用于支持生产线开发的装置、方法和计算机可读介质与流程

本发明涉及一种用于支持生产线的开发的装置和方法以及一种存储用于支持生产线开发的程序的计算机可读介质，其特别用于在生产新工件的现有生产线上使用夹具。

背景技术：

在工业产品的设计阶段中，通常使用计算机模拟检查是否可以在现有生产线中生产新工件(如，参见jph07-287725a和jph10-3490a)。这种检查的方法的示例包括，在屏幕上将新工件的截面图或者侧视图迭加在设置在现有生产线中的夹具、工具等等(在下文中共同称之为“夹具”)的截面图或者侧视图上，并且直观地判断现有的夹具是否可以被用于新工件。

然而，对夹具逐一地进行直观的判断能够使设计工作耗时并且能够致使检查中的遗漏。能够建立能进行判断而不用直观观察的模拟。然而，即使在这种情况下，因为在夹具和工件不彼此重叠的情况下不能确定夹具和工件之间是否设置了适当的间隙，仅在屏幕上迭加夹具和工件不能提供足够的警报。夹具和工件之间能够具有足够大的间隙以至于夹具不能够接触工件。然而，用上述方法不能确定这种大的间隙。

技术实现要素：

本发明的示例性方面提供用于支持生产线开发的装置和方法以及存储用于支持生产线开发的程序的计算机可读介质，该装置和方法以及计算机可读介质能够适宜地对夹具和工件之间的干扰和间隙的可能性提供警报，而不会遗漏对夹具和工件的检查。

根据本发明的示例性方面，提供一种用于支持生产线开发的装置。该装置被构造成，在不同于第一工件的第二工件在生产线上被运送的情况下，对设置在用于生产第一工件的生产线上的夹具和第二工件之间的干扰的可能性以及间隙存在的可能性执行警报。装置包括模型生成部分、产生部分、确定部分、和输出部分。模型生成部分基于第一工件的几何数据生成第一工件模型、基于第二工件的几何数据生成第二工件模型、并且生成放大夹具模型，在放大夹具模型中，夹具的体积被放大。产生部分产生由第一工件模型和放大夹具模型彼此重叠的区域所限定的几何对象，作为参考几何对象，并且产生由第二工件模型和放大夹具模型彼此重叠的区域所限定的几何对象，作为比较几何对象。确定部分将参考几何对象的体积和比较几何对象的体积进行比较。输出部分输出与由确定部分做出的比较结果相对应的显示。

根据本发明的示例性方面，提供了用于支持生产线开发的方法。该方法用于，使在不同于第一工件的第二工件在生产线上被运送的情况下，使计算机对设置在用于生产第一工件的生产线上的夹具和第二工件之间的干扰的可能性以及间隙存在的可能性执行警报。该方法包括：基于第一工件的几何数据生成第一工件模型、基于第二工件的几何数据生成第二工件模型、并且生成放大夹具模型，在放大夹具模型中，夹具的体积被放大；产生由第一工件模型和放大夹具模型彼此重叠的区域所限定的几何对象，作为参考几何对象，并且产生由第二工件模型和放大夹具模型彼此重叠的区域所限定的几何对象，作为比较几何对象；将参考几何对象的体积和比较几何对象的体积进行比较；并且，输出与由确定部分做出的比较结果相对应的显示。

根据本发明的示例性方面，提供了用于支持生产线开发的程序。当该程序在计算机上被执行时，使计算器执行上述方法。该程序能够被存储在计算机可读介质中。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的支持开发装置的方框图；

图2是图示生产线的示意性视图；

图3a是图示由模型生成部分生成的当前工件模型的示意性视图；

图3b是图示由模型生成部分生成的新工件模型的示意性视图；

图4图示由确定部分做出的确定的具体示例；

图5图示由确定部分做出的另一个确定的具体示例；

图6图示由确定部分做出的又另一个确定的具体示例；以及

图7是根据本发明的实施例的支持开发方法的流程图的示例。

具体实施方式

将参考附图对用于支持生产线开发的装置、方法、和程序进行描述。下述实施例仅仅是示范性的，并不意欲排除在以下实施例中没有明确描述的技术的各种修改或应用。实施例的相应元件能够被实施为各种修改例，能够视需要被选择性地设置或者省略，和/或能够视情况被组合。

