(57)【要約】【課題】サイドモールドの成形面に凹部を形成するＮＣ加工機の加工時間を容易に予測する。【解決手段】凹部２０の平面形状データと成形面１１の立体形状データを取得し、ＮＣ加工機による成形面１１の加工条件データを取得する。凹部２０の平面形状データと成形面１１の立体形状データに基づいて、成形面１１における凹部２０の立体形状データを算出して、成形面１１に形成する凹部２０の形成形状データを取得する。凹部２０の形成形状データと成形面１１の加工条件データに基づいて、ＮＣ加工機による凹部２０の形成時間と、凹部２０の形成に伴いＮＣ加工機に派生する派生時間とを算出する。凹部２０の形成時間とＮＣ加工機の派生時間を合算して、ＮＣ加工機の加工時間を算出する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ成形用のサイドモールドの成形面を加工して成形面に凹部を形成するＮＣ加工機の加工時間予測方法であって、
凹部の平面形状データを取得する工程と、
成形面の立体形状データを取得する工程と、
ＮＣ加工機による成形面の加工条件データを取得する工程と、
凹部の平面形状データと成形面の立体形状データに基づいて、成形面における凹部の立体形状データを算出して、成形面に形成する凹部の形成形状データを取得する工程と、
凹部の形成形状データと成形面の加工条件データに基づいて、ＮＣ加工機による凹部の形成時間と、凹部の形成に伴いＮＣ加工機に派生するＮＣ加工機の派生時間とを算出する工程と、
凹部の形成時間とＮＣ加工機の派生時間を合算してＮＣ加工機の加工時間を算出する工程と、
を有するＮＣ加工機の加工時間予測方法。
【請求項２】
請求項１に記載されたＮＣ加工機の加工時間予測方法において、
凹部の形成時間とＮＣ加工機の派生時間を算出する工程が、凹部の形成形状データと成形面の加工条件データに基づいて、ＮＣ加工機による凹部の底面と凹部の輪郭の各形成時間を算出して凹部の形成時間を算出する工程を有するＮＣ加工機の加工時間予測方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたＮＣ加工機の加工時間予測方法において、
成形面の加工条件データを取得する工程が、凹部の形成に伴うＮＣ加工機の工具の交換条件データを取得する工程を有し、
凹部の形成時間とＮＣ加工機の派生時間を算出する工程が、凹部の形成時間と工具の交換条件データに基づいて、凹部の形成に伴いＮＣ加工機に派生する工具の交換時間を算出する工程を有するＮＣ加工機の加工時間予測方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載されたＮＣ加工機の加工時間予測方法において、
凹部の平面形状データを取得する工程が、凹部の平面形状を規定する凹部パラメータの値を取得する工程を有し、
成形面の立体形状データを取得する工程が、成形面の立体形状を規定する成形面パラメータの値を取得する工程を有し、
成形面の加工条件データを取得する工程が、ＮＣ加工機による成形面の加工条件を規定する加工パラメータの値を取得する工程を有するＮＣ加工機の加工時間予測方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載されたＮＣ加工機の加工時間予測方法において、
凹部の形成形状データを取得する工程が、凹部の平面形状データ、成形面の立体形状データ、及び、予め定められた凹部の立体形状データの算出式に基づいて、成形面に形成する凹部の立体形状を規定する立体形状パラメータの値を算出する工程を有するＮＣ加工機の加工時間予測方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載されたＮＣ加工機の加工時間予測方法において、
凹部の形成時間とＮＣ加工機の派生時間を算出する工程が、凹部の形成形状データ、成形面の加工条件データ、予め定められた凹部の形成時間の算出式、及び、予め定められたＮＣ加工機の派生時間の算出式に基づいて、凹部の形成時間とＮＣ加工機の派生時間を算出する工程を有するＮＣ加工機の加工時間予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ成形用のサイドモールドを加工するＮＣ加工機の加工時間予測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
