JP3744708B2 - Processing cost estimation device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械加工製品のCADデータを利用して、その製品を製造する際の機械加工の加工コストを見積もるための装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
設計時間の短縮や労力軽減のため、CAD(Computer Aided Design)の利用が進んでいる。更に、製造工程までの自動化を見据え、CADシステムで作成したデータを製造工程の工作機械等の制御に利用しようとするCAD/CAM(Computer Aided Manufacturing)システムも現れている。製造・加工のためには一般に3次元の形状データが必要だが、近年の3次元CAD技術の進歩によりソリッドモデラなどの3次元データを取り扱い可能なCADシステムが現れ、CAD/CAMの実現に寄与している。
【0003】
CAD/CAMは、例えば金型設計・製造の分野で実用化が進んでいる。特に、近年では、モデル形状を各部の寸法パラメータの変更に連動して変更することができるパラメトリックソリッドCADが利用され、設計の効率化のみならず製造工程とのデータの共用化が可能となっている。
【0004】
さて、製造コスト低減の要請に応えるため、機械加工製品設計においても、加工コスト(加工に要する時間や加工のための費用など)を意識した設計が求められている。しかしながら、現実問題として、1度の設計で加工コストの要求水準を満足させることは熟練した設計者でも困難なことである。したがって、実際には、いったんCAD等で設計を行った後、その設計図面を元に技術者が加工コストの見積もりや工程表の作成を行い、必要に応じて設計にフィードバックをかけることになる。加工コストの見積もりや工程表の作成には、機械加工に対する広範かつ正確な知識が必要とされるため、熟練した技術者が必要とされる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このような人手による作業では、いくら熟練者とはいっても、見積もり結果が得られるまでに数日という時間を要する。このため、見積もりに応じて設計の修正を繰り返して適切な設計を得るには、膨大な時間がかかることになりかねない。設計現場に日程的な余裕が与えられない場合は、見積もり結果を設計に反映させることは困難となる。また、人手による見積もりを続けるには、妥当な見積もりができる熟練者を継続的に養成し、維持していく必要がある。
【0006】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、CAD/CAMシステムの製品モデルの情報から、その機械加工に必要な加工コストを自動的に見積もるための装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る装置は、機械加工製品のCADモデルにおける各加工対象面に対し、粗さ属性を設定する粗さ設定手段と、それら各加工対象面に設定された粗さ属性とに基づき、前記製品の加工対象面群に関する加工コストを算出するコスト見積もり手段とを有する。
【0008】
切削や研磨などにより製品を形成する機械加工では、仕上げ粗さ(精度)が加工コストに大きな影響を与える。本実施形態では、CADモデルの各加工対象面に粗さ属性を設定することにより、その粗さ属性から加工コストを自動計算することができる。なお、ここでいう加工コストは、加工に要する時間、加工に要する費用の両方の概念を含むものとする。
【0009】
本発明では、コスト見積もり手段は、前記CADモデルにおける隣接する加工対象面同士をグループ化することにより、前記CADモデルに含まれる加工対象面群を1以上の面グループに分けるグループ化手段と、グループ化手段で求められた各面グループごとに、当該面グループが成す形状に基づき当該面グループを所定の形状タイプのいずれに属するかを判定するタイプ判定手段と、形状タイプと粗さ属性との組合せに応じた加工コスト算出ルールを記憶したコストデータベースと、前記各面グループごとに、前記タイプ判定手段で求めた当該面グループの形状タイプと、その面グループを構成する各面の粗さ属性との組合せに対応する加工コスト算出ルールを前記コストデータベースから求め、このルールに基づき当該面グループの加工コストを算出する個別コスト算出手段とを含む。
【0010】
本発明では、加工部位の形状によって加工の内容(用いる工具や手順)が異なり、これが加工コストに影響を与えることを考慮して、粗さ属性だけでなく、形状も考慮して加工コストを求めるようにした。この態様では、形状タイプと粗さとの組合せごとに加工コスト算出ルールを定め、これをデータベース化しておく(コストデータベース)。加工部位は、隣接する加工対象面のグループとして規定される。例えば、この面グループに属する面の数や、それらの配置関係などにより、形状タイプを判定することができる。そしてこの形状タイプと粗さ属性から、上記データベースからコスト算出ルールを特定することができ、このルールを用いてその面グループの加工コストを求めることができる。なお、加工コスト算出ルールとしては、例えば単位面積当たり、あるいは単位加工時間当たりのレートを用いることができる。例えば、単位面積当たりのレートを用いる場合は、そのレートに当該面グループの面積を乗じれば、加工コストが求められる。
【0011】
なお、工作機械では、ワークのセットの仕方などで主加工方向が定まり、この主加工方向について加工速度が最大となる。これに対し、加工部位を形成する際の加工方向が主加工方向と異なる場合には、加工速度が遅くなる。特に加工方向が主加工方向に対して斜めになる場合は、加工速度はかなり遅くなる。このようなことを考慮して、主加工方向に対する面グループの向きに応じて加工コスト算出ルールを細分化することも好適である。
【0012】
また、同じ加工方法で加工でき、製品に比較的頻繁に現れる規格的な形状の部位は、その部位の種類が決まれば加工コストが定まる。そこで、それら規格的な部位を種類ごとに分類し、各種類ごとに加工コストの算出ルールをデータベース化し、設計段階でCADモデルの特殊加工部位にその種類を属性として設定しておけば、そのデータベースから特殊加工部位の加工コストを求めることができる。加工対象面の粗さ属性をベースとする上述の方式は、どのような形状の部位にも適用可能であるという利点があるが、計算処理はこの特殊加工部位方式の方が簡便である。したがって、両者の方式を組み合わせることにより、効率のよい見積もり処理を実現することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態(以下実施形態という)について、図面に基づいて説明する。以下では、プレス加工用金型の設計における加工コスト見積もりシステムを例にとって説明する。しかしながら、以下の説明から明らかなように、本実施形態の手法は、プレス加工用金型のみならず、切削、研磨など機械加工によって製造する製品一般に適用可能である。
【0014】
[システム構成]
図1は、本発明に係る加工コスト見積もりシステムの概略構成を示す機能ブロック図である。図1において、CADシステム10は、モデル形状をパラメトリックに変更可能なソリッドモデラである。このCADシステム10を用いて作成された金型のCADデータ12は、金型の形状を表すソリッドモデルのデータと、そのソリッドモデルの各構成要素に設定された属性データを含んでいる。
【0015】
<加工属性>
周知のように、ソリッドモデルでは、1つの製品(オブジェクト)を構成する構成要素を、頂点、辺(エッジ)、面、シェル(空間を囲む領域。複数の面で規定される)といった幾何学概念の階層ごとに整理し、管理している。各構成要素には一意的な識別情報(以下「ID」と呼ぶ)が付与され、このIDにより各構成要素を指定、参照可能となっている。
【0016】
CADシステム10は、このようなオブジェクトの構成要素に対して、各種の属性データを設定するための機構を有する。構成要素には様々な種類の属性データが設定可能であるが、本実施形態の目的である機械加工のコスト見積もりに関係するのは、粗さ属性と特殊加工部位タイプ属性である。
【0017】
粗さ属性は、面を加工するときの目標となる面の粗さであり、仕上げ精度とも呼ばれる。したがって、粗さ属性は面に対して設定される。ただし、粗さ属性は、ソリッドモデルの必ずしもすべての面に設定されるわけではなく、加工対象の面にのみ設定される。金型の場合、鋳物から切削、研磨等の機械加工により各面を形成していくが、そのような機械加工を行う面についてのみ粗さ属性を設定する。
【0018】
特殊加工部位タイプ属性は、ソリッドモデルの各構成要素のうち、予め定められた特殊加工部位タイプに該当する構成要素に付与される属性である。
【0019】
金型には、ガイドポスト穴やプレス取付座など、形状・サイズが決まっている規格的な部位が設けられる。このような規格的な部位は、加工の内容が定まっており、加工に要する時間等も分かっている。本実施形態では、このような規格的な部位を特殊加工部位と呼び、ガイドポスト穴やプレス取付座等のようにタイプ分けしている。CADシステム10における設計において、そのような規格的な部位を設ける場合には、その部位の属性データとして、ガイドポスト穴等の特殊加工部位タイプを設定する。
【0020】
図2は、CADデータ12に含まれる粗さ属性のデータ内容の一例を示す図である。このデータには、加工対象面ごとに、CADデータにおけるID(面ID)と粗さ属性の設定値(▽、▽▽など)が設定されている。図3は、CADデータ12に含まれる特殊加工部位属性のデータ内容の一例を示す図である。このデータには、各部位ごとに、CADデータにおけるID(部位ID)と特殊加工部位タイプ(ガイドポスト穴など)が設定されている。なお、ここでは、粗さ属性と特殊加工部位属性を別々の図に示したが、これは必ずしもCADデータ12において粗さ属性と特殊加工部位属性とが別々に保持されていることを意味するものではなく、これらはCADデータにおける各構成要素の属性データ領域にまとめて保持されていてもよい。
【0021】
<加工費見積もり処理部>
加工費見積もり処理部14は、このような粗さ属性、特殊加工部位属性が設定されたCADデータを元に、加工データベース(以下「データベース」を「DB」と略す)20を参照して、金型の加工コスト(加工時間及び加工費)の見積もりを行う。加工DB20には、形状タイプ判定ルールDB21、面加工部位DB23、特殊加工部位DB25、作業コードDB27、及び加工単価DB29の5種のDBが含まれる。この加工費見積もり処理部14の見積もり処理では、粗さ属性の設定されている面(すなわち加工対象面)群と、特殊加工部位属性が設定されている部位群とについて、それぞれ加工コストを算出し、その合計を金型の全体的な加工コストとする。
【0022】
(1)加工対象面群の加工コスト
加工対象面面群の加工コストは、基本的には、各面の粗さ属性と面積から求められる。これは、機械加工においては粗さ(仕上げ精度)の値に応じて単位面積当たりの加工に要する単価(時間や費用)が異なることを考慮したものである。より厳密には、加工部位の形状やサイズ(面積あるいは切削する体積)、あるいは工作機械の主たる加工方向(主加工方向と呼ぶ)に対する加工部位の向き、あるいは設計対象である金型の種類(上型、下型、パッドなど)によって、用いる刃具や加工手順(工作機械の動かし方など)、工作機械が異なり、それがコストの差につながるので、それらの条件も考慮する。
【0023】
加工部位は、隣接する加工対象面の集まりとして規定される。そのような隣接加工対象面の集まりを面グループと呼ぶ。加工部位の形状とは、この面グループの形状である。本実施形態では、この面グループの形状を、予め定めた複数の形状タイプに分類する。これは、金型製作において現れる形状を、その形状を形成するのに必要となる加工方法なども加味して分類したものである。
