JP2010134577A - ネスティング方法及び装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ネスティング処理によってワーク上に配置した複数の部品間の間隔寸法を拡大して再配置するネスティング方法及び装置を提供する。
【解決手段】ネスティング装置1における表示手段13に表示されたシート状のワークWにおける板取可能領域45内に必要な複数の部品A,B,Cを配置した後、前記複数の部品A,B,Cを配置した部品配置領域47のX,Y方向の寸法と前記板取可能領域45のX,Y方向の寸法との寸法差ΔX,ΔYを求め、上記X,Y方向の寸法差ΔX,ΔYが予め設定してあるX,Y方向の所定寸法以上の場合に、前記寸法差ΔX,ΔYに基づいて前記各部品A,B,C間のX方向又はY方向の少なくとも一方向の間隔を拡大して前記各部品A,B,Cの配置位置を変更するものである。
【選択図】図1

Description

本発明は、例えばパンチプレスやレーザ加工機などのごとき板材加工機によってシート状のワークから複数の部品を切断分離するときに、複数の部品を前記ワークの板取可能領域に対して配置するネスティング方法及び装置に係り、さらに詳細には、前記ワーク上に複数の部品を配置したとき、前記板取可能領域に余裕がある場合に、各部品間の棧幅(部品間の間隔寸法)をより大きくするネスティング方法及び装置に関する。
従来、パンチプレスやレーザ加工機などの板材加工機によってシート状のワークから複数の部品を切断加工する場合、前記ワークに対して各部品を歩留りよく配置するネスティングが行われている。上記ネスティングは、ネスティング装置によって自動的に行う場合と、ネスティング装置における表示手段に表示された各部品を、例えばマウスなどを利用して手動的に移動配置することが行われている(例えば特許文献1,2参照)。
特開平7−129223号公報 特開2008−52502号公報
上記特許文献1,2に記載のネスティング方法や従来の一般的なネスティング方法は、歩留りを良くするために、シート状のワークに対して各部品間の間隔(棧幅)を所定の一定幅に保持して各部品を配置している。したがって、複数の部品を配置した部品配置領域に隣接して比較的大きな空領域が生じることがある。この場合、上記空領域を端材として利用することができるものであり、歩留り向上の効果が得られるものである。
ところで、前記部品配置領域が比較的大きく、この部品配置領域に隣接した空領域が小さく、再利用する端材を取る面積が無い場合には、各部品を歩留りよく配置した状態のままワークから各部品を切断分離するのが普通である。したがって、ワークから各部品を切断分離すると、ワークの剛性が次第に低下するので、各部品を切断分離した後のスケルトンを処理する場合、スケルトンの剛性向上が望まれている。
本発明は、前述のごとき従来の問題に鑑みてなされたもので、ネスティング装置における表示手段に表示されたシート状のワークにおける板取可能領域内に必要な複数の部品を配置した後、前記複数の部品を配置した部品配置領域のX,Y方向の寸法と前記板取可能領域のX,Y方向の寸法との寸法差を求め、上記X,Y方向の寸法差が予め設定してあるX,Y方向の所定寸法以上の場合に、前記寸法差に基づいて前記各部品間のX方向又はY方向の少なくとも一方向の間隔を拡大して前記各部品の配置位置を変更することを特徴とするものである。
また、ネスティング装置における表示手段に表示されたシート状のワークにおける板取可能領域内に必要な複数の部品を配置した後、前記複数の部品を配置した部品配置領域に隣接した隣接領域に端材領域を設定し、前記板取可能領域から前記端材領域を除去した残りの板取可能領域のX,Y方向の寸法と前記部品配置領域のX,Y方向の寸法差を求め、このX,Y方向の寸法差が予め設定してあるX,Y方向の所定寸法以上の場合に、前記寸法差に基づいて前記各部品間のX方向又はY方向の少なくとも一方向の間隔を拡大して前記各部品の配置位置を変更することを特徴とするものである。
