CN111176216A - 根据实际成绩信息进行设计辅助的设计辅助装置 - Google Patents

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CN111176216A CN201911076077.6A CN201911076077A CN111176216A CN 111176216 A CN111176216 A CN 111176216A CN 201911076077 A CN201911076077 A CN 201911076077A CN 111176216 A CN111176216 A CN 111176216A
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Abstract

本发明提供一种根据实际成绩信息进行设计辅助的设计辅助装置。设计辅助装置存储过去加工了工件时的实际成绩信息、本次工件的设计信息、包含针对设计形状允许尺寸变更的允许形状的信息的允许信息。针对工件的每个要素存储了各个信息。设计辅助装置包含提取部，该提取部提取包含与本次工件的要素的设计形状类似的要素形状的实际成绩信息。设计辅助装置包含评价部，评价部对实际成绩信息中包含的要素的加工技术进行评价。设计辅助装置包含形状设定部，形状设定部根据由评价部选定的加工技术以及允许形状来设定要素的形状。

Description

根据实际成绩信息进行设计辅助的设计辅助装置
技术领域
本发明涉及根据实际成绩信息来进行设计辅助的设计辅助装置。
背景技术
作业员可使用CAD(Computer Aided Design)装置等来设计工件的任意形状。可根据作业员设计出的工件的形状来加工工件。在加工工件时，可从切削加工以及钻孔加工等方法中选择适当的方法。此外，在加工工件时，根据工件的形状和材质来选定机床等机械。
取决于作业员所选定的加工方法以及机械，加工工件时的加工时间、加工费用以及工件的品质进行变化。优选加工时间短，优选加工费用少，优选品质高。
在以往的技术中，已知根据由CAD装置输出的三维数据提取工件的形状以及材质等，计算工件的加工费用的装置(例如，参照日本特开平5-282331号公报以及日本特开2005-222242号公报)。或者，已知对制造产品时的工件的材质、制造条件以及废弃的方法等进行评价的系统(例如，参照日本特开平9-160959号公报以及日本特开2007-257621号公报)。
此外，已知根据加工的种类或形状的数据来检测类似的实际成绩的数据，作业员查看类似的加工的实际成绩的结果来变更制造工序的顺序这样的系统(例如，参照日本特开2005-25569号公报)。并且，关于数值控制的机床，已知根据由CAD装置输出的三维数据，自动生成工具相对于工件的路径的装置(例如，参照日本特开2002-304203号公报)。
作业员在通过CAD装置等设计工件时，可根据经验等来设定任意的尺寸。这里，工件的尺寸对产品的功能不重要，但是有时对加工时间或加工费用影响大。
例如，当在工件形成凹部时，可使用具有立铣刀的机床。当形成凹部的角部时，进行一边使立铣刀旋转一边切削工件的加工。该情况下，需要具有比凹部的角部的曲率半径小的工具半径的立铣刀。一般情况下，工具的直径越小，每单位时间的切削量越小，因此加工时间变长。因此，当作业员将角部的曲率半径设定得小时，加工时间增大。但是，有时凹部的角部的曲率半径对产品的功能或外观不重要。
在作业员的经验少时，作业员有时难以判断设计形状是否最佳。或者，作业员有时设定对于产品的功能来说为所需品质以上的品质。例如，有时将工件的表面粗糙度设定得比所需的粗糙度细致。并且，当存在多种机械时，有时作业员难以判断各机械可加工的形状。或者，作业员有时难以判断所选定的机械是否适合工件的形状。
在以往的技术中，存在当通过CAD装置来变更工件的形状时，按照工件的形状生成机床的工具路径的装置。但是，在该装置中，仅是根据预先规定的规则和三维数据生成工具路径。该装置存在无法评价工件的形状或评价工件的加工中使用的机械这样的问题。
发明内容
本公开的一方式的设计辅助装置具有：实际成绩信息存储部，其存储过去加工了工件时的实际成绩信息；以及设计信息存储部，其存储包含本次的工件的设计形状的设计信息。设计辅助装置具有存储允许信息的允许信息存储部，该允许信息包含对于设计形状允许变更尺寸的允许形状的信息。设计辅助装置具有：提取部，其提取实际成绩信息；评价部，其评价实际成绩信息中包含的信息；以及形状设定部，其设定变更了设计形状后的工件的要素的形状。实际成绩信息包含工件的形状以及材质的信息、包含对工件进行了加工的机械的种类的加工技术的信息、以及加工结果的信息。针对工件的每个要素，将实际成绩信息存储在实际成绩信息存储部。提取部提取包含与本次的工件的要素的设计形状类似的要素的形状以及与本次的工件的材质类似的材质的实际成绩信息。评价部根据加工结果来评价由提取部提取出的实际成绩信息中包含的要素的加工技术，根据评价结果来选择加工技术。形状设定部根据由评价部选定的加工技术以及允许形状来设定要素的形状。
附图说明
图1是实施方式的第一设计辅助装置的框图。
图2是实施方式的第一工件的立体图。
图3是实施方式的实际成绩信息的保存方法的说明图。
图4是实际成绩中包含的信息的说明图。
图5是实际成绩信息中的工件的形状以及材质的信息的示例。
图6是实际成绩信息中的加工技术的信息的示例。
图7是实际成绩信息中的加工结果的信息的示例。
