(57)【要約】【課題】母材の加工時に発生するひずみの蓄積を抑制するように母材に部材の配置位置の計算を行う図形配置装置を得ること。【解決手段】部材を設定された間隔値で母材に歩留り優先でネスティング配置する歩留り優先ネスティング部１２と、その結果を記憶するネスティング結果格納部１３と、設定された母材について再配置可能領域を設定する再配置可能領域設定部１５と、母材に配置する部材間の間隔値を所定値だけ増加させて歩留り優先ネスティング部１２に設定する配置間隔変更部１６と、配置間隔変更部１６で設定された間隔値と初期設定間隔値でネスティング配置処理して得られるそれぞれの母材枚数に基づいて再配置の可否を判定する分散配置結果判定部１７とを備え、配置間隔変更部１６は、分散配置結果判定部１７によって再配置が不可能と判定された場合に、判定時の間隔値から所定値だけ減少させた間隔値を歩留り優先ネスティング部１２に設定する。【選択図】        図１
2006107131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される部材の種類と個数に基づいて部材間の最小の間隔として最初に設定された初期設定間隔値を用いて、または設定された母材のネスティング結果格納手段に格納される配置結果情報に基づいて配置間隔変更手段で設定される間隔値を用いて、部材を母材に歩留り優先でネスティング配置する歩留り優先ネスティング手段と、
前記初期設定間隔値でのネスティング配置結果から求められる使用された母材枚数と、母材ごとに配置される部材の種類と個数を含む配置結果情報とを記憶するネスティング結果格納手段と、
前記初期設定間隔値でのネスティング配置で得られる全ての母材について１枚ずつ再配置処理を行うように設定するとともに、再配置を終えた母材の枚数を計数する分散配置母材枚数計数手段と、
前記分散配置母材枚数計数手段によって設定された母材について、部材の再配置を行う再配置可能領域を設定する再配置可能領域設定手段と、
前記設定された母材に配置する部材間の間隔値を所定値だけ増加させて、前記歩留り優先ネスティング手段に設定する配置間隔変更手段と、
前記配置間隔変更手段で設定された間隔値でのネスティング配置の結果得られる母材枚数に基づいて再配置が可能か否かを判定する分散配置結果判定手段と、
を備え、
前記配置間隔変更手段は、前記分散配置結果判定手段により再配置が不可能と判定されるまで繰り返し間隔値を増加させ、再配置が不可能と判定された場合に、その時点で設定されている間隔値から所定の値だけ減少させた間隔値を前記歩留り優先ネスティング手段に設定し、
前記歩留り優先ネスティング手段は、この間隔値でのネスティング配置結果を再配置結果として設定することを特徴とする図形配置装置。
【請求項２】
前記分散配置母材枚数計数手段によって設定された母材の前記歩留り優先ネスティング手段によるネスティング配置結果を、前記配置間隔変更手段で設定されるつぎの間隔値でのネスティング配置結果が、前記分散配置結果判定手段によって再配置可能と判定されるまで記憶する記憶手段をさらに備え
前記分散配置結果判定手段は、前記つぎの間隔値では再配置が不可能と判定した場合に、前記記憶手段に格納されるネスティング配置結果を再配置結果として設定することを特徴とする請求項１に記載の図形配置装置。
【請求項３】
前記初期設定間隔値でネスティング配置の結果得られる前記設定された母材の前記再配置可能領域中の各コーナ近傍に配置されている部材を選択するコーナ部材選択手段と、
これらの選択された部材を前記再配置可能領域の各コーナの最外端に平行移動させるコーナ部材再配置手段と、
をさらに備え、
前記歩留り優先ネスティング手段は、前記再配置可能領域の各コーナに前記部材を固定した状態で、前記設定された間隔値を用いて歩留り優先のネスティング配置を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の図形配置装置。
【請求項４】
入力される部材の種類と個数に基づいて、部材間の最小の間隔として最初に設定された初期設定間隔値または配置間隔変更手段で設定される間隔値を用いて、前記部材を前記母材に歩留り優先でネスティング配置する歩留り優先ネスティング手段と、
前記ネスティング配置の結果から使用された全母材枚数と、前記母材中の前記部材が配置されない領域である有効活用領域の総和を求める配置母材状態確認手段と、
前記母材に配置する部材間の間隔値を所定値だけ増加させて、前記歩留り優先ネスティング手段に設定する配置間隔変更手段と、
前記配置間隔変更手段で設定された間隔値で求められた全母材枚数が初期設定間隔値で求められた全母材枚数に対して所定の基準を満たすか否かを判定する母材枚数比較判断手段と、
前記母材枚数比較判断手段で所定の基準を満たす場合に、前記配置間隔変更手段で設定された間隔値で求められた有効活用領域の総和が初期設定間隔値で求められた有効活用領域の総和に対して所定の基準を満たすか否かを判定する母材使用状況比較判断手段と、
を備え、
前記配置間隔変更手段は、前記母材枚数比較判断手段または前記母材使用状況比較判断手段によって、所定の基準を満たさなくなるまで繰り返し間隔値を増加させ、所定の基準を満たさないと判定された場合に、該判定時の間隔値から所定値を減算した間隔値を前記歩留り優先ネスティング手段に設定し、
前記歩留り優先ネスティング手段は、この間隔値でのネスティング配置結果を再配置結果として採用することを特徴とする図形配置装置。
【請求項５】
前記歩留り優先ネスティング手段によって得られた前記母材のネスティング配置結果を、前記配置間隔変更手段で設定されるつぎの間隔値でのネスティング配置結果が、前記母材枚数比較判断手段または前記母材使用状況比較判断手段によって所定の基準を満たすと判定されるまで記憶するネスティング結果記憶手段をさらに備え、
前記母材枚数比較判断手段または前記母材使用状況比較判断手段は、前記つぎの間隔値では再配置が不可能と判定した場合に、前記ネスティング結果記憶手段に格納されるネスティング配置結果を再配置結果として設定することを特徴とする請求項４に記載の図形配置装置。
【請求項６】
前記再配置結果として設定された前記母材について、部材の再配置を行う再配置可能領域を設定する再配置可能領域設定手段と、
前記母材の前記再配置可能領域中の各コーナ近傍に配置されている部材を選択するコーナ部材選択手段と、
これらの選択された部材を前記再配置可能領域の各コーナの最外端に平行移動させるコーナ部材再配置手段と、
をさらに備え、
前記歩留り優先ネスティング手段は、前記母材の各コーナに前記部材を固定した状態で、前記設定された間隔値を用いて歩留り優先のネスティング配置を母材ごとに行うことを特徴とする請求項４または５に記載の図形配置装置。
【請求項７】
複数の部材を、母材から切り出すために所定の基準にしたがって前記母材上に配置する図形配置方法であって、
入力される前記母材から切り出す必要な部材の形状と数量に基づいて、部材間の最小の間隔値を設定して歩留り優先で前記母材にネスティング配置を行う第１の工程と、
前記第１の工程によるネスティング配置の結果から、前記部材の配置に使用した母材枚数と、配置される部材の種類と個数を母材ごとに記憶する第２の工程と、
再配置処理を行う母材を設定し、部材の再配置を行う再配置可能領域を設定する第３の工程と、
前記母材に配置する部材間の間隔値を所定値だけ増加させて、前記母材に配置される部材を歩留り優先のネスティング配置を行う第４の工程と、
前記第４の工程によるネスティング配置の結果が１枚の母材に収まったか否かを判定する第５の工程と、
前記第５の工程で、ネスティング配置の結果が１枚の母材に収まらなかった場合に、その判定時の間隔値から所定値だけ減少させて、前記母材に配置される部材を歩留り優先のネスティング配置処理を行い、この結果を再配置結果として設定する第６の工程と、
再配置を行っていない母材が存在するか否かを判定する第７の工程と、
を含み、
前記第５の工程で、ネスティング配置の結果が１枚の母材に収まらなくなると判定されるまで、前記第４〜前記第５の工程を繰り返し実行し、
前記第７の工程で、再配置を行っていない母材が存在しなくなるまで、前記第３〜第７の工程を繰り返し実行することを特徴とする図形配置方法。
【請求項８】
前記第４の工程では、前記歩留り優先のネスティング配置の結果をさらに記憶し、
前記第６の工程では、ネスティング配置の結果が１枚の母材に収まらなかった場合に、前記第４の工程で記憶していたネスティング配置の結果を再配置結果として設定することを特徴とする請求項７に記載の図形配置方法。
【請求項９】
前記第３の工程は、前記再配置可能領域の各コーナ近傍に配置されている部材を選択し、前記再配置可能領域の各コーナに平行移動させて固定する処理をさらに行い、
前記第４の工程は、前記再配置可能領域の各コーナに前記選択した部材を固定した状態で、前記母材に配置する部材間の間隔値を所定値だけ増加させて、前記母材に配置される部材の歩留り優先のネスティング配置を行うことを特徴とする請求項７または８に記載の図形配置方法。
【請求項１０】
複数の部材を、母材から切り出すために所定の基準にしたがって前記母材上に配置する図形配置方法であって、
入力される前記母材から切り出す必要な部材の形状と数量に基づいて、部材間の最小の間隔値を設定して歩留り優先で前記母材にネスティング配置を行う第１の工程と、
前記ネスティング配置の結果から、前記部材の配置に使用した第１の母材枚数と、全ての前記母材の前記部材が配置されない領域である第１の有効活用領域の面積を求める第２の工程と、
前記母材に配置する部材間の間隔値を所定値だけ増加させて、前記母材に配置される部材を歩留り優先のネスティング配置を行う第３の工程と、
前記第３の工程でのネスティング配置の結果から、第２の母材枚数と第２の有効活用領域の面積を求める第４の工程と、
前記第２の母材枚数が、前記第１の母材枚数と等しいか否かを判定する第５の工程と、
前記第５の工程で前記第２の母材枚数が前記第１の母材枚数と等しい場合に、前記第１と前記第２の有効活用領域の面積の差が所定値以下か否かを判定する第６の工程と、
前記第５の工程で前記第２の母材枚数が前記第１の母材枚数と等しくない場合、または前記第６の工程で前記第１と前記第２の有効活用領域の面積の差が所定値以下でない場合に、その判定時の間隔値から所定値だけ減少させた新たな間隔値で、前記母材に配置される部材の歩留り優先のネスティング配置を行い、この結果を再配置結果として設定する第７の工程と、
を含み、
前記第５の工程で、前記第２の母材枚数が前記第１の母材枚数と等しくなくなるまで、または前記第６の工程で、前記第１と前記第２の有効活用領域の面積の差が所定値以下でないと判定されるまで、前記第３〜前記第６の工程を繰り返し実行することを特徴とする図形配置方法。
【請求項１１】
前記第３の工程では、前記歩留り優先のネスティング配置の結果をさらに記憶し、
前記第７の工程では、前記第５の工程で前記第１の母材枚数が前記第２の母材枚数と等しくないと判定された場合、または前記第６の工程で前記第１と前記第２の有効活用領域の面積の差が所定値以下でないと判定された場合に、前記第３の工程で記憶していたネスティング処理の結果を再配置結果として設定することを特徴とする請求項１０に記載の図形配置方法。
【請求項１２】
前記再配置結果として設定された前記母材について、部材の再配置を行う再配置可能領域を設定する第８の工程と、
