JP2019109665A - 情報処理装置、加工時間算出方法および加工時間算出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 正面図および側面図から簡易に加工時間を算出することができる情報処理装置、加工時間算出方法および加工時間算出プログラムを提供する。
【解決手段】 情報処理装置は、製品の側面方向における各部品の面積合計値を基に、前記製品の等価モデルの径を算出する第１算出部と、前記製品の正面方向における前記各部品の面積合計値と、前記等価モデルの径とから、前記等価モデルの長さを算出する第２算出部と、前記等価モデルの径および長さと、格納部に格納されている前記等価モデルの情報とから、前記製品の加工時間を算出する第３算出部と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本件は、情報処理装置、加工時間算出方法および加工時間算出プログラムに関する。

製品加工を加工業者などに依頼する場合、見積りが作成される。そこで、設計図を基に加工時間を自動で算出する技術が開示されている。例えば、図面を基に製品の形状に似たモデル図を選択して加工時間を算出する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。または、３次元ＣＡＤデータを用いて加工時間を算出する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−２３３６４８号公報 特開２００３−２８０７１５号公報

しかしながら、モデル図を選択するのは手間がかかる。また、３次元ＣＡＤデータを作成するのは手間がかかる。見積りの段階では３次元ＣＡＤデータなどのような詳細な設計図が作成されていない場合もある。したがって、正面図および側面図から簡易に加工時間を算出できることが望まれる。

１つの側面では、本件は、正面図および側面図から簡易に加工時間を算出することができる情報処理装置、加工時間算出方法および加工時間算出プログラムを提供することを目的とする。

１つの態様では、情報処理装置は、製品の側面方向における各部品の面積合計値を基に、前記製品の等価モデルの径を算出する第１算出部と、前記製品の正面方向における前記各部品の面積合計値と、前記等価モデルの径とから、前記等価モデルの長さを算出する第２算出部と、前記等価モデルの径および長さと、格納部に格納されている前記等価モデルの情報とから、前記製品の加工時間を算出する第３算出部と、を備える。

正面図および側面図から簡易に加工時間を算出することができる。

（ａ）は実施例１に係る情報処理装置の全体構成を例示するブロック図であり、（ｂ）はデータ処理装置のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。 情報処理装置の動作を例示するフローチャートである。 （ａ）および（ｂ）は２次元組立図を例示する図であり、（ｃ）は各部品の正面図における面積と各部品の側面図における面積とを例示する図であり、（ｄ）は材料データおよび加工単金データを例示する図である。 面積の合算を例示する図である。 （ａ）および（ｂ）は等価円柱への変換を例示する図である。 データ格納部に予め格納されている第１対応テーブルを例示する図である。 標準加工工数の取得を例示する図である。 （ａ）および（ｂ）は実加工工数の算出を例示する図である。 見積り額の算出を例示する図である。 （ａ）〜（ｃ）は正面図および側面図の定義を例示する図である。 （ａ）および（ｂ）は等価ブロックへの変換を例示する図である。 標準加工工数の取得を例示する図である。 実加工工数の算出を例示する図である。 見積り額の算出を例示する図である。

以下、図面を参照しつつ、実施例について説明する。

図１（ａ）は、実施例１に係る情報処理装置１００の全体構成を例示するブロック図である。図１（ａ）で例示するように、情報処理装置１００は、入力装置１０、データ処理装置２０、出力装置３０などを備える。データ処理装置２０は、径算出部２１、長さ算出部２２、加工時間算出部２３、データ格納部２４などを備える。入力装置１０は、キーボード、マウスなどのデータ入力を行うための装置である。データ処理装置２０は、入力装置１０に入力されたデータを用いてデータ処理を行う装置である。出力装置３０は、プリンタ、ディスプレイなどであり、データ処理装置２０の処理結果などを出力する。

図１（ｂ）は、データ処理装置２０のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。図１（ｂ）で例示するように、データ処理装置２０は、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２、記憶装置１０３、インタフェース１０４などを備える。これらの各機器は、バスなどによって接続されている。ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１は、中央演算処理装置である。ＣＰＵ１０１は、１以上のコアを含む。ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０２は、ＣＰＵ１０１が実行するプログラム、ＣＰＵ１０１が処理するデータなどを一時的に記憶する揮発性メモリである。記憶装置１０３は、不揮発性記憶装置である。記憶装置１０３として、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリなどのソリッド・ステート・ドライブ（ＳＳＤ）、ハードディスクドライブに駆動されるハードディスクなどを用いることができる。インタフェース１０４は、他の機器などと信号の送受信を行うためのインタフェースである。ＣＰＵ１０１が記憶装置１０３に記憶されている加工時間算出プログラムを実行することによって、データ処理装置２０の各部が実現される。なお、これら各部は、専用の回路などのハードウェアであってもよい。

