(57)【要約】      （修正有）【課題】切断および仕上げ加工時間とを短縮できる加工方法とその作動プログラムを提供する。【解決手段】輪郭線Ｅ上に任意に定めた折れ点上の箇所Ｐからその箇所の両側で前記輪郭線を構成する二つの図形要素間の挟む角を二等分する方向に、切断加工の加工公差に等しい長さの第１の直線Ｌ１を引き、その第１の直線の終点を通ってその第1の直線と直交する第２の直線を引き、その第２の直線と、前記箇所の両側で前記輪郭線を構成する二つの図形要素群との二つの交点ＰＡ、ＰＢをそれぞれ求めて、前記第２の直線の、それら二つの交点間の部分を開先角度変更用直線Ｄとし、前記二つの交点間の開先角度の設計上の変化量分レーザ切断機がレーザヘッドの傾斜角を変更するに要する所定長さ以上の長さをその開先角度変更用直線が有している場合に、その開先角度変更用直線に沿ってレーザヘッドを移動させつつそのレーザヘッドの傾斜角を開先角度の変化量分変化させる。【選択図】図３
2007275974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＣレーザ切断機が所定輪郭線に沿って開先角度を漸次に変化させつつ開先加工を行いながらその輪郭線に沿って切断加工を行うに際し、
前記輪郭線上に任意に定めた箇所から、その箇所が折れ点上に位置する場合はその箇所の両側で前記輪郭線を構成する二つの図形要素間の挟む角を二等分する方向、その箇所が直線上に位置する場合はその直線の法線方向またはその直線の両端に続いて前記輪郭線を構成する二つの図形要素間の挟む角を二等分する方向に、前記切断加工の加工公差に等しい長さの第１の直線を引き、
その第１の直線の終点を通ってその第1の直線と直交する第２の直線を引き、
その第２の直線と、前記箇所の両側で前記輪郭線を構成する二つの図形要素群との二つの交点をそれぞれ求めて、前記第２の直線の、それら二つの交点間の部分を開先角度変更用直線とし、
前記二つの交点間の開先角度の設計上の変化量分前記ＮＣレーザ切断機がレーザヘッドの傾斜角を変更するに要する所定長さ以上の長さを、その開先角度変更用直線が有しているか判断し、
前記開先角度変更用直線が前記所定長さを有している場合に、その開先角度変更用直線を、前記二つの交点間で前記輪郭線を構成している図形要素の代わりの図形要素として、その開先角度変更用直線に沿ってレーザヘッドを移動させつつそのレーザヘッドの傾斜角を前記開先角度の変化量分変化させることを特徴とする、ＮＣレーザ切断機による開先切断方法。
【請求項２】
前記二つの図形要素群はそれぞれ、同一の図形要素群中では同一の開先角度の輪郭線を構成する複数の図形要素からなることを特徴とする、請求項１記載のＮＣレーザ切断機による開先切断方法。
【請求項３】
前記箇所が曲線上に位置する場合はその箇所でのその曲線の法線方向に、前記切断加工の加工公差に等しい長さの第１の直線を引くことを特徴とする、請求項１または２記載のＮＣレーザ切断機による開先切断方法。
【請求項４】
ＮＣレーザ切断機が所定輪郭線に沿って開先角度を漸次に変化させつつ開先加工を行いながらその輪郭線に沿って切断加工を行うためのＮＣプログラムを、ＣＡＭシステムが作成するための作動プログラムにおいて、
前記輪郭線上に任意に定められた箇所から、その箇所が折れ点上に位置する場合はその箇所の両側で前記輪郭線を構成する二つの図形要素間の挟む角を二等分する方向、その箇所が直線上に位置する場合はその直線の法線方向またはその直線の両端に続いて前記輪郭線を構成する二つの図形要素間の挟む角を二等分する方向に、前記切断加工の加工公差に等しい長さの第１の直線を引くステップと、
その第１の直線の終点を通ってその第1の直線と直交する第２の直線を引くステップと、
その第２の直線と、前記箇所の両側で前記輪郭線を構成する二つの図形要素群との二つの交点をそれぞれ求めて、前記第２の直線の、それら二つの交点間の部分を開先角度変更用直線とするステップと、
