板隙修正方法および板隙修正装置
【課題】短時間で板隙を修正できる板隙修正方法を提供する。
【解決手段】打点Ｐを含む平面部８０をシェル要素モデル４０より検出する平面部検出工程Ｓ１３０と、検出した平面部８０と１Ｄ要素１００とに基づいて、１Ｄ要素１００が介在する平面部８０を一つのグループとしてグループ化するグループ化工程Ｓ１４０と、グループに属する平面部８０の中で、一つの平面部８０を基準平面部として設定し、基準平面部を基準にして、グループに属する平面部を移動させる順序を、グループ毎に決定する順序決定工程Ｓ１６０と、を行う。
【解決手段】打点Ｐを含む平面部８０をシェル要素モデル４０より検出する平面部検出工程Ｓ１３０と、検出した平面部８０と１Ｄ要素１００とに基づいて、１Ｄ要素１００が介在する平面部８０を一つのグループとしてグループ化するグループ化工程Ｓ１４０と、グループに属する平面部８０の中で、一つの平面部８０を基準平面部として設定し、基準平面部を基準にして、グループに属する平面部を移動させる順序を、グループ毎に決定する順序決定工程Ｓ１６０と、を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の打点で溶接される複数の部品をシェル要素でモデル化するとともに、溶接部を１Ｄ要素によりモデル化し、１Ｄ要素の長さ寸法である板隙を修正する板隙修正方法および板隙修正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車の車体の部品等は、コンピュータ支援設計（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ（ＣＡＤ））データに基づいて設計される。このようなＣＡＤデータは、設計以外の目的にも用いられる。例えば、特許文献１では、ＣＡＤデータを金型の補修に用いることで、金型の補修に要する時間を短縮している。
【０００３】
ＣＡＤデータは、コンピュータ支援エンジニアリング（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＣＡＥ））による解析においても用いられる。この場合、ＣＡＤデータは、有限要素法（Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ（ＦＥＭ））を用いてシェル要素でモデル化され、車体の部品に形成されるスポット溶接部等の解析（例えば、寿命予測等）に用いられる。
【０００４】
シェル要素でモデル化された部品は、所定の箇所（例えば、部品の厚みの中心等）を基準面として、厚みのない形式で二次元的に表される（図２参照）。溶接部は、図１９（ａ）に示すように、二つの部品の平面部を繋ぐ１Ｄ要素として、一次元的に表される。このような１Ｄ要素の長さ寸法である板隙は、部品の平面部に対応する部分の板厚に基づいて規定される。
従って、設計変更によって前記板厚の変更等を行う場合、ＣＡＤデータやシェル要素モデルの平面部を移動（あるいは変形）させて、前記規定される長さ寸法となるように板隙を修正する必要がある。
【０００５】
特許文献１では、このような板隙を考慮したＣＡＤデータの修正手段が開示されていない。従って、溶接部が形成される部品のＣＡＤデータをＣＡＥによる解析に用いる場合、設計変更時等に板隙の修正を手作業で行う必要がある。
【０００６】
板隙の修正を手作業で行う場合には、作業者等の判断で移動させる平面部を決定する。
例えば、図１９（ａ）および図１９（ｂ）に示すように、三つの平面部に連続して介在する上下二箇所の板隙を修正するときに、一番上の平面部を移動させて、上側の板隙を修正する（図１９（ｂ）に示す「板隙ＯＫ」参照）。その後、図１９（ｃ）に示すように、上下中央の平面部を移動させて下側の板隙を修正した場合、上側の板隙も変動してしまう。従って、修正した上側の板隙を再度修正することとなってしまう（図１９（ｃ）に示す「板隙ＮＧ」参照）。
【０００７】
つまり、従来技術では、板隙の修正を手作業で行う必要があり、この場合、一箇所の修正が他の箇所に影響を与えないように、平面部の関係を考慮する必要があった。特に、大きな平面部が形成される部品や打点の多い部品の板隙の修正では、見落とし等によるやり直しが発生し易く、板隙の修正に多くの工数が必要であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−２０７８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、短時間で板隙を修正できる板隙修正方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１においては、所定の打点で溶接される複数の部品をシェル要素でモデル化するとともに、溶接部を１Ｄ要素によりモデル化し、前記１Ｄ要素の長さ寸法である板隙を修正する板隙修正方法であって、前記打点を含む平面部を前記シェル要素モデルより検出する平面部検出工程と、前記検出した平面部と前記１Ｄ要素とに基づいて、前記１Ｄ要素が介在する平面部を一つのグループとしてグループ化するグループ化工程と、前記グループに属する平面部の中で、一つの前記平面部を基準平面部として設定し、前記基準平面部を基準にして、前記グループに属する平面部を移動させる順序を、前記グループ毎に決定する順序決定工程と、を行う、ものである。
【００１１】
請求項２においては、前記順序決定工程では、前記グループに属する平面部の中で面積が最大となる平面部を、前記基準平面部として設定する、ものである。
【００１２】
請求項３においては、前記決定した移動順序に基づいて前記平面部を移動させ、前記板隙を修正する修正工程、をさらに行う、ものである。
【００１３】
請求項４においては、前記板隙の修正量を算出する修正量情報取得工程、をさらに行う、ものである。
【００１４】
請求項５においては、所定の打点で溶接される複数の部品をシェル要素でモデル化するとともに、溶接部を１Ｄ要素によりモデル化し、前記１Ｄ要素の長さ寸法である板隙を修正する板隙修正装置であって、前記打点を含む平面部を前記シェル要素モデルより検出する平面部検出手段と、前記検出した平面部と前記１Ｄ要素とに基づいて、前記１Ｄ要素が介在する平面部を一つのグループとしてグループ化するグループ化手段と、前記グループに属する平面部の中で、一つの前記平面部を基準平面部として設定し、前記基準平面部を基準にして、前記グループに属する平面部を移動させる順序を、前記グループ毎に決定する順序決定手段と、を具備する、ものである。
【００１５】
請求項６においては、前記順序決定手段は、前記グループに属する平面部の中で面積が最大となる平面部を、前記基準平面部として設定する、ものである。
【００１６】
請求項７においては、前記決定した移動順序に基づいて前記平面部を移動させ、前記板隙を修正する修正手段、をさら具備する、ものである。
【００１７】
請求項８においては、前記板隙の修正量を算出する修正量情報取得手段、をさらに具備する、ものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、見落とし等によるやり直しが発生することを防止できるため、短時間で板隙を修正できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】板隙修正装置の構成を示す説明図。
【図２】シェル要素モデルを説明する説明図。
【図３】１Ｄ要素を示す図。
【図４】板隙修正方法の手順を示す図。
【図５】１Ｄ要素に対応する節点情報の取得に関する模式図。
【図６】打点を含む平面部の検出に関する説明図。
【図７】平面部を検出した状態を示す図。
【図８】グループ化の手順を示す図。
【図９】グループ化する前の状態を示す図。
【図１０】グループ化した後の状態を示す図。
【図１１】移動順序に関する図。（ａ）移動順序が決定した平面部を示す図。（ｂ）移動順序を示す図。
【図１２】板隙を修正する状態を模式的に示す図。
【図１３】遷移部を示す図。
【図１４】第一変形例の板隙修正方法の手順を示す図。
【図１５】部品のＣＡＤデータを模式的に示す図。
【図１６】部品のＣＡＤデータで板隙を修正する状態を示す図。
【図１７】第二変形例の板隙修正方法の手順を示す図。
【図１８】平面部の移動時に段差が形成される状態を模式的に示す図。
【図１９】手作業による板隙の修正作業を示す図。（ａ）修正前の状態を示す図。（ｂ）板隙を修正する状態を示す図。（ｃ）やり直しが発生する状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下では、本実施形態の板隙修正方法について説明する。
【００２１】
板隙修正方法は、複数の部品３０を接合する溶接部３１を、コンピュータ支援エンジニアリング（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＣＡＥ））を用いて解析する際等に用いられる（図３参照）。このようなＣＡＥによる解析としては、例えば、溶接部３１の寿命予測等がある。
【００２２】
部品３０は、例えば、自動車の車体を構成するものであり、図２に示すように、所定の打点Ｐで溶接され（スポット溶接が行われ）、互いに接合される。つまり、部品３０には、打点Ｐに対応する位置に、溶接部３１が形成される。
このような接合される部品３０は、コンピュータ支援設計（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ（ＣＡＤ））データに基づいて設計される。
【００２３】
ＣＡＥによる解析では、有限要素法（Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ（ＦＥＭ））を用いて、部品３０のＣＡＤデータをシェル要素モデル４０としてモデル化する。
【００２４】
シェル要素モデル４０は、所定の箇所（図２では部品３０の上面）を基準面として、部品３０のＣＡＤデータを複数のシェル要素５０でモデル化したものである。
シェル要素５０は、基準面に配置される複数の節点７０を直線で繋ぐことで三角形状や四角形状に形成される二次元要素である。
【００２５】
すなわち、シェル要素モデル４０は、部品３０を厚みのない形式で表したものである。
従って、部品３０のＣＡＤデータをシェル要素５０でモデル化した場合、シェル要素モデル４０の間には、隙間が形成される。
【００２６】
図３に示すように、ＣＡＥによる解析では、打点Ｐに対応する位置に節点７０を配置するとともに、複数の節点７０を直線で繋ぐ１Ｄ要素１００（例えば、梁要素や剛体要素等）を生成する。つまり、ＣＡＥによる解析では、溶接部３１を１Ｄ要素１００によりモデル化する。
１Ｄ要素１００は、ＣＡＥによる解析において、部品３０の板厚Ｌ１・Ｌ２（打点Ｐおよびその近傍に形成される平面部分の板厚）に基づいて、その長さ寸法が規定されている。
【００２７】