【0024】
例えば形状タイプには、図4に示す「壁なし面」や図5に示す「彫り込み」を初めとして様々なタイプが存在する。形状タイプの判定は、その面グループを構成する面の数やそれら各面のトポロジカルな配置関係、各面の形状やサイズなどから定められる。例えば、ある面グループの面の数が1(すなわち隣接面なし)であり、その面の形状が平面であれば、その面の形状タイプは「壁なし面」となる。また、図5に例示した「彫り込み(3面)」という形状タイプは、2つの面が交わる角の部分を四角く彫り込んだときにできる形状であり、ある面グループで1つの面に対して隣接する垂直面が3つあった場合には、この面グループは「彫り込み(3面)」という形状タイプに分類される。このような形状タイプの判定のためのルールが形状タイプ判定ルールDB21に登録されており、加工費見積もり処理部14ではこのDB21を参照して各面グループの形状タイプを判定する。
【0025】
さて、本実施形態では、加工部位の形状タイプ、主加工方向に対する向き、仕上げ粗さ及びサイズ(面積)に基づき、加工部位を複数の加工タイプに分類し、各加工タイプごとに単位面積当たりの加工時間(単位加工時間と呼ぶ)を定め、これをデータベース化しておく。このDBが面加工部位DB23である。ある加工部位(面グループ)の加工時間を求めるには、その加工部位の形状、向き、仕上げ粗さ、サイズから単位加工時間を求め、その単位加工時間にその加工部位の面積を乗じればよい。
【0026】
図6に、面加工部位DB23のデータ内容の一例をテーブル形式で示す。このテーブルでは、各加工タイプにはそれぞれ識別のための番号が割り当てられており、各加工タイプは、形状タイプ、主加工方向に対する「向き」、仕上げ粗さ、サイズ(面積)の4つのファクタの組合せによって分類されている。これら4つのファクタを定めると加工の種類(すなわち加工に用いる刃具や加工手順など)が定まってくるため、それに応じて単位面積当たりの加工時間(単位加工時間)を定めることができる。
【0027】
すなわち、形状タイプは、加工部位の形状であり、加工の難易に大きな影響を与える。この点では、主加工方向に対する「向き」も同様である。ここでいう「向き」は、その加工部位を加工する際の加工の方向の、主加工方向に対する向きである。例えば、壁なしの面(図2参照)の場合、面に垂直な方向が加工の方向であり、この方向が主加工方向と同じならばその面は「正面」、その方向が主加工方向に垂直ならば「側面」になる。また、加工部位がドリル穴や通し穴などの穴の場合は、穴の中心軸の方向が加工方向であり、これの主加工方向に対する向きが、ここでいう「向き」である。加工部位の加工方向が主加工方向に一致する場合がもっとも加工が容易であり、加工に要する時間が短い。そして、加工方向が主加工方向に垂直な場合が、一般にその次に加工が容易である。そして、加工方向が主加工方向に対して斜めを向いている場合が、工作機械の制御がもっとも複雑になり、加工に要する時間ももっとも長くなる。
【0028】
仕上げ粗さは、用いる刃具やその送り速度、加工手順などに影響を与えるので、加工時間にも影響を与える。当然ながら、仕上げ粗さが粗いほど、単位加工時間は短くなる。また、加工部位の面積が広い場合と狭い場合とで、用いる刃具や加工条件などが変わることは周知であり、加工部位のサイズも、単位加工時間に影響を与える。
【0029】
図6では、単位加工時間としては、単位面積(例えば100cm2)当たりに要する加工時間を「時間」単位で表している。図6のテーブルによれば、例えばある加工部位(面グループ)について、形状タイプが「壁なし」、向きが「正面」、仕上げ粗さが「▽▽」、サイズが「100未満」と分かった場合は、その部位の加工の際の単位加工時間は0.08時間であることが分かる。これにその加工部位の面積(例えば、その加工部位を構成する面群の総面積)を乗じることにより、その部位を加工するのに要する加工時間が求められる。そして、すべての面グループについて求めた加工時間を総和すれば、その製品の加工対象面群全体についての加工時間が求められる。
【0030】
なお、以上では、加工タイプの分類を4つのファクタにより行ったが、それら4つのファクタのすべての組合せを考える必要はなく、金型なら金型の設計に現れる組合せのみを考えればよい。例えば、斜めに穴を彫り込むことがない製品ならば、形状「穴」について「斜め」という向きは考慮しなくてよい。したがって、そのような組合せに応じた加工タイプは面加工部位DB23に登録しなくてもよい。
【0031】
また、以上に示した4つのファクタによる加工タイプの分類はあくまで一例であり、様々な変形が可能である。例えば、それら4つのファクタに加え、ワークの材質によって更に分類することも可能である。材質に応じて刃具その他の加工条件が変わってくるので、単位加工時間も変わってくるからである。材質の異なる複数の製品を設計する場合には、材質も考慮することが必要となる。
【0032】
以上、加工時間について説明したが、加工費の場合は、更にもう一つファクタが加わる。それは、設計対象である金型部品の種類(上型、下型、パッドなど。この分類を型部品タイプとよぶ)である。すなわち、型部品タイプが異なれば用いる工作機械やワークのセットの仕方などの諸条件が異なり、これが加工費の差につながる。例えば、上型や下型などの比較的大きな型部品の場合は、大型のNC工作機械でほぼ自動で加工されるのに対し、小さな型部品の場合は小型の工作機械でマニュアル操作で加工されることが多い。ここで、前者と後者とで同じ加工タイプの部位を加工する場合を考える。この場合、加工時間は、切削、研磨等、物理的な処理に要する時間なので、加工タイプ(加工の内容)が同じならば工作機械が違ってもそのレート(単位加工時間)はほとんど変わらない。これに対し、加工費の場合は、用いる工作機械の種類、特に自動であるかマニュアル操作が必要か、によってそのレート(加工単価)が変わってくる。すなわち、後者は前者よりも人件費が多くかかり、これが加工単価に差を生む。そこで、本実施形態では、加工タイプと型部品タイプにより作業の種類を分類し、作業の種類ごとに加工単価を定めている。この作業種類の分類のための情報を登録したのが作業コードDB27であり、作業の種類ごとの加工単価を登録したのが加工単価DB29である。
【0033】
図7は、作業コードDB27のデータ内容をテーブル形式で表した図である。作業コードは、作業の種類ごとに一意的に割り当てたコードであり、これは本システムの後流であるCAMシステムでも利用できるように定めることが好ましい。図から分かるように、加工タイプと型部品タイプとの組合せごとに、作業コードが定められている。型部品タイプは、型部品の種類ごとに割り当てられたコードであり、例えば、型部品タイプ「52」及び「62」は、それぞれ上型及び下型を示す。加工タイプが「001」(壁なし、正面・・・)で加工対象が上型「52」又は下型「62」の場合、作業コードは共に「J22」となる。これは、上型と下型とでは、加工タイプ「001」については同じ工作機械、工作条件で工作できるので、作業の内容が同じとなるからである。これに対し、同じ加工タイプ「001」でも型部品タイプがパッド「32」となると、加工に用いる工作機械又は工作条件が変わってくるので作業の種類が変わり、異なる作業コード「DT」に分類されることになる。
【0034】
図8は、加工単価DB29のデータ内容を示した図である。図示のように、加工単価DB29には、各作業コードごとに、加工単価(すなわち単位時間当たりの加工費)が登録されている。
【0035】
したがって、ある加工部位(面グループ)の加工費を求めるには、その部位の加工タイプと型部品タイプから作業コードDB27を参照して作業コードを求め、次にその作業コードに対応する加工単価を加工単価DB29から求め、この加工単価を、前述の方法で求めた当該加工部位の加工時間に乗算すればよい。
【0036】
なお、以上のように、加工費を求めるのに、単位時間当たりの加工単価を用いたのは、加工費は人件費等、時間をファクタとする費目を含むためである。これに対し、加工時間は、純粋に工作機械による物理的な処理にかかる時間なので、加工内容(すなわち加工タイプ)と加工の量(すなわち加工面積)から定めることができる。
【0037】
また、以上では、加工タイプごとに単位加工時間を定めたが、これは加工タイプが共通していれば、用いる工作機械の種類等の条件が異なっていても単位面積当たりの加工時間がほぼ同じになるからであった。これに対し、もし同じ加工タイプでも工作機械の種類によって単位加工時間が大きく変わるような場合があれば、その場合には、単位加工時間は加工タイプごとではなく、作業コードごとに定めることになる。このような場合も、本発明の範囲に含まれる。
【0038】
(2)特殊加工部位群の加工コスト
次に、特殊加工部位群の加工コストの求め方を説明する。
【0039】
上記の加工対象面群の加工コストは、加工時間については、部位の形状や向き、仕上げ粗さ、サイズなどで決まる加工タイプと加工面積により定め、加工費については、加工タイプと型部品タイプにより定まる作業コードと加工時間から定めた。このように、加工対象面群の加工コストを求めるには、加工対象面をグループ化して各面グループごとに形状を判定し、更にこの形状や仕上げ粗さなどの条件から加工タイプを判定するなどの多くの手順が必要であった。
【0040】
これに対し、特殊加工部位は、形状、サイズその他の加工条件等が定まっているので、処理をもっと単純化できる。例えば、「ガイドポスト穴」というタイプの特殊加工部位であれば、その形状、サイズ、仕上げ粗さ、向きが決まっているので、その部位1個当たりの加工時間も分かる。このような特殊加工部位のタイプごとに、その加工時間(単位面積当たりではなく、当該部位1個当たりである)をデータベース化しておけば、特殊加工部位のタイプさえ分かれば、それから加工時間を求めることができる。このデータベースが、図1の特殊加工部位DB25である。
【0041】
図9に、特殊加工部位DB25のデータ内容の一例を示す。図示のように、特殊加工部位DB25には、各特殊加工部位タイプごとに1個当たりの加工時間が登録されている。なお、このDBはもっと詳細にすることもできる。例えば、ガイドポスト穴に複数のサイズがある場合には、各サイズごとに別々のタイプと捉え、それぞれ加工時間を登録しておけばよい。
【0042】
したがって、CADデータ12に特殊加工部位が含まれていれば、その部位の特殊加工部位タイプから、特殊加工部位DB25を参照することにより、加工時間を求めることができる。同じタイプの特殊加工部位が複数あれば、そのタイプの加工時間を個数分だけ累積すれば、それら同タイプの特殊加工部位群の総加工時間となる。
【0043】
以上の説明から分かるように、特殊加工部位タイプは、前述の面加工部位DB23(図6参照)の加工タイプと加工部位の面積とを組み合わせたものと等価であると言える。特殊加工部位について、前述の加工対象面群のコスト計算と同様の方法を適用することももちろん可能であるが、本実施形態では、できるだけ見積もり処理時間を低減するため、規格化された部位についてはより簡単に計算ができるようにしたのである。
【0044】
特殊加工部位群の加工費については、前述の加工対象面群の場合と同様、型部品タイプを考慮する必要がある。すなわち、特殊加工部位群の場合も、加工対象面群の場合と同様、加工のタイプ(すなわち特殊加工部位タイプ)と型部品タイプとにより、作業コード分類を行い、作業コードごとに加工単価を定める。このようにする理由は、前述の加工対象面群のコスト計算の場合と同様なので、説明を省略する。
【0045】