加硫成形時に、タイヤは、組み合わされた加硫モールド内で加硫されて、目的形状に成形される。その際、タイヤのサイド部がサイドモールドの成形面により成形されて、凸部からなるデザインがタイヤの側面に成形される。タイヤに凸部を成形するため、数値制御加工機（ＮＣ（Numerical Control）加工機という）により、サイドモールドの成形面が加工されて、凸部に対応する凹部が成形面に形成される。
【０００３】
ＮＣ加工機による成形面の加工時間が長くなるのに伴い、サイドモールドの加工コストが高くなる。従って、サイドモールの成形面に関しては、ＮＣ加工機の加工時間を予測し、サイドモールドの加工コストを考慮して、凹部形状を設計することが求められている。従来、ＮＣ加工機の加工時間を予測する際には、過去の経験に基づいて、各人が、過去の実際の加工時間、凹部形状の変更点、加工条件等から、加工時間を予測している。そのため、加工時間の予測結果にばらつきが生じる虞がある。また、加工時間の予測には高いスキルが必要であり、加工時間を正確に予測するのは困難である。
【０００４】
これに対し、従来、ＮＣ加工機のＮＣデータを使用して加工時間を予測する予測方法が知られている（特許文献１参照）。
ところが、特許文献１に記載された加工時間の予測方法では、加工時間の予測前に、ＮＣデータを作成する必要があり、ＮＣデータの作成に手間と時間がかかる。そのため、ＮＣ加工機の加工時間を容易に予測できず、加工時間の予測結果を凹部形状の設計に素早く反映するのは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−５１８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたもので、その目的は、サイドモールドの成形面に凹部を形成するＮＣ加工機の加工時間を容易に、かつ、正確に予測することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、タイヤ成形用のサイドモールドの成形面を加工して成形面に凹部を形成するＮＣ加工機の加工時間予測方法であって、凹部の平面形状データを取得する工程と、成形面の立体形状データを取得する工程と、ＮＣ加工機による成形面の加工条件データを取得する工程と、凹部の平面形状データと成形面の立体形状データに基づいて、成形面における凹部の立体形状データを算出して、成形面に形成する凹部の形成形状データを取得する工程と、凹部の形成形状データと成形面の加工条件データに基づいて、ＮＣ加工機による凹部の形成時間と、凹部の形成に伴いＮＣ加工機に派生するＮＣ加工機の派生時間とを算出する工程と、凹部の形成時間とＮＣ加工機の派生時間を合算してＮＣ加工機の加工時間を算出する工程と、を有するＮＣ加工機の加工時間予測方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、サイドモールドの成形面に凹部を形成するＮＣ加工機の加工時間を容易に、かつ、正確に予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の加工時間予測装置を示す機能ブロック図である。
【図２】サイドモールドの成形面に形成する凹部の平面形状データを示す平面図である。
【図３】サイドモールドの成形面の立体形状データを示す斜視図である。
【図４】ＮＣ加工機による成形面の加工条件データを示す斜視図である。
【図５】ＮＣ加工機の加工時間の算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】予測された加工時間と実際の加工時間を対比したグラフである。
【図７】加工時間を予測した凹部を示す平面図である。
【図８】加工時間の算出に用いたパラメータの値を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明のＮＣ加工機の加工時間予測方法（加工時間予測方法という）について、その一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
本実施形態の加工時間予測方法は、タイヤ成形用のサイドモールドの成形面を加工して成形面に所定形状の凹部を形成するＮＣ加工機の加工時間を予測する。ＮＣ加工機の加工時間は、成形面を加工して凹部を形成するＮＣ加工機の所要時間であり、複数のデータと複数の算出式により算出される。従って、加工時間予測方法は、ＮＣ加工機の加工時間算出方法であり、予め加工時間を予測するために、ＮＣ加工機の加工時間を算出する。
【００１１】