1、概述

根据本发明的实施例的用于支持生产线开发的装置构造成，当检查夹具是否也能够被用于生产新工件时，执行用于对新工件和设置在现有生产线中的夹具之间的干扰的可能性以及间隙存在的可能性提供警报的处理(警报处理)。根据本发明的实施例的支持开发方法和支持开发程序用于使计算机执行警报处理。警报的结果这里被用于在设计检查的后续阶段中改变新工件的构造设计或者夹具的构造设计。

现有生产线是用于生产当前工件(第一工件)的装备。支持开发装置执行建模处理，用于对不同于当前工件的新工件(第二工件)在生产线上被运送的假想情形建模。接下来，该装置执行确定处理，用于确定生产线上的夹具和新工件之间干扰的可能性，以及二者之间存在间隙的可能性。然后，该装置依据确定处理的结果执行显示处理。即，警报处理包括建模处理、确定处理、和显示处理。

在本实施例中，假定为多模型单生产线，将详细描述能够在单个生产线上运送多个工件的模型(或者能够处理多个工件的模型)的夹具的设计检查之前待施行的警报处理。这里“干扰”意指现有夹具干扰新工件的生产。即，当夹具与新工件适当地彼此接触时或者当二者之间有间隙时，做出“没有干扰"的确定。

另一方面，词语“间隙存在”意指现有夹具和新工件不彼此干扰并且彼此不接触。间隙包括对于生产具有适当尺寸的间隙和具有不适当尺寸的间隙。例如，当夹具用于支撑新工件的支撑面不与新工件接触时，支撑面和新工件之间的间隙对应于“不适当的间隙”。另一方面，当夹具中不是支撑面的其他面不与新工件接触时，该间隙能够对应于“适当的间隙”。此外，足够大到使得夹具不能锁定新工件的间隙能够对应于“不适当的间隙”。

在建模处理中，现有夹具和每个工件(当前工件和新工件)的几何数据(诸如三维cad数据)被用于对夹具、现有工件、和新工件建模。对夹具生成模型(放大夹具模型)，从而以夹具的重心作为中心点使体积被三维放大。另一方面，基于几何数据对每个工件生成实际构造的模型(工件模型)。

在确定处理中，将放大夹具模型和当前工件的工件模型(当前工件模型)在其相应的位置在同一个工作屏幕上显示。产生由两个模型彼此重叠的区域所限定的几何对象，作为“参考几何对象”。以相同的方式，将放大夹具模型和新工件的工件模型(新工件模型)在其相应的位置在另一工作屏幕上显示。产生由两个模型彼此重叠的区域所限定的几何对象，作为“比较几何对象”。将参考几何对象的体积和比较几何对象的体积进行比较。基于体积的差异确定干扰的可能性和间隙的可能性。

在显示处理中，依据确定处理的结果施行显示。用于显示的方法的示例能够包括如下方法：在比较几何对象的体积大于参考几何对象的体积的情况以及比较几何对象的体积小于参考几何对象的体积的情况之间采用不同的颜色或者图案显示比较几何对象。根据另一个方法，依据比较几何对象的体积相对于参考几何对象的体积的差异量或者差异率，以及比较几何对象的体积是否大于或者小于参考几何对象的体积，而能够使得比较几何对象由更加详细的颜色等显示。当没有产生比较几何对象时(即，当放大夹具模型和新工件模型没有彼此重叠时)，比较几何对象的体积为零。在这种情况下，能够使用这样的方法：其中参考几何对象由指示比较几何对象的体积为零的颜色或者图案显示。