したがって、本実施形態のシステムでは、特殊加工部位群についても、図7と同様のテーブルが作業コードDB27に登録されており(この場合特殊加工部位タイプが図7の「加工タイプ」に対応する)、それら各作業コードに対応する加工単価が加工単価DB29に登録されている。なお、ここでは、分かり易くするため、特殊加工部位タイプを「ガイドポスト穴」などの名称で示したが、このタイプは、当然ながら、加工タイプと同様識別番号で表してもよい。
【0046】
作業コードDB27と加工単価DB29から求めた加工単価を、前述の方法で求めた加工時間に乗じることにより、加工費を求めることができる。すべての特殊加工部位について、そのようにして求めた加工費を総和することにより、前特殊加工部位についての加工費が求められる。
【0047】
[処理手順]
次に、フローチャートを用いて、本実施形態における加工コストの見積もり処理の手順を説明する。
【0048】
<全体>
まず、図10を参照して、全体的な処理手順を説明する。
【0049】
まず、パラメトリックに形状変更が可能なCADシステム10により、設計者が金型の形状設計を行う(S10)。次に、このCADシステム10上で、設計者が、形状設計によりできたソリッドモデルに対し、粗さ属性及び特殊加工部位属性の設定を行う(S12、S14)。粗さ属性は、モデルの面のうち、加工対象の面に対して設定し、その属性値は仕上げ粗さのレベルである。特殊加工部位属性は、所定のいずれかの特殊加工部位タイプに該当する部位に対して設定し、その属性値は特殊加工部位タイプである。このように設定された属性データは、CADデータ12に保持される。ここまでがCADシステム10における処理である。
【0050】
形状設計、及び粗さ属性、特殊加工部位属性の設定が完了すると、加工費見積もり処理部14における見積もり処理が開始される。この見積もり処理においては、まずオペレータが、型部品タイプや主加工方向などの見積もりの前提条件を入力する(S16)。すなわち、これから見積もりを行う金型が、上型、下型、パッド等のいずれの型部品タイプに該当するのか、及び加工作業の際の主加工方向はそのソリッドモデルに対してどの方向なのか、等の条件を入力するわけである。型部品タイプや主加工方向は、CADデータ(形状及び各種属性データ)だけから自動判定することができないので、人手による入力を行う。なお、もちろん、これら見積もり条件は、CADシステム10にて予め設定しておいてもよい。
【0051】
見積もり条件の入力が完了すると、見積もり処理が開始される。本実施形態では、粗さ属性の設定された面群(すなわち加工対象面群)についての見積もりと、特殊加工部位属性が設定された部位群についての見積もりとを、概念上、分けて行う。ここでは、前者を面加工見積もり処理(S20)と呼び、後者を特殊加工見積もり処理(S30)と呼ぶ。これらS20及びS30の処理の詳細については、後に改めて説明する。いずれにしても、S20によれば粗さ属性の設定された面群についての総加工費を求めることができ、S30によれば特殊加工部位属性が設定された部位群についての総加工費を求めることができる。これらS20及びS30の処理は、全く独立に行うことができるので、それら処理の実行順序は図示のものに限られない。
【0052】
面加工見積もり処理(S20)と特殊加工見積もり処理(S30)の両方が完了すると、それら両者の見積もり結果を統合して、金型全体の加工費を求める(S40)。これにより、金型を製作するのに機械加工処理に要する総費用が分かる。これが金型の加工費として出力される。
【0053】
なお、本実施形態のシステムでは、この総加工費に加え、金型製作のための工程表を作るための原データを出力する。この工程表用原データは、単純には、加工部位ごとの作業コードと加工時間との組合せを羅列したものでよい。特殊加工部位については、同じタイプのものが複数あっても定型的な処理が繰り返されるだけなので、加工部位ごとと言うよりはタイプごとに作業コードと加工時間を集計すればよい。作業コードや加工時間の情報は、見積もり処理の過程で求めることができるので、これを工程表用原データとして用いるのである。後流の工程設計では、この原データを見ながら、設計者が適切な作業の順序を定め、工程表を作成することになる。
【0054】
このような一連の手順により、金型を加工する際の加工費及び工程表用原データ30(図1参照)が求められる。
【0055】
以上、本実施形態の見積もり処理の全体の流れを説明した。このような処理により、金型の総加工費が求められると、これを目標額と比較することにより、与えられたCADモデルが加工費の要件を満足する設計であるか否かが判定できる。
【0056】
では、次に、面加工見積もり処理(S20)及び特殊加工見積もり処理(S30)の詳細を順に説明する。
【0057】
<面加工見積もり>
面加工見積もり処理(S20)の詳細な手順は、図11に示される。この手順では、まずCADデータ12から加工対象面の抽出を行う(S202)。加工対象面は、粗さ属性の設定された面である。加工費見積もり処理部14は、CADデータ12(ソリッドモデル)の各面の属性データを調べ、粗さ属性の設定された面を加工対象面として抽出する。
【0058】
次に、加工費見積もり処理部14は、抽出した加工対象面群を、面同士の隣接関係に着目してグループ化する(S204)。この処理では、抽出した各加工対象面ごとに、CADデータ12を参照して、その加工対象面に隣接する加工対象面を抽出していく。これにより、各加工対象面ごとに、その面(基準面と呼ぶ)と、その面に隣接する加工対象面(隣接面と呼ぶ。無い場合もあれば、1個又は複数ある場合もある)群からなる面グループが求められる。
【0059】
このS204の段階では、各加工対象面ごとに隣接面群をグループ化するので、同じ面が複数の面グループに含まれる場合がある。この段階の面グループを、抽出面グループと呼ぶ。図12は、抽出面グループ群のデータ内容の一例を示す図である。この例では、各面グループごとに基準面のID(CADデータにおけるその面のID)が示され、それに隣接する隣接面のIDが列挙されている。S202で抽出された各加工対象面ごとに隣接面の面グループを求めるので、各加工対象面はいずれかの面グループの基準面となっている。例えば、図5に示した「彫り込み3面」の加工部位を構成する加工対象面の面グループを例にとって考えてみる。図5の各面に括弧書きで示した数字は、その面のIDを示す。この部位で、ID45の面を注目したときの面グループがグループ1である。この場合、ID45の面が基準面であり、ID62、75、76の各面が隣接面となる。これに対し、ID62の面に注目した場合、グループkが形成される。この場合、ID62の基準面に対し、隣接面はID45及び75の面のみとなる(ID76の面はID62の面から見て隣接面ではない)。
【0060】
このように、各加工対象面に着目して隣接面のグループを形成していくと、1つの面が複数の面グループに属する場合が出てくる(図12のグループ1とグループkを参照)。そこで、本実施形態では、同一の面が所属する面グループの間引きを行い、1つの面が1つの面グループのみに属するようにする(S206)。これは、本実施形態では、1つの面グループを、同じ加工内容を施す1つの加工部位とみなすからである。S206の間引き処理は、各種の条件に基づき行う。
【0061】
その条件の一つとしては、面グループを構成する面の数の多いものを残すという条件がある。この条件は、前述の図12のグループ1とグループk(対応部位の形状は図5参照のこと)との比較から理解することができる。すなわち、グループ1とグループkとは、ID76の面が含まれるか否かが異なるだけで、その他の構成面は全く同じである。この場合、上記条件によりグループkが間引かれることになる。図5の形状を加工しようとすれば、ID76の面だけ他の3面と別に加工するわけにはいかない(仮にそのようにしたとすれば、非常に効率が悪い)ことから、上記条件の妥当性は理解されよう。
【0062】
また、別の間引き条件として、主加工方向に対する基準面の向きに関する条件を用いることもできる。この条件は、基準面の法線方向が主加工方向に一致する面グループを最高の優先順位、主加工方向に垂直なものを優先順位第2位、主加工方向に対して斜め(平行でも垂直でもない)場合を優先順位第3位として、もっとも優先順位の高い面グループのみを残すという条件である。この条件は、構成面が全く同じ面グループが複数あった場合に、そのいずれを残すかを決める条件として用いることができる。例えば、図5の形状の場合、ID45の面を基準面とした面グループ(図12のグループ1)と、ID75を基準面とした面グループとは、面の数もそのグループを構成する面も全く同じである。このような場合、グループ1は、基準面(ID45)の法線方向が主加工方向に一致する(すなわち最高優先順位を持つ)ので、これが選択され、ID75の面を基準面としたグループは間引かれることになる。
【0063】
このように、主加工方向に対する基準面の向きを間引き条件に考慮するのは、もっとも加工コストの低い(加工時間、費用が少ない)ものを残すためである。すなわち、図5に示した形状は、主加工方向に沿って加工を進めても、ID75の面に垂直な方向に沿って加工を進めても、加工することはできるが、主加工方向に沿って加工する方が加工速度が速い(さらに言えばワークのセットのし直し等の作業も発生しにくい)ので、その方向に合致した面グループを選択するわけである。
【0064】
このような間引き条件に従った間引き処理が完了すると、残った各面グループ(間引き後面グループと呼ぶ)ごとに、形状タイプの判定を行う(S208)。この判定は、形状タイプ判定ルールDB21の諸ルールに従い、前述した手順で行われる。この処理により、各面グループ(すなわち加工部位)ごとに、その形状タイプが決まる。また、このとき、同時にその面グループを構成する各面の粗さ属性値から、その面グループの仕上げ粗さが求められる。また、各面グループの基準面の法線方向と主加工方向との関係から、その面グループの「向き」も決定できる。
【0065】
形状タイプが判定されると、次に、各間引き後面グループごとに、加工面積を求める(S210)。この加工面積は、例えば、その面グループを構成する面群の総面積などである。加工面積は、CADデータ12の各面の情報から、求めることができる。なお、形状タイプの判定(S208)と加工面積の算出(S210)は、いずれを先に行ってもよい。
【0066】
各間引き後面グループの形状タイプ及び加工面積が求められると、それら各グループの加工時間を求める(S212)。加工時間は、前述のように、形状タイプ、向き、仕上げ粗さ、加工面積(これらはこれまでのステップで求められている)などのファクタから面加工部位DB23にて単位加工時間を求め、その単位加工時間に加工面積を乗じることにより求めることができる。なお、このステップでは、各面グループの加工時間を求める過程で、それら各面グループの加工タイプが特定できる。
【0067】
各間引き後面グループの加工時間及び加工タイプが求められると、次にそれら各面グループに作業コードを割り当てる(S214)。このステップでは、前述したように、各面グループの加工タイプと、設計対象の型部品のタイプ(上型、下型など)とから、作業コードDB27を参照して、各面グループに割り当てる作業コードを決定する。
【0068】
作業コードの割り当てが終わると、各間引き後面グループの作業コードとS212で求めたそれら各面グループの加工時間から、加工費を算出する(S216)。このステップでは、各間引き後面グループごとに、加工単価DB29からそのグループの作業コードに対応する加工単価を求め、この加工単価をその面グループの加工時間に乗算する。これにより、個々の面グループの加工費が求められる。これら個々の面グループの加工費を総和することにより、設計対象の金型全体についての加工費(ただし特殊加工部位に関する費用は除く)が求められる。
【0069】
このような処理手順により、粗さ属性が設定された面群の加工に要する総加工費が求められる。また、この処理手順の副産物として、各面グループごとに作業コードと加工時間とが分かるので、これらの情報を例えばリスト化して出力すれば、これを工程表作成の基礎となる原データとして用いることができる。