图8是实施方式的设计信息中包含的信息的说明图。
图9是实施方式的允许信息的说明图。
图10是实施方式的允许信息的示例。
图11是实施方式的第一控制的流程图。
图12是实施方式的分类部以及评价部的功能的说明图。
图13是实施方式的第二工件的立体图。
图14是对第二工件的形状信息中的与尺寸相关的信息进行说明的第一正面图。
图15是对第二工件的形状信息中的与要素周围的尺寸相关的信息进行说明的第二正面图。
图16是对第二工件的形状信息中的与品质相关的信息进行说明的第三正面图。
图17是实施方式的第二设计辅助装置的框图。
图18是实施方式的机械配置信息的说明图。
图19是实施方式的第二控制的流程图。
图20是实施方式的第三控制的流程图。
具体实施方式
参照图1～图20，对实施方式的设计辅助装置进行说明。本实施方式的设计辅助装置可根据过去的实际成绩信息，对用于进行加工的机械的选定或工件形状的设定进行辅助。
图1是实施方式的第一设计辅助装置的框图。第一设计辅助装置1包含作为计算机的运算处理装置5。运算处理装置5包含作为处理器的CPU(Central Processing Unit)。运算处理装置5具有经由总线与CPU连接的RAM(Random Access Memory)、以及ROM(Read OnlyMemory)等。运算处理装置5按照预先生成的动作程序进行信息的处理。
设计辅助装置1包含用于作业员输入所希望的信息的输入部21。输入部21由键盘等构成。作业员可经由输入部21输入与工件的加工相关联的信息。设计辅助装置1包含用于显示与设计辅助相关的信息的显示部22。显示部22由液晶显示面板等构成。此外，显示部22显示与工件的加工相关联的信息。另外，作为输入部21以及显示部22，也可以采用能够进行信息输入和信息显示的触摸面板方式的显示器。
运算处理装置5包含存储部11，该存储部11存储与工件的设计辅助相关的信息。存储部11可由易失性存储器、非易失性存储器、或者硬盘等能够存储信息的存储介质构成。运算处理装置5的处理器能够读取存储在存储部11的信息。将过去加工了工件时的信息即实际成绩信息31输入到运算处理装置5。在本实施方式中，像后面描述的那样，针对工件的每个要素(工件的要加工的部分)存储多个实际成绩信息31。存储部11作为存储实际成绩信息31的实际成绩信息存储部发挥功能。
将包含用于进行本次工件加工的工件设计形状的设计信息41输入到运算处理装置5。存储部11作为存储设计信息41的设计信息存储部发挥功能。此外，为了使工件的形状最优化，将包含工件的允许形状的信息的允许信息输入到运算处理装置5。允许形状是针对设计形状允许变更尺寸的形状。存储部11作为存储允许信息的允许信息存储部发挥功能。
运算处理装置5包含提取部12，该提取部12从多个要素的实际成绩信息31中提取至少一个实际成绩信息31。提取部12提取实际成绩信息31，该实际成绩信息31包含与本次的工件的要素的设计形状类似的形状以及与本次的工件的材质类似的材质。运算处理装置5包含分类部13，分类部13按每一加工技术对由提取部12提取出的实际成绩信息31进行分类。运算处理装置5包含评价部14，该评价部14对实际成绩信息中包含的信息进行评价。评价部14根据加工结果来评价由分类部13进行了分类的加工技术。评价部14根据评价结果来选择加工技术。例如，评价部14选定适当的一个以上的加工技术。
运算处理装置5包含形状设定部15，该形状设定部15设定变更了设计形状的工件的要素的形状。形状设定部15根据由评价部14选定的加工技术以及允许形状来设定要素的形状。运算处理装置5具有计算部16，计算部16根据由评价部14选定的加工技术，来计算加工时间以及加工费用中的至少一方。
提取部12、分类部13、评价部14、形状设定部15、计算部16以及后述的信息取得部18各自的单元相当于按照动作程序进行驱动的处理器。处理器读入动作程序来执行由动作程序决定的控制，由此作为各单元发挥功能。
本实施方式的运算处理装置5可根据多个过去的实际成绩信息31来选定优选的加工技术，并且提出设计形状的变更。在显示部22显示由形状设定部15设定的工件的形状以及在计算部16中计算出的加工时间等。作业员可容易地判断当前的设计是否理想。
接下来，列举工件的示例对第一设计辅助装置1进行详细说明。图2是本实施方式的第一工件的立体图。图2示出了加工后的工件7。工件7的上表面形成有具有底面的第一凹部71和第二凹部72。凹部71、72的平面形状形成为四边形。此外，工件7形成有从上表面到下表面贯穿的孔部73。孔部73具有圆形的平面形状。凹部71和凹部72的平面形状彼此不同。此外，凹部71以及凹部72深度不同。这样，第一凹部71具有与第二凹部72不同的形状。
在形成工件7时，可使用能够变更工具相对于工件的相对位置的机床。机床首先使用端面铣刀或立铣刀来作为工具对工件7的上表面和侧面进行切削，由此形成具有预定尺寸的四棱柱形状的工件。接下来，作为工具而使用钻头来形成孔部73。接下来，作为工具而使用立铣刀，由此，可形成第一凹部71和第二凹部72。
接下来，对于为了辅助第一工件7的设计而存储在存储部11的实际成绩信息31、设计信息41以及允许信息51进行说明。这些信息能够以任意的形式保存在数据文件中。