サイドモールドは、タイヤの加硫成形時に、タイヤのサイド部（タイヤ側面）を成形するサイド成形用モールドであり、成形面に接するタイヤ側面を成形面により成形する。成形面の凹部は、タイヤ側面に凸部を成形する凸部成形用の凹みであり、周囲の成形面に対して凹んだ部分からなる。タイヤ側面の凸部は、周囲のタイヤ側面に対して突き出た部分であり、例えば、模様、文字、記号、デザインを構成する。ここでは、凹部は、タイヤ側面のデザインに対応するデザイン成形用の凹部（デザイン形状）であり、ＮＣ加工機の切削加工により、サイドモールドの成形面に形成される。なお、本実施形態において方向を示すときには、サイドモールドにより成形される状態のタイヤ（加硫モールド内のタイヤ）に関する方向（タイヤ幅方向、タイヤ周方向、タイヤ半径方向等）を用いる。
【００１２】
加工時間予測方法は、ＮＣ加工機の加工時間を予測（算出）するＮＣ加工機の加工時間予測装置（加工時間算出装置）により実施される。加工時間予測装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、プログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、及び、ＣＰＵが直接アクセスするデータを一時的に格納するＲＡＭ（Random Access Memory）を備えたコンピュータ（例えば、パーソナルコンピュータ）からなる。また、加工時間予測装置は、ＣＰＵによりプログラムを実行することで得られる機能実現手段として、加工時間の予測（算出）に関する処理を行う複数の手段（機能部）を有する。以下、この加工時間予測装置におけるＮＣ加工機の加工時間予測方法について説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態の加工時間予測装置１を示す機能ブロック図であり、加工時間予測装置１の概略構成を示している。
図示のように、加工時間予測装置１は、制御部２、表示部３、入力部４、記憶部５、取得部６、及び、算出部７を有し、これら各部（各手段）２〜７により、ＮＣ加工機の加工時間を予測する。制御部２は、加工時間の予測時に、加工時間予測装置１の全体を制御する。表示部３は、画像の表示装置を有し、算出式の入力画面、各種データの入力画面、及び、加工時間の予測結果を表示する。入力部４により、ユーザは、加工時間の予測に用いる算出式とデータを入力して、算出式とデータを加工時間予測装置１に予め設定する。
【００１４】
記憶部５は、算出式記憶手段であり、ユーザにより設定された算出式を記憶する。また、記憶部５は、データ記憶手段であり、ユーザにより設定された各種データを記憶する。ユーザにより設定されるデータは、サイドモールドの成形面に形成する凹部の平面形状データ、成形面の立体形状データ、ＮＣ加工機による成形面の加工条件データからなる。取得部６は、記憶部５から、加工時間の予測に用いるデータを取得する。取得部６により取得されたデータ、及び、記憶部５に記憶された算出式に基づいて、算出部７は、ＮＣ加工機の加工時間を予測するための算出処理を行う。
【００１５】
図２は、サイドモールド１０の成形面１１に形成する凹部２０の平面形状データを示す平面図であり、タイヤ幅方向からみた成形面１１の凹部２０を示している。
図示のように、凹部２０の平面形状データは、タイヤ幅方向からみた凹部２０の平面的な形状データである。即ち、凹部２０の平面形状データは、タイヤ幅方向からみた成形面１１の平面図における凹部２０の形状データ（２次元形状データ）であり、凹部２０の平面形状を特定する所定データからなる。ここでは、凹部２０の平面形状データは、凹部２０の平面形状を規定する予め設定されたパラメータ（凹部パラメータ）の値からなる。１以上の所定のパラメータ（変数）からなる凹部パラメータにより、凹部の平面形状が表される。具体的には、加工時間の算出前に、６つの凹部パラメータ（ａ、ｂ、Ｓ、Ｌ、ｎ、Ｎ２）の値が、凹部２０の平面形状データとして設定されて、記憶部５に記憶される。
【００１６】
凹部パラメータ（他のパラメータも同様）の値は、それぞれ所定の単位（ｍｍ、ｍｍ２等）で表される。以下のパラメータの説明では、各パラメータに本実施形態における単位を付記する。横幅ａ（ｍｍ）は、凹部２０のタイヤ周方向の両端の間の寸法（直線距離）である。縦幅ｂ（ｍｍ）は、凹部２０のタイヤ半径方向の両端の間の寸法である。面積Ｓ（ｍｍ２）は、タイヤ幅方向からみた凹部２０の面積である。外周の長さＬ（ｍｍ）は、凹部２０の外周（外縁）に沿う長さである。外周の要素数ｎ（個）は、凹部２０の外周を構成する要素の数であり、屈曲部を両端部とする要素（直線、曲線等）の総数である。個数Ｎ２（個）は、凹部２０を構成する互いに離間した部分の数である。図２に示す凹部２０は、１つの部分からなるため、個数Ｎ２は１になる。これに対し、１つの凹部２０が互いに離間した２以上の部分からなる場合には、個数Ｎ２は２以上の数になる。