前記二つの交点間の開先角度の設計上の変化量分前記ＮＣレーザ切断機がレーザヘッドの傾斜角を変更するに要する所定長さ以上の長さを、その開先角度変更用直線が有しているか判断するステップと、
前記開先角度変更用直線が前記所定長さを有している場合に、前記開先角度変更用直線を、前記二つの交点間で前記輪郭線を構成している図形要素の代わりの図形要素として、その開先角度変更用直線に沿ってレーザヘッドを移動させつつそのレーザヘッドの傾斜角を前記開先角度の変化量分変化させるようにするステップと、を具え、
それらのステップが全て、前記ＣＡＭシステムを構成するコンピュータにより行われるものである、ＣＡＭシステム用作動プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、造船部材等の、開先を持つ部材を切り出すためにＮＣ（数値制御）レーザ切断機で開先の加工を行いながら板材を切断する際に用いて好適な開先切断方法およびその方法の実施に用いるＮＣプログラムの作成のためのＣＡＭ（コンピュータ支援加工）システム用作動プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
造船部材は、図９（a）に平面形状を示すように、船殻形状に対応して丸みを帯びた輪郭を持つとともに溶接のための開先を持つ端部Eを有する場合が多く、その丸みを帯びた輪郭は通常、隣接する直線要素間の折れ角が１度以下の数ｍｍから十数ｍｍの長さの多くの細かな直線要素の繋がりで構成され、図９（ｂ）に示すように、それらの細かな直線要素の幾つか毎に端部Eの開先Gの角度（対象位置で輪郭線と直交する平面内での、部材表面に垂直な方向に対する部材端面の傾斜角）が数度単位で変化しており、これによりその造船部材の端部Eは、丸みを帯びた輪郭に沿って開先角度が漸次に変化している。
【０００３】
一方、従来のＮＣレーザ切断機ではその構造上、レーザヘッドが移動する間はレーザヘッドの傾斜角（レーザヘッドの進行方向に直交する平面内での、切断する板材の平面に垂直な方向に対するレーザ照射方向の傾斜角）が固定されている。このため従来、上記のような部材の切り出しの際に部材の端部の輪郭に沿って開先角度を漸次変化させてレーザ切断を行うためには、上記多くの細かな直線要素のうち、開先角度を変更する直線要素の一つ前の直線要素の終了位置で切断を一旦終了し、レーザヘッドの傾斜角を僅かに変更してから次の直線要素の切断を開始する、という方法を行っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、切断の開始にはピアッシング（レーザでの穴あけ）が再度必要なため、上記従来の方法では、角度の変更位置を多くとれば、加工精度は高まるが、ＣＡＭシステムを構成するコンピュータのＮＣプログラム作成機能による、レーザヘッドの位置データを含むＮＣレーザ切断機用のＮＣプログラムの作成時間と切断加工の時間が膨大となる。一方、角度の変更位置を少なくすれば、ＮＣレーザ切断機用のＮＣプログラムの作成時間と切断加工の時間は短くなるが、加工精度は低くなるという問題があった。また切断を終了した箇所と次の切断の開始箇所との間はガス切断等で切り離すので、その部分をグラインダー等で仕上げる必要があり、この点でも加工時間がかかるという問題があった。
【０００５】
ところで近年、レーザヘッドの移動中もレーザヘッドの傾斜角を変更可能な新型のＮＣレーザ切断機が開発されており、このＮＣレーザ切断機では、直線移動中に限って、その移動距離に応じた角度だけレーザヘッドの傾斜角を変更することができ、言い換えれば、所望の傾斜角変更を行うにはそれに応じた距離の直線移動が必要とされる。
【０００６】
