(57)【要約】【課題】利用者が手動で設定する場合に比べ、高速かつ高精度にゲート位置を設定することができる技術を提供する。【解決手段】ゲート位置設定装置１０は、樹脂を射出成形してなる成形品の３Ｄモデルのキャビティ側のフェースを取得し、３Ｄモデルの重心を算出する。ゲート位置設定装置１０は、キャビティ側フェース上の位置のうち、３Ｄモデルの重心に最も近い位置をゲート位置に自動設定する。また、ゲート位置設定装置１０は、３Ｄモデルの寸法に応じてゲート数を決定し、ゲート数に応じて３Ｄモデルを分割し、分割された部分毎にゲート位置を自動設定する。【選択図】図１
2018114615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂を射出成形してなる成形品の３Ｄモデルのキャビティ側のフェースを取得するフェース取得部と、
前記３Ｄモデルの重心を算出する重心算出部と、
前記フェース上の位置のうち、前記重心に最も近い位置をゲート位置に自動設定するゲート位置設定部と、
を備えるゲート位置設定装置。
【請求項２】
前記フェース上において、ゲート位置設定可能領域を設定する領域設定部
を備え、
前記ゲート位置設定部は、前記フェース上の位置のうち、前記ゲート位置設定可能領域内にあり、かつ、前記重心に最も近い位置をゲート位置に自動設定する
請求項１に記載のゲート位置設定装置。
【請求項３】
前記領域設定部は、前記３Ｄモデルのエッジから所定距離だけ離れた領域を前記ゲート位置設定可能領域として設定する
請求項２に記載のゲート位置設定装置。
【請求項４】
前記ゲート位置設定部は、前記重心に近い複数の前記フェース上の位置のうち、前記重心に最も近い位置をゲート位置に自動設定する
請求項１に記載のゲート位置設定装置。
【請求項５】
前記複数のフェース上において、ゲート位置設定可能領域を設定する領域設定部
を備え、
前記ゲート位置設定部は、前記複数のフェース上の位置のうち、前記ゲート位置設定可能領域内にあり、かつ、前記重心に最も近い位置をゲート位置に自動設定する
請求項４に記載のゲート位置設定装置。
【請求項６】
前記３Ｄモデルの寸法に応じてゲート数を設定するゲート設定部と、
前記ゲート数に応じて前記３Ｄモデルを複数の部分に分割する分割部と、
を備え、
前記フェース取得部は、前記部分毎に前記フェースを取得し、
前記重心算出部は、前記部分毎に前記重心を算出し、
前記ゲート位置設定部は、前記部分毎に前記ゲート位置を自動設定する
請求項１〜５のいずれかに記載のゲート位置設定装置。
【請求項７】
前記ゲート位置設定部で自動設定された前記ゲート位置を用いて前記３Ｄモデルの流動解析を行う流動解析部
を備え、
前記ゲート位置設定部は、前記流動解析部での解析結果が適切でない場合に前記ゲート数を変更して前記ゲート位置を再度自動設定する
請求項６に記載のゲート位置設定装置。
【請求項８】
コンピュータに、
樹脂を射出成形してなる成形品の３Ｄモデルのキャビティ側のフェースを取得するステップと、
前記３Ｄモデルの重心を算出するステップと、
前記フェース上の位置のうち、前記重心に最も近い位置をゲート位置に自動設定するステップ
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲート位置設定装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、射出成形機を用いて樹脂成形する際の樹脂を注入するゲート位置を決定する技術が知られている。
【０００３】
特許文献１には、解析条件の入力を受け付ける入力部と、ゲート位置決定部と、記憶部を備え、ゲート位置決定部は、流動解析部と、ゲート位置改善部を備えるゲート位置決定装置が記載されている。ゲート位置改善部は、解析の結果を読み込み、その結果に基づいてゲート位置の移動方向を決定し、当該移動方向に基づいてゲート位置の移動量を決定する。
【０００４】
特許文献２には、条件入力部により指示された領域境界線内に含まれる要素の集合モデルを領域分割処理部で作成し、作成した集合モデルの各領域内において最終充填位置に同時に充填するゲート位置を領域内ゲート位置探索部で探索することが記載されている。探索したゲート位置を樹脂注入部とする流動解析を行って、充填するのに必要とされる必要成形圧力を各領域毎に求め、これら必要成形圧力の比較又は必要成形圧力と成形限界圧力との比較を結果評価部で行い、必要成形圧力が成形限界圧力よりも大きい場合、及び各領域間の必要成形圧力差が一定の幅内でない場合には、その該当する領域を含めて再分割する領域境界線を再分割指示部により指示し、これ以外の場合には、流量調整部により各ゲート間の圧力差が均一になるように充填樹脂の注入流量を調整する。
【０００５】
特許文献３には、予め定められた条件に従って成型品のエッジ部分に相当する各基本面のエッジ部分に可能な数のゲートを設定するゲート設定手段と、このゲート設定手段によって設定された複数個のゲートのそれぞれについて、そのゲートを含む基本面上に複数方向へ分離する樹脂流路を設定して各樹脂流路の流動長を算出し、各樹脂流路のゲートを含む基本面上での先端位置から次に連続する基本面上にさらに複数方向へ分離する樹脂流路を設定して各樹脂流路の流動長を算出するとともにゲートから連続する各樹脂流路の流動長の合計を算出するといった操作を、連続する基本面が無くなるまで又は算出した流動長の合計が該当する樹脂の流動限界として設定されている流動長を越えるまで行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−５８９３号公報
