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レイアウトの設計に際しては、配置対象となる構成物である一連の部品が例えば筐体などの所定の配置領域において互いに干渉しあわない（重なり合わない）ようにする。さらに、部品の種類に応じて、特定の場所に配置してはならない（または特定の場所に配置しなくてはならない）といった制約条件や、他のある部品に並べて配置してはならない（または他のある部品に並べて配置しなくてはならない）といった配置ルールを考慮して各部品の配置を決定していく必要がある。このような制約条件や配置ルールはレイアウト設計の対象となる製品の分野や種類ごとに異なる場合が多く、対象となる製品の分野や種類に関する多くの知識が必要になる。
【０００３】
従来のレイアウト設計方法としては、上述のような制約条件や配置ルールに熟知した設計者が汎用の３次元ＣＡＤ（Computer Asisted Design）システムを使用して各部品の３次元形状を所定の配置領域内に配置し、それによるレイアウトが制約条件や配置ルールを満足しているか否かを判断し、制約条件や配置ルールを満足するように、部品の３次元形状の位置を変更していく方法や、対象製品の分野や種類に限定した制約条件や配置ルールを考慮したプログラムを使用していわゆるコンピュータでレイアウトを設計する特定製品向けのレイアウト設計装置を使用する方法などがある。
【０００４】
その他、自動的に構成物の配置位置などを決定する方法としては、例えば特開平９−３０５６４３号公報に記載のものがあるが、それに基づいて本発明を導出することは困難である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のレイアウト設計方法は以上のように構成されているので、汎用の３次元ＣＡＤシステムを使用する場合には、設計されるレイアウトが設計者の熟練度に依存するため設計結果にばらつきが生じたり、経験の浅い設計者では誤りのあるレイアウトを設計してしまう可能性や、設計者が制約条件や配置ルールを検査するため人為的な誤りが発生する可能性があるなどの課題があった。また、特定製品向けのレイアウト設計装置を使用する場合には、製品の分野や種類毎にレイアウト設計用のプログラムを用意したり、製品の分野や種類が変更される度にプログラムを変更する必要があり、コンピュータやソフトウェアに関する詳細な知識が設計者に要求されるとともに、様々な製品についてレイアウト設計を行うためにコストが大きくなるなどの課題があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件を形状データ化し、構成物およびその構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件に対応する第１の形状が、他の構成物およびその構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件に対応する第２の形状に重ならないように各構成物を配置するようにして、製品の分野や種類に関係なく、配置ルールおよび配置制約条件を通常の形状データと同様に取り扱い、配置ルールおよび配置制約条件に違反したレイアウトを設計する可能性を低減するレイアウト設計装置およびレイアウト設計方法を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るレイアウト設計装置は、構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件を形状データに変換する形状データ化手段と、構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件の形状データを、その構成物の配置される位置に応じて変更する変更手段と、構成物およびその構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件に対応する第１の形状の配置位置に基づいて、第１の形状が、他の構成物およびその構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件に対応する第２の形状に重なるか否かを検査する検査手段と、検査手段による検査の結果に従って第１の形状を第２の形状に重ならない位置に配置する配置手段とを備えたものである。
【０００８】
この発明に係るレイアウト設計装置は、構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件を形状データに変換する形状データ化手段と、構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件の形状データを、その構成物の配置される位置に応じて変更する変更手段と、構成物の形状が、他の構成物およびその構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件に対応する形状に重なるか否かを検査、並びに構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件に対応する形状が、他の構成物の形状に重なるか否かを検査する検査手段と、前記検査手段の何れの検査でも重ならない位置に前記構成物を配置する配置手段とを備えたものである。