【0070】
<特殊加工見積もり>
次に、特殊加工見積もり(S30)の詳細な手順を図13を参照して説明する。
【0071】
この手順は、CADデータ12から特殊加工部位属性の設定された部位を抽出する(S302)ことから始まる。特殊加工部位属性には、「ガイドポスト穴」などの特殊加工部位タイプが設定されており、このステップでは、各特殊加工部位ごとにそのタイプが求められる。
【0072】
次に、各特殊加工部位のタイプの情報に基づき、特殊加工部位DB25を参照して、加工時間を算出する(S304)。特殊加工部位DB25は、各特殊加工部位タイプごとの1個当たりの加工時間の情報を保持しているので、これを参照すれば各特殊加工部位ごとの加工時間が分かる。なお、特殊加工部位は定型的な形状であり、タイプが同じであれば加工内容が全く同じであるので、もし設計対象の金型に同じタイプの特殊加工部位が複数あれば、それらは続けて一気に加工した方が効率的である。そこで、このステップでの加工時間は、各特殊加工部位タイプごとに集計する。すなわち各タイプごとに、1個当たりの加工時間とその個数を乗算することにより、各タイプごとの加工時間を求める。
【0073】
加工時間が求められると、次に特殊加工部位タイプと設計対象の型部品のタイプとから、作業コードDB27を参照して、各特殊加工部位タイプに割り当てる作業コードを決定する(S306)。この処理は、前述の面加工見積もりのS214と同様の処理内容でよい。
【0074】
そして、このようにして作業コードの割り当てが終わると、各特殊加工部位タイプの作業コードとS304で求めたそれら各タイプの加工時間から、加工費を算出する(S308)。このステップでは、各特殊加工部位タイプの作業コードから、加工単価DB29を参照して、そのコードに対応する加工単価を求め、この加工単価を当該タイプの加工時間に乗算することにより、個々のタイプについての加工費を求める。そして、このようにして求めた加工費をすべての特殊加工部位タイプについて総和することにより、特殊加工部位群の総加工費を求めることができる。なお、この手順でも、総加工費算出の副産物として、工程表用原データを求めることができる。
【0075】
以上説明した面加工見積もり処理(S20)及び特殊加工見積もり処理(S30)の結果を統合することにより、設計対象の金型の総加工費を求めることができる。
【0076】
[金型設計支援統合システム]
以上では、加工コスト見積もりのためのシステムを説明した。次に、この見積もりシステムを組み込んだ金型設計支援統合システムについて説明する。
【0077】
図14は、金型設計支援統合システムの全体像を表す機能ブロック図である。このシステムにおいて、加工費見積もり処理部14及び加工DB20が、既に説明した加工コスト見積もりシステムを構成している。この統合システムは、その加工コスト見積もりシステムの他に、購入費の見積もりシステムを有し、金型の製作に必要な総費用(型費と呼ぶ)を求めることができる。
【0078】
すなわち、金型では、主要部分は鋳物等に機械加工を施すことにより製作されるが、その他に取り付け具など、細々とした規格的な部品が必要となる。これらの部品は、既製品を購入することによりまかなうことができる。金型が予算内で製作できるか否かは、加工費だけでなく、購入費も含めた型費で判断する必要がある。この統合システムは、このような型費のチェックを行うための装置である。
【0079】
この統合システムにおいて、型費見積もり部13は、加工費の見積もり機構と、購入費の見積もり機構とから構成される。前者は、CADシステム10、CADデータ12、加工費見積もり処理部14及び加工DB20により構成され、その手順は既に説明したとおりなので、ここでは説明を省略する。
【0080】
一方、購入費の見積もりは、購入費見積もり処理部15が購入品DB40を参照して行う。購入品DB40には、既製部品それぞれの単価が登録されている。購入費見積もり処理部15は、CADデータ12から各既製部品の呼び名を検出し、その呼び名に基づいて、購入品DB40から各既製部品の単価を求め、すべての部品についてその単価を総和することにより、総購入費を求める。なお、部品によっては、供給元に追加加工を要請する場合があるので、そのような追加加工の費用は、例えばオペレータが推算して購入費見積もり処理部15に入力し、これが総購入費に反映される。
【0081】
このようにして求められた総加工費、総購入費が型費チェック処理部16で合計され、型費が求められる。そして、型費チェック処理部16は、求められた型費と、予め登録されていた型費目標とを比較する。そして、型費チェック処理部16は、型費が型費目標の許容範囲で収まっている場合は、CADデータ12が示す設計が目標を満足するものと判断し、部品明細表や工程表用原データ、型費などの結果データ50を出力する。逆に、求めた型費が型費目標の許容範囲を超える場合は、CADシステム10に対し、CADデータ12を修正すべき旨のメッセージを送る。
【0082】
このような統合システムにより、金型設計が目標予算を満足するものかどうかを素早く判定することができ、予算内で収まるよう、設計にフィードバックをかけることができる。
【0083】
ここで、CADシステム10は、パラメトリックに形状変更が可能なソリッドモデラなので、目標予算を超過した場合は、一部の寸法を変えることにより容易に設計を変更することができる。
【0084】
[その他]
以上、本発明に係る加工コスト見積もりシステム及びこのシステムを組み込んだ金型設計支援統合システムの実施形態について説明した。
【0085】
以上説明したように、本実施形態では、CADのモデルの加工対象面に粗さ属性を設定し、その粗さ属性の情報に基づき加工コスト(加工時間や加工費)を求める。特に、本実施形態では、各加工部位の形状タイプと粗さ属性に着目し、各部位に必要な加工内容(加工タイプ)をデータベース化したことにより、CADデータから自動的に各加工部位の加工タイプを判定することが可能となった。判定した加工タイプに応じて加工時間や加工費のレートが定まるので、そのレートから加工時間、加工費を求めることができる。なお、本実施形態では、加工費のレート(加工単価)は、加工内容だけでなく型部品タイプも考慮して定めた。これにより、製作対象の特徴により、用いる工作機械が異なってくる場合などにも対応した、きめ細かい加工費計算が可能になる。
【0086】
また、本実施形態では、定型的な加工内容で形成することができる部位(特殊加工部位)については、上述の粗さと面積による見積もりの代わりに、もっと単純化した1箇所当たりのレートによる見積もりを可能にしたので、加工費の見積もりが高速化できる。
【0087】
このように、本実施形態によれば、加工費や型費を自動見積もりすることができ、この見積もり結果を設計にフィードバックすることができるので、加工費や型費の低減を実現することが可能になる。
【0088】
また、本実施形態において設定した加工対象面の粗さ属性や特殊加工部位属性は、当該システムの後流のCAMシステムでのNC計算に利用することができる。
【0089】
なお、以上に説明した実施形態では、加工コストのレート、すなわち単位加工時間や加工単価をデータベース化したが、これはあくまで一例である。加工コストの見積もりのためには、加工コストの算出規則が分かっていればよいので、その算出式などをデータベース化することも好適である。例えば、ある加工を繰り返し行うのに、一律的な初期コストと繰り返しに応じた従量的なコストがかかる場合などは、加工コストは単純な単価ベースでは求められないが、このような場合にはレートの代わりにその算出ルールをデータベースに登録しておけばよい。
【0090】
また、以上の例では、1つの加工タイプ(加工内容)は1つの作業コードに対応づけていた。しかしながら、1つの加工タイプの部位を形成しようとした場合、複数の作業が必要となる場合がある。例えば、非常に精密な仕上げが必要な部位の場合、粗加工に加え、何段階かの仕上げ研磨が必要になる場合がある。このような場合には、1つの加工タイプが、必要な複数の作業を表す複数の作業コードにマッピングされる場合が出てくる。そのような加工タイプについては、面加工部位DB23等のデータベースに、例えば各作業ごとの単位加工時間の算出規則を登録しておけばよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る加工コスト見積もりシステムの概略構成を示す機能ブロック図である。
【図2】 CADデータに含まれる粗さ属性のデータ内容の一例を示す図である。
【図3】 CADデータに含まれる特殊加工部位属性のデータ内容の一例を示す図である。
【図4】 形状タイプの一例を示す図である。
【図5】 形状タイプの別の例を示す図である。
【図6】 面加工部位DBのデータ内容の一例をテーブル形式で表した図である。
【図7】 作業コードDBのデータ内容の一例をテーブル形式で表した図である。
【図8】 加工単価DBのデータ内容の一例を示した図である。
【図9】 特殊加工部位DBのデータ内容の一例を示す図である。
【図10】 実施形態の見積もりシステムの全体的な処理手順を示すフローチャートである。
【図11】 面加工見積もり処理の詳細手順を示すフローチャートである。
【図12】 抽出面グループのデータ内容の一例を示す図である。
【図13】 特殊加工見積もり処理の詳細手順を示すフローチャートである。
【図14】 実施形態の加工コスト見積もりシステムを組み込んだ金型設計支援統合システムの一例を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
10 CADシステム、12 CADデータ、13 型費見積もり部、14 加工費見積もり処理部、15 購入費見積もり処理部、16 型費チェック処理部、20 加工DB、21 形状タイプ判定ルールDB、23 面加工部位DB、25 特殊加工部位DB、27 作業コードDB、29 加工単価DB、30加工費及び工程表用原データ、40 購入品DB。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for estimating machining cost for machining when manufacturing a product using CAD data of the machined product.
[0002]
[Prior art]
The use of CAD (Computer Aided Design) is advancing to reduce design time and labor. In addition, a CAD / CAM (Computer Aided Manufacturing) system has appeared that intends to use data created by a CAD system for control of machine tools and the like in the manufacturing process in anticipation of automation up to the manufacturing process. In general, 3D shape data is required for manufacturing and processing, but with the recent progress in 3D CAD technology, CAD systems that can handle 3D data such as solid modelers have appeared, contributing to the realization of CAD / CAM. ing.