例えば、ＣＡＥによる溶接部３１の寿命予測では、外力Ｆ（図３ではせん断荷重）が部品３０に作用したときに、１Ｄ要素１００に対してどのように外力Ｆが働くかを評価する。
仮に、１Ｄ要素１００の長さ寸法が前記規定される長さ寸法（以下、「規定寸法」と表記する）でない場合、ＣＡＥによる解析精度が悪化してしまう。つまり、正しい解析結果を得るためには、１Ｄ要素１００を規定寸法に対応させる必要がある。
【００２８】
従って、設計変更によって部品３０の板厚Ｌ１・Ｌ２の変更等を行うとき、１Ｄ要素１００の長さ寸法も修正する必要がある。
【００２９】
板隙修正方法は、全ての１Ｄ要素１００の長さ寸法を規定寸法に修正するものである。
また、本実施形態において、「板隙」とは、１Ｄ要素１００の長さ寸法である。
【００３０】
以下では、全ての板隙を修正する作業を「板隙修正作業」と表記する。
【００３１】
板隙修正方法は、図１に示す板隙修正装置１０を用いて板隙修正作業を行う。板隙修正装置１０は、市販のパーソナルコンピュータ等で所定のプログラムを実行させることにより、板隙修正作業に関する種々の演算処理を実行可能に構成される。
【００３２】
板隙修正装置１０は、例えば、ＣＡＤデータに基づいて部品３０を設計する設計部２０より、部品３０のＣＡＤデータおよび打点Ｐの位置情報等を取得する（図１に示す矢印Ｒ参照）。
打点Ｐの位置情報は、スポット溶接装置のガン等により、どの部品３０をどの位置で接合するかを示す三次元情報であり、部品３０毎に三次元座標値として設定されている（図５に示す打点Ｐ参照）。
【００３３】
板隙修正装置１０は、図２に示すように、有限要素法を用いて、部品３０のＣＡＤデータをシェル要素５０でモデル化する。そして、板隙修正装置１０は、板隙修正方法に関する機能を用いて、シェル要素モデル４０に対して種々の処理を施して、板隙修正作業を行う（図１２参照）。
板隙修正装置１０は、板隙修正方法に関する機能として、チェック部１１、平面検出部１２、グループ化部１３、順序決定部１４、および移動部１５を具備する。
【００３４】
チェック部１１は、板隙を算出するとともに、算出した板隙が規定寸法であるかを判定するものである。また、チェック部１１は、算出した板隙と規定寸法とに基づいて、板隙の修正量を算出可能に構成される。
【００３５】
平面検出部１２は、打点Ｐの位置情報に基づいて、シェル要素モデル４０における打点Ｐを含む平面部８０を検出するものである（図７参照）。平面検出部１２の具体的な処理に関しては後述する。
【００３６】
グループ化部１３は、平面検出部１２にて検出される平面部８０をグループ分けするものである（図１０に示すグループＡ・Ｂ参照）。グループ化部１３の具体的な処理に関しては後述する。
【００３７】
順序決定部１４は、グループ化部１３にてグループ分けした平面部８０を、どのような順番で移動させるかを、グループ毎に決定するものである（図１１（ｂ）参照）。順序決定部１４の具体的な処理に関しては後述する。
【００３８】
移動部１５は、順序決定部１４により決定する移動順序に基づいて、平面部８０間の距離を調整するものである（図１２参照）。
【００３９】
すなわち、図２に示すような略板状の部品３０のシェル要素モデル４０全体を、平面検出部１２が平面部８０として検出した場合、移動部１５は、シェル要素モデル４０を全体的に移動させて、平面部８０間の距離を調整する。
また、図１２に示すようなシェル要素モデル４０の全体を、平面検出部１２が平面部８０として検出しなかった場合、移動部１５は、シェル要素モデル４０を全体的に移動させるのではなく、平面部８０を変形させて、平面部８０間の距離を調整する。
【００４０】
以下では、このような移動部１５による平面部８０間の距離の調整を「平面部８０を移動させる」と表記する。
【００４１】
次に、板隙修正方法の手順について説明する。
【００４２】
板隙修正方法の実施に際して、板隙修正装置１０は、設計部２０より部品３０のＣＡＤデータおよび打点Ｐの位置情報を取得して、部品３０のシェル要素モデル４０を生成している（図２参照）。
【００４３】
まず、板隙修正方法では、図４に示すように、１Ｄ要素１００に対応する節点情報を取得する（Ｓ１１０）。
【００４４】
すなわち、板隙修正装置１０は、図３に示すように、シェル要素５０の節点７０に打点Ｐが位置するように、打点Ｐ近傍のシェル要素５０を作成し直す。
そして、シェル要素モデル４０を打点Ｐの位置情報に基づいて結合する。例えば、図５に示すような三つのシェル要素モデル４０Ａ・４０Ｂ・４０Ｃを生成した場合、シェル要素モデル４０Ａ・４０Ｂ・４０Ｃを重ね合わせる。
その後、板隙修正装置１０は、図３に示すように、打点Ｐの位置情報に基づいて、打点Ｐに対応する節点７０を繋いで１Ｄ要素１００を生成する。
【００４５】
なお、図５および図７においては、図面を見やすくするためにシェル要素５０の表記を省略している。
【００４６】
板隙修正装置１０は、このようにして生成した１Ｄ要素１００に対応する節点情報（つまり、１Ｄ要素１００と節点７０との関係を示す情報）を、ステップＳ１１０で取得する。
【００４７】
なお、ステップＳ１１０において、必ずしもシェル要素５０を作成し直す必要はなく、例えば、打点Ｐが位置するシェル要素５０の任意の位置に１Ｄ要素１００を生成しても構わない。ただし、板隙修正作業の処理を簡単に行うことができるという観点から、シェル要素５０を作成し直すことが好ましい。
【００４８】
１Ｄ要素１００に対応する節点情報を取得した後で、図４に示すように、板隙修正装置１０は、チェック部１１により板隙のチェックを行う（Ｓ１２０）。
すなわち、チェック部１１は、シェル要素モデル４０における打点Ｐ近傍の平面部分を検出し、当該平面間の距離を計測することで、板隙を算出する。そして、チェック部１１は、算出した板隙が規定寸法であるかを確認する（図３参照）。チェック部１１は、このような確認を全ての板隙に対して行う。
【００４９】
なお、板隙のチェックの手順は、本実施形態に限定されるものでなく、例えば、１Ｄ要素１００に対応する節点間の距離を計算することで板隙を算出しても構わない。
【００５０】
板隙のチェックにより、全ての板隙が正しい状態である場合、板隙修正装置１０は、板隙修正作業を行う必要がないと判断する（Ｓ１２０：Ｙｅｓ）。この場合、板隙修正装置１０は、板隙修正作業を終了する。
【００５１】
板隙のチェックにより、一つ以上の板隙が正しい状態でない場合（図１９（ａ）参照）、板隙修正装置１０は、以下のようにして板隙修正作業を行う（Ｓ１２０：Ｎｏ）。
【００５２】
まず、板隙修正装置１０は、図４および図６に示すように、平面検出部１２によりシェル要素モデル４０から打点Ｐを含む平面部８０を検出する（Ｓ１３０）。
【００５３】
打点Ｐを含む平面部８０は、打点Ｐに対応する節点７０（黒塗りで示す節点７０）を含むシェル要素（シェル要素５１〜５４）と、当該シェル要素に対して滑らかに並ぶシェル要素（シェル要素５９〜６１）とにより構成される部分である。
【００５４】
例えば、図６に示すようなシェル要素モデル４０から打点Ｐを含む平面部８０を検出する場合、平面検出部１２は、打点Ｐに対応する節点７０を含むシェル要素５１〜５４と、シェル要素５１〜５４と隣接するシェル要素５５〜６０とが成す角度を算出する。そして、平面検出部１２は、算出した角度が所定の範囲内であるか（例えば、１８０度から数度以内の範囲内であるか）を判定する。
これにより、平面検出部１２は、前記所定の範囲内であるシェル要素５９・６０が打点Ｐを含む平面部８０を構成するシェル要素であると判断する。
【００５５】
平面検出部１２は、平面部８０を構成するシェル要素であると判断したシェル要素５９・６０に対しても同様に、隣接するシェル要素６１〜６３と成す角度の判定を行う。平面検出部１２は、このような平面部８０を構成するシェル要素の角度の判定を再帰的に行う。
これにより、平面検出部１２は、シェル要素５１〜５４とシェル要素５９〜６１とにより構成される部分を、打点Ｐを含む平面部８０として検出する。
【００５６】
仮に、図７に示すシェル要素モデル４０Ｂのように、平面検出部１２にて一つの平面部８０として検出される部分に複数の打点Ｐが設定される場合、検出される平面部８０の数は、打点Ｐの数よりも少なくなる。
【００５７】
このように、板隙修正方法では、打点Ｐを含む平面部８０をシェル要素モデル４０より検出する平面部検出工程Ｓ１３０を行う。
また、平面検出部１２は、打点Ｐを含む平面部８０をシェル要素モデル４０より検出する平面部検出手段として機能する。
【００５８】
平面部８０を検出した後で、板隙修正装置１０は、図４および図８に示すように、検出した打点Ｐを含む平面部８０をグループ化部１３によりグループ分けする（Ｓ１４０）。
【００５９】
以下では、図９に示すように、ステップＳ１３０にて七つの打点Ｐを含む平面部８１〜８６を検出し、平面部８１〜８６に四つの１Ｄ要素１０１〜１０４を生成したものとして、グループ化に関する説明を行う。
【００６０】
まず、グループ化部１３は、図８および図９に示すように、１Ｄ要素１０１〜１０４の繋がりに基づいて平面部８１〜８６を検索する（Ｓ１４２）。
【００６１】
すなわち、グループ化部１３は、１Ｄ要素１０１〜１０４に対応する節点情報に基づいて、１Ｄ要素１０１〜１０４により繋がれる平面部８１〜８６の情報を取得する。
例えば、平面部８１と平面部８２とを繋ぐ１Ｄ要素１０１の場合、グループ化部１３は、１Ｄ要素１０１と平面部８１・８２とを関連付けた情報を取得する。グループ化部１３は、このような１Ｄ要素１０１〜１０４と平面部８１〜８６とを関連付けた情報の取得を、全ての１Ｄ要素１０１〜１０４に対して行う。
【００６２】
これにより、グループ化部１３は、「１０１＝８１，８２」、「１０２＝８２，８３」、「１０３＝８３，８４」、および「１０４＝８５，８６」といった具合に、１Ｄ要素１０１〜１０４と平面部８１〜８６とを関連付けた情報を取得する。
１Ｄ要素１０１〜１０４は、平面部８１〜８６の中で、二つの平面部を繋ぐものであるため、一つの１Ｄ要素１０１〜１０４には、平面部８１〜８６の中で、二つの平面部が関連付けられる。
【００６３】
次に、グループ化部１３は、取得した１Ｄ要素１０１〜１０４と平面部８１〜８６とを関連付けた情報をたどることで、平面部８１〜８６の繋がりを検索する（Ｓ１４４）。
このとき、グループ化部１３は、取得した１Ｄ要素１０１〜１０４と平面部８１〜８６とを関連付けた情報の中で、平面部８１〜８６が含まれている情報を検索する。
【００６４】
例えば、平面部８２が含まれている情報を検索する場合、グループ化部１３は、１Ｄ要素１０１と平面部８１・８２とを関連付けた情報と、１Ｄ要素１０２と平面部８２・８３を関連付けた情報（「１０１＝８１，８２」および「１０２＝８２，８３」）とを検出する。
この場合、グループ化部１３は、平面部８２が平面部８１・８３と繋がっていると判断し、平面部８２の繋がりに関する情報として、平面部８１・８３を関連付けて取得する。
