(57)【要約】【課題】高度の熟練や細心の注意を必要とせずに、非定形な素材から出来るだけ多数の製品を、あるいは指定された個数の製品を適切に切取ることを可能とする。【解決手段】素材の状態を認識し、記憶するステップと、切取る製品の形状を認識し、記憶するステップと、切取る個数が入力されるステップと、最適配置シミュレーションステップを有し、前記素材は良好領域の他に製品を切取れない不良領域があり得る素材であり、前記最適配置シミュレーションステップは、前記入力された切取り個数が素材の全てを切取る全数切りの場合には前記良好領域から最大個数切取れる様に、素材の一部から入力された個数を切取る部分切りの場合には最小の良好領域から切取る様に配置を行うものであり、製品の形状に適合した製品の配置を形成する製品配置形成手順と、前記配置された製品の第１列の位置を決める列位置決定手順を有しているＮＣデータの自動作成方法。【選択図】図１０
2008152573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素材の状態を認識し、記憶するステップと、切取る製品の形状を認識し、記憶するステップと、切取る個数が入力されるステップと、最適配置シミュレーションステップを有するＮＣデータの自動作成方法であって、
前記素材は良好領域の他に製品を切取るには不適当な不良領域があり得る素材であり、
前記最適配置シミュレーションステップは、
前記入力された切取り個数が素材の全てを切取る全数切りの場合には前記良好領域から最大個数切取れる様に、素材の一部から入力された個数を切取る部分切りの場合には最小の良好領域から切取る様に配置を行うものであり、
製品の形状に適合した製品の配置を形成する製品配置形成手順と、
前記配置された製品の第１列目の位置を決める列位置決定手順を、
有していることを特徴とするＮＣデータの自動作成方法。
【請求項２】
前記最適配置シミュレーションステップは、素材にＸ軸方向とＹ軸方向の直交座標系を設定し、さらにＸ軸方向に製品の高さを列幅とする列切片をＹ座標値が大きい方から小さい方に向かって順に第１列、第２列と多数仮想的に形成するものであり、
前記列位置決定手順は、前記列切片の第１列目の位置を決定する第１列切片決定手段を有していることを特徴とする請求項１に記載のＮＣデータの自動作成方法。
【請求項３】
前記素材の状態を認識し、記憶するステップは、
素材に前記Ｘ軸（左右）方向とＹ軸（上下）方向の直線で区切られた、そして１辺の大きさが製品のＸ軸方向長さ、Ｙ軸方向長さより小さい素領域を設定し、該素領域を単位として良好領域、不良領域を認識し、記憶することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＮＣデータの自動作成方法。
【請求項４】
前記素材の状態を認識し、記憶するステップは、素材が存在しない箇所を示す空白領域を含む画像データを対象にして行うものであることを特徴とする請求項３に記載のＮＣデータの自動作成方法。
【請求項５】
前記最適配置シミュレーションステップにおいて形成される仮想の列切片中に含まれる素材の状態を認識し、記憶するステップは、当該列切片にある不良領域である素領域または素材が存在しない空白領域が相互に隣接していれば、それらの領域を一塊の連結した不良領域である不良ドメインとみなし、その最小のＸ座標値と最大のＸ座標値で当該不良ドメインを特徴付ける左右の境界位置となす不良ドメイン認識手順と、
認識された不良ドメインと同じ列切片の素材の外周との距離が製品の幅より小さければ、当該不良ドメインと前記素材の外周間に位置する全ての素領域をも当該不良ドメインに属するものと擬制し、
同じ列切片内にある２つの認識された不良ドメイン間の距離が製品の幅より小さければ、前記２つの不良ドメイン間に位置する全ての素領域または素材が存在しない空白領域をも不良領域と擬制して、当該２つの不良ドメインとその間にある全ての素領域または素材が存在しない空白領域を連結統合する不良ドメイン連結統合手順と、
前記不良ドメイン連結統合手順のなされた各不良ドメインについて、Ｘ軸方向の素材の外周に接する不良ドメインを外周不良ドメインとし、それ以外の不良ドメインを内部不良ドメインとするドメイン分類手順を、
有しており、
前記最適配置シミュレーションステップは、前記列切片内の不良ドメインおよび不良ドメインと擬制された領域を除外した領域に、製品列を配置する良好切片を構成し、この際良好切片の左右いずれか一方、若しくは両方に存在する不良ドメインとの境界を基に、当該良好切片の境界を決めることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のＮＣデータの自動作成方法。
【請求項６】
前記不良ドメイン作成手順は、
各列切片を、素領域の高さを単位とするＸ軸方向の条に分割し、
各条において、相互に連続する不良領域である素領域または素材が存在しない空白領域を不良セクターとし、
各不良セクターのＸ座標値の最大値と最小値を当該不良セクターの左右の境界値として各不良セクターを識別し、
各不良セクターのＹ軸方向の隣接関係を調べて、一部でも隣接すれば１つの不良ドメインに属するものとし、
各列切片において、相互に隣接しない不良ドメインは各々の境界位置を左右の境界位置とする相互に独立した不良ドメインとし、
各独立した不良ドメインにおいて、分岐があれば当該分岐内の素領域を全て当該独立した不良ドメインに属すると擬制して不良ドメインを作成することを特徴とする請求項５に記載のＮＣデータの自動作成方法。
【請求項７】
前記最適配置シミュレーションステップにおける良好切片を構成する方法は前記内部不良ドメインを利用して行うものであり、
各列切片において、当該列切片のＹ座標値の大きい方をＹ１、小さい方をＹ２としたときに、Ｙ１とＹ２における当該列切片と各内部不良ドメインとの交差関係を調べ、
Ｙ１、Ｙ２のいずれもが内部不良ドメインと交差するときには、当該列切片の当該内部不良ドメインの左右にある良好切片についてのＹ１とＹ２における右あるいは左のＸ座標値として、交差する箇所の左右のＸ座標値を採用し、
Ｙ１のみが内部不良ドメインと交差するときには、当該列切片の当該不良ドメインの左右にある良好切片についてのＹ１における右あるいは左のＸ座標値として、交差する箇所の左右のＸ座標値を採用し、Ｙ２における左右のＸ座標値として、いずれも当該不良ドメインのＹ座標値がもっとも小さい不良セクターの中点のＸ座標値を採用し、
Ｙ２のみが内部不良ドメインと交差するときには、当該列切片の当該不良ドメインの左右にある良好切片についてのＹ２における右あるいは左のＸ座標値として、交差する箇所の左右のＸ座標値を採用し、Ｙ１における左右のＸ座標値として、いずれも当該不良ドメインのＹ座標値がもっとも大きい不良セクターの中点のＸ座標値を採用し、
Ｙ１、Ｙ２のいずれもが内部不良ドメインと交差しないときには、当該列切片における当該不良ドメインの左右にある良好切片についての右あるいは左のＸ座標値として、当該不良ドメインのＸ座標値の最小値と最大値を採用し、
前記Ｙ１とＹ２における４箇所の頂点で特定された良好切片内へ不良ドメインが入り込んでいる場合には、当該入り込んでいる箇所の良好切片の上下の頂点に代えて、当該不良ドメインが入り込んでいる箇所の不良ドメインの接線かつ製品の左あるいは右の傾斜角と同じ傾斜角を有する直線が列切片の上下で交差する２箇所の交点を、良好切片の新たな頂点とすることを特徴とする請求項６に記載のＮＣデータの自動作成方法。
【請求項８】
前記全数切りにおける前記最適配置シミュレーションステップは、
素材にＸ軸方向の列切片をＹ座標値が大きい方から小さい方に向かって順に第１列、第２列と多数仮想的に形成するに際して、第１列の列切片のＹ座標値を変化させたケースを複数作成する第１列想定手順と、
前記作成された各ケースについて、各列切片の良好切片を求め、それらの良好切片ごとに切取り可能な製品数を求め、それらを積算して当該ケースにおける最大切取り数を求め、最大切取り数となるケースの第１列を実際の列切片の第１列とする第１列決定手順を、
有していることを特徴とする請求項２ないし請求項７のいずれかに記載のＮＣデータの自動作成方法。
【請求項９】
前記部分切りにおける前記前記最適配置シミュレーションステップは、
素材にＸ軸方向の列切片をＹ軸方向に第１列、第２列と多数仮想的に形成するに際して、第１列のＹ座標値を変化させたケースを複数作成する第１列想定手順と、
