JP2003178332A - 分解組立のシミュレーション方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プレス機械のような大型機械の仮想空間にお
ける組立シミュレーション方法を提供する。 【解決手段】 分解組立のシミュレーション方法におい
て、シミュレーションを行なうオペレータの視界前に装
着され分解組立の仮想空間を表示するヘッドマウントデ
ィスプレイに、分解組立部品と、分解組立部品を載置す
る治具と、分解組立部品及び治具のいずれかに取付ける
吊具と、吊具部で分解組立部品を揚送するクレーンとを
３次元的に表示し、オペレータの手に装着したバーチャ
ルハンド及びオペレータが操作してクレーンを運転する
操作盤からの指令に基づき、吊具位置を位置決めしてク
レーンで揚送して搬送すると共に、吊った分解組立部品
の位置及び姿勢をバーチャルハンドで微調整して分解組
立する方法としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大型部品の分解組
立のシミュレーション方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】構成する部品が大型で大重量のプレス機
械のような大型機械においては、メーカの工場内で予め
組み立てた複数のモジュール（大物のサブアッセン部
品）をユーザの工場に搬入し、各モジュールを組立てな
がら据え付ける場合が多い。図１８にプレス機械２を示
す。プレス機械２の下部には基台となるベッド６が設け
てあり、ベッド６の上面にボルスタ３が設置されてい
る。またプレス機械２の上部で、かつボルスタ３に対向
する位置には上下動自在にスライド５が設けられ、この
スライド５の下面にはボルスタ３に取り付けられた下金
型（図示せず）に対向するように上金型（図示せず）が
配置されている。ワークには、上下金型間で絞り、曲
げ、穴あけ、縁取り等のプレス加工がなされる。クラウ
ン７は、プレス機械２の上部に配置されアプライト４に
支持されており、該クラウン７には、電動モータ、フラ
イホイール、歯車、シャフト等のスライド５を上下運動
させる伝動機構が格納されている。ユーザの工場へ据え
付け前にメーカの工場内で予め組み立てられるモジュー
ルは、クラウン７、スライド５、ベッド６、アプライト
４、ボルスタ３等である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ようなプレス機械２において、メーカ工場内でのモジュ
ール組立時には次のような問題がある。メーカの工場内
でモジュールを組み立てる際に、モジュールを構成する
部品に取り付けた吊具にワイヤを掛けてクレーンで吊上
げる場合が多い。また、部品と吊具の間に治具を介する
こともある。このとき、治具及び部品の吊り下げ位置が
適切でないことにより、安定した吊り下げ姿勢を保持で
きないことがある。この場合には、吊具位置を追加工す
ることになり、時間とコストがかかりプレス機械の納入
時期が遅延するという問題がある。

【０００４】また、ユーザの工場内にプレス機械２を据
え付けるとき、例えばプレス機械２の最上部へクラウン
７を載置する際に、クレーンの揚程が不足していてクレ
ーンで吊り上げたクラウンの最下部が載置部の最上部に
干渉してクラウン７が組み立てられない場合がある。こ
の場合には、クラウン７を床に置き直してフライホイー
ル等の部品を取り去り、モジュールとして組み立てられ
ているクラウン７の高さを低くし、再度吊り上げて組み
付けることになり、分解組立てに計画外の時間と労力が
かかり納入時期が遅延するという問題がある。そこで、
メーカの工場内でのモジュール組立て前、ユーザの工場
内へのプレス機械の据え付け前に、分解組立時の問題を
洗い出して予め対策を講じることができる方法が強く要
望されている。

【０００５】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たものであり、プレス機械２のような大型機械の仮想空
間における組立シミュレーション方法を提供することを
目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、第１発明は、分解組立のシミュレ
ーション方法において、シミュレーションを行なうオペ
レータの視界前に装着され分解組立の仮想空間を表示す
るヘッドマウントディスプレイに、分解組立部品と、分
解組立部品を載置する治具と、分解組立部品及び治具の
いずれかに取付ける吊具と、吊具部で分解組立部品を揚
送するクレーンとを３次元的に表示し、オペレータの手
に装着したバーチャルハンド及びオペレータが操作して
クレーンを運転する操作盤からの指令に基づき、吊具位
置を位置決めしてクレーンで揚送して搬送すると共に、
吊った分解組立部品の位置及び姿勢をバーチャルハンド
で微調整して分解組立する方法としている。