图3表示本实施方式的实际成绩信息的记录方法的说明图。针对工件的每个要素(进行工件加工的部分)存储本实施方式的实际成绩信息31。在针对一个工件进行多个加工时，对于进行了工件加工的各个部分生成实际成绩信息并存储在存储部11。例如，在过去形成了图2所示的工件时，生成对工件7的上表面进行了切削时的实际成绩信息31a、对工件7的侧面进行了切削时的实际成绩信息31b。此外，还生成形成了孔部73时的实际成绩信息31c、形成了第一凹部71时的实际成绩信息31d、以及形成了第二凹部72时的实际成绩信息31e。将工件的每个要素的实际成绩信息31a～31d单独存储在存储部11。本实施方式的设计辅助装置1根据针对每个要素存储的实际成绩信息31a～31e，针对工件的每个要素进行设计辅助。
图4表示本实施方式的实际成绩信息的说明图。本实施方式的实际成绩信息31包含工件形状的信息32、工件材质的信息33。此外，实际成绩信息31包含加工技术的信息34、加工结果的信息35。如后所述，加工技术的信息34是对工件进行了加工的机械的种类等信息。关于工件形状的信息32、工件材质的信息33以及加工技术的信息34，可采用过去加工时的设计信息。关于加工结果的信息35，可采用在过去的加工之后执行的工件的检查结果的信息。
图5表示本实施方式的工件形状的信息以及工件材质的信息的示例。针对每一个要素形成了本实施方式的工件形状的信息以及工件材质的信息。图5中示出了与过去形成的工件7的凹部71相关的信息。参照图4和图5，工件形状的信息32包含设计了工件时的设计信息。工件形状的信息32包含要素形状的种类。要素形状的种类包含加工出的形状是平面、曲面、凹部、凸部或孔部等的信息。此外，形状的种类中包含截面形状的信息。例如，包含截面形状是圆形、四边形、或由自由曲线包围的形状等的信息。在图5所示的示例中，形状的种类为截面形状是四边形的凹部。
在工件形状的信息32中包含设计形状的信息。即，工件形状的信息32中包含要素的尺寸的信息。在尺寸的信息中包含用于规定要素的形状的所有尺寸。在图5所示的示例中，作为凹部的尺寸，包含宽度、长度、深度、俯视时的凹部的角部的曲率半径、以及截面形状中的凹部的角部的曲率半径。这里，在图2的孔部73的情况下，尺寸的信息中包含孔部的直径以及孔部的深度。此外，在具有截面形状是圆锥形的底面的孔部的情况下，尺寸的信息中包含底面的倾斜角度等。
工件形状的信息32中包含与要素周围的尺寸相关的信息。例如，在图5所示的示例中，包含形成了凹部的区域中的工件的底部的厚度、以及凹部的侧方的壁部的厚度。在图2所示的孔部73的情况下，包含从孔部73的壁面到工件7的侧面为止的厚度。
工件形状的信息32中包含工件品质的信息。例如，工件品质的信息包含对各尺寸设定的公差。此外，品质的信息中包含对加工的面设定的表面粗糙度。在图2所示的孔部73的情况下，在品质的信息中除了公差和表面粗糙度之外，还包含孔的垂直度等。
工件材质的信息33中包含工件材质的分类的信息。例如，材质的信息33中包含钢、不锈钢、或铝等材质的名称。或者，材质的信息33中包含预先决定的标准的分类。在图5所示的示例中，使用JIS(Japanese Industrial Standards)标准，包含材质是碳钢之一的S45C的信息。
或者，作为材质的信息33，也可以包含材质的物理性质的信息。例如，也可以包含进行加工的材质的杨氏模量、韧性、熔点、或电导率等物理性质的信息。
图6表示加工技术的信息的示例。针对各要素生成加工技术的信息。参照图4和图6，在加工工件的情况下，有时具有多个工序。在通过多个工序进行加工时，生成按照执行的顺序将各个工序的加工技术进行了排列的信息来作为加工技术的信息。例如，参照图2，在形成凹部71的情况下，有时存在通过比设计形状小的尺寸进行粗切削的工序和切削成设计形状的尺寸的工序。该情况下，按顺序存储两个工序。图6所示的加工技术的信息34中包含第一工序的信息与第二工序的信息。
加工技术的信息34中包含实际使用的加工方法的种类。例如，包含切削加工、车削加工、放电加工、激光加工、或压力加工等的信息。此外，加工方法的种类中包含层叠树脂等来形成凸部等的层叠造型加工的信息。层叠造型法是使用三维打印机(立体打印机)执行的方法。在图6所示的示例中示出了在第一工序以及第二工序双方的工序中，作为加工方法进行切削。
加工技术的信息34中包含机械的信息以及机械的构成部件的信息。例如，在进行切削加工时，作为机械的信息包含机床的信息。作为机床的构成部件的信息，包含立铣刀等工具的信息。在进行车削加工时，作为机械的信息包含车床的信息。作为机械的构成部件的信息包含车刀等工具的信息。在进行线放电加工时，作为机械的信息包含放电加工机的信息。作为机械的构成部件的信息包含用于进行放电加工的线电极的信息。在进行激光加工时，作为机械的信息包含激光加工机的信息。在进行压力加工时，作为机械的信息包含压力加工机的信息。并且，在进行层叠造型加工时，作为机械的信息包含三维打印机的信息。
机械的信息中包含机械的种类和型号。作为机械的构成部件的信息，包含构成部件的种类、型号以及尺寸等信息。在图6所示的示例中，示出了信号MS01的立式的机床。作为工具的种类示出了立铣刀。并且，示出了立铣刀的直径尺寸和刀尖的曲率半径。作为构成部件的信息，也可以包含构成部件的材质等。在与图2所示的孔部73相关的构成部件的信息中包含与作为工具的钻头相关的信息。在进行线放电加工时，构成部件的信息中可包含线电极的型号、线电极的材质、以及线电极的直径的信息。