前記作成された各ケースについて、第１列に続いて第２列、第３列と列切片を順に形成して素材の部分切りを行なうと仮定したときに、各列切片の良好切片を求め、それらの良好切片ごとに切取り可能な製品数を求め、それらを積算して当該ケースにおける最終の切取りがなされる列切片の下側位置の素材上端からの距離が最小となるケースの第１列を実際の列切片の第１列とする第１列決定手順を、
有していることを特徴とする請求項２ないし請求項７のいずれかに記載のＮＣデータの自動作成方法。
【請求項１０】
前記第１列想定手順は、
素材全てが有効領域からなる円と仮定した上で、
製品を１個だけ配置することが可能な列切片を第１列としたときに、そのＹ座標値と、第２列に配置可能となる製品の最大個数Ｎとを計算で求める計算手段と、
第１列に製品を２個から（Ｎー１）個配置した各ケースについて、第１列のＹ座標値を計算で求めるケース別第１列位置計算手段を有し、
複数作成する前記第１列の列切片のＹ座標値として前記計算により求められた前記合計（Ｎー１）のＹ座標値を採用することを特徴とする請求項８または請求項９に記載のＮＣデータの自動作成方法。
【請求項１１】
前記製品配置形成手順は、製品の形状に適合して、１個の製品や複数の製品を組合せてなる図形を形成することを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のＮＣデータの自動作成方法。
【請求項１２】
前記切取る製品の形状を認識し、記憶するステップは、形状の相違する複数の種類の製品を記憶し、認識する複数形状認識手順であり、
前記切取る個数が入力されるステップは、各形状の製品について切取り個数が入力され、
さらに、認識し、記憶したいずれか１種の形状の製品を選択する第１選択ステップと、
前記選択された製品について入力された個数切取るためのＮＣデータを自動作成する第１形状処理ステップと、
前記第１形状処理ステップにおいて切取りがなされる箇所あるいはなされた箇所を不良領域と擬制する第１擬制ステップと
前記第１選択ステップで選択されなかった他の形状の製品を選択する第２選択ステップと、
前記第１擬制ステップがなされた残材に対して、新しく切取りを行う前記第２選択ステップにて選択された製品を新しく認識し直し、記憶し直して、当該製品に対して入力された個数切取るためのＮＣデータを新しく自動作成する第２形状処理ステップと、
前記、第１擬制ステップと第２選択ステップと第２形状処理ステップにおいてなされる処理を、前記入力された全ての形状の製品に対して行うことを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のＮＣデータの自動作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＮＣデータの自動作成方法に関し、特に非定形な良好領域から製品を最適に、あるいは最大個数切取るＮＣデータの自動作成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械系の製造工場においては、板材等の素材から機械の部分や部品あるいはそれらの一部となる所定の形状の材料部品（以下、「製品」と記す）を指定された個数だけ最適に、あるいは一定の素材から最大個数切出すためのＮＣデータの自動作成（以下、「ネスティング」とも記す）がなされている。
【０００３】
さらに、ＮＣデータを作成後に製品を切取る必要があるが、その手段として、素材が人造ダイヤモンド、窒化硼素（ＢＮ）等のように超高圧で合成された超硬物質であればワイヤと素材間に高電圧を印加して生じる放電により素材を切断する放電加工が用いられるが、この場合には素材の歩留まりを好くする事というネスティングの本来の目的の他に、個々の素材の切取に際してピアス（下孔明け）加工を容易とすること、切断経路を極力短くすること等の要請がある（特許文献１）。
また、素材が金属の場合には、レーザで切断することがなされているが、切断時の熱による素材の変形を最小にすること等の要請がある（特許文献２）。
【０００４】
このため、それらの要請を充たすために、ネスティングに関しては、従来からハード面のみならず、ソフト面についても、様々な技術が開発され、実用化がなされており、例えば、円形の素材から複数の形状の製品を効率よく切出すためのプログラムが市販されたりしている。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１５５６４５号公報
【特許文献２】特開平９−２８５８８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、素材が人造ダイヤモンド、窒化硼素等のように、超高圧を用いて製造されたり、焼結品であったり、あるいは特別な環境で合成されたりしている場合には、現在の技術ではどうしても素材に製品を切取るのに不適当な箇所（不良領域）、具体的には例えばそりが生じていたりすること、が少なからずある。また、たとえ当初は定形であっても、先行する製品の切取り等のため形状が変化し、ひいては素材が非定形（多数の素材の形状が一定の形や寸法でない）となることも少なからずある。即ち、製品を切取ることが可能な領域が非定形である場合が多い。
【０００７】
このため、これら非定形の素材の場合には、従来のネスティング技術をそのまま適用することは、通常は困難である。即ち、実際には素材が存在しない空白領域にも製品を配置したり、製品の一部が空白領域に配置したりすることが生じかねないため、素材からどれだけ製品を切取れるかの判断が困難となる。また、特に端材（先行する切取りの残材）を使用して切取る場合にそうであるが、面積が狭い素材を選択し、素材が不足したため新たな素材が必要となったり、あるいは残材の形状が新しく切取りを行うのに不適切となったり、さらには不適切なネスティングによって素材を余計に使用したりすることが少なからずあり得る。
特に、素材が人造ダイヤモンドのように非常に高価な場合には、万が一これらの事態が発生すれば、大幅なコストアップに繋がる。
【０００８】
また、切取った製品の外周の各辺に未だ切取られていない素材が対向しておれば、素材が傾くため下に落下せず、後に続く製品の切取作業の阻害となることもある。
【０００９】
さらに、不適当な箇所からも切取りを行なえば、無駄な切取作業が必要なだけでなく、後で切取った物から製品と不良品を分ける作業が必要となる。この場合にはさらに、製品は極めて小さいだけに、作業が面倒となる。
【００１０】
従って、かかる材料のネスティングに際しては、その様な事態が生じない様にするため、高度の熟練技術者が、特にＣＡＤに熟練した技術者が、多大の時間と細心の注意を払って行なっているのが実情である。
【００１１】
このため、非定形な素材から出来るだけ多数の製品を切取ることが可能であり、指定された個数の製品を切取る場合には正確な数量を切取るだけでなく残材から新たな製品を多数切取ることが可能であり、さらに切取りを行った後の製品を選別して回収する作業が容易となるＮＣデータを、高度の熟練者でなくても、短時間で容易に作成することが可能となる技術の開発が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、以上の課題を解決することを目的としてなされたものであり、素材の良好領域にのみ製品の形状に適合した製品の配置を形成し、配置された製品の第１列目の最適な位置を決める最適配置シミュレーションを行ってネスティングを行い、ＣＡＤを使用することなくＮＣデータを自動作成するようにしたものである。以下、各請求項の発明を説明する。
【００１３】
請求項１に記載の発明は、
素材の状態を認識し、記憶するステップと、切取る製品の形状を認識し、記憶するステップと、切取る個数が入力されるステップと、最適配置シミュレーションステップを有するＮＣデータの自動作成方法であって、
前記素材は良好領域の他に製品を切取るには不適当な不良領域があり得る素材であり、
前記最適配置シミュレーションステップは、
前記入力された切取り個数が素材の全てを切取る全数切りの場合には前記良好領域から最大個数切取れる様に、素材の一部から入力された個数を切取る部分切りの場合には最小の良好領域から切取る様に配置を行うものであり、
製品の形状に適合した製品の配置を形成する製品配置形成手順と、
前記配置された製品の第１列目の位置を決める列位置決定手順を、
有していることを特徴とするＮＣデータの自動作成方法である。
【００１４】