それゆえ本発明は、加工公差の範囲内で輪郭線を適宜に変更することで、上記新型のＮＣレーザ切断機を、前記丸みを帯びた輪郭を持つとともに溶接のための開先を持つ端部を有する部品の切り出しに適用可能として、前述した問題を有利に解決し、ＮＣレーザ切断機用のＮＣプログラムの作成時間と実際の切断および仕上げ加工時間とを短くすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成した本発明のＮＣレーザ切断機による開先切断方法は、ＮＣレーザ切断機が所定輪郭線に沿って開先角度を漸次に変化させつつ開先加工を行いながらその輪郭線に沿って切断加工を行うに際し、前記輪郭線上に任意に定めた箇所から、その箇所が折れ点上に位置する場合はその箇所の両側で前記輪郭線を構成する二つの図形要素間の挟む角を二等分する方向、その箇所が直線上に位置する場合はその直線の法線方向またはその直線の両端に続いて前記輪郭線を構成する二つの図形要素間の挟む角を二等分する方向に、前記切断加工の加工公差に実質的に等しい長さの第１の直線を引き、その第１の直線の終点を通ってその第1の直線と直交する第２の直線を引き、その第２の直線と、前記箇所の両側で前記輪郭線を構成する二つの図形要素群との二つの交点をそれぞれ求めて、前記第２の直線の、それら二つの交点間の部分を開先角度変更用直線とし、前記二つの交点間の開先角度の設計上の変化量分前記ＮＣレーザ切断機がレーザヘッドの傾斜角を変更するに要する所定長さ以上の長さを、その開先角度変更用直線が有しているか判断し、前記開先角度変更用直線が前記所定長さを有している場合に、その開先角度変更用直線を、前記二つの交点間で前記輪郭線を構成している図形要素の代わりの図形要素として、その開先角度変更用直線に沿ってレーザヘッドを移動させつつそのレーザヘッドの傾斜角を前記開先角度の変化量分変化させることを特徴としている。
【０００８】
また、上記方法の実施に用いる本発明のＣＡＭシステム用作動プログラムは、ＮＣレーザ切断機が所定輪郭線に沿って開先角度を漸次に変化させつつ開先加工を行いながらその輪郭線に沿って切断加工を行うためのＮＣプログラムを、ＣＡＭシステムが作成するための作動プログラムにおいて、前記輪郭線上に任意に定められた箇所から、その箇所が折れ点上に位置する場合はその箇所の両側で前記輪郭線を構成する二つの図形要素間の挟む角を二等分する方向、その箇所が直線上に位置する場合はその直線の法線方向またはその直線の両端に続いて前記輪郭線を構成する二つの図形要素間の挟む角を二等分する方向に、前記切断加工の加工公差に等しい長さの第１の直線を引くステップと、その第１の直線の終点を通ってその第1の直線と直交する第２の直線を引くステップと、その第２の直線と、前記箇所の両側で前記輪郭線を構成する二つの図形要素群との二つの交点をそれぞれ求めて、前記第２の直線の、それら二つの交点間の部分を開先角度変更用直線とするステップと、前記二つの交点間の開先角度の設計上の変化量分前記ＮＣレーザ切断機がレーザヘッドの傾斜角を変更するに要する所定長さ以上の長さを、その開先角度変更用直線が有しているか判断するステップと、前記開先角度変更用直線が前記所定長さを有している場合に、前記開先角度変更用直線を、前記二つの交点間で前記輪郭線を構成している図形要素の代わりの図形要素として、その開先角度変更用直線に沿ってレーザヘッドを移動させつつそのレーザヘッドの傾斜角を前記開先角度の変化量分変化させるようにするステップと、を具え、それらのステップが全て、前記ＣＡＭシステムを構成するコンピュータにより行われるものであることを特徴としている。
【０００９】