前記母材の前記再配置可能領域中の各コーナ近傍に配置されている部材を選択し、これらの選択された部材を前記再配置可能領域の各コーナの最外端に平行移動させる第９の工程と、
前記母材の各コーナに前記部材を固定した状態で、前記設定された間隔値を用いて歩留り優先のネスティング配置を母材ごとに行う第１０の工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１０または１１に記載の図形配置方法。
【請求項１３】
請求項７〜１２のいずれか１つに記載された図形配置方法をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーザ加工機、ウォータジェット加工機、プラズマ切断機、タレットパンチプレス加工機などの複数個の部材を母材から切り抜き切断加工する加工装置を動作させる加工用ＮＣ（Numerical Control）プログラムデータを作成するＣＡＤ（Computer Aided Design）／ＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）装置などの図形配置装置に関するものである。また、図形配置方法およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムにも関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被加工物に穴加工を施す場合に、加工穴がある領域に密集している被加工物に加工を行うと被加工物が熱変形してしまう。このような被加工物の熱変形を防止するために、工具の移動が最短となる点のみに意識することなく、最初に加工すべき位置を選択した後、順次、直前に選択された加工位置から距離の離れた位置を検索してつぎの加工位置として選択し、工具の位置決め経路を作成するＣＡＤ／ＣＡＭシステムにおける加工位置決め経路作成方法が従来知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、被加工物に加工を施す際の他の加工経路の決定方法の従来技術として、被加工物の加工領域を複数のバケットに細分割し、それぞれのバケット内における穴をあけるための加工経路を、巡回セールスマン問題を適用して決定する加工経路決定方法や（たとえば、特許文献２参照）、母材への部材の配置効率の向上や母材の使用効率の向上に加えて部材の納期などの優先順位を考慮して、優先順位の高い部材から先に母材に配置する部材配置方法（たとえば、特許文献３参照）などが知られている。
【０００４】
ここで、従来の部材を母材に配置する図形配置方法について説明する。図２３は、従来の図形配置方法によって配置された結果の一例を示す図である。ここでは、切断加工を行うために複数種類の指定された部材をそれぞれ指定された個数分だけ、指定された母材に効率良く、つまり母材上に部材を歩留り率優先で、配置しているものとする。母材を効率良く使用するための部材の配置位置を計算する方法は従来から各種類存在するが、一般的には、まず１枚目の母材に部材が最も効率良く配置される結果を計算で導き出し、そこに配置しきれなかった残りの部材の種類と個数を、つぎの母材に配置する計算を試みる、という手順を残りの部材がなくなるまで繰り返し実行していくものである。
【０００５】
図２３の１枚目の母材１５０Ａを見ると、まだわずかに母材１５０Ａの左上位置に残っている領域Ｒ２０１が存在するが、配置されないで残っている部材の中でこのすき間に配置できるものはないので１枚目の母材１５０Ａの処理は終わり、続いて残りの部材１５１を２枚目の母材１５０Ｂに効率良く配置するための計算が行われる。この際、一旦１枚目の母材１５０Ａの配置が決定して２枚目の母材１５０Ｂの配置の計算処理に入った場合には、１枚目の母材１５０Ａに対してはその時点で最も効率良く配置された結果のままで処理が終了する。２枚目以降の母材１５０Ｂ，１５０Ｃの処理においても同様である。そのため、たとえば図２３の２枚目の母材１５０Ｂにおいても、母材１５０Ｂの上方にある程度の面積の領域Ｒ２０２が残ったままとなっている。
【０００６】
この後、オペレータの作業としては切断加工の動作に移るが、一般的な運用では、この程度まで効率良く配置が行われた場合には、図２３の１枚目や２枚目の母材１５０Ａ，１５０Ｂにおいて全ての部材１５１を切断し終えた後の残材は、つぎの工程で使うことを想定して保管されることなく廃棄される。なお、この図２３において、各母材１５０Ａ〜１５０Ｃの周縁部に所定の間隔で部材１５１が配置されていない領域Ｒ２２０が示されているが、この領域Ｒ２２０は、母材の周辺部分が錆びている場合や変質している場合などの状況を想定して設けられる領域である。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−９９２５２号公報
【特許文献２】特開２００１−１９５１１２号公報
【特許文献３】特開平８−２９７５０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、レーザなどによる熱加工で母材を加工する場合には熱の蓄積によって母材にひずみが発生し、また、タレットパンチプレス加工機などを用いて母材を加工する場合でも、局所的な位置に力が集中して加わるとひずみが発生しやすくなる。その結果、部材が波打ったりして加工された部材の品質に影響を与える虞がある。そのため、このようなひずみの発生をできる限り避ける様に図形が配置されることが望ましいが、上記した特許文献２，３に記載の従来技術では、このような加工時において発生する母材のひずみが考慮されていないという問題点があった。また、特許文献１に記載の穴加工位置決め経路作成方法では、被加工物の熱変形の防止を目的としてはいるものの、被加工物の特定の領域に穴が密集している場合に行われる穴加工時の被加工物の熱変形を防止するものであり、母材に配置された部材の切断加工時における熱変形の防止に応用することができないという問題点もあった。
【０００９】
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、母材の加工時に発生するひずみの蓄積を抑制するように母材に部材の配置位置の計算を行う図形配置装置、図形配置方法およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、この発明にかかる図形配置装置は、入力される部材の種類と個数に基づいて部材間の最小の間隔として最初に設定された初期設定間隔値を用いて、または設定された母材のネスティング結果格納手段に格納される配置結果情報に基づいて配置間隔変更手段で設定される間隔値を用いて、部材を母材に歩留り優先でネスティング配置する歩留り優先ネスティング手段と、前記初期設定間隔値でのネスティング配置結果から求められる使用された母材枚数と、母材ごとに配置される部材の種類と個数を含む配置結果情報とを記憶するネスティング結果格納手段と、前記初期設定間隔値でのネスティング配置で得られる全ての母材について１枚ずつ再配置処理を行うように設定するとともに、再配置を終えた母材の枚数を計数する分散配置母材枚数計数手段と、前記分散配置母材枚数計数手段によって設定された母材について、部材の再配置を行う再配置可能領域を設定する再配置可能領域設定手段と、前記設定された母材に配置する部材間の間隔値を所定値だけ増加させて、前記歩留り優先ネスティング手段に設定する配置間隔変更手段と、前記配置間隔変更手段で設定された間隔値でのネスティング配置の結果得られる母材枚数に基づいて再配置が可能か否かを判定する分散配置結果判定手段と、を備え、前記配置間隔変更手段は、前記分散配置結果判定手段により再配置が不可能と判定されるまで繰り返し間隔値を増加させ、再配置が不可能と判定された場合に、その時点で設定されている間隔値から所定の値だけ減少させた間隔値を前記歩留り優先ネスティング手段に設定し、前記歩留り優先ネスティング手段は、この間隔値でのネスティング配置結果を再配置結果として設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、最初に部材の所定の母材への歩留り優先での配置位置の計算を行い、そのときに生じた母材上の部材の配置されない領域を、つぎの配置位置の計算時における部材間の間隔を広げるための領域として使用するようにしたので、母材の加工時に切り出される位置の密集度が緩和され、母材の加工時に発生するひずみの蓄積を避けることができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる図形配置装置、図形配置方法およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、この発明にかかる図形配置装置の概略構成を示すブロック図である。図形配置装置１０は、母材と母材から切り出される部材の形状などの情報である図形データを格納する図形データ格納部１１と、入力される図形データに基づいて母材の歩留りを優先してネスティング配置処理を行う歩留り優先ネスティング部１２と、歩留り優先のネスティング配置処理結果を格納するネスティング結果格納部１３と、部材を分散させるように配置処理を行った母材の枚数をカウントする分散配置母材枚数計数部１４と、分散配置処理を行う母材について再配置可能な領域を設定する再配置可能領域設定部１５と、歩留り優先でネスティング配置する際の部材間の間隔（距離）を変更する配置間隔変更部１６と、分散配置処理の結果が１枚の母材に収まったか否かを判定する分散配置結果判定部１７と、この装置の使用者による各種のデータの入力を行う際のインタフェースとなる入力部１８と、配置結果などを表示したり印刷したりする出力部１９と、これらの各処理部を制御する制御部２０と、を備えて構成される。
【００１４】
歩留り優先ネスティング部１２は、与えられた部材に基づいて、母材上に部材を歩留り率優先でネスティング配置処理を行う機能を有する。この歩留り優先ネスティング部１２の処理は、公知の歩留り優先ネスティング方法によって実現することができる。この歩留り優先ネスティング部１２は、入力部１８から使用者によって必要な部材の種類と個数を含む必要部材情報が入力されると、歩留り優先のネスティング処理を実行する。ただし、この場合には、隣り合う部材間の配置間隔は、予め設定された所定の間隔値（以下、初期設定間隔値ともいう）Ｄで行うものとする。また、歩留り優先ネスティング部１２は、配置間隔変更部１６によって変更された部材間の配置間隔の値が設定された場合に、初期設定間隔値Ｄでのネスティング配置結果である各母材に配置された部材の種類と個数を用いて、各母材について変更された間隔値で歩留り優先のネスティング配置処理を実行する機能も有する。
【００１５】
ネスティング結果格納部１３は、歩留り優先ネスティング部１２によって初期設定間隔値Ｄで行われた歩留り優先ネスティング配置処理の結果を格納する。格納される内容としては、与えられた部材を配置するのに必要な母材枚数Ｎと、各母材に配置された部材の種類とそれぞれの数を含む母材配置結果情報を少なくとも含むものである。
【００１６】
分散配置母材枚数計数部１４は、最初に使用者によって与えられた部材に基づいて初期設定間隔値Ｄで歩留り優先のネスティング配置処理を行った後に、各母材について部材間の間隔値を広げた部材の分散配置が可能か否かの再配置処理が行われるが、このとき分散配置が可能か否かの計算を行った（再配置処理が終了した）母材の枚数をカウントする機能を有する。つまり、ネスティング結果格納部１３に格納されている母材枚数Ｎと一致している間だけ、分散配置処理が繰り返し実行される。
