(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の尖った支持体で支持されたワークに切断加工を行うための板取データを生成する板取データ生成装置において、
ワーク形状に製品形状を配置すると共に板取データを生成する板取データ生成手段を備え、当該板取データ生成手段は前記製品形状をワーク形状に配置する場合に、前記尖った支持体に起因する障害を回避する回避処理を実行するものであり、
前記回避処理は、前記製品形状を前記ワーク形状に配置する場合に前記製品形状の輪郭を拡張する輪郭拡張処理と、拡張された輪郭の領域内で製品形状の配置の微調整を行う配置調整処理と、を実行するものであり、
前記配置調整処理は、前記ワークから製品を切断加工した場合に前記製品が複数の前記尖った支持体から落下しない配置を拡張された輪郭の領域内で求めることを特徴とする板取データ生成装置。
【請求項２】
複数の尖った支持体で支持されたワークに切断加工を行うための板取データを生成する板取データ生成装置において、
ワーク形状に製品形状を配置すると共に板取データを生成する板取データ生成手段を備え、
当該板取データ生成手段は、前記製品形状をワーク形状に配置する場合に、前記尖った支持体に起因する障害を回避する回避処理を実行するものであり、
前記回避処理は、前記製品形状を前記ワーク形状に配置する場合に前記製品形状の輪郭を拡張する輪郭拡張処理と、拡張された輪郭の領域内で製品形状の配置の微調整を行う配置調整処理と、を実行するものであり、
前記配置調整処理は、ワークから製品を切断加工する場合に複数の前記尖った支持体と切断経路が干渉しない配置を、拡張された輪郭の領域内で求めることを特徴とする板取データ生成装置。
【請求項３】
複数の尖った支持体で支持されたワークに切断加工を行うための板取データを生成する板取データ生成方法において、
ワーク形状に製品形状を配置すると共に板取データを生成する板取データ生成工程を含み、当該板取データ生成工程は前記製品形状をワーク形状に配置する場合に、前記尖った支持体に起因する障害を回避する回避処理を実行するものであり、
前記回避処理は、前記製品形状を前記ワーク形状に配置する場合に前記製品形状の輪郭を拡張する輪郭拡張処理と、拡張された輪郭の領域内で製品形状の配置の微調整を行う配置調整処理と、を実行するものであり、
前記配置調整処理は、前記ワークから製品を切断加工した場合に前記製品が複数の前記尖った支持体から落下しない配置を拡張された輪郭の領域内で求めることを特徴とする板取データ生成方法。
【請求項４】
複数の尖った支持体で支持されたワークに切断加工を行うための板取データを生成する板取データ生成方法において、
ワーク形状に製品形状を配置すると共に板取データを生成する板取データ生成工程を含み、当該板取データ生成工程は前記製品形状をワーク形状に配置する場合に、前記尖った支持体に起因する障害を回避する回避処理を実行するものであり、
前記回避処理は、前記製品形状を前記ワーク形状に配置する場合に前記製品形状の輪郭を拡張する輪郭拡張処理と、拡張された輪郭の領域内で製品形状の配置の微調整を行う配置調整処理と、を実行し、
前記配置調整処理は、前記ワークから製品を切断加工する場合に複数の前記尖った支持体と切断経路が干渉しない配置を拡張された輪郭の領域内で求めることを特徴とする板取データ生成方法。
【請求項５】
複数の尖った支持体で支持されたワークに切断加工を行うための板取データを生成する板取データ生成装置において、
ワーク形状に製品形状を配置すると共に板取データを生成する板取データ生成手段を備え、
当該板取データ生成手段は、前記製品形状を前記ワーク形状に配置する場合に前記製品形状の輪郭を拡張する輪郭拡張処理と、拡張された輪郭の領域内で製品形状の配置の微調整を行う配置調整処理と、を実行するものであり、
前記配置調整処理は、前記ワークから製品を切断加工する場合に、複数の前記尖った支持体に起因する障害を回避する配置を、拡張された輪郭の領域内で求めることを特徴とする板取データ生成装置。