加工技术的信息34中包含加工条件的信息。即使使用相同的机械和相同的构成部件，有时工件的移动方法或构成部件的驱动方法也不同。在图6所示的示例中，加工条件中包含工具相对于工件的进给速度和主轴的转速。此外，加工条件中包含工具相对于工件的切入量。此外，加工条件中还包含进行切削加工时是否使用了冷却剂的信息。并且，加工条件中可包含工件相对于工具的旋转方向的移动方向(上切或下切)。此外，加工条件中可包含工具路径的信息。例如，在通过与凹部的长边平行的一个方向的工具路径实施了多次切削加工时，可包含该工具路径的信息。
在图2所示的孔部73的加工时，加工条件中包含工具的进给速度和主轴的转速等。此外，在进行线放电加工时，加工条件中包含工件相对于线电极的进给速度、向线电极施加的电压、以及向线电极供给的电流。在线放电加工中，当存在多个工序时，可针对各工序生成机械的信息、构成部件的信息以及加工条件的信息。
图7表示加工结果的信息的示例。参照图4和图7，加工结果的信息35中包含检查了加工后的工件所得的结果信息。例如，包含加工后的工件的要素的尺寸是否良好的信息。此外，包含加工后的工件的品质是否良好的信息。在工件的要素的尺寸或表面粗糙度等品质不良时，优选包含不良的理由。特别是优选包含尺寸或品质不良的部分的说明。
作为工件的加工结果的判定，例如，如果一个要素的全部尺寸在设计形状的尺寸的公差范围内，则判定为良好。另一方面，在至少一个尺寸脱离了公差的范围时，判定为加工不良。并且，如果满足了在设计时规定的表面粗糙度等与品质相关的条件，则判定为加工良好。在图7所示的示例中，针对尺寸和表面粗糙度，判定为加工良好。
另外，加工结果的信息35中可以包含实际进行了检查所得到的尺寸的值。或者，加工结果的信息35中可以包含实际进行了检查所得到的品质的信息。例如，在加工结果的信息35中可以包含实际进行了检查所得到的表面粗糙度的信息。
关于加工结果的信息35，也针对各要素生成加工结果。在图7中示出了一个凹部的加工结果。例如，当在过去形成了图2所示的工件7时，针对凹部71、凹部72、以及孔部73生成加工结果的信息。在工件中包含多个要素的情况下，当即使加工后的工件不良，但作为对象的要素的加工结果良好时，生成该要素的加工结果为良好的信息。例如，有时由于一个孔部的加工结果为不良，因此工件的加工结果为不良。即使在这样的情况下，关于其他的凹部如果加工结果良好，则判断为要素(凹部)的加工结果为良好。
加工结果的信息35中包含加工要素所需的加工时间。加工时间是为了对作为对象的要素进行加工而花费的实际时间。在为了对一个要素进行加工而实施多个工序时，优选针对多个工序中的每个工序存储加工时间。
加工结果的信息35中包含为了加工一个要素所需的加工费用。作为加工费用，可包含用于驱动机械的电费和进行加工时消耗的消耗部件的费用。例如，在为了在工件形成凹部而进行切削加工时，工具包含在消耗部件内。此外，包含机械的消耗部件。例如，在机床中，有时在使固定工件的工作台移动的机构中包含滚珠丝杠。该情况下，滚珠丝杠包含在消耗部件内。作为消耗部件的费用，例如可通过以下的数学式(1)来进行计算。
(消耗部件的费用)＝(消耗部件的价格+消耗部件的更换费用)/(消耗部件的允许的消耗量/一次加工的消耗量)…(1)
作业员可生成包含上述那样的各种信息的实际成绩信息31并存储在存储部11中。另外，关于工件形状的信息32、工件材质的信息33、加工技术的信息34以及过去结果的信息35各自所包含的信息，不需要包含上述所有的信息，只要包含至少一个信息即可。
参照图1，向存储部11输入设计信息41。设计信息41是与用于进行本次加工的设计相关的信息。设计信息41包含本次进行加工的工件的设计形状的信息。针对加工的工件的每个要素输入设计信息41。
图8表示设计信息的说明图。设计信息41包含工件形状的信息42以及工件材质的信息43。设计信息41中包含的工件形状的信息42具有与实际成绩信息31的工件形状的信息32相同的项目。例如，工件形状的信息42中包含与要素形状的种类、要素的尺寸、以及要素的周围的尺寸有关的信息(参照图5)。此外，工件形状的信息42中包含工件品质的信息。例如，工件形状的信息42中包含公差的信息以及表面粗糙度等信息。
工件材质的信息43具有与实际成绩信息31的工件材质的信息33一样的项目。例如，包含工件材质的名称或标准的分类等(参照图5)。另外，作为设计信息，也可以包含从CAD装置输出的三维数据。此外，设计信息也可以包含与加工技术相关的信息。
参照图1，向存储部11输入允许信息51。在允许信息51中包含针对设计形状允许变更尺寸的部分的信息以及允许变更的范围的信息。允许信息51可由作业员预先决定。针对加工的工件的每个要素生成允许信息51。
图9表示允许信息的说明图。图10表示允许信息的示例。参照图9和图10，允许信息51中包含允许形状的信息52。针对各要素生成允许形状的信息52。图10记载了工件7的凹部71的所允许的尺寸的信息。
在允许形状的信息52中包含要素各自的尺寸是否允许变更的信息。在图10所示的示例中，由记号a指定的尺寸是不允许变更的尺寸。即，由记号a指定的尺寸是需要按照设计信息中包含的尺寸以及公差来进行加工的尺寸。此外，由记号b指定的尺寸是允许变更的尺寸。对允许变更的尺寸设定了允许范围。该允许范围设定得比公差范围大。
例如，俯视凹部71时的角部的曲率半径被指定为可以变更的尺寸。该曲率半径的允许范围被设定为0mm以上10mm以下。此外，在凹部的截面形状中，角的曲率半径被指定为允许变更的尺寸。该曲率半径的允许范围被设定为0mm以上10mm以下。另外，如图10所示，允许信息中可以包含要素的形状种类的信息以及材质的信息。此外，针对要素周围的尺寸，可以设定允许变更的尺寸和不允许变更的尺寸。