かかる本発明のＮＣレーザ切断機による開先切断方法およびその実施のためのＣＡＭシステム用作動プログラムによれば、上記手順で作成した開先角度変更用直線は、その開先角度変更用直線から最も離れている位置が上記任意に定められた箇所であるので、元の輪郭線から最大で加工公差分だけ離間しており、それゆえこの開先角度変更用直線に沿う切断加工は、元の輪郭線から加工公差の範囲内のものとなる。そしてその開先角度変更用直線に沿う切断加工は、輪郭線と第２の直線との二つの交点の間での開先角度の設計上の変化量分ＮＣレーザ切断機がレーザヘッドの傾斜角を変更するに要する所定長さ以上の直線長さで行うので、ＮＣレーザ切断機はレーザヘッドの傾斜角を、二つの交点の間での開先角度の設計上の変化量分、確実に変更することができる。
【００１０】
従って、本発明のＮＣレーザ切断機による開先切断方法およびその実施のためのＣＡＭシステム用作動プログラムによれば、ＮＣレーザ切断機により、所定輪郭線に沿って開先角度が漸次に変化するように開先加工を行いながら、その輪郭線に沿って切断加工を行う際に、切断の一旦終了と開始とを大幅に削減してレーザヘッドの傾斜角を漸次変更することができるので、ＮＣレーザ切断機用のＮＣプログラムの作成時間と実際の切断および仕上げ加工時間とを大幅に短くすることができる。
【００１１】
なお、本発明のＮＣレーザ切断機による開先切断方法およびその実施のためのＣＡＭシステム用作動プログラムにおいては、前記二つの図形要素群はそれぞれ、同一の図形要素群中では同一の開先角度の輪郭線を構成する複数の図形要素からなるものであっても良く、このようにすれば、前記二つの交点での開先角度はあらかじめ判明していることから、開先角度の設計上の変化量分ＮＣレーザ切断機がレーザヘッドの傾斜角を変更するに要する所定長さも容易に判明するので、開先角度変更用直線がその所定長さ以上の長さを有するか否かの判断も短時間で容易に行い得て、ＮＣレーザ切断機用のNCプログラムの作成時間をさらに短縮することができる。
【００１２】
また、本発明のＮＣレーザ切断機による開先切断方法およびその実施のためのＣＡＭシステム用作動プログラムにおいては、前記箇所が曲線上に位置する場合はその箇所でのその曲線の法線方向に、前記切断加工の加工公差に等しい長さの第１の直線を引くこととしても良く、このようにすれば、輪郭線を構成する線要素が曲線を含む場合でも、先の場合と同様の作用効果をもたらすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１は、本発明のＮＣレーザ切断機による開先切断方法の一実施例の実施のためのＣＡＭシステムを模式的に示す構成図、図２は、その実施例の方法の実施のためのＣＡＭシステム用作動プログラムの一実施例を示すフローチャートであり、ここにおけるＣＡＭシステム１は、ＮＣレーザ切断機２と、そのＮＣレーザ切断機２に接続された、そのＮＣレーザ切断機２用のＮＣプログラム作成用コンピュータ３とを具えている。
【００１４】
ここにおけるＮＣレーザ切断機２は、例えばＣＯ２レーザのレーザビームを発生させるレーザ発生器２ａと、そのレーザ発生器２ａから光学的に導かれたレーザビームを下向きに照射出力するレーザヘッド２ｂと、そのレーザヘッド２ｂを二次元的に移動させて鋼板等の板材を任意の平面形状に切断するとともにその切断中にレーザヘッド２ｂの傾斜角を変更するレーザヘッド移動機構２ｃと、レーザ発生器２ａおよびレーザヘッド移動機構２ｃの作動を数値制御するNC用コンピュータ２ｄとを有している。
【００１５】
また、ここにおけるＮＣプログラム作成用コンピュータ３は通常のもので、ＣＰＵ（中央処理ユニット）を持つ本体３ａと、画面表示用のディスプレイ装置３ｂと、キー入力用のキーボード３ｃと、ポインタの移動とクリック指示用のマウス３ｄとを有している。
【００１６】
しかしてこの実施例の方法では、例えば図９（ａ），（ｂ）に示す如き造船部材の開先切断のためのNCプログラムを、ＮＣプログラム作成用コンピュータ３が、図２示す如き手順で作成する。ここで、その造船部材は、先に述べたように、船殻形状に対応して丸みを帯びた輪郭を持つとともに溶接のための開先を持つ端部Eを有していて、その丸みを帯びた輪郭が、隣接する直線要素間の折れ角が１度以下の数ｍｍから十数ｍｍの長さの多くの細かな直線要素の繋がりで構成され、それらの細かな直線要素の幾つか毎に端部Eの開先Gの角度が数度単位で変化しており、これによりその造船部材の端部Eは、丸みを帯びた輪郭に沿って開先角度が漸次に変化している。