【０００７】第１発明によると、分解組立部品が例えば
大型の場合には、ヘッドマウントディスプレイに表示さ
れるクレーンをオペレータの腰部等に装着した操作盤で
その移動方向及び移動速度を設定して３次元画像上で運
転し、分解組立部品を吊上げ、分解組立する。分解組立
するときには、３次元画像上の吊り上げた分解組立部品
をバーチャルハンドで水平方向に押し引きして位置を、
また鉛直軸回りに回転させて向きをそれぞれ微調整しな
がら行う。これにより、実際の分解組立の前に干渉等の
不具合を予め摘出して対策を講じることができるので、
計画外の時間と労力がかかることがなくなり、計画した
日程通りに機械を納入できる。

【０００８】第２発明は、第１発明に基づき、分解組立
部品の吊り下げ姿勢を表示する方法としている。

【０００９】第２発明によると、吊具で分解組立部品を
吊ったとき、分解組立部品の重心位置及び吊具位置によ
り分解組立部品の吊り下げ姿勢を演算してヘッドマウン
トディスプレイに表示する。これにより、即座に吊り下
げ姿勢を確認できるので作業シミュレーションの作業能
率が向上する。

【００１０】第３発明は、第２発明に基づき、分解組立
部品を吊る吊具位置はバーチャルハンドで変更可能であ
る方法としている。

【００１１】第３発明によると、吊具で分解組立部品を
吊ったとき、吊り下げ姿勢が適切でないと判断したとき
には、オペレータはバーチャルハンドで吊具位置を新し
い位置に変更して再度吊り下げ姿勢をシミュレーション
する。これにより、常に最適な吊り下げ姿勢を確保でき
るので作業シミュレーションが円滑に行なえる。また、
最適な吊具位置を設計者に告知するので、設計者は実際
の分解組立部品の機械加工前に予め最適な吊具位置に設
計変更できる。また、治具の設計変更もできる。これに
より、計画外の時間と労力がかかることがなくなり、計
画した日程通りに機械を納入できる。

【００１２】第４発明は、第２発明に基づき、所定の吊
り下げ姿勢になる吊具位置を演算して表示する方法とし
ている。

【００１３】第４発明によると、分解組立部品の吊り下
げ姿勢が所定の吊り下げ姿勢となる吊具位置を吊開始時
に表示すると共に、分解組立部品を吊り上げる。これに
より、瞬時に所定の吊り下げ姿勢を確保できるので作業
シミュレーションが円滑に行なえる。また、所定の吊り
下げ姿勢となるような吊具位置を設計者に告知するの
で、設計者は実際の分解組立部品の機械加工前に予め前
記吊具位置に設計できる。これにより、計画外の時間と
労力がかかることがなくなり、計画した日程通りに機械
を納入できる。

【００１４】第５発明は、第１発明に基づき、分解組立
して搬送する建屋の空間及び建屋内の既設置物を分解組
立部品とオーバラップして３次元的に表示し、オペレー
タは表示された空間及び既設置物を視認しながら干渉の
ない搬送軌跡を設定する方法としている。

【００１５】第５発明によると、ヘッドマウントディス
プレイには、分解組立部品及びクレーン等にオーバラッ
プして建屋の空間及び建屋内の既設置物を３次元的に表
示されるので、オペレータは分解組立部品を搬送すると
き常に空間及び既設置物の位置を確認でき、干渉するこ
とのない搬送軌跡を設定できる。このようにして設定し
た搬送軌跡を実際の分解組立の前に分解組立業者に提示
することにより、効率的な分解組立が可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係る実施形態を図
１〜１７を参照して説明する。図１〜１７において、図
１８で説明した要素と同一要素には同一番号を付して表
わし説明は省略する。図１に、分解組立て作業を模擬的
に行うシミュレーションシステム１を示す。シミュレー
ションシステム１は、実際の部品、実際の工場を使うこ
となく、オペレータ１３の視界前に装着されたヘッドマ
ウントディスプレイ１２（以降、単にディスプレイ１２
と言う）上に３次元的に表示されたプレス機械２の部品
及び工場レイアウトをオペレータ１３が視認しながら仮
想的にプレス機械２の組立て、据え付け作業を行うもの
である。オペレータ１３の頭部と一方の手（図１では右
手）に、基準原点ＯからのＸ，Ｙ，Ｚ方向の距離とＸ，
Ｙ，Ｚ軸回りの回転角度θｘ，θｙ，θｚとを検出する
方位センサ１５，１５ａが取り付けられている。方位セ
ンサ１５ａを付けたオペレータ１３の一方の手には、歪
みゲージセンサ１０により指の伸縮を検出されるバーチ
ャルハンド１７がはめられている。また、頭部及びバー
チャルハンド１７の方位センサ１５，１５ａが基準原点
からの位置を検出するために、周囲へ電磁波を発信する
トラッカ１６が、オペレータ１３の近傍位置に配置され
ている。オペレータ１３の口元には、マイク１１が装着
されている。オペレータ１３の目は、仮想空間の状態を
表示するディスプレイ１２により覆われている。オペレ
ータ１３の腰には、仮想空間に表示するクレーンの作動
を制御すると共に、オペレータ１３の仮想空間での移動
を制御する操作盤２０が装着されている。