グループ化部１３は、このような平面部８１〜８６の繋がりに関する情報の取得を、全ての平面部８１〜８６に対して行う。
【００６５】
これにより、グループ化部１３は、「８１＝８２」、「８２＝８１，８３」、「８３＝８２，８４」、「８４＝８３」、「８５＝８６」、および「８６＝８５」といった具合に、平面部８１〜８６の繋がりに関する情報を取得する。
これにより、グループ化部１３は、平面部８１〜８６がどの平面部と繋がっているかを判断可能となる。
【００６６】
平面部８１〜８６の繋がりを検索した後で、グループ化部１３は、平面部８１〜８６の繋がりに関する情報に基づいて、平面部８１〜８６を関連がある平面部毎にグループ化する（Ｓ１４６）。
【００６７】
本実施形態において、「関連がある平面部」とは、１Ｄ要素１０１〜１０４が介在して繋げられる平面部８１〜８６のことを指す。
具体的には、１Ｄ要素１０１が介在して繋げられる平面部８１・８２や１Ｄ要素１０１・１０２が介在して繋げられる平面部８１・８３等である。
【００６８】
グループ化部１３は、平面部８１が平面部８２と繋がり、平面部８２が平面部８１・８３と繋がり、平面部８３が平面部８２・８４と繋がっていることを、平面部８１〜８６の繋がりに関する情報より判断する。
この場合、グループ化部１３は、平面部８１〜８４が、関連がある平面部であると判断する。
【００６９】
グループ化部１３は、このような平面部８１〜８６の関連性を、平面部８１〜８６の繋がりに関する情報より判断して、関連がある平面部８１〜８４を一つのグループとしてグループ化する。
グループ化部１３は、関連がある平面部のグループ化を繰り返し行い、全ての平面部８１〜８６を一つ以上のグループに分ける。
【００７０】
これにより、図８および図１０に示すように、グループ化部１３は、「グループＡ：８１，８２，８３，８４」、および「グループＢ：８５，８６」といった具合に、平面部８１〜８６を関連がある平面部毎にグループ化する。
【００７１】
ここで、例えば、平面部８２を移動させて平面部８２・８３の板隙を修正する場合、平面部８１・８２の板隙が変動してしまう（図１０に示す矢印Ｍ１１参照）。また、平面部８３を移動させて平面部８２・８３の板隙を修正する場合、平面部８３・８４の板隙が変動してしまう。
一方、平面部８５または平面部８６を移動させて平面部８５・８６の板隙を修正する場合、他の板隙は変動しない（図１０に示すＭ３１参照）。
【００７２】
つまり、グループＡに属する平面部８１〜８４の一つの板隙を修正した場合、同じグループＡに属する平面部８１〜８４の他の板隙は、変動する可能性がある。一方、他のグループＢに属する平面部８５・８６の板隙は、変動しない。
すなわち、板隙修正装置１０は、板隙修正作業においてやり直しが発生する可能性がある平面部８１〜８４および平面部８５・８６を、グループ化部１３によって異なるグループＡ・Ｂとしてグループ分けするのである。
【００７３】
このように、板隙修正方法では、検出した平面部８１〜８６と１Ｄ要素１０１〜１０４とに基づいて、１Ｄ要素１０１〜１０４が介在する平面部８１〜８４および平面部８５・８６を一つのグループＡ・Ｂとしてグループ化するグループ化工程Ｓ１４０を行う。
また、グループ化部１３は、検出した平面部８１〜８６と１Ｄ要素１０１〜１０４とに基づいて、１Ｄ要素１０１〜１０４が介在する平面部８１〜８４および平面部８５・８６を一つのグループＡ・Ｂとしてグループ化するグループ化手段として機能する。
【００７４】
なお、１Ｄ要素１００は、グループ化工程Ｓ１４０を行うまで（あるいはグループ化工程Ｓ１４０の最初）に生成すればよく、必ずしも最初に行う必要はない。
【００７５】
平面部８１〜８６をグループ化した後で、板隙修正装置１０は、図４に示すように、チェック部１１により板隙の修正量情報を生成する（Ｓ１５０）。
このとき、チェック部１１は、現在の板隙と規定寸法との差分を修正量として、全ての板隙の修正量を算出する。
【００７６】
修正量情報を生成した後で、板隙修正装置１０は、図４および図１１に示すように、板隙修正作業における平面部８１〜８６の移動順序を順序決定部１４により決定する（Ｓ１６０）。
【００７７】
板隙修正作業においては、前述のように、グループＡに属する平面部８１〜８４の板隙の修正が、グループＢに属する平面部８５・８６の板隙に影響を与えない。このため、順序決定部１４は、グループＡ・Ｂ毎に移動順序を決定する。
以下では、グループＡに属する平面部８１〜８４の移動順序の決定について説明する。
【００７８】
まず、順序決定部１４は、グループＡに属する平面部８１〜８４の中で、面積が最も大きい平面部８３を基準平面部として設定する。
基準平面部８３は、板隙修正作業において、グループＡに属する他の平面部８１・８２・８４の基準となる平面部、つまり、固定される平面部である。
従って、平面部８３を含む板隙、つまり、平面部８２・８３の板隙および平面部８３・８４の板隙は、平面部８２・８４を移動させて修正することとなる。
【００７９】
基準平面部８３を設定した後で、順序決定部１４は、基準平面部８３を基準に移動順序を決定する。すなわち、順序決定部１４は、１Ｄ要素１０２・１０３により基準平面部８３と直接繋がる平面部８２・８４を先に移動させるように移動順序を決定する。
【００８０】
仮に、平面部８２を移動させて平面部８２・８３の板隙を修正する場合、平面部８３・８４の板隙は変動しない（図１１に示す矢印Ｍ１１参照）。また、平面部８４を移動させて平面部８３・８４の板隙を修正する場合、平面部８２・８３の板隙は変動しない（図１１に示す矢印Ｍ２１参照）。
【００８１】
つまり、基準平面部８３を設定することで、グループＡに属する平面部８１〜８４の中でも、平面部８２〜８４の板隙のように、板隙修正作業において影響を与えない（つまり、一方の板隙の修正により他方の板隙が変動しない）板隙が決まる。
すなわち、平面部８２〜８４の板隙は、平面部８２および平面部８４のどちらを先に移動させても、板隙修正作業に影響を与えない。
【００８２】
このため、順序決定部１４は、平面部８２から順に移動させる第一の移動順序と、平面部８４から順に移動させる第二の移動順序とに、移動順序を分岐させる（図１１（ｂ）参照）。この場合、平面部８２または平面部８４が最初に移動する平面部となる。
【００８３】
次に、順序決定部１４は、平面部８２・８４と直接繋がる平面部を、平面部８２・８４の次に移動させるように移動順序を決定する。
すなわち、図１１においては、１Ｄ要素１０１により平面部８２と直接繋がる平面部８１を、平面部８２の次に移動させるように、移動順序（第一の移動順序）を決定する。
【００８４】
仮に、平面部８２が平面部８１とは異なる平面部とさらに繋がっている場合、順序決定部１４は、前記平面部８２・８４のように、第一の移動順序をさらに分岐させる。
つまり、順序決定部１４は、一つの平面部に複数の平面部が直接繋がっている場合、移動させる順序を分岐させる。
【００８５】
順序決定部１４は、このような移動順序の決定と分岐とを再帰的に行い、グループＡに属する平面部８１〜８４の移動順序を決定する。
【００８６】
このように、板隙修正方法では、グループＡに属する平面部８１〜８４の中で、一つの平面部８３を基準平面部として設定し、基準平面部８３を基準にして、グループＡに属する平面部８１〜８４を移動させる順序を、グループＡ・Ｂ毎に決定する順序決定工程Ｓ１６０を行う。
また、順序決定部１４は、グループＡに属する平面部８１〜８４の中で、一つの平面部８３を基準平面部として設定し、基準平面部８３を基準にして、グループＡに属する平面部８１〜８４を移動させる順序を、グループＡ・Ｂ毎に決定する順序決定手段として機能する。
【００８７】
移動順序を決定した後で、板隙修正装置１０は、移動部１５により決定した移動順序の順番に平面部８１〜８６を移動させる（Ｓ１７０）。
以下では、グループＡに属する平面部８１〜８４の移動について説明する。
【００８８】
移動部１５は、平面部８２を移動させて平面部８２・８３の板隙を修正した後で、平面部８１を移動させて平面部８１・８２の板隙を修正する（図１１（ａ）に示す矢印Ｍ１１・Ｍ１２参照）。
また、平面部８２の移動前や平面部８１の移動後に、平面部８４を移動させて平面部８３・８４の板隙を修正する（図１１（ａ）に示す矢印Ｍ２１参照）。
【００８９】
つまり、図１１（ｂ）に示す移動順序は、平面部８１〜８４を繋ぐ矢印が１Ｄ要素１０１〜１０４（板隙）に対応しており、移動部１５は、右側に位置する平面部を移動させて、板隙を修正する。
【００９０】
これによれば、板隙修正方法および板隙修正装置１０は、移動順序の順番に板隙を修正するだけで、板隙修正作業を完了できる。このため、板隙修正方法および板隙修正装置１０は、平面部８１〜８６の関係を考慮することなく板隙修正作業を完了できる。
つまり、板隙修正方法および板隙修正装置１０は、移動順序を決定することで、板隙修正作業において、大きな平面部８０が形成される部品３０や打点Ｐの多い部品３０の板隙を修正する場合でも、見落とし等によるやり直しが発生することを防止できる。従って、板隙修正方法および板隙修正装置１０は、板隙修正作業を短時間で行うことができる。
【００９１】
なお、平面部８１〜８４の移動は、必ずしも板隙修正装置１０で行う必要はない。例えば、修正量情報を設計部２０にフィードバックして、部品３０のＣＡＤデータで板隙を修正しても構わない（図１に示す矢印Ｔ参照）。
【００９２】
ステップＳ１７０において、移動部１５は、板隙と規定寸法とに基づいて、板隙が規定寸法となるように、平面部８１〜８４を移動させる。
【００９３】
つまり、修正量情報は、ステップＳ１７０に際して取得するものではなく、移動部１５以外の手段（設計部２０や手作業）で板隙を修正するために取得するものである。従って、修正量情報は、必ずしも取得する必要はない。
ただし、板隙修正作業が失敗した場合（例えば、何らかの事情で移動順序の決定時に無限ループとなった場合等）において、移動部１５とは別の手段で平面部８１〜８４を移動させる際に、修正量情報は、修正の目安になる。このため、板隙修正装置１０は、修正量情報を取得することが好ましい。
また、修正量情報の取得を行うタイミングは、本実施形態に限定されるものでなく、適宜のタイミングで行えばよい。
【００９４】
このように、板隙修正方法では、板隙の修正量を算出する修正量情報取得工程Ｓ１５０を行う。
また、チェック部１１は、板隙の修正量を算出する修正量情報取得手段として機能する。
【００９５】
なお、板隙の修正（平面部８１〜８４の移動）を修正量情報に基づいて行っても構わない。ただし、この場合、先に修正する板隙の影響が、後に修正する板隙に影響を与えてしまうことを考慮して、適宜修正量情報の再計算を行う必要がある。
このため、板隙の修正は、板隙と規定寸法とに基づいて行うことが好ましい。
【００９６】
ここで、図１２に示すように、シェル要素モデル４０には、平面検出部１２により検出される二つの平面部８０を繋ぐフィレット部９０が形成されている場合がある。