【請求項６】
複数の尖った支持体で支持されたワークに切断加工を行うための板取データを生成する板取データ生成方法において、
ワーク形状に製品形状を配置すると共に板取データを生成する板取データ生成工程を備え、
当該板取データ生成工程は、前記製品形状を前記ワーク形状に配置する場合に、前記製品形状の輪郭を拡張する輪郭拡張処理と、拡張された輪郭の領域内で製品形状の配置の微調整を行う配置調整処理と、を実行するものであり、
前記配置調整処理は、ワークから製品を切断加工する場合に、複数の前記尖った支持体に起因する障害を回避する配置を、拡張された輪郭の領域内で求めることを特徴とする板取データ生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、板取データ生成装置及び板取データ生成方法に関し、特にスキッドのピッチ情報を考慮して配置位置を決める板取データ生成装置及び板取デー生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般にワークから複数の製品を切断加工する場合は、最初に板取データ生成装置（例えばＣＡＤ／ＣＡＭ装置）により製品形状をワーク形状に配置する板取処理が行われる。そして、板取処理が行われたワーク形状等に基づきＮＣデータが作成される。このＮＣデータは加工機に転送されワークの切断加工が行われる。
【０００３】
レーザ加工機の場合ではネスティングプログラムにより部品の展開形状をワークに複数板取る際に、各部品形状の歩留まりは考慮して配置されるものの、当該加工機の複数の先端の尖った支持体であるスキッドのピッチ情報を考慮してパーツの配置位置は決められていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−１５０２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の板取データ生成装置や板取データ生成方法では以下のような問題が発生する。例えばスキッドの位置とパーツの位置関係を考慮していない為にパーツを加工すると、１つ目にレーザ経路とスキッドが干渉している箇所では、パーツとスキッドが溶着を起こしたりスキッドがレーザの熱で溶けるという問題が発生する。
【０００６】
２つ目にパーツを加工し終わった状態では、スキッドとパーツの位置によっては、スキッドからパーツが落下したりパーツが傾いたりするという問題が発生する。
【０００７】
本願発明は、パーツを配置する際に、スキッドの位置を考慮に入れ、パーツがスキッドと溶着することを防止したり、スキッドが溶けてしまう現象が発生しないようにするとともにパーツ加工後のパーツの落下や傾きが発生することを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、複数の尖った支持体で支持されたワークに切断加工を行うための板取データを生成する板取データ生成装置において、ワーク形状に製品形状を配置すると共に板取データを生成する板取データ生成手段を備え、当該板取データ生成手段は前記製品形状をワーク形状に配置する場合に、前記尖った支持体に起因する障害を回避する回避処理を実行する板取データ生成装置が望ましい。
【０００９】
請求項２に係る発明は、前記板取データ生成手段は、前記ワークから製品を切断加工した場合に前記製品が前記複数の支持体から落下しない配置を求める板取前処理を実行する請求項１に記載の板取データ生成装置が望ましい。
【００１０】
請求項３に係る発明は、前記板取データ生成手段は、前記ワークから製品を切断加工する場合に支持体と切断経路が干渉しない配置を求める板取処理を実行する請求項１に記載の板取データ生成装置が望ましい。
【００１１】