这里，将描述为何夹具的体积在建模处理中被放大。如果在建模处理中也对夹具生成实际构造的模型，则用于生产当前工件而设置的夹具模型自然不会干扰当前工件模型——可能具有没有任何间隙地抵接的部分(如，支撑面)或者设置有适当的间隙的部分。这里，当夹具模型连同新工件模型的位置一同被显示时，并且如果这些模型彼此重叠，则操作者能够直观地确定“夹具和新工件会彼此干扰”。然而，如果模型没有彼此重叠，则操作者能够确定它们不会干扰，但是不能够进一步确定任何事(如，是否有间隙，或者间隙的大小是否适当)。因此，限制了能够被用于设计检查的后续阶段中的考量的信息，所以达成工件或者夹具的最终构造可能需要很长的时间。

另一方面，在根据本实施例的支持开发装置中，生成夹具的体积被放大的模型(放大夹具模型)，以使在工作屏幕上放大夹具模型能够干扰当前工件。产生由该干扰区域所限定的几何对象，作为“参考几何对象”。进一步，利用新工件的模型，由与参考几何对象类似的方式所限定的区域的几何对象(即，比较几何对象)的体积如何改变被计算。因而，依据该改变(比较结果)而施行显示。以这样的方式，依据比较几何对象的体积相对于参考几何对象的体积的改变而施行显示，从而操作者不仅能够确定夹具和新工件之间的干扰或干扰的可能性，而且确定夹具和新工件之间的间隙存在的可能性，或者间隙的大小。

例如，当比较几何对象的体积相对于参考几何对象增加时，夹具和新工件更可能彼此干扰，或者更可能没有设置适当的间隙(相较于当前工件，间隙较窄)。在这种情况下，通过提供用于“体积增加情形”的显示，能够提供警报以通知操作者干扰的可能性或者不适当间隙的可能性。相反地，当比较几何对象的体积相对于参考几何对象减小时，更可能存在间隙，并且间隙可能不适当(相较于当前工件，间隙可能变宽)。在这种情况下，通过提供用于“体积减小情形”的显示，能够提供警报以通知操作者间隙存在的可能性或者不适当间隙的可能性。

当比较几何对象的体积为零时，相较于当前工件，很可能在夹具和新工件之间会存在间隙。在这种情况下，通过提供用于“比较几何对象—零体积情形”的显示，能够提供警报以通知操作者间隙存在的可能性或者较大间隙的可能性。当体积减小情形的显示与零比较体积情形的显示分离时，能够提供警报以通知操作者大/小尺寸的间隙。

以这样的方式，在用于支持开发的装置中，获得每个夹具的体积改变，并且(在计算机上)完全自动地施行用于与获得的改变的结果相对应的显示的处理。因而，能够阻止检查遗漏并且能够缩短检查时间。进一步，能够增加能够被用于设计检查的后续阶段中的考量的材料。因而，也能够缩短得到新工件或者夹具的最终构造所需要的时间。

生产线的示例如图2所示。多个装备单元2至4在传送方向上平行地设置。当前工件5在生产线1上被运送。多个夹具设置在每个装备单元2至4中。支持开发装置对每个装备单元2至4以及属于该装备单元的每个夹具施行上述警报处理。例如，在装备单元2的夹具2a是沿着给定轨道移动的可移动夹具的情况下，该轨道在建模处理中被纳入考量，并且包括该轨道的可移动夹具2a的放大夹具模型被生成。即，可移动夹具2a沿着其移动的整个轨道(可移动夹具2a移动的整个范围)被认为是夹具，并且该区域的体积被放大以生成放大夹具模型。替换地，可移动夹具2a沿着其具有增加移动的整个轨道能够被设定为放大夹具模型。

2、装置的构造

根据本实施例的支持开发装置由能够执行用于检查处理的计算机程序17(支持开发程序)的通用计算机实现。图1是由使用计算机10而构造成的支持开发装置的示意性视图。

计算器10(支持开发装置)具有中央处理单元(cpu)1，存储器12，诸如只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)等，外部存储设备13，诸如硬盘驱动器(hdd)、固态驱动器(ssd)、光学驱动器、闪速存储器、读取器/写入器等，输入设备14，诸如键盘、鼠标等，输出设备15，诸如显示器、打印机等，和通讯设备16(无线或者电缆传输器/接收器)。这些设备通过设置在计算机10内部的总线18(诸如控制总线、数据总线等)连接，以使其能够与彼此通讯。计算机程序17安装在外部存储设备13中。