【００１７】
図２に示す手順では、図示しないＣＡＤ（コンピュータ支援設計）システムであらかじめ作成した上記造船部材のＣＡＤデータをＮＣプログラム作成用コンピュータ３が読み込んでおいて、ＮＣプログラム作成用コンピュータ３が、先ずステップＳ１で、そのＣＡＤデータが示す端部Eの輪郭の、開先角度がαからβに変化する点を例えば当該ＣＡＭシステムのオペレータによるマウス３ｄの操作で選択され、その選択された点をPとする。ここで、点Pはその前後の直線要素が互いに角度を持っているため折れ点に位置しており、その点Pの図では左側の複数の直線からなる図形要素群Aは何れも開先角度αであり、その点Pの図では右側の複数の直線からなる図形要素群Bは何れも開先角度βである。
【００１８】
次に、ステップＳ２で、その点Pの図では左右に繋がる直線間の挟む角を二等分する方向に、その点Pから公差L１の長さの、第１の直線としての直線要素Cを作成して、点Pから公差L１分移動した点P´を定義し、続くステップＳ３では、その点P´を通り、直線要素C と直交する、第２の直線としての直線Lを作成する。
【００１９】
次のステップＳ４では、直線Lと図形要素群Aとの交点ＰＡを求めるとともに、直線Lと図形要素群Ｂとの交点ＰＢを求め、続くステップＳ５では、それらの交点ＰＡ，ＰＢ間を結ぶ、開先角度変更用直線としての直線要素Dを作成する。
【００２０】
次のステップＳ６では、それらの交点ＰＡ，ＰＢ間の距離すなわち直線要素Dの長さＬ２が、ＮＣレーザ切断機２がレーザヘッド２ｂの傾斜角を変更して開先角度をαからβまで変化させるのに要するレーザヘッド２ｂの直線移動の規定量以上あるか否かを判断し、なければこの点Pに関する処理を終了する。
【００２１】
なお、開先角度をαからβまで変化させるのに要するレーザヘッド２ｂの直線移動の最小量は、ＮＣレーザ切断機２の仕様により定まっているが、切断条件によってはその最少量では切断できない場合もあるので、上記規定量は、切断条件に応じてその最小値以上に定められて、あらかじめオペレータによりＮＣプログラム作成用コンピュータ３に与えられている。
【００２２】
ステップＳ６で、直線要素Dの長さＬ２が上記規定量以上あると判断した場合には、次のステップＳ７で、交点ＰＡより図では左の直線要素群Aと、直線要素Ｄと、交点ＰＢより図では右の直線要素群Ｂとを結んだ形状を当該造船部品の端部Eの輪郭形状に変更し、最後のステップＳ８で、その直線要素Ｄを、開先角度をαからβまで変化させる要素とする。
【００２３】
このようにしてＮＣプログラム作成用コンピュータ３が、造船部品のＣＡＤデータの端部Eの輪郭線を変更するとともにその輪郭線に沿ってレーザヘッド２ｂを移動させながらレーザヘッド２ｂの傾斜角を変更するように作成したNCプログラムは、ＮＣレーザ切断機２のNC用コンピュータ２ｄに渡され、上記実施例の方法ではこのＮＣプログラムによりNC用コンピュータ２ｄが、レーザ発生器２ａおよびレーザヘッド移動機構２ｃの作動を数値制御して、板材から上記造船部品を切り出す。
【００２４】
従って、この実施例のＮＣレーザ切断機による開先切断方法およびその実施のためのＣＡＭシステム用作動プログラムによれば、上記手順で作成した直線要素Ｄは、元の輪郭線の、その直線要素Ｄから最も離れている位置が上記任意に定められた箇所であるので、元の輪郭線から最大で加工公差分だけ離間しており、それゆえこの直線要素Ｄに沿う切断加工は、元の輪郭線から加工公差の範囲内のものとなる。そしてその直線要素Ｄに沿う切断加工は、輪郭線と直線Ｌとの二つの交点ＰＡ，ＰＢの間での開先角度の設計上の変化量（α−β）分ＮＣレーザ切断機２がレーザヘッドの傾斜角を変更するに要する所定長さ以上の直線長さＬ２で行うので、ＮＣレーザ切断機２はレーザヘッド２ｂの傾斜角を、二つの交点ＰＡ，ＰＢの間での開先角度の設計上の変化量（α−β）分、確実に変更することができる。
