(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
図形処理装置で設計した製品の設計図データを入力する入力手段と、
前記入力した前記設計図データから、製品の加工に必要な図形データを抽出する抽出手段と、
前記抽出された図形データの配列を変更する演算により加工ツールの位置決め動作を最小とするような加工用図形データを作成する作成手段と、
前記作成した加工用図形データを加工装置の制御用データに変換する変換手段とを備え、
前記作成手段は、
前記図形データに含まれる複数の線分データについて、前記設計図データに基づいて、加工の種類毎にまとめて配列する処理と、
前記図形データに含まれる前記加工の種類が同一の複数の線分データに関し、削除と合成による前処理を行う処理と、
前記前処理を行った前記図形データに含まれる線分データに関し、前記加工の種類毎に、加工の開始位置に基づいて、加工ツールの位置決め動作を最小とするように前記個々の線分データを選択することにより、前記線分データの並べ換えを行う処理とによって、前記加工用図形データを作成し、
前記並べ替えを行なう処理では、
前記加工ツールの位置に最も近い位置に端点を持つ前記線分データを選択して加工の開始点を決定し、さらに当該決定した線分データの終点に接続できる始点又は終点を有する線分データがあるかを判別し、存在しない場合には、前記加工ツールの位置に最も近い位置に端点を持つ前記線分データを選択し、単数の線分データが存在する場合には、当該線分データを選択して前記接続できる始点又は終点を有する線分データがあるかの判別を行い、複数の線分データが存在する場合には、最も短い線分データを選択する処理を、未処理の線分データが無くなるまで繰り返すことを特徴とする図形加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は図形加工装置に関し、特に、ＣＡＤ等で設計した製品（例えば、紙容器等）の図形データに基づいて製品を加工する図形加工装置に関する。
今日、ＣＡＤの普及により誰でも製品の設計を容易に行える。しかし、実際に製品を加工出力してみないと設計の良否を判断できない場合も少なくない。そこで、ＣＡＤで設計した製品又はその試作品を手軽に加工出力できる図形加工装置の提供が望まれる。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、ＣＡＤ等で設計した図形データをそのままの順序で加工機の制御用データに翻訳して加工機に加えていた。しかし、ＣＡＤの図形データは実際の加工順序を考慮したものではないので、そのままの順序で加工機に加えると加工ツールの無駄な位置決め動作が頻繁に発生してしまう。しかも、多くの製品は複数種の加工（例えばカット、ボールペン、押し等）を必要としており、かかる点を考慮していない図形データに従って加工を行うと加工ツールの交換がランダムに発生し、加工効率は著しく低下してしまう。
また従来はＣＡＤの設計データに基づいて作業者が加工機の制御用データを再設計していた。しかし、この作業には加工についての知識が要求される上、多大の時間と労力を要し、設計誤りが発生する可能性もあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来はＣＡＤで設計した図形データをそのままの順序で加工機に加え、又は作業者が別途に加工用制御データを再設計していたので、加工効率が著しく低く、また誤りを発生する可能性もあった。