図２は、情報処理装置１００の動作を例示するフローチャートである。以下、図１（ａ）および図２を参照しつつ、情報処理装置１００の動作について説明する。入力装置１０は、ユーザによって入力される図面面積データ、材料データ、加工単金データなどを取得し、データ処理装置２０に渡す（ステップＳ１）。図面面積データとは、製品の２次元組立図における各部品の面積データのことである。材料データとは、製品の材質データのことである。加工単金データとは、材料ごとに定められた加工金額のことであり、時間単位で定められている。

図３（ａ）および図３（ｂ）は、製品の２次元組立図を例示する図である。図３（ａ）は、製品の正面図である。正面図は、製品の最も代表的な面である。図３（ｂ）は、製品の側面図である。図３（ａ）および図３（ｂ）で例示するように、製品は、部品Ａ〜部品Ｄの４つの部品を備えている。図３（ａ）および図３（ｂ）の例では、製品は、円柱軸の部品Ｄが、円盤形状の部品Ａ、矩形板状の部品Ｂおよび矩形板状の部品Ｃを順に貫通する構造を有している。なお、各部品は、互いに分離可能な部品である。したがって、部品Ａ〜部品Ｄは、互いに分離可能である。

図３（ｃ）は、各部品の正面図における面積（正面方向の面積）と、各部品の側面図における面積（側面方向の面積）とを例示する図である。図３（ｃ）の各面積は、それぞれの図において他の部品との重複部分も含む面積である。例えば、正面図における部品Ａの面積は、３００ｍｍ×８０ｍｍ＝２４０００ｍｍ^２である。正面図における部品Ｄの面積は、６０ｍｍ×５５０ｍｍ＝３３０００ｍｍ^２である。側面図における部品Ａの面積は、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×３．１４＝７０６５０ｍｍ^２である。これらの面積値は、人手で算出してもよく、計算機が寸法データから自動で算出してもよい。図３（ｄ）は、材料データおよび加工単金データを例示する図である。図３（ｄ）の例では、使用材料としてステンレス（ＳＵＳ）が入力され、加工単金として１００００円／時間が入力されている。

次に、データ格納部２４は、入力装置１０から受け取った図面面積データ、材料データおよび加工単金データを格納する（ステップＳ２）。この場合において、データ格納部２４は、図４で例示するように、図面面積データに含まれる各部品の面積を合算し、面積合計値を格納する。面積合計値は、正面図および側面図のそれぞれにおいて、各部品の面積を足し合わせることで算出される。

次に、径算出部２１および長さ算出部２２は、面積合計値を用いて、製品を等価形状に変換する。本実施例においては、径算出部２１および長さ算出部２２は、面積合計値を用いて、図５（ａ）で例示するように、製品を等価モデルに変換する。本実施例においては、等価モデルとして等価円柱を用いる。具体的には、径算出部２１は等価円柱の直径ｄを算出し、長さ算出部２２は等価円柱の軸方向の長さＬを算出する（ステップＳ３）。ここで、旋盤やマシニングによる加工では、加工面に刃物を接触させて削る作業を行うため、加工工具による加工時間は、加工面積にほぼ比例する。すなわち、加工時間は、部品表面積にほぼ比例することになる。したがって、製品の等価円柱の直径ｄおよび長さＬは、製品の表面積から算出することができる。具体的には、径算出部２１は、下記式（１）に従って、部品Ａ〜部品Ｄの全ての構成部品の側面図の面積合計値を基に、直径ｄを算出する。次に、長さ算出部２２は、部品Ａ〜部品Ｄの全ての構成部品の正面図の面積合計値と直径ｄとから、長さＬを算出する。具体的には、長さ算出部２２は、下記式（２）に従って、部品Ａ〜部品Ｄの全ての構成部品の正面図の面積合計値を直径ｄで除した数値を、長さＬとする。図５（ｂ）は、算出された直径ｄおよび長さＬを例示する図である。データ格納部２４は、算出された直径ｄおよび長さＬを格納する。

次に、加工時間算出部２３は、予めデータ格納部２４に格納されている第１対応テーブルを参照し、ステップＳ３で算出した直径ｄおよび長さＬに対応する標準加工工数（時間）を取得する（ステップＳ４）。図６は、データ格納部２４に予め格納されている第１対応テーブルを例示する図である。第１対応テーブルは、等価円柱の情報を格納している。例えば、図６で例示するように、第１対応テーブルにおいて、各直径ｄと各長さＬとが関連付けられて格納されている。加工時間算出部２３は、図７で例示するように、第１対応テーブルから、直径ｄおよび長さＬに対応する標準加工工数を取得する。図７の例では、長さＬ＝２０１ｍｍおよび直径ｄ＝４２２ｍｍから、標準加工工数＝８．５時間が取得される。