计算机程序17能够被记录在记录介质19中，记录介质19能够由光学驱动器、闪速存储器、读取器/写入器等读取。替换地，计算机程序17能够被记录在网络在线存储器中，计算机10能够连接至该在线存储器。在任何情况下，计算机程序17被下载至计算机10的hdd、sdd等上或者被读取进cpu11或者存储器12中。因而，能够执行计算机程序17。

在本实施例中的cpu11将安装在外部存储设备13中的程序读取至存储器12上，执行该程序，并且将计算结果输出至输出设备15。为了设定夹具、当前工件、和新工件的构造，由通用三维计算机辅助设计(cad)软件生产的数据被用于计算机程序17，或者数据从输入设备14被输入。此外，基于来自输入设备14的输入而设定警报处理所需要的数据，或者被设定为缺省值。

警报处理所需要的数据能够包括每个夹具的几何数据(cad数据)、每个当前工件和新工件的几何数据(cad数据)、夹具的放大率、夹具和当前工件之间的位置信息(初始位置)、夹具和新工件之间的位置信息(初始位置)等。

示在图1中意性地图示了用于执行警报处理的计算机程序17的功能。在计算机程序17中设置有模型生成部分17a、产生部分17b、确定部分17c、和输出部分17d。这些元件能够通过电子电路(硬件)实现。替换地，功能中的一个或多个能够设置为由硬件提供，而其他功能设置为由软件提供。

模型生成部分17a施行建模处理。即，基于当前工件和新工件的相应的几何数据生成当前工件模型和新工件模型，同时基于每个夹具的几何数据和其放大率生成放大夹具模型。由模型生成部分17a生成的模型示例如图3a和图3b所示。如图3a和图3b所示，模型生成部分17a生成当前工件模型30和新工件模型40，并且生成夹具21的体积被放大的放大夹具模型20。

在本实施例中的模型生成部分17a生成放大夹具模型20，其夹具的重心作为中心点g，并且体积从该中心点g被三维放大。即，模型生成部分17a生成这样的模型：夹具的外形从夹具21的中心点g起在三个方向，即前后方向、左右方向、和上下方向上被扩展(放大)。放大夹具模型的放大率被设定为放大夹具模型肯定能够干扰当前工件模型的比率。当夹具21是如图2所示的可移动夹具2a时，模型生成部分17a生成可移动夹具2a的包括其轨道的放大夹具模型。

产生部分17b和确定部分17c施行确定处理。即，产生部分17b产生由当前工件模型30和放大夹具模型20彼此重叠的区域所限定的几何对象，作为参考几何对象。产生部分17b也产生由新工件模型40和放大夹具模型20彼此重叠的区域所限定的另一几何对象，作为比较几何对象。接下来，确定部分17c将参考几何对象的体积和比较几何对象的体积彼此进行比较，并且确定新工件和夹具之间干扰的可能性与间隙的可能性。

例如，如图3a所示，产生部分17b将放大夹具模型20和当前工件模型30在其相应的位置显示在一个工作屏幕上，并且产生由两个模型彼此重叠的区域(图3a中的阴影区域)所限定的几何对象，作为参考几何对象23。此外，如图3b所示，产生部分17b将放大夹具模型20和新工件模型40在其相应的位置显示在另一工作屏幕上，并且产生由两个模型彼此重叠的区域(图3b中的阴影区域)所限定的几何对象作为比较几何对象24。

接下来，确定部分17c计算和比较由产生部分17b产生的参考几何对象23的体积vb以及同样产生的比较几何对象24的体积vc，并且根据体积之间的差异施行确定。如图4所示，当比较几何对象24的体积vc大于参考几何对象23的体积vb时，确定部分17c确定夹具21和新工件更可能彼此干扰。相反地，如图5所示，当比较几何对象24的体积vc小于参考几何对象23的体积vb时，确定部分17c确定更可能在夹具21和新工件之间存在间隙。进一步，如图6所示，当比较几何对象24的体积vc为零时，确定部分17c确定夹具21和新工件之间会有间隙(大间隙)。确定部分17c施行如图4至6所示的三个模式的确定。然而，确定部分17c能够计算两个体积vb和vc之间的差异量或者差异率，并且施行更加详细的确定。