本発明の目的は、ＣＡＤ等で設計した図形データに基づいてその製品や試作品を手軽に効率良く加工出力できる図形加工装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の図形加工装置は、図形処理装置で設計した製品の設計図データを入力する入力手段と、前記入力した前記設計図データから、製品の加工に必要な図形データを抽出する抽出手段と、前記抽出された図形データの配列を変更する演算により加工ツールの位置決め動作を最小とするような加工用図形データを作成する作成手段と、前記作成した加工用図形データを加工装置の制御用データに変換する変換手段とを備え、前記作成手段は、前記図形データに含まれる複数の線分データについて、前記設計図データに基づいて、加工の種類毎にまとめて配列する処理と、前記図形データに含まれる前記加工の種類が同一の複数の線分データに関し、削除と合成による前処理を行う処理と、前記前処理を行った前記図形データに含まれる線分データに関し、前記加工の種類毎に、加工の開始位置に基づいて、加工ツールの位置決め動作を最小とするように前記個々の線分データを選択することにより、前記線分データの並べ換えを行う処理とによって、前記加工用図形データを作成し、前記並べ替えを行なう処理では、前記加工ツールの位置に最も近い位置に端点を持つ前記線分データを選択して加工の開始点を決定し、さらに当該決定した線分データの終点に接続できる始点又は終点を有する線分データがあるかを判別し、存在しない場合には、前記加工ツールの位置に最も近い位置に端点を持つ前記線分データを選択し、単数の線分データが存在する場合には、当該線分データを選択して前記接続できる始点又は終点を有する線分データがあるかの判別を行い、複数の線分データが存在する場合には、最も短い線分データを選択する処理を、未処理の線分データが無くなるまで繰り返すことを特徴とする。
【０００５】
【作用】
本発明の図形加工装置においては、入力手段はＣＡＤ等により設計した製品の図形データを入力する。作成手段は該入力した図形データの配列を変更する演算により加工ツールの位置決め動作を最小とするような加工用図形データを作成する。好ましくは、作成手段は入力した図形データをカット、ボールペン、押し等の加工ツールの種類毎にまとめて配列を変更する演算を行う。そして、変換手段は該作成した加工用図形データを加工装置の制御用データに変換する。従って、例えば設計上の都合により任意順序で組み立てられた製品の図形データでも加工ツールや加工順序を考慮した効率的な加工用図形データに変更され、もって加工効率の向上が図れる。
【０００６】
【実施例】
以下、添付図面に従って本発明による実施例を詳細に説明する。
図１は実施例の図形加工システムのブロック図であり、図において１は外部に接続した図形作成編集装置（例えばＣＡＤ）、２は実施例の図形加工装置、３はＣＡＤ１と図形加工装置２間を接続するインタフェース、４はＣＡＤ１で設計した製品の図形データ等を記憶するデータ記憶装置である。
【０００７】
更に、５は不図示のメモリ及びＣＰＵにより構成された演算装置であり、以下の各種機能ブロックを実現する。即ち、６は入力手段であり、データ記憶装置４から処理対象の図形データを読み出す。７は抽出手段であり、前記読み出した図形データから製品の加工に必要な図形データを抽出する。８は作成手段であり、前記抽出した図形データの配列を変更する処理により加工ツールの位置決め動作を最小とするような加工用図形データを作成する。９は変換手段であり、前記作成した加工用図形データを加工装置１０の制御用データに変換する。そして、１０はレーザ、抜き型等による製品の加工装置である。以下、ＣＡＤ１の設計図データに基づく製品の加工出力処理を詳細に説明する。
【０００８】
図２は実施例の図形加工処理のフローチャートである。
ステップＳ１では、入力手段６はデータ記憶装置４から該当する設計図データを読み出し、これを演算装置５内の不図示のワークエリアに格納する。ステップＳ２では、抽出手段７はワークエリアに格納した設計図データから製品の加工に必要な図形データを抽出する。
この抽出処理を図４の簡単な例で説明する。図４の（Ａ）において、ワークエリアに格納された設計図データのうち製品の加工に必要な図形データは線分データ（ａ）〜（ｇ）より成っており、これに寸法引出線及び寸法データ（文字列「１００」）が付随している。また図４の（Ｂ）は図４の（Ａ）の設計図データの格納例を示しており、左から、カラム１の「Ｌ」は線分、「Ｃ」は文字、カラム２の「１」は図形線、「２」は寸法線、カラム３の「１」は実線、「２」は破線を夫々表している。更に、カラム４は後続のデータ数を表しており、例えばカラム１が線分Ｌの場合は、後続する４つのデータは該線分の始点及び終点のＸＹ座標を夫々表している。またカラム１が文字Ｃの場合は、後続する８つのデータは文字の開始点のＸＹ座標、高さ、幅、文字間スペース、回転角、文字数及び文字コードを夫々表している。そこで、抽出手段７はワークエリアに格納された設計図データのうちカラム２＝１（図形線）の図形データ（ａ）〜（ｇ）を抽出することにより製品の加工に必要な図形データを抽出する。