請求項４に係る発明は、前記板取データ生成手段は、前記製品形状を前記ワーク形状に配置する場合に前記製品形状の輪郭を拡張する輪郭拡張処理と、拡張された輪郭の領域内で製品形状の配置の微調整を行う配置調整処理と、を実行する請求項２又は３に記載の板取データ生成装置が望ましい。
【００１２】
請求項５に係る発明は、前記板取データ生成手段は、前記板取データに基づきＮＣデータを生成するＮＣデータ作成処理を実行する請求項１乃至４いずれか１項に記載の板取データ生成装置が望ましい。
【００１３】
請求項６に係る発明は、複数の尖った支持体で支持されたワークに切断加工を行うための板取データを生成する板取データ生成方法において、ワーク形状に製品形状を配置すると共に板取データを生成する板取データ生成工程を含み、当該板取データ生成工程は前記製品形状をワーク形状に配置する場合に、前記尖った支持体に起因する障害を回避する回避処理を実行する板取データ生成方法が好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、製品を加工し終わった状態では、先端が尖った支持体と製品の位置は先端が尖った支持体から製品が落下しない位置に設定されるので障害の無い安定した切断加工が実行されると共に、レーザヘッドと製品の干渉及び製品搬出装置の安定動作を行う効果を奏する。
【００１５】
また、レーザ加工機等による熱切断加工における加工経路が先端が尖った支持体と干渉しないことにより製品と先端が尖った支持体の溶着を回避できるという効果を奏する。また、先端が尖った支持体がレーザにより溶かされる現象を回避することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】レーザ加工装置の概略を説明する概略図である。
【図２】スキッドを説明する説明図である。
【図３】スキッドを説明する説明図である。。
【図４】制御部の概略を説明する説明図である。
【図５】制御部による板取処理を説明するフローチャートである。
【図６】図５の続きのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
この発明を実施するための形態を、図面を参照して説明する。
【００１８】
以下に本発明の実施の形態について図面により説明する。図１は熱切断加工装置の一例としてレーザ加工装置１を示したものである。図２は図１のワークを載置するワークテーブル５のハウジングを詳細に説明する説明図である。また、図３は図２における断面Ａ−Ａ方向から見た断面図である。
【００１９】
図１を参照する。レーザ加工装置１にはＸ軸方向（前後方向）に延伸したベッド３の中央部付近に門型フレーム７が立設してあり、この門型フレーム７の一部を構成する上部フレーム１１は、左右の下部フレーム９Ｒ、９Ｌに支えられ、左右の前記ベッド３の上方位置に跨がって設けてある。この上部フレーム１１には、Ｙ軸方向（左右方向）に移動自在なＹ軸キャリッジ１３が設けてあり、このＹ軸キャリッジ１３にはＺ軸方向（上下方向）に移動自在なＺ軸キャリッジ１５が設けてある。このＺ軸キャリッジ１５の下端部には加工ヘッド１７が設けてある。
【００２０】
上記構成により、加工ヘッド１７はＹ軸方向とＺ軸方向の任意の位置に移動位置決めすることが可能である。なお、前記Ｙ軸キャリッジ１３およびＺ軸キャリッジ１５は図示省略の駆動手段とＮＣ制御装置１９とにより駆動されるようになっている。
【００２１】
また図２を併せて参照するに、前記ベッド３にはワークテーブル５がＸ軸方向に移動自在に設けてある。ベッド３には、Ｘ軸方向に延伸したＸ軸ガイドが設けてある。
【００２２】
上記構成により、ワークテーブル５はＸ軸ガイドに案内されてＸ軸方向に移動位置決めすることが可能である。なおまた、前記Ｙ軸キャリッジ１３およびＺ軸キャリッジ１５と同様に、図示省略の駆動手段とＮＣ制御装置１９とにより駆動されるようになっている。
【００２３】