[0003]
CAD / CAM has been put into practical use, for example, in the field of mold design and manufacturing. In particular, in recent years, a parametric solid CAD that can change the model shape in conjunction with the change of the dimension parameters of each part has been used, and not only the efficiency of the design but also the sharing of data with the manufacturing process becomes possible. Yes.
[0004]
In order to meet the demand for manufacturing cost reduction, machining product design is required to be conscious of the processing cost (time required for processing, cost for processing, etc.). However, as a practical problem, it is difficult for even a skilled designer to satisfy the required level of machining cost with a single design. Therefore, in practice, after designing once with CAD or the like, an engineer estimates a processing cost and creates a process chart based on the design drawing, and gives feedback to the design as necessary. Estimating machining costs and creating process schedules require extensive and accurate knowledge of machining, so skilled engineers are required.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In such a manual work, it takes several days until an estimation result is obtained, no matter how skilled a person is. For this reason, it may take an enormous time to obtain a suitable design by repeatedly modifying the design according to the estimate. If the design site cannot afford a schedule, it is difficult to reflect the estimation result in the design. In order to continue manual estimation, it is necessary to continuously train and maintain skilled workers who can make reasonable estimates.
[0006]
The present invention has been made to solve such a problem, and provides an apparatus for automatically estimating a machining cost necessary for machining from information on a product model of a CAD / CAM system. With the goal.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an apparatus according to the present invention includes a roughness setting means for setting a roughness attribute for each machining target surface in a CAD model of a machined product, and a roughness set for each machining target surface. Cost estimation means for calculating a processing cost related to the processing target surface group of the product based on the height attribute.
[0008]
In machining that forms a product by cutting or polishing, the finishing roughness (accuracy) has a great influence on the processing cost. In this embodiment, by setting a roughness attribute on each machining target surface of the CAD model, the machining cost can be automatically calculated from the roughness attribute. The processing cost here includes both concepts of time required for processing and cost required for processing.
[0009]
Main departure In the light The cost estimation means includes grouping means for grouping processing target surface groups included in the CAD model into one or more surface groups by grouping adjacent processing target surfaces in the CAD model. According to the combination of the type determination means and the roughness attribute, the type determination means for determining whether the surface group belongs to the predetermined shape type based on the shape formed by the surface group A combination of the cost database storing the machining cost calculation rules, the shape type of the surface group obtained by the type determining means for each surface group, and the roughness attribute of each surface constituting the surface group A corresponding machining cost calculation rule is obtained from the cost database, and based on this rule, the machining cost of the surface group Calculated for containing the individual cost calculation means.
[0010]
The present invention Now, considering that the machining content (tool and procedure to be used) varies depending on the shape of the machining part, and this affects the machining cost, the machining cost should be calculated considering not only the roughness attribute but also the shape. did. In this aspect, a processing cost calculation rule is defined for each combination of shape type and roughness, and this is stored in a database (cost database). A processing site is defined as a group of adjacent processing target surfaces. For example, the shape type can be determined based on the number of faces belonging to this face group, their arrangement relationship, and the like. Then, from this shape type and roughness attribute, a cost calculation rule can be specified from the database, and the processing cost of the face group can be obtained using this rule. As the processing cost calculation rule, for example, a rate per unit area or unit processing time can be used. For example, when a rate per unit area is used, the processing cost is obtained by multiplying the rate by the area of the surface group.
[0011]
In a machine tool, the main machining direction is determined depending on how the workpiece is set, and the machining speed is maximized in this main machining direction. On the other hand, when the machining direction when forming the machining site is different from the main machining direction, the machining speed is slowed down. In particular, when the machining direction is oblique to the main machining direction, the machining speed becomes considerably slow. In consideration of the above, it is also preferable to subdivide the machining cost calculation rule according to the orientation of the surface group with respect to the main machining direction.
[0012]
In addition, for a part having a standard shape that can be processed by the same processing method and appears relatively frequently in a product, the processing cost is determined if the type of the part is determined. Therefore, if these standard parts are classified by type, the calculation rules for machining costs are made into a database for each type, and if the type is set as an attribute in the special machining part of the CAD model at the design stage, the database Therefore, the processing cost of the special processing site can be obtained. The above-described method based on the roughness attribute of the surface to be processed has the advantage that it can be applied to any shape of the part, but the special processing part method is simpler in calculation processing. Therefore, efficient estimation processing can be realized by combining both methods.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings. Hereinafter, a processing cost estimation system in the design of a press working die will be described as an example. However, as will be apparent from the following description, the method of the present embodiment can be applied not only to a press mold, but also to products manufactured by machining such as cutting and polishing.
[0014]
[System configuration]
FIG. 1 is a functional block diagram showing a schematic configuration of a machining cost estimation system according to the present invention. In FIG. 1, a CAD system 10 is a solid modeler capable of changing a model shape parametrically. Mold CAD data 12 created using the CAD system 10 includes solid model data representing the shape of the mold and attribute data set for each component of the solid model.
[0015]
<Processing attributes>
As is well known, in a solid model, the components constituting one product (object) are geometrical concepts such as vertices, sides (edges), faces, and shells (areas surrounding a space, defined by multiple faces). Organize and manage each level. Each component is given unique identification information (hereinafter referred to as “ID”), and each component can be designated and referred to by this ID.
[0016]
The CAD system 10 has a mechanism for setting various kinds of attribute data for the constituent elements of such an object. Various types of attribute data can be set for the constituent elements, but the roughness attribute and the special machining part type attribute are related to the cost estimation of machining that is the object of this embodiment.
[0017]
The roughness attribute is the roughness of the target surface when processing the surface, and is also called finishing accuracy. Accordingly, the roughness attribute is set for the surface. However, the roughness attribute is not necessarily set for all the faces of the solid model, but is set only for the faces to be processed. In the case of a mold, each surface is formed from a casting by machining such as cutting and polishing, but the roughness attribute is set only for the surface on which such machining is performed.
[0018]
The special machining site type attribute is an attribute given to a component corresponding to a predetermined special machining site type among the components of the solid model.
[0019]
The mold is provided with standard parts having a predetermined shape and size, such as guide post holes and press mounting seats. The content of processing is determined for such a standard part, and the time required for processing is also known. In the present embodiment, such a standard part is called a specially processed part and is classified into types such as a guide post hole and a press mounting seat. In the design in the CAD system 10, when such a standard part is provided, a special processing part type such as a guide post hole is set as attribute data of the part.
[0020]
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the data content of the roughness attribute included in the CAD data 12. In this data, an ID (surface ID) in CAD data and a set value of roughness attribute (such as ▽ and ▽ ▽) are set for each surface to be processed. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the data content of the special machining part attribute included in the CAD data 12. In this data, an ID (part ID) and a special processing part type (such as a guide post hole) in CAD data are set for each part. Here, although the roughness attribute and the special machining site attribute are shown in separate drawings, this means that the roughness attribute and the special machining site attribute are not necessarily held separately in the CAD data 12. Instead, they may be held together in the attribute data area of each component in the CAD data.
[0021]
<Processing cost estimation processor>
The machining cost estimation processing unit 14 refers to a machining database (hereinafter, “database” is abbreviated as “DB”) 20 based on CAD data in which such a roughness attribute and a special machining site attribute are set. Estimate the processing cost (processing time and processing cost) of the mold. The processing DB 20 includes five types of DBs: a shape type determination rule DB 21, a surface processing part DB 23, a special processing part DB 25, a work code DB 27, and a processing unit price DB 29. In the estimation process of the machining cost estimation processing unit 14, the machining cost is calculated for each of the surface group having the roughness attribute set (that is, the surface to be processed) and the region group having the special machining site attribute set. The total is taken as the overall machining cost of the mold.
[0022]
(1) Machining cost of target surface group
The processing cost of the processing target surface group is basically obtained from the roughness attribute and area of each surface. This is because, in machining, the unit price (time and cost) required for machining per unit area differs depending on the value of roughness (finishing accuracy). More precisely, the shape and size of the machining site (area or volume to be cut), the orientation of the machining site with respect to the main machining direction of the machine tool (referred to as the main machining direction), or the type of the mold to be designed (above Depending on the tool, lower mold, pad, etc.), the cutting tool to be used, the processing procedure (how to move the machine tool, etc.), and the machine tool are different, which leads to a difference in cost.
[0023]
A processing site is defined as a collection of adjacent processing target surfaces. Such a group of adjacent processing target surfaces is called a surface group. The shape of the processed part is the shape of this surface group. In this embodiment, the shape of this surface group is classified into a plurality of predetermined shape types. This is a classification of shapes appearing in mold production, taking into account the processing method required to form the shapes.
[0024]
For example, there are various types of shapes including “wall-less surface” shown in FIG. 4 and “engraved” shown in FIG. The determination of the shape type is determined from the number of surfaces constituting the surface group, the topological arrangement relationship of each surface, the shape and size of each surface, and the like. For example, if the number of surfaces of a certain surface group is 1 (that is, there is no adjacent surface) and the shape of the surface is flat, the shape type of the surface is “wallless surface”. In addition, the shape type “engraved (three sides)” illustrated in FIG. 5 is a shape that is formed when a corner portion where two surfaces intersect is squarely carved, and is adjacent to one surface in a certain surface group. When there are three vertical surfaces, this surface group is classified into the shape type “engraved (3 surfaces)”. Such a rule for determining the shape type is registered in the shape type determination rule DB 21, and the machining cost estimation processing unit 14 refers to this DB 21 to determine the shape type of each surface group.
[0025]
In the present embodiment, the processing parts are classified into a plurality of processing types based on the shape type of the processing part, the orientation with respect to the main processing direction, the finishing roughness and the size (area), and each processing type has a unit per unit area. A processing time (referred to as a unit processing time) is determined and stored in a database. This DB is the surface processing part DB23. In order to obtain the machining time of a certain machining site (surface group), the unit machining time is obtained from the shape, orientation, finish roughness, and size of the machining site, and the unit machining time is multiplied by the area of the machining site. .
[0026]
FIG. 6 shows an example of the data contents of the surface machining site DB 23 in a table format. In this table, each machining type is assigned a number for identification. Each machining type has four factors: shape type, “orientation” with respect to the main machining direction, finishing roughness, and size (area). Classified by combination. When these four factors are determined, the type of processing (that is, the blade used for processing, the processing procedure, etc.) is determined, and accordingly, the processing time per unit area (unit processing time) can be determined.