【特許文献２】特開平７−１３７１０９号公報
【特許文献３】特開平４−３６１３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に、ゲート位置は利用者が手動で入力するが、ゲート位置が不適切である場合には、成形品にバリやショートショット等の成形不良が発生し得る。上記の技術では、ゲート位置を適正化しているものの、最初の入力は利用者が手動で設定する必要があり、この設定が不適切である場合には適正化処理に時間を要することになる。
【０００８】
本発明の目的は、利用者が手動で設定する場合に比べ、高速かつ高精度にゲート位置を設定することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、樹脂を射出成形してなる成形品の３Ｄモデルのキャビティ側のフェースを取得するフェース取得部と、前記３Ｄモデルの重心を算出する重心算出部と、前記フェース上の位置のうち、前記重心に最も近い位置をゲート位置に自動設定するゲート位置設定部とを備えるゲート位置設定装置である。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記フェース上において、ゲート位置設定可能領域を設定する領域設定部を備え、前記ゲート位置設定部は、前記フェース上の位置のうち、前記ゲート位置設定可能領域内にあり、かつ、前記重心に最も近い位置をゲート位置に自動設定する請求項１に記載のゲート位置設定装置である。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記領域設定部は、前記３Ｄモデルのエッジから所定距離だけ離れた領域を前記ゲート位置設定可能領域として設定する請求項２に記載のゲート位置設定装置である。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記ゲート位置設定部は、前記重心に近い複数の前記フェース上の位置のうち、前記重心に最も近い位置をゲート位置に自動設定する請求項１に記載のゲート位置設定装置である。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、前記複数のフェース上において、ゲート位置設定可能領域を設定する領域設定部を備え、前記ゲート位置設定部は、前記複数のフェース上の位置のうち、前記ゲート位置設定可能領域内にあり、かつ、前記重心に最も近い位置をゲート位置に自動設定する請求項４に記載のゲート位置設定装置である。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、前記３Ｄモデルの寸法に応じてゲート数を設定するゲート設定部と、前記ゲート数に応じて前記３Ｄモデルを複数の部分に分割する分割部とを備え、前記フェース取得部は、前記部分毎に前記フェースを取得し、前記重心算出部は、前記部分毎に前記重心を算出し、前記ゲート位置設定部は、前記部分毎に前記ゲート位置を自動設定する請求項１〜５のいずれかに記載のゲート位置設定装置である。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、前記ゲート位置設定部で自動設定された前記ゲート位置を用いて前記３Ｄモデルの流動解析を行う流動解析部を備え、前記ゲート位置設定部は、前記流動解析部での解析結果が適切でない場合に前記ゲート数を変更して前記ゲート位置を再度自動設定する請求項６に記載のゲート位置設定装置である。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、コンピュータに、樹脂を射出成形してなる成形品の３Ｄモデルのキャビティ側のフェースを取得するステップと、前記３Ｄモデルの重心を算出するステップと、前記フェース上の位置のうち、前記重心に最も近い位置をゲート位置に自動設定するステップを実行させるプログラムである。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１，８に記載の発明によれば、利用者が手動で設定する場合に比べ、高速かつ高精度にゲート位置を設定し得る。
【００１８】
請求項２，３に記載の発明によれば、さらに、３Ｄモデルの不適切な位置へのゲート位置設定を防止できる。
【００１９】
請求項４，５に記載の発明によれば、さらに、１つのフェース上に設定する場合に比べ、より高精度にゲート位置を設定し得る。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、さらに、ゲート数及びゲート位置を自動設定し得る。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、さらに、流動解析の結果を用いてゲート数及びゲート位置を最適化し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ゲート位置設定装置の構成ブロック図である。