【０００９】
次にステップＳ３では、作成手段８は、まず加工の種類が有るか否かを判別する。加工の種類とは、例えばボールペン、押し、カット等の加工方法（加工ツール）の種類を言っており、本実施例では図形データのカラム３＝１（実線）はカット加工に、カラム３＝２（破線）は押し加工に、そして、カラム３＝３はボールペン加工に夫々対応している。
作成手段８は、基本的には抽出手段７が抽出した全図形データのカラム３の内容を調べることにより加工の種類が有るか否かを自動的に判別する。従って、図４の（Ｂ）の図形データ（ａ）〜（ｇ）にはカラム３＝１（カット）及びカラム３＝２（押し）の２種類の図形データが含まれているので、作成手段８は加工の種類が有ると判別し、フローはステップＳ４に進む。ステップＳ４では例えば最初にカラム３＝３（ボールペン）の図形データを配列順に集め、これらをワークエリアにセットする。なお、この例ではボールペンの図形データが無いので、次のカラム３＝２（押し）の図形データ（ｇ）を集め、これをワークエリアにセットすることになる。
なお、上記に代えて作業者がＣＡＤ１より加工の種類が有るか否かを強制的に指定するようにしても良い。この場合に、もし作業者が加工の種類無しと指定した場合は作成手段８は図形データ中のカラム３の内容に係わらず加工の種類が無いと判定する。これによりフローはステップＳ５に進み、抽出手段７が抽出した全図形データ（ａ）〜（ｇ）をそのままの配列順で後述の処理の処理対象データとしてセットする。
【００１０】
図５は加工種類の有無に応じた図形データのセット例を示している。図５の（Ａ）はＣＡＤ１から強制的に加工種類が無いとした場合であり、全図形データ（ａ）〜（ｇ）はそのままの配列順でセットされている。図５の（Ｂ）は作成手段８が加工の種類が有ると判定した場合であり、この場合はまず押しの図形データ（ｇ）がセットされてステップＳ６以降の処理が行われる。しかる後、カットの図形データ（ａ）〜（ｆ）がセットされてステップＳ６以降の処理が行われることになる。
図２に戻り、ステップＳ６では、作成手段８は後述の並べ換え処理を容易ならしめるために予め前記セットされた図形データに対して必要な前処理を行う。
この前処理の幾つかの例を図６に示す。図６の（Ａ）において、同一加工種類の複数の線分データが互いに重複部分を有する場合は、その重複部分を分離し、該重複部分の一方の線分データを削除する。同一加工種類の複数の曲線データが互いに重複部分を有する場合も同様である。但し、異なる加工種類（例えばカットと押し）の線分データ同志又は曲線データ同志が互いに重複部分を有するような場合は上記の処理を行わない。しかる後、図６の（Ｂ）において、同一加工種類の複数の線分データが一つの線分データに合成できる場合にはこれらを一つの線分データに合成する。同一加工種類の複数の曲線データについても同様である。但し、異なる加工種類の線分データ同志又は曲線データ同志については合成しない。以上の前処理を行うことにより各加工ツールが無駄な重複加工動作を行わないように図形データを予め一本化している。
【００１１】
図２に戻り、ステップＳ７では、更に作成手段８は上記前処理を行った図形データの配列を変更する演算により加工ツールの位置決め動作を最小とするような加工用図形データを作成する。
図３は実施例の並べ換え処理の詳細を示すフローチャートである。