[0027]
That is, the shape type is the shape of the processed part, and greatly affects the difficulty of processing. In this respect, the “direction” with respect to the main machining direction is the same. The “direction” here is the direction of the machining direction when machining the machining site with respect to the main machining direction. For example, in the case of a surface without a wall (see FIG. 2), the direction perpendicular to the surface is the processing direction. If this direction is the same as the main processing direction, the surface is “front”, and the direction is the main processing direction. If it is vertical, it becomes “side”. When the processing site is a hole such as a drill hole or a through hole, the direction of the center axis of the hole is the processing direction, and the direction with respect to the main processing direction is the “direction” here. When the processing direction of the processing site matches the main processing direction, the processing is easiest, and the time required for processing is short. When the processing direction is perpendicular to the main processing direction, the processing is generally easier next. When the machining direction is oblique to the main machining direction, the control of the machine tool becomes the most complicated, and the time required for machining becomes the longest.
[0028]
The finishing roughness affects the cutting time to be used, its feed speed, the processing procedure, etc., and therefore the processing time. Of course, the rougher the finish, the shorter the unit machining time. Further, it is well known that the cutting tool to be used, the machining conditions, and the like change depending on whether the area of the machining site is large or narrow, and the size of the machining site also affects the unit machining time.
[0029]
In FIG. 6, the unit processing time is a unit area (for example, 100 cm). 2 ) The processing time required for winning is expressed in “hour” units. According to the table of FIG. 6, for example, it was found that the shape type is “no wall”, the orientation is “front”, the finish roughness is “▽▽”, and the size is “less than 100” for a certain processing part (surface group). In this case, it can be seen that the unit processing time for processing the part is 0.08 hours. By multiplying this by the area of the processed part (for example, the total area of the surface group constituting the processed part), the processing time required to process the part is obtained. Then, if the machining times obtained for all the surface groups are summed, the machining time for the entire machining target surface group of the product can be obtained.
[0030]
In the above, the processing types are classified according to four factors. However, it is not necessary to consider all combinations of these four factors, and in the case of a mold, only the combinations that appear in the mold design need be considered. For example, in the case of a product that does not engrave holes diagonally, the direction of “diagonal” for the shape “hole” need not be considered. Therefore, the processing type corresponding to such a combination does not have to be registered in the surface processing portion DB 23.
[0031]
In addition, the above-described classification of processing types based on the four factors is merely an example, and various modifications are possible. For example, in addition to these four factors, it is also possible to further classify by work material. This is because the cutting tool and other processing conditions change depending on the material, so the unit processing time also changes. When designing a plurality of products with different materials, it is also necessary to consider the materials.
[0032]
Although the processing time has been described above, another factor is added in the case of processing costs. It is the type of mold part to be designed (upper mold, lower mold, pad, etc. This classification is called mold part type). That is, if the mold part type is different, various conditions such as a machine tool to be used and a work setting method are different, which leads to a difference in machining cost. For example, a relatively large mold part such as an upper mold or a lower mold is processed almost automatically by a large NC machine tool, whereas a small mold part is processed manually by a small machine tool. Often. Here, the case where the former and the latter process the part of the same processing type is considered. In this case, since the processing time is the time required for physical processing such as cutting and polishing, the rate (unit processing time) hardly changes even if the machine tool is different if the processing type (content of processing) is the same. On the other hand, in the case of machining costs, the rate (unit cost of machining) varies depending on the type of machine tool used, particularly whether it is automatic or manual operation is required. That is, the latter requires more labor costs than the former, which causes a difference in processing unit price. Therefore, in this embodiment, the types of work are classified according to the processing type and the mold part type, and the processing unit price is determined for each type of work. The work code DB 27 registers information for classifying the work types, and the processing unit price DB 29 registers the processing unit price for each type of work.
[0033]
FIG. 7 is a diagram showing the data contents of the work code DB 27 in a table format. The work code is a code uniquely assigned to each kind of work, and it is preferable that the work code is determined so that it can be used in a CAM system that is the downstream of the system. As can be seen from the figure, a work code is defined for each combination of the processing type and the mold part type. The mold part type is a code assigned to each type of mold part. For example, the mold part types “52” and “62” indicate an upper mold and a lower mold, respectively. When the processing type is “001” (no wall, front,...) And the processing target is the upper mold “52” or the lower mold “62”, both the work codes are “J22”. This is because the upper die and the lower die can be machined with the same machine tool and machining conditions for the machining type “001”, and therefore the work contents are the same. On the other hand, if the mold part type is the pad “32” even if the machining type is “001”, the machine type or machining conditions used for machining changes, so the type of work changes, and the work code is classified into a different work code “DT”. Will be.
[0034]
FIG. 8 is a diagram showing the data contents of the processing unit price DB 29. As illustrated, the processing unit price DB 29 stores a processing unit price (that is, a processing cost per unit time) for each work code.
[0035]
Therefore, in order to obtain the machining cost of a certain machining part (surface group), the work code is obtained by referring to the work code DB 27 from the machining type and mold part type of the part, and then the machining unit price corresponding to the work code is determined. What is necessary is just to multiply from the machining unit price DB 29 and multiply this machining unit price by the machining time of the machining site obtained by the above-described method.
[0036]
As described above, the processing unit cost per unit time is used to obtain the processing cost because the processing cost includes a cost factor such as a labor cost. On the other hand, the processing time is purely the time required for physical processing by the machine tool, and can be determined from the processing content (ie, processing type) and the amount of processing (ie, processing area).
[0037]
In the above, the unit machining time is determined for each machining type, but if the machining type is common, the machining time per unit area is almost the same even if the conditions such as the type of machine tool used are different. Because it became. On the other hand, if the unit machining time varies greatly depending on the type of machine tool even in the same machining type, the unit machining time is determined for each work code, not for each machining type. . Such a case is also included in the scope of the present invention.
[0038]
(2) Processing cost for special processing parts
Next, how to determine the processing cost of the special processing site group will be described.
[0039]
The processing cost of the above processing target group is determined by the processing type and processing area determined by the shape and orientation of the part, finish roughness, size, etc., and the processing cost depends on the processing type and mold part type. Determined from fixed work code and machining time. In this way, in order to obtain the processing cost of the processing target surface group, the processing target surfaces are grouped and the shape is determined for each surface group, and further, the processing type is determined from conditions such as the shape and the finish roughness. Many steps were required.
[0040]
On the other hand, since the special machining site has a predetermined shape, size and other machining conditions, the processing can be further simplified. For example, in the case of a specially processed portion of the type “guide post hole”, the shape, size, finish roughness, and orientation are determined, so that the processing time per one portion is also known. If the processing time (per unit area, not per unit area) is compiled in a database for each type of special processing site, the processing time is obtained from the type of the special processing site. be able to. This database is the special processing site DB 25 of FIG.
[0041]
FIG. 9 shows an example of the data content of the special processing site DB 25. As shown in the drawing, the machining time per piece is registered in the special machining site DB 25 for each special machining site type. This DB can be made more detailed. For example, when there are a plurality of sizes in the guide post hole, each size may be regarded as a different type and the processing time may be registered for each size.
[0042]
Therefore, if the CAD data 12 includes a special processing part, the processing time can be obtained by referring to the special processing part DB 25 from the special processing part type of the part. If there are a plurality of special machining parts of the same type, the machining time of that type is accumulated for the number of times, and the total machining time of the special machining parts group of the same type is obtained.
[0043]
As can be seen from the above description, the special machining site type can be said to be equivalent to a combination of the machining type of the surface machining site DB 23 (see FIG. 6) and the area of the machining site. Of course, it is possible to apply the same method as the cost calculation of the above-described processing target surface group for the special processing part, but in this embodiment, in order to reduce the estimated processing time as much as possible, for the standardized part, It made it easier to calculate.
[0044]
As for the machining cost of the special machining part group, it is necessary to consider the mold part type as in the case of the above-described machining target surface group. That is, in the case of the special machining part group, as in the case of the machining target surface group, the work code is classified according to the machining type (that is, the special machining part type) and the mold part type, and the machining unit price is determined for each work code . The reason for doing this is the same as in the case of the cost calculation of the surface group to be processed as described above, and a description thereof will be omitted.
[0045]
Therefore, in the system of the present embodiment, the table similar to FIG. 7 is also registered in the work code DB 27 for the special machining site group (in this case, the special machining site type corresponds to the “machining type” in FIG. 7). The processing unit price corresponding to each work code is registered in the processing unit price DB 29. Here, for the sake of clarity, the special processing site type is indicated by a name such as “guide post hole”, but this type may be expressed by an identification number as in the case of the processing type.
[0046]
The machining cost can be obtained by multiplying the machining unit cost obtained from the work code DB 27 and the machining unit price DB 29 by the machining time obtained by the above-described method. By summing up the machining costs obtained in this way for all the special machining sites, the machining costs for the previous special machining sites are obtained.
[0047]
[Processing procedure]
Next, a processing cost estimation process according to this embodiment will be described with reference to a flowchart.
[0048]
<Overall>
First, an overall processing procedure will be described with reference to FIG.
[0049]
First, the designer designs the shape of the mold by the CAD system 10 capable of changing the shape parametrically (S10). Next, on the CAD system 10, the designer sets the roughness attribute and the special machining part attribute for the solid model formed by the shape design (S12, S14). The roughness attribute is set for the surface to be processed among the surfaces of the model, and the attribute value is the level of finishing roughness. The special machining site attribute is set for a site corresponding to any one of the special machining site types, and the attribute value is the special machining site type. The attribute data set in this way is held in the CAD data 12. The process so far is the processing in the CAD system 10.
[0050]
When the setting of the shape design, the roughness attribute, and the special machining part attribute is completed, the estimation process in the machining cost estimation processing unit 14 is started. In this estimation process, the operator first inputs preconditions for estimation such as the mold part type and the main machining direction (S16). That is, the mold to be estimated from now corresponds to any mold part type such as upper mold, lower mold, pad, etc., and which direction the main machining direction at the time of machining work is with respect to the solid model, Etc. are input. The mold part type and the main machining direction cannot be automatically determined only from CAD data (shape and various attribute data), and thus are manually input. Of course, these estimation conditions may be preset in the CAD system 10.
[0051]
When the input of the estimation condition is completed, the estimation process is started. In the present embodiment, the estimation for the surface group (that is, the processing target surface group) for which the roughness attribute is set and the estimation for the region group for which the special processing part attribute is set are conceptually divided. Here, the former is referred to as surface machining estimation processing (S20), and the latter is referred to as special machining estimation processing (S30). Details of the processes of S20 and S30 will be described later. In any case, according to S20, the total machining cost for the surface group for which the roughness attribute is set can be obtained, and according to S30, the total machining cost for the part group for which the special machining site attribute is set is obtained. be able to. Since the processes of S20 and S30 can be performed completely independently, the execution order of these processes is not limited to the illustrated one.
[0052]
When both the surface machining estimation process (S20) and the special machining estimation process (S30) are completed, the estimation results of both are integrated to obtain the machining cost of the entire mold (S40). This gives you the total cost of machining to make the mold. This is output as a mold machining cost.