【００１７】３次元ＣＡＤデータ１８には、プレス機械
２を構成する部品、モジュールの３次元的データＤｐが
記憶されていて、３次元的データＤｐはコンピュータ１
９に送られている。また、コンピュータ１９には方位セ
ンサ１５から方位信号Ｄｄ、方位センサ１５ａから方位
信号Ｄｒ、マイク１１から音声信号Ｄｖ、歪みゲージセ
ンサ１０から指信号Ｄｈ、操作盤２０からクレーン制御
信号Ｄｃ及び移動制御信号Ｄｍがコンピュータ１９にそ
れぞれ入力されている。また、コンピュータ１９から
は、各信号に基づいて演算された映像信号Ｖｘがディス
プレイ１２に、電磁波発信指令Ｄｔがトラッカ１６にそ
れぞれ出力されている。

【００１８】コンピュータ１９には、ユーザ及びメーカ
両方の工場の工場空間諸元Ｄｆｕ，Ｄｆｍ、クレーン諸
元Ｄｃｕ，Ｄｃｍが予め入力され記憶されている。工場
空間諸元は、工場の建屋の形状寸法、ピットの形状寸法
等であり、クレーン諸元は、クレーンの形状寸法、水平
可動領域及び揚程である。また、コンピュータ１９に
は、クレーン作業用に準備されている治具、吊具、吊ワ
イヤの諸元が予め入力され記憶されている。コンピュー
タ１９は、吊ろうとする分解組立部品に対応して、使用
する治具、吊具、吊ワイヤを自動的に選択しディスプレ
イ１２に表示する。

【００１９】操作盤２０を図２に示す。操作盤２０は、
８個の押釦２１〜２８及び４個のトグルスイッチ２９〜
３２を有している。操作盤２０は、２個のフックＡ，Ｂ
を備えているクレーンに対応していて、押釦２５，２６
でクレーンのフックＡの昇降を、押釦２７，２８でクレ
ーンのフックＢの昇降をそれぞれ指令し、押釦２５〜２
８を押しているときだけ昇降し、手を離すと昇降は停止
する。残りの４個の東西南北と表示されている押釦２１
〜２４により、クレーンの動作方向を指令し、押釦２１
〜２４を押しているときだけ移動し、手を離すと移動は
停止する。２個のトグルスイッチ２９，３０により、ク
レーンの東西南北への移動速度及び昇降速度を高速又は
低速に設定する。残りの２個のトグルスイッチ３１，３
２により、クレーンモード及びオペレータモードのいず
れかを選択する。即ち、クレーンモードの選択時にはク
レーンが昇降、水平移動するが、オペレータモードの選
択時には、オペレータ１３自身の位置を移動させ、オペ
レータ１３の目を東西南北、上下に移動させる。なお、
オペレータモードを選択した時の上下方向の目の移動指
令は、フックＡの上下用釦２５，２６で兼用している。