输出部分17d施行显示处理。即，输出部分17d提供与由确定部分17c确定的结果(比较结果)相对应的显示，以及新工件模型的显示，从而提供警报以通知操作者确定结果和需要被考虑的新工件的部分。当如图4所示确定新工件和21更可能彼此干扰(vc>vb)时，输出部分17d利用网格图案(第一显示)显示比较几何对象24。相反地，当如图5所示确定新工件和夹具21之间更可能会存在间隙(vc<vb)时，输出部分17d利用向右下的阴影线(第二显示)显示比较几何对象24。进一步，当如图6所示确定新工件和夹具21之间有间隙(vc＝0)时，输出部分17d用圆点(第三显示)显示参考几何对象23。能够利用不同颜色代替图案施行显示。当施行更加详细的确定时，能够通过颜色和图案的组合施行显示。

由输出部分17d施行的显示方法的示例能够包括，只在对属于每个装备单元的多个夹具的确定之后，施行对应于夹具的确定结果的显示的方法，以及在对属于装备单元的所有夹具的确定结束之后，在屏幕上对每个装备单元共同施行分别对应于夹具的确定结果的显示的方法。在后面的方法中，优选的，将对夹具的确定结果暂时存储，并且将对所有夹具的确定结果最终显示成叠加在新工件模型的总体图像(构架模型)上。在这种情况下，能够一次性看到需要考虑的新工件模型的部分(与夹具对应的一部分)和对夹具的确定结果(干扰、小间隙、大间隙)。

3、流程图

图7是以示例的方式示出计算机10执行计算机程序17的过程(支持开发方法)的流程图。对设置在生产线上的每个装备单元实施流程图。步骤s1是初始设定的步骤。在步骤s1中，准备警报处理所需要的数据，或者从外部存储设备13、输入设备14等输入警报处理所需要的数据。此外，用于流程图中的计数值k被设定为k＝0。计数值k对属于装备单元的夹具(要被检查的夹具)的数目进行计数。在步骤s2中对计数值k逐一计数。对每个夹具分配号码，在步骤s2中，号码对应于计数值k的夹具被选择。

在步骤s3(模型生成步骤)中，当前工件和新工件的工件模型由模型生成部分17a生成，放大夹具模型同样也由模型生成部分17a生成。步骤s4和步骤s5是由产生部分17b实施的产生步骤。在步骤s4中，产生由当前工件模型和放大夹具模型彼此重叠的区域所限定的几何对象，作为参考几何对象，计算参考几何对象的体积作为参考体积vb。在步骤s5中，产生由新工件模型和放大夹具模型彼此重叠的区域所限定的几何对象，作为比较几何对象，计算比较几何对象的体积作为比较体积vc。

步骤s6和s7是由确定部分17c实施的确定步骤。在步骤s6中，确定比较体积vc是否至少达到参考体积vb。当vc>vb时，确定更可能存在干扰，过程转到步骤s8。当vc<vb时，确定干扰的可能性较低，过程转到步骤s7。在步骤s7中，确定比较体积vc是否为零。当vc＝0时，确定具有间隙(大间隙)，过程转到步骤s10。当vc不为零(vc＝0为否)时，确定间隙小，过程转到步骤s9。

步骤s8至s10是由输出部分17d实施的输出步骤。在上述步骤中分别显示不同图案。例如，在步骤s8中，利用图4所示的网格图案(第一显示)显示比较几何对象24。在步骤s9中，利用图5所示的阴影线(第二显示)比较几何对象24。在步骤s10中，利用图6所示的圆点(第三显示)显示参考几何对象23。在流程图中，在对属于装备单元的所有夹具的确定结束之后，能够在一个屏幕上共同施行分别对应于对夹具的确定结果的显示。在这种情况下，在步骤s8至s10中，每个确定结果被存储。