次に、加工時間算出部２３は、データ格納部２４に格納されている第２対応テーブルを参照して材料データに対応する補正係数を取得し、標準加工工数（時間）と補正係数とを掛け合わせることで、実加工工数を算出する（ステップＳ５）。図８（ａ）は、第２対応テーブルを例示する図である。図８（ａ）で例示するように、各材料と補正係数とが関連付けられている。図８（ａ）の例では、アルミを１とし、これに対する加工時間比率が他の材料について関連付けられている。図８（ｂ）で例示するように、材料ＳＵＳに対応する補正係数＝３が取得され、標準加工工数＝８．５と補正係数＝３とを掛け合わせることで得られる実加工工数＝２５．５時間が算出される。

次に、加工時間算出部２３は、図９で例示するように、実加工工数＝２５．５時間と単金データ＝１００００円／時間とを掛け合わせることで、見積り額を算出する（ステップＳ６）。次に、出力装置３０は、ステップＳ５で算出した実加工工数およびステップＳ６で算出した見積り額を処理結果として出力する（ステップＳ７）。以上の処理により、情報処理装置１００の動作が終了する。

本実施例によれば、２次元組立図の情報を用いて、製品の側面方向における各部品の面積合計値を基に、製品の等価モデルの径が算出される。また、製品の正面方向における各部品の面積合計値と、等価モデルの径とから、等価モデルの長さが算出される。さらに、等価モデルの径および長さと、データ格納部２４に予め格納されている等価モデルの情報とから、製品の加工時間が算出される。このような手法では、実際の加工時間との間に誤差が生じ得るものの、正面図および側面図から加工時間の概算を簡易に算出することができる。したがって、３次元ＣＡＤデータなどのような詳細な設計図面が作成されていないような段階においても、見積りなどを作成できるようになる。

ここで、正面図および側面図の定義について説明する。２枚の２次元組立図を比較した場合に、一方のみが最外形として円形を含む場合に、当該円形を含む２次元組立図を側面図とする。他方の２次元組立図を正面図とする。例えば、図３（ａ）の２次元組立図と図３（ｂ）の２次元組立図とを比較した場合に、図３（ｂ）の２次元組立図のみが、最外形として円形を含んでいる。したがって、図３（ｂ）の２次元組立図が側面図であり、図３（ａ）の２次元組立図が正面図となる。この手法によれば、等価円柱に変換する際に、最外形が円形となる２次元組立図から円柱の直径ｄが算出されるため、等価円柱への変換精度が向上する。

両方とも最外形として円形を含む場合または両方とも最外形として円形を含まない場合には、矩形の最外形を用いる。図１０（ａ）および図１０（ｂ）で例示するように、それぞれの２次元組立図を矩形領域に収め、当該矩形領域を縮めて最小形状を定める。矩形領域が定まれば、当該矩形領域の縦横の２軸（Ｘ軸およびＹ軸）方向の長さＷｘ，Ｗｙを求める。この縦横比Ｗｙ／Ｗｘが１に近い方を側面図として、他方を正面図とする。図１０（ｃ）の例では、図１０（ａ）が正面図であり、図１０（ｂ）が側面図となる。この手法によれば、長さ方向を有する２次元組立図から長さＬが算出されるため、等価円柱への変換精度が向上する。

実施例１では、製品を等価円柱に変換したが、他の等価モデルに変換してもよい。実施例２では、製品を等価ブロック（正四角柱）に変換する例について説明する。なお、主として、実施例１と異なる点について説明する。装置構成については実施例１と同様である。

本実施例においては、径算出部２１および長さ算出部２２は、正面図および側面図の面積合計値を用いて、図１１（ａ）で例示するように、製品を等価ブロックに変換する。具体的には、径算出部２１は等価ブロックの径として正方形面の１辺の長さＳを算出し、長さ算出部２２は等価ブロックの軸方向の長さＬを算出する。等価円柱と同様に、等価ブロックにおける正方形面の１辺の長さＳと、長さＬとは、製品の表面積から算出することができる。具体的には、径算出部２１は、下記式（３）に従って、部品Ａ〜部品Ｄの全ての構成部品の側面図の面積合計値を、長さＳに変換する。次に、長さ算出部２２は、下記式（４）に従って、部品Ａ〜部品Ｄの全ての構成部品の正面図の面積合計値を長さＳで除した数値を、長さＬとする。図１０（ｂ）は、算出された長さＳおよび長さＬを例示する図である。データ格納部２４は、長さＳおよび長さＬを格納する。