図２及び図３を参照する。上記ワークテーブル５のハウジングには、多数の長板部材２３がＸ軸方向に平行に適宜な間隔（本例ではＸピッチ）をあけて左右側面に取付けてあり、各長板部材２３にはワークＷを水平に支持する先端の尖った多数の支持体２３ａが適宜な間隔（本例ではＹピッチ）で形成されている。従って、ワークＷは多数の尖った先端によって板面全体を平均的に支持されることになる。
【００２４】
また、前記支持体２３ａの支持端の高さ位置は前記ワークテーブル５の外枠２１に四方を囲まれたハウジングの上端よりも若干下方の位置になる様に設けてある。すなわち、支持体２３ａの支持端に支持されるワークＷの位置がハウジングの内部に位置するように設けてある。
【００２５】
上記構成において、複数の支持体２３ａに支持されるワークＷから多数の製品を切断加工する場合、加工ヘッド１７を備えたＹ軸キャリッジ１３と、Ｘ軸方向に移動位置決め自在のワークテーブル５とを適宜に移動制御することにより、ワークＷから所望の形状の製品を切断することが可能である。なお、Ｚ軸キャリッジ１５の高さを制御することにより加工ヘッド１７とワークＷとの間隙を適宜な間隙に制御することができる。
【００２６】
図４を参照する。板取データ作成装置の概略の構成を示す。当該板取データ作成装置は、コンピュータであり、図示しない、コンピュータ本体、表示装置、キーボード、マウス等により構成され、板取データ作成手段２５を備える。
【００２７】
前記板取データ作成手段２５は、板取計画作成処理部２７と、板取製品読込処理部２９と、板取前処理部３１と、重心算出部３１ａと、配置角度絞込処理部３１ｂと、輪郭拡張処理部３１ｃと、板取処理部３３と、ネスティング配置処理部３３ａと、輪郭復元処理部３３ｂと、配置調整処理部３３ｃと、ＮＣデータ作成処理部３５とを備える。
【００２８】
当該板取データ作成手段２５のシステムとしての機能は、生産すべき板金製品の板厚、材質、所要数および納期を含む生産計画に基づき、製品をワークＷに対して効率良く板取してレーザ加工するＮＣデータを作成するネスティングシステムである。
【００２９】
本システムはスキッドテーブルを使用する加工機が前提となるが、同様に機能を果たす剣山タイプを含む素材を整列する複数の点で支えるテーブル構造を持つ加工機を対象とする。また、本システムはレーザ加工機を前提としているが、プラズマ加工、溶断加工等を含む熱により連続的に切断加工する加工機を対象とする。
【００３０】
また、当該システムは尖った支持体２３ａに起因する障害を回避する回避処理を行う。すなわち、製品を加工し終わった状態では、複数の支持体２３ａと製品の位置は支持体２３ａから製品が落下しない位置に設定する回避処理を実行する。さらに、レーザ加工機等による熱切断加工における加工経路が支持体２３ａと干渉しない処理を実行する。
【００３１】
板取計画作成処理部２７は、受注し作製する製品の展開形状をワーク形状に板取する計画をスケジュールする処理を行う。
【００３２】
板取製品読込処理部２９は、前記板取計画作成処理部２７で作製する製品の展開形状等を読込む処理を実行する。
【００３３】
板取前処理部３１を説明する。板取計画に従って順次読み込まれた製品データは、以下のように求める。
（１）複数の支持体２３ａの先端において点支持できる位置を求めるために、使用する製品形状の重心を求める。
（２）製品形状のＸ寸法、Ｙ寸法と先端が尖った支持体２３ａの支持点のＸピッチとＹピッチの関係から、１方向では製品寸法が支持体２３ａ間隔より小さいために製品を支持できないが、他方向では、製品寸法が支持体２３ａ間隔より大きいために支持できる場合には、当該製品形状の配置方向を予め決めておく。
（３）製品形状配置後にその配置位置を多少移動可能にするために、予め当該製品を相対的に拡大した拡張（余裕）製品図形を作成しておき、これらのデータを当該製品形状と関連付け記憶しておく。
【００３４】
上記の処理において、重心算出部３１ａは、前記製品形状から当該製品形状の重心位置を算出する。配置角度絞込処理部３１ｂは、前記製品形状の重心位置と、基準位置に対するＸピッチ、Ｙピッチとを参照し製品形状の配置位置、方向等を決定する。