[0053]
In the system of this embodiment, in addition to the total processing cost, original data for creating a process chart for mold production is output. This process table original data may simply be a list of combinations of work codes and machining times for each machining site. For special machining parts, even if there are a plurality of parts of the same type, only the routine processing is repeated. Therefore, the work code and the machining time may be totaled for each type rather than for each machining part. Since the work code and the processing time information can be obtained in the course of the estimation process, this is used as the process table original data. In the downstream process design, the designer determines an appropriate work order while looking at the original data, and creates a process table.
[0054]
By such a series of procedures, the processing cost and the process table original data 30 (see FIG. 1) for processing the mold are obtained.
[0055]
The overall flow of the estimation process of this embodiment has been described above. When the total machining cost of the mold is obtained by such processing, it is possible to determine whether or not the given CAD model is designed to satisfy the requirements for the machining cost by comparing this with the target amount.
[0056]
Next, details of the surface machining estimation process (S20) and the special machining estimation process (S30) will be described in order.
[0057]
<Surface processing estimate>
The detailed procedure of the surface processing estimation process (S20) is shown in FIG. In this procedure, first, a processing target surface is extracted from the CAD data 12 (S202). The surface to be processed is a surface having a roughness attribute set. The processing cost estimation processing unit 14 examines attribute data of each surface of the CAD data 12 (solid model), and extracts a surface having a roughness attribute set as a processing target surface.
[0058]
Next, the processing cost estimation processing unit 14 groups the extracted processing target surface groups by paying attention to the adjacent relationship between the surfaces (S204). In this process, the processing target surface adjacent to the processing target surface is extracted with reference to the CAD data 12 for each extracted processing target surface. Thereby, for each surface to be processed, a surface (referred to as a reference surface) and a surface to be processed adjacent to the surface (referred to as an adjacent surface, which may or may not be one or more). A face group consisting of
[0059]
In this stage of S204, since the adjacent surface group is grouped for each processing target surface, the same surface may be included in a plurality of surface groups. The face group at this stage is called an extracted face group. FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the data contents of the extraction plane group group. In this example, the ID of the reference surface (ID of that surface in the CAD data) is shown for each surface group, and the IDs of adjacent surfaces adjacent to it are listed. Since the surface group of the adjacent surface is obtained for each processing target surface extracted in S202, each processing target surface is a reference surface of one of the surface groups. For example, consider the example of the surface group of the surface to be processed that constitutes the processing portion of “3 engraving surfaces” shown in FIG. The numbers in parentheses on each surface in FIG. 5 indicate the ID of that surface. In this part, the surface group when the surface of ID 45 is noticed is group 1. In this case, the surface of ID45 is a reference surface, and each surface of ID62, 75, and 76 is an adjacent surface. On the other hand, when attention is paid to the surface of ID62, a group k is formed. In this case, with respect to the reference surface of ID62, the adjacent surfaces are only the surfaces of ID45 and 75 (the surface of ID76 is not an adjacent surface when viewed from the surface of ID62).
[0060]
As described above, when a group of adjacent surfaces is formed by paying attention to each surface to be processed, one surface may belong to a plurality of surface groups (see group 1 and group k in FIG. 12). . Therefore, in this embodiment, the surface group to which the same surface belongs is thinned out so that one surface belongs to only one surface group (S206). This is because, in the present embodiment, one surface group is regarded as one processing part to which the same processing content is applied. The thinning process in S206 is performed based on various conditions.
[0061]
One of the conditions is that a surface having a large number of faces constituting the face group is left. This condition can be understood from the comparison between the above-described group 1 and group k in FIG. 12 (refer to FIG. 5 for the shape of the corresponding portion). That is, the group 1 and the group k are the same except for whether or not the ID76 plane is included. In this case, the group k is thinned out according to the above conditions. If the shape shown in FIG. 5 is to be processed, the surface of ID76 cannot be processed separately from the other three surfaces (if this is done, the efficiency will be very low). Sex will be understood.
[0062]
Further, as another thinning-out condition, a condition relating to the orientation of the reference surface with respect to the main machining direction can be used. This condition is that the surface group in which the normal direction of the reference surface coincides with the main machining direction has the highest priority, the one perpendicular to the main machining direction has the second highest priority, and is oblique to the main machining direction (although parallel or vertical) However, it is a condition that only the face group with the highest priority is left, with the case of 3rd priority. This condition can be used as a condition for determining which of the plurality of face groups having exactly the same construction surface to leave. For example, in the case of the shape of FIG. 5, the surface group (group 1 in FIG. 12) whose surface is ID45 and the surface group whose surface is ID75 are both the number of surfaces and the surfaces constituting the group. Exactly the same. In such a case, since the normal direction of the reference surface (ID45) matches the main machining direction (that is, has the highest priority), the group 1 is selected and the group having the ID75 surface as the reference surface is Will be drawn.
[0063]
As described above, the orientation of the reference surface with respect to the main machining direction is taken into consideration in the thinning-out condition in order to leave the one with the lowest machining cost (machining time and cost is low). That is, the shape shown in FIG. 5 can be processed by processing along the main processing direction or by processing along the direction perpendicular to the surface of the ID 75, but it can be processed along the main processing direction. Therefore, the processing speed is faster (moreover, work such as re-setting of the work is less likely to occur), so the surface group that matches the direction is selected.
[0064]
When the thinning process according to such a thinning condition is completed, the shape type is determined for each remaining surface group (referred to as a thinned back surface group) (S208). This determination is performed according to the procedure described above according to the rules of the shape type determination rule DB 21. By this process, the shape type is determined for each surface group (that is, the processing site). At this time, the finishing roughness of the surface group is obtained from the roughness attribute value of each surface constituting the surface group at the same time. Further, the “direction” of the surface group can be determined from the relationship between the normal direction of the reference surface of each surface group and the main machining direction.
[0065]
Once the shape type is determined, the processing area is then determined for each thinned back surface group (S210). This processing area is, for example, the total area of the surface group constituting the surface group. The processing area can be obtained from information on each surface of the CAD data 12. Note that either the shape type determination (S208) or the processing area calculation (S210) may be performed first.
[0066]
When the shape type and the machining area of each thinned back surface group are obtained, the machining time of each group is obtained (S212). As described above, the processing time is obtained by determining the unit processing time in the surface processing portion DB 23 from factors such as the shape type, orientation, finish roughness, processing area (these are determined in the steps so far), It can be obtained by multiplying the unit machining time by the machining area. In this step, the processing type of each surface group can be specified in the process of obtaining the processing time of each surface group.
[0067]
When the processing time and processing type of each thinned back surface group are obtained, an operation code is assigned to each surface group (S214). In this step, as described above, the work code assigned to each face group by referring to the work code DB 27 from the machining type of each face group and the type of mold part (upper mold, lower mold, etc.) to be designed. To decide.
[0068]
When the assignment of the work code is completed, the machining cost is calculated from the work code of each thinned rear face group and the machining time of each face group obtained in S212 (S216). In this step, for each thinned rear surface group, a processing unit price corresponding to the work code of the group is obtained from the processing unit price DB 29, and this processing unit price is multiplied by the processing time of the surface group. Thereby, the processing cost of each surface group is calculated | required. By summing up the machining costs of these individual surface groups, machining costs for the entire design target mold (except for costs for special machining parts) are required.
[0069]
By such a processing procedure, the total processing cost required for processing the surface group for which the roughness attribute is set is obtained. Also, as a by-product of this processing procedure, the work code and processing time can be found for each group of faces, so if this information is output in a list, for example, it can be used as the original data that forms the basis for creating the process chart Can do.
[0070]
<Special processing estimate>
Next, the detailed procedure of the special processing estimate (S30) will be described with reference to FIG.
[0071]
This procedure starts from extracting a part having a special machining part attribute set from the CAD data 12 (S302). In the special machining part attribute, a special machining part type such as “guide post hole” is set. In this step, the type is obtained for each special machining part.
[0072]
Next, based on the information on the type of each special machining site, the machining time is calculated with reference to the special machining site DB 25 (S304). Since the special machining site DB 25 holds information on the machining time per piece for each special machining site type, the machining time for each special machining site can be known by referring to this. Special processing parts have a fixed shape, and if the type is the same, the processing content is exactly the same, so if there are multiple special processing parts of the same type in the target mold, they will continue. It is more efficient to process at once. Therefore, the machining time in this step is totaled for each special machining site type. That is, for each type, the machining time for each type is obtained by multiplying the machining time per piece by the number of pieces.
[0073]
When the machining time is obtained, the work code to be assigned to each special machining site type is determined by referring to the work code DB 27 from the special machining site type and the type of mold part to be designed (S306). This processing may have the same processing contents as the above-described surface processing estimation S214.
[0074]
When the work codes are assigned in this way, the machining cost is calculated from the work codes of each special machining site type and the machining times of those types determined in S304 (S308). In this step, by referring to the machining unit price DB 29 from the work code of each special machining part type, a machining unit price corresponding to the code is obtained, and this machining unit price is multiplied by the machining time of each type, thereby obtaining individual types. Ask for the processing cost. Then, the total machining cost of the special machining site group can be obtained by summing up the machining costs obtained in this way for all the special machining site types. Even in this procedure, the original data for the process chart can be obtained as a byproduct of calculating the total processing cost.
[0075]
By integrating the results of the surface machining estimation process (S20) and the special machining estimation process (S30) described above, the total machining cost of the mold to be designed can be obtained.
[0076]
[Mold design support integration system]
The system for estimating the processing cost has been described above. Next, a mold design support integrated system incorporating this estimation system will be described.
[0077]
FIG. 14 is a functional block diagram showing an overall image of the mold design support integrated system. In this system, the processing cost estimation processing unit 14 and the processing DB 20 constitute the processing cost estimation system already described. This integrated system has a purchase cost estimation system in addition to the processing cost estimation system, and can determine the total cost (referred to as mold cost) necessary for manufacturing the mold.
[0078]
That is, in the mold, the main part is manufactured by machining a casting or the like, but in addition, fine standard parts such as attachments are required. These parts can be covered by purchasing off-the-shelf products. Whether or not the mold can be manufactured within the budget must be determined not only by the processing cost but also by the mold cost including the purchase cost. This integrated system is an apparatus for checking such a mold cost.
[0079]
In this integrated system, the mold cost estimation unit 13 includes a processing cost estimation mechanism and a purchase cost estimation mechanism. The former is composed of the CAD system 10, the CAD data 12, the machining cost estimation processing unit 14, and the machining DB 20, and since the procedure has already been described, the description thereof is omitted here.