【００１７】
再配置可能領域設定部１５は、分散配置を行う各母材について、部材を分散させて再配置させるための再配置可能領域を設定する機能を有する。具体的には、まず、初期設定間隔値Ｄを用いた最初のネスティング配置処理結果から、部材が配置されない母材中の領域が後の工程で部材の配置に利用される条件を満たす有効活用領域を有するか否かを判定する。ついで、有効活用領域を有する場合には、母材中からその有効活用領域を除外した領域を再配置可能な再配置可能領域として設定し、有効活用領域を有さない場合には、母材全体を再配置可能領域として設定する。
【００１８】
図２−１〜図２−４は、有効活用領域の求め方の一例を示す図であり、たとえばネスティング配置処理によって最後の母材に配置された部材の配置状態を示しているものとする。図２−１〜図２−２は、有効活用領域が矩形となるように直線で母材を切断することを前提とした場合を示している。より具体的には、母材５０を単純に直線ａ1，ａ2で切断した右側の残りの母材５０の矩形部分の面積の大きさで有効活用領域として使用するか否かを判定するものである。そして、有効活用領域として使用する場合には、この残りの母材５０の矩形部分を新たな母材として保管しておく。図２−１の場合、配置された部材５２の母材５０の長辺方向に最も突出している部分に切り代を加えた位置に引かれた直線ａ1で切断した場合の残りの母材５０の右側の領域が有効活用領域となる。この方法では、たとえば図２−２に示されるように、母材５０の長辺方向に最も突出している部材５２の部分に切り代を加えた位置に引かれた直線ａ2の位置が図２−１と同じである場合には、図２−１と図２−２で配置結果が異なっても有効活用領域の面積は同じ大きさになる場合もある。
【００１９】
また、図２−３は、所定の長さ以上の凹凸を基準として階段状（凹凸状）に母材５０を切断することを前提に有効活用領域を求める場合を示している。この場合、配置された部材５２に切り代を加えた階段状の線ａ3で切断した残りの母材５０の部分が有効活用領域となる。さらに、図２−４は、図２−３と同様に部材５２ａ〜５２ｃに所定の長さ以上の凹凸がある場合に、切断される部分に凹部を作らない凹部分短絡状に母材を切断することを前提に有効活用領域を求める場合を示している。この場合、階段状（凹凸状）に母材５０を切断する場合には、図中の領域Ｒ１１０において、部材５２ｂと部材５２ｃとの間に作られるはずの凹部をなくし、この部分を直線状に結んだ線ａ4で切断する。この線ａ4の右側の残りの母材５０の部分が有効活用領域となる。さらにまた、矩形の有効活用領域の面積を認識する際に、たとえば面積が所定値よりも大きくても、１辺が所定の長さ以下の細長い矩形の場合は有効とみなさないなどの判断基準を設けてもよい。また、その面積の大きさの判断において、面積そのものの絶対値の大きさで判断するだけでなく、母材５０の板全体の面積に対する比率で判断する方法を用いてもよいし、他の方法を用いてもよい。
【００２０】
配置間隔変更部１６は、部材間の配置間隔を所定の値だけ増減させた間隔値を、歩留り優先ネスティング部１２に設定する機能を有する。具体的には、最初のネスティング配置処理結果の後、または分散配置結果判定部１７によってさらに分散配置が可能と判定された場合に、該判定の際に設定されている部材間の間隔値に所定の値ｄを加えた値を新たな部材間の間隔値として設定して歩留り優先ネスティング部１２に出力する。また、分散配置結果判定部１７によって分散配置が不可能であると判定された場合に、該判定の際に設定されている部材間の間隔値から所定の値ｄを差し引いた値を新たな部材間の間隔値として設定して歩留り優先ネスティング部１２に出力する。
【００２１】
分散配置結果判定部１７は、各母材についての歩留り優先ネスティング部１２による再配置処理の結果使用された母材の枚数が適切な枚数か否かを判定する機能を有する。具体的には、再配置処理の結果、該当する母材に最初に配置された種類の部材が全て１枚の母材に収まっているか否か、すなわち１枚の母材に新たな再配置条件で対象となる部材が配置されたか否かを判定する。判定の結果は、配置間隔変更部１６に出力される。
【００２２】
図形データ格納部１１は、母材と部材のサイズや材質、形状などに関する図形データを格納する。この図形データは、入力部１８から使用者によって入力されたり、予め設定されていたりする。
【００２３】
入力部１８は、図形配置装置１０に所定の命令や図形データなどを入力する機能を有するもので、キーボードや、マウスなどのポインティングデバイスなどによって構成される。出力部１９は、図形配置装置１０によって生成された図形の配置結果などを表示出力する機能を有するもので、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）や液晶ディスプレイなどの表示装置のほか、プリンタなどの印刷装置によって構成される。
【００２４】
つぎに、この発明にかかる図形配置方法の処理手順について説明する。図３は、この発明にかかる図形配置方法の実施の形態１の処理の一例を示すフローチャートである。まず、使用者によって、必要な部材の種類（サイズなど）や個数などの必要部材情報の入力が入力部１８を介して行われる（ステップＳ１１）。ついで、配置する部材の隣り合う最小の間隔値（初期設定間隔値）Ｄを設定する（ステップＳ１２）。この間隔値Ｄは、装置に予め設定されているものであってもよいし、配置処理を行うたびに使用者が入力部１８から設定するものであってもよい。その後、歩留り優先ネスティング部１２は、初期設定間隔値Ｄを用いてステップＳ１１で入力された部材について、歩留り優先のネスティング処理を実施する（ステップＳ１３）。歩留り優先ネスティング部１２は、この歩留り優先のネスティング処理によって得られる全ての母材枚数Ｎと、各母材に配置された部材の種類と個数である母材配置結果情報をネスティング結果格納部１３に記憶する（ステップＳ１４）。
【００２５】
この後、ネスティング結果格納部１３に格納された母材に対して１枚目からＮ枚目（Ｎは自然数）まで１枚ずつ順に分散配置処理を行う。なお、以下の説明では、母材を識別する符号としてｎ（１≦ｎ≦Ｎ）を用いるものとする。まず、分散配置母材枚数計数部１４は、分散配置処理する母材ｎとして、１枚目の母材を設定する（ステップＳ１５）。ついで、再配置可能領域設定部１５は、１枚目の母材の有効活用領域の面積を確認し（ステップＳ１６）、この有効活用領域の面積が所定の条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１７）。ここでは、有効活用領域の面積が有るとみなされるか否かを判定する。
【００２６】
判定の結果、有効活用領域の面積が有ると判定された場合（ステップＳ１７でＹｅｓの場合）には、再配置可能領域設定部１５は、母材から有効活用領域を除いた部分を新たに部材の再配置を行う再配置可能領域に設定する（ステップＳ１８）。一方、判定の結果、有効活用領域の面積がないと判定された場合（ステップＳ１７でＮｏの場合）には、現在の母材をそのまま再配置可能領域に設定する（ステップＳ１９）。その後またはステップＳ１８の後、配置間隔変更部１６は、再配置する部材の隣り合う間隔を所定値ｄだけ増加させたＤ＋ｄを新たな間隔値Ｄとして設定する（ステップＳ２０）。ついで、歩留り優先ネスティング部１２は、ネスティング結果格納部１３に格納されている母材配置結果情報からｎ枚目（ここでは、１枚目）の母材について使用されている部材の種類と個数を抽出し、ステップＳ２０で設定された新たな間隔値Ｄ（＝Ｄ＋ｄ）を用いて歩留り優先のネスティング処理を行う（ステップＳ２１）。ついで、分散配置結果判定部１７は、ステップＳ２１で求められたネスティング処理の結果が１枚の母材に収まりきったか否かを判定する（ステップＳ２２）。１枚の母材に収まりきった場合（ステップＳ２２でＹｅｓの場合）には、さらに部材を分散して配置することができないかを調べるため、ステップＳ２０に戻り、再びステップＳ２０からの分散配置処理を行う。
【００２７】
一方、ステップＳ２２で、間隔Ｄを広げすぎてしまって１枚の母材に収まらなくなってしまった場合（ステップＳ２２でＮｏの場合）には、配置間隔変更部１６は、再配置する部材の隣り合う間隔を所定値ｄだけ減らしたＤ−ｄを新たな間隔値Ｄとして設定する（ステップＳ２３）。その後、歩留り優先ネスティング部１２は、ステップＳ２３で設定された間隔値Ｄ（＝Ｄ−ｄ）を用いて歩留り優先のネスティング処理を行い（ステップＳ２４）、この結果をｎ枚目の母材の再配置後のネスティング処理の結果としてネスティング結果格納部１３に格納する（ステップＳ２５）。つまり、再配置可能領域内に対象となる全ての部材が収まった最後の状態を求め、これを分散配置させた母材のネスティング処理の結果として設定する。
【００２８】
ついで、分散配置母材枚数計数部１４は、母材の識別符号ｎを１増加させ（ステップＳ２６）、新たに設定したｎがステップＳ１４で記憶した母材枚数Ｎよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２７）。ｎが母材枚数Ｎ以下の場合（ステップＳ２７でＮｏの場合）には、ステップＳ１６に戻り、ｎ枚目の母材についての部材の再配置処理を行う。また、ｎが母材枚数Ｎよりも大きい場合（ステップＳ２７でＹｅｓの場合）には、全ての母材についての部材の再配置処理が終了したことになるので、図形配置の処理が終了する。
【００２９】
ここで、上述した図３の図形配置方法の処理の流れについて、具体的な例を挙げて説明する。まず、使用者によって、切り出す部材の種類（形状）や個数を含む必要部材情報が入力部１８から入力され（ステップＳ１１）、初期設定間隔値Ｄとして３ｍｍが設定されるものとする（ステップＳ１２）。この部材間の初期設定間隔値Ｄは、たとえばレーザ加工機を用いて母材から部材を切断する場合には、ピアスラインの長さによって求められる。ついで、歩留り優先ネスティング部１２によって、必要部材情報と初期設定間隔値Ｄ＝３ｍｍとを用いて歩留まり優先のネスティング配置処理が実行される（ステップＳ１３）。図４は、必要とする部材を母材に初期設定間隔値Ｄで歩留り優先のネスティング配置処理を行った結果の一例を示す図である。この図に示されるように、８種類の部材５１Ａ〜５１Ｈが２枚の母材に配置されているので、使用された母材枚数Ｎは「２」となり、また、それぞれの母材５０Ａ，５０Ｂに配置されている部材５１Ａ〜５１Ｈの種類とそれぞれの個数がネスティング結果格納部１３に格納される（ステップＳ１４）。
【００３０】
ついで、分散配置母材枚数計数部１４は、１枚目の母材５０Ａについて分散配置処理を行うように設定し（ステップＳ１５）、再配置可能領域設定部１５によってその母材５０Ａの有効活用領域の面積が求められる。図４に示されるように、１枚目の母材５０Ａには右上の角部付近に若干のスペース（領域）Ｒ１１１が存在する。しかし、ここではこの有効活用領域（Ｒ１１１）に他の部材を配置することができるだけの面積が確保できないとして有効活用領域の面積として必要な判断値に満たない、すなわち有効活用領域の面積はないと判断する。その結果、再配置可能領域として、元の母材５０Ａの全面が設定される（ステップＳ１５〜Ｓ１９）。
【００３１】