【００３５】
輪郭拡張処理部３１ｃは、読込み配置位置、方向が決められた製品形状に対し、その製品形状の外形を拡張する処理を行う。例えば、製品形状の外形に対し外側に所定量のオフセットを行う。オフセット量は製品形状を後で微調整できる範囲内の量である。
【００３６】
板取処理部３３について説明する。前記拡張（余裕）製品図形を予め決めた配置方向に従い、所定のワークＷに効率良く配置する。この場合の配置ロジックは、一般的なネスティング方法としていろいろと知られている。
【００３７】
配置後の拡張（余裕）製品図形はもとの製品図形に戻され、当該製品の切断加工において、支持体２３ａと干渉する（切断のためのレーザ光が支持体２３ａを照射してしまう）あるいは、当該製品の重心が支持体２３ａの支持点との位置関係において支えられず落下してしまうと判断される場合には、当該製品の配置位置を周囲の製品に影響を与えない拡張（余裕）領域の範囲内で変更する。
【００３８】
具体的には、前記ネスティング配置処理部３３ａにより、前記輪郭拡張処理部３１ｃで製品形状の輪郭が拡張されたものネスティングし配置する。
【００３９】
輪郭復元処理部３３ｂは、前記輪郭拡張処理部３１ｃで輪郭拡張された製品形状の外形を元の外形に復元する処理を行う。
【００４０】
配置調整処理部３３ｃは、前記輪郭拡張処理部３１ｃで輪郭拡張された製品形状の配置から、実際の加工経路及び前記製品形状の重心位置と、基準位置に対するＸピッチ、Ｙピッチとを参照し製品形状の配置が適切か否かを判断し、適切でない場合に拡張された範囲内で微調整を行う。
【００４１】
ＮＣデータ作成処理部３５は、配置された製品形状の位置、角度、および図形情報を基に、ワークＷに配置された全ての製品を加工するＮＣデータを作成する。当該ＮＣデータはＮＣ制御装置１９に送信され、当該ＮＣデータに数値制御されレーザ切断加工が実行される。
【００４２】
図５及び６を参照する。板取データ作成装置２５の動作を示す。
【００４３】
初めに、ステップＳ０１では、板取前処理部３１が板取前処理を行う。
【００４４】
ステップＳ０３では、板取前処理部３１によりパラメータの取得が行われる。具体的には、ターゲットとする機械のスキッド情報をスキッド情報を記憶しているメモリより取得する。
【００４５】
このスキッド情報の主な内容は、支持体２３ａのＸ方向、Ｙ方向のピッチである。また、Ｘピッチ、Ｙピッチの始まる基準点も読み込むと共に、複数の支持体２３ａ上に載置されたワークＷの基準点も読み込む。これにより、複数の支持体２３ａとワークＷの相対的な位置関係が求められる。
【００４６】
ステップＳ０５では、重心算出処理部３１ａが製品形状（パーツ）の重心位置を求める。すなわち、パーツ図形データが記憶されているメモリより読み込んだ製品形状の図形データ（パーツの形状等）をもとにパーツ図形上の重心位置（Ｘ，Ｙ座標値）を求める。
【００４７】
ステップＳ０７では、配置角度絞込処理部３１ｂは、製品形状（パーツ）の配置可能角度の絞込を行う。すなわち、配置角度を限定できる製品形状（パーツ）は、予め配置角度を限定する。
【００４８】
ステップＳ０９では、配置角度絞込処理部３１ｂが、［針山ピッチＸ≦展開Ｘ寸法］かつ［針山ピッチＹ≦展開Ｙ寸法＜針山ピッチＸ］の２つの条件を満たすか否かの判断を行う。２つの条件を満たしている場合に処理はステップＳ１３に進む。この際に配置角度は０°または１８０°に設定される。一方、条件を満たさない場合に処理はステップＳ１１に進む。
【００４９】
ステップＳ１１では、配置角度絞込処理部３１ｂが、［針山ピッチＸ≦展開Ｘ寸法］かつ［針山ピッチＹ≦展開Ｘ寸法＜針山ピッチＸ］の２つの条件を満たすか否かの判断を行う。条件を満たしている場合に処理はステップＳ１３に進む。この際に配置角度は９０°または２７０°に設定される。条件を満たさない場合に処理はステップＳ１３に進む。この際の配置角度は未確定である。