【図２】ゲート位置設定装置の機能ブロック図である。
【図３】ゲート位置設定装置の全体処理フローチャートである。
【図４】ゲート位置設定処理の詳細フローチャートである。
【図５】３Ｄモデルの寸法説明図である。
【図６】ゲート点数決定マトリクス説明図である。
【図７】ゲート点数１点の場合の説明図である。
【図８】ゲート点数３点の場合の分割説明図である。
【図９】ゲート位置設定の模式図である。
【図１０】ゲート位置設定の模式図である。
【図１１】ゲート位置設定可能領域の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００２４】
図１は、本実施形態におけるゲート位置設定装置１０の構成ブロック図を示す。ゲート位置設定装置１０は、ＣＰＵ１２、ＲＯＭ１４、ＲＡＭ１６、入力部１８、表示部２０、通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２２、及び記憶部２４を備える。
【００２５】
ＣＰＵ１２は、ＲＯＭ１４あるいは記憶部２４に記憶された処理プログラムを読み込み、ＲＡＭ１６をワーキングメモリとして用いて処理プログラムを実行することで各種機能を実現する。
【００２６】
入力部１８は、キーボードやマウス等であり、各種データや指示を入力する。
【００２７】
表示部２０は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等であり、ＣＰＵ１２の処理結果を表示する。
【００２８】
通信Ｉ／Ｆ２２は、ＬＡＮやインターネット等の通信ネットワークを介して他の装置とデータを送受する。データを送受する他の装置にはサーバコンピュータやクラウドコンピュータ、あるいは他のゲート位置設定装置も含まれる。
【００２９】
記憶部２４は、ハードディスクドライブやＳＳＤ等であり、処理プログラムを記憶するとともに、ＣＰＵ１２の処理対象である３次元ＣＡＤモデル（３Ｄモデル）を記憶する。３Ｄモデルは、樹脂を射出成形することで得られる成形品の形状を表す形状データであり、入力部１８から入力されて記憶部２４に記憶されてもよく、通信Ｉ／Ｆ２２を介してネットワークからダウンロードしてもよい。あるいは、光ディスク等の可搬性記憶媒体に記憶されていてもよい。３Ｄモデルのファイルフォーマットは任意である。
【００３０】
ゲート位置設定装置１０は、例えばパーソナルコンピュータやタブレット端末等で構成し得る。
【００３１】
図２は、ＣＰＵ１２で実現される機能ブロックを示す。これらの機能は、ＲＯＭ１４あるいは記憶部２４に記憶された処理プログラムをＣＰＵ１２が実行することで実現される。ＣＰＵ１２は、モデル分割部１２１、フェース抽出部１２２、重心算出部１２３、距離算出部１２４、及びゲート位置設定部１２５を備える。
【００３２】
モデル分割部１２１は、処理対象となる３ＤＣＡＤモデル（３Ｄモデル）の互いに直交する２方向であるＸ方向及びＹ方向の寸法であるＸ寸法、Ｙ寸法を取得し、予め作成され記憶部２４に記憶されたゲート点数決定マトリクスを用いてゲート点数を算出し、このゲート点数に基づいて処理対象の３Ｄモデルの分割数を決定する。ゲート点数は、１点、２点、３点、・・・等であり、モデル分割部１２１は、ゲート点数が１点の場合には３Ｄモデルを分割せず、ゲート点数が２点の場合には３Ｄモデルを体積が等分となるように２分割し、ゲート点数が３点の場合には体積が等分となるように３Ｄモデルを３分割する。一般に、ゲート点数がｎ点の場合には３Ｄモデルを体積が等分となるようにｎ分割する。
【００３３】
フェース抽出部１２２は、処理対象の３Ｄモデルのキャビティ方向を認識し、３Ｄモデルのうちでキャビティ（射出成形金型の雌型）側の面（以下、これを単に「フェース」という）を抽出して取得する。
【００３４】
重心算出部１２３は、処理対象の３Ｄモデルの重心を算出する。３Ｄモデルの重心を算出する方法は公知である。例えば、あるポリゴンの３つの頂点の座標をＲ１、Ｒ２、Ｒ３ とすると、原点と位置ベクトルＲ１、Ｒ２、Ｒ３で形成される三角錐の重心は、各頂点から対面にある三角形の面の重心に向かって線を引いて、それぞれ４つの線が交わるところであり、この三角錐の重心Ｇｉは、
Ｇｉ＝（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）／４
で算出される。これに三角錐の体積Ｖｉを重みとして乗じ、全てのポリゴンについて足し合わせ、全体積で割ることで重心位置Ｇが算出される。重心算出部１２３は、モデル分割部１２１で３Ｄモデルが複数に分割された場合、分割された部分毎に重心を算出する。
【００３５】
距離算出部１２４は、重心算出部１２３で算出された重心位置と、フェース抽出部１２２で抽出されたフェースとの距離を算出する。そして、距離算出部１２４は、重心に最も近いフェースを抽出する。なお、距離算出部１２４は、重心に最も近いフェースを抽出することに代えて、重心に近い複数のフェース、例えば距離が近い上位３つのフェースを抽出してもよい。距離算出部１２４は、モデル分割部１２１で３Ｄモデルが複数に分割された場合、分割された部分毎の重心位置とフェースとの距離を算出する。