本請求項の発明においては、良好領域と不良領域がある素材、さらには端材（先行する切取りの残材）等の非定形の素材の良好領域にのみ各種の製品の形状に適合した製品の配置を形成し、配置された製品について最適な第１列目の位置を、シミュレーションを行って決めることによりＮＣデータを自動作成するため、非定形な素材から出来るだけ多数の製品を切取ることが可能であり、指定された個数の製品を切取る場合には正確な数量を切取るだけでなく残材から新たな製品を多数切取ることが可能であり、さらに切取りを行った後の製品を選別して回収する作業が容易となるＮＣデータを、高度の熟練者でなくても、製品形状を特徴付ける高さ、長さ、角度等の数値と切取り数量を入力するだけで、短時間で容易に作成することが可能となる。
【００１５】
なお、「素材の状態を認識し、記憶するステップ」および「製品の形状を認識し、記憶するステップ」へ入力される素材の状態、製品の形状についてのデータは、数値データ、画像データを問わない（いずれであっても、本発明に含まれる）。
また、「素材」は、人造ダイヤモンド、導電処理を施したＢＮやセラミックに限定されず、鉄板、ゴムや樹脂のシート等をも含む。
【００１６】
また、「素材の状態」と「製品の形状」とは、形のみならず寸法あるいは素材との寸法比をも含む。なお、素材を「素材の状態」としているのは、製品を切取るのに適さない箇所があったり、先行する切取りの残材（端材）を使用したりすることを考慮したものである。さらに、端材の、切取られた箇所のＣＰＵ内のデータ処理では、例えば空白領域とする。
また、端材を対象とするネスティングあるいはその際の最適配置シミュレーションにおける製品の形状は、先行する切取りがなされた製品と異種の形状であってもよい。
【００１７】
また、「ＮＣデータ」は、最低限素材をどの様に切断するかを示す幾何学的データ（製品を良好領域のみから切出すために必要な切断経路あるいは切断線についての形状、配置に関するデータ）を指し、さらにＮＣ装置等の制御部や切断部、その他素材や切取る製品の形状や個数等の条件の如何によっては、各切断線について実際の切断がなされる順序や切断速度等についての情報をも含めたデータ（ＮＣ装置を実際に動かすために必要な、本来のＮＣデータ）が含まれている場合をも含める。
【００１８】
また、「切取る」とは、刃物による機械的切断、レーザビームや電子ビームによる溶融切断、ワイヤによる放電切断等の技術内容の如何を問わないが、ワイヤ放電加工を使用して製品を切取る場合には、素材を保持する部分は、素材の周囲の少なくとも一箇所に、そして原則として後で説明するＹ座標値が最も大きくなる箇所に開口がある、あるいは保持部が存在しないこととなる。
【００１９】
なお、「製品配置形成手順」は、切取られることとなる製品を入力された個数に応じて、プログラムに従って良好領域内にのみ、順に配置していくが、この際製品の形状を考慮して配置する。具体的には、例えば製品の形状が三角形や台形であれば、原則として２個１組の平行四辺形として配置する等である。
また、「列位置決定手順」は、プログラムに従って必要な良好面積が最小となるように、製品の列を配置する位置を決める。そしてこれらの処理が繰り返しなされるシミュレーションがなされ、最適配置が決定されることとなる。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、前記のＮＣデータの自動作成方法であって、
前記最適配置シミュレーションステップは、素材にＸ軸方向とＹ軸方向の直交座標系を設定し、さらにＸ軸方向に製品の高さを列幅とする列切片をＹ座標値が大きい方から小さい方に向かって順に第１列、第２列と多数仮想的に形成するものであり、
前記列位置決定手順は、前記列切片の第１列目の位置を決定する第１列切片決定手段を有していることを特徴とするＮＣデータの自動作成方法である。
【００２１】
本請求項の発明においては、素材にＸ軸方向とＹ軸方向の直交座標系を設定し、さらにＸ軸方向に製品の高さを列幅とする列切片をＹ座標値が大きい方から小さい方に向かって順に第１列、第２列と多数仮想的に形成し、最適な列切片の第１列目の位置を決定するため、請求項１の発明の効果をより適切に発揮することが可能となり、さらに製品の配置はＹ座標値が大きい列切片からなされるため、切取り後に残材が生じる場合には、生じた残材を用いて、同じ方法で再度の製品の切取りのための配置を行うことが容易になる。
また、小さな製品であれば、たとえ全周を素材から切断されていても切断された各辺が開放されていなければ、即ち各辺の対向する位置に素材の破断面があれば、切断終了時に当該製品に傾きが生じたりして素材に引っ掛かり、下方に落下しないことがある。しかし、本請求項の発明では、製品はＸＹ座標軸方向に並んでおり、原則としてＹ座標、Ｘ座標に沿って切取られていくこととなるため、外周を全て切取られた製品はその状態ではＹ軸方向、Ｘ軸方向ともいずれか片側に隣接する製品は既に切取られていることが多い。このため、当該全周を素材から切断された製品の外周の多くの辺は開放された状態となっていることが多く、その結果当該製品は素材に拘束されることなく下方に落下する。
【００２２】
前記の、「直交するＸＹ座標を設定したときに」の「設定」とは、パソコンやＣＰＵがネスティングを行なう手段として、そのプログラム上で形成することを指す。
さらに、実際の処理あるいはプログラム作成の都合で、不良領域や実際には素材が存在しない空白領域等を処理する（取扱う）ために、かかる領域にも設定される。
また、本請求項の発明においては、最適なネスティングの結果としての良好領域内での多数の製品の配列が、製品等のＹ座標値が大きい方から優先して配列され、同じＹ座標値であればＸ座標値の大きい方あるいは小さい方から順に配列されるようになっておれば良い。
【００２３】
「製品の高さを列幅とする列切片」における製品の配置は、例えば平行四辺形（含む、長方形や菱形）の製品を、Ｙ座標値が大きい方から優先し、同じＹ座標値であればＸ座標値の大きい方から小さい方に向かって順に、あるいはその逆に配列され、さらにこの際各製品のいずれかの相互に平行な２辺がＸ軸方向に沿って直線をなす様に配列されているようなことである。
【００２４】
さらに、形状が多少とも複雑な製品を対象にしてネスティングをする場合には、それらの製品を幾つか組合せて簡単な形状にし、その簡単な形状を基に配置を行なうようなことである。
例えば製品の形状が、三角形または台形であれば、２個の製品を組合せて形成された平行四辺形が、そのいずれかの相互に平行な２辺がＸ軸方向に沿って直線をなす様に配列するようなことを挙げることができる。
【００２５】
請求項３に記載の発明は、前記のＮＣデータの自動作成方法であって、
前記素材の状態を認識し、記憶するステップは、
素材に前記Ｘ軸（左右）方向とＹ軸（上下）方向の直線で区切られた、そして１辺の大きさが製品のＸ軸方向長さ、Ｙ軸方向長さより小さい素領域を設定し、該素領域を単位として良好領域、不良領域を認識し、記憶することを特徴とするＮＣデータの自動作成方法である。
【００２６】
ＮＣデータの自動作成における最適配置シミュレーションステップ等は２次元データを対象としてなされるため、本請求項の発明においては、ＸＹ座標系の点に対応する、そして製品に比較して充分小さい素領域を設定したものである。これにより、最適配置シミュレーションステップ等に際して数値計算を使用することが可能となる。
なお、素領域は、ＣＣＤカメラの分解能と撮影条件から決まる最小分解能（１画素）とするのが望ましいが、これに限定されるものではない。
【００２７】
請求項４に記載の発明は、前記のＮＣデータの自動作成方法であって、
前記素材の状態を認識し、記憶するステップは、素材が存在しない箇所を示す空白領域を含む画像データを対象にして行うことを特徴とするＮＣデータの自動作成方法である。
【００２８】
本請求項の発明は、素材の状態をＣＣＤカメラ撮影等で入力することが可能であるため、データの入力が容易となる。なお、最適配置シミュレーションステップ等における空白領域の処理は、素材と別に管理したり、素材の不良領域と擬制したりすることによりなされる。
【００２９】
請求項５に記載の発明は、前記のＮＣデータの自動作成方法であって、
前記最適配置シミュレーションステップにおいて形成される仮想の列切片中に含まれる素材の状態を認識し、記憶するステップは、当該列切片にある不良領域である素領域または素材が存在しない空白領域が相互に隣接していれば、それらの領域を一塊の連結した不良領域である不良ドメインとみなし、その最小のＸ座標値と最大のＸ座標値で当該不良ドメインを特徴付ける左右の境界位置となす不良ドメイン認識手順と、
認識された不良ドメインと同じ列切片の素材の外周との距離が製品の幅より小さければ、当該不良ドメインと前記素材の外周間に位置する全ての素領域をも当該不良ドメインに属するものと擬制し、