【００２０】以上のような構成を有するシミュレーショ
ンシステム１による組立てシミュレーションを説明す
る。ここでは、クラウン７内に格納されている伝動機構
の一部を構成する、図３に示すシャフト３５とギア３６
のアッセンブリを例にして説明する。図３（ａ）の側面
断面図に示すように、シャフト３５とギア３６は、嵌合
部３３で嵌挿されていて、図３（ｂ）に示すように２本
の位置決めピン３４で互いを位置決めすると共に１２本
のボルト４８で一体化する。ディスプレイ１２には、図
４に示すように、コンピュータ１９から出力される映像
信号Ｖｘに基づき、オペレータ１３が組立て現場に立っ
た場合のオペレータ１３の周囲の状況５５が、３次元的
に表示されている。オペレータ１３が頭を動かすと、方
位センサ１５によりオペレータ１３の目視する方向が検
出され、検出された方位信号Ｄｄに応じた方向の状況が
ディスプレイ１２に表示される。部品置場にあるシャフ
ト３５及びギア３６を探索するために、オペレータ１３
は操作盤２０のトグルスイッチ３２を操作してオペレー
タモードにすると、操作盤２０からコンピュータ１９に
入力される移動制御信号Ｄｍに基づいてオペレータ１３
の位置が制御される。トグルスイッチ３０を操作して高
速に設定し、押釦２５を押して目の位置を任意の高さま
で高速で上昇させて押釦２５から手を離し、今度は押釦
２１を押して東方向に高速で移動する。これにより、部
品置場を上方から鳥瞰する図５に示すような状況がディ
スプレイ１２に表示され、この鳥瞰表示により、目標と
するシャフト３５及びギア３６を発見する。

【００２１】目標とするギア３６を発見すると、オペレ
ータ１３は、操作盤２０の押釦２１〜２６、トグルスイ
ッチ２９，３０を操作してギア３６の近傍に目を移動さ
せる。即ち、オペレータ１３をギア３６の近傍に降り立
たせる。次に、オペレータ１３がバーチャルハンド１７
をギア３６の方向に伸ばすと、図６に示すように、ディ
スプレイ１２にギア３６方向に接近するバーチャルハン
ド１７が表示されるので、この表示を見ながらオペレー
タ１３はギア３６に触る。ギア３６に触ったことを検出
するハンド位置信号Ｄｒ、指信号Ｄｈに基づいてコンピ
ュータ１９は、オペレータ１３がギア３６をクレーンで
吊り上げようとしていることを認識する。次に、オペレ
ータ１３が、「治具」とマイク１１に向かって言うと、
マイク１１から送信される音声信号Ｄｖに基づき、コン
ピュータ１９はギア３６の搬送用の治具を選定すると共
に、図７に示すように、選定した治具３７に載置された
ギア３６をディスプレイ１２に表示する。

【００２２】次に、オペレータ１３は「吊具」とマイク
１１に向かって言うとその音声信号Ｄｖに基づきコンピ
ュータ１９は、図８に示すように、前記選定した治具３
７用の吊具３８をバーチャルハンド１７の手の平の上に
出現させ、ディスプレイ１２に表示する。治具３７及び
吊具３８を併せて吊治具と呼ぶ。オペレータ１３は、バ
ーチャルハンド１７で吊具３８を持ち、治具３７の複数
ある吊具位置Ｐ，Ｑ，Ｒの任意の位置，例えば吊具位置
Ｐに吊具３８を位置決めし、「装着」とマイク１１に向
かって言う。すると、その音声信号Ｄｖに基づき、コン
ピュータ１９は、図１０に示すように、前記吊具３８を
治具３７の所定の位置に装着させる。

【００２３】次にオペレータ１３は、ギア３６を吊るク
レーンを探索するために頭部を動かしてディスプレイ１
２上でクレーンの位置を特定した後、操作盤２０のトグ
ルスイッチ３１を操作してクレーンモードを選択する
と、コンピュータ１９に入力されるクレーン制御信号Ｄ
ｃに基づいてクレーンが運転される。押釦２１〜２８、
トグルスイッチ２９，３０を操作してクレーンを吊具３
８に接近させ、図１０に示すように、クレーン４５のフ
ック４０を吊り上げる部品の上部まで移動させる。オペ
レータ１３が「吊り下げ」とマイク１１に向かって言う
と、その音声信号Ｄｖに基づき、コンピュータ１９は吊
具３８を吊る吊ワイヤ３９を、吊具３８とフック４０を
結ぶ線でディスプレイ１２に表示する。そして、押釦２
５又は押釦２７を押すと、フック４０が吊ワイヤ３９を
介して治具３７の吊部を吊り上げる。このとき、コンピ
ュータ１９は、治具３７とギア３６とを合せた重量の重
心が吊具３８の直下にくるような吊り下げ姿勢を演算
し、図１１に示すような吊り下げ姿勢がディスプレイ１
２に表示される。また、ディスプレイ１２の右上にギア
３６及び治具３７の合計の重量が表示される。なお、吊
ワイヤ３９は、使用する治具３７及び吊具３８に対応し
て予め設定されている荷重容量と長さを備えたものが選
択されている。オペレータ１３は、この吊り下げ姿勢を
目視して吊具位置が適切でないと判断したときに、ギア
３６及び治具３７を着地させ吊具位置を例えば吊具位置
Ｑに変更して再度吊り上げ、ギア３６が所定の吊り下げ
姿勢、例えば水平になることを確認後、組立て現場に搬
送する。