ついで、配置間隔変更部１６は、１枚目の母材５０Ａに対して、初期設定間隔値Ｄにｄ＝１ｍｍ加えた値（４ｍｍ）を新たな間隔値Ｄに設定して（ステップＳ２０）、歩留り優先ネスティング部１２は、再び歩留り優先のネスティング配置処理を実行する（ステップＳ２１）。そして、分散配置結果判定部１７は、この結果に基づいて、図４の１枚目の母材５０Ａに配置されている全ての部材が１枚の母材に配置できたか否かを判定する（ステップＳ２２）。図５は、図４の１枚目の母材に対して間隔値を広げて歩留り優先のネスティング配置処理を行った結果の一例を示す図である。図４では１枚目の母材５０Ａには、合計１１個の部材５１Ｂ〜５１Ｅ，５１Ｇ，５１Ｉが配置されているが、図５では１枚目の母材５０に１０個の部材５１Ｂ〜５１Ｅ，５１Ｇ，５１Ｉが配置され、残りの部材５１Ｄが２枚目の母材５０に配置されてしまっている。つまり、間隔値Ｄが４ｍｍの場合には合計１１個の部材５１Ｂ〜５１Ｅ，５１Ｇ，５１Ｉが１枚の母材５０に収まりきらなくなってしまう。ここでは、分散配置結果判定部１７は、全ての部材が１枚の母材に配置できないと判定する（ステップＳ２２でＮｏの場合）ので、判断時における間隔値Ｄの直前の間隔値、すなわち所定値ｄ（１ｍｍ）だけ広げる前の間隔値における配置を採用するため、配置間隔変更部１６によって部材間の間隔値が１ｍｍ減算された間隔値Ｄ＝３ｍｍで、歩留り優先ネスティング部１２は再び歩留り優先ネスティング処理を行う（ステップＳ２３〜Ｓ２４）。これによって、図４の１枚目の母材５０Ａの配置が得られ、これを１枚目の母材５０Ａの再配置後の結果として採用する（ステップＳ２５）。
【００３２】
つぎに、分散配置母材枚数計数部１４は、ｎ＝２、すなわち２枚目の母材についての分散配置処理を実行するように設定する（ステップＳ２６〜Ｓ２７）。これにより、再配置可能領域設定部１５は、ネスティング結果格納部１３に格納されている２枚目の母材５０Ｂの母材配置結果情報を用いて有効活用領域の面積を確認する（ステップＳ１６）。２枚目の母材５０Ｂは、図４に示されるように、右側部分に部材の配置されていない領域が存在する。そこで、たとえば、有効活用領域の面積を直線で切断した結果を用いて判断するとした場合、図６−１に示されるように、直線ａ5の右側の斜線部分が有効活用領域の面積の判断部分となる。この図６−１の斜線部分の面積が有効活用領域の面積の判断値以上であれば、有効活用領域の面積は有ると判断され、図６−２に示されるように再配置可能領域として、母材５０Ｂから図６−１の斜線部分である有効活用面積を除いた領域５０Ｃを設定し（ステップＳ１７，Ｓ１９）、以後の分散配置処理を行う。しかし、ここでは、図６−１の斜線部分の面積が有効活用領域の面積の判断値に満たないと判断されたものとする（ステップＳ１７）。つまり、再配置可能領域は、元の母材５０Ｂの大きさであるとする（ステップＳ１８）。
【００３３】
その後、間隔値Ｄを順次増加させて歩留り優先のネスティング配置を行うステップＳ２０〜Ｓ２２を何度か繰り返して実行し、部材間の間隔値Ｄが１１ｍｍの場合の配置が図７−１のようになったとする。この時点では、２枚目の母材５０Ｂに配置される１１個の部材５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｄ，５１Ｆ，５１Ｈは全て１枚の母材５０に収まっている。その後、配置間隔変更部１６は部材間の間隔をさらに１ｍｍ増加させて、間隔値Ｄを１２ｍｍとして（ステップＳ２０）、歩留り優先ネスティング部１２は歩留り優先のネスティング処理を行う（ステップＳ２１）。この結果が図７−２のようになったとする。つまり、１１個の部材５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｄ，５１Ｆ，５１Ｈのうち１０個の部材５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｄ，５１Ｆ，５１Ｈは１枚の母材５０に配置され、残り１個の部材５１Ａは２枚目の母材５０に配置されてしまったとする。これにより、分散配置結果判定部１７は、１枚の母材５０に全ての部材を配置できなかったと判断し（ステップＳ２２でＮｏの場合）、配置間隔変更部１６によって部材間の間隔値が１ｍｍ減算され（ステップＳ２３）、１枚の母材５０に配置できた最も広い間隔値である１１ｍｍで、歩留り優先ネスティング部１２による歩留り優先のネスティング配置処理を再度実施する（ステップＳ２４）。つまり、ここでは図７−１に示される配置結果が得られ、この結果を２枚目の再配置後の結果として採用する（ステップＳ２５）。その後、分散配置母材枚数計数部１４は、３枚目の処理を行うように設定するが（ステップＳ２６）、ステップＳ１３で使用された母材枚数Ｎとして「２」が設定されているので、分散配置処理が終了する。以上の分散配置処理の結果として、１枚目の母材５０Ａとして図４の１枚目の母材の配置結果が得られ、２枚目の母材５０Ｂとして図７−１の分散配置結果が得られる。
【００３４】
なお、上述した説明のステップＳ１７では、有効活用領域の面積の判断値との比較で、再配置可能領域の面積を判断したが、たとえば母材全体に対する配置の歩留り率の数値を用いて判断してもよい。図８−１は、６種類の部材を歩留り優先でネスティング配置処理した結果の一例を示す図であり、図８−２は、母材に配置された各種類の部材の面積を示す図であり、図８−３は、図８−１の各母材における歩留り率の計算結果を示す図である。図８−２に示される部材５３Ａ〜５３Ｆが、図８−１に示されるように同じ大きさの３枚の母材５０Ａ〜５０Ｃに配置されている。ここで、各部材５３Ａ〜５３Ｆの面積は、それぞれ５０ｃｍ2，４０ｃｍ2，６０ｃｍ2，４５ｃｍ2，１３０ｃｍ2，３５ｃｍ2であり、母材５０Ａ〜５０Ｃの面積は１０００ｃｍ2であるとする。この場合、図８−３に示されるように１枚目の母材５０Ａは歩留り率６２％であり、２枚目の母材５０Ｂは歩留り率６４．５％であり、３枚目の母材５０Ｃは歩留り率３．５％となる。ここで、単純に歩留り率が５５％以上の場合に有効活用領域の面積がないと判断し、歩留り率が５５％より小さい場合に有効活用領域の面積があると判断する場合、１枚目と２枚目の母材５０Ａ，５０Ｂが、もうそれ以上部材を配置できない配置完了材、すなわち再配置可能領域が元の母材全面であると判断される。また、３枚目の母材５０Ｃが、さらに部材を配置することができる配置可能材で、再配置可能領域が元の母材５０Ｃから有効活用領域の面積を減算した領域となる。
【００３５】
また、上述した説明のステップＳ２０，Ｓ２３において、間隔値を増加または減少させていく度合ｄを１ｍｍごとにしているが、配置計算には時間がかかるので、コンピュータの処理能力に応じてその値を調整してもよい。
【００３６】
さらに、図４〜図７−２の母材の周縁部に所定の間隔で部材が配置されていない領域Ｒ１２０が設けられているが、これは母材の周縁部に錆びや変質などが存在する可能性を想定して設けられるものであるので、設けなくてもよい。この場合には、再配置可能領域がその領域Ｒ１２０の分だけ広くなる。
【００３７】
この実施の形態１によれば、必要な部材の配置位置の計算を通常の間隔値で実行した後で、母材の中に部材が配置されない領域がある場合に、その領域を部材間の間隔を広げるためのスペースとして使用して、母材上に部材を分散配置するようにしたので、配置結果に基づく加工装置による加工時におけるひずみの蓄積を防止することができる。この結果、部材が波打ったりするなどの品質問題を防止することができるという効果がある。
【００３８】
実施の形態２．
実施の形態１では、部材間の間隔値を徐々に広げていき、歩留り優先のネスティング計算を繰り返し実行して、部材が１枚の母材に収まらずあふれてしまった時点で、その一つ前の間隔値に戻してもう一度歩留り優先のネスティング計算をやり直していた。この場合、同じ間隔値で同じ計算を２回実行することになり、処理に時間がかかってしまう。そこで、この実施の形態２では、常に一つ前の間隔値で行ったネスティング計算結果を記憶しておくようにして、部材の分散配置処理を行うようにしている。この実施の形態２における図形配置装置の構成は、実施の形態１の図１に示されるものと同一であるのでその説明を省略する。ただし、ここでは、ネスティング結果格納部１３は、歩留り優先ネスティング部１２によって計算された配置結果を、つぎの間隔値で計算される配置結果が分散配置結果判定部１７によって所定の条件を満たすと判定されるまで格納する機能をさらに備える。なお、この配置結果は、ネスティング結果格納部１３に格納するのではなく、別に記憶部を設けてそこに記憶させるようにしてもよい。また、特許請求の範囲における記憶手段は、ネスティング結果格納部１３または配置結果を記憶するための記憶部に対応している。
【００３９】
図９は、この発明にかかる図形配置方法の実施の形態２の処理手順の一例を示すフローチャートである。まず、実施の形態１の図３で説明したステップＳ１１〜Ｓ１９と同じ処理を行って、各母材における再配置可能領域を設定する（ステップＳ４１〜Ｓ４９）。すなわち、入力された必要部材情報と設定した初期設定間隔値Ｄで歩留り優先のネスティング配置処理を行い、その結果から使用された母材枚数Ｎと各母材に配置される部材の種類と個数を含む母材配置結果情報を求めて、１枚目（ｎ枚目）の母材の有効活用領域から再配置可能領域を設定する。
【００４０】
ついで、歩留り優先ネスティング部１２は、ｎ枚目の母材の初期設定間隔値Ｄで行った歩留り優先のネスティング配置結果をネスティング結果格納部１３に記憶させる（ステップＳ５０）。その後、実施の形態１の図３で説明したステップＳ２０〜Ｓ２２と同じ処理を行って、部材間の間隔値Ｄを広げた状態で、ｎ枚目の母材に部材が配置されるか否かを判定する（ステップＳ５１〜Ｓ５３）。つまり、配置間隔変更部１６によって部材間の間隔値Ｄを所定の値ｄだけ広げられた新たな間隔値Ｄ（＝Ｄ＋ｄ）と、母材配置結果情報から抽出したｎ枚目の母材について使用されている部材の種類と個数とを用いて、歩留り優先ネスティング部１２は歩留り優先でのネスティング配置処理を、対象となる部材が１枚の母材に収まりきらなくなるまで行う。
【００４１】
その後、分散配置結果判定部１７は、１枚の母材に部材が収まりきらないと判定した場合（ステップＳ５３でＮｏの場合）には、ステップＳ５０で記憶していた間隔値Ｄでの母材の配置、すなわち１枚の母材に部材が収まりきらなくなる直前の間隔値Ｄでの母材の配置を、再配置後の結果に設定する（ステップＳ５４）。そして、分散配置母材枚数計数部１４は、ステップＳ４４で記憶した全ての母材枚数について再配置後の結果を取得するまで、上述したステップＳ４６からの分散配置処理を繰り返し実行する（ステップＳ５５、ステップＳ５６でＮｏの場合）。そして、つぎの母材が存在しない場合（ステップＳ５６でＹｅｓの場合）には、分散配置処理が終了する。
【００４２】
この実施の形態２によれば、実施の形態１の効果に加えて、所定の数の部材を１枚の母材に配置した結果を記憶する処理を、部材が１枚の母材に収まらずにあふれるまで部材間の間隔値を順次増加させながら行うようにしたので、再配置の結果を得る際に、実施の形態１のように一つ前の間隔値に戻してもう一度歩留り優先でのネスティング処理をやり直す必要がなく、記憶された一つ前の間隔値で得られた配置処理結果を再配置の結果として採用すればよい。これにより、無駄な計算処理は行わずに済むという効果を有する。
【００４３】
実施の形態３．