次に、加工時間算出部２３は、データ格納部２４に格納されている第１対応テーブルを参照し、算出した長さＳおよび長さＬに対応する標準加工工数（時間）を取得する。例えば、図１２で例示するように、第１対応テーブルから、長さＳおよび長さＬに対応する標準加工工数が取得される。図１２の例では、長さＬ＝２２７ｍｍおよび長さＳ＝３７４ｍｍから、標準加工工数＝９．５時間が取得される。

次に、加工時間算出部２３は、データ格納部２４に格納されている第２対応テーブルを参照して材料データに対応する補正係数を取得し、標準加工工数（時間）と補正係数とを掛け合わせることで、実加工工数を算出する。例えば、図１３で例示するように、材料ＳＵＳに対応する補正係数＝３が取得され、標準加工工数＝９．５と補正係数＝３とを掛け合わせることで得られる実加工工数＝２８．５時間が算出される。

次に、加工時間算出部２３は、図１４で例示するように、実加工工数＝２８．５時間と単金データ＝１００００円／時間とを掛け合わせることで、見積り額＝２８５０００円を算出する。次に、出力装置３０は、算出した実加工工数および見積り額を処理結果として出力する。以上の処理により、情報処理装置１００の動作が終了する。

本実施例によれば、２次元組立図の情報を用いて、製品の側面方向における各部品の面積合計値を基に、製品の等価モデルの径が算出される。また、製品の正面方向における各部品の面積合計値と、等価モデルの径とから、等価モデルの長さが算出される。さらに、等価モデルの径および長さと、データ格納部２４に予め格納されている等価モデルの情報とから、製品の加工時間が算出される。このような手法では、実際の加工時間との間に誤差が生じ得るものの、正面図および側面図から加工時間の概算を簡易に算出することができる。したがって、３次元ＣＡＤデータなどのような詳細な設計図面が作成されていないような段階においても、見積りなどを作成できるようになる。

上記各例において、径算出部２１が、製品の側面方向における各部品の面積合計値を基に、前記製品の等価モデルの径を算出する第１算出部の一例として機能する。長さ算出部２２が、前記製品の正面方向における前記各部品の面積合計値と、前記等価モデルの径とから、前記等価モデルの長さを算出する第２算出部の一例として機能する。加工時間算出部２３が、前記等価モデルの径および長さと、格納部に予め格納されている前記等価モデルの情報とから、前記製品の加工時間を算出する第３算出部の一例として機能する。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０ 入力装置
２０ データ処理装置
２１ 径算出部
２２ 長さ算出部
２３ 加工時間算出部
２４ データ格納部
３０ 出力装置
１００ 情報処理装置

Claims (7)

1. 製品の側面方向における各部品の面積合計値を基に、前記製品の等価モデルの径を算出する第１算出部と、
   前記製品の正面方向における前記各部品の面積合計値と、前記等価モデルの径とから、前記等価モデルの長さを算出する第２算出部と、
   前記等価モデルの径および長さと、格納部に格納されている前記等価モデルの情報とから、前記製品の加工時間を算出する第３算出部と、を備えることを特徴とする情報処理装置。
2. 前記等価モデルは、円柱であり、
   前記等価モデルの径は、前記円柱の直径であり、
   前記等価モデルの長さは、前記円柱の軸方向の長さであることを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
3. 前記等価モデルは、正四角柱であり、
   前記等価モデルの径は、前記正四角柱の正方形の１辺の長さであり、
   前記等価モデルの長さは、前記正四角柱の軸方向の長さであることを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
4. 前記第３算出部は、前記製品の材質に応じて前記加工時間を補正することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の情報処理装置。
5. 前記格納部に格納されている前記等価モデルの情報は、前記等価モデルの径と長さとの対応テーブルであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の情報処理装置。
6. 第１算出部が、製品の側面方向における各部品の面積合計値を基に、前記製品の等価モデルの径を算出し、
   第２算出部が、前記製品の正面方向における前記各部品の面積合計値と、前記等価モデルの径とから、前記等価モデルの長さを算出し、
   第３算出部が、前記等価モデルの径および長さと、格納部に格納されている前記等価モデルの情報とから、前記製品の加工時間を算出する、ことを特徴とする加工時間算出方法。
7. コンピュータに、
   製品の側面方向における各部品の面積合計値を基に、前記製品の等価モデルの径を算出する処理と、
   前記製品の正面方向における前記各部品の面積合計値と、前記等価モデルの径とから、前記等価モデルの長さを算出する処理と、
   前記等価モデルの径および長さと、格納部に格納されている前記等価モデルの情報とから、前記製品の加工時間を算出する処理と、を実行させることを特徴とする加工時間算出プログラム。

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