参照图1，本实施方式的运算处理装置5能够使用这些实际成绩信息31、设计信息41以及允许信息51选择优选的加工技术，并设定使用该加工技术进行加工时的工件的形状。
图11表示本实施方式的第一控制的流程图。参照图1～图11，在步骤101中，提取部12取得设计信息41。在步骤102中，提取部12取得实际成绩信息31。在这里的示例中，在步骤103中，提取部12取得允许信息51。
在步骤104中，提取部12检索实际成绩信息31，该实际成绩信息31包含与设计信息41中包含的要素形状类似的要素形状、以及与设计信息41中包含的材质类似的工件材质。提取部12判断是否存在具有与本次要素的形状类似的形状以及与本次工件的材质类似的材质的实际成绩信息。在步骤104中，当在过去的实际成绩信息31中不存在包含类似的要素形状以及类似的工件材质的实际成绩信息31时，控制向步骤105转移。在步骤105中，显示部22显示不存在与本次进行加工的要素类似的实际成绩信息的结果。
在步骤104中，当存在包含与本次的加工类似的要素形状以及类似的材质的实际成绩信息31时，控制向步骤106转移。在步骤106中，提取部12提取包含类似形状和类似材质的实际成绩信息31。
可预先决定要素形状的类似判定方法。在提取部12判定为类似的条件中包含要素形状的种类相同这样的条件。此外，包含设计信息41中的要素尺寸与实际成绩信息31中的要素尺寸之差在预先决定的判定范围内这样的条件。例如，包含实际成绩信息31的要素的一个尺寸与本次的设计信息41的要素尺寸之差是±10％以内的条件。或者，包含实际成绩信息31的要素尺寸在允许信息51中包含的尺寸范围内的条件。并且，在表面粗糙度等品质的条件包含在设计信息41内时，包含实际成绩信息31的品质条件为设计信息41中包含的品质以上的品质这样的条件。
例如，在满足上述所有的条件时，提取部12能够判定为实际成绩信息31中包含的要素形状与本次的要素形状类似。
在与工件材质相关的类似判定中，例如，在材质相同的情况下，提取部12能够判定为类似。例如，在JIS标准中，被分类为机械构造用的碳钢钢材的材料具有S10C、S20以及S45C等种类。这里，如果材质的标号(S45C等)一致，则能够判定为材质相同。
或者，当在设计信息41中通过预定的标准的分类指定了材质时，当标准的分类相同时，可判定为材质类似。例如，在通过设计信息41指定了机械构造用的碳钢钢材时，如果实际成绩信息31中包含的材质的标号是JIS标准的SXXC(XX是任意的数字)，由于是机械构造用的碳钢钢材，则可判定为材质类似。
或者，当在设计信息41中通过杨氏模量或拉伸强度等物理特性值指定了材质时，当物理特性值在预先决定的判定范围内时，可判定为类似。例如，在实际成绩信息31中包含的材质的杨氏模量与设计信息41中包含的工件的杨氏模量之差小于预先决定的判定值时，可判定为材质类似。
另外，在设计信息41中还可以通过标准的分类与物理特性值来指定材质。例如，能够如拉伸强度为500MPa以上小于700MPa的机械构造用的碳钢钢材那样来指定材质。
图12表示对提取部、分类部以及评价部的功能进行说明的说明图。参照图1、图11以及图12，在步骤107中，分类部13按每个加工技术对由提取部12提取出的要素的实际成绩信息31进行分类。提取部12有时提取出多个实际成绩信息31。各实际成绩信息31中包含加工技术的信息34以及加工结果的信息35。分类部13将同一加工技术的实际成绩信息设定为一组。并且，按每个组来汇集加工结果。在本实施方式中，分类部13在加工技术的信息34中包含的所有项目一致时，判定为是同一加工技术。在分类部13的控制中，不限于该方式，也可以在加工技术中的预先决定的项目相同时判定为加工技术相同。这样，分类部13能够按各加工技术汇集加工结果。
接下来，在步骤108中，评价部14对由分类部13分类后的加工技术进行评价。评价部14构成为根据预先决定的评价方法和评价基准，来进行加工技术的评价。参照图12，本实施方式的评价部14针对各个加工技术计算评价值。能够根据实际成绩信息31中包含的加工结果的信息35来评价各加工技术。例如，评价部14可针对多个加工技术计算加工费用的平均值、加工时间的平均值以及良品率。并且，能够将各项目乘以权重(系数)并进行相加而得到的值用作评价值。或者，能够将各项目的倒数乘以权重(系数)并进行相加而得到的值用作评价值。
与各个项目相乘的权重能够由作业员任意设定。作业员能够对在本次的加工中认为重要的项目设定大的权重(系数)。例如，在作业员认为品质重要时，能够对良品率的项设定大的权重。
或者，也可以使用作业员预先决定的权重。例如，作业员可根据加工的种类预先决定权重。作业员可按加工的每个种类来变更权重。此时，作业员可将对于加工重要的项目的系数设定得大。
能够将评价值最大的加工技术判定为是最适合本次加工的加工技术。评价部14可选择基于加工结果的评价值最佳的加工技术。或者，评价部14也可以从评价值高的加工技术中选定多个加工技术。例如，可以选定评价值优秀的加工技术中的预先决定的个数的加工技术。这样，评价部14选定对于本次的要素加工优选的加工技术。
另外，在步骤108中，在选定加工技术时，可以预先决定所允许的评价值的判定范围。在过去的所有加工技术脱离评价值的判定范围时，显示部可以显示不存在包含优选的加工技术的实际成绩信息的信息。例如，作业员可预先决定评价值的最低值。在过去的所有加工技术的评价值小于最低值时，显示部可以显示过去不存在优选的加工技术的信息。