実施の形態１では、各母材に配置された部材を、母材ごとに部材間の間隔を増加させて分散配置を行ったが、図４の１枚目の母材から判るように、コーナ部近傍の小さな領域（スペース）Ｒ１１１が残ったまま配置が完了してしまう場合があった。そこで、この実施の形態３では、母材のコーナ部近傍のスペースも分散配置に有効に使用することができる図形配置装置と図形配置方法について説明する。
【００４４】
図１０は、この発明にかかる図形配置装置の実施の形態３の構成を模式的に示すブロック図である。この図形配置装置１０Ａは、実施の形態１の図形配置装置１０において、母材のコーナ近傍の部材を選択するコーナ部材選択部２１と、コーナ部材選択部２１にて選択された部材をコーナ最外端に平行移動させるコーナ部材再配置部２２とをさらに備える構成となっている。
【００４５】
コーナ部材選択部２１は、使用者によって入力された必要な部材について予め設定された部材間の初期設定間隔値Ｄで行った歩留り優先のネスティング配置処理により得られる結果を用いて、母材のコーナ近傍に配置された部材を、各コーナにつき１つ選択する機能を有する。なお、コーナ近傍に配置された部材の選択方法として、コーナからの距離が最も短いものを選択する方法や、対象とするコーナを通る対角線に垂直な直線からの距離が最も短いものを選択する方法などを使用することができる。
【００４６】
コーナ部材再配置部２２は、コーナ部材選択部２１によって選択された各コーナ近傍に配置されている部材を、各コーナの端部に平行移動して固定配置する機能を有する。つまり、初期設定間隔値Ｄを用いて歩留り優先でネスティング配置処理された結果コーナ近傍に配置された部材を、その配置状態のまま向きを変えずにコーナに移動させて固定する。なお、母材に有効活用領域が存在しない場合には、母材そのものが再配置可能領域であるので「コーナ」は元の母材のコーナを意味するが、母材に有効活用領域が存在する場合には、母材から有効活用領域を除去した部分が再配置可能領域であるので、「コーナ」は元の母材のコーナではなく再配置可能領域のコーナを意味する。
【００４７】
また、歩留り優先ネスティング部１２は、各母材について分散配置を行う際の歩留り優先ネスティング処理において、コーナ部材再配置部２２によって各コーナに配置された部材を移動させずに、その位置に固定した状態のまま歩留り優先のネスティング処理を行う点が、実施の形態１の場合と異なる。なお、実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略している。
【００４８】
図１１は、この発明にかかる図形配置方法の実施の形態３の処理手順の一例を示すフローチャートである。まず、実施の形態１の図３で説明したステップＳ１１〜Ｓ１９と同じ処理を行って、各母材における再配置可能領域を設定する（ステップＳ７１〜Ｓ７９）。すなわち、入力された必要部材情報と設定した初期設定間隔値Ｄで歩留り優先のネスティング配置処理を行い、その結果から使用された母材枚数Ｎと各母材に配置される部材の種類と個数を含む母材配置結果情報を求めて、１枚目（ｎ枚目）の母材の有効活用領域から再配置可能領域を設定する。
【００４９】
ついで、コーナ部材選択部２１は、再配置可能領域の各コーナの近傍に配置された部材を所定の方法で選択し（ステップＳ８０）、コーナ部材再配置部２２は、コーナ部材選択部２１によって選択された部材を再配置可能領域内における各コーナの最外端部まで平行移動させて配置する（ステップＳ８１）。
【００５０】
その後、ｎ枚目の母材に対して、配置間隔変更部１６は間隔値Ｄに所定値ｄを加えた値Ｄ＋ｄを新たな間隔値Ｄに設定して（ステップＳ８２）、歩留り優先ネスティング部１２は、ｎ枚目の母材について使用されている部材の種類と個数を母材配置結果情報から抽出し、再配置可能領域の各コーナに配置した部材は固定したまま新たな間隔値Ｄ（＝Ｄ＋ｄ）を用いて再び歩留り優先のネスティング配置処理を実行する（ステップＳ８３）。その結果に基づいて、分散配置結果判定部１７は、全ての部材が１枚の母材に配置できたか否かを判定する（ステップＳ８４）。全ての部材が１枚の母材に配置できたと判断された場合（ステップＳ８４でＹｅｓの場合）には、再びステップＳ８２へと戻り、間隔値Ｄの値を所定値ｄだけ増加させて、上記した処理を繰り返し実行する。また、全ての部材が１枚の母材に配置できなかったと判断された場合（ステップＳ８４でＮｏの場合）には、配置間隔変更部１６は、直前の配置を採用するため、間隔値Ｄとして部材間の間隔を所定値ｄだけ減算した値Ｄ−ｄを新たな間隔値Ｄとして設定する（ステップＳ８５）。ついで、歩留り優先ネスティング部１２は、再配置可能領域の各コーナに配置した部材は固定したままの状態で再び歩留り優先のネスティング処理を行う（ステップＳ８６）。これによって、ｎ枚目の母材の配置が得られ、これをｎ枚目の母材の再配置後の結果として採用する（ステップＳ８７）。
【００５１】
ついで、分散配置母材枚数計数部１４は、母材の識別符号ｎを１増加させ（ステップＳ８８）、新たに設定したｎが母材枚数Ｎよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ８９）。ｎが母材枚数Ｎ以下の場合（ステップＳ８９でＮｏの場合）には、ステップＳ７６に戻り、ｎ枚目の母材についての上述した部材を分散させた再配置処理を行う。また、ｎが母材枚数Ｎよりも大きい場合（ステップＳ８９でＹｅｓの場合）には、全ての母材についての部材の再配置処理が終了したことになるので、図形配置の処理が終了する。
【００５２】
以上説明したように、この実施の形態３では、最初のネスティング処理によって各母材に配置された部材の種類と個数は固定で、各母材についてコーナ近傍の部材のみ再配置可能領域のコーナ端部に固定配置し、その他の部材については実施の形態１と同様に間隔を増加させながら分散配置を行うものである。
【００５３】
ここで、上述した図１１の図形配置方法の処理の流れについて、具体的な例を挙げて説明する。ここでは、実施の形態１と同様に、ステップＳ７１〜Ｓ７９までの処理によって、図４に示される歩留り優先のネスティング配置処理結果が得られ、１枚目の母材について有効活用領域の面積がなく母材全体が再配置可能領域に設定されたものとする。ついで、コーナ部材選択部２１は、図４の１枚目の母材に配置されている部材のうち各コーナの近傍に配置されている部材として、母材５０の左上端部の部材５１Ｃ、同じく左下端部の部材５１Ｉ、同じく右上端部の部材５１Ｅ、同じく右下端部の部材５１Ｇを選択する（ステップＳ８０）。
【００５４】
図１２−１〜図１２−２は、コーナ部材選択部による部材の選択方法の一例を示す図である。ここでは、図４の２枚目の母材５０Ｂについての各コーナ近傍の部材を求める場合を例示している。図１２−１は、各コーナを通る対角線に垂直な直線からの距離にて判断する方法であり、矩形状の再配置可能領域には対角線Ａ1，Ａ2が引かれ、これらの対角線Ａ1，Ａ2のそれぞれに垂直な直線ａ11，ａ12，ａ13，・・・，ａ21，ａ22，ａ23，・・・が所定の間隔で引かれる。なお、この説明では、歩留り優先ネスティング部１２による配置処理は左下部を基準にして配置を行うようにしているものとする。右上コーナ近傍における部材を選択する場合には、コーナ部材選択部２１は、対角線Ａ1のコーナから所定の間隔で引かれた直線ａ1i（ｉは任意の自然数）のうち部材５１Ａ〜５１Ｈと最初に接触するまたは交わる直線（図１２−１の場合には直線ａ19）を求め、この直線（ａ19）に接触または交わる部材５１Ｂ2をコーナ部に配置する部材として選択する。同様にして、図１２−１においては、左上コーナ近傍では部材５１Ｈ2が選択され、左下コーナ近傍では部材５１Ｄ2が選択され、右下コーナ近傍では部材５１Ａ2が選択される。
【００５５】
図１２−２は、各コーナからの距離によってコーナに最も近い部材を判断する方法であり、矩形状の再配置可能領域には、各コーナを中心とする円弧Ｂ11，Ｂ12，Ｂ13，・・・，Ｂ21，Ｂ22，Ｂ23，・・・が所定の間隔で同心円状に描かれている。コーナ部材選択部２１は、それぞれのコーナについて、これらの円弧のうち部材と最初にコーナ側で接触または交わる最も半径の小さい円弧を求め、この円弧に接触または交わる部材をコーナ部に配置する部材として選択する。この方法によっても、図１２−１の場合と同様に、右上コーナ近傍では部材５１Ｂ2が選択され、左上コーナ近傍では部材５１Ｈ2が選択され、左下コーナ近傍では部材５１Ｄ2が選択され、右下コーナ近傍では部材５１Ａ2が選択される。
【００５６】
ついで、コーナ部材再配置部２２は、１枚目の母材５０Ａから選択した部材５１Ｅ1，５１Ｃ1，５１Ｇ1を対応するコーナにそれぞれ平行移動させる（ステップＳ８１）。ただし、この例では左下コーナ近傍の部材５１Ｉ1は、ネスティング配置処理の基準として設定されているために、常に最外端に配置されているので、今回の場合は平行移動する必要がない。もちろん、ネスティング処理の基準が左下でない場合は、左下コーナの移動処理を行う必要がある。図１３は、図４において各コーナ近傍に配置されている部材を再配置可能領域の各コーナに平行移動させた状態を示す図である。
【００５７】
その後、配置間隔変更部１６は、１枚目の母材に対して、初期設定間隔値Ｄに所定値ｄ＝１ｍｍを加えた値（４ｍｍ）を新たな間隔値Ｄに設定して（ステップＳ８２）、歩留り優先ネスティング部１２は、各コーナに配置された部材を固定した状態で歩留り優先のネスティング配置処理を行う（ステップＳ８３）。図１４−１は、図１３の１枚目の母材に対して部材間の間隔値４ｍｍで歩留り優先のネスティング処理を行った結果を示す図である。この図に示されるように、全ての部材は１枚に収まったものとする（ステップＳ８４）。その結果、さらに間隔値Ｄにｄ＝１ｍｍを加えた値の５ｍｍを新たな間隔値Ｄに設定して同様に歩留り優先のネスティング処理を行う。図１４−２は、１枚目の母材に対して部材間の間隔値５ｍｍで歩留り優先のネスティング処理を行った結果を示す図である。この図に示されるように、１つの部材５１Ｇが１枚の母材５０に収まりきらずに別の母材５０に配置され、合計２枚の母材５０が必要となってしまった。そこで、分散配置結果判定部１７は全ての部材が１枚の母材５０に配置できなかったと判定し（ステップＳ８４でＮｏの場合）、間隔値を所定値ｄ（＝１ｍｍ）だけ広げる１つ前の段階での配置を採用するため、配置間隔変更部１６は部材間の間隔値を１ｍｍ減算した間隔値Ｄ＝４ｍｍに設定し、歩留り優先ネスティング部１２はこの間隔値Ｄで再び歩留り優先ネスティング処理を行う（ステップＳ８５〜Ｓ８６）。これによって、図１４−１の母材５０Ａの配置が得られ、これを１枚目の母材５０Ａの再配置後の結果として採用する（ステップＳ８７）。
【００５８】
つぎに、分散配置母材枚数計数部１４は、ｎ＝２、つまり２枚目の母材５０Ｂについての分散配置処理を実行するように設定する（ステップＳ８８〜Ｓ８９）。その後、再配置可能領域設定部１５は、ネスティング結果格納部１３に格納されている２枚目の母材５０Ｂの母材配置結果情報を用いて有効活用領域の面積を確認する（ステップＳ７６）。２枚目の母材５０Ｂは、図４に示されるように、右側部分に部材の配置されていない領域が存在するが、この例では、その部分の面積が有効活用領域の面積の判断値に満たないと判断されたものとして（ステップＳ７７）、再配置可能領域は元の母材５０Ｂの大きさであるとする（ステップＳ７８）。
【００５９】