【００１７】
図３は、サイドモールド１０の成形面１１の立体形状データを示す斜視図であり、凹部２０のタイヤ周方向の一端で切断したサイドモールド１０を示している。
図示のように、成形面１１の立体形状データは、成形面１１の立体的な形状データ（３次元形状データ）であり、成形面１１の立体形状を特定する所定データからなる。ここでは、成形面１１の立体形状データは、成形面１１の立体形状を規定する予め設定されたパラメータ（成形面パラメータ）の値からなる。１以上の所定のパラメータ（変数）からなる成形面パラメータにより、成形面１１の立体形状が表される。具体的には、加工時間の算出前に、２つの成形面パラメータ（Ｒ、ｈ１）の値が、成形面１１の立体形状データとして設定されて、記憶部５に記憶される。曲率半径Ｒ（ｍｍ）は、湾曲形状に形成された成形面１１（凹部２０が位置する部分）の曲率半径である。高さの差ｈ１（ｍｍ）は、凹部２０のタイヤ半径方向の内側部と外側部の間のタイヤ幅方向における距離である。
【００１８】
図４は、ＮＣ加工機による成形面１１の加工条件データを示す斜視図であり、サイドモールド１０を図３と同様に示している。
図示のように、ＮＣ加工機の２つの工具（ここでは、切削工具）３０、３１により、成形面１１が加工されて、凹部２０が成形面１１に形成される。底面加工工具３０は、ジグザグに移動（矢印Ｘ）して、凹部２０の底面２１を加工する。その際、加工残りが生じないように（図４Ｂ参照）、底面加工工具３０の移動領域が部分的に重ねられて、底面加工工具３０が所定ピッチでジグザグに移動する。輪郭加工工具３１は、底面加工工具３０よりも細く、凹部２０の外周（輪郭２２）に沿って１周以上移動（矢印Ｙ）する。凹部２０の輪郭２２に沿って周回する輪郭加工工具３１により、凹部２０の輪郭２２が加工される。輪郭加工工具３１の周回数が２以上のときには、輪郭加工工具３１が１周する度に、輪郭加工工具３１の加工経路（移動経路）が所定量ずれる。
【００１９】
なお、工具３０、３１の移動時には、工具３０、３１は、ＮＣ加工機により、成形面１１に対して相対的に移動する。従って、工具３０、３１が移動するとは、工具３０、３１が成形面１１に対して相対的に移動することをいう。また、工具３０、３１の移動速度は、成形面１１に対する工具３０、３１の相対的な移動速度であり、工具３０、３１の移動距離は、成形面１１に対する工具３０、３１の相対的な移動距離である。
【００２０】
成形面１１の加工条件データは、成形面１１を加工して凹部２０を形成するときのＮＣ加工機の加工条件データであり、ＮＣ加工機の加工条件を特定する所定データからなる。例えば、成形面１１の加工条件データは、成形面１１の加工時におけるＮＣ加工機の動作速度、工具条件、動作条件のデータからなる。ここでは、成形面１１の加工条件データは、ＮＣ加工機による成形面１１の加工条件を規定する予め設定されたパラメータ（加工パラメータ）の値からなる。１以上の所定のパラメータ（変数）からなるＮＣ加工機の加工パラメータにより、成形面１１の加工条件が表される。具体的には、加工時間の算出前に、１６の加工パラメータ（φ１、ｆ１、φ２、ｆ２、ｆ３、ｈ３、ｆ４、ｈ４、ｆ５、ｈ５、ｖ、Ｎ１、ｄ、ｔ１、ｔ２、ｔ３）の値が、成形面１１の加工条件データとして設定されて、記憶部５に記憶される。
【００２１】
底面加工工具径φ１（ｍｍ）は、底面加工工具３０の加工部の直径である。底面加工送り速度ｆ１（ｍｍ／ｍｉｎ）は、凹部２０の底面２１を加工するときの底面加工工具３０の移動速度である。１種類の底面加工工具３０が一定の速度ｆ１で移動して、凹部２０の底面２１が加工される。輪郭加工工具径φ２（ｍｍ）は、輪郭加工工具３１の加工部の直径である。輪郭加工送り速度ｆ２（ｍｍ／ｍｉｎ）は、凹部２０の輪郭２２を加工するときの輪郭加工工具３１の移動速度である。１種類の輪郭加工工具３１が一定の速度ｆ２で移動して、凹部２０の輪郭２２が加工される。切込み速度ｆ３（ｍｍ／ｍｉｎ）は、成形面１１に切込むときの工具３０、３１の移動速度である。切込み高さｈ３（ｍｍ）は、工具３０、３１により成形面１１を切込む量（深さ）である。逃げ速度ｆ４（ｍｍ／ｍｉｎ）は、凹部２０から抜き出すときの工具３０、３１の移動速度である。逃げ高さｈ４（ｍｍ）は、凹部２０から出すために工具３０、３１を移動する量である。
【００２２】