また、入力手段から制御装置に入力されたシート状のワークのワークデータに基づいて前記ワークの形状を表示する表示手段と、表示された前記ワーク上の板取可能領域内に配置すべき複数の部品及び各部品の数を前記制御装置に入力する前記入力手段と、各部品の形状、寸法を格納した部品データベースと、前記入力手段から入力された部品を前記データベースから検索して前記板取可能領域内に必要な複数の部品を配置するネスティング手段と、上記ネスティング手段によって配置された複数の部品を含む部品配置領域を演算する領域演算手段と、この領域演算手段によって演算された部品配置領域のX,Y方向の寸法と前記板取可能領域のX,Y方向の寸法差とを演算する演算手段と、この演算手段によって演算されたX,Y方向の寸法差と予め設定してあるX,Y方向の所定寸法とを比較する比較手段と、前記寸法差が前記所定寸法より大のときに、前記寸法差を複数の幅寸法に分割する分割演算手段と、この分割演算手段によって演算された幅寸法を前記各部品間のX方向又はY方向の少なくとも一方の間隔寸法に加算して各部品間の間隔寸法を演算する間隔寸法演算手段と、この間隔寸法演算手段の演算結果に基づいて前記各部品の配置位置を変更する配置位置変更手段と、を備えていることを特徴とするものである。
また、前記ネスティング装置において、前記部品配置領域に隣接した隣接領域に端材領域を設定自在な端材領域設定手段を備えていることを特徴とするものである。
また、前記ネスティング装置において、隣接した部品の窓内配置を検索する窓内配置検索手段と、当該窓内配置検索手段によって検索された隣接した部品を一体として扱う一体化処理を行う一体化処理手段を備えていることを特徴とするものである。
本発明によれば、シート状のワーク上に配置した複数の部品を含む部品配置領域とワークの板取可能領域とを比較し、板取可能領域に余裕がある場合、この余裕に基づいて各部品間の棧幅を広げるので、ワークから各部品を切断分離した後のスケルトンの剛性向上を図ることができるものである。
図1を参照するに、本発明の実施形態に係るネスティング装置1は、例えばコンピュータ(CAD)等のごとき制御装置によって構成してあり、中央処理装置(CPU)3を備えている。さらに前記ネスティング装置1は、コンピュータシステム同様に入力手段5,RAM7,ROM9を備えると共に演算手段11,表示手段13を備えている。
前記演算手段11には、前記入力手段5から入力されたシート状のワークの形状寸法、板厚、材質などのワークデータに基づいてワークの板取可能領域及びワーク上の複数の部品を配置したときの部品配置領域を演算するための領域演算手段15が備えられていると共に、上記部品配置領域のX,Y方向の寸法と前記部品配置領域のX,Y方向の寸法との差を演算する寸法差演算手段17が備えられている。さらに、前記演算手段11には、前記寸法差演算手段17によって演算された寸法差を、部品配置領域に配置されている各部品間のX方向,Y方向の間隔幅寸法(棧の幅寸法)に割当てるために複数の間隔寸法に分割する分割演算手段19が備えられていると共に、当該分割演算手段19によって分割された間隔寸法を各部品間の幅寸法に加算して加算後の間隔寸法を演算する間隔寸法演算手段21が備えられている。
前記ネスティング装置1には、前記寸法差演算手段17によって演算されたX,Y方向の寸法差が、所定寸法設定メモリ23に格納されている所定寸法より大きいか否かを比較する比較手段25が備えられている。また、各種部品の名称に形状,寸法を対応付けて格納した部品データベース27が備えられていると共に、前記入力手段5から入力された部品名に基づいて前記部品データベース27を検索する部品データ検索手段29が備えられている。さらにネスティング装置1には、前記入力手段5から入力された部品の形状,寸法,数及び入力された部品名によって部品データベース27から検索された部品及びその数に対応して各種部品をワーク上に歩留りよく配置するネスティング手段31が備えられている。