【０００９】
この発明に係るレイアウト設計方法は、構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件を形状データ化手段で形状データに変換するステップと、構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件の形状データを、変更手段で構成物の配置される位置に応じて変更するステップと、構成物およびその構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件に対応する第１の形状が、他の構成物およびその構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件に対応する第２の形状に重なるか否かを検査手段で検査するステップと、その検査の結果に従って、配置手段が第１の形状を第２の形状に重ならない位置に配置するステップとを備えたものである。
【００１０】
この発明に係るレイアウト設計方法は、構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件を形状データ化手段で形状データに変換するステップと、構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件の形状データを、変更手段で構成物の配置される位置に応じて変更するステップと、構成物の形状が、他の構成物およびその構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件に対応する第２の形状に重なるか否かを検査、並びに構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件に対応する形状が、他の構成物の形状に重なるか否かを検査手段で検査するステップと、配置手段が検査手段の何れの検査でも重ならない位置に構成物を配置するステップとを備えたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるレイアウト設計装置の構成例を示すブロック図である。図２は、部品および制約条件の３次元形状化を示す図である。図３は、配置部品形状および配置ルール形状の一例を示す斜視透視図である。
【００１４】
図１において、１は、例えば３次元ＣＡＤを利用して部品の３次元形状データを生成するとともに、その部品に付加される配置制約条件および配置ルールを入力される部品形状データ生成部である。２は、部品（構成物）に付加されている配置制約条件および配置ルールを３次元形状データ（以下、配置ルール形状データという）に変換する配置ルール形状生成部（形状データ化手段）である。例えば、ファンなどの可動部がある場合、その可動部が動作時に通過する空間が配置ルール形状になる。
【００１５】
３は、部品の形状データ、その部品の配置ルール形状データなどを格納する部品データ格納部である。図２に示すように、部品１１、およびその部品１１に対して付加されている配置制約条件１２Ａ，１２Ｂ，・・・にそれぞれ対応して３次元形状データ２１，２２Ａ，２２Ｂ，・・・が部品データ格納部３に互いに関連づけられて格納される。そして、これらの３次元形状データ２１，２２Ａ，２２Ｂ，・・・に基づいて部品や配置ルール形状が視覚化されると例えば図３に示すようになり、部品形状３２や配置ルール形状３３が筐体形状３１内に配置される。
【００１６】
４は、例えば３次元ＣＡＤを利用して、部品が配置される筐体の３次元形状データを生成する筐体データ生成部である。５は、部品データ格納部３から部品の形状データおよび配置ルール形状データを読み出し、筐体データ生成部４により生成されたデータによる筐体内に、部品を配置する部品配置部（配置手段，変更手段）である。
【００１７】
６は、部品配置部５により配置された部品およびその部品の配置ルール形状のいずれかが他の部品およびその部品の配置ルール形状に干渉しているか否かを判断し、干渉している場合には部品配置部５に部品の配置を変更させ、干渉していない場合には各部品の配置を図示せぬ外部装置に出力させる干渉チェック部（検査手段）である。
【００１８】
次に動作について説明する。
図４は、この発明の実施の形態１によるレイアウト設計装置の動作について説明するフローチャートである。
【００１９】
まずステップＳＴ１において、部品形状データ生成部１は、例えば３次元ＣＡＤを利用してユーザによる操作に基づいて部品の３次元形状データを生成する。また、それとともに、その部品に付加される配置制約条件および配置ルールが入力される。
【００２０】
次にステップＳＴ２において、配置ルール形状生成部２は、部品に付加された配置制約条件および配置ルールを３次元形状データに変換する。そして、部品データ格納部３に、部品の形状データとその部品の配置ルール形状データが格納される。