同じ列切片内にある２つの認識された不良ドメイン間の距離が製品の幅より小さければ、前記２つの不良ドメイン間に位置する全ての素領域または素材が存在しない空白領域をも不良領域と擬制して、当該２つの不良ドメインとその間にある全ての素領域または素材が存在しない空白領域を連結統合する不良ドメイン連結統合手順と、
前記不良ドメイン連結統合手順のなされた各不良ドメインについて、Ｘ軸方向の素材の外周に接する不良ドメインを外周不良ドメインとし、それ以外の不良ドメインを内部不良ドメインとするドメイン分類手順を、
有しており、
前記最適配置シミュレーションステップは、前記列切片内の不良ドメインおよび不良ドメインと擬制された領域を除外した領域に、製品列を配置する良好切片を構成し、この際良好切片の左右いずれか一方、若しくは両方に存在する不良ドメインとの境界を基に、当該良好切片の境界を決めることを特徴とするＮＣデータの自動作成方法である。
【００３０】
本請求項の発明は、良好領域であっても実際には製品を切取れない箇所を不良領域と擬制し、さらに相互に隣接する不良領域、擬制された不良領域を１塊の不良ドメインとして管理し、不良ドメインのＸ軸方向の境界を基にして製品を配置する箇所である列切片のＸ軸方向の境界を定めるため、最適配置シミュレーションステップにおける切取ることが可能な、あるいは配置する製品の個数の検討等がより容易で、かつ正確となる。
【００３１】
請求項６に記載の発明は、前記のＮＣデータの自動作成方法であって、
前記不良ドメイン作成手順は、
各列切片を、素領域の高さを単位とするＸ軸方向の条に分割し、
各条において、相互に連続する不良領域である素領域または素材が存在しない空白領域を不良セクターとし、
各不良セクターのＸ座標値の最大値と最小値を当該不良セクターの左右の境界値として各不良セクターを識別し、
各不良セクターのＹ軸方向の隣接関係を調べて、一部でも隣接すれば１つの不良ドメインに属するものとし、
各列切片において、相互に隣接しない不良ドメインは各々の境界位置を左右の境界位置とする相互に独立した不良ドメインとし、
各独立した不良ドメインにおいて、分岐があれば当該分岐内の素領域を全て当該独立した不良ドメインに属すると擬制して不良ドメインを作成することを特徴とするＮＣデータの自動作成方法である。
【００３２】
本請求項の発明は、Ｘ（Ｙ）軸方向に隣接する素領域からなる不良セクターを作成し、不良セクターのＹ（Ｘ）軸方向の隣接関係を調べて不良ドメインを作成するため、良好切片の作成が容易となるだけでなく、その左右の境界の管理も容易となる。
また、現実に製品を切取れない（配置できない）分岐（上下方向の凹み）を不良領域と擬制し、以降なされる最適配置シミュレーションにおいて、直接的には取扱わないようにする為、計算もより速くなる。
【００３３】
請求項７に記載の発明は、前記のＮＣデータの自動作成方法であって、
前記最適配置シミュレーションステップにおける良好切片を構成する方法は前記内部不良ドメインを利用して行うものであり、
各列切片において、当該列切片のＹ座標値の大きい方をＹ１、小さい方をＹ２としたときに、Ｙ１とＹ２における当該列切片と各内部不良ドメインとの交差関係を調べ、
Ｙ１、Ｙ２のいずれもが内部不良ドメインと交差するときには、当該列切片の当該内部不良ドメインの左右にある良好切片についてのＹ１とＹ２における右あるいは左のＸ座標値として、交差する箇所の左右のＸ座標値を採用し、
Ｙ１のみが内部不良ドメインと交差するときには、当該列切片の当該不良ドメインの左右にある良好切片についてのＹ１における右あるいは左のＸ座標値として、交差する箇所の左右のＸ座標値を採用し、Ｙ２における左右のＸ座標値として、いずれも当該不良ドメインのＹ座標値がもっとも小さい不良セクターの中点のＸ座標値を採用し、
Ｙ２のみが内部不良ドメインと交差するときには、当該列切片の当該不良ドメインの左右にある良好切片についてのＹ２における右あるいは左のＸ座標値として、交差する箇所の左右のＸ座標値を採用し、Ｙ１における左右のＸ座標値として、いずれも当該不良ドメインのＹ座標値がもっとも大きい不良セクターの中点のＸ座標値を採用し、
Ｙ１、Ｙ２のいずれもが内部不良ドメインと交差しないときには、当該列切片における当該不良ドメインの左右にある良好切片についての右あるいは左のＸ座標値として、当該不良ドメインのＸ座標値の最小値、最大値を採用し、
前記Ｙ１とＹ２における４箇所の頂点で特定された良好切片内へ不良ドメインが入り込んでいる場合には、当該入り込んでいる箇所の良好切片の上下の頂点に代えて、当該不良ドメインが入り込んでいる箇所の不良ドメインの接線かつ製品の左あるいは右の傾斜角と同じ傾斜角を有する直線が列切片の上下で交差する２箇所の交点を、良好切片の新たな頂点とすることを特徴とするＮＣデータの自動作成方法である。
【００３４】
本請求項の発明は、内部不良ドメインと交差する列切片の当該交差する箇所の境界は内部不良ドメインとの交差状態、さらには製品の傾斜角を反映するため、形状が三角形や平行四辺形等の傾斜がある製品、製品の組を配列する際の検討や、良好切片内に配置可能な製品の個数の検討がより容易となる。
なお、良好切片の素材外周側、外周不良ドメインとの交差箇所も直線で近似し、同様の手順で処理する等される。
【００３５】
請求項８に記載の発明は、前記のＮＣデータの自動作成方法であって、
前記全数切りにおける前記最適配置シミュレーションステップは、
素材にＸ軸方向の列切片をＹ座標値が大きい方から小さい方に向かって順に第１列、第２列と多数仮想的に形成するに際して、第１列の列切片のＹ座標値を変化させたケースを複数作成する第１列想定手順と、
前記作成された各ケースについて、各列切片の良好切片を求め、それらの良好切片ごとに切取り可能な製品数を求め、それらを積算して当該ケースにおける最大切取り数を求め、最大切取り数となるケースの第１列を実際の列切片の第１列とする第１列決定手順を、
有していることを特徴とするＮＣデータの自動作成方法である。
【００３６】
本請求項の発明は、全数切りに際して、第１列のＹ座標値を変化させたケースを幾つか作成し、それらのケースの中から最適なケースを選択するため、最適配置シミュレーションを行うプログラム作成がより簡単であり、計算時間もより短く、しかも切取り個数が多いＮＣデータの自動作成方法となる。
また、製品の配置の態様も簡単であるため、熟練技術者でなくても、特にＣＡＤに詳しい技術者でなくても、理解や操作がより容易となる。
ここに、第１列想定手順が作成する「ケース」は、例えば１個あるいは複数個の素領域を単位として等ピッチでなされても良いし、他の方法であってもよい。
また、各列で製品や複数の製品を組合せた形状を変化させるようにしてもよい。
【００３７】
請求項９に記載の発明は、前記のＮＣデータの自動作成方法であって、
前記部分切りにおける前記最適配置シミュレーションステップは、
素材にＸ軸方向の列切片をＹ軸方向に第１列、第２列と多数仮想的に形成するに際して、第１列のＹ座標値を変化させたケースを複数作成する第１列想定手順と、
前記作成された各ケースについて、第１列に続いて第２列、第３列と列切片を順に形成して素材の部分切りを行なうと仮定したときに、各列切片の良好切片を求め、それらの良好切片ごとに切取り可能な製品数を求め、それらを積算して当該ケースにおける最終の切取りがなされる列切片の下側位置の素材上端からの距離が最小となるケースの第１列を実際の列切片の第１列とする第１列決定手順を、
有していることを特徴とするＮＣデータの自動作成方法である。
【００３８】
本請求項の発明は、部分切りに際して請求項８の発明とほぼ同じような処理がなされ、請求項８の発明と同様の効果が得られる。
【００３９】
請求項１０に記載の発明は、前記のＮＣデータの自動作成方法であって、
前記第１列想定手順は、
素材全てが有効領域からなる円と仮定した上で、
製品を１個だけ配置することが可能な列切片を第１列としたときに、そのＹ座標値と、第２列に配置可能となる製品の最大個数Ｎとを計算で求める計算手段と、
第１列に製品を２個から（Ｎー１）個配置した各ケースについて、第１列のＹ座標値を計算で求めるケース別第１列位置計算手段を有し、
複数作成する前記第１列の列切片のＹ座標値として前記計算により求められた前記合計（Ｎー１）のＹ座標値を採用することを特徴とするＮＣデータの自動作成方法である。
【００４０】
本請求項の発明は、請求項８および請求項９の発明における第１列想定手順を限定したものであり、最適配置を行なうためのシミュレーションの回数を限定することが可能となる。即ち、実際に種々の方法、製品形状と列幅でシミュレーションを行なったが、本請求項の方法以上に製品を切取ることが出来る場合は極めてまれであった。
【００４１】
請求項１１に記載の発明は、前記のＮＣデータの自動作成方法であって、