【００３６】
ゲート位置設定部１２５は、距離算出部１２４で重心から近いとして抽出されたフェースを対象にしてゲート位置設定可能領域を算出し、このゲート位置設定可能領域の中で最も重心に近いポイントをゲート位置に設定する。ゲート位置設定部１２５は、モデル分割部１２１で３Ｄモデルが複数に分割された場合、分割された部分毎にゲート位置を設定する。
【００３７】
流動解析部１２６は、処理対象の３Ｄモデルを微小要素（メッシュ）に分割し、流動解析を行うための解析モデルを生成し、この解析モデルに対して解析条件を適用して流動解析を実行する。解析条件は、射出圧力、射出速度、型締め力、金型温度、ゲート温度、ゲート数、ゲート位置等であり、このうちゲート数及びゲート位置は、ゲート位置設定部１２５で自動的に設定されて流動解析部１２６に供給される。射出圧力等の流動解析に必要なパラメータは、利用者が入力部１８から入力するか、あるいは予め記憶部２４に記憶しておく。流動解析は、例えば特開２０１０−５８９３号公報に記載された公知の流動解析プログラムを用いることができる。一例として、流動解析では、ゲート位置設定部１２５で設定されたゲート位置を中心とする等角度で放射線状の各方向について節点の抽出を行い、各節点の圧力値を有限要素法により時刻毎に算出する。具体的には節点間における流動状態をニュートン流体と仮定したときの運動方程式に基づいて構成される連立一次方程式のマトリクスを作成し、流量Ｑを与えることで各節点における圧力を算出する。流動解析部１２６は、流動解析して得られた結果、すなわち３Ｄモデルの各節点の圧力を表示部２０に表示する。また、流動解析部１２６は、流動解析して得られた結果を評価する。結果の評価は、例えば圧力分布の程度や圧力ピーク値の程度である。評価の結果、必ずしも適切でない場合には、モデル分割部１２１は３Ｄモデルの分割を変更し、重心算出部１２３、距離算出部１２４、ゲート位置設定部１２５、及び流動解析部１２６は、再分割された３Ｄモデルに基づいて再計算を実行する。評価の結果、圧力が適切である場合には、流動解析部１２６は、自動設定されたゲート位置、すなわちその３次元座標を外部に出力する。なお、流動解析部１２６は、必ずしもゲート位置設定装置１０内のＣＰＵ１２で実現される必要はなく、外部コンピュータのＣＰＵで実現されていてもよい。
【００３８】
図３は、本実施形態の全体処理フローチャートであり、ＣＰＵ１２が処理プログラムを実行することで実現される処理である。
【００３９】
まず、ＣＰＵ１２は、記憶部２４に記憶されている処理対象の３Ｄモデルを読み出し、３ＤモデルのＸ，Ｙ寸法を取得し、予め作成され記憶部２４に記憶されているゲート点数決定マトリクスを用いて３Ｄモデルのゲート点数を算出する（Ｓ１０１）。ゲート点数決定マトリクスは、Ｘ，Ｙ寸法とゲート点数との対応関係を規定するテーブルであり、Ｘ寸法を複数の段階に区分けするとともに、Ｙ寸法を複数の段階に区分けし、Ｘ寸法の区分けとＹ寸法の区分けの組合せ毎に、ゲート点数を対応付けたものである。一般的には、Ｘ寸法が大なるほどゲート点数は増大し、Ｙ寸法が大なるほどゲート点数は増大する。ゲート点数決定マトリクスは、Ｘ寸法及びＹ寸法に応じて領域を分け、領域毎に対応するゲート点数を割り当てたものといえる。ゲート点数の最小値は１であり、ゲート点数の最大値は任意である。ゲート点数の最大値に上限を設けてもよい。
【００４０】
３ＤモデルのＸ寸法及びＹ寸法と、ゲート点数決定マトリクスを用いてゲート点数を決定した後、ＣＰＵ１２は、ゲート点数毎に３Ｄモデルの分割数を算出する（Ｓ１０２）。具体的には、ゲート点数が１点であれば分割数は０、すなわち分割なしとし、ゲート点数が２点であれば分割数は２、すなわち２分割とし、ゲート点数が３点であれば分割数は３、すなわち３分割とする。
【００４１】
次に、ＣＰＵ１２は、体積等分となるように、３Ｄモデルを分割する（Ｓ１０３）。ゲート点数が１点の場合には分割なしであるので、この処理は実行されない。ゲート点数が２点であって分割数が２である場合、３Ｄモデルの体積が等分になるように２分割する。具体的には、３Ｄモデルの重心位置を算出し、算出された重心位置を基準として垂直方向（Ｚ方向）に２分割する。ゲート点数が３点であって分割数が３である場合、３Ｄモデルを複数等分し、各部分の体積が１／３となるように分割面を決定し、決定した分割面を基準に３分割する。
【００４２】
次に、ＣＰＵ１２は、分割された３Ｄモデルの各々について、ゲート位置を設定する（Ｓ１０４）。この処理についてはさらに後述する。
【００４３】
ゲート位置を設定した後、ＣＰＵ１２は、所定の流動解析アルゴリズムに従って流動解析を実行し、各節点の圧力を算出する（Ｓ１０５）。解析条件は、射出圧力、射出速度、型締め力、金型温度、ゲート温度、ゲート数、ゲート位置等であり、このうちゲート数及びゲート位置は、Ｓ１０４で自動設定されたゲート数及びゲート位置が用いられる。
【００４４】