在步骤s11中，确定计数值k是否等于属于装备单元的夹具的数目。当步骤s11的条件没有建立时，过程返回至步骤s2，在步骤s2中，选择具有下一个号码的夹具，再次实施步骤s3至s11的过程。然后，当完整地检查了属于装备单元的所有夹具时，流程结束。当在所有夹具的确定结束之后，在一个屏幕上共同施行与确定结果相对应的显示时，在步骤s11的条件建立之后，与存储结果相对应的显示能够被显示为迭加在新工件模型的总体图像(构架模型)上。

4、优点

根据上述支持开发装置(计算机10)、支持开发方法、和支持开发程序17，模型中夹具的体积被放大，从而不仅能够确定现有夹具和新工件之间干扰的可能性而且能够确定间隙存在的可能性。然后，施行与比较结果相对应的显示，从而能够提供适当的警报以通知操作者现有夹具和新工件之间干扰的可能性和间隙的可能性。此外，对每个工件和每个夹具形成模型，通过计算机处理对该模型的比较和显示，从而能够阻止夹具和工件之间检查的遗漏，并且也能够缩短检查时间。通过对现有夹具和新工件之间干扰的可能性和间隙的可能性提供适当的警报，也能够缩短在警报处理之后要被施行的设计检查的时间。

例如，如图3a所示，模型生成部分17a在夹具21的重心作为中心点g的情况下基于夹具21的几何数据生成夹具模型，并且从中心点g起在三维上放大夹具模型的体积。因而，生成了放大夹具模型20。由此，能够遍及夹具周围(三维方向)确定干扰的可能性和间隙的可能性。因此能够以更加适当的方式提供警报。

进一步，当夹具是在预定轨道中移动的可移动夹具(如，图2中的夹具2a)时，模型生成部分17a生成可移动夹具的包括轨道的放大夹具模型。由此，能够确定在可移动范围内的干扰的可能性和间隙的可能性。因此能够以更加适当的方式提供警报。

当比较几何对象24的体积vc大于参考几何对象23的体积vb时，确定部分17c确定夹具和新工件更可能彼此干扰。相反地，当比较几何对象24的体积vc小于参考几何对象23的体积vb时，确定部分17c确定更可能在夹具21和新工件之间会存在间隙。以这样的方式，利用简单的构造能够提供对干扰的可能性和间隙的可能性的警报，该简单构造中，两个体积vb和vc互相比较其大/小关系。

进一步，当比较几何对象24的体积vc为零时，确定部分17c确定夹具21和新工件会有间隙。由此，在确定间隙存在之后能够提供警报。因而，能够缩短后续阶段中的设计检查的时间。

5、其他

虽然已经在上文用某些实施例描述了本发明，但是本发明并不局限于上述实施例，在不偏离本发明范围的情况下能够做出各种改变和修改。

上述支持开发装置的具体特征仅仅是示范性的，而不局限于上述特征。例如，在建模处理中，基于夹具的三维cad数据，能够生成遵照夹具的实际构造的夹具模型，然后以预定比率放大从而生成放大夹具模型。此外，放大夹具模型不必以夹具的重心作为中心点g被三维放大。例如，在放大夹具模型中，代替使用重心，多个侧面的一个或者一些面能够向外放大。

代替计算产生的参考几何对象和产生的比较几何对象的体积作为数量值，能够通过将这些几何对象在屏幕上迭加而做出确定，并且计算几何对象没有彼此重叠的部分的体积，以比较体积。

本发明以在假定新工件在用于生产当前工件的生产线上被运送的情况下施行建模的示例描述了支持开发装置。然而，能够在假定多个新工件在单个生产线上被运送的情况下施行建模。此外，在支持开发装置中的已经假定了多模型单线生产的情况。然而，支持开发装置能够应用于仅有一个新模型(新工件)在现有生产线中被生产(单模型单线生产)的情况。