前記製品配置形成手順は、製品の形状に適合して、１個の製品や複数の製品を組合せてなる図形を形成することを特徴とするＮＣデータの自動作成方法である。
【００４２】
本請求項の発明においては、前記製品配置形成手順は、製品の形状に適合して、１個の製品や複数の製品を組合せてなる図形を形成するため、一層効率的な製品の切取りが可能となる。特に、例えば長方形の製品の部分切りの場合に、最後の列切片における製品の向きを縦長から横長に変更する等して最終列切片の下側の位置と素材上端との距離の減少を図れば、大きな効果が得られる。
【００４３】
請求項１２に記載の発明は、前記のＮＣデータの自動作成方法であって、
前記切取る製品の形状を認識し、記憶するステップは、形状の相違する複数の種類の製品を記憶し、認識する複数形状認識手順であり、
前記切取る個数が入力されるステップは、各形状の製品について切取り個数が入力され、
さらに、認識し、記憶したいずれか１種の形状の製品を選択する第１選択ステップと、
前記選択された製品について入力された個数切取るためのＮＣデータを自動作成する第１形状処理ステップと、
前記第１形状処理ステップにおいて切取りがなされる箇所あるいはなされた箇所を不良領域と擬制する第１擬制ステップと、
前記第１選択ステップで選択されなかった他の形状の製品を選択する第２選択ステップと、
前記第１擬制ステップがなされた残材に対して、新しく切取りを行う前記第２選択ステップにて選択された製品を新しく認識し直し、記憶し直して、当該製品に対して入力された個数切取るためのＮＣデータを新しく自動作成する第２形状処理ステップと、
前記、第１擬制ステップと第２選択ステップと第２形状処理ステップにおいてなされる処理を、前記入力された全ての形状の製品に対して行うことを特徴とするＮＣデータの自動作成方法である。
【００４４】
本請求項の発明においては、異種形状の製品に対して、最良のＮＣデータが自動作成されることとなる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明においては、非定形な素材から出来るだけ多数の製品を切取ることが可能であり、指定された個数の製品を切取る場合には正確な数量を切取るだけでなく残材から新たな製品を多数切取ることが可能であり、さらに切取りを行った後の製品を選別して回収する作業が容易となるＮＣデータを、高度の熟練者でなくても、短時間で（数分で）容易に作成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、本発明をその最良の実施の形態に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、以下の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。
【００４７】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態のＮＣデータの自動作成方法について、図面を参照しつつ説明する。
１．素材の状態を認識し、記憶するステップ。
（１）画像データの入力
先ず、素材の状態を認識し、記憶するために、画像データとして入力する様子を説明する。
図１と図２は、前記装置の素材形状データ入力部のハードの部分を、即ち素材の形状と、素材に描かれている製品の板取りが出来ない箇所（不良領域）を示すマーキングを、画像データとして入力される、あるいは採り入れるための構成を、概念的に示す図であり、図１はこの入力部全体を示し、図２は入力部の素材保持部に素材が取付けられている様子を概念的に示す。
【００４８】
図１と図２において、１０は板状の素材であり、８０は画像データ入力部全体であり、８１は支柱であり、８２は全体の台であり、８３はＣＣＤカメラであり、８４はリング照明部であり、８５はバックライト部の光源であり、８６はバックライト部の拡散板であり、８７はカセット型素材保持部であり、８８は接着剤である。
【００４９】
図１に示す様に、台８２の中央にバックライト部の光源８５が水平に設置され、その上方にバックライト部の拡散板８６が水平に保持され、台８２の（図面で）右側の端部に支柱８１が立設され、図面で支柱８１の中央付近かつ素材１０の上部側となる位置にリング照明部８４が水平に取付けられ、支柱８１の頂部付近に下方に向けてＣＣＤカメラ８３が取付けられている。
【００５０】
形状を入力される際の素材１０は、その外周の半分をカセット型素材保持部８７に保持された状態で装置にセットされる。
カセット型素材保持部８７は半円形であり、円形の素材１０の下側半分（Ｙ座標値の小さい側、図の下側）の外周５箇所を、接着剤８８を介して保持している。
バックライト部の光源８５は、正確なシルエットを形成するように点状の光源（ＬＥＤ）が緻密に配置されており、さらにその上部に拡散板８６が設置されているため、一層均一なバックライトを形成するだけでなく、バックライトで生じる素材１０の陰影（シルエット）の明暗の差も大きくなる。
【００５１】
リング照明部８４は、素材１０の外周、斜め上方から赤色系の光を照射する装置であり、板素材１０の上方となる中央部には、素材１０より広い開口が形成されている。
リング照明部８４からの照射光は、マーキングがない箇所は金属面、鏡面あるいはそれに近い表面状態であるため、入射角と反対の斜め上方に向かって反射され、素材１０の真上にあるＣＣＤカメラ８３の方にはほとんど行かないが、マーキング２２がある箇所では乱反射されるため、上方にあるＣＣＤカメラ８３の方にも向かう。
この結果、マーキング２２の付された位置が、画像データとしてＣＣＤカメラ８３に正確に入力されることとなる。
【００５２】
リング照明部８４が素材１０を照射した際の反射光と、バックライト部の光源８５が下方から素材１０を照射した際に拡散板８６のため生じる素材１０の陰影（シルエット）とが、ＣＣＤカメラ８３により画像データとして取入れられ、さらに図示しないパソコンにより所定の手順で処理がなされ、ネスティングに最適なディジタル化された画像データとなされる。
【００５３】
なお、ＣＣＤカメラ８３には、レンズ、焦点合わせ機構、絞り等が装備されており、さらに支柱８１に取付ける位置を上下方向に調節することも可能である。
また、カセット型素材保持部８７は、素材１０を保持した状態で水平に１８０度回転させ、そのままワイヤ放電加工により製品を切取る装置にセットすることが可能である。この際、カセット型素材保持部８７は半円形であるため、素材１０から製品をワイヤ放電加工で切出す際に、ワイヤの装着や移動の邪魔にならない。
なお、切取りはワイヤ放電加工で行なうため、機械切削等と異なり、素材１０の保持は簡単な手段であるが、強度的には充分となっている。
【００５４】
以上の他に、ＣＣＤカメラと素材や拡散板間の距離、その他必要に応じて素材の直径等の数値データ等も入力される。
また、素材にマーキングがなく、完全な円であれば、撮影は不必要であり、素材の直径が数値データとして入力される。
さらに、端材（先行する製品の切取りの残材）であれば、先行する製品の切取り後に作成された形状等に関するデータが、当該端材の識別符号と共にメモリ（図示せず）に入力される。
【００５５】
（２）画像データの処理
次に、入力された画像データを処理する方法について説明する。
（素領域の作成）
良好領域認識部（ただし、この実体は、プログラムである）は、入力された素材の平面的な形状のうち、マーキング２２が付されている箇所は良好領域でない、即ち不良領域と認識するが、入力された画像データは数百万画素にも及び、さらにマーキングは素材の検査データに基づき作業者が手作業で付すため、良好領域内にのみ配置する製品の最適な配置を複数ケース想定し、最適な配置を選定するシミュレーションを実行する（ネスティングを行う）に際して、入力された画像データの各画素を単位に処理を行わなければならない。
【００５６】
そこで、良好領域認識部はメモリ上の素材表面に、ＣＣＤカメラに固有の座標系と連携した直交（ＸＹ）座標系を設定して（ＣＰＵ上で仮想的に引いて）、小さな正方形の升目からなる小領域（以下、原則として「素領域」と記す）に分割し、素領域を単位として入力された画像データを数値情報（ディジタルデータ化されたバイナリーデータ）として管理する。その様子を、図３を参照しつつ説明する。
【００５７】
図３は、入力された画像データを、各素領域を単位として数値情報として管理する様子を概念的に示す図である。図３において、２９は３０万画素の分解能を有するＣＣＤカメラによる撮影範囲であり、１０は撮影された素材であり、２２はその表面のマーキングである。