【００２４】クレーン４５で複数ある吊具位置Ｐ，Ｑ，
Ｒのどれを吊ってもギア３６が水平にならない場合があ
る。この場合には、オペレータ１３はマイク１１に向か
って「吊具位置」と言う。すると、ディスプレイ１２に
は、図１２に示すような、吊具位置を修正するバーチャ
ルメニュ４３が表示される。オペレータ１３は、バーチ
ャルハンド１７で例えば吊具位置Ｑの「右へ」をアクテ
ィブにして「ＯＫ」を押すと、図１３に示すメニューが
表示されるので、「小」又は「大」釦を操作して数値表
示部４４に表示される値を所望する値に設定する。所望
する値になったら「ＯＫ」を押すと、コンピュータ１９
は、吊具位置Ｑの「右へ」所望値だけずらした位置に新
しい吊具位置を設け、ディスプレイ１２に表示する。オ
ペレータ１３は、新しい吊具位置を吊ってギア３６が水
平になることを確認すると、マイク１１に向かって「完
了」と言う。すると、バーチャルメニュ４３で変更され
た寸法の情報は、コンピュータ１９を介して３次元ＣＡ
Ｄデータ１８に伝送されて記憶され、設計者へ設計変更
を促す。

【００２５】バーチャルハンド１７で分解組立部品を指
定すると、指定された分解組立部品に対応した治具３７
及び吊具３８が選択されるが、吊り下げ姿勢が所定の姿
勢、例えば水平姿勢になるような吊具３８の吊具位置を
自動的に演算してディスプレイ１２に表示すると共に、
演算した吊具位置をコンピュータ１９に記憶するように
してもよい。

【００２６】次に、シャフト３５を部品置場から組立て
現場に搬送するシミュレーションを説明する。オペレー
タ１３がバーチャルハンド１７でシャフト３５に触る
と、コンピュータ１９はシャフト３５を吊る対象と認識
する。前述したギア３６の場合と同様な手順で、シャフ
ト３５に装着される吊具４１と吊ワイヤ４２を出現さ
せ、クレーン４５のフック４０によりシャフト３５を吊
り下げる。シャフト３５は、図１４の吊り下げ姿勢を保
持したまま組立現場まで搬送される。

【００２７】ギア３６にシャフト３５を組み付けるシミ
ュレーションを説明する。ディスプレイ１２には、図１
５に示すように、吊具４１、吊ワイヤ４２を介してフッ
ク４０で吊られたシャフト３５は、床に載置されたギア
３６の上方にある。位置決めピン３４を挿入する複数の
穴は、シャフト３５側とギア３６側のそれぞれにマッチ
する位置に開けられていて、各穴位置は、シャフト３５
の軸部４６をギア３６の孔部４７に嵌合する前に対応さ
せておく必要がある。オペレータ１３が、ディスプレイ
１２内のシャフト３５をその中心軸回りに回転させる方
向にバーチャルハンド１７を動かすと、シャフト３５が
回転する。オペレータ１３は、操作盤２０により目をシ
ャフト３５の位置決めピン３４の穴位置全部を見渡せる
位置に移動させながらシャフト３５のギア３６に対する
位置を微調整し穴位置をマッチさせる。そして、フック
４０を降下させて軸部４６を孔部４７に挿入する。な
お、バーチャルハンド１７でシャフト３５の側面を押す
と、指信号Ｄｈ及びハンド位置信号Ｄｒに基づいてコン
ピュータ１９は傾いたシャフト３５をディスプレイ１２
に表示する。