流動解析を実行した後、その結果としての充填時圧力分布が適切か否か、具体的には圧力分布が所定範囲内に収まっており、かつ、そのピーク値が閾値以下であるか否かを判定する（Ｓ１０６）。圧力分布が所定範囲内にあり均一であれば成形品の残留歪が抑制でき、ピーク値が閾値以下と低減されていれば型締め力の低減につながり、型締め力の小さな成形機での成形が可能となるからである。なお、通常は、充填完了時の圧力ピーク値が閾値以下であれば圧力分布もこれに応じてほぼ均一化されていると推定できることから、ピーク値が閾値以下であるか否かのみを判定してもよい。
【００４５】
流動解析して得られた充填時圧力ピーク値が閾値以下であればＯＫと判定して処理を終了する。他方、流動解析して得られた充填時圧力ピーク値が閾値を超えていればＮＧと判定し、Ｓ１０１で決定したゲート点数を変更してＳ１０２以降の処理を繰り返す。例えば、ゲート点数を１点とし、分割なしでゲート位置を設定し、設定したゲート位置で流動解析を行った結果、充填時圧力ピーク値が閾値を超えた場合、ＣＰＵ１２は、ゲート点数を１点から２点に変更し、３Ｄモデルを２分割してゲート位置を再設定し、流動解析を再実行する。以上の処理は、流動解析の結果がＯＫと判定されるまで繰り返し実行する。なお、繰り返し回数に上限を設けてもよい。
【００４６】
通常、コンピュータに流動解析プログラムをインストールし、処理対象の３Ｄモデルデータを入力し、さらに利用者がゲート位置を指定することで流動解析が実行されるが、本実施形態ではゲート数及びゲート位置が自動設定される点に留意されたい。なお、ＣＰＵ１２は、流動解析を実行する際に、表示部２０に３Ｄモデルとともに自動設定されたゲート位置を任意のマーカあるいはアイコンで表示するのが望ましい。
【００４７】
図４は、図３のゲート位置設定（Ｓ１０４）の詳細フローチャートを示す。
【００４８】
ＣＰＵ１２は、記憶部２４から読み込んだ３Ｄモデルデータからキャビティ方向（キャビティ側）を認識し、３Ｄモデルのうちキャビティ側の面をフェースとして抽出する（Ｓ２０１）。キャビティ側の面が複数あれば、その全てをフェースとして抽出する。ＣＰＵ１２は、抽出したフェースに識別番号を割り当て、ＲＡＭ１６に記憶する。
【００４９】
次に、ＣＰＵ１２は、３Ｄモデルの重心を算出する（Ｓ２０２）。３Ｄモデルが複数の部分に分割されている場合、部分毎に重心を算出する。ＣＰＵ１２は、算出した重心を３Ｄモデルの部分に対応付けてＲＡＭ１６に記憶する。分割なしの場合、３Ｄモデルの全体と算出した重心Ｇとを対応付けてＲＡＭ１６に記憶する。２分割の場合、それぞれの部分をＰ１及びＰ２とすると、部分Ｐ１の重心Ｇ１及び部分Ｐ２の重心Ｇ２を算出し、部分Ｐ１とＧ１を対応付けてＲＡＭ１６に記憶し、部分Ｐ２とＧ２を対応付けてＲＡＭ１６に記憶する。３分割の場合、それぞれの部分をＰ１、Ｐ２及びＰ３とすると、部分Ｐ１の重心Ｇ１、部分Ｐ２の重心Ｇ２及び部分Ｐ３の重心Ｇ３を算出し、部分Ｐ１とＧ１を対応付けてＲＡＭ１６に記憶し、部分Ｐ２とＧ２を対応付けてＲＡＭ１６に記憶し、部分Ｐ３とＧ３を対応付けてＲＡＭ１６に記憶する。
【００５０】
次に、ＣＰＵ１２は、ＲＡＭ１６に記憶されたフェースと重心とを読み出し、重心とフェースとの距離を算出する（Ｓ２０３）。３Ｄモデルが分割なしの場合、一つの重心Ｇが算出され、この重心Ｇと抽出された１つ又は複数のフェースとの距離を算出する。例えば、抽出されたフェースの識別番号をａ、ｂ、ｃ、ｄとすると、フェースａと重心Ｇとの距離、フェースｂと重心Ｇとの距離、フェースｃと重心Ｇとの距離、フェースｄと重心Ｇとの距離を算出し、算出したこれらの距離をＲＡＭ１６に記憶する。３Ｄモデルが２分割の場合、部分Ｐ１，Ｐ２毎に重心Ｇ１，Ｇ２が算出され、重心Ｇ１と部分Ｐ１から抽出された１つ又は複数のフェースとの距離を算出し、重心Ｇ２と部分Ｐ２から抽出された１つ又は複数のフェースとの距離を算出する。例えば、部分Ｐ１から抽出されたフェースの識別番号をａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１とすると、フェースａ１と重心Ｇ１との距離、フェースｂ１と重心Ｇ１との距離、フェースｃ１と重心Ｇ１との距離、フェースｄ１と重心Ｇ１との距離を算出し、算出したこれらの距離をＲＡＭ１６に記憶する。部分Ｐ２についても同様である。
【００５１】
次に、ＣＰＵ１２は、ＲＡＭ１６に記憶されたフェースと重心との距離を読み出し、重心との距離が近い所定数、例えば上位３つのフェースを抽出する（Ｓ２０４）。３Ｄモデルが分割なしの場合、フェースａと重心Ｇとの距離、フェースｂと重心Ｇとの距離、フェースｃと重心Ｇとの距離、フェースｄと重心Ｇとの距離があるが、
（フェースａとの距離）＜（フェースｂとの距離）＜（フェースｃとの距離）＜（フェースｄとの距離）
であれば、上位３つとしてフェースａ、フェースｂ、及びフェースｃを抽出する。３Ｄモデルが２分割あるいは３分割の場合についても同様であり、部分毎に上記所定数のフェースを抽出する。
【００５２】
次に、ＣＰＵ１２は、重心との距離が近いとして抽出されたフェース毎に、点を設定する（Ｓ２０５）。具体的には、抽出されたフェース上に所定間隔、例えば２ｍｍ間隔でマトリクス状に点を設定する。これらの点は、ゲート位置として設定される候補点である。
【００５３】