コーナ部材選択部２１は、各コーナ近傍に存在する部材として、部材５１Ｂ2，５１Ｈ2，５１Ａ2を選択し、コーナ部材再配置部２２は、それぞれの部材５１Ｂ2，５１Ｈ2，５１Ａ2を各コーナの最外端まで平行移動させる。そして、ステップＳ８２〜Ｓ８４の歩留り優先のネスティング処理を何度か繰り返して実行し、部材間の間隔値Ｄが１７ｍｍの場合の配置が図１５−１のようになったとする。この時点では、２枚目の母材５０Ｂに配置される１１個の部材５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｄ，５１Ｆ，５１Ｈは全て１枚の母材５０Ｂに収まっている。その後、配置間隔変更部１６は、部材間の間隔値Ｄを１ｍｍ増加させて１８ｍｍとして（ステップＳ８２）、歩留り優先ネスティング部１２は、同様に歩留り優先のネスティング処理を行う。その結果が図１５−２のようになったとする。つまり、１１個の部材のうち１０個の部材は１枚の母材５０に配置されたが、残り１個の部材５１Ｂは２枚目の母材５０に配置されてしまったとする。これにより、分散配置結果判定部１７は１枚の母材に全ての部材を配置できなかったと判断し（ステップＳ８４でＮｏの場合）、配置間隔変更部１６は間隔値Ｄを１ｍｍ減算する（ステップＳ８５）。そして、歩留り優先ネスティング部１２は、１枚の母材に配置できた最も広い間隔値である１７ｍｍで再度、コーナ部に部材を固定した状態で歩留り優先のネスティング配置処理を実施する（ステップＳ８６）。つまり、ここでは図１５−１に示される配置結果が得られ、この結果を２枚目の再配置後の結果として採用する（ステップＳ８７）。その後、分散配置母材枚数計数部１４は、３枚目の処理を行うように設定するが（ステップＳ８８）、ステップＳ７３で使用された母材枚数Ｎとして「２」が設定されているので、これ以上分散配置処理を行う母材が存在しないので、分散配置処理が終了する。以上の分散配置処理の結果として、１枚目の母材として図１４−１の１枚目の母材５０Ａの配置結果が得られ、２枚目の母材５０Ｂとして図１５−１の分散配置結果が得られる。
【００６０】
この実施の形態３によれば、部材の配置位置の計算が完了した後で、母材の中の余っている部分に部材を固定させて配置し、残りの部材について歩留り優先でのネスティング配置処理を行うことで、配置結果に基づく加工装置による加工時におけるひずみの蓄積を防止することができる。この結果、部材が波打ったりするなどの品質問題を防止するという効果を有する。
【００６１】
また、上記図４、図１２−１〜図１５−２を用いた具体例の説明に対応する実施の形態１では、１枚目の母材５０Ａの間隔値Ｄは３ｍｍ、２枚目の母材５０Ｂの間隔値Ｄは１１ｍｍで分散配置が行われたのに対して、同じ母材、部材について、この実施の形態３では、１枚目の母材の間隔は４ｍｍ、２枚目の間隔の母材は１７ｍｍとなり、明らかに実施の形態３の方が、配置される部材の分散度合いが向上していることが判る。つまり、実施の形態１で活用できなかったコーナ近傍のスペースを活用することによって、さらに分散度合いを向上することができるという効果も有する。
【００６２】
実施の形態４．
実施の形態３では、再配置領域の各コーナに部材を固定した状態で部材間の間隔値を徐々に広げていき、歩留り優先のネスティング計算を繰り返し実行して、部材が１枚の母材に収まらずにあふれてしまった時点で、その一つ前の間隔値に戻してもう一度歩留り優先のネスティング計算をやり直していた。この場合、同じ間隔値で同じ計算を２回実行することになり、処理に時間がかかってしまう。そこで、この実施の形態４では、常に一つ前の間隔値で行ったネスティング計算結果を記憶して分散配置処理を行うようにしている。この実施の形態４における図形配置装置の構成は、実施の形態３の図１０に示されるものと同一であるのでその説明を省略する。ただし、ここでは、ネスティング結果格納部１３は、歩留り優先ネスティング部１２によって計算された配置結果を、つぎの間隔値で計算される配置結果が分散配置結果判定部１７によって所定の条件を満たすと判定されるまで格納する機能をさらに備える。なお、この配置結果は、ネスティング結果格納部１３に格納するのではなく、別に記憶部を設けてそこに記憶させるようにしてもよい。また、特許請求の範囲における記憶手段は、ネスティング結果格納部１３または配置結果を記憶するための記憶部に対応している。
【００６３】
図１６は、この発明にかかる図形配置方法の実施の形態４の処理手順の一例を示すフローチャートである。まず、実施の形態３の図１１で説明したステップＳ７１〜Ｓ８１と同じ処理を行って、各母材における再配置可能領域の各コーナに最も近い部材を選択し、各コーナの最外端に平行移動させて配置する（ステップＳ１０１〜Ｓ１１１）。すなわち、入力された必要部材情報と設定した初期設定間隔値Ｄで歩留り優先のネスティング配置処理を行い、その結果から使用された母材枚数Ｎと各母材に配置される部材の種類と個数を含む母材配置結果情報を求めて、１枚目（ｎ枚目）の母材の有効活用領域から再配置可能領域を設定した後に、再配置可能領域の各コーナに最も近い部材を選択し、各コーナの最外端に平行移動させて配置する。
【００６４】
ついで、歩留り優先ネスティング部１２は、ｎ枚目の母材の初期設定間隔値Ｄで行った歩留り優先のネスティング配置結果をネスティング結果格納部１３に記憶させる（ステップＳ１１２）。その後、実施の形態３の図１１で説明したステップＳ８２〜Ｓ８４と同じ処理を行って、部材間の間隔値Ｄを広げた状態で、１枚目の母材に部材が配置されるか否かを判定する（ステップＳ１１３〜Ｓ１１５）。つまり、部材間の間隔値Ｄを所定の値ｄだけ広げて設定された新たな間隔値Ｄ（＝Ｄ＋ｄ）と、母材配置結果情報から抽出したｎ枚目の母材について使用されている部材の種類と個数とを用いて、再配置可能領域の各コーナに部材を固定した状態における歩留り優先でのネスティング配置処理を行い、その配置結果が１枚の母材に収まりきらなくなるまで行う。
【００６５】
その後、分散配置結果判定部１７によって、対象となる部材が１枚の母材に収まりきらないと判定された場合（ステップＳ１１５でＮｏの場合）には、分散配置結果判定部１７は、ステップＳ１１２で記憶していた間隔値Ｄでの母材の配置、すなわち１枚の母材に部材が収まりきらなくなる直前の間隔値Ｄでの母材の配置を、再配置後の結果に設定する（ステップＳ１１６）。そして、分散配置母材枚数計数部１４は、つぎの母材が存在する場合（ステップＳ１１７、ステップＳ１１８でＮｏの場合）には、再びステップＳ１０６へと戻りつぎの母材について分散配置処理を行い、つぎの母材が存在しない場合（ステップＳ１１８でＹｅｓの場合）には、分散配置処理が終了する。
【００６６】
この実施の形態４によれば、実施の形態３の効果に加えて、所定の数の部材を１枚の母材に配置した結果を記憶する処理を、部材が１枚の母材に収まらずにあふれるまで部材間の間隔を順次増加させながら行うようにしたので、再配置の結果を得る際に、実施の形態３のように一つ前の間隔値に戻してもう一度歩留り優先でのネスティング処理をやり直す必要がなく、記憶された一つ前の間隔で得られた配置処理結果を再配置の結果として採用すればよい。
【００６７】
実施の形態５．
実施の形態１では、各母材に配置された部材を、母材ごとにすなわち１枚の母材ずつ、部材間の間隔を増加させて分散配置を行ったが、この実施の形態５では、全母材に対し一括して部材間の間隔を増加させて分散配置を行う場合を説明する。
【００６８】
図１７は、この発明にかかる図形配置装置の実施の形態５の概略構成を示すブロック図である。この図形配置装置１０Ｂは、母材と母材から切り出される部材の形状などの情報である図形データを格納する図形データ格納部１１と、母材に対して歩留り率優先で部材のネスティング配置処理を行う歩留り優先ネスティング部１２と、使用された全ての母材の枚数と各母材の使用状況を確認する配置母材状態確認部２３と、使用された母材の枚数に基づいて適切な配置か否かを判断する母材枚数比較判断部２４と、母材の使用状況を比較し適切な配置か否かを判断する母材使用状況比較判断部２５と、分散配置するための配置間隔を変更する配置間隔変更部１６と、この装置の使用者による各種のデータの入力を行う際のインタフェースとなる入力部１８と、配置結果などを表示したり印刷したりする出力部１９と、これらの各処理部を制御する制御部２０と、を備えて構成される。なお、実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明を省略している。
【００６９】
配置母材状態確認部２３は、歩留り優先ネスティング部１２によって計算された配置結果に基づいて、部材が配置される全ての母材枚数Ｎと、各母材における母材の使用状況である有効活用領域の面積の全ての母材についての総和Ｓとを求め、これらを配置母材状態情報として保持する機能を有する。以下では、最初に使用者によって入力された必要部材情報に基づいて初期設定間隔値Ｄを用いて歩留り優先でネスティング配置処理された母材枚数と有効活用領域の面積の総和をそれぞれＮ0，Ｓ0と表記し、初期設定間隔値Ｄよりも間隔を広げた状態で歩留り優先のネスティング配置処理によって得られる母材枚数と有効活用領域の面積の総和をそれぞれＮ1，Ｓ1と表記するものとする。
【００７０】
母材枚数比較判断部２４は、配置間隔変更部１６によって部材間の配置間隔を広げた後の歩留り優先のネスティング配置処理された結果得られる配置母材状態情報中の母材枚数Ｎ1と、初期設定間隔値Ｄを用いて歩留り優先のネスティング処理によって得られる母材枚数Ｎ0とを比較し、部材間の配置間隔を広げたことにより使用した母材枚数が増加したか否かを判定する機能を有する。判定の結果、母材枚数が増加した場合（Ｎ1＞Ｎ0の場合）には、配置間隔を広げた処理は不適切である旨の情報を配置間隔変更部１６に出力する。また、母材枚数に変化がない場合（Ｎ1＝Ｎ0の場合）には、配置間隔を広げた処理は適切である旨の情報を母材使用状況比較判断部２５に出力する。
【００７１】
母材使用状況比較判断部２５は、配置間隔変更部１６によって部材間の配置間隔を広げた後に歩留り優先のネスティング配置処理された結果得られる配置母材状態情報中の有効活用領域の面積の総和Ｓ1と、初期設定間隔値Ｄを用いて歩留り優先のネスティング配置処理によって得られる有効活用領域の面積の総和Ｓ0とを比較し、部材間の配置間隔を広げた処理が適切であるか否かを判定する機能を有する。具体的には、初期設定間隔値Ｄを用いて求められる有効活用領域の面積の総和Ｓ0と部材間の配置間隔を広げた後の有効活用領域の面積の総和Ｓ1との差が所定値ｓよりも大きい場合（Ｓ0−ｓ＞Ｓ1の場合）には、部材間の配置間隔を広げすぎであり不適切な配置であると判断し、その旨の情報を配置間隔変更部１６に出力する。また、最初に求められる有効活用領域の面積Ｓ0と部材間の配置間隔を広げた後の有効活用領域の面積の総和Ｓ1との差が所定値ｓ以下の場合（Ｓ0−ｓ≦Ｓ1の場合）には、配置間隔を広げた処理は適切であり、その配置情報を分散配置後の配置情報として採用する。なお、この母材使用状況比較判断部２５は、母材枚数比較判断部２４の使用母材枚数の判定の結果、配置間隔を広げた処理が適切である場合にのみ実行される。
【００７２】