【００２８】例えば、部品の設計ミス等により、軸部４
６の径が、孔部４７の径よりも大きい場合には干渉して
組み立てられない。この場合には、オペレータ１３はマ
イク１１に向かって「部品寸法」と言う。すると、ディ
スプレイ１２には、図１６に示すような、部品寸法を変
更するバーチャルメニュ４３が表示される。オペレータ
１３は、バーチャルハンド１７でシャフト３５の軸部４
６を触り、次に「外径」をアクティブにして「ＯＫ」を
押すと、図１３に示すメニューが表示されるので、数値
表示部４４に表示される値が所望する値だけ小さくなる
まで「小」釦を押す。所望する値だけ小さくなったら
「小」釦からバーチャルハンド１７を離して「ＯＫ」を
押すと、コンピュータ１９は所望する値だけ小さくなっ
た軸部４６を有するシャフト３５をディスプレイ１２に
表示する。オペレータ１３は、新しいシャフト３５の軸
部４６がギア３６に嵌合するか否かを再度シミュレーシ
ョンし、嵌合できればマイク１１に向かって「完了」と
言う。すると、バーチャルメニュ４３で変更された寸法
の情報は、コンピュータ１９を介して３次元ＣＡＤデー
タ１８に伝送されて記憶され、設計者へ設計変更を促
す。

【００２９】次に、以上のようなシャフト３５とギア３
６のアッセンブリを格納したクラウン７のモジュールを
プレス機械２に組み付けるシミュレーションを説明す
る。クラウン７の組み付け前の図１７に示すようなユー
ザの工場の状態が、コンピュータ１９に入力されている
工場空間諸元Ｄｆｕ、クレーン諸元Ｄｃｕに基づいてデ
ィスプレイ１２に表示されている。既に据え付けられプ
レス機械５０，５１が稼動中であり、プレス機械５１に
隣接した工場の角部に新しくプレス機械２を据え付けよ
うとしている。プレス機械２の基台は既に設置され、ク
ラウン７をプレス機械２の上部に取り付ける段階であ
る。オペレータ１３は、操作盤２０により、部品置場に
あるクラウン７にクレーン４５を接近させる。そして、
バーチャルハンド１７でクラウン７を触れ、所定の操作
を行なうと、クラウン７を吊るための吊具と吊ワイヤが
表示され、操作盤２０の押釦２５又は押釦２７を押して
クラウン７を吊り上げる。その後に、クラウン７を他の
装置と干渉することなく回転させられる高さまで上昇さ
せ、クラウン７の長手方向をプレス機械２の据え付け位
置の方向に合わせる。次に、操作盤２０の押釦２１〜２
４により東西南北を指定し、搬送軌跡Ｐ１，Ｐ２を通っ
てクラウン７をプレス機械２に接近させる。このとき、
オペレータ１３は、トグルスイッチ３１，３２によりク
レーンモード又はオペレータモードを逐一選択して、ク
ラウン７の周囲の障害物を常に至近距離から確認できる
位置を確保する。クラウン７がプレス機械２の正面まで
移動した後、押釦２５又は押釦２７を押してパスＰ３を
通ってクラウン７を据え付け高さまで上昇させる。この
ときも、オペレータ１３は目の高さを操作盤２０により
上昇させて、クラウン７の上昇時の干渉の有無をチェッ
クする。さらに、クレーン４５の揚程が十分か否かのチ
ェックを行う。このようにして、搬送時の干渉がなく、
クレーン４５の揚程が十分であることを確認して搬送軌
跡Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３をコンピュータ１９に伝送して記憶
し、実据え付け時のクレーン４５の搬送軌跡として採用
する。

【００３０】例えば、クレーン４５の揚程が十分でない
ことが判明したときには、モジュールとして組み立てら
れているクラウン７から、ディスプレイ１２上で構成部
品を分解して取り去り高さを低くしたクラウン７にして
再度上記のような据え付け作業のシミュレーションを行
う。そして、干渉のないクラウン７の構成は、コンピュ
ータ１９を介して３次元ＣＡＤデータ１８に伝送されて
記憶され、クラウン７の最終モジュールの形態が設計者
及び組立作業員へ告知される。