【００２５】
それゆえ、この実施例のＮＣレーザ切断機による開先切断方法およびその実施のためのＣＡＭシステム用作動プログラムによれば、ＮＣレーザ切断機２により、所定輪郭線に沿って開先角度が漸次に変化するように開先加工を行いながら、その輪郭線に沿って切断加工を行う際に、切断の一旦終了と開始とを殆どもしくは全く行うことなくレーザヘッド２ｂの傾斜角を漸次変更することができるので、ＮＣレーザ切断機２用のＮＣプログラムの作成時間と実際の切断および仕上げ加工時間とを大幅に短くすることができる。
【００２６】
しかもこの実施例のＮＣレーザ切断機による開先切断方法およびその実施のためのＣＡＭシステム用作動プログラムによれば、上記二つの図形要素群Ａ，Ｂはそれぞれ、図形要素群Ａ中では同一の開先角度αの輪郭線を構成する複数の図形要素からなり、図形要素群Ｂ中では同一の開先角度βの輪郭線を構成する複数の図形要素からなるものであるため、二つの交点ＰＡ，ＰＢでの開先角度はあらかじめα、βと判明していることから、開先角度の設計上の変化量分ＮＣレーザ切断機２がレーザヘッド２ｂの傾斜角を変更するに要する所定長さも容易に判明するので、直線要素Ｄがその所定長さ以上の長さを有するか否かの判断も短時間で容易に行い得て、ＮＣレーザ切断機２用のNCプログラムの作成時間をさらに短縮することができる。
【００２７】
ところで、図４（ａ）の左側に示すように、板材から切り出す部品のコーナ部に開先加工がない場合は通常、図４（ａ）の右側に示すように、一筆書きの如く一工程でその部品を切断するが、図４（ｂ）の左側に示すように、板材から切り出す部品のコーナ部に開先加工がある場合は、前述のようにレーザヘッドの傾斜角を変更する必要上、図４（ｂ）の右側に示すように、経路Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の順に切断し、経路間で一旦切断を終了して部品形状から逃げ、再度切断を開始して切り込んで次の経路を切断している。
【００２８】
しかしながらこの場合に、図５の左側に示す開先加工のある経路Ｐ２に次ぐ経路Ｐ３の切断の際、その経路Ｐ３の開始部分で切断面が乱れ、その面に傷が入るという問題があり、その原因は、レーザビームで溶かした材料の吹き飛ばし等のために板材表面に吹き付けているアシストガスの流れが開先面で変わり、アシストガスが逃げてしまうためであると推定される。
【００２９】
そして上記のような現象を回避するためには、表開先切断の切断順序を最後にすればよいが、レーザ切断の熱による影響により、切断中の部品が動いたり変形したりして製品精度が悪くなる可能性がある。また、部品の形状によっては、表開先切断の切断順序が最後にならないこともある。
【００３０】
そこで、この実施例の方法では、ＮＣプログラム作成用コンピュータ３が、開先切断のためのNCプログラムを作成するに際し、さらに、図６示す如き手順を実行する。すなわちここでは、あらかじめ例えば当該ＣＡＭシステムのオペレータが図７，８に示す如き残し量Ｌｒと控え量Ｌｃと逃げ角φとを入力しておくと、ＮＣプログラム作成用コンピュータ３が、先ずステップＳ１１で、切り出す部品の輪郭線を構成する複数の図形要素のうち、切断の際に先行する図形要素Ｍが表開先加工を行う図形要素であるか否かで、処理対処のコーナ部か否かを判断し、先行する要素Ｍが表開先加工を行う図形要素でない場合は、処理対処のコーナ部でないと判断してこのコーナ部に関する処理を終了する。
【００３１】