また、前記ネスティング装置1には、前記ネスティング手段31によって各部品をワーク上に配置するとき、各部品間の間隔寸法(各部品間の棧幅の寸法)を設定するために、ワークの板厚,材質に対応して間隔寸法(棧幅寸法)を予め設定したパラメータを格納した棧幅パラメータメモリ33が備えられている。さらに、ネスティング装置1には、ワーク上に複数の部品を配置したときの部品配置領域に隣接した隣接領域に端材領域を設定する端材領域設定手段35が備えられている。この端材領域設定手段35は例えばマウスなどよりなるものであって、表示手段13に表示されているワークの部品配置領域に隣接した領域に例えばX,Y方向の区画線などを記入して区画された領域を指定することにより、この指定された領域を端材領域として設定するものである。
さらに、前記ネスティング装置1には、間隔寸法演算手段21の演算結果に基づいて前記各部品をX,Y方向へ移動して各部品の配置位置を変更する配置位置変更手段37が備えられていると共に、この配置位置変更手段37によって再配置された各部品の配置位置の位置データすなわちネスティングデータを格納するネスティングデータメモリ39が備えられている。
また、前記ネスティング装置1には、前記ネスティング手段31によって歩留りよくネスティングを行った後に、部品に形成されている凹部(窓部)内に、隣接した部品の一部が入り込んだ状態に配置してあるか否かを検索するための窓内配置検索手段41が備えられていると共に、この窓内配置検索手段41によって検出された一対の隣接した部品をそのままの位置関係でもって一体化物として扱うように一体化処理する一体化処理手段43が備えられている。
以上のごとき構成において、入力手段5からネスティング装置1に対してシート状のワークの形状寸法,板厚,材質などのワークデータを入力すると(ステップS1)、ワークのX,Y方向の寸法に対応した大きさのワークW(図5参照)が表示手段13の表示画面に表示される(ステップS2)と共に、板取可能領域45が表示される(ステップS3)。この板取可能領域45は、ワークWの板厚、材質によって予め設定されているトリミング代と、予め選択されている使用する板材加工機のワーククランプのクランプ代分だけ内側にオフセットした領域として設定される。上記トリミング代及びクランプ代は、パラメータメモリ(図示省略)に予め格納しておくことが望ましい。しかし、作業者が入力手段5からトリミング代及びクランプ代を入力してもよいものである。
次に、必要な部品A,B,C及び個数を入力すると(ステップS4)、部品データ検索手段29によって部品データベース27の検索が行われる(ステップS5)。そして、部品A,B,Cが部品データベース27に有るか否かの判別が行われ(ステップS6)、部品データベース27に部品A,B,Cが登録されていない場合には、部品A,B,Cの形状寸法が入力される(ステップS7)。この新に入力された部品A,B,Cの部品名及び形状寸法は部品データベース27に格納される。
その後、ネスティング処理が行われ(ステップS8)、前記ワークWの板取可能領域45内に、前記部品A,B,Cの必要な個数が歩留りよく配置される(図6参照)。この場合、板材加工機のクランプ(図示省略)によってX方向に最も離反した板取可能領域45のX,Y方向の原点位置0を基準位置として各部品A,B,Cの配置が行われる。そして、各部品A,B,CのX方向の棧幅(X方向の間隔)及びY方向の棧幅は、ワークWの材質,板厚に対応して棧幅パラメータメモリ33に予め格納されている棧幅(間隔寸法)に基いて設定される。なお、表示手段13における表示画面を見ながら、マウス等の操作手段を用いて、手動的に部品A,B,Cの配置を行うことも可能である。
上述のように、ワークWにおける板取可能領域内に必要な部品A,B,Cが歩留りよく配置されると、演算手段11における領域演算手段15によって部品配置領域47の演算処理が行われる(ステップS9)。この部品配置領域47の演算は、歩留りよく配置された各部品A,B,CにおけるX,Y座標において前記原点位置0から最も離れたX,Y方向の座標位置に棧幅を加算して得られるX,Y方向の矩形状の領域を部品配置領域47のX,Y方向の寸法として演算するものである。