空間移動速度ｆ５（ｍｍ／ｍｉｎ）は、成形面１１の外部における工具３０、３１の移動速度である。空間移動距離ｈ５（ｍｍ）は、成形面１１の外部における工具３０、３１の移動距離である。工具重ね量ｖ（ｍｍ）は、凹部２０の底面２１を加工するときの底面加工工具３０の移動領域の重ね量である。輪郭加工周回数Ｎ１（回）は、凹部２０の輪郭２２を加工するときの輪郭加工工具３１の周回数である。輪郭加工オフセット量ｄ（ｍｍ）は、加工中の凹部２０の側面に対する輪郭加工工具３１のオフセット量である。
【００２３】
工具交換時間ｔ１（ｍｉｎ）は、ＮＣ加工機による工具３０、３１の交換時間である。ここでは、工具交換時間ｔ１は、底面加工工具３０を輪郭加工工具３１に交換する時間、輪郭加工工具３１を底面加工工具３０に交換する時間、使用後の工具３０、３１を新たな工具３０、３１に交換する時間である。底面加工工具寿命時間ｔ２（ｍｉｎ）は、底面加工工具３０の使用限度（寿命）として設定される底面加工工具３０の最大使用時間である。輪郭加工工具寿命時間ｔ３（ｍｉｎ）は、輪郭加工工具３１の使用限度（寿命）として設定される輪郭加工工具３１の最大使用時間である。これら３つの時間ｔ１、ｔ２、ｔ３の値は、凹部の形成に伴うＮＣ加工機の工具３０、３１の交換条件データである。ＮＣ加工機による加工時間を予測するときには、以上の２４のパラメータからなる加工時間の算出式を用いる。パラメータの値を算出式に代入することで、加工時間が算出される。
【００２４】
【数１】
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【００２５】
数１は、立体的な成形面１１に形成する凹部２０の立体形状データの算出式である。凹部２０の立体形状データは、成形面１１における凹部２０の立体的な形状データ（３次元形状データ）であり、凹部２０の立体形状を特定する所定データからなる。立体形状データの算出式は、凹部２０の平面形状データを凹部２０の立体形状データに変換する１以上の所定の数式からなる。ここでは、凹部２０の立体形状データは、凹部２０の立体形状を規定する予め設定されたパラメータ（立体形状パラメータ）の値からなり、成形面１１に形成する凹部２０の形成形状データの一部を構成する。１以上の所定のパラメータ（変数）からなる立体形状パラメータにより、凹部２０の立体形状が表される。また、立体形状データの算出式は、凹部パラメータ（ａ、ｂ、Ｓ、Ｌ）と成形面パラメータ（Ｒ、ｈ１）からなる数式であり、凹部２０の立体形状パラメータの値を算出する。
【００２６】
４つの数式からなる凹部２０の立体形状データの算出式により、４つの立体形状パラメータ（ｂ’、Ｓ’、ａ’、Ｌ’）の値が、凹部２０の立体形状データとして算出されて、記憶部５に記憶される。縦幅ｂ’（ｍｍ）は、縦幅ｂに対応する凹部２０の立体的な寸法であり、成形面１１における凹部２０のタイヤ半径方向の両端の間の寸法である。面積Ｓ’（ｍｍ２）は、面積Ｓに対応する凹部２０の立体的な面積であり、成形面１１における凹部２０の面積である。横幅ａ’（ｍｍ）は、横幅ａに対応する凹部２０の立体的な寸法であり、成形面１１における凹部２０のタイヤ周方向の両端の間の寸法である。外周の長さＬ’（ｍｍ）は、外周の長さＬに対応する凹部２０の立体的な外周長さであり、成形面１１における凹部２０の外周に沿う長さである。凹部パラメータと成形面パラメータの値が凹部２０の立体形状データの算出式に代入されて、凹部２０の立体形状パラメータの値が算出される。
【００２７】
なお、縦幅ｂ’の数式は、面積Ｓ’と外周の長さＬ’の数式に含まれており、縦幅ｂ’の値は、面積Ｓ’と外周の長さＬ’の値を算出するときに用いられる。また、２つの凹部パラメータ（ｎ、Ｎ２）は、立体形状データの算出式に含まれず、立体形状データ（立体形状パラメータの値）の算出には用いない。ただし、立体形状パラメータの値の算出後に、２つの凹部パラメータ（ｎ、Ｎ２）の値と３つの立体形状パラメータ（Ｓ’、ａ’、Ｌ’）の値が、凹部２０の形成形状データとして設定されて、記憶部５に記憶される。凹部２０の形成形状データは、立体的な成形面１１に形成する凹部２０の形状を特定する所定データからなる。ここでは、凹部２０の形成形状データは、成形面１１における凹部２０の形成形状を規定する予め設定されたパラメータ（形成形状パラメータ）（ｎ、Ｎ２、Ｓ’、ａ’、Ｌ’）の値からなる。
【００２８】