図３の上の図に画像データを概念的に示すが、撮影範囲は、高さ（Ｙ軸方向）が約７７ｍｍ、幅（Ｘ軸方向）が約１０２ｍｍの長方形であり、素材の直径は約６４ｍｍである。この撮影範囲を、Ｙ軸方向に４８０、Ｘ軸方向に６４０に等分割して、１辺が０．１６ｍｍの正方形の素領域を形成する。
なお、この素領域は、ＣＣＤカメラの最小分解能である１画素に対応している。
【００５８】
前記画像データの一部を、図３の中の図に概念的に示す。２５で示す素領域のように、一部にのみマーキング２２が付されている素領域が生じ得るが、この場合には当該素領域２５全体を不良領域とみなす。
素領域が不良領域として認識された範囲を図３の中段の図の斜線部５１に示す。
【００５９】
（数値データの作成）  
ネスティング装置のＣＰＵの内部では、図３の下の図に概念的に示す様に、各素領域を１８桁の数値データとして管理する。図３の下の図に示す１８桁の数値の１桁目は素材の有無を示し、１は当該素領域に素材があることを、０は無いことを、即ち空白領域であることを示す。２桁目は、当該素領域が良好領域か否かを示し、０は良好領域であることを、１は不良領域であることを示す。第３桁目から第１０桁目はＸ座標値を示し、第１１桁目から第１８桁目はＹ座標値を示す。
【００６０】
２．素領域を基に不良ドメイン、良好切片を形成するステップ
（１）素領域の取扱い
不良領域である素領域はかなりの個数になることが多い。また、マークが付されていないため良好領域とされた箇所であっても、寸法上の制限から製品を切取ることが不可能であり、その結果前記バイナリーデータ上は良好領域であったが実質的に不良領域となる箇所も生じ得る。このため、以降の製品の最適配置のシミュレーションに際して、特に製品の配置を検討するに際して、素領域を個々に管理することは、プログラム作成においても好ましくなく、また計算量、計算時間の増加ともなる。
【００６１】
（素領域の取扱いの概要）
そこで、ネスティングを行うに際して、特に製品の配置を検討するに際して、以下の処理を行う。１）不良領域である素領域が相互に隣接する場合には、一塊の不良領域である不良ドメインとして管理する。２）内部に製品がＸ軸方向に並んで配置されることとなる、そして素材の高さと同じ高さのＸ軸方向の帯状の領域である列切片を作成するが、この際不良ドメインとの交差を調べて、実際に製品を配置する箇所である良好切片のＸ軸方向の境界を定義する。３）作成した良好切片内に配置可能な製品の個数を調べる。
【００６２】
前記不良ドメインを作成するために、以下の処理を行なう。１）Ｘ軸方向に並んだ素領域の列を条と定義したときに、各条において隣接する不良領域である素領域を一纏めにして不良セクターを作成する。２）Ｙ軸方向に隣接する不良セクターを一纏めにして不良ドメインを作成する。
【００６３】
前記処理で不良ドメインを一旦作成した後、各列切片内に製品を配置することが可能な良好切片を、以下の処理を行なって作成する。１）各列切片内での不良ドメインや不良ドメイン間にある良好領域等の再度の見直し等の処理を施して、不良ドメインの連結統合を行う。２）連結統合した不良ドメインと列切片との交差の状態を調べ、不良ドメインとの交差の状態に応じて良好切片のＸ軸方向の境界を求める。この際、製品の配列に適する形状となるように処理を行なう。３）各列切片内に配置できる製品の個数を求める。
以下、前記の処理を、原則としてなされる順に説明する。
【００６４】
（２）不良セクターと不良ドメインの形成
前記のごとく、不良セクターとは各条内でＸ軸方向に連続した不良領域である素領域からなり、不良ドメインとはＸ軸方向、Ｙ軸方向を問わず、相互に隣接した不良領域である素領域のことである。なおこのため、ただ１個の素領域からなる不良セクターと不良ドメインもあり得る。
以下、その不良セクターを作成し、次いで不良ドメインを作成する方法を、図４を参照しつつ説明する。
【００６５】
（i）図４の（１）に示す様に、不良領域であれば、その旨のフラグ２３を付す。
（ii）フラグ２３の付いた素領域のうち、Ｙ座標値が一番大きく（図で上方）、Ｘ座標値が一番小さい（図で左方）もののフラグｆをｆ１とする。次いで、同じ条内でＸ座標値が１つ大きい方向に隣接する素領域のフラグｆの有無を調べ、あればｆ１とする。以下、順にＸ座標値が１つ大きい方向に隣接する素領域のフラグｆの有無を調べ、あればｆ１とする。フラグが無ければ、即ち有効領域となる素領域であれば、その素領域よりＸ座標値が１つ大きい方向に隣接する素領域のフラグｆの有無を調べ、あればｆ１でなくｆ２を付す。
【００６６】
以下、このような処理を、同じ条内の全ての素領域について行い、Ｘ座標値が最大となる、即ち最終の素領域まで行う。これにより、Ｘ座標に沿って相互に隣接した有効領域でない素領域は一纏めの不良セクターとされ、各不良セクターにｆ１、ｆ２、ｆ３等のフラグが付される。この様子を、図４の（２）の第１列（図で上方）に示す。
（iii）以下、Ｙ座標値が１つ小さくなる条内の全ての素領域について同様の処理を行う。なお、不良セクターに付すフラグの番号は、素材全体で通しとする。従って、上の列の不良セクターのフラグの番号が３で終了すれば、その直下の列の不良セクターのフラグの最初の番号は４となる。この様子を、図４の（２）の第２列（図で下方）に示す。
さらに、Ｙ座標値が最も小さい素領域の列まで同様の処理を行う。
【００６７】
（iv）Ｙ座標値が１番大きい条から一番小さい条について順に、当該条のすべての不良セクターについて、その上下の条内にある不良セクターとの隣接の有無を、フラグの数値の小さいものから順に、即ちＸ座標値が小さい位置にあるものから順に調べる。
隣接しておれば、相互に隣接する不良セクターのフラグの番号を、上の条の不良セクターの番号に統一し、これに併せて他の不良セクターの番号も見直す。この様子を、図４の（３）に示す。
【００６８】
最終的には、相互に隣接する不良セクターを一纏めにした不良ドメインが作成され、そのフラグ番号が当該不良ドメインのフラグ番号となり、不良ドメインは頂点のＸＹ座標値で管理されたり、各不良セクターのＸ軸方向の境界の座標値で管理されたりする。
なお、ただ１個の素領域からなる不良ドメインも存在し得る。
【００６９】
（３）不良ドメインの連結統合  
最適配置シュミレーションステップにおいて、Ｘ軸方向に製品の高さを列幅とする列切片をＹ軸方向に第１列、第２列と多数仮想的に形成され、その後形成された各列切片内での不良ドメインの連結統合、次いで不良ドメインの形状の修正、良好列切片の形成がなされるが、先に不良ドメインの連結統合等を説明する。
【００７０】
（不良ドメインの擬制）
良好領域認識部は、実質的に製品を切取れない素領域を不良領域と擬制する。即ち、同じ列切片内にある複数の不良ドメイン相互の距離が、列切片に配置される製品のＸ座標方向の長さ（製品の幅）より短ければ、それらの間に製品を配置することが出来ない。このため、かかる不良ドメインの間にある本来は良好領域である素領域を全て不良領域と擬制し、２つの不良ドメインを連結統合し、１つの不良ドメインとして取扱う。その手順を、図５を参照しつつ説明する。
【００７１】
図５の（１）において、Ｘ軸に沿った距離が両矢印Ｂで示す製品の幅より狭い２つの不良ドメインｆ１とｆ２がある。これら２つの不良ドメインは、図５の（２）に示すように、１つの不良ドメインｆ１に連接統合される。なお、２つの不良ドメイン間の距離は、それらの不良ドメインを構成する、そして列切片内にある各不良セクターのＸ座標値の最大値、最小値を基に求める。
【００７２】
同様に、素材の外周と内部にある不良ドメインとの距離が製品の幅より短い場合も同様に、素材の外周と内部にある不良ドメインを当該列切片内で連結統合し、１つの不良ドメインとして取扱う。
なお、素材の外周に連続する不良ドメインを外周不良ドメインとし、それ以外の不良ドメインを内部不良ドメインという。
【００７３】
（不良ドメインの分岐の処理）  
各列切片内に良好切片を形成するのに先立って、不良ドメインの分岐の処理、具体的には分岐によって生じた上下方向の凹みの平坦化を行なう。即ち、不良ドメインの上部あるいは下部に凹みがあれば、そこには製品を配置できない。そこで、凹みを不良領域と擬制して、不良ドメインの形状を平坦化する。平坦化により、良好切片を作成する際の左右の境界を決定する処理が容易で、より正確になる。図６に、その様子を示す。図６の（１）は、上部に凹みがある不良ドメインｆ１が、図６の（２）では凹みにある素領域が全て不良領域とみなされている。
【００７４】
（４）不良ドメイン、良好切片の左右の境界の決定