次に、ＣＰＵ１２は、点を設定したフェース毎に、ゲート位置設定可能領域を設定する（Ｓ２０６）。ゲート位置設定可能領域は、予めルールとして記憶部２４に記憶され、具体的には３Ｄモデルのエッジから所定距離、例えば５ｍｍ以内の領域をゲート位置設定不可能領域とし、これ以外の領域として定義される。なお、３Ｄモデルあるいは成形品の種類に応じて所定距離を設定してもよく、あるいはエッジ以外にもゲート位置設定不可能領域を設定してもよい。
【００５４】
ゲート位置設定可能領域を設定した後、ＣＰＵ１２は、ゲート位置設定可能領域のうち、最も重心に近い点を各フェース毎に算出する（Ｓ２０７）。なお、各フェースと重心との距離は既にＳ２０３で算出されているので、このときに算出対象となった点がゲート位置設定可能領域内であれば当該距離及び点をそのまま援用することができ、算出対象となった点がゲート位置設定可能領域内にない場合についてのみ最も重心に近い点を算出する。３Ｄモデルが分割なしの場合であり、フェースａと重心Ｇとの距離を算出する際のフェースａ上の点がゲート位置設定可能領域内にあればＳ２０３で算出された距離及び点がそのまま用いられ、フェースｂと重心Ｇとの距離を算出する際のフェースｂ上の点がゲート位置設定可能領域内になければフェースｂのうち最も重心Ｇに近い点を改めて算出し、同様にフェースｃと重心Ｇとの距離を算出する際のフェースｃ上の点がゲート位置設定可能領域内になければフェースｃのうち最も重心Ｇに近い点を改めて算出する。ＣＰＵ１２は、算出した各フェース上の点の位置及び重心Ｇとの距離をＲＡＭ１６に記憶する。フェースａ上の点をａｐ、フェースｂ上の点をｂｐ、フェースｃ上の点をｃｐとする。
【００５５】
次に、ＣＰＵ１２は、ＲＡＭ１６に記憶された３つの点の座標のうち、重心Ｇとの距離が最も近い点を選択し、これをゲート位置に設定する（Ｓ２０８）。例えば、
（ａｐとの距離）＜（ｂｐとの距離）＜（ｃｐとの距離）
であれば、フェースａ上の点ａｐをゲート位置に設定する。なお、一般に、
（フェースａとの距離）＜（フェースｂとの距離）＜（フェースｃとの距離）＜（フェースｄとの距離）
であれば、フェースａ上の点がゲート位置として設定されることになるが、フェースａ上の点がゲート位置設定可能領域内になく、フェースｂ上の点がゲート位置設定可能領域内にあれば結果としてフェースｂ上の点が重心Ｇに最も近い点になり得る。この意味で、Ｓ２０４で重心Ｇに近い複数のフェースを抽出する意義がある。３Ｄモデルが２分割あるいは３分割の場合も同様にして部分毎にそれぞれの重心に最も近い点をゲート位置に設定する。
【００５６】
ゲート位置を設定した後、ＣＰＵ１２は、設定したゲート位置の点の座標（ｘ、ｙ、ｚ）を所定のファイル形式、例えばＣＳＶファイルとして出力しＲＡＭ１６に記憶する（Ｓ２０９）。ＲＡＭ１６に記憶されたＣＳＶファイルは、後の流動解析においてゲート位置を示すファイルとして読み込まれる。
【００５７】
射出成形では、ゲート位置から注入される樹脂の圧力は、成形品の金型内に充填完了する時に最も圧力分布が高くなり、ゲートの充填圧力がピーク値となる。ゲート位置が適切でなく３Ｄモデルに対して偏った位置にあると、その分だけ樹脂が流動し難くなり、充填圧力のピーク値が増大する。ピーク値の増大は、既述したように、型締め力の増大や成形品の残留歪を招く。本実施形態では、一般に、３Ｄモデルにおいて充填完了までの充填距離（あるいは充填時間）がほぼ等しくなるような位置がゲート位置として望ましいと考えられることから、３Ｄモデルの重心位置に着目し、キャビティ側の面のうちこの重心位置に最も近い点をゲート位置として自動設定するものといえる。
【００５８】
本実施形態では、３Ｄモデルの重心位置に基づいてゲート位置を自動設定することから、射出成形の金型を製作する熟練した技術者の経験と勘に依存することなく、任意の利用者でも高速かつ高精度にゲート位置を設定して流動解析を実行し得る。
【００５９】
次に、本実施形態の各処理について、より具体的に説明する。
【００６０】
図５は、３Ｄモデル３０の平面図（ＸＹ平面に投影した平面図）を示す。互いに直交するＸＹ方向それぞれの寸法、すなわちＸ寸法及びＹ寸法を計測して取得する。３Ｄモデル３０が複雑な形状である場合、その外接円のＸ寸法及びＹ寸法を計測して取得する。
【００６１】
図６は、ゲート点数決定マトリクス３２の一例を模式的に示す。Ｘ寸法の大きさｘ及びＹ寸法の大きさｙに応じ、
Ａ領域：０＜ｘ≦ｘ１、０＜ｙ≦ｙ１
Ｂ領域：０＜ｘ≦ｘ１、ｙ１＜ｙ≦ｙ２
Ｃ領域：ｘ１＜ｘ≦ｘ２、０＜ｙ≦ｙ１
Ｄ領域：０＜ｘ≦ｘ１、ｙ２＜ｙ≦ｙ３
Ｅ領域：ｘ２＜ｘ≦ｘ３、０＜ｙ≦ｙ１
Ｆ領域：ｘ１＜ｘ≦ｘ２、ｙ１＜ｙ≦ｙ２
Ｇ領域：ｘ１＜ｘ≦ｘ２、ｙ２＜ｙ≦ｙ３
Ｈ領域：ｘ２＜ｘ≦ｘ３、ｙ１＜ｙ≦ｙ２
Ｉ領域：ｘ２＜ｘ≦ｘ３、ｙ２＜ｙ≦ｙ３
の合計９領域にわけ、領域毎にゲート点数を
Ａ領域：１点
Ｂ領域及びＣ領域：２点
Ｄ領域及びＥ領域：３点
Ｆ領域、Ｇ領域及びＨ領域：４点
Ｉ領域：５点
とする。例えば、ｘ１＝ｙ１＝２１０ｍｍ、ｘ２＝ｙ２＝４００ｍｍ、ｘ３＝ｙ３＝６００ｍｍであるがこれに限定されない。処理対象の３ＤモデルのＸ寸法及びＹ寸法がＡ領域に該当すればゲート点数は１点であり、Ｅ領域に該当すればゲート点数は３点となる。ゲート点数決定マトリクス３２は、成形品の種別毎に作成して記憶部２４に記憶してもよい。