図１８に示すように、ステップＳ１７０にて、フィレット部９０が介在する一方の平面部８０を単に移動させた場合、フィレット部９０と一方の平面部８０との間に段差Ｄが形成されてしまう。
【００９７】
そこで、図１２および図１３に示すように、移動部１５は、平面部８０を移動させるとともに、平面部８０と隣接する複数のシェル要素５０（図１３に示す遷移部Ｓ参照）を、フィレット部９０になじませるように変形させる（図１２および図１３に示す矢印Ｍ参照）。
これにより、移動部１５は、段差Ｄを吸収できる。従って、移動部１５は、平面部８０を移動させるときに、段差Ｄが形成されることを防止できる（図１８参照）。
【００９８】
このように、板隙修正方法では、決定した移動順序に基づいて平面部８０を移動させ、板隙を修正する修正工程を行う。
また、移動部１５は、決定した移動順序に基づいて平面部８０を移動させ、板隙を修正する修正手段として機能する。
【００９９】
これによれば、板隙修正方法は、板隙を自動的に修正できる。つまり、板隙修正作業をさらに短時間で行うことができる。
【０１００】
また、順序決定部１４による順序決定工程Ｓ１７０では、グループＡに属する平面部８１〜８４の中で面積が最大となる平面部８３を、基準平面部８３として設定している。
【０１０１】
これによれば、板隙修正方法は、変形量の大きな平面部８３を固定することとなるため、平面部８０を移動させるときに、シェル要素モデル４０の変形量を低減できる（図１３参照）。
【０１０２】
なお、設計の制約等の都合で、移動できない部品３０等がある場合、グループ化部１３は、当該移動できない部品３０のシェル要素モデル４０で検出される平面部８０を基準平面部として設定しても構わない。
また、グループ化部１３は、基準平面部を設定するときに、修正量情報を考慮しても構わない。
【０１０３】
平面部８０を移動させた後で、板隙修正装置１０は、図４に示すように、チェック部１１により再度板隙のチェックを行う（Ｓ１２０）。
【０１０４】
このように平面部８０の移動後に再度板隙のチェックを行うことで、板隙修正装置１０は、決まった基準で板隙を修正できる。つまり、板隙修正装置１０は、最初の板隙のチェックがＮＧとなり板隙修正作業を行った場合でも、最初の板隙のチェックでＯＫとなる場合と同じ判断基準で、板隙修正作業を完了できる。
また、板隙修正装置１０は、板隙の修正が正しく行われなかった場合に、再度板隙の修正を行うことができる。
【０１０５】
なお、板隙のチェックを行うタイミングは、本実施形態に限定されるものでなく、例えば、平面部８０を検出した後や平面部８０をグループ化した後でも構わない。
【０１０６】
次に、板隙修正方法の第一変形例について説明する。
第一変形例の板隙修正方法では、設計部２０にて板隙修正作業を行う点が、本実施形態の板隙修正方法と異なる点である（図１参照）。すなわち、第一変形例の板隙修正方法では、部品３０のＣＡＤデータと打点Ｐの位置情報とに基づいて、設計部２０によって板隙修正作業を行う。
この場合、設計部２０には、板隙修正方法に関する種々の機能（例えば、チェック部１１と同様の動作を、部品３０のＣＡＤデータに対して行う機能等）を具備する。
【０１０７】
図１７に示すように、設計部２０は、板隙修正作業に際して、部品３０のＣＡＤデータを分割するメッシュ１４０を生成するとともに、打点Ｐに対応する位置に、前記メッシュ１４０の一つの頂点を配置している。
つまり、設計部２０は、部品３０のＣＡＤデータより、本実施形態のようなシェル要素モデル４０に対応するメッシュ１４０を生成する。
【０１０８】
まず、設計部２０は、本実施形態のステップＳ１２０と同様に板隙のチェックを行う（Ｓ２１０）。このとき、設計部２０は、例えば、前記打点Ｐが位置する滑らかな部分の間の距離を計測し、板隙が規定寸法であるかを判定する。
【０１０９】
板隙のチェックにより、一つ以上の板隙が正しい状態でない場合、本実施形態のステップＳ１３０〜Ｓ１７０に対応する処理を、部品３０のＣＡＤデータに対して行うステップＳ２２０〜Ｓ２６０を行う（Ｓ２２０：Ｎｏ）。
以下では、それぞれのステップＳ２２０〜Ｓ２６０で、本実施形態の板隙修正方法と異なる点について説明する。
【０１１０】
部品３０のＣＡＤデータは、図１５に示すように、隣接する二つの滑らかな部分の端部をピン角に形成する。このため、設計部２０は、打点Ｐの位置情報に対応する滑らかな部分を、打点Ｐを含む平面部８０として検出する（Ｓ２２０）。
【０１１１】
平面部８０のグループ化（ステップＳ２３０）は、前記打点Ｐが位置するメッシュ１４０の頂点を繋いで、部品３０のＣＡＤにて１Ｄ要素１００に対応する一次元的な要素を生成する。そして、本実施形態と同様の手順で、前記検出した滑らかな部分のグループ化を行う（図８および図１０参照）。
以降は、本実施形態の板隙修正方法の場合と同様の手順で移動順序の決定までを行う（Ｓ２４０、Ｓ２５０）。
【０１１２】
移動順序を決定した後で、図１６に示すように、設計部２０は、移動順序に沿って前記検出した滑らかな部分を移動させる（Ｓ２６０、図１６に黒塗りで示す矢印参照）。
【０１１３】
このように、第一変形例の板隙修正方法によれば、部品３０のＣＡＤデータにて板隙修正作業を行うことができる。従って、設計部２０は、板隙を考慮した設計作業を効率的に行うことができる。
【０１１４】
ここで、板隙の修正により、トポロジの変化が発生する場合（例えば、部品３０に段差を形成する場合等）、ＣＡＥによる解析で正しい結果が得られない場合がある。このような場合には、設計部２０にて部品３０のＣＡＤデータを修正する必要がある。
【０１１５】
第一変形例の板隙修正方法によれば、部品３０のＣＡＤデータにて板隙修正方法を行うことができるため、板隙修正作業により発生するトポロジの変化に容易に対応できる。
【０１１６】
次に、板隙修正方法の第二変形例について説明する。
第二変形例の板隙修正方法では、板隙修正装置１０と設計部２０とにより板隙修正作業を行う点が、本実施形態の板隙修正作業と異なる点である（図１参照）。
【０１１７】
設計部２０は、板隙修正作業に際して、第一変形例の場合と同様に、部品３０のＣＡＤデータにメッシュ１４０を生成している（図１５参照）。
【０１１８】
図１７に示すように、設計部２０は、第一変形例の場合と同様に板隙チェックを行う（Ｓ３１０）。
板隙のチェックにより、一つ以上の板隙が正しい状態でない場合、設計部２０は、有限要素法を用いて、部品３０のＣＡＤデータを変換し、シェル要素モデル４０を生成する。そして、設計部２０は、シェル要素モデル４０と打点Ｐの位置情報とを板隙修正装置１０に送信する（Ｓ３１０：Ｎｏ、Ｓ３２０）。
【０１１９】
板隙修正装置１０は、設計部２０から送信されるシェル要素モデル４０に基づいて、本実施形態の板隙修正方法のステップＳ１３０〜Ｓ１６０と同様に、打点Ｐを含む平面部８０の検出から移動順序の決定までを行う（Ｓ３３０〜Ｓ３６０）。
なお、板隙修正装置１０は、適宜のタイミング（例えば、ステップＳ３３０の前やステップＳ３４０の前）で１Ｄ要素１００を生成している。
【０１２０】
そして、板隙修正装置１０は、修正位置情報（検出した平面部８０に対応する位置情報）、板隙修正量情報、および移動順序を設計部２０にフィードバックする。つまり、設計部２０は、修正位置情報、板隙修正量情報、および移動順序を取得する（Ｓ３７０）。
【０１２１】
設計部２０は、板隙修正装置１０よりフィードバックされる情報に基づいて、第一変形例と同様に、平面部８０の移動を行う（Ｓ３８０、図１６参照）。第二変形例の板隙修正方法では、このようにして板隙修正作業を行う。
【０１２２】
ここで、板隙修正方法は、ＣＡＥによる解析結果に影響を与える板隙の修正を主な目的としている。
このため、前記グループ化や移動順序決定の決定を行う機能は、ＣＡＥによる解析を行う装置に実装されることが想定される。つまり、板隙修正方法は、設計部２０とは異なる装置で実施されることが想定される。
【０１２３】
従って、第二変形例の板隙修正方法のように、板隙修正作業に関する情報（修正位置情報、板隙修正量情報、および移動順序）を板隙修正装置１０から設計部２０にフィードバックする構成とすることで、少ない開発量で設計部２０にて板隙修正方法を実施できる。
【符号の説明】
【０１２４】
１０ 板隙修正装置
１２ 平面検出部（平面部検出手段）
１３ グループ化部（グループ化手段）
１４ 順序決定部（順序決定手段）
３０ 部品
３１ 溶接部
４０ シェル要素モデル
５０ シェル要素
８０〜８６ 平面部
８３ 基準平面部
１００〜１０４ １Ｄ要素
Ａ・Ｂ グループ
Ｐ 打点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の打点で溶接される複数の部品をシェル要素でモデル化するとともに、溶接部を１Ｄ要素によりモデル化し、１Ｄ要素の長さ寸法である板隙を修正する板隙修正方法および板隙修正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車の車体の部品等は、コンピュータ支援設計（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ（ＣＡＤ））データに基づいて設計される。このようなＣＡＤデータは、設計以外の目的にも用いられる。例えば、特許文献１では、ＣＡＤデータを金型の補修に用いることで、金型の補修に要する時間を短縮している。
【０００３】
ＣＡＤデータは、コンピュータ支援エンジニアリング（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＣＡＥ））による解析においても用いられる。この場合、ＣＡＤデータは、有限要素法（Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ（ＦＥＭ））を用いてシェル要素でモデル化され、車体の部品に形成されるスポット溶接部等の解析（例えば、寿命予測等）に用いられる。
【０００４】
シェル要素でモデル化された部品は、所定の箇所（例えば、部品の厚みの中心等）を基準面として、厚みのない形式で二次元的に表される（図２参照）。溶接部は、図１９（ａ）に示すように、二つの部品の平面部を繋ぐ１Ｄ要素として、一次元的に表される。このような１Ｄ要素の長さ寸法である板隙は、部品の平面部に対応する部分の板厚に基づいて規定される。
従って、設計変更によって前記板厚の変更等を行う場合、ＣＡＤデータやシェル要素モデルの平面部を移動（あるいは変形）させて、前記規定される長さ寸法となるように板隙を修正する必要がある。
【０００５】
特許文献１では、このような板隙を考慮したＣＡＤデータの修正手段が開示されていない。従って、溶接部が形成される部品のＣＡＤデータをＣＡＥによる解析に用いる場合、設計変更時等に板隙の修正を手作業で行う必要がある。
【０００６】
板隙の修正を手作業で行う場合には、作業者等の判断で移動させる平面部を決定する。