凹部２０の形成形状データと成形面１１の加工条件データに基づいて、凹部２０の形成時間とＮＣ加工機の派生時間が算出される。凹部２０の形成時間は、ＮＣ加工機により成形面１１を加工するときに、凹部２０の形成にかかる時間であり、底面形成時間と輪郭形成時間からなる。底面形成時間は、ＮＣ加工機が底面加工工具３０により凹部２０の底面２１を加工するときに、底面２１の形成にかかる時間である。輪郭形成時間は、ＮＣ加工機が輪郭加工工具３１により凹部２０の輪郭２２を加工するときに、輪郭２２の形成にかかる時間である。底面形成時間と輪郭形成時間を合算することで、凹部２０の形成時間が算出される。ＮＣ加工機の派生時間は、凹部２０の形成に伴いＮＣ加工機に派生する時間であり、凹部２０の形成時間を除いたＮＣ加工機の動作時間である。即ち、ＮＣ加工機の派生時間は、ＮＣ加工機により成形面１１を加工するときに、凹部２０の形成動作を除いたＮＣ加工機の動作に要する時間である。
【００２９】
【数２】
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【００３０】
数２は、ＮＣ加工機による凹部２０の底面形成時間の算出式である。底面形成時間の算出式は、凹部２０の形成形状データと成形面１１の加工条件データから底面形成時間を算出する１以上の所定の数式からなる。ここでは、底面形成時間の算出式は、凹部２０の形成形状パラメータ（Ｎ２、Ｓ’、ａ’）と成形面１１の加工パラメータ（φ１、ｆ１、ｆ３、ｈ３、ｆ４、ｈ４、ｆ５、ｈ５、ｖ）からなる数式である。また、７つの数式からなる底面形成時間の算出式により、ピッチ幅Ｗ、分割数Ｍ、加工長さＰが算出されるとともに、底面形成時間（Ｔ１〜Ｔ４）が算出される。ピッチ幅Ｗ、分割数Ｍ、加工長さＰは、底面形成時間の算出過程で用いられる。
【００３１】
ピッチ幅Ｗ（ｍｍ）は、所定ピッチでジグザグに移動する底面加工工具３０のピッチの距離であり、底面加工工具３０の１ピッチの移動により加工される底面２１の寸法に対応する。分割数Ｍ（回）は、凹部２０の横幅ａ’をピッチ幅Ｗで分割した数である。加工長さＰ（ｍｍ）は、底面２１を加工する底面加工工具３０の加工経路の長さであり、底面２１の全体の加工にかかる底面加工工具３０の移動距離に対応する。時間Ｔ１（ｍｉｎ）は、底面加工工具３０による底面２１の加工時間である。時間Ｔ２（ｍｉｎ）は、成形面１１の切込みにかかる底面加工工具３０の切込み時間である。時間Ｔ３（ｍｉｎ）は、凹部１１からの抜き出し（逃げ）にかかる底面加工工具３０の逃げ時間である。時間Ｔ４（ｍｉｎ）は、底面２１の加工時に成形面１１の外部で移動する底面加工工具３０の移動時間である。形成形状パラメータと加工パラメータの値が底面形成時間の算出式に代入されて、複数の時間Ｔ１〜Ｔ４からなる凹部２０の底面形成時間が算出される。
【００３２】
【数３】
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【００３３】
数３は、ＮＣ加工機による凹部２０の輪郭形成時間の算出式である。輪郭形成時間の算出式は、凹部２０の形成形状データと成形面１１の加工条件データから輪郭形成時間を算出する１以上の所定の数式からなる。ここでは、輪郭形成時間の算出式は、凹部２０の形成形状パラメータ（ｎ、Ｎ２、Ｌ’）と成形面１１の加工パラメータ（φ２、ｆ２、ｆ３、ｈ３、ｆ４、ｈ４、ｆ５、ｈ５、Ｎ１、ｄ）からなる数式である。また、５つの数式からなる輪郭形成時間の算出式により、加工長さＱが算出されるとともに、輪郭形成時間（Ｔ５〜Ｔ８）が算出される。加工長さＱは、輪郭形成時間の算出過程で用いられる。
【００３４】
加工長さＱ（ｍｍ）は、輪郭２２を加工する輪郭加工工具３１の加工経路の長さであり、輪郭２２の全体の加工にかかる輪郭加工工具３１の移動距離に対応する。時間Ｔ５（ｍｉｎ）は、輪郭加工工具３１による輪郭２２の加工時間である。時間Ｔ６（ｍｉｎ）は、成形面１１の切込みにかかる輪郭加工工具３１の切込み時間である。時間Ｔ７（ｍｉｎ）は、凹部１１からの抜き出し（逃げ）にかかる輪郭加工工具３１の逃げ時間である。時間Ｔ８（ｍｉｎ）は、輪郭２２の加工時に成形面１１の外部で移動する輪郭加工工具３１の移動時間である。形成形状パラメータと加工パラメータの値が輪郭形成時間の算出式に代入されて、複数の時間Ｔ５〜Ｔ８からなる凹部２０の輪郭形成時間が算出される。
【００３５】
【数４】
2015026331.tif 000006
【００３６】