ステップＳ２１では加工の開始点を決定する。開始点の決定は例えば加工ツールの現在位置に最も近い位置に端点を持つ図形データのうち一つを選択することで行う。ステップＳ２２では開始点からの向きで最初の図形データを格納する。ステップＳ２３では未処理の図形データが有るか否かを判別する。未処理の図形データが無い場合は本処理を終了して図２のメインルーチンにリターンする。また未処理の図形データが有る場合はステップＳ２４で現時点で処理した図形データの終点にその始点又は終点を接続できる図形データが有るか否かを判別する。接続できる図形データが無い場合は、加工ツールの交換又は位置決め動作が必要な場合であり、ステップＳ２１に戻り、新たに加工の開始点を決定する。また接続できる図形データが有る場合はステップＳ２５で接続できる図形データが複数有るか否かを判別する。単数の場合はステップＳ２２に戻り現在の位置を始点とすると共に該始点からの向きで図形データを格納する。また複数有る場合はステップＳ２６で分岐処理を行う。即ち、この分岐処理では、例えば接続できる複数の図形データの先に更に分岐が無い時はその複数の図形データのうち最も短い図形データを選択して現在の点を始点にセットする。また複数の図形データの先に更に分岐が有る時はその複数の図形データのうち最も短い図形データを選択して現在の点を始点にセットする。このように、最も短い図形データを先に選択することにより後に発生する加工ツールの戻り分（位置決め分）を最短にできる。
【００１２】
図２に戻り、ステップＳ８では上記並べ換えの演算により作成した加工用図形データをワークエリアに格納する。ステップＳ９では加工種類有りか否かを判別する。加工種類有りの場合はステップＳ１０で全加工種類について上記の処理が終了したか否かを判別する。終了していなければステップＳ４に戻り次の加工種類の図形データをセットしてその加工用図形データを作成する。このように、加工種類が有る場合は、加工種類毎にまとめて加工ツールの位置決め動作を最小とするような加工用図形データを夫々作成するので、加工効率の向上が図れる。
【００１３】
図７は上記の並べ換え処理の具体例を示す図で、図７の（Ａ）はＣＡＤ１より加工種類を無しとした場合を示している。例えば加工ツールの初期座標を（０，０）とすると、これに最も近い端点を持つ線分データは（ｃ）と（ｆ）である。そこで、例えば線分データ（ｃ）を選択すると、その始点座標は（１００，１３０）かつ終点座標は（１００，１８０）になる。次にこの終点座標（１００，１８０）に接続できる線分データは（ｅ）しかないから、前記線分データ（ｃ）の次に線分データ（ｅ）を並べ、その始点座標は（１００，１８０）かつ終点座標は（１２０，２００）になる。以下、同様にして線分データ（ａ），（ｄ），（ｂ）の順に並べ換えられる。線分データ（ｆ）については元のままでは加工ツールを移動させる方向が逆になるので、線分データ−（ｆ）、即ち、その始点座標は（２００，１５０）かつ終点座標は（１００，１３０）に並び換えられる。そして、この例では加工種類を無しとしているので、新たな開始点の決定を伴って押しの線分データ（ｇ）がこれに続いている。
図７の（Ｂ）は加工種類が有りと判定した場合を示している。この場合は図２の最初のステップＳ４〜Ｓ８のルートで処理される図形データは押しの線分データ（ｇ）のみである。そして、次のステップＳ４〜Ｓ８のルートで処理される図形データはカットの線分データ（ａ）〜（ｆ）である。押しの線分データ（ｇ）の加工を行った時点での加工ツールの終点座標は（２００，１７０）であるから、これに最も近い端点を持つ線分データとして線分データ（ｂ），（ｄ），（ｆ）が存在する。そこで、例えば両端点が共に座標（２００，１７０）に近い条件を満足する線分データとして（ｂ）を選択する。加工ツールを移動させる方向は何れでも良いが、この例では−（ｂ）の方向を選んでいる。その結果、最初の線分データ（ｂ）は−（ｂ）に、即ち、その始点座標は（２００，１５０）かつ終点座標は（２００，１９０）に並べ換えられる。次いでこの終点座標（２００，１９０）に接続できる線分データは（ｄ）であり、かつ加工ツールを移動させる方向は逆になるから、線分データ−（ｂ）の次に線分データ（ｄ）を並べ、その始点座標は（２００，１９０）かつ終点座標は（１９０，２００）に並べ換えられる。以下、同様にして線分データ−（ａ），−（ｅ），−（ｃ）の順に並べ換えられる。線分データ（ｆ）については加工ツールを移動させる方向と同一になるので線分データ−（ｃ）の次にそのままで並べられる。