【００２１】
なお、これらの処理の間に、筐体データ生成部４により例えば３次元ＣＡＤを利用してユーザによる操作に基づいて、部品が配置される筐体の３次元形状データが生成され、部品配置部５に供給される。
【００２２】
そして、部品配置部５は、ステップＳＴ３において、部品データ格納部３にデータが格納されている部品のうち、筐体データ生成部４により生成されたデータによる筐体に未配置の部品の形状データおよびその部品についての配置ルール形状データを読み出し、ステップＳＴ４において、その筐体内にその未配置部品を仮配置する。そして、部品配置部５は、部品および配置ルール形状のデータ、並びにその配置位置のデータを干渉チェック部６に供給する。
【００２３】
さらに、ステップＳＴ５において、部品配置部５は、部品データ格納部３にデータが格納されている部品のうちの、筐体に既に配置したいずれかの部品の形状データおよびその部品についての配置ルール形状データ、並びにその配置位置のデータを読み出し、干渉チェック部６に供給する。
【００２４】
そして、干渉チェック部６は、ステップＳＴ６において、部品配置部５により配置された部品が、その既に配置された部品に干渉しているか否かを判断し、配置された部品がその既に配置された部品に干渉していると判断した場合には、その部品の配置位置を変更するように部品配置部５に指示する。そして、ステップＳＴ４からの処理が再度実行される。
【００２５】
一方、今回配置された部品が既に配置された部品に干渉していないと判断した場合には、ステップＳＴ７において、部品配置部５により配置された部品の配置ルール形状がその既に配置された部品に干渉しているか否かを判断し、その配置ルール形状がその既に配置された部品に干渉している場合には、その部品の配置位置を変更するように部品配置部５に指示する。そして、ステップＳＴ４からの処理が再度実行される。
【００２６】
一方、配置された部品の配置ルール形状がその既に配置された部品に干渉していないと判断した場合には、干渉チェック部６は、その旨を部品配置部５に通知する。そして、ステップＳＴ８において、部品配置部５は、既に配置された部品のうち、ステップＳＴ５でデータが読み出されていない配置済み部品があるか否かを判断し、ステップＳＴ５でデータが読み出されていない配置済み部品があると判断した場合、ステップＳＴ５に戻り、その配置済み部品のうちのいずれかに対してステップＳＴ５からの処理を再度実行する。
【００２７】
一方、ステップＳＴ５でデータが読み出されていない配置済み部品がないと判断された場合、ステップＳＴ９において、部品配置部５は、ステップＳＴ４で配置した部品の配置位置を確定し、その配置位置のデータをその部品の形状データに関連づけて部品データ格納部３に格納する。
【００２８】
そして、ステップＳＴ１０において、部品配置部５は、部品データ格納部３にデータが格納されている部品のうち、筐体に未配置の部品があるか否かを判断し、筐体に未配置の部品があると判断した場合、ステップＳＴ３に戻り、筐体に未配置の部品がないと判断した場合、処理を終了する。
【００２９】
以上のように、この実施の形態１によれば、部品に関する配置ルールおよび配置制約条件を形状データ化し、部品およびそれに関する配置ルールおよび配置制約条件に対応する第１の形状が、他の部品およびそれに関する配置ルールおよび配置制約条件に対応する第２の形状に重ならないように各部品を配置するようにしたので、製品の分野や種類に関係なく、配置ルールおよび配置制約条件を通常の形状データと同様に取り扱い、配置ルールおよび配置制約条件に違反したレイアウトを設計する可能性を低減することができるという効果が得られる。
【００３０】
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２によるレイアウト設計装置の構成例を示すブロック図である。図５において、５Ａは、部品データ格納部３から部品の形状データおよび配置ルール形状データを読み出し、筐体データ生成部４により生成されたデータによる筐体内に部品を配置し、筐体の形状データ、部品および配置ルールの形状データ、並びに配置位置のデータを制御部７に供給する部品配置部（形状移動手段）である。
【００３１】
６Ａは、部品配置部５Ａにより配置された部品およびその部品の配置ルール形状のいずれかが他の部品およびその部品の配置ルール形状に干渉しているか否かを検査し、その結果を制御部７に供給する干渉チェック部である。
【００３２】
７は、部品配置部５Ａより供給された筐体の形状データ、部品および配置ルールの形状データ、並びに配置位置のデータに基づいて、筐体、部品および配置ルール形状の画像データを生成し、筐体、部品および配置ルール形状を表示部９に表示させるとともに、ユーザによる操作部８での操作に対応して部品および配置ルール形状の配置位置を変更する制御部（可視化手段）である。
【００３３】