例えば、図１９（ａ）および図１９（ｂ）に示すように、三つの平面部に連続して介在する上下二箇所の板隙を修正するときに、一番上の平面部を移動させて、上側の板隙を修正する（図１９（ｂ）に示す「板隙ＯＫ」参照）。その後、図１９（ｃ）に示すように、上下中央の平面部を移動させて下側の板隙を修正した場合、上側の板隙も変動してしまう。従って、修正した上側の板隙を再度修正することとなってしまう（図１９（ｃ）に示す「板隙ＮＧ」参照）。
【０００７】
つまり、従来技術では、板隙の修正を手作業で行う必要があり、この場合、一箇所の修正が他の箇所に影響を与えないように、平面部の関係を考慮する必要があった。特に、大きな平面部が形成される部品や打点の多い部品の板隙の修正では、見落とし等によるやり直しが発生し易く、板隙の修正に多くの工数が必要であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−２０７８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、短時間で板隙を修正できる板隙修正方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１においては、所定の打点で溶接される複数の部品をシェル要素でモデル化するとともに、溶接部を１Ｄ要素によりモデル化し、前記１Ｄ要素の長さ寸法である板隙を修正する板隙修正方法であって、前記打点を含む平面部を前記シェル要素モデルより検出する平面部検出工程と、前記検出した平面部と前記１Ｄ要素とに基づいて、前記１Ｄ要素が介在する平面部を一つのグループとしてグループ化するグループ化工程と、前記グループに属する平面部の中で、一つの前記平面部を基準平面部として設定し、前記基準平面部を基準にして、前記グループに属する平面部を移動させる順序を、前記グループ毎に決定する順序決定工程と、を行う、ものである。
【００１１】
請求項２においては、前記順序決定工程では、前記グループに属する平面部の中で面積が最大となる平面部を、前記基準平面部として設定する、ものである。
【００１２】
請求項３においては、前記決定した移動順序に基づいて前記平面部を移動させ、前記板隙を修正する修正工程、をさらに行う、ものである。
【００１３】
請求項４においては、前記板隙の修正量を算出する修正量情報取得工程、をさらに行う、ものである。
【００１４】
請求項５においては、所定の打点で溶接される複数の部品をシェル要素でモデル化するとともに、溶接部を１Ｄ要素によりモデル化し、前記１Ｄ要素の長さ寸法である板隙を修正する板隙修正装置であって、前記打点を含む平面部を前記シェル要素モデルより検出する平面部検出手段と、前記検出した平面部と前記１Ｄ要素とに基づいて、前記１Ｄ要素が介在する平面部を一つのグループとしてグループ化するグループ化手段と、前記グループに属する平面部の中で、一つの前記平面部を基準平面部として設定し、前記基準平面部を基準にして、前記グループに属する平面部を移動させる順序を、前記グループ毎に決定する順序決定手段と、を具備する、ものである。
【００１５】
請求項６においては、前記順序決定手段は、前記グループに属する平面部の中で面積が最大となる平面部を、前記基準平面部として設定する、ものである。
【００１６】
請求項７においては、前記決定した移動順序に基づいて前記平面部を移動させ、前記板隙を修正する修正手段、をさら具備する、ものである。
【００１７】
請求項８においては、前記板隙の修正量を算出する修正量情報取得手段、をさらに具備する、ものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、見落とし等によるやり直しが発生することを防止できるため、短時間で板隙を修正できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】板隙修正装置の構成を示す説明図。
【図２】シェル要素モデルを説明する説明図。
【図３】１Ｄ要素を示す図。
【図４】板隙修正方法の手順を示す図。
【図５】１Ｄ要素に対応する節点情報の取得に関する模式図。
【図６】打点を含む平面部の検出に関する説明図。
【図７】平面部を検出した状態を示す図。
【図８】グループ化の手順を示す図。
【図９】グループ化する前の状態を示す図。
【図１０】グループ化した後の状態を示す図。
【図１１】移動順序に関する図。（ａ）移動順序が決定した平面部を示す図。（ｂ）移動順序を示す図。
【図１２】板隙を修正する状態を模式的に示す図。
【図１３】遷移部を示す図。
【図１４】第一変形例の板隙修正方法の手順を示す図。
【図１５】部品のＣＡＤデータを模式的に示す図。
【図１６】部品のＣＡＤデータで板隙を修正する状態を示す図。
【図１７】第二変形例の板隙修正方法の手順を示す図。
【図１８】平面部の移動時に段差が形成される状態を模式的に示す図。
【図１９】手作業による板隙の修正作業を示す図。（ａ）修正前の状態を示す図。（ｂ）板隙を修正する状態を示す図。（ｃ）やり直しが発生する状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下では、本実施形態の板隙修正方法について説明する。
【００２１】
板隙修正方法は、複数の部品３０を接合する溶接部３１を、コンピュータ支援エンジニアリング（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＣＡＥ））を用いて解析する際等に用いられる（図３参照）。このようなＣＡＥによる解析としては、例えば、溶接部３１の寿命予測等がある。
【００２２】
部品３０は、例えば、自動車の車体を構成するものであり、図２に示すように、所定の打点Ｐで溶接され（スポット溶接が行われ）、互いに接合される。つまり、部品３０には、打点Ｐに対応する位置に、溶接部３１が形成される。
このような接合される部品３０は、コンピュータ支援設計（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ（ＣＡＤ））データに基づいて設計される。
【００２３】
ＣＡＥによる解析では、有限要素法（Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ（ＦＥＭ））を用いて、部品３０のＣＡＤデータをシェル要素モデル４０としてモデル化する。
【００２４】
シェル要素モデル４０は、所定の箇所（図２では部品３０の上面）を基準面として、部品３０のＣＡＤデータを複数のシェル要素５０でモデル化したものである。
シェル要素５０は、基準面に配置される複数の節点７０を直線で繋ぐことで三角形状や四角形状に形成される二次元要素である。
【００２５】
すなわち、シェル要素モデル４０は、部品３０を厚みのない形式で表したものである。
従って、部品３０のＣＡＤデータをシェル要素５０でモデル化した場合、シェル要素モデル４０の間には、隙間が形成される。
【００２６】
図３に示すように、ＣＡＥによる解析では、打点Ｐに対応する位置に節点７０を配置するとともに、複数の節点７０を直線で繋ぐ１Ｄ要素１００（例えば、梁要素や剛体要素等）を生成する。つまり、ＣＡＥによる解析では、溶接部３１を１Ｄ要素１００によりモデル化する。
１Ｄ要素１００は、ＣＡＥによる解析において、部品３０の板厚Ｌ１・Ｌ２（打点Ｐおよびその近傍に形成される平面部分の板厚）に基づいて、その長さ寸法が規定されている。
【００２７】
例えば、ＣＡＥによる溶接部３１の寿命予測では、外力Ｆ（図３ではせん断荷重）が部品３０に作用したときに、１Ｄ要素１００に対してどのように外力Ｆが働くかを評価する。
仮に、１Ｄ要素１００の長さ寸法が前記規定される長さ寸法（以下、「規定寸法」と表記する）でない場合、ＣＡＥによる解析精度が悪化してしまう。つまり、正しい解析結果を得るためには、１Ｄ要素１００を規定寸法に対応させる必要がある。
【００２８】
従って、設計変更によって部品３０の板厚Ｌ１・Ｌ２の変更等を行うとき、１Ｄ要素１００の長さ寸法も修正する必要がある。
【００２９】
板隙修正方法は、全ての１Ｄ要素１００の長さ寸法を規定寸法に修正するものである。
また、本実施形態において、「板隙」とは、１Ｄ要素１００の長さ寸法である。
【００３０】
以下では、全ての板隙を修正する作業を「板隙修正作業」と表記する。
【００３１】
板隙修正方法は、図１に示す板隙修正装置１０を用いて板隙修正作業を行う。板隙修正装置１０は、市販のパーソナルコンピュータ等で所定のプログラムを実行させることにより、板隙修正作業に関する種々の演算処理を実行可能に構成される。
【００３２】
板隙修正装置１０は、例えば、ＣＡＤデータに基づいて部品３０を設計する設計部２０より、部品３０のＣＡＤデータおよび打点Ｐの位置情報等を取得する（図１に示す矢印Ｒ参照）。
打点Ｐの位置情報は、スポット溶接装置のガン等により、どの部品３０をどの位置で接合するかを示す三次元情報であり、部品３０毎に三次元座標値として設定されている（図５に示す打点Ｐ参照）。
【００３３】
板隙修正装置１０は、図２に示すように、有限要素法を用いて、部品３０のＣＡＤデータをシェル要素５０でモデル化する。そして、板隙修正装置１０は、板隙修正方法に関する機能を用いて、シェル要素モデル４０に対して種々の処理を施して、板隙修正作業を行う（図１２参照）。
板隙修正装置１０は、板隙修正方法に関する機能として、チェック部１１、平面検出部１２、グループ化部１３、順序決定部１４、および移動部１５を具備する。
【００３４】
チェック部１１は、板隙を算出するとともに、算出した板隙が規定寸法であるかを判定するものである。また、チェック部１１は、算出した板隙と規定寸法とに基づいて、板隙の修正量を算出可能に構成される。
【００３５】
平面検出部１２は、打点Ｐの位置情報に基づいて、シェル要素モデル４０における打点Ｐを含む平面部８０を検出するものである（図７参照）。平面検出部１２の具体的な処理に関しては後述する。
【００３６】
グループ化部１３は、平面検出部１２にて検出される平面部８０をグループ分けするものである（図１０に示すグループＡ・Ｂ参照）。グループ化部１３の具体的な処理に関しては後述する。
【００３７】
順序決定部１４は、グループ化部１３にてグループ分けした平面部８０を、どのような順番で移動させるかを、グループ毎に決定するものである（図１１（ｂ）参照）。順序決定部１４の具体的な処理に関しては後述する。
【００３８】
移動部１５は、順序決定部１４により決定する移動順序に基づいて、平面部８０間の距離を調整するものである（図１２参照）。
【００３９】
すなわち、図２に示すような略板状の部品３０のシェル要素モデル４０全体を、平面検出部１２が平面部８０として検出した場合、移動部１５は、シェル要素モデル４０を全体的に移動させて、平面部８０間の距離を調整する。