【００１４】
図２に戻り、ステップＳ１１では上記並べ換えた加工用図形データに基づいて加工装置１０を制御するための制御用データを作成する。
この処理例を図８に従って具体的に説明する。図８の（Ａ）はＣＡＤ１により加工種類を無しとした場合を示している。変換手段９は、図７の（Ａ）の最初の図形データ（ｃ）を読み出すと、まずそのカラム３＝１（カット）を検出することにより対応するツール（ＴＯＯＬ）１をセットする命令に変換する。更に該ツール１を図形データ（ｃ）の始点座標（１００，１３０）に位置決め（ＭＯＶＥ）させる命令に変換し、次いで該ツール１を終点座標（１００，１８０）までカット移動（ＤＲＡＷ）させる命令に変換する。次に２番目の図形データ（ｅ）を読み出すと、ツール１をそのままで終点座標（１２０，２００）までカット移動させる命令に変換する。以下同様にして変換を行い、やがて６番目の図形データ−（ｆ）を読み出すと、ツール１を終点座標（１００，１３０）までカット移動させる命令に変換する。そして、最後に７番目の図形データ（ｇ）を読み出すと、カラム３＝２（押し）に変わったことにより対応するツール（ＴＯＯＬ）２ををセットする命令に変換する。更に該ツール２を始点座標（１００，１７０）に位置決めさせる命令に変換し、次いで該ツール２を終点座標（２００，１７０）まで押し移動させる命令に変換する。また図８の（Ｂ）は加工種類有りと判定した場合を示しており、その変換アルゴリズムは上記と同様である。
【００１５】
図２に戻り、ステップＳ１２では上記により得られた加工機制御データを加工装置１０に加え、加工用図形データに対応する製品を加工出力する。
このように、本実施例によれば加工ツールを無駄に位置決めさせることは無く効率良い加工が行える。しかも、ＣＡＤ１の図形データは加工用に特別に作成する必要はなく、設計時の製品の図形データをそのまま利用できる。また、ＣＡＤ１の元の設計データには何ら手を加えないので、元の設計データには全く影響を与えない。こうして、ＣＡＤ１で設計した製品又はその試作品を手軽に加工出力できる。
【００１６】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の図形加工装置によれば、ＣＡＤ等で設計した図形データから直接に加工用データを作成するので、作業者は加工用データの再設計、入力を行わなくて良い。従って誤りも発生しない。また、得られた加工用データに基づきカティングプロッタ等を利用して製品を自動的に加工出力するので、無駄な動作が削減され、加工時間の短縮、効率向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は実施例の図形加工システムのブロック図である。
【図２】図２は実施例の図形加工処理のフローチャートである。
【図３】図３は実施例の並べ換え処理の詳細を示すフローチャートである。
【図４】図４は製品の設計図データから加工に必要な図形データを抽出する具体例を示す図である。
【図５】図５は加工種類の有無に応じた図形データのセット例を示す図である。
【図６】図６は前処理の幾つかの例を説明する図である。
【図７】図７は並べ換え処理の具体例を示す図である。
【図８】図８は加工機制御用データの具体例を示す図である。
【符号の説明】
１    図形作成編集装置
２    図形加工装置
３    インタフェース
４    データ記憶装置
５    演算装置
６    入力手段
７    抽出手段
８    作成手段
９    変換手段
１０    加工装置
【図１】
0003539743.tif 000002
【図２】
0003539743.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003539743.tif 000005
【図５】
0003539743.tif 000006
【図６】
0003539743.tif 000007
【図７】
0003539743.tif 000008
【図８】
0003539743.tif 000009