[0080]
On the other hand, the purchase cost is estimated by the purchase cost estimate processing unit 15 with reference to the purchased product DB 40. The unit price of each ready-made part is registered in the purchased product DB 40. The purchase cost estimation processing unit 15 detects the name of each ready-made part from the CAD data 12, obtains the unit price of each ready-made part from the purchased product DB 40 based on the name, and sums the unit price for all parts. Find the total purchase cost. Depending on the part, additional processing may be requested from the supplier, and the cost of such additional processing is estimated by the operator, for example, and input to the purchase cost estimation processing unit 15, and this is reflected in the total purchase cost. Is done.
[0081]
The total processing cost and the total purchase cost obtained in this way are totaled by the mold cost check processing unit 16 to obtain the mold cost. Then, the mold cost check processing unit 16 compares the determined mold cost with a previously registered mold cost target. Then, the mold cost check processing unit 16 determines that the design indicated by the CAD data 12 satisfies the target when the mold cost is within the allowable range of the mold cost target. Result data 50 such as data and mold costs is output. On the other hand, if the determined mold cost exceeds the allowable range of the mold cost target, a message that the CAD data 12 should be corrected is sent to the CAD system 10.
[0082]
With such an integrated system, it is possible to quickly determine whether the mold design satisfies the target budget, and it is possible to provide feedback to the design so that it is within the budget.
[0083]
Here, since the CAD system 10 is a solid modeler whose shape can be changed parametrically, when the target budget is exceeded, the design can be easily changed by changing some dimensions.
[0084]
[Others]
The embodiment of the machining cost estimation system according to the present invention and the mold design support integration system incorporating this system has been described above.
[0085]
As described above, in this embodiment, a roughness attribute is set on the machining target surface of the CAD model, and a machining cost (machining time and machining cost) is obtained based on the information on the roughness attribute. In particular, in the present embodiment, focusing on the shape type and roughness attribute of each machining part, the machining content (machining type) necessary for each part is made into a database, so that machining of each machining part is automatically performed from CAD data. The type can be determined. Since the rate of processing time and processing cost is determined according to the determined processing type, the processing time and processing cost can be obtained from the rate. In this embodiment, the processing cost rate (processing unit price) is determined in consideration of not only the processing content but also the mold part type. This makes it possible to perform detailed machining cost calculations corresponding to the case where the machine tool to be used differs depending on the characteristics of the production target.
[0086]
Further, in this embodiment, for a part that can be formed with a standard processing content (special processing part), instead of estimating with the above-described roughness and area, a more simplified estimation with a rate per part is performed. Since this is possible, the processing cost can be estimated faster.
[0087]
As described above, according to this embodiment, it is possible to automatically estimate the processing cost and the die cost, and to feed back the estimation result to the design, so that it is possible to reduce the processing cost and the die cost. become.
[0088]
Further, the roughness attribute and special machining part attribute of the machining target surface set in the present embodiment can be used for NC calculation in the CAM system downstream of the system.
[0089]
In the embodiment described above, the processing cost rate, that is, the unit processing time and the processing unit price are stored in a database, but this is only an example. In order to estimate the machining cost, it is only necessary to know the calculation rules for the machining cost. Therefore, it is also preferable to create a database of the calculation formulas. For example, if a certain initial cost and a certain amount of cost depending on the repetition are required to repeat a certain process, the process cost cannot be calculated on a simple unit price basis. The calculation rule may be registered in the database instead of.
[0090]
In the above example, one processing type (processing content) is associated with one work code. However, there are cases where a plurality of operations are required when trying to form a site of one processing type. For example, in the case of a site that requires a very precise finish, in addition to rough machining, several stages of finish polishing may be required. In such a case, one processing type may be mapped to a plurality of work codes representing a plurality of necessary works. For such machining types, for example, a rule for calculating a unit machining time for each operation may be registered in a database such as the surface machining site DB 23.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing a schematic configuration of a machining cost estimation system according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of data content of roughness attributes included in CAD data.
FIG. 3 is a diagram showing an example of data contents of special machining site attributes included in CAD data.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a shape type.
FIG. 5 is a diagram showing another example of a shape type.
FIG. 6 is a diagram showing an example of data contents of a surface machining part DB in a table format.
FIG. 7 is a diagram showing an example of data contents of a work code DB in a table format.
FIG. 8 is a diagram showing an example of data contents of a processing unit price DB.
FIG. 9 is a diagram showing an example of data contents of a special processing site DB.
FIG. 10 is a flowchart illustrating an overall processing procedure of the estimation system according to the embodiment.
FIG. 11 is a flowchart showing a detailed procedure of surface machining estimation processing.
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of data content of an extraction surface group.
FIG. 13 is a flowchart showing a detailed procedure of special processing estimation processing.
FIG. 14 is a functional block diagram illustrating an example of a die design support integration system incorporating the machining cost estimation system according to the embodiment.
[Explanation of symbols]
10 CAD system, 12 CAD data, 13 mold cost estimation unit, 14 machining cost estimation processing unit, 15 purchase cost estimation processing unit, 16 mold cost check processing unit, 20 machining DB, 21 shape type determination rule DB, 23 surface machining site DB, 25 Special processing part DB, 27 Work code DB, 29 Processing unit price DB, 30 processing cost and original data for process table, 40 purchased product DB.

Claims (5)

機械加工製品のCADモデルにおける各加工対象面に対し、粗さ属性を設定する粗さ設定手段と、
それら各加工対象面に設定された粗さ属性とに基づき、前記製品の加工対象面群に関する加工コストを算出するコスト見積もり手段と、
を含み、
前記コスト見積もり手段は、
前記CADモデルにおける隣接する加工対象面同士をグループ化することにより、前記CADモデルに含まれる加工対象面群を1以上の面グループに分けるグループ化手段と、
グループ化手段で求められた各面グループごとに、当該面グループが成す形状に基づき当該面グループを所定の形状タイプのいずれに属するかを判定するタイプ判定手段と、
形状タイプと粗さ属性との組合せに応じた加工コスト算出ルールを記憶したコストデータベースと、
前記各面グループごとに、前記タイプ判定手段で求めた当該面グループの形状タイプと、その面グループを構成する各面の粗さ属性との組合せに対応する加工コスト算出ルールを前記コストデータベースから求め、このルールに基づき当該面グループの加工コストを算出する個別コスト算出手段と、
を含むことを特徴とする加工コスト見積もり装置。
Roughness setting means for setting a roughness attribute for each machining target surface in the CAD model of the machined product;
Cost estimation means for calculating a processing cost related to the processing target surface group of the product based on the roughness attribute set for each processing target surface;
Only including,
The cost estimating means includes
Grouping means for grouping adjacent processing target surfaces in the CAD model into one or more surface groups by grouping processing target surface groups included in the CAD model;
For each face group obtained by the grouping means, type determining means for determining which of the predetermined shape types the face group belongs to based on the shape formed by the face group;
A cost database storing machining cost calculation rules according to the combination of shape type and roughness attribute;
For each surface group, a processing cost calculation rule corresponding to the combination of the shape type of the surface group determined by the type determination unit and the roughness attribute of each surface constituting the surface group is determined from the cost database. , An individual cost calculation means for calculating the processing cost of the surface group based on this rule,
The processing cost estimation apparatus characterized by including .
前記コストデータベースの加工コスト算出ルールは、面グループの形状タイプ、粗さ属性に加え、予め設定された主加工方向に対する当該面グループの向きに応じて更に分類され、前記個別コスト算出手段は、各面グループの向きを考慮して前記コストデータベースから加工コスト算出ルールを検索することを特徴とする請求項記載の加工コスト見積もり装置。The processing cost calculation rule of the cost database is further classified according to the direction of the surface group with respect to a preset main processing direction in addition to the shape type and roughness attribute of the surface group, and the individual cost calculation means processing cost estimation device according to claim 1, wherein by considering the orientation of face groups, characterized in that retrieving the machining cost calculation rule from the cost database. 各面グループの加工コストを総和することにより総加工コストを算出する面加工コスト算出手段を更に備えることを特徴とする請求項又は請求項記載の加工コスト見積もり装置。Furthermore it comprises a surface processing cost calculation means for calculating the total processing cost processing cost estimation device according to claim 1 or claim 2, wherein by total processing cost of each surface group. 前記CADモデルにおいて所定の特殊加工部位に該当する部位にその特殊加工部位の種類を表す特殊加工属性を設定する手段と、
CADモデルから各特殊加工部位を抽出する手段と、
特殊加工部位の種類ごとの加工コスト算出ルールを登録した特殊加工コストデータベースと、
CADモデルから抽出した各特殊加工部位の加工コスト算出規則を前記特殊加工コストデータベースから求め、それらを総和することにより特殊加工部位に関する総加工コストを算出する手段と、
この特殊加工部位に関する総加工コストと、前記面加工コスト算出手段で求められた加工コストとを総和することにより、前記CADモデル全体の総加工コストを求める手段と、
を含む請求項記載の加工コスト見積もり装置。
Means for setting a special machining attribute indicating the type of the special machining part in a part corresponding to a predetermined special machining part in the CAD model;
Means for extracting each special machining part from the CAD model;
Special processing cost database that registers processing cost calculation rules for each type of special processing part,
Means for calculating a machining cost calculation rule for each special machining site extracted from the CAD model from the special machining cost database, and calculating the total machining cost for the special machining site by summing them,
Means for obtaining the total machining cost of the entire CAD model by summing up the total machining cost relating to the special machining part and the machining cost obtained by the surface machining cost calculating means;
The processing cost estimation apparatus according to claim 3 , comprising:
加工タイプと粗さ属性の組合せごとに加工単価を登録した加工単価データベースと、
製品を表すCADデータから、粗さ属性の設定された面を抽出する手段と、
それら抽出面同士を隣接関係に基づいてグループ化して面グループを形成し、各面グループごとに、当該面グループの成す形状に基づき当該面グループの加工タイプを判定する手段と、
各面グループごとに、当該面グループの加工タイプと粗さ属性との組合せに対応する加工単価を前記加工単価データベースから求め、この加工単価と当該面グループを構成する面の面積とから当該面グループの加工コストを算出し、求められた各面グループの加工コストを総和することにより、前記加工対象面群全体の加工コストを算出する手段と、
を有する加工コスト見積もり装置。
A processing unit price database in which processing unit prices are registered for each combination of processing type and roughness attribute,
Means for extracting a surface having a roughness attribute from CAD data representing a product;
Grouping the extracted surfaces based on the adjacent relationship to form a surface group, and for each surface group, a means for determining the processing type of the surface group based on the shape formed by the surface group;
For each surface group, a processing unit price corresponding to the combination of the processing type and roughness attribute of the surface group is obtained from the processing unit price database, and the surface group is determined from the processing unit cost and the area of the surface constituting the surface group. Means for calculating the processing cost of the entire processing target surface group by calculating the processing cost of each, and summing the processing costs of each surface group obtained,
A processing cost estimation device.
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