【００６２】
図７は、３Ｄモデル３０の２分割の様子を模式的に示す。３Ｄモデル３０の重心Ｇを算出し、この重心Ｇを基準に垂直方向に２分割して部分Ｐ１、Ｐ２とする。各部分Ｐ１、Ｐ２でキャビティ側のフェースを１つ又は複数抽出し、各部分Ｐ１，Ｐ２で重心を再度算出し、各部分Ｐ１、Ｐ２で重心に最も近い点を抽出する。
【００６３】
図８は、３Ｄモデル３０の３分割の様子を模式的に示す。３Ｄモデル３０を複数等分し、各部分の体積が１／３となるように分割面を決定し、決定した分割面を基準として３分割して部分Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３とする。各部分Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３でキャビティ側のフェースを１つ又は複数抽出し、各部分Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３で重心Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３を再度算出し、各部分Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３でそれぞれ重心Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３に最も近い点を抽出する。
【００６４】
図９及び図１０は、３Ｄモデル３０のゲート点数が１点であり、分割なしの場合のゲート位置設定処理を模式的に示す。
【００６５】
図９（ａ）は、図４のＳ２０１の処理、すなわち３Ｄモデルのうちキャビティ側の面をフェースとして抽出する処理を示す。
【００６６】
図９（ｂ）及び図９（ｃ）は、図４のＳ２０２〜Ｓ２０４の処理、すなわち３Ｄモデルの重心Ｇを算出し、重心Ｇから近いフェースを抽出する処理を示す。図において、相対的に濃度の濃い部分がフェースのうち重心に近いフェースを示す。重心に近い上位３つのフェースを抽出した場合であり、これらのフェースはフェースａ、ｂ、ｃとして示されている。
【００６７】
図１０（ａ）は、図４のＳ２０５の処理、すなわち抽出したフェース上に所定間隔で点を設定する処理を示す。抽出された上位３つのフェースａ、ｂ、ｃのそれぞれにおいて２ｍｍ間隔でマトリクス状に点が設定される。
【００６８】
図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）は、図４のＳ２０６の処理、すなわちゲート位置設定可能領域の設定処理を示す。抽出されたフェースのうち、３Ｄモデルのエッジから５ｍｍ以上離れた点をゲート位置設定可能領域として設定する。
【００６９】
図１０（ｄ）及び図１０（ｅ）は、図４のＳ２０７〜Ｓ２０８の処理、すなわち、ゲート位置設定可能領域のうち最も重心に近い点をフェース毎に算出し、これらのうち最も重心に近い点をゲート位置として設定する処理を示す。図において、Ｘ印は、３つのフェースａ、ｂ、ｃそれぞれについて最も重心に近い点を示しており、これらのうちで最も重心に近い点が最終的にゲート位置として選択される。
【００７０】
図１１は、ゲート位置設定可能領域を模式的に示す。３Ｄモデル３０の内部には平面形状が円形状のエッジ３０ａ、及び平面形状が矩形状のエッジ３０ｂが存在するものとする。３Ｄモデル３０のエッジとしては、その外縁を規定するエッジの他にこれらのエッジ３０ａ、３０ｂが存在するから、エッジから５ｍｍの領域を規定する縁として３０ｃ、３０ｄ、及び３０ｅが設定される。ゲート位置設定可能領域は、これら縁３０ｃ、３０ｄ、３０ｅで確定される領域３０ｆであり、図中斜線で示す。
【００７１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず種々の変形例が可能である。以下、変形例について説明する。
【００７２】
＜変形例１＞
実施形態では、図３の処理フローチャートに示すように、ゲート点数決定マトリクスを用いてゲート点数を決定し、ゲート点数に応じて３Ｄモデルを分割し、その後にゲート位置設定処理を実行しているが、実施形態のゲート位置設定は、必ずしも実施形態の３Ｄモデル分割処理が前提となるわけではなく、３Ｄモデルを分割することなく、あるいは他の３Ｄモデル分割処理を実行した上で、ゲート位置を設定してもよい。利用者が図３のＳ１０１〜Ｓ１０３の処理を実行するか否かを手動で設定してもよい。
【００７３】
または、図３のＳ１０１〜Ｓ１０３の処理と、他のゲート位置設定処理とを組み合わせることも可能である。図３のＳ１０１〜Ｓ１０３の処理を他のコンピュータで実行し、その結果を通信Ｉ／Ｆ２２を介してゲート位置設定装置１０に入力し、図３のＳ１０４の処理を実行してもよい。この場合、当該他のコンピュータは、ゲート数を決定するために３Ｄモデルを分割する３Ｄモデル分割装置として機能する。
【００７４】
＜変形例２＞