つぎに、図形配置方法の処理手順について説明する。図１８は、この発明にかかる図形配置方法の実施の形態５の処理の一例を示すフローチャートである。まず、使用者によって、必要な部材の種類（サイズなど）や個数などの必要部材情報の入力が入力部１８を介して行われる（ステップＳ１３１）。ついで、配置する部材の隣り合う最小の間隔である初期設定間隔値Ｄを設定する（ステップＳ１３２）。この初期設定間隔値Ｄは、装置に予め設定されているものであってもよいし、配置処理を行うたびに使用者が入力部１８から設定するものであってもよい。その後、歩留り優先ネスティング部１２は、初期設定間隔値Ｄを用いてステップＳ１３１で入力された部材について、歩留り優先のネスティング処理を実施する（ステップＳ１３３）。配置母材状態確認部２３は、この歩留り優先のネスティング処理によって得られる部材の配置に使用された全母材の枚数（以下、全使用母材枚数という）Ｎ0と、各母材における有効活用領域の面積の総和（以下、有効活用領域総面積という）Ｓ0を求め、配置母材状態情報として保持する（ステップＳ１３４）。
【００７３】
この後、全母材について一括して分散配置処理を行う。まず、配置間隔変更部１６は、再配置する部材の隣り合う間隔値を所定値ｄだけ増加させたＤ＋ｄを新たな間隔値Ｄとして設定する（ステップＳ１３５）。ついで、歩留り優先ネスティング部１２は、設定された新たな間隔値Ｄ（＝Ｄ＋ｄ）を用いて、全ての部材について歩留り優先のネスティング処理を行う（ステップＳ１３６）。その後、配置母材状態確認部２３は、この歩留り優先のネスティング処理の結果から、全使用母材枚数Ｎ1と、有効活用領域総面積Ｓ1を求め、配置母材状態情報として保持する（ステップＳ１３７）。
【００７４】
ついで、母材枚数比較判断部２４は、ステップＳ１３４とステップＳ１３７で求められた全使用母材枚数Ｎ0，Ｎ1を比較し、部材間の間隔値をｄだけ広げたことにより使用した母材が増加したか否かについて判定する（ステップＳ１３８）。間隔を広げた後の全使用母材枚数Ｎ1と初期設定間隔値Ｄを用いて歩留り優先のネスティング配置処理で求められた全使用母材枚数Ｎ0とが等しい場合（ステップＳ１３８でＮ1＝Ｎ0の場合）には、母材枚数比較判断部２４はステップＳ１３５で間隔値Ｄを広げたことにより得られる再配置は適切であると判断し、その結果を母材使用状況比較判断部２５に出力し、続けて２次判定を行う。
【００７５】
母材使用状況比較判断部２５は、間隔を広げた後の有効活用領域総面積Ｓ1と初期設定間隔値Ｄで歩留り優先のネスティング配置処理を行って求められた有効活用領域総面積Ｓ0とを比較する（ステップＳ１３９）。より具体的には、有効活用領域総面積Ｓ0とＳ1との差分が所定値ｓ以下であるか否かを判定する。有効活用領域の面積の減少が所定値以下である場合（Ｓ0−ｓ≦Ｓ1、ステップＳ１３９でＹｅｓの場合）は、母材使用状況比較判断部２５はこの再配置は適切であると判断し、再びステップＳ１３５に戻り、上述した処理を繰り返し実行する。
【００７６】
ステップＳ１３５で母材使用状況比較判断部２５は、間隔値Ｄを広げすぎて有効活用可能面積の減少が所定値よりも大きくなってしまったと判断した場合（Ｓ0−ｓ＞Ｓ1、ステップＳ１３９でＮｏの場合）には、母材使用状況比較判断部２５はこの再配置は不適切であると判断する。また、ステップＳ１３８で母材枚数比較判断部２４は、間隔を広げた後の全使用母材枚数Ｎ1が最初に歩留り優先のネスティング配置処理で求められた全使用母材枚数Ｎ0よりも大きいと判断した場合（ステップＳ１３８でＮ1＞Ｎ0の場合）には、母材枚数比較判断部２４はステップＳ１３５で間隔値Ｄを広げたことにより得られる再配置は不適切であると判断する。その後またはステップＳ１３９でＮｏの場合には、配置間隔変更部１６は、再配置する部材の隣り合う間隔値Ｄを所定値ｄだけ減らしたＤ−ｄを新たな間隔値Ｄとして設定する（ステップＳ１４０）。その後、歩留り優先ネスティング部１２は、ステップＳ１４０で設定された間隔値Ｄ（＝Ｄ−ｄ）を用いて歩留り優先のネスティング処理を行い（ステップＳ１４１）、母材の再配置後の結果に設定し（ステップＳ１４２）、処理が終了する。つまり、全ての部材がＮ0枚の母材に最後に収まった状態で歩留り優先のネスティング処理を実施し処理を終了する。
【００７７】
ここで、上述した図１８の図形配置方法の処理の流れについて、具体的な例を挙げて説明する。まず、使用者によって、切り出す部材の種類（形状）や個数を含む必要部材情報が入力部１８から入力され（ステップＳ１３１）、初期設定間隔値Ｄとして３ｍｍが設定される（ステップＳ１３２）。歩留り優先ネスティング部１２は、この必要部材情報と初期設定間隔値Ｄ＝３ｍｍとを用いて歩留り優先のネスティング配置処理を実行する（ステップＳ１３３）。これにより、図４に示される結果が得られたものとする。配置母材状態確認部２３は、この結果から、全使用母材枚数Ｎ0として「２」が得られ、有効活用領域総面積としてＳ0が得られたとする（ステップＳ１３４）。なお、図４より１枚目の母材５０Ａの有効活用領域の面積を「０」とすると、有効活用領域総面積Ｓ0は、２枚目の母材５０Ｂの有効活用領域である図６−１の斜線部分の面積となる。
【００７８】
ついで、間隔値Ｄを増加させて歩留り優先のネスティング配置を行うステップＳ１３５〜Ｓ１３９を何回か繰り返して実行し、部材間の間隔値Ｄが９ｍｍの場合の配置が図１９−１のようになったとする。この時点までは、使用母材枚数はＮ1＝Ｎ0（＝２）を満たすと同時に、有効活用領域総面積Ｓ1についてＳ0−ｓ≦Ｓ1を満たしている状態にあるとする。ただし、この例の場合には、所定値ｓは常にｓ＞Ｓ0であると仮定する。つまり、常にＳ0−ｓ≦Ｓ1が成り立つものとする。
【００７９】
その後、配置間隔変更部１６は、ステップＳ１３５で部材間の間隔を１ｍｍ増加させて間隔値Ｄを１０ｍｍとして、歩留り優先ネスティング部１２はこの間隔値Ｄ＝１０ｍｍで歩留り優先のネスティング処理を行う。その結果が図１９−２のようになったとする。つまり、全部で２２個の部材５１Ａ〜５１Ｈのうち２個の部材５１Ｅが２枚の母材５０に入りきらず、３枚目の母材５０に配置されてしまったとする。これにより、母材枚数比較判断部２４は、間隔を広げた後の使用母材枚数Ｎ1が３枚で、Ｎ1＞Ｎ0となるので（ステップＳ１３８でＮ1＞Ｎ0の場合）、配置間隔変更部１６は１ｍｍ間隔を減算する（ステップＳ１４０）。その後、歩留り優先ネスティング部１２は、２枚の母材５０Ａ，５０Ｂに全ての部材５１Ａ〜５１Ｈを配置することができる最も広い間隔値Ｄである９ｍｍで再度歩留り優先のネスティング配置処理を実施する（ステップＳ１４１）。つまり、ここでは図１９−１に示される配置結果が得られ、この結果が母材５０Ａ，５０Ｂの再配置後の最終の配置として採用される。
【００８０】
なお、図１９−１の２枚目の母材５０Ｂを見ても判るとおり、この実施の形態５でも実施の形態１と同様に、再配置可能領域のコーナ近傍に空きスペースが残る場合がある。そこで、たとえば、この実施の形態５にて配置した後に、その配置結果に対して実施の形態３，４の図形配置方法を適用して母材ごとにさらに分散配置させるようにしてもよい。このようにすることで、さらに空きスペースを有効に活用した分散配置を行うことができる。
【００８１】
この実施の形態５によれば、実施の形態１の効果に加えて、全母材に対して一括して分散配置処理を行うので、実施の形態１〜４に比べてネスティング配置処理の回数を少なくすることができ、短時間での処理が可能となる。その結果、処理能力の劣る情報処理装置でもこの実施の形態５の図形配置方法を使用することができるようになる。
【００８２】
実施の形態６．
実施の形態５では、間隔を徐々に広げていってネスティング計算を繰り返し、最初のネスティング時と同じ枚数に収まらずあふれてしまった時点で、その一つ前の間隔値に戻してもう一度、歩留り優先のネスティング処理をやり直していた。この場合、同じ間隔値で同じ計算を２回実行することになり、処理に時間がかかってしまう。そこで、この実施の形態６では、常に一つ前の間隔値で行ったネスティング計算結果を記憶して分散配置処理を行う場合を説明する。
【００８３】
図２０は、この発明にかかる図形配置装置の実施の形態６の構成を模式的に示すブロック図である。この図形配置装置１０Ｃは、実施の形態５の図形配置装置１０Ｂにおいて、歩留り優先ネスティング部１２による１つ前のネスティング計算結果を記憶するネスティング結果記憶部２６をさらに備える構成となっている。なお、実施の形態５と同一の構成要素については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略している。
【００８４】
図２１は、この発明にかかる図形配置方法の実施の形態６の処理手順の一例を示すフローチャートである。まず、実施の形態５の図１８で説明したステップＳ１３１〜Ｓ１３４と同じ処理を行って、ネスティング処理結果から全使用母材枚数Ｎ0と有効活用領域総面積Ｓ0とを求める（ステップＳ１６１〜Ｓ１６４）。すなわち、入力された必要部材情報と設定した初期設定間隔値Ｄで歩留り優先のネスティング配置処理を行い、その結果から全使用母材枚数Ｎ0と有効活用領域総面積Ｓ0とを求める。
【００８５】
ついで、歩留り優先ネスティング部１２は、初期設定間隔値Ｄで行った歩留り優先のネスティング配置結果をネスティング結果記憶部２６に記憶させる（ステップＳ１６５）。その後、実施の形態５の図１８で説明したステップＳ１３５〜Ｓ１３９と同じ処理を行って、部材間の間隔値Ｄを広げた状態で、部材が配置されるすべての母材が所定の条件を満たすか否かが判定される（ステップＳ１６６〜Ｓ１７０）。つまり、部材間の間隔値Ｄを所定値ｄだけ広げた新たな間隔値Ｄ（＝Ｄ＋ｄ）を用いてすべての母材について歩留り優先のネスティング処理を行い、その結果得られる全使用母材枚数Ｎ1がステップＳ１６４で得られた全使用母材枚数Ｎ0より大きくなるまで、またはステップＳ１６４で得られた有効活用領域総面積Ｓ0と有効活用領域総面積Ｓ1との差が所定値ｓより大きくなるまで、部材間の間隔値Ｄを順に増加させながら歩留り優先のネスティング配置処理を行う。
【００８６】
その後、母材枚数比較判断部２４による判断の結果、ステップＳ１６９で間隔値Ｄを広げた際の全使用母材枚数Ｎ1が初期設定間隔値Ｄでネスティング配置処理を行った状態での全使用母材枚数Ｎ0よりも大きい場合（ステップＳ１６９でＮ1＞Ｎ0の場合）、または、ステップＳ１６９で間隔値Ｄを広げた際の全使用母材枚数Ｎ1が初期設定間隔値Ｄでネスティング配置処理を行った状態での全使用母材枚数Ｎ0と等しい場合（ステップＳ１６９でＮ1＝Ｎ0の場合）でかつ母材使用状況比較判断部２５による判断の結果、初期設定間隔値Ｄでネスティング配置処理を行った状態での有効活用領域総面積Ｓ0と間隔値Ｄを広げた際の有効活用領域総面積Ｓ1との差が所定値ｓよりも大きい場合（ステップＳ１７０でＮｏの場合）には、ステップＳ１６５でネスティング結果記憶部２６に記憶していた間隔Ｄでの母材の配置、すなわち、現在の判定時における間隔値の直前の間隔値Ｄで歩留り優先のネスティング配置を行った結果を、再配置後の結果に設定し（ステップＳ１７１）、分散配置処理が終了する。
【００８７】
この実施の形態６によれば、実施の形態５の効果に加えて、所定の数の部材を初期設定間隔値Ｄでネスティング処理して母材に配置した結果を記憶する処理を、部材が初期設定間隔値Ｄでネスティング処理したときと同じ枚数の母材に収まりきらなくなるまで、または、初期設定間隔値Ｄでネスティング処理したときの有効活用領域の面積の総和と間隔値を広げたときの有効活用領域の面積の総和との差が所定の条件を満たさなくなるまで、部材間の間隔値を順次増加させながら行うようにしたので、再配置の結果を得る際に、実施の形態５のように一つ前の間隔値に戻してもう一度歩留り優先でのネスティング処理をやり直す必要がなく、記憶された１つ前の間隔値で得られた配置処理結果を読み出して再配置の結果として採用すればよい。これにより、同じ間隔値での２度のネスティング配置処理を行わずに済むという効果を有する。