８は、ユーザにより操作され、その操作に対応する信号を制御部７に供給するマウスやキーボードなどの操作部であり、９は、制御部７より供給される画像データに対応する画像を表示する表示部（可視化手段）である。なお、操作部８および表示部９によりグラフィカルユーザインタフェースが実現されており、ユーザは、視覚的に確認しながら配置位置を変更させることができる。
【００３４】
なお、その他の構成要素については実施の形態１のものと同様であるので、その説明を省略する。
【００３５】
次に動作について説明する。
この実施の形態２においては、ユーザの操作に対応して表示部９に表示される部品および配置ルール形状の画像が制御部７により移動されるとともに、その操作に応じて、部品配置部５Ａにより配置された部品の配置位置が変更される。また、制御部７は、干渉チェック部６Ａによる検査結果を受け取ると、その検査結果を表示部９に表示させる。ユーザは、その検査結果の表示により、部品および配置ルール形状が干渉しているか否かを確認することができる。
【００３６】
なお、その他の動作については実施の形態１のものと同様であるので、その説明を省略する。
【００３７】
以上のように、この実施の形態２によれば、形状化された配置ルールや配置制約条件をユーザに対して表示するようにしたので、配置ルールや配置制約条件を視覚的に確認することができ、配置ルールや配置制約条件の違反の発生を低減することができるという効果が得られる。
【００３８】
実施の形態３．
図６は、配置ルール形状の変化の一例を示す斜視透視図である。
部品の配置ルールや制約条件によっては、部品の配置位置に応じて配置ルール形状が変化する場合がある。その場合、ユーザの操作または部品配置部５により部品の配置位置が変更されたときに、配置ルール形状を変化させる。例えば、図６（Ａ）において、筐体４１内において最も上部側に配置されるという配置ルールが部品４２に付加されている場合、部品４２の配置位置が図６（Ｂ）に示す位置であるときの配置ルールの形状は、配置ルール形状４３Ａになる。そして、部品４２の配置位置が図６（Ｃ）に示す位置に変更された場合には、部品配置部５は、配置ルールの形状を、配置ルール形状４３Ｂに変化させる。この場合には、配置ルール形状データとして、部品４２の上面から上方の、筐体４１の上面までの高さを有する長方形の形状を表すデータが格納される。
【００３９】
以上のように、この実施の形態３によれば、部品の配置位置に応じて配置ルール形状が変化するようにしたので、抽象的な配置ルールや配置制約条件に対しても配置ルール形状を実現することができるという効果が得られる。
【００４０】
実施の形態４．
図７は、部品および制約条件に対応する３次元形状データとそれに付加された配置情報フラグ化を示す図である。図８は、配置情報フラグの値に応じて干渉を検査するときの処理について説明する図である。
【００４１】
この実施の形態４においては、図７に示すように、部品１１およびその配置制約条件１２Ａ，１２Ｂ，・・・に対する３次元形状データに、その部品および配置ルール形状が、他の各部品およびその配置ルール形状に干渉して配置可能か否かを示す配置情報フラグ２６，２７Ａ，２７Ｂ，・・・が付加されている。
【００４２】
そして、干渉チェック部６は、第１の部品およびその配置ルール形状の、第２の部品およびその配置ルール形状に対する干渉の検査を実行する場合、まず、図８に示すように、第１の部品の３次元形状データに付加された第２の部品に対する配置情報フラグと、第２の部品の３次元データに付加された第１の部品に対する配置情報フラグとを読み出し、２つの配置情報フラグのビット毎の論理積を計算し、その計算結果のいずれかのビット値が１であるときには、第１の部品と第２の部品、第１の部品の配置ルール形状と第２の部品、および第１の部品の配置ルール形状と第２の部品の配置ルール形状について干渉の検査を実行し、その計算結果のすべてのビット値が０であるときには、第１の部品と第２の部品についてのみ干渉の検査を実行する。そして、干渉チェック部６は、検査の結果を通知する。
【００４３】
例えば、図８に示すように、配置情報フラグが１０１００である部品Ａおよびその配置ルール形状の、配置情報フラグが０１００１である部品Ｂおよびその配置ルール形状に対する干渉の検査を実行する場合には、干渉チェック部６は、部品Ａの配置情報フラグ１０１００と部品Ｂの配置情報フラグ０１００１とのビット毎の論理積を計算し、その計算結果が０００００であるので、部品Ａと部品Ｂとの干渉の検査のみを実行する。したがって、この場合、部品Ｂが部品Ａの配置ルール形状に重なって配置されることがある。一方、図８に示すように、配置情報フラグが１０１００である部品Ａおよびその配置ルール形状の、配置情報フラグが１１００１である部品Ｃおよびその配置ルール形状に対する干渉の検査を実行する場合には、干渉チェック部６は、部品Ａの配置情報フラグ１０１００と部品Ｃの配置情報フラグ１１００１とのビット毎の論理積を計算し、その計算結果が１００００であるので、部品Ａと部品Ｃ、部品Ａの配置ルール形状と部品Ｃ、および部品Ａの配置ルール形状と部品Ｃの配置ルール形状について干渉の検査を実行する。
【００４４】