実施形態では、図４の処理をゲート位置設定装置１０のＣＰＵ１２が実行する構成としているが、図４のＳ２０１〜Ｓ２０９の一つまたは複数の処理を複数のコンピュータで実行してもよく、これら複数のコンピュータは全体としてゲート位置設定装置１０あるいはゲート位置設定システムとして機能する。また、実施形態では、図４の処理をＣＰＵ１２が処理プログラムを実行することで実現する構成としているが、図４のＳ２０１〜Ｓ２０９の一つまたは複数の処理をハードウェアで実現してもよい。ハードウェア処理は、例えばＡＳＩＣやＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）等の回路を用いて行い得る。
【００７５】
また、実施形態において、図３Ｓ１０１〜Ｓ１０６の一つまたは複数の処理を複数のコンピュータで実行してもよい。具体的には、通信ネットワークで互いに接続された第１コンピュータ及び第２コンピュータにおいて、第１コンピュータがＳ１０１〜Ｓ１０４の処理を実行してその結果を第２コンピュータに送信し、第２コンピュータがＳ１０５及びＳ１０６の処理を実行してその結果を第１コンピュータに返信してもよい。この場合、第１コンピュータがゲート位置設定装置として機能し、第２コンピュータが流動解析装置として機能する。図２に即して説明すると、モデル分割部１２１〜ゲート位置設定部１２５が第１コンピュータのＣＰＵで実現され、流動解析部１２６が第２コンピュータのＣＰＵで実現され、第１コンピュータのゲート位置設定部１２５で自動設定されたゲート位置が第２コンピュータの流動解析部１２６に供給される。第２コンピュータの流動解析部１２６は、第１コンピュータからのゲート位置、３Ｄモデル、及びその他の解析条件を用いて流動解析を実行し、その解析結果を評価して評価結果を第１コンピュータに返信する。第１コンピュータでは、評価結果が適切でなければ（圧力ピーク値が閾値を超える、あるいは圧力分布が所定範囲を超える）、ゲート数を変更してゲート位置設定部１２５で再度ゲート位置を自動設定し、第２コンピュータに送信する。
【００７６】
＜変形例３＞
実施形態では、ゲート点数決定マトリクス３２を用いて３ＤモデルのＸ寸法及びＹ寸法に応じてゲート点数を決定し、これに応じて３Ｄモデルを複数の部分に分割し、各部分でゲート位置を自動設定しているが、ゲート点数のみを利用者が手動で設定し、その後の３Ｄモデル分割及びゲート位置設定をＣＰＵ１２が処理プログラムに従って自動実行してもよい。すなわち、本発明には、
（１）ゲート数を手動設定し、ゲート位置を自動設定する
（２）ゲート数及びゲート位置を自動設定する
のいずれも含まれ得る。実施形態において、繰り返し計算を行うことなくゲート数及びゲート位置が設定される場合の他、繰り返し計算を行ってゲート数を自動的に１だけ増大させ、再度ゲート位置を自動設定する場合も（２）に含まれることは言うまでもない。なお、手動及び自動を問わず、ゲート数は必要最小限が望ましい。
【００７７】
＜変形例４＞
実施形態では、流動解析の結果として得られる充填完了時の圧力ピーク値が閾値を超える場合に、ＮＧと判定してゲート数を変更、例えばゲート数を１だけ増大させて再度ゲート位置を自動設定し、流動解析を繰り返し実行しているが、所定回数繰り返しても圧力ピーク値が閾値以下とならない場合には、その３Ｄモデルの重心を基準とするゲート位置の設定が必ずしも有効でない可能性が考えられるので、局所勾配を利用した最適解探索手法あるいは遺伝的アルゴリズム手法等の他のゲート位置設定方法に切り替えてもよい。但し、本願発明者等は、実施形態の方法により、繰り返し計算を行うことなく９割以上の確率で正確にゲート位置を設定できることを確認している。
【００７８】
＜変形例５＞
実施形態では、図６に示すようなゲート点数決定マトリクス３２を用いて３Ｄモデルの寸法に応じたゲート点数を決定しており、ゲート点数決定マトリクス３２は、３Ｄモデルや処理プログラムと同様に記憶部２４に記憶されているが、３Ｄモデルと処理プログラムとゲート点数決定マトリクスの少なくともいずれかが他の記憶部（通信回線で接続された記憶部を含む）に記憶されていてもよい。また、ある３Ｄモデルについて、繰り返し計算が実行されてゲート数が変更された後に流動解析の結果がＯＫと判定された場合に、その３Ｄモデルの形状に類似する３Ｄモデルについては、ゲート点数決定マトリクスの値を変更後の値に調整（学習）してもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１０  ゲート位置設定装置、１２  ＣＰＵ、１４  ＲＯＭ、１６  ＲＡＭ、１８  入力部、２０  表示部、２２  通信Ｉ／Ｆ、２４  記憶部。
【図１】
2018114615.tif 000003
【図２】
2018114615.tif 000004
【図３】
2018114615.tif 000005
【図４】
2018114615.tif 000006
【図５】
2018114615.tif 000007
【図６】
2018114615.tif 000008
【図７】
2018114615.tif 000009
【図８】
2018114615.tif 000010
【図９】
2018114615.tif 000011
【図１０】
2018114615.tif 000012
【図１１】
2018114615.tif 000013