また、図１２に示すようなシェル要素モデル４０の全体を、平面検出部１２が平面部８０として検出しなかった場合、移動部１５は、シェル要素モデル４０を全体的に移動させるのではなく、平面部８０を変形させて、平面部８０間の距離を調整する。
【００４０】
以下では、このような移動部１５による平面部８０間の距離の調整を「平面部８０を移動させる」と表記する。
【００４１】
次に、板隙修正方法の手順について説明する。
【００４２】
板隙修正方法の実施に際して、板隙修正装置１０は、設計部２０より部品３０のＣＡＤデータおよび打点Ｐの位置情報を取得して、部品３０のシェル要素モデル４０を生成している（図２参照）。
【００４３】
まず、板隙修正方法では、図４に示すように、１Ｄ要素１００に対応する節点情報を取得する（Ｓ１１０）。
【００４４】
すなわち、板隙修正装置１０は、図３に示すように、シェル要素５０の節点７０に打点Ｐが位置するように、打点Ｐ近傍のシェル要素５０を作成し直す。
そして、シェル要素モデル４０を打点Ｐの位置情報に基づいて結合する。例えば、図５に示すような三つのシェル要素モデル４０Ａ・４０Ｂ・４０Ｃを生成した場合、シェル要素モデル４０Ａ・４０Ｂ・４０Ｃを重ね合わせる。
その後、板隙修正装置１０は、図３に示すように、打点Ｐの位置情報に基づいて、打点Ｐに対応する節点７０を繋いで１Ｄ要素１００を生成する。
【００４５】
なお、図５および図７においては、図面を見やすくするためにシェル要素５０の表記を省略している。
【００４６】
板隙修正装置１０は、このようにして生成した１Ｄ要素１００に対応する節点情報（つまり、１Ｄ要素１００と節点７０との関係を示す情報）を、ステップＳ１１０で取得する。
【００４７】
なお、ステップＳ１１０において、必ずしもシェル要素５０を作成し直す必要はなく、例えば、打点Ｐが位置するシェル要素５０の任意の位置に１Ｄ要素１００を生成しても構わない。ただし、板隙修正作業の処理を簡単に行うことができるという観点から、シェル要素５０を作成し直すことが好ましい。
【００４８】
１Ｄ要素１００に対応する節点情報を取得した後で、図４に示すように、板隙修正装置１０は、チェック部１１により板隙のチェックを行う（Ｓ１２０）。
すなわち、チェック部１１は、シェル要素モデル４０における打点Ｐ近傍の平面部分を検出し、当該平面間の距離を計測することで、板隙を算出する。そして、チェック部１１は、算出した板隙が規定寸法であるかを確認する（図３参照）。チェック部１１は、このような確認を全ての板隙に対して行う。
【００４９】
なお、板隙のチェックの手順は、本実施形態に限定されるものでなく、例えば、１Ｄ要素１００に対応する節点間の距離を計算することで板隙を算出しても構わない。
【００５０】
板隙のチェックにより、全ての板隙が正しい状態である場合、板隙修正装置１０は、板隙修正作業を行う必要がないと判断する（Ｓ１２０：Ｙｅｓ）。この場合、板隙修正装置１０は、板隙修正作業を終了する。
【００５１】
板隙のチェックにより、一つ以上の板隙が正しい状態でない場合（図１９（ａ）参照）、板隙修正装置１０は、以下のようにして板隙修正作業を行う（Ｓ１２０：Ｎｏ）。
【００５２】
まず、板隙修正装置１０は、図４および図６に示すように、平面検出部１２によりシェル要素モデル４０から打点Ｐを含む平面部８０を検出する（Ｓ１３０）。
【００５３】
打点Ｐを含む平面部８０は、打点Ｐに対応する節点７０（黒塗りで示す節点７０）を含むシェル要素（シェル要素５１〜５４）と、当該シェル要素に対して滑らかに並ぶシェル要素（シェル要素５９〜６１）とにより構成される部分である。
【００５４】
例えば、図６に示すようなシェル要素モデル４０から打点Ｐを含む平面部８０を検出する場合、平面検出部１２は、打点Ｐに対応する節点７０を含むシェル要素５１〜５４と、シェル要素５１〜５４と隣接するシェル要素５５〜６０とが成す角度を算出する。そして、平面検出部１２は、算出した角度が所定の範囲内であるか（例えば、１８０度から数度以内の範囲内であるか）を判定する。
これにより、平面検出部１２は、前記所定の範囲内であるシェル要素５９・６０が打点Ｐを含む平面部８０を構成するシェル要素であると判断する。
【００５５】
平面検出部１２は、平面部８０を構成するシェル要素であると判断したシェル要素５９・６０に対しても同様に、隣接するシェル要素６１〜６３と成す角度の判定を行う。平面検出部１２は、このような平面部８０を構成するシェル要素の角度の判定を再帰的に行う。
これにより、平面検出部１２は、シェル要素５１〜５４とシェル要素５９〜６１とにより構成される部分を、打点Ｐを含む平面部８０として検出する。
【００５６】
仮に、図７に示すシェル要素モデル４０Ｂのように、平面検出部１２にて一つの平面部８０として検出される部分に複数の打点Ｐが設定される場合、検出される平面部８０の数は、打点Ｐの数よりも少なくなる。
【００５７】
このように、板隙修正方法では、打点Ｐを含む平面部８０をシェル要素モデル４０より検出する平面部検出工程Ｓ１３０を行う。
また、平面検出部１２は、打点Ｐを含む平面部８０をシェル要素モデル４０より検出する平面部検出手段として機能する。
【００５８】
平面部８０を検出した後で、板隙修正装置１０は、図４および図８に示すように、検出した打点Ｐを含む平面部８０をグループ化部１３によりグループ分けする（Ｓ１４０）。
【００５９】
以下では、図９に示すように、ステップＳ１３０にて七つの打点Ｐを含む平面部８１〜８６を検出し、平面部８１〜８６に四つの１Ｄ要素１０１〜１０４を生成したものとして、グループ化に関する説明を行う。
【００６０】
まず、グループ化部１３は、図８および図９に示すように、１Ｄ要素１０１〜１０４の繋がりに基づいて平面部８１〜８６を検索する（Ｓ１４２）。
【００６１】
すなわち、グループ化部１３は、１Ｄ要素１０１〜１０４に対応する節点情報に基づいて、１Ｄ要素１０１〜１０４により繋がれる平面部８１〜８６の情報を取得する。
例えば、平面部８１と平面部８２とを繋ぐ１Ｄ要素１０１の場合、グループ化部１３は、１Ｄ要素１０１と平面部８１・８２とを関連付けた情報を取得する。グループ化部１３は、このような１Ｄ要素１０１〜１０４と平面部８１〜８６とを関連付けた情報の取得を、全ての１Ｄ要素１０１〜１０４に対して行う。
【００６２】
これにより、グループ化部１３は、「１０１＝８１，８２」、「１０２＝８２，８３」、「１０３＝８３，８４」、および「１０４＝８５，８６」といった具合に、１Ｄ要素１０１〜１０４と平面部８１〜８６とを関連付けた情報を取得する。
１Ｄ要素１０１〜１０４は、平面部８１〜８６の中で、二つの平面部を繋ぐものであるため、一つの１Ｄ要素１０１〜１０４には、平面部８１〜８６の中で、二つの平面部が関連付けられる。
【００６３】
次に、グループ化部１３は、取得した１Ｄ要素１０１〜１０４と平面部８１〜８６とを関連付けた情報をたどることで、平面部８１〜８６の繋がりを検索する（Ｓ１４４）。
このとき、グループ化部１３は、取得した１Ｄ要素１０１〜１０４と平面部８１〜８６とを関連付けた情報の中で、平面部８１〜８６が含まれている情報を検索する。
【００６４】
例えば、平面部８２が含まれている情報を検索する場合、グループ化部１３は、１Ｄ要素１０１と平面部８１・８２とを関連付けた情報と、１Ｄ要素１０２と平面部８２・８３を関連付けた情報（「１０１＝８１，８２」および「１０２＝８２，８３」）とを検出する。
この場合、グループ化部１３は、平面部８２が平面部８１・８３と繋がっていると判断し、平面部８２の繋がりに関する情報として、平面部８１・８３を関連付けて取得する。
グループ化部１３は、このような平面部８１〜８６の繋がりに関する情報の取得を、全ての平面部８１〜８６に対して行う。
【００６５】
これにより、グループ化部１３は、「８１＝８２」、「８２＝８１，８３」、「８３＝８２，８４」、「８４＝８３」、「８５＝８６」、および「８６＝８５」といった具合に、平面部８１〜８６の繋がりに関する情報を取得する。
これにより、グループ化部１３は、平面部８１〜８６がどの平面部と繋がっているかを判断可能となる。
【００６６】
平面部８１〜８６の繋がりを検索した後で、グループ化部１３は、平面部８１〜８６の繋がりに関する情報に基づいて、平面部８１〜８６を関連がある平面部毎にグループ化する（Ｓ１４６）。
【００６７】
本実施形態において、「関連がある平面部」とは、１Ｄ要素１０１〜１０４が介在して繋げられる平面部８１〜８６のことを指す。
具体的には、１Ｄ要素１０１が介在して繋げられる平面部８１・８２や１Ｄ要素１０１・１０２が介在して繋げられる平面部８１・８３等である。
【００６８】
グループ化部１３は、平面部８１が平面部８２と繋がり、平面部８２が平面部８１・８３と繋がり、平面部８３が平面部８２・８４と繋がっていることを、平面部８１〜８６の繋がりに関する情報より判断する。
この場合、グループ化部１３は、平面部８１〜８４が、関連がある平面部であると判断する。
【００６９】
グループ化部１３は、このような平面部８１〜８６の関連性を、平面部８１〜８６の繋がりに関する情報より判断して、関連がある平面部８１〜８４を一つのグループとしてグループ化する。
グループ化部１３は、関連がある平面部のグループ化を繰り返し行い、全ての平面部８１〜８６を一つ以上のグループに分ける。
【００７０】
これにより、図８および図１０に示すように、グループ化部１３は、「グループＡ：８１，８２，８３，８４」、および「グループＢ：８５，８６」といった具合に、平面部８１〜８６を関連がある平面部毎にグループ化する。
【００７１】
ここで、例えば、平面部８２を移動させて平面部８２・８３の板隙を修正する場合、平面部８１・８２の板隙が変動してしまう（図１０に示す矢印Ｍ１１参照）。また、平面部８３を移動させて平面部８２・８３の板隙を修正する場合、平面部８３・８４の板隙が変動してしまう。
一方、平面部８５または平面部８６を移動させて平面部８５・８６の板隙を修正する場合、他の板隙は変動しない（図１０に示すＭ３１参照）。
【００７２】
つまり、グループＡに属する平面部８１〜８４の一つの板隙を修正した場合、同じグループＡに属する平面部８１〜８４の他の板隙は、変動する可能性がある。一方、他のグループＢに属する平面部８５・８６の板隙は、変動しない。
すなわち、板隙修正装置１０は、板隙修正作業においてやり直しが発生する可能性がある平面部８１〜８４および平面部８５・８６を、グループ化部１３によって異なるグループＡ・Ｂとしてグループ分けするのである。
【００７３】
このように、板隙修正方法では、検出した平面部８１〜８６と１Ｄ要素１０１〜１０４とに基づいて、１Ｄ要素１０１〜１０４が介在する平面部８１〜８４および平面部８５・８６を一つのグループＡ・Ｂとしてグループ化するグループ化工程Ｓ１４０を行う。
また、グループ化部１３は、検出した平面部８１〜８６と１Ｄ要素１０１〜１０４とに基づいて、１Ｄ要素１０１〜１０４が介在する平面部８１〜８４および平面部８５・８６を一つのグループＡ・Ｂとしてグループ化するグループ化手段として機能する。