良好切片の左右の境界は、不良ドメインの左右の境界を基に決める。このため、不良ドメインの境界を、その形状を簡易化しつつ決定する。その処理の内容を、図７から図９を参照しつつ説明する。図７は、各列切片において、当該列切片が不良ドメインと完全に交差する、即ち上下の境界線がいずれも不良ドメインと交わる場合に、その交差部の形状を、列切片内で簡易化して良好切片の境界を決める様子を概念的に示す図である。図７において、２６は最も左方（Ｘ座標値が小さい）のフラグが付された素領域であり、２７は上下両端のフラグが付された素領域であり、２８は傾斜した境界線である。
【００７５】
図７の（１）は、製品が長方形の場合の処理の様子を概念的に示す図であり、完全交差の場合には、一旦列切片の上下の最も左方にある素領域のＸ座標値を、当該不良セクターを特定する左方の上下２個の境界点とする。但し、不良セクターの左側の境界には、フラグ２６で示す素領域が左方に突出しているため、その素領域のＸ座標値を当該不良ドメインの左の（Ｘ座標値の小さい側の）境界と、即ちその位置までフラグがあるものと看做し、その左側にある良好切片の右側の境界はその位置であるとして、境界の位置を示す数値データを変更する。
図７の（２）は、製品が三角形や長方形でない通常の平行四辺形の場合である。一応、上下の境界の素領域２７のＸ座標値を、当該不良ドメインの上下の境界とする。
但し、実際の良好切片の境界としては、製品の右側の斜辺がＸ軸となすのと同じ角度の接線を引き、この接線を不良ドメインの左方の境界線２８として採用される。
なお、不良ドメインの右側の境界と素材の外周部の簡易化、即ち当該箇所の良好切片の簡易化も同様にしてなされる。
【００７６】
図８は、列切片内において、列切片の上下の境界線の一方のみが不良ドメインと交わる場合に、その交差部の形状を、列切片内で簡易化して良好切片の境界を決める様子を概念的に示す図である。図８の（１）は良好切片の上の境界線のみが不良領域と交差する場合であり、（２）は下の境界線のみが不良領域と交差する場合である。
図８の（１）において、当該不良ドメインの一番下側（Ｙ座標値が少ない）の不良セクターの中央の素領域２７ａの直下の素領域２７を当該不良ドメインに含まれると擬制し、一旦列切片の上下の最も左方にある領域のＸ座標を、当該不良ドメインを特定する左方の上下２の境界点とする。なお、上記２個の境界点を結ぶ直線を境界としたときに、不良ドメインが良好切片に食込んでいる場合には、製品の傾斜に沿った傾斜を有し、当該不良ドメインに接する直線を引き、この直線を当該不良ドメインの左側にある良好切片の右側の境界とする。
【００７７】
図８の（２）は、図８の（１）と上下が逆であるが、図８の（１）と同様に境界を設定する。
図９は、不良ドメインが完全に列切片の内部にある場合である。その際の処理は、列切片の上下の境界に、当該不良ドメインのＸ座標の最小値と最大値をＸ座標とする左右の境界点を定める。図９において、不良ドメインの最も左方のフラグが付された素領域２６と同じＸ座標を有する列切片の上下の境界上の点を当該不良ドメインの左側の境界点とする。
【００７８】
３．最適配置シミュレーションステップ
（１）シミュレーション方法の全般
最適配置シミュレーションは、列切片内の良好切片から適切に製品を切取るために、列切片の第１列のＹ座標値を種々変更させて最適な位置を求めるシミュレーションを行なう。
最適な位置の基本的な方針は、全数切りであれば素材から可能な限り多数の製品を切取れる様にする、部分切りであれば指定された個数を切取った後の残材が可能な限り有効利用できる様にすることであり、これらは従来技術と同じである。
【００７９】
また、（１）製品の切取りには、少なくとも切断用の工具の幅が、例えば人造ダイヤモンドのワイヤ放電加工による切断であれば、ワイヤの幅として１５０μｍ〜２００μｍが必要であること、極力１本の切断の経路（切断線）がその両側にある複数の製品を切出す際の境界となっている様にすること等をも考慮して行う。そして、これらのことは従来と同じであるため、その説明は省略する。
但し、素材が超高圧で合成された超硬物質等の場合には、前記の理由で、現在販売されているネスティングプログラムは有効でない。
【００８０】
そこで、本実施の形態では、ネスティングの対象となる素材や製品の形状等は実質的に以下の（１）から（４）に例示する様におおよそ決まっていることを考慮し、経験で得られた方法を加味して行なう。
（１）素材であれば原則として円であり、残材を使用する場合でもＸ軸方向に沿った直線で切取られている場合が多い。製品であれば円形、三角形、長方形や菱形を含む平行四辺形、台形やそれらに近い形状である。
（２）素材と製品の寸法や寸法比もおおよそ一定である。
（３）立体的でなく平面的な製品であれば、配置に際して表や裏、あるいは左右の方向は問題とならない。
（４）工場生産におけるネスティングにおいては、同一形状の製品を多数切取ることがほとんどである。
【００８１】
（２）シミュレーションの具体的説明
本シミュレーションは、第１列のＹ座標値を変化させ、最適な第１列の位置を決めるものである。
以下、素材が円の場合における最適配置シミュレーションに置ける列切片の第１列を変化させる手順を、図１０を参照しつつ説明する。図１０は、ネスティングに際して、最適な第１列の位置を決めている様子を、概念的に示す図である。
（第１列の位置決定手順）
以下、第１列の位置を決定する手順を、順に示す。
（i）素材全てが良好領域と仮定した場合に、製品を列内に丁度１個だけ配置することが可能な列切片を第１列として設定した場合に、第２列の列切片内に配置可能となる製品の最大個数Ｎを計算で求める。この様子を、図１０の（１）に示す。図１０において、３６は長方形の製品である。図１０の（１）では、Ｎｏ．１の矢印で示す第１列に製品３６を丁度１個配置したときには、Ｎｏ．２の矢印で示す第２列に製品３６は丁度３個、即ち最大３個配置することが可能であるため、Ｎは３となる。
【００８２】
なお、Ｎは、ｒとＢとＨにより定まる。
即ち、製品の幅（Ｘ軸方向長さ）をＢ、高さ（Ｙ軸方向長さ）をＨ、素材の半径をｒとしたとき、第１列の製品の上側のＹ座標値は、第１列の上側のＸ座標方向の長さＬ１がＢとなるため、ピタゴラスの定理より（ｒ２−Ｂ２／４）１／２となり、また下側の、即ち第２列の製品の上側のＹ座標値は（ｒ２−Ｂ２／４）１／２−Ｈとなる。
従って、第２列の上側のＸ座標方向の長さＬ２は、ピタゴラスの定理より、［ｒ２−｛（ｒ２−Ｂ２／４）１／２−Ｈ｝２］１／２となる。このため、第２列に配置することが可能な製品の最大個数Ｎは、Ｌ２／Ｂとなる。
【００８３】
また、第１列に製品をｎ個配置するときのＹ座標値は、上側が（ｒ２−ｎ２Ｂ２／４）１／２となり、下側は（ｒ２−ｎ２Ｂ２／４）１／２−Ｈとなる。
なお、第２列以下では、ワイヤ放電加工で切断するため、ワイヤの太さを考慮する等の処理が必要であるが、これは自明かつ発明の趣旨には直接の関係がないため、説明を省略する。
【００８４】
（ii）素材全てが良好領域と仮定した場合に、製品を列内に２個だけ配置することが可能な列切片を第１列として設定した場合から順に、列内に製品を（Ｎー１）個配置することが可能な列切片を第１列として設定した場合までについて、第１列のＹ座標値を計算で求める。なお、計算は周知であるため、説明は省略する。図１０の（２）では、Ｎｏ．１の矢印で示す第１列に製品３６が丁度２個配置された場合を示す。なお、図１０では、Ｎが３であるため、図１０に示す素材と製品の場合には、列切片の第１列の位置は、この２ケースしかない。
【００８５】
（iii）前記各ケースについて、第１列に続いて第２列、第３列と列切片を順に形成し、さらに後で説明する製品配置形成手順に従って、各列切片内の良好切片に製品を配置するが、この際素材の全数切りを行なうと仮定したときの製品の取れ数を求める。この様子の一部を、図１０の（３）に示す。図１０の（３）は、第１列に製品を丁度１個配置したＹ座標位置のケースにおいて、素材の不良領域を考慮して、即ち良好切片内に製品を配置して全数切りをした場合を示す。このケースでは、列切片の列数は８であり、切取れる製品の個数は１９である。
（iv）第１列のＹ座標値を変えた各ケースにおいて、同様の条件で製品の取れ数を求め、各ケースでの取れ数を比較し、最大の取れ数となるケースを実際の列切片の第１列とする。
【００８６】
即ち、良好切片のみへの製品の配置であるが、製品の形状が長方形であれば、Ｘ軸方向の帯である良好領域の長さ（右の境界のＸ座標値−左の境界のＸ座標値）をＬとし、製品の幅（Ｘ軸方向の長さ）をＢとすれば、切取れる製品の個数は〔Ｌ／Ｂ〕、ここに〔〕はガウスの記号、である。
【００８７】
（製品配置形成手順）
本手順は、良好切片内に最大個数配置するために、製品の良好切片内での配置を検討する手順である。