此外，本实施方式的评价部14构成为根据预先决定的评价方法以及评价基准，来进行加工技术的评价。评价方法可由操作员经由输入部21进行变更。例如，作业员可通过变更权重来变更评价值的计算方法。此外，评价基准可由作业员经由输入部21来进行变更。例如，作业员可设定为选择评价值最优的加工技术，或设定为选择多个加工技术。通过执行该控制，可根据加工内容或消费者的要求容易地变更评价方法以及评价基准。
接下来，在步骤109中，形状设定部15根据由评价部14选定的加工技术的信息34，来设定要素的形状。例如，形状设定部15设定被判定为最佳的形状。形状设定部15设定允许尺寸变更的部分的尺寸。形状设定部15从存储部11取得允许信息51的允许形状的信息52(参照图9以及图10)。形状设定部15取得允许尺寸变更的部分。在评价部14选定了最佳的加工技术时，形状设定部15可将允许尺寸变更的部分的尺寸设定为与评价部14选定出的加工技术对应的实际成绩信息31中包含的尺寸。即，能够采用与加工结果被判定为最佳的要素的尺寸相同的尺寸。
在评价部14选定了多个加工技术时，形状设定部15可采用与加工技术对应的实际成绩信息31中采用最多的尺寸。或者，形状设定部15可采用多个尺寸的平均值。另外，当在多个加工技术中选定了多个工具的种类时，可采用评价值最高的加工技术的要素的尺寸以及工具。
或者，形状设定部15可以根据加工技术的信息34中包含的工具尺寸，设定允许尺寸变更的部分的尺寸。例如，在评价部14选定了一个加工技术时，决定使用的工具。作业员能够预先决定针对工具的尺寸设定要素尺寸的方法。例如，可采用使凹部的角部的曲率半径与工具的半径一致的方法。
如此，如果在允许信息51中包含的要素尺寸的范围内，则形状设定部15能够根据由评价部14选定出的加工技术，设定加工结果的评价为优的尺寸。
接下来，在步骤110中，计算部16根据由形状设定部15设定的要素的形状以及工具，计算用于加工工件的时间和费用中的至少一个。在加工时间和加工费用的计算中，可使用在评价部14选定的实际成绩信息31。在本次的要素形状以及工具与实际成绩信息31中包含的要素形状以及工具相同时，可采用实际成绩信息31中包含的加工时间以及加工费用。
在本次的要素形状以及工具与实际成绩信息31中包含的要素形状以及工具不同时，计算部16可根据实际成绩信息31来计算加工时间以及加工费用。例如，在本次的要素形状与实际成绩信息31中包含的要素形状不同时，计算部16可针对尺寸不同的部分的加工来计算加工时间以及加工费用。例如，在本次要素的一个边的长度是实际成绩信息中包含的尺寸的1.1倍时，可采用对实际成绩信息的加工时间以及加工费用乘以1.1而得到的值。
在步骤111中，显示部22显示由评价部14选定的加工技术以及由形状设定部15设定的要素的形状。显示部22显示由计算部16计算出的加工时间以及加工费用中的至少一个。作业员参照显示部22中显示的信息，可维持或变更当前的设计形状以及加工技术。另外，显示部22也可以显示选定的加工技术、由形状设定部15设定的要素形状、加工时间以及加工费用中的一部分的信息。
在加工技术的信息中包含使用的机械的种类信息以及机械的构成部件的信息。作业员能够判断是否变更机械的种类。此外，作业员能够判断工具等的构成部件是否恰当。例如，可通过机床或线放电加工机来实施工件的切断。在切断工件时，作业员可参照显示部中显示的信息来选定要使用的机械。
在本实施方式中，在显示部22显示了由运算处理装置5设定的要素的形状、加工技术、加工费用以及加工时间，但并不限于该方式，可执行任意的控制。例如，也可以将运算处理装置5的输出发送给其他的运算处理装置。
在上述实施方式中，主要对在长方体的工件形成凹部的示例进行了说明，但是对于孔部也可通过相同的控制，选定要使用的机械或设定要素的形状。并且，能够将本实施方式的控制应用于任意形状的工件的加工。
图13表示本实施方式的第二工件的立体图。在第二工件8中，作为工具使用端面铣刀81来切削工件8。如箭头91所示，通过使端面铣刀81从工件8的一端部移动至另一端部，形成具有纵槽部74以及横槽部75的槽部。这里，对进行了该加工时的实际成绩信息31以及设计信息41进行说明。
图14表示本实施方式的第二工件的第一放大正面图。实际成绩信息31以及设计信息41中包含的工件形状的信息32、42可包含纵槽部74的宽度、横槽部75的宽度(横梁的宽度)以及横槽部75的深度(横梁的深度)。此外，工件形状的信息32、42可包含从工件的上表面到横槽部75的底面为止的深度、以及角部的倒角的尺寸等。
图15表示第二工件的第二放大正面图。工件形状的信息32、42中的要素周围的尺寸的信息可包含从横槽部75到工件8的底面为止的厚度以及横槽部75彼此间的壁的厚度。
图16表示第二工件的第三放大正面图。工件品质的信息可包含横槽部75的表面粗糙度、纵槽部74相对于工件8的上表面的垂直度以及横槽部75的上表面相对于工件8的上表面的平行度。这样，可根据加工的工件来设定工件形状的信息32。此外，可根据加工的工件来设定工件材质的信息33。
在上述实施方式中，将作业员生成的实际成绩信息31输入到存储部11，但并不限于该方式。设计辅助装置可构成为能够与加工工件的机械和检查工件的检查装置中的至少一个进行通信。运算处理装置可将从机械以及检查装置中的至少一方接收到的实际成绩信息存储在存储部。