【００７４】
なお、１Ｄ要素１００は、グループ化工程Ｓ１４０を行うまで（あるいはグループ化工程Ｓ１４０の最初）に生成すればよく、必ずしも最初に行う必要はない。
【００７５】
平面部８１〜８６をグループ化した後で、板隙修正装置１０は、図４に示すように、チェック部１１により板隙の修正量情報を生成する（Ｓ１５０）。
このとき、チェック部１１は、現在の板隙と規定寸法との差分を修正量として、全ての板隙の修正量を算出する。
【００７６】
修正量情報を生成した後で、板隙修正装置１０は、図４および図１１に示すように、板隙修正作業における平面部８１〜８６の移動順序を順序決定部１４により決定する（Ｓ１６０）。
【００７７】
板隙修正作業においては、前述のように、グループＡに属する平面部８１〜８４の板隙の修正が、グループＢに属する平面部８５・８６の板隙に影響を与えない。このため、順序決定部１４は、グループＡ・Ｂ毎に移動順序を決定する。
以下では、グループＡに属する平面部８１〜８４の移動順序の決定について説明する。
【００７８】
まず、順序決定部１４は、グループＡに属する平面部８１〜８４の中で、面積が最も大きい平面部８３を基準平面部として設定する。
基準平面部８３は、板隙修正作業において、グループＡに属する他の平面部８１・８２・８４の基準となる平面部、つまり、固定される平面部である。
従って、平面部８３を含む板隙、つまり、平面部８２・８３の板隙および平面部８３・８４の板隙は、平面部８２・８４を移動させて修正することとなる。
【００７９】
基準平面部８３を設定した後で、順序決定部１４は、基準平面部８３を基準に移動順序を決定する。すなわち、順序決定部１４は、１Ｄ要素１０２・１０３により基準平面部８３と直接繋がる平面部８２・８４を先に移動させるように移動順序を決定する。
【００８０】
仮に、平面部８２を移動させて平面部８２・８３の板隙を修正する場合、平面部８３・８４の板隙は変動しない（図１１に示す矢印Ｍ１１参照）。また、平面部８４を移動させて平面部８３・８４の板隙を修正する場合、平面部８２・８３の板隙は変動しない（図１１に示す矢印Ｍ２１参照）。
【００８１】
つまり、基準平面部８３を設定することで、グループＡに属する平面部８１〜８４の中でも、平面部８２〜８４の板隙のように、板隙修正作業において影響を与えない（つまり、一方の板隙の修正により他方の板隙が変動しない）板隙が決まる。
すなわち、平面部８２〜８４の板隙は、平面部８２および平面部８４のどちらを先に移動させても、板隙修正作業に影響を与えない。
【００８２】
このため、順序決定部１４は、平面部８２から順に移動させる第一の移動順序と、平面部８４から順に移動させる第二の移動順序とに、移動順序を分岐させる（図１１（ｂ）参照）。この場合、平面部８２または平面部８４が最初に移動する平面部となる。
【００８３】
次に、順序決定部１４は、平面部８２・８４と直接繋がる平面部を、平面部８２・８４の次に移動させるように移動順序を決定する。
すなわち、図１１においては、１Ｄ要素１０１により平面部８２と直接繋がる平面部８１を、平面部８２の次に移動させるように、移動順序（第一の移動順序）を決定する。
【００８４】
仮に、平面部８２が平面部８１とは異なる平面部とさらに繋がっている場合、順序決定部１４は、前記平面部８２・８４のように、第一の移動順序をさらに分岐させる。
つまり、順序決定部１４は、一つの平面部に複数の平面部が直接繋がっている場合、移動させる順序を分岐させる。
【００８５】
順序決定部１４は、このような移動順序の決定と分岐とを再帰的に行い、グループＡに属する平面部８１〜８４の移動順序を決定する。
【００８６】
このように、板隙修正方法では、グループＡに属する平面部８１〜８４の中で、一つの平面部８３を基準平面部として設定し、基準平面部８３を基準にして、グループＡに属する平面部８１〜８４を移動させる順序を、グループＡ・Ｂ毎に決定する順序決定工程Ｓ１６０を行う。
また、順序決定部１４は、グループＡに属する平面部８１〜８４の中で、一つの平面部８３を基準平面部として設定し、基準平面部８３を基準にして、グループＡに属する平面部８１〜８４を移動させる順序を、グループＡ・Ｂ毎に決定する順序決定手段として機能する。
【００８７】
移動順序を決定した後で、板隙修正装置１０は、移動部１５により決定した移動順序の順番に平面部８１〜８６を移動させる（Ｓ１７０）。
以下では、グループＡに属する平面部８１〜８４の移動について説明する。
【００８８】
移動部１５は、平面部８２を移動させて平面部８２・８３の板隙を修正した後で、平面部８１を移動させて平面部８１・８２の板隙を修正する（図１１（ａ）に示す矢印Ｍ１１・Ｍ１２参照）。
また、平面部８２の移動前や平面部８１の移動後に、平面部８４を移動させて平面部８３・８４の板隙を修正する（図１１（ａ）に示す矢印Ｍ２１参照）。
【００８９】
つまり、図１１（ｂ）に示す移動順序は、平面部８１〜８４を繋ぐ矢印が１Ｄ要素１０１〜１０４（板隙）に対応しており、移動部１５は、右側に位置する平面部を移動させて、板隙を修正する。
【００９０】
これによれば、板隙修正方法および板隙修正装置１０は、移動順序の順番に板隙を修正するだけで、板隙修正作業を完了できる。このため、板隙修正方法および板隙修正装置１０は、平面部８１〜８６の関係を考慮することなく板隙修正作業を完了できる。
つまり、板隙修正方法および板隙修正装置１０は、移動順序を決定することで、板隙修正作業において、大きな平面部８０が形成される部品３０や打点Ｐの多い部品３０の板隙を修正する場合でも、見落とし等によるやり直しが発生することを防止できる。従って、板隙修正方法および板隙修正装置１０は、板隙修正作業を短時間で行うことができる。
【００９１】
なお、平面部８１〜８４の移動は、必ずしも板隙修正装置１０で行う必要はない。例えば、修正量情報を設計部２０にフィードバックして、部品３０のＣＡＤデータで板隙を修正しても構わない（図１に示す矢印Ｔ参照）。
【００９２】
ステップＳ１７０において、移動部１５は、板隙と規定寸法とに基づいて、板隙が規定寸法となるように、平面部８１〜８４を移動させる。
【００９３】
つまり、修正量情報は、ステップＳ１７０に際して取得するものではなく、移動部１５以外の手段（設計部２０や手作業）で板隙を修正するために取得するものである。従って、修正量情報は、必ずしも取得する必要はない。
ただし、板隙修正作業が失敗した場合（例えば、何らかの事情で移動順序の決定時に無限ループとなった場合等）において、移動部１５とは別の手段で平面部８１〜８４を移動させる際に、修正量情報は、修正の目安になる。このため、板隙修正装置１０は、修正量情報を取得することが好ましい。
また、修正量情報の取得を行うタイミングは、本実施形態に限定されるものでなく、適宜のタイミングで行えばよい。
【００９４】
このように、板隙修正方法では、板隙の修正量を算出する修正量情報取得工程Ｓ１５０を行う。
また、チェック部１１は、板隙の修正量を算出する修正量情報取得手段として機能する。
【００９５】
なお、板隙の修正（平面部８１〜８４の移動）を修正量情報に基づいて行っても構わない。ただし、この場合、先に修正する板隙の影響が、後に修正する板隙に影響を与えてしまうことを考慮して、適宜修正量情報の再計算を行う必要がある。
このため、板隙の修正は、板隙と規定寸法とに基づいて行うことが好ましい。
【００９６】
ここで、図１２に示すように、シェル要素モデル４０には、平面検出部１２により検出される二つの平面部８０を繋ぐフィレット部９０が形成されている場合がある。
図１８に示すように、ステップＳ１７０にて、フィレット部９０が介在する一方の平面部８０を単に移動させた場合、フィレット部９０と一方の平面部８０との間に段差Ｄが形成されてしまう。
【００９７】
そこで、図１２および図１３に示すように、移動部１５は、平面部８０を移動させるとともに、平面部８０と隣接する複数のシェル要素５０（図１３に示す遷移部Ｓ参照）を、フィレット部９０になじませるように変形させる（図１２および図１３に示す矢印Ｍ参照）。
これにより、移動部１５は、段差Ｄを吸収できる。従って、移動部１５は、平面部８０を移動させるときに、段差Ｄが形成されることを防止できる（図１８参照）。
【００９８】
このように、板隙修正方法では、決定した移動順序に基づいて平面部８０を移動させ、板隙を修正する修正工程を行う。
また、移動部１５は、決定した移動順序に基づいて平面部８０を移動させ、板隙を修正する修正手段として機能する。
【００９９】
これによれば、板隙修正方法は、板隙を自動的に修正できる。つまり、板隙修正作業をさらに短時間で行うことができる。
【０１００】
また、順序決定部１４による順序決定工程Ｓ１７０では、グループＡに属する平面部８１〜８４の中で面積が最大となる平面部８３を、基準平面部８３として設定している。
【０１０１】
これによれば、板隙修正方法は、変形量の大きな平面部８３を固定することとなるため、平面部８０を移動させるときに、シェル要素モデル４０の変形量を低減できる（図１３参照）。
【０１０２】
なお、設計の制約等の都合で、移動できない部品３０等がある場合、グループ化部１３は、当該移動できない部品３０のシェル要素モデル４０で検出される平面部８０を基準平面部として設定しても構わない。
また、グループ化部１３は、基準平面部を設定するときに、修正量情報を考慮しても構わない。
【０１０３】
平面部８０を移動させた後で、板隙修正装置１０は、図４に示すように、チェック部１１により再度板隙のチェックを行う（Ｓ１２０）。
【０１０４】
このように平面部８０の移動後に再度板隙のチェックを行うことで、板隙修正装置１０は、決まった基準で板隙を修正できる。つまり、板隙修正装置１０は、最初の板隙のチェックがＮＧとなり板隙修正作業を行った場合でも、最初の板隙のチェックでＯＫとなる場合と同じ判断基準で、板隙修正作業を完了できる。
また、板隙修正装置１０は、板隙の修正が正しく行われなかった場合に、再度板隙の修正を行うことができる。
【０１０５】
なお、板隙のチェックを行うタイミングは、本実施形態に限定されるものでなく、例えば、平面部８０を検出した後や平面部８０をグループ化した後でも構わない。
【０１０６】
次に、板隙修正方法の第一変形例について説明する。
第一変形例の板隙修正方法では、設計部２０にて板隙修正作業を行う点が、本実施形態の板隙修正方法と異なる点である（図１参照）。すなわち、第一変形例の板隙修正方法では、部品３０のＣＡＤデータと打点Ｐの位置情報とに基づいて、設計部２０によって板隙修正作業を行う。
この場合、設計部２０には、板隙修正方法に関する種々の機能（例えば、チェック部１１と同様の動作を、部品３０のＣＡＤデータに対して行う機能等）を具備する。
【０１０７】
図１７に示すように、設計部２０は、板隙修正作業に際して、部品３０のＣＡＤデータを分割するメッシュ１４０を生成するとともに、打点Ｐに対応する位置に、前記メッシュ１４０の一つの頂点を配置している。