製品が三角形、通常の平行四辺形、台形等であれば、その向きにより取れ個数が相違する。平行四辺形の場合を、図１１に示す。図１１の３８は、平行四辺形の製品である。２８は、良好切片と不良ドメイン５０との境界線である。図１１の（１）に示す配置は、図１１の（２）に示す配置より１個余計に取れる。このため、良好切片内への製品の配置に際しては、製品が平行四辺形や三角形や台形であれば、製品の配置に際して、予めのプログラムに従って、その境界の傾斜が異なることとなる向きをも考慮する。
【００８８】
［第２の実施の形態］
本実施の形態は、端材を使用して、最初の製品と形状が異なる製品を入力された個数だけ切取る部分切りの場合である。
図１２を参照しつつ、本実施の形態を説明する。図１２は、端材に台形の製品を配置する様子を概念的に示す図である。図１２おいて、１５は先行する製品の切取で切取られた箇所、即ち空白領域であり、３０は台形の製品であり、３１は最上段の列切片に２個ある製品（最上部の製品）であり、３２は最下段の列切片に１個だけある製品（最下部の製品）である。
【００８９】
図１２の（１）に示すような端材１１から切取る場合には、既に切取られている空白領域１５は素材があるがマーキングが付された不良箇所と、即ち不良ドメインｆ１と擬制し、その上で第１の実施の形態と同様な最適配置シミュレーションを行なって第１列の列切片の位置を決め、その下で各良好切片内へ、製品を入力された個数だけ、具体的には１５個配置する。この様子を、図１２の（２）に示す。この場合には、第３列目の列切片の両端に、合計２個の製品３１を配置することが可能となる。
【００９０】
図１２の（３）は、配置に際して、列切片の第１列のＹ座標値が図１２の（２）の場合より少し大きい場合、即ち上側となる場合の１例である。この場合には、図１２の（２）の場合の第３列目のように、両端に合計２個の製品３１を配置することが出来ず、このため１５個目の製品（最下部の製品）３２を１個だけ配置する列切片が必要となる。
このため、１５個目の製品を配置する列切片の最下部と、最初の円形であったときの素材の頂点との距離は、図１２の（２）におけるＨ２が、（３）におけるＨ３より短くなる。
【００９１】
［第３の実施の形態］
本実施の形態は、製品の形状や入力された個数に応じて、配置する製品の向きを変化させることに関する。
この様子を、図１３に示す。図１３において、３６は長方形の製品である。図１３の（１）は長方形の製品を横長に配列した場合であり、図１３の（２）は縦長に配列した場合である。この場合、横長の方が余計配列できる。
また、図１３の（３）は、部分切りの場合に両方向を組合せて配列した場合である。
【００９２】
［第４の実施の形態］
本実施の形態は、製品が円の場合の第１列の決定方法に関する。
図１４を参照しつつ説明する。図１４は、第１列に製品を１個から５個まで配列した様子を示す。図１４において、３３は円形の製品である。
図１４の（１）において、第１列を、列内に製品を１個だけ配置可能な位置とすると、第２列には６個配置可能である。即ち、Ｎは６である。このため、図１４の（１）から（５）に示す様に、列内に製品を１個から５個まで配列可能な座標位置を計算で求め、各ケースについて、全数切りで幾つ製品を切取れるかを求め、最適な第１列の位置を求めることとなる。
なお、図１４では、製品の配置は蜂の巣状の六方配置であるが、これは正方配置であってもよい。
【００９３】
［第５の実施の形態］
本実施の形態は、列切片を形成するに先立って、製品を配置する際の向きや組合せを決めることに関する。
製品の向きによって、各良好切片内に配置可能な個数が相違する場合があるだけでなく、製品を配置する向きを変えれば、列切片の高さが相違し、部分切りにおいて特に顕著であるが、端材から再度製品を切取るに際して、その良好領域の大きさが変化することもある。
このため、第１列の最適配置シミュレーションにおける列切片の高さの決定や配置される製品の向きや組合せは、製品の形状に応じて適切なものが採用される。
【００９４】
図１５は、２等辺三角形の製品４６の場合であり、原則として２個１組で平行四辺形を形成した状態で配置される。
図１６は、等脚台形の製品４０の場合であり、原則として２個１組で平行四辺形４１を形成した状態で配置される。
図１７は、直角台形の製品４２の場合であり、原則として２個１組で平行四辺形４３や長方形４４を形成した状態で配置される。
また、製品の形状が扇形等の場合には、条件にもよるが、図１８の（１）に示す様に複数組合せて平行四辺形と近似したり、図１８の（２）に示す様に円としたりしてネスティングを行なう。
【００９５】
従って、製品の形状や製品と素材の寸法の比率毎に、これらの最適な組合せが予めメモリに記憶されており、列切片の作成に際して個々に適切な組合せが決定される。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の第１の実施の形態において、素材の形状とマーキングを画像データとして入力する装置の概念図である。
【図２】画像データとして入力するために、拡散板とカセット型素材保持部を使用している様子を概念的に示す図である。
【図３】画像データを、各素領域を単位とする数値データとして管理する様子を概念的に示す図である。
【図４】不良ドメインを作成している様子を概念的に示す図である。
【図５】不良ドメイン間の良好領域を不良領域と擬制して、これらを一纏めにして管理する様子を概念的に示す図である。
【図６】列切片内にある不良ドメインの分岐箇所の凹みを不良領域と擬制している様子を、概念的に示す図である。
【図７】列切片と完全に交差する不良ドメインと良好切片との境界を定めている様子を、概念的に示す図である。
【図８】列切片と上部でのみあるいは下部でのみ交差する不良ドメインと、良好切片との境界を定めている様子を、概念的に示す図である。
【図９】列切片内にある不良ドメインと、良好切片との境界を定めている様子を、概念的に示す図である。
【図１０】列切片の第１列のＹ座標の位置を複数ケース決めている様子を概念的に示す図である。
【図１１】製品を配置する向きによって、配置可能な個数が相違する様子を概念的に示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態の要部、即ち端材を対象とする最適配置シミュレーションの様子を、概念的に示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態の要部、即ち製品の向きを変えている様子を概念的に示す図である。
【図１４】本発明の第４の実施の形態の要部、即ち円形の製品に対して列切片の第１列のＹ座標の位置を複数ケース決めている様子を概念的に示す図である。
【図１５】２等辺三角形の製品を、２つ組合せて菱形を形成する様子を概念的に示す図である。
【図１６】等脚台形の製品を、２つ組合せて平行四辺形を形成する様子を概念的に示す図である。
【図１７】直角台形の製品を、２つ組合せて平行四辺形若しくは、長方形を作成している様子を、概念的に示す図である。
【図１８】複雑な形状の製品を組合せて、簡単な形状にしている様子を概念的に示す図である。
【符号の説明】
【００９７】
１０    素材
１１    端材
１５    空白領域
２１    素領域
２２    マーキング
２３    フラグ
２５    一部にマーキングがある素領域
２６    最も左方のフラグが付された素領域
２７    上下両端のフラグが付された素領域
２８    境界線
２９    撮影範囲
３０    台形の製品
３１    最上部の製品（台形）
３２    最下部の製品（台形）
３３    円形の製品
３４    製品（扇形）
３５    製品（１／３円）
３６    長方形の製品
３８    平行四辺形の製品
４０    製品（通常の台形）
４１    台形の製品２つで作られた平行四辺形
４２    製品（直角台形）
４３    直角台形２つで作られた平行四辺形
４４    直角台形２つで作られた長方形
４５    製品（組を作らない台形）
４６    製品（２等辺三角形）
５０    不良ドメイン
５１    素領域が不良領域として認識された範囲
８０    画像データ入力部全体
８１    支柱
８２    台
８３    ＣＣＤカメラ
８４    リング照明部
８５    光源
８６    拡散板
８７    カセット型素材保持部
８８    接着剤
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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