【００３１】本実施形態の作用及び効果を説明する。分
解組立部品が例えば大型の場合には、ディスプレイ１２
に表示されるクレーン４５をオペレータ１３の腰部等に
装着した操作盤２０でその移動方向及び移動速度を設定
して３次元画像上で運転し、分解組立部品を吊上げ、分
解組立する。分解組立するときには、３次元画像上の吊
り上げた分解組立部品をバーチャルハンド１７で水平方
向に押し引きして位置を、また鉛直軸回りに回転させて
向きをそれぞれ微調整しながら行う。これにより、実際
の分解組立の前に干渉等の不具合を予め摘出して対策を
講じることができるので、計画外の時間と労力がかかる
ことがなくなり、計画した日程通りに機械を納入でき
る。また、人間の官能的な感覚からの分解組立のやり易
さ又はやりにくさを判断でき、やりにくいときには実際
の分解組立の前に対策を講じることができるので、円滑
な分解組立が可能となる。

【００３２】吊具３８，４１で分解組立部品を吊ったと
き、分解組立部品の重心位置及び吊具位置により分解組
立部品の吊り下げ姿勢を演算してディスプレイ１２に表
示する。オペレータ１３が表示された吊り下げ姿勢が適
切でないと判断したときには、バーチャルハンド１７で
吊具位置を新しい位置に変更して再度吊り下げ姿勢をシ
ミュレーションする。これにより、常に最適な吊り下げ
姿勢を確保できるので作業シミュレーションが円滑に行
なえる。また、最適な吊具位置を設計者に告知するの
で、設計者は実際の分解組立前に予め最適な吊具位置を
有する治具３７等に設計変更できる。これにより、計画
外の時間と労力がかかることがなくなり、計画した日程
通りに機械を納入できる。また、分解組立部品の吊り下
げ姿勢が所定の吊り下げ姿勢となる吊具位置を吊開始時
に自動的に演算して表示することも可能である。これに
より、瞬時に所定の吊り下げ姿勢を確保できるので作業
シミュレーションが円滑に行なえる。

【００３３】ディスプレイ１２には、分解組立部品及び
クレーン４５等にオーバラップして建屋の空間及び建屋
内の既設置物を３次元的に表示されるので、オペレータ
１３は分解組立部品を搬送するとき常に空間及び既設置
物の位置を確認でき、干渉することのない搬送軌跡Ｐ
１，Ｐ２，Ｐ３を設定できる。このようにして設定した
搬送軌跡Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を実際の分解組立の前に分解
組立業者に提示することにより、効率的な分解組立が可
能となる。

【００３４】なお、本実施形態においては、プレス機械
２を例にして分解組立のシミュレーション方法を説明し
たが、生産拠点と据え付け現場又は組立て現場とが異な
るような大型機械、例えば、トンネル掘削機、大型建設
機械などにも本実施形態は適用可能で同等の効果を発揮
できる。

【００３５】以上、本発明によると、分解組立のシミュ
レーション方法において、シミュレーションを行なうオ
ペレータの視界前に装着され分解組立の仮想空間を表示
するヘッドマウントディスプレイに、分解組立部品と、
分解組立部品を載置する治具と、分解組立部品及び治具
のいずれかに取付ける吊具と、吊具部で分解組立部品を
揚重するクレーンとを３次元的に表示し、オペレータの
手に装着したバーチャルハンド及びオペレータが操作し
てクレーンを運転する操作盤からの指令に基づき、吊具
位置を位置決めしてクレーンで揚重して搬送すると共
に、吊った分解組立部品の位置及び姿勢をバーチャルハ
ンドで微調整して分解組立する方法としている。これに
より、分解組立部品が例えば大型の場合には、ヘッドマ
ウントディスプレイに表示されるクレーンをオペレータ
の腰部等に装着した操作盤でその移動方向及び移動速度
を設定して３次元画像上で運転し、分解組立部品を吊上
げ、分解組立する。分解組立するときには、３次元画像
上の吊り上げた分解組立部品をバーチャルハンドで水平
方向に押し引きして位置を、また鉛直軸回りに回転させ
て向きをそれぞれ微調整しながら行う。これにより、実
際の分解組立の前に干渉等の不具合を予め摘出して対策
を講じることができるので、計画外の時間と労力がかか
ることがなくなり、計画した日程通りに機械を納入でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】分解組立のシミュレーションシステム図であ
る。