前述のように、部品A,B,Cの配置が行われると、次に隣接した部品間の窓内配置検索が窓内配置検索手段41によって行われる(ステップS10)。この窓内配置検索は、図4に示すように、一方の部品P1に形成された窓部(3方向が囲まれて一方向のみが開放された凹部)PCに対して他方の部品P2の一部、例えば部品P2に形成された突出部(凸部)PPが入り込んだ状態にあるか否かを検出するものである。上記検出は、部品A,B,Cの形状寸法のデータによって凹部(窓部)PCを備えている部品であるか否かを予め知ることができるので、窓部PCを備えた部品P1の検索が行われ、この検索された部品P1の凹部PCに他方の部品P2の凸部PPが入り込んでいるか否かが検出されるものである(ステップS11)。
上記部品P1の窓部PCに部品P2の凸部PPが入り込んでいるか否かの検出は、例えば部品P1の凹部PCの座標領域を画定し、この画定された領域が他方の部品P2と干渉しているか否かを検出すること、又は一方の部品P1の凹部PCを含むX,Y方向の最大外形の矩形状の座標領域と、他方の部品P2の凸部を含むX,Y方向の最大外形の矩形状の座標領域とが干渉するか否かを検出するものである。そして、一方の部品P1の凹部PCに他方の部品P2の一部(凸部)が入り込んでいることが検出されると、隣接して配置された一対の部品P1,P2の一体化処理が行われる(ステップS12)。なお、表示手段13における表示画面上において手動的に部品の配置を行った場合には、凹部PCに凸部PPが入り込んだ状態の関係にある一対の部品を入力手段5によって一体化物として入力して一体化処理すればよいものである。
上述のように隣接した一対の部品P1,P2が一体化処理されると、隣接した部品P1,P2を一体化物として扱うもので、互いに相対的に移動不可能な状態となる。なお、前記ステップS9とステップS10〜S12の処理はステップS10〜S12を先に行い、ステップS9の処理を後に行ってもよいものである。
前述のように、矩形形状の部品配置領域47のX,Y方向の寸法が演算されると、矩形形状の前記板取可能領域45のX,Y方向の寸法から前記部品配置領域47のX,Y方向の寸法を減算して空領域49(図7参照)の演算が行われる(ステップS13)。すなわち、板取可能領域45と部品配置領域47とのX,Y方向の寸法差ΔX,ΔYが演算される。上述のように、寸法差ΔX,ΔYが演算されると、次に、所定寸法設定メモリ23に予め設定されているX,Y方向の所定寸法と前記寸法差ΔX,ΔYとの比較が比較手段25において比較され(ステップS14)、寸法差ΔX,ΔY<所定寸法の場合には、部品A,B,Cを配置したそのままのネスティングデータをネスティングデータメモリ39に格納する(ステップS15)。
前記ステップS14において、ΔX,ΔY≧所定寸法の場合には、各部品A,B,CのX,Y方向の配置数を求める(ステップS16)。この場合、各部品A,B,Cにおいての、原点位置0側の辺のX,Y方向の座標位置が同一座標軸上にある場合には同一配置とする。換言すれば、各部品A,B,Cの配置において間隔寸法を拡大するX方向、Y方向の棧の位置、数を求めるものである。なお、間隔寸法を拡大するX,Y方向の棧の位置は、表示手段13における表示画面を見ながら、例えばマウス等を操作して棧の位置を指定し数を求めることも可能である。