例如，参照图1，设计辅助装置1与机械85和检查装置86可通信地连接。运算处理装置5包含取得实际成绩信息的至少一部分的信息取得部18。关于实际进行了加工的工件的加工，信息取得部18可从机械85的控制装置取得工件形状的信息32、工件材质的信息33以及加工技术的信息34。此外，信息取得部18可从对加工后的工件进行检查的检查装置86取得加工结果的信息35。作为检查装置86，可例示用于测量加工后的工件的尺寸的测量器和用于测量表面粗糙度的测量器。存储部11可针对每个要素自动存储这些实际成绩信息31。通过该结构，在每次通过机械进行工件加工时，可自动存储实际成绩信息31。作业员即使不输入实际成绩信息31，也可积蓄过去的实际成绩信息。
另外，信息取得部18可以经由通信装置取得实际成绩信息的一部分的信息。作业员也可以将无法从机械85取得的实际成绩信息输入给输入部21。此外，信息取得部18可以经由通信装置从检查装置86取得加工结果的一部分的信息。作业员也可以将无法从检查装置86取得的信息输入到输入部21。
图17表示本实施方式的第二设计辅助装置的框图。在第二设计辅助装置2中，运算处理装置6具有机械判定部17，该机械判定部17用于判定可加工工件的机械是否存在于预先决定的区域中。机械判定部17相当于按照动作程序进行驱动的处理器。处理器读入动作程序来执行动作程序规定的控制，由此作为机械判定部17发挥功能。
此外，向运算处理装置6输入机械配置信息61，该机械配置信息61包含在作业员预先决定的区域中存在的机械的信息。存储部11作为存储机械配置信息61的机械信息存储部发挥功能。作为作业员决定的区域，例如可设定一个工场内或还包含仓库的工场的占地内。在此，作为预先决定的区域，例示工场来进行说明。
图18表示机械配置信息的说明图。机械配置信息61中包含机械的信息62。作为机械的信息62，包含机械的种类。关于机械的种类，可例示机床、放电加工机、激光加工机、压力加工机以及三维打印机。在机械的信息62中，针对各机械包含加工方法的种类与可加工的范围。作为加工方法的种类，例示切断、切削、以及钻孔。例如，如果是机床，则能够进行切削加工和钻孔加工等。作为可加工的范围，例示机械能够保持的工件的大小的范围、机械能够加工的工件的材质以及进给轴的行程等。
在机械的信息62中可以包含上述加工条件的范围。作为加工条件的范围，例示工具相对于工件的速度的范围等。此外，机械的信息62中包含可安装在机械的构成部件的信息。例如，机械的信息62包含可安装在机械的工具的种类以及工具的直径等。
在机械配置信息61中包含机械的构成部件的信息63。在机械是机床或车床时，关于构成部件的信息63，例示工具的信息、工具的长度、工具的直径以及工具的材质。在机械是线放电加工机时，关于构成部件的信息63，例示线电极的直径以及线电极的材质等。
参照图17以及图18，机械判定部17根据机械配置信息61，判定能否通过工场内存在的机械将工件加工成通过设计信息41指定的设计形状。即，机械判定部17判定能够对本次设计的要素进行加工的机械是否存在于预先决定的区域。例如，在形成圆筒形的孔部时，机械判定部17判定在工厂内是否存在机床或车床。机械判定部17判定是否存在与孔部对应的直径的钻头或铰刀等工具。机械判定部17判定工具的长度是否比孔部的深度长。机械判定部17判定机床或车床是否能够保持与孔部对应的工具。如此，机械判定部17根据设计形状来判定能否通过工场内的机械进行加工。显示部22可显示机械判定部17的判定结果。
另外，机械判定部17也可以根据允许形状来判定能否通过工场内的机械进行加工。即，针对允许尺寸变更的部分，机械判定部17可以在允许的范围内变更尺寸，判定通过在预先决定的区域中存在的机械能否进行加工。
图19表示本实施方式的第二控制的流程图。参照图17和图19，步骤101至步骤104与本实施方式的第一控制相同(参照图11)。在步骤104中，提取部12判定是否存在包含与设计信息41类似的要素形状以及工件材质的实际成绩信息31。在步骤104中，当不存在与设计信息41中包含的要素形状以及工件的材质类似的实际成绩信息时，控制向步骤121转移。步骤121中，机械判定部17从存储部11取得机械配置信息61。
在步骤122中，机械判定部17判定能否通过工场内的机械将要素加工成设计形状。在步骤122中，在能够通过工场内的机械进行加工时，控制向步骤123转移。在步骤123中，显示部22显示加工技术。即，显示加工方法、可进行加工的机械的种类、工具的种类以及加工条件等。
在步骤122中，当无法通过工场内的机械进行加工时，控制向步骤124转移。在步骤124中，显示部22显示无法通过工场内的机械进行加工的结果。
在步骤104中，当存在与设计信息41中包含的要素的形状以及工件的材质类似的实际成绩信息时，控制向步骤106转移。步骤106至步骤111的控制与本实施方式的第一控制相同(参照图11)。
在第二控制中，在实际成绩信息中不存在与本次的加工类似的加工信息时，可判定能否通过预先决定的区域中存在的机械执行工件的加工。作业员例如能够知晓能否通过工场内配置的机械进行本次的工件加工。
图20表示本实施方式的第三控制的流程图。步骤101至步骤106与本实施方式的第一控制相同(参照图11)。在步骤106中，当提取部12提取出包含与设计信息41类似的要素形状以及工件材质的实际成绩信息31时，控制向步骤131转移。
在步骤131中，机械判定部17从存储部11取得机械配置信息61。在步骤132中，机械判定部17将无法通过工场内存在的机械加工工件的实际成绩信息31删除。实际成绩信息31是在过去实际进行了加工时的信息。但是，存在如下情况：即使是过去存在于工场内的机械，但现在不存在于工场内。或者，存在如下情况：即使在工场内存在相同或类似的机械，但不存在机械的构成部件。例如，存在如下情况：不存在实际成绩信息31中包含的工具。在这样的情况下，机械判定部17将无法通过工场内存在的机械加工工件的实际成绩信息删除。