【図２】操作盤の説明図である。

【図３】ギアとシャフトのアッセンブリの説明図であ
る。

【図４】オペレータの周囲の状況の説明図である。

【図５】部品置場の鳥瞰図である。

【図６】ギアとバーチャルハンドの相対関係の説明図で
ある。

【図７】治具とギアの相対位置の説明図である。

【図８】吊治具の出現の説明図である。

【図９】治具と吊治具との関連図である。

【図１０】クレーンのフックの出現図である。

【図１１】表示される吊り下げ姿勢の説明図である。

【図１２】吊具位置を修正するバーチャルメニュの説明
図である。

【図１３】バーチャルメニュの数値表示部の説明図であ
る。

【図１４】吊具に載置されたシャフトの説明図である。

【図１５】シャフトのギアへの接近状態の説明図であ
る。

【図１６】部品寸法を変更するバーチャルメニュの説明
図である。

【図１７】クラウンの搬送軌跡の説明図である。

【図１８】プレス機械の説明図である。

【符号の説明】

１…シミュレーションシステム、２，５０，５１…プレ
ス機械、３…ボルスタ、４…アプライト、５…スライ
ド、６…ベッド、７…クラウン、１１…マイク、１２…
ディスプレイ、１３…オペレータ、１５，１５ａ…方位
センサ、１６…トラッカ、１７…バーチャルハンド、１
８…３次元ＣＡＤデータ、１９…コンピュータ、２０…
操作盤、２１〜２８…押釦、２９〜３２…トグルスイッ
チ、３３…嵌合部、３４…位置決めピン、３５…シャフ
ト、３６…ギア、３７…治具、３８，４１…吊具、３
９，４２…吊ワイヤ、４０…フック、４３…バーチャル
メニュ、４４…数値表示部、４５…クレーン、４６…軸
部、４７…孔部、Ｄｄ，Ｄｒ…方位信号、Ｄｖ…音声信
号、Ｄｍ…移動制御信号、Ｄｃ…クレーン制御信号、Ｄ
ｈ…指信号、Ｄｔ…電磁波発信指令、Ｖｘ…映像信号、
Ｄｐ…３次元的データ、Ｄｆｕ，Ｄｆｍ…ユーザ，メー
カ工場空間諸元、Ｄｃｕ，Ｄｃｍ…ユーザ，メーカクレ
ーン諸元。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分解組立のシミュレーション方法におい
   て、 シミュレーションを行なうオペレータの視界前に装着さ
   れ分解組立の仮想空間を表示するヘッドマウントディス
   プレイに、分解組立部品と、分解組立部品を載置する治
   具と、分解組立部品及び治具のいずれかに取付ける吊具
   と、吊具部で分解組立部品を揚送するクレーンとを３次
   元的に表示し、 オペレータの手に装着したバーチャルハンド及びオペレ
   ータが操作してクレーンを運転する操作盤からの指令に
   基づき、吊具位置を位置決めしてクレーンで揚送して搬
   送すると共に、吊った分解組立部品の位置及び姿勢をバ
   ーチャルハンドで微調整して分解組立することを特徴と
   する分解組立のシミュレーション方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の分解組立のシミュレーシ
   ョン方法において、分解組立部品の吊り下げ姿勢を表示
   することを特徴とする分解組立のシミュレーション方
   法。
3. 【請求項３】 請求項２記載の分解組立のシミュレーシ
   ョン方法において、 分解組立部品を吊る吊具位置はバーチャルハンドで変更
   可能であることを特徴とする分解組立のシミュレーショ
   ン方法。
4. 【請求項４】 請求項２記載の分解組立のシミュレーシ
   ョン方法において、 所定の吊り下げ姿勢になる吊具位置を演算して表示する
   ことを特徴とする分解組立のシミュレーション方法。
5. 【請求項５】 請求項１記載の分解組立のシミュレーシ
   ョン方法において、 分解組立して搬送する建屋の空間及び建屋内の既設置物
   を分解組立部品とオーバラップして３次元的に表示し、
   オペレータは表示された空間及び既設置物を視認しなが
   ら干渉のない搬送軌跡を設定することを特徴とする分解
   組立のシミュレーション方法。