そして、求めた棧の配置数すなわち棧の数によって前記寸法差ΔX,ΔYを分割演算手段19によってそれぞれ等間隔に分割演算する(ステップS17)。その後、上述のように分割演算された間隔寸法を間隔寸法演算手段21によって指定された棧の幅寸法にそれぞれ加算処理する(ステップS18)。この加算処理が行われた後、配置位置変更手段37によって各部品A,B,Cの位置変更を行って(ステップS19)、部品A,B,Cの再配置を行うと、図8に示すように、ワークWにおける板取可能領域45の辺と各部品A,B,CとのX,Y方向の間隔及び各部品A,B,CのX,Y方向の間隔寸法(棧幅寸法)が拡大される。すなわち各部品A,B,C間の棧幅が拡大される。前述のように、各部品A,B,Cの位置変更が行われ、各部品A,B,Cの再配置が行われると、この再配置のネスティングデータがネスティングデータメモリ39に格納される。
ところで、前記説明においては、ワークWの板取可能領域45と部品配置領域47とのX,Y方向の寸法差ΔX,ΔYを演算し、この寸法差ΔX,ΔYを等分割して各部品A,B,C間の棧幅寸法に加算したが、寸法差ΔX,ΔYを分割する場合、必ずしも等分割する必要はなく、例えば各部品A,B,CのX,Y方向の寸法に対応して各棧毎に加算すべき寸法を、手動的に配分することも可能である。
また、前記空領域49におけるX方向又はY方向の寸法差ΔX,ΔYが比較的大きく端材(残材)として再利用したい場合には、表示手段13における表示画面を見ながら、前記部品配置領域47のX方向又はY方向に隣接した空領域49を端材領域51(図9参照)又は拡張可能領域53に、例えばマウスを使用して指定する。すなわち、各部品A,B,Cの間の間隔寸法を拡大する方向をX方向又はY方向の適宜一方又はX方向,Y方向の両方向への拡大可能領域が規定されることになる。
上述のように、端材領域51又は/及び拡張可能領域53を規定した後、前述に準じて各部品A,B,C間の間隔寸法を拡大すると、図10に示すように、端材領域51を残した状態において各部品A,B,C間の棧幅寸法が拡大されるものである。
ところで、前記説明においては、端材領域51をマウス等を使用して画定する旨説明したが、端材領域51を自動的に設定することも可能である。すなわち、前述したように、寸法差ΔX,ΔYを演算した後、端材領域51として必要なX方向及び/又はY方向の最小寸法を所定寸法設定メモリ23に予め格納しておき、このX,Y方向の最小寸法とX,Y方向の寸法差ΔX,ΔYとを比較し、寸法差ΔX,ΔYがX,Y方向の前記最小寸法よりも大きい場合に、部品配置領域47のX方向及び/又はY方向の隣接した空領域49に、上記寸法差ΔX又はΔYに対応した寸法の端材領域51を設定することができるものである。
以上のごとき説明より理解されるように、ネスティング装置1における表示手段13の表示画面に表示された板状のワークWにおける板取可能領域45内に、必要な複数の部品A,B,Cを歩留りよく配置した後、この複数の部品A,B,Cを配置した部品配置領域47と前記板取可能領域45とのX,Y方向の寸法差ΔX,ΔYに基づいて、前記各部品A,B,C間の棧寸法(間隔寸法)を拡大して各部品A,B,Cを再配置するものであるから、ワークWから各部品A,B,Cを切断分離した後のスケルトンにおける棧の剛性向上を図ることができるものである。したがって、前述したごとき従来の問題を解消し得るものである。
本発明の実施形態に係るネスティング装置の機能ブロック図を示す説明図である。 フローチャートである。 フローチャートである。 部品の窓内配置の説明図である。 ワークの板取可能領域と各部品の説明図である。 板取可能領域内に各部品を歩留りよく配置した説明図である。 X,Y方向の寸法差の説明図である。 各部品の間隔を拡大して再配置した状態を示す説明図である。 端材領域の説明図である。 各部品の間隔を拡大して再配置した状態を示す説明図である。
符号の説明
1 ネスティング装置
3 中央処理装置(CPU)
5 入力手段
11 演算手段
13 表示手段
15 領域演算手段
17 寸法差演算手段
19 分割演算手段
21 間隔寸法演算手段
23 所定寸法設定メモリ
25 比較手段
27 部品データベース
29 部品データ検索手段
31 ネスティング手段
33 棧幅パラメータメモリ
35 端材領域設定手段
37 配置位置変更手段
39 ネスティングデータメモリ
41 