一方、ステップＳ１１で、先行する図形要素Ｍが表開先加工を行う図形要素である場合は、処理対処のコーナ部であると判断して、次のステップＳ１２で、図形要素Ｍとそれに続く図形要素Ｎとの間の内角（挟む角）θを求め、続くステップＳ１３で、その内角θが９０°（直角）以上か否かを判断する。そして内角θが９０°以上の場合は、ステップＳ１４で、図７に示すように、図形要素Ｎの開先形状と板厚とから開先切断の板表面線Ｎ´を求め、続くステップＳ１５で、図形要素Ｍと図形要素（板表面線）Ｎ´との交点である押さえ点Ｑを求めて、その押さえ点Ｑから図形要素Ｍの延長線上で図形要素Ｎまでの距離である、開先切断による影響部分の長さＬｇを幾何学的に求めるとともに、その押さえ点Ｑから図形要素Ｍ上で上記控え量Ｌｃ戻った位置を逃がし初めの点として、その逃がし初めの点から図形要素Ｍの延長線が図形要素Ｎと交差する点までの距離である逃がし量Ｌｏを求める。
【００３２】
その後はステップＳ１６で、上記押さえ点Ｑからの控え量Ｌｃおよび残し量Ｌｒと上記逃げ角φとから図７に実線で示す如き図形要素Ｍについての逃がし形状Ｆｏを作成して、この処理を終了する。ここで、逃がし形状Ｆｏは途中で止まっており、図形要素Ｎ，Ｎ´とは繋がっていない。このようにこの実施例では、表開先切断があるコーナ部の処理は、コーナ部の手前から部品外に切断経路を逃がして途中まで切断を行うこととし、切断されずに残った部分は、部品を片付けるときにガス切断にて切断して、グラインダーで仕上げられるようにしている。なお、逃がし部分の形状は、鋼板等の板材の板厚やコーナ部の角度、開先角度によってさまざまであるので、上記のように控え量Ｌｃ、残し量Ｌｒおよび逃げ角φはオペレータが指定値を与え、開先切断による影響部分の長さＬｇは自動加算することとした。
【００３３】
また、上記ステップＳ１３での判断の結果、その内角θが９０°未満の場合は、ステップＳ１７で、図８に示すように、図形要素Ｍの開先形状と板厚とから開先切断の板表面線Ｍ´を求め、続くステップＳ１８で、ステップＳ１４と同様に、図形要素Ｎの開先形状と板厚とから開先切断の板表面線Ｎ´を求め、さらに次のステップＳ１９で、図形要素（板表面線）Ｍ´と図形要素（板表面線）Ｎ´との交点である押さえ点Ｑを求め、さらに次のステップＳ２０で、押さえ点Ｑから先行する図形要素Ｍに垂線を下ろし、その垂線と図形要素Ｍとの交点を控え量Ｌｃの新たな押さえ点Ｑ´とする。
【００３４】
これ以後は、先のステップＳ１６に戻り、上記押さえ点Ｑからの控え量Ｌｃおよび残し量Ｌｒと上記逃げ角φとから図８に実線で示す如き図形要素Ｍについての逃がし形状Ｆｏを作成して、この処理を終了する。このように、内角θが９０°未満の場合に新たな押さえ点Ｑ´を求めてそこから控え量Ｌｃ分の位置を逃がし初めの点にするのは、内角θが９０°以上の場合と同様に図形要素Ｍと図形要素（板表面線）Ｎ´との交点である押さえ点Ｑから控え量Ｌｃ分の位置を逃がし初めの点とすると、逃がし量Ｌｏが不足して開先切断による切断面の荒れが残る可能性があるからである。
【００３５】
従って、この実施例のＮＣレーザ切断機による開先切断方法およびその実施のためのＣＡＭシステム用作動プログラムによれば、開先加工のある経路に次ぐ経路の切断の際に、その経路の開始部分の切断面に傷が入るのを有効に防止することができる。
【００３６】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、例えば上記実施例では、ステップＳ１で、部品の端部Eの輪郭線の、開先角度がαからβに変化する点である折れ点を点Ｐとして選択しているが、開先角度がαからβに変化する前または後の直線要素上に点Ｐを選択しても良く、この場合には、その直線の法線方向またはその直線の両端に続いて輪郭線を構成する二つの図形要素間の挟む角を二等分する方向に、切断加工の加工公差Ｌ１に実質的に等しい長さの直線要素Ｃを引いても良い。
【００３７】