なお、配置情報フラグは図示せぬ外部記録装置に記録され、ユーザにより任意に編集可能である。
【００４５】
以上のように、この実施の形態４によれば、部品の配置ルール形状が他の部品およびその配置ルール形状に干渉して配置可能か否かを示す配置情報フラグを形状データに付加したので、その部品の配置ルール形状と他の部品およびその配置ルール形状との干渉の条件を詳細に設定することができるという効果が得られる。また、その部品の配置ルール形状が他の部品およびその配置ルール形状に干渉して配置可能であるように配置情報フラグの値が設定されている場合には、その部品の配置ルール形状と他の部品との干渉の検査、およびその部品の配置ルール形状と他の部品の配置ルール形状との干渉の検査を省略することができ、干渉の検査の計算時間を短縮することができるという効果が得られる。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、この発明のレイアウト設計装置およびレイアウト設計方法によれば、構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件を形状データに変換し、構成物およびその構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件に対応する第１の形状が、他の構成物およびその構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件に対応する第２の形状に重なるか否かを検査し、その検査の結果に従って第１の形状を第２の形状に重ならない位置に配置するように構成したので、製品の分野や種類に関係なく、配置ルールおよび配置制約条件を通常の形状データと同様に取り扱い、例えば構成物を自動配置する際に、配置ルールおよび配置制約条件に違反したレイアウトを設計する可能性を低減することができる。また、可動部を持つ構成物同士の干渉を確実に検査することができる効果がある。さらに、構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件の形状データを、その構成物の配置される位置に応じて変更するように構成したので、抽象的な配置ルールや配置制約条件に対しても配置ルール形状を実現することができるという効果がある。
【００４７】
この発明のレイアウト設計装置およびレイアウト設計方法によれば、構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件を形状データに変換し、構成物の形状が、他の構成物およびその構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件に対応する形状に重なるか否かを検査、並びに構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件に対応する形状が、他の構成物の形状に重なるか否かを検査し、検査手段の何れの検査でも重ならない位置に構成物を配置するように構成したので、形状同士の重なり検査の回数が少なく、かつ確実に配置ルールおよび配置制約条件に違反したレイアウトを設計する可能性を低減する効果がある。また、構成物に関する配置ルールおよび配置制約条件の形状データを、その構成物の配置される位置に応じて変更するように構成したので、抽象的な配置ルールや配置制約条件に対しても配置ルール形状を実現することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１によるレイアウト設計装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】  部品および制約条件の３次元形状化を示す図である。
【図３】  配置部品形状および配置ルール形状の一例を示す斜視透視図である。
【図４】  この発明の実施の形態１によるレイアウト設計装置の動作について説明するフローチャートである。
【図５】  この発明の実施の形態２によるレイアウト設計装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】  配置ルール形状の変化の一例を示す斜視透視図である。
【図７】  部品および制約条件に対応する３次元形状データとそれに付加された配置情報フラグ化を示す図である。
【図８】  配置情報フラグの値に応じて干渉を検査するときの処理について説明する図である。
【符号の説明】
２  配置ルール形状生成部（形状データ化手段）、５  部品配置部（配置手段，変更手段）、５Ａ  部品配置部（形状移動手段）、６  干渉チェック部（検査手段）、７  制御部（可視化手段）、９  表示部（可視化手段）。
【図１】
0003803201.tif 000002
【図２】
0003803201.tif 000003
【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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