数４は、ＮＣ加工機の派生時間の算出式である。派生時間の算出式は、凹部２０の形成時間と成形面１１の加工条件データに基づいて派生時間を算出する１以上の所定の数式からなる。ここでは、派生時間の算出式は、加工パラメータ（ｔ１、ｔ２、ｔ３）、底面２１の加工時間Ｔ１、輪郭２２の加工時間Ｔ５からなる数式である。また、１つの数式からなる派生時間の算出式により、ＮＣ加工機の派生時間（Ｔ９）が算出される。時間Ｔ９（ｍｉｎ）は、凹部２０の形成に伴いＮＣ加工機に派生する工具３０、３１の交換時間である。加工パラメータと加工時間Ｔ１、Ｔ５の値が派生時間の算出式に代入されて、工具３０、３１の交換時間Ｔ９からなるＮＣ加工機の派生時間が算出される。
【００３７】
算出式中の定数項「１」は、凹部２０の形成時に、底面加工工具３０と輪郭加工工具３１を１回交換することを意味する。また、［  ］は、ガウス記号であり、［  ］の項の数は、［  ］の中の数を超えない最大の整数になる。［Ｔ１／ｔ２］により、凹部２０の形成中に底面加工工具３０を交換する回数が算出され、［Ｔ５／ｔ３］により、凹部２０の形成中に輪郭加工工具３１を交換する回数が算出される。工具３０、３１の交換回数に工具交換時間ｔ１をかけることで、工具３０、３１の交換時間Ｔ９が算出される。
【００３８】
【数５】
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【００３９】
数５は、ＮＣ加工機の加工時間Ｔ（ｍｉｎ）の算出式である。複数の時間Ｔ１〜Ｔ８からなる凹部２０の形成時間と１つの時間Ｔ９からなるＮＣ加工機の派生時間を合算することで、ＮＣ加工機の加工時間Ｔが算出される。以下、加工時間予測装置１によりＮＣ加工機の加工時間Ｔを算出する手順について説明する。
【００４０】
図５は、ＮＣ加工機の加工時間Ｔの算出処理の手順を示すフローチャートである。
加工時間予測装置１による加工時間Ｔの算出前に、加工時間Ｔの算出に必要な算出式と各種データ（パラメータの値）を記憶部５に予め記憶する。その状態で、加工時間予測装置１は、ユーザの指示に応じて、加工時間Ｔの算出処理を開始する。これに伴い、まず、記憶部５から、取得部６の平面形状データ取得部６Ａが、凹部２０の平面形状を規定する凹部パラメータの値を取得して、凹部２０の平面形状データを取得する（Ｓ１０１）。次に、記憶部５から、取得部６の立体形状データ取得部６Ｂが、成形面１１の立体形状を規定する成形面パラメータの値を取得して、成形面１１の立体形状データを取得する（Ｓ１０２）。また、記憶部５から、取得部６の加工条件データ取得部６Ｃが、ＮＣ加工機による成形面１１の加工条件を規定する加工パラメータの値を取得して、ＮＣ加工機による成形面１１の加工条件データを取得する（Ｓ１０３）。これにより、加工条件データ取得部６Ｃは、凹部２０の形成に伴うＮＣ加工機の工具３０、３１の交換条件データ（時間ｔ１、ｔ２、ｔ３の値）を取得する。
【００４１】
続いて、算出部７と取得部６により、凹部２０の平面形状データと成形面１１の立体形状データに基づいて、成形面１１における凹部２０の立体形状データを算出して、成形面１１に形成する凹部２０の形成形状データを取得する（Ｓ１０４）。その際、凹部２０の平面形状データ、成形面１１の立体形状データ、及び、予め定められた凹部２０の立体形状データの算出式（数１）に基づいて、算出部７の立体形状データ算出部７Ａが、成形面１１に形成する凹部２０の立体形状を規定する立体形状パラメータの値を算出する。算出された立体形状パラメータの値は、凹部２０の立体形状データであり、凹部パラメータ（ｎ、Ｎ２）の値とともに、凹部２０の形成形状データとして記憶部５に記憶される。取得部６の形成形状データ取得部６Ｄは、記憶部５から凹部２０の形成形状データを取得する。
【００４２】
その後、凹部２０の形成形状データと成形面１１の加工条件データに基づいて、算出部７が、ＮＣ加工機による凹部２０の形成時間と、凹部２０の形成に伴いＮＣ加工機に派生するＮＣ加工機の派生時間とを算出する。算出部７による算出時には、凹部２０の形成形状データと成形面１１の加工条件データに基づいて、算出部７の形成時間算出部７Ｂが、ＮＣ加工機による凹部２０の底面２１と輪郭２２の各形成時間を算出して、凹部２０の形成時間（Ｔ１〜Ｔ８）を算出する（Ｓ１０５）。形成時間算出部７Ｂは、凹部２０の底面形成時間の算出式（数２）と各パラメータの値に基づいて底面形成時間（Ｔ１〜Ｔ４）を算出し、凹部２０の輪郭形成時間の算出式（数３）と各パラメータの値に基づいて輪郭形成時間（Ｔ５〜Ｔ８）を算出する。
【００４３】