また、部品の端部Eの輪郭線が曲線要素を含んでいる場合に、ステップＳ１で、その曲線上の点を点Ｐとして選択し、その点Ｐでのその曲線の法線方向に、切断加工の加工公差Ｌ１に等しい長さの直線要素Ｃを引くこととしても良く、このようにすれば、輪郭線を構成する線要素が曲線を含む場合でも、先の場合と同様の作用効果をもたらすことができる。
【００３８】
そして、上記実施例ではＣＡＭシステム用作動プログラムはＣＡＭシステム１を構成するＮＣプログラム作成用コンピュータ３用のものとしたが、本発明のＮＣレーザ切断機による開先切断方法およびその実施のためのＣＡＭシステム用作動プログラムは、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムおよびそれを構成するＮＣプログラム作成用コンピュータに適用しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
かくしてこの発明のＮＣレーザ切断機による開先切断方法およびその実施のためのＣＡＭシステム用作動プログラムによれば、ＮＣレーザ切断機により、所定輪郭線に沿って開先角度が漸次に変化するように開先加工を行いながら、その輪郭線に沿って切断加工を行う際に、切断の一旦終了と開始とを大幅に削減してレーザヘッドの傾斜角を漸次変更することができるので、ＮＣレーザ切断機用のＮＣプログラムの作成時間と実際の切断および仕上げ加工時間とを大幅に短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のＮＣレーザ切断機による開先切断方法の一実施例の実施のためのCAMシステムを模式的に示す構成図である。
【図２】上記実施例の方法の実施のためのＣＡＭシステム用作動プログラムの一実施例を示すフローチャートである。
【図３】上記実施例のＣＡＭシステム用作動プログラムが開先角度変更用直線としての直線要素Dを作成する方法を示す説明図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、ＮＣレーザ切断機による従来の開先切断方法を示す説明図である。
【図５】上記従来の開先切断方法の問題点を示す説明図である。
【図６】上記従来の開先切断方法の問題点を解決した上記実施例のＣＡＭシステム用作動プログラムを示すフローチャートである。
【図７】上記実施例のＣＡＭシステム用作動プログラムが内角が９０°以上のコーナ部について逃がし形状Ｆｏを作成する方法を示す説明図である。
【図８】上記実施例のＣＡＭシステム用作動プログラムが内角が９０°未満のコーナ部について逃がし形状Ｆｏを作成する方法を示す説明図である。
【図９】（ａ）は、ＮＣレーザ切断機により開先切断を行う部品の端部輪郭を例示する平面図、（ｂ）は、その輪郭に施される開先を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  ＣＡＭシステム
２  ＮＣレーザ切断機
２ａ  レーザ発生器
２ｂ  レーザヘッド
２ｃ  レーザヘッド移動機構
２ｄ  NC用コンピュータ
３  ＮＣプログラム作成用コンピュータ
３ａ  本体
３ｂ  ディスプレイ装置
３ｃ  キーボード
３ｄ  マウス
Ａ，Ｂ  図形要素群
Ｃ，Ｄ  直線要素
Ｅ  端部
Ｇ  開先
Ｌ  直線
Ｌ１  公差
Ｌ２  直線要素Ｄの長さ
Ｌｃ  控え量
Ｌｇ  開先切断による影響部分の長さ
Ｌｏ  逃がし量
Ｌｒ  残し量
Ｍ，Ｍ´，Ｎ，Ｎ´  図形要素
Ｐ，Ｐ´，ＰＡ，ＰＢ，Ｑ，Ｑ´  点
Ｐ１〜Ｐ３  経路
α，β  開先角度
θ  内角
φ  逃げ角
【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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