【００８８】
なお、実施の形態１〜６で示したような機能を有する図形配置装置１０〜１０Ｃは、パーソナルコンピュータやワークステーションなどの情報処理装置によって構成することができる。図２２は、図形配置装置の機能を有する情報処理装置のハードウェアの構成の一例を示すブロック図である。この情報処理装置１００は、入力された各種データを基に部材の形状を定義した図形データを作成し、切断方向や切断条件を解析して切断情報などを生成するＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、入力された各種データを記憶するとともに、一枚の母材上に形成する複数個の部材の図形データを描くことができ、かつ、図形データを配置する処理としての必要なソフトウェアを格納するメモリ１０２と、切断情報や画面の表示内容などの印刷を行うプリンタやプロッタなどの印刷装置１０３と、定義済みの図形データや切断経路、切断条件、入力要求メッセージなどを画面に表示すると共に、一枚の母材上に形成する複数個の部材の図形データの全てを描くことができるＣＲＴ（Cathode Ray Tube）や液晶ディスプレイなどの表示装置１０４と、形状データや切断条件などの各種データを入力する入力手段としてのキーボード１０５と、表示装置１０４に表示される図形やメニューの選択を行うポインティングデバイスとしてのマウス１０６と、ソフトウェアや定義済みの図形データなどを記憶するハードディスクドライブなどの外部記憶装置１０７とが、バスライン１０９によって接続されて構成される。また、バスライン１０９にはケーブルなどを介してレーザ加工機などの加工装置が接続される場合もある。このような情報処理装置１００で上述した実施の形態１〜６に示した図形配置装置１０Ａ〜１０Ｃを構成する場合には、実施の形態１〜６で説明した図形配置方法を、これらの方法の処理手順が格納されたプログラムとして構成し、これらのプログラムを情報処理装置（コンピュータ）１００の外部記憶装置１０７に記憶させて、そのプログラムをメモリ１０２に読み込みＣＰＵ１０１で実行することによって実現することができる。
【００８９】
また、上記実施の形態では、再配置可能領域の各コーナに最も近い部材を回転などさせずに単純に平行移動して各コーナの最外端に接触させた例を示したが、部材の形状がたとえば単純な矩形でしかも母材の基準となる一辺に対してある角度を成して傾いて配置されていた場合などでは、コーナの最外端に接触移動させる際に適宜回転させて無駄な隙間を発生させない方がよい。そこで、コーナ部に部材を再配置させる際にコーナの角部とその部材との間にできる隙間の面積が最も小さくなる角度に自動的に部材を回転させて設定する機能を、コーナ部材再配置部２２または歩留り優先ネスティング部１２に具備させるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
以上のように、この発明にかかる図形配置装置、図形配置方法およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムは、レーザ加工機、ウォータジェット加工機、プラズマ切断機、タレットパンチプレス加工機、裁断装置など、複数個の製品を切り抜き切断加工する加工装置で、部材を母材から切り出す際の図形の配置処理に有用であり、特に、多数の部材が密集して母材に配置される配置結果に基づいて母材の加工を行う際に生じる部材の熱変形を抑制させる場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】この発明による図形配置装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２−１】有効活用領域の求め方の一例を示す図である。
【図２−２】有効活用領域の求め方の一例を示す図である。
【図２−３】有効活用領域の求め方の一例を示す図である。
【図２−４】有効活用領域の求め方の一例を示す図である。
【図３】この発明による図形配置方法の実施の形態１の処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】部材を初期設定間隔値で母材に歩留り優先のネスティング配置処理を行った結果の一例を示す図である。
【図５】１枚目の母材に対して間隔値を広げて歩留り優先のネスティング配置処理を行った結果の一例を示す図である。
【図６−１】母材中の有効活用領域の面積を求める一例を示す図である。
【図６−２】図６−１の母材から有効活用領域を取り除いた再配置可能領域を示す図である。
【図７−１】２枚目の母材に対して間隔値を広げて歩留り優先のネスティング配置処理を行った結果の一例を示す図である。
【図７−２】２枚目の母材に対して間隔値を広げて歩留り優先のネスティング配置処理を行った結果の一例を示す図である。
【図８−１】６種類の部材を歩留り優先でネスティング配置処理した結果の一例を示す図である。
【図８−２】母材に配置された各種類の部材の面積を示す図である。
【図８−３】図８−１の各母材における歩留り率の計算結果を示す図である。
【図９】この発明による図形配置方法の実施の形態２の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１０】この発明による図形配置装置の実施の形態３の構成を模式的に示すブロック図である。
【図１１】この発明による図形配置方法の実施の形態３の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１２−１】コーナ部材選択部による部材の選択方法の一例を示す図である。
【図１２−２】コーナ部材選択部による部材の選択方法の一例を示す図である。
【図１３】図４で各コーナ近傍に配置されている部材を再配置可能領域の各コーナに平行移動させた状態を示す図である。
【図１４−１】１枚目の母材に対して間隔値を広げて歩留り優先のネスティング配置処理を行った結果の一例を示す図である。
【図１４−２】１枚目の母材に対して間隔値を広げて歩留り優先のネスティング配置処理を行った結果の一例を示す図である。
【図１５−１】２枚目の母材に対して間隔値を広げて歩留り優先のネスティング配置処理を行った結果の一例を示す図である。
【図１５−２】２枚目の母材に対して間隔値を広げて歩留り優先のネスティング配置処理を行った結果の一例を示す図である。
【図１６】この発明による図形配置方法の実施の形態４の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１７】この発明による図形配置装置の実施の形態５の概略構成を示すブロック図である。
【図１８】この発明による図形配置方法の実施の形態５の処理の一例を示すフローチャートである。
【図１９−１】母材に対して間隔値を広げて歩留り優先のネスティング配置処理を行った結果の一例を示す図である。
【図１９−２】母材に対して間隔値を広げて歩留り優先のネスティング配置処理を行った結果の一例を示す図である。
【図２０】この発明による図形配置装置の実施の形態６の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２１】この発明による図形配置方法の実施の形態６の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２２】図形配置装置の機能を有する情報処理装置のハードウェアの構成の一例を示すブロック図である。
【図２３】従来の図形配置方法によって配置された結果の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００９２】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ  図形配置装置
１１  図形データ格納部
１２  歩留り優先ネスティング部
１３  ネスティング結果格納部
１４  分散配置母材枚数計数部
１５  再配置可能領域設定部
１６  配置間隔変更部
１７  分散配置結果判定部
１８  入力部
１９  出力部
２０  制御部
２１  コーナ部材選択部
２２  コーナ部材再配置部
２３  配置母材状態確認部
２４  母材枚数比較判断部
２５  母材使用状況比較判断部
２６  ネスティング結果記憶部
５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ  母材
５１，５１Ａ〜５１Ｈ，５２，５２ａ〜５２ｃ，５３Ａ〜５３Ｆ  部材
【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図２−３】
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【図２−４】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６−１】
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【図６−２】
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【図７−１】
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【図７−２】
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【図８−１】
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【図８−２】
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【図８−３】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２−１】
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【図１２−２】
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【図１３】
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【図１４−１】
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【図１４−２】
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【図１５−１】
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【図１５−２】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９−１】
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【図１９−２】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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