つまり、設計部２０は、部品３０のＣＡＤデータより、本実施形態のようなシェル要素モデル４０に対応するメッシュ１４０を生成する。
【０１０８】
まず、設計部２０は、本実施形態のステップＳ１２０と同様に板隙のチェックを行う（Ｓ２１０）。このとき、設計部２０は、例えば、前記打点Ｐが位置する滑らかな部分の間の距離を計測し、板隙が規定寸法であるかを判定する。
【０１０９】
板隙のチェックにより、一つ以上の板隙が正しい状態でない場合、本実施形態のステップＳ１３０〜Ｓ１７０に対応する処理を、部品３０のＣＡＤデータに対して行うステップＳ２２０〜Ｓ２６０を行う（Ｓ２２０：Ｎｏ）。
以下では、それぞれのステップＳ２２０〜Ｓ２６０で、本実施形態の板隙修正方法と異なる点について説明する。
【０１１０】
部品３０のＣＡＤデータは、図１５に示すように、隣接する二つの滑らかな部分の端部をピン角に形成する。このため、設計部２０は、打点Ｐの位置情報に対応する滑らかな部分を、打点Ｐを含む平面部８０として検出する（Ｓ２２０）。
【０１１１】
平面部８０のグループ化（ステップＳ２３０）は、前記打点Ｐが位置するメッシュ１４０の頂点を繋いで、部品３０のＣＡＤにて１Ｄ要素１００に対応する一次元的な要素を生成する。そして、本実施形態と同様の手順で、前記検出した滑らかな部分のグループ化を行う（図８および図１０参照）。
以降は、本実施形態の板隙修正方法の場合と同様の手順で移動順序の決定までを行う（Ｓ２４０、Ｓ２５０）。
【０１１２】
移動順序を決定した後で、図１６に示すように、設計部２０は、移動順序に沿って前記検出した滑らかな部分を移動させる（Ｓ２６０、図１６に黒塗りで示す矢印参照）。
【０１１３】
このように、第一変形例の板隙修正方法によれば、部品３０のＣＡＤデータにて板隙修正作業を行うことができる。従って、設計部２０は、板隙を考慮した設計作業を効率的に行うことができる。
【０１１４】
ここで、板隙の修正により、トポロジの変化が発生する場合（例えば、部品３０に段差を形成する場合等）、ＣＡＥによる解析で正しい結果が得られない場合がある。このような場合には、設計部２０にて部品３０のＣＡＤデータを修正する必要がある。
【０１１５】
第一変形例の板隙修正方法によれば、部品３０のＣＡＤデータにて板隙修正方法を行うことができるため、板隙修正作業により発生するトポロジの変化に容易に対応できる。
【０１１６】
次に、板隙修正方法の第二変形例について説明する。
第二変形例の板隙修正方法では、板隙修正装置１０と設計部２０とにより板隙修正作業を行う点が、本実施形態の板隙修正作業と異なる点である（図１参照）。
【０１１７】
設計部２０は、板隙修正作業に際して、第一変形例の場合と同様に、部品３０のＣＡＤデータにメッシュ１４０を生成している（図１５参照）。
【０１１８】
図１７に示すように、設計部２０は、第一変形例の場合と同様に板隙チェックを行う（Ｓ３１０）。
板隙のチェックにより、一つ以上の板隙が正しい状態でない場合、設計部２０は、有限要素法を用いて、部品３０のＣＡＤデータを変換し、シェル要素モデル４０を生成する。そして、設計部２０は、シェル要素モデル４０と打点Ｐの位置情報とを板隙修正装置１０に送信する（Ｓ３１０：Ｎｏ、Ｓ３２０）。
【０１１９】
板隙修正装置１０は、設計部２０から送信されるシェル要素モデル４０に基づいて、本実施形態の板隙修正方法のステップＳ１３０〜Ｓ１６０と同様に、打点Ｐを含む平面部８０の検出から移動順序の決定までを行う（Ｓ３３０〜Ｓ３６０）。
なお、板隙修正装置１０は、適宜のタイミング（例えば、ステップＳ３３０の前やステップＳ３４０の前）で１Ｄ要素１００を生成している。
【０１２０】
そして、板隙修正装置１０は、修正位置情報（検出した平面部８０に対応する位置情報）、板隙修正量情報、および移動順序を設計部２０にフィードバックする。つまり、設計部２０は、修正位置情報、板隙修正量情報、および移動順序を取得する（Ｓ３７０）。
【０１２１】
設計部２０は、板隙修正装置１０よりフィードバックされる情報に基づいて、第一変形例と同様に、平面部８０の移動を行う（Ｓ３８０、図１６参照）。第二変形例の板隙修正方法では、このようにして板隙修正作業を行う。
【０１２２】
ここで、板隙修正方法は、ＣＡＥによる解析結果に影響を与える板隙の修正を主な目的としている。
このため、前記グループ化や移動順序決定の決定を行う機能は、ＣＡＥによる解析を行う装置に実装されることが想定される。つまり、板隙修正方法は、設計部２０とは異なる装置で実施されることが想定される。
【０１２３】
従って、第二変形例の板隙修正方法のように、板隙修正作業に関する情報（修正位置情報、板隙修正量情報、および移動順序）を板隙修正装置１０から設計部２０にフィードバックする構成とすることで、少ない開発量で設計部２０にて板隙修正方法を実施できる。
【符号の説明】
【０１２４】
１０ 板隙修正装置
１２ 平面検出部（平面部検出手段）
１３ グループ化部（グループ化手段）
１４ 順序決定部（順序決定手段）
３０ 部品
３１ 溶接部
４０ シェル要素モデル
５０ シェル要素
８０〜８６ 平面部
８３ 基準平面部
１００〜１０４ １Ｄ要素
Ａ・Ｂ グループ
Ｐ 打点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の打点で溶接される複数の部品をシェル要素でモデル化するとともに、溶接部を１Ｄ要素によりモデル化し、前記１Ｄ要素の長さ寸法である板隙を修正する板隙修正方法であって、
前記打点を含む平面部を前記シェル要素モデルより検出する平面部検出工程と、
前記検出した平面部と前記１Ｄ要素とに基づいて、前記１Ｄ要素が介在する平面部を一つのグループとしてグループ化するグループ化工程と、
前記グループに属する平面部の中で、一つの前記平面部を基準平面部として設定し、前記基準平面部を基準にして、前記グループに属する平面部を移動させる順序を、前記グループ毎に決定する順序決定工程と、
を行う、
板隙修正方法。
【請求項２】
前記順序決定工程では、
前記グループに属する平面部の中で面積が最大となる平面部を、前記基準平面部として設定する、
請求項１に記載の板隙修正方法。
【請求項３】
前記決定した移動順序に基づいて前記平面部を移動させ、前記板隙を修正する修正工程、
をさらに行う、
請求項１または請求項２に記載の板隙修正方法。
【請求項４】
前記板隙の修正量を算出する修正量情報取得工程、
をさらに行う、
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の板隙修正方法。
【請求項５】
所定の打点で溶接される複数の部品をシェル要素でモデル化するとともに、溶接部を１Ｄ要素によりモデル化し、前記１Ｄ要素の長さ寸法である板隙を修正する板隙修正装置であって、
前記打点を含む平面部を前記シェル要素モデルより検出する平面部検出手段と、
前記検出した平面部と前記１Ｄ要素とに基づいて、前記１Ｄ要素が介在する平面部を一つのグループとしてグループ化するグループ化手段と、
前記グループに属する平面部の中で、一つの前記平面部を基準平面部として設定し、前記基準平面部を基準にして、前記グループに属する平面部を移動させる順序を、前記グループ毎に決定する順序決定手段と、
を具備する、
板隙修正装置。
【請求項６】
前記順序決定手段は、
前記グループに属する平面部の中で面積が最大となる平面部を、前記基準平面部として設定する、
請求項５に記載の板隙修正装置。
【請求項７】
前記決定した移動順序に基づいて前記平面部を移動させ、前記板隙を修正する修正手段、
をさら具備する、
請求項５または請求項６に記載の板隙修正装置。
【請求項８】
前記板隙の修正量を算出する修正量情報取得手段、
をさらに具備する、
請求項５から請求項７までのいずれか一項に記載の板隙修正装置。
【請求項１】
所定の打点で溶接される複数の部品をシェル要素でモデル化するとともに、溶接部を１Ｄ要素によりモデル化し、前記１Ｄ要素の長さ寸法である板隙を修正する板隙修正方法であって、
前記打点を含む平面部を前記シェル要素モデルより検出する平面部検出工程と、
前記検出した平面部と前記１Ｄ要素とに基づいて、前記１Ｄ要素が介在する平面部を一つのグループとしてグループ化するグループ化工程と、
前記グループに属する平面部の中で、一つの前記平面部を基準平面部として設定し、前記基準平面部を基準にして、前記グループに属する平面部を移動させる順序を、前記グループ毎に決定する順序決定工程と、
を行う、
板隙修正方法。
【請求項２】
前記順序決定工程では、
前記グループに属する平面部の中で面積が最大となる平面部を、前記基準平面部として設定する、
請求項１に記載の板隙修正方法。
【請求項３】
前記決定した移動順序に基づいて前記平面部を移動させ、前記板隙を修正する修正工程、
をさらに行う、
請求項１または請求項２に記載の板隙修正方法。
【請求項４】
前記板隙の修正量を算出する修正量情報取得工程、
をさらに行う、
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の板隙修正方法。
【請求項５】
所定の打点で溶接される複数の部品をシェル要素でモデル化するとともに、溶接部を１Ｄ要素によりモデル化し、前記１Ｄ要素の長さ寸法である板隙を修正する板隙修正装置であって、
前記打点を含む平面部を前記シェル要素モデルより検出する平面部検出手段と、
前記検出した平面部と前記１Ｄ要素とに基づいて、前記１Ｄ要素が介在する平面部を一つのグループとしてグループ化するグループ化手段と、
前記グループに属する平面部の中で、一つの前記平面部を基準平面部として設定し、前記基準平面部を基準にして、前記グループに属する平面部を移動させる順序を、前記グループ毎に決定する順序決定手段と、
を具備する、
板隙修正装置。
【請求項６】
前記順序決定手段は、
前記グループに属する平面部の中で面積が最大となる平面部を、前記基準平面部として設定する、
請求項５に記載の板隙修正装置。
【請求項７】
前記決定した移動順序に基づいて前記平面部を移動させ、前記板隙を修正する修正手段、
をさら具備する、
請求項５または請求項６に記載の板隙修正装置。
【請求項８】
前記板隙の修正量を算出する修正量情報取得手段、
をさらに具備する、
請求項５から請求項７までのいずれか一項に記載の板隙修正装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１３−１０１４４０（Ｐ２０１３−１０１４４０Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４４０１８（Ｐ２０１１−２４４０１８）
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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