【００５０】
ステップＳ１３では、輪郭拡張処理部３１ｃが、製品形状（パーツ）の輪郭を余裕を持たせる。すなわち、製品形状の輪郭を少し大きく（オフセットをする）して、配置後に少しずらせる余裕巾を持たせる処理を行う。
【００５１】
ステップＳ１５では、ネスティング配置処理部３３ａが、製品形状の輪郭を大きくした状態で通常の配置をワークＷに行う。
【００５２】
ステップＳ１７では、板取処理部３３が、配置位置、配置角度を求める。この場合、上記のステップＳ０９、Ｓ１１において配置角度が決められている場合はその配置角度を読込使用する。また、配置角度が決定されていない場合には、回転角度を徐徐に変化させ、製品が落下しない位置を算出するようにしてもよい。
【００５３】
ステップＳ１９では、ネスティング配置処理部３３ａが、配置する製品形状（パーツ）が無いか否かを判断する。配置する製品形状（パーツ）が無い場合に処理は終了する。配置する製品形状がある場合に処理はステップＳ２１に進む。
【００５４】
ステップＳ２１では、ネスティング配置処理部３３ａが、複数の支持体２３ａ（スキッド）との干渉チェックを行う。干渉していると判断したとき処理はステップＳ２３に進む。干渉していないと判断したとき処理は、ステップＳ２５に進む。
【００５５】
ステップＳ２３では、配置調整処理部３３ｃが、配置位置の微調整を行う。微調整可能であるとき処理はステップＳ２５に進む。微調整出来ない場合に処理はステップＳ１７に戻る。
【００５６】
ステップＳ２５では、ネスティング配置処理部３３ａが、製品形状（パーツ）の落下チェックを判断する。干渉していると判断した場合の処理はステップＳ２７に進む。干渉していないと判断した場合に処理はステップＳ２９に進む。例えば、少なくとも３つの支持体２３ａの内側に製品形状の重心が入っている場合は落下しないと判断するするようにしてもよい。また、製品を支える支持体２３ａの外側に製品の重心が位置する場合は落下または傾く場合があると判断してもよい。
【００５７】
ステップＳ２７では、配置調整処理部３３ｃが、配置位置の微調整を行う。微調整可能であるとき処理はステップＳ２９に進む。微調整出来ない場合に処理はステップＳ１７に戻る。
【００５８】
なお、ワーク形状に配置される製品形状全てに上記拡張処理が行われるとともに微調整は、製品形状を左右上下に揺動させながら行うことができる。また、全ての製品に対して、微調整が不要な場合は拡張処理を行わないようにしても良い。
【００５９】
ステップＳ２９では、輪郭復元処理部３３ｂが製品形状（パーツ）の輪郭を元の大きさに戻す。
【００６０】
ステップＳ３１では、板取処理部３３が、次の製品形状の配置を行うために処理ステップ１７に戻す。
【００６１】
この発明は前述の発明の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。
【符号の説明】
【００６２】
１  レーザ加工装置
３  ベッド
５  ワークテーブル
７  門型フレーム
９Ｒ、９Ｌ  下部フレーム
１１  上部フレーム
１３  Ｙ軸キャレッジ
１５  Ｚ軸キャレッジ
１７  加工ヘッド
１９  ＮＣ制御装置
２１  外枠
２３  スキッド部材
２３ａ  支持体
２５  板取データ生成手段
２７  板取計画作成処理部
２９  板取製品読込処理部
３１  板取前処理部
３１ａ  重心算出部
３１ｂ  配置角度絞込処理部
３１ｃ  輪郭拡張処理部
３３  板取処理部
３３ａ  ネスティング配置処理部
３３ｂ  輪郭復元処理部
３３ｃ  配置調整処理部
３５  ＮＣデータ作成処理部
【図１】
0005860930.tif 000002
【図２】
0005860930.tif 000003
【図３】
0005860930.tif 000004
【図４】
0005860930.tif 000005
【図５】
0005860930.tif 000006
【図６】
0005860930.tif 000007