また、ＮＣ加工機の派生時間の算出式（数４）に基づいて、算出部７の派生時間算出部７Ｃが、ＮＣ加工機の派生時間（Ｔ９）を算出する（Ｓ１０６）。その際、凹部２０の形成時間と工具３０、３１の交換条件データに基づいて、派生時間算出部７Ｃは、凹部２０の形成に伴いＮＣ加工機に派生する工具３０、３１の交換時間Ｔ９を算出する。このように、算出部７により、凹部２０の形成形状データ、成形面１１の加工条件データ、予め定められた凹部２０の形成時間の算出式（数２、数３）、及び、予め定められたＮＣ加工機の派生時間の算出式（数４）に基づいて、凹部２０の形成時間とＮＣ加工機の派生時間を算出する。最後に、ＮＣ加工機の加工時間Ｔの算出式（数５）に基づいて、算出部７の加工時間算出部７Ｄが、凹部２０の形成時間とＮＣ加工機の派生時間を合算して、ＮＣ加工機の加工時間Ｔを算出する（Ｓ１０７）。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態によれば、ＮＣ加工機の加工時間Ｔの予測に高いスキルを必要とせず、ＮＣ加工機の加工時間Ｔを容易に、かつ、正確に予測することができる。また、凹部２０の平面形状データに基づいて、凹部２０の形成時間と加工時間Ｔを精度よく算出することができる。加工時間Ｔの予測に用いる各データを変更することで、様々な条件で形成される凹部２０に関する加工時間Ｔを容易に予測することができる。そのため、加工時間Ｔの予測結果を凹部２０の形状の設計に素早く反映できるとともに、正確な加工コストを考慮して、凹部２０の形状を設計することができる。
【００４５】
底面２１の加工と輪郭２２の加工を別個に行い、底面２１と輪郭２２の各形成時間を算出するため、凹部２０の形成時間を容易に予測しつつ、凹部２０の形成時間の予測精度を向上することができる。また、各パラメータの値を変更することで、ＮＣ加工機の加工時間Ｔを、様々な条件に基づいて、容易に算出することができる。凹部２０の形成時間とＮＣ加工機の派生時間を、それぞれ算出式を用いて算出するため、各時間の算出処理を単純にすることができる。
【００４６】
なお、ＮＣ加工機の加工時間Ｔの算出に用いるデータは、上記したデータとは異なるデータであってもよい。即ち、ＮＣ加工機の加工時間Ｔの算出に用いるパラメータは、上記した２４のパラメータに限定されず、種々のパラメータにより構成することができる。また、上記した数１〜数５は加工時間Ｔの算出式の一例であり、他の算出式を用いて、加工時間Ｔを算出してもよい。例えば、凹部２０の加工の仕方に対応して、成形面１１の加工条件データ（加工パラメータ）と加工時間Ｔの算出式が変更される。ＮＣ加工機の派生時間は、工具３０、３１の交換時間Ｔ９以外の派生時間からなるようにしてもよい。
【００４７】
（加工時間Ｔの予測試験）
本実施形態の加工時間予測方法の効果を確認するため、以上のようにしてＮＣ加工機の加工時間Ｔを予測し、予測された加工時間Ｔと、ＮＣ加工機による実際の加工時間とを比較した。
図６は、予測された加工時間Ｔ（縦軸）と実際の加工時間（横軸）を対比したグラフであり、予測された加工時間Ｔと実際の加工時間の相関を示している。
図示のように、予測された加工時間Ｔは実際の加工時間とよく一致しており、ＮＣ加工機の加工時間Ｔを正確に予測することができた。
【００４８】
次に、ＮＣ加工機の加工パラメータの値を変更し、ＮＣ加工機の加工時間Ｔを予測した。
図７は、加工時間Ｔを予測した凹部２０を示す平面図であり、図８は、加工時間Ｔの算出に用いたパラメータの値を示す表である。
図示のように、この凹部２０は、３つの部分２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃからなる。ＮＣ加工機の加工時間Ｔを変更前のパラメータの値に基づいて予測すると、加工時間Ｔは２８．１であった。これに対し、輪郭加工工具径φ２を０．４から０．８に変更し、輪郭加工送り速度ｆ２を７５から１８０に変更した場合には、加工時間Ｔは、１９．１となり、変更前の加工時間Ｔに比べて３２％削減された。輪郭加工工具径φ２が大きくなると、凹部２０の角部２０Ｄ、２０Ｅの曲率半径が大きくなる。従って、角部２０Ｄ、２０Ｅの曲率半径を多少大きくするだけで、加工時間Ｔが大幅に削減される。このように、本実施形態の加工時間予測方法により、加工時間Ｔの削減率が定量的に判断される。
【符号の説明】
【００４９】
１・・・加工時間予測装置、２・・・制御部、３・・・表示部、４・・・入力部、５・・・記憶部、６・・・取得部、７・・・算出部、１０・・・サイドモールド、１１・・・成形面、２０・・・凹部、２１・・・底面、２２・・・輪郭、３０・・・底面加工工具、３１・・・輪郭加工工具。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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