接下来，在步骤133中，机械判定部17判定是否剩余能够通过工场内的机械加工工件的实际成绩信息31。当剩余通过工场内的机械可加工工件的实际成绩信息31时，控制向步骤107转移。另一方面，当没有剩余通过工场内的机械可加工工件的实际成绩信息31时，控制向步骤122转移。即，在无法执行由提取部12提取出的所有实际成绩信息31的加工技术时，控制向步骤122转移。
步骤122至步骤124与本实施方式的第二控制相同(参照图19)。即，在步骤122中，根据设计信息判定能否通过工场内的机械加工工件。在能够通过工场内的机械加工本次的工件时，控制向步骤123转移。然后，显示部22显示加工技术。在步骤122中，在无法通过工场内的机械进行加工时，控制向步骤124转移。在步骤124中，显示部22显示无法通过当前工场内存在的机械加工工件的结果。
如此，存在如下情况：即使是过去具有实际成绩的工件加工，不存在加工所需的机械或机械的构成部件。在第三控制中，能够判定能否通过实际成绩信息中不包含的方法进行工件的要素的加工。并且，可使作业员知晓判定结果。
在本实施方式中，实际成绩信息31、设计信息41、允许信息51以及机械配置信息61存储于在运算处理装置5的内部配置的一个存储部11中，但是并不限于该方式。也可以存储在用于存储各信息的多个存储部。或者，也可以存储在经由通信线与运算处理装置连接的存储部。例如，上述信息可以存储在经由网络与运算处理装置连接的其他运算处理装置的存储部中。
根据本公开的一方式，可提供一种设计辅助装置，其对加工中使用的机械的选定以及工件形状的设定进行辅助。
在上述各控制中，可在不变更功能和作用的范围内适当地变更步骤的顺序。
上述实施方式可适当组合。在上述各图中，对相同或相等的部分标注相同的符号。另外，上述实施方式是例示并非限定发明。此外，在实施方式中，包含权利要求所示的实施方式的变更。

Claims (5)

1.一种设计辅助装置，其特征在于，具有：
实际成绩信息存储部，其存储过去加工了工件时的实际成绩信息；
设计信息存储部，其存储包含本次工件的设计形状的设计信息；
允许信息存储部，其存储允许信息，该允许信息包含对于所述设计形状允许尺寸变更的允许形状的信息；
提取部，其提取所述实际成绩信息；
评价部，其评价所述实际成绩信息中包含的信息；以及
形状设定部，其设定变更了所述设计形状后的工件的要素的形状，
所述实际成绩信息包含工件的形状以及材质的信息、包含对工件进行了加工的机械的种类在内的加工技术的信息、以及加工结果的信息，针对工件的每个要素，将所述实际成绩信息存储在所述实际成绩信息存储部，
所述提取部提取包含与本次工件的要素的所述设计形状类似的要素的形状以及与本次工件的材质类似的材质的所述实际成绩信息，
所述评价部根据加工结果来评价由所述提取部提取出的所述实际成绩信息中包含的要素的加工技术，并根据评价结果来选择加工技术，
所述形状设定部根据由所述评价部选定的加工技术以及允许形状来设定要素的形状。
2.根据权利要求1所述的设计辅助装置，其特征在于，
所述设计辅助装置具有：
显示部，其显示与工件的加工相关联的信息；以及
输入部，其用于作业员输入与工件的加工相关联的信息，
所述评价部形成为根据预先决定的评价方法以及评价基准，进行加工技术的评价，
作业员能够经由所述输入部变更所述评价方法以及所述评价基准，
在所述评价部判定为不存在满足所述评价基准的加工技术时，所述显示部显示不存在满足所述评价基准的过去的加工技术的信息。
3.根据权利要求1或2所述的设计辅助装置，其特征在于，
所述设计辅助装置具有：
显示部，其显示与工件的加工相关联的信息；以及
计算部，其计算用于加工工件的时间和费用中的至少一方，
所述计算部根据所述实际成绩信息计算用于将要素加工成通过所述形状设定部设定的形状的时间以及费用中的至少一方，
所述显示部显示由所述计算部计算出的时间以及费用中的至少一方。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的设计辅助装置，其特征在于，
所述设计辅助装置与加工工件的机械以及检查工件的检查装置中的至少一方可通信地连接，
所述设计辅助装置具有信息取得部，该信息取得部取得所述实际成绩信息的至少一部分，
所述实际成绩信息存储部存储从机械以及检查装置中的至少一方取得的所述实际成绩信息。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的设计辅助装置，其特征在于，
所述设计辅助装置具有：
显示部，其显示与工件的加工相关联的信息；
机械信息存储部，其存储机械配置信息，该机械配置信息包含预先决定的区域中存在的机械的信息；以及
机械判定部，其判定能够将工件加工成所述设计形状的机械是否存在于所述区域中，
在包含与本次工件的要素的所述设计形状类似的要素的形状和与本次工件的材质类似的材质的所述实际成绩信息不存在时，或者无法执行由所述提取部提取出的全部实际成绩信息的加工技术时，所述机械判定部根据机械配置信息来判定是否存在能够将工件加工成所述设计形状的机械，
所述显示部显示由所述机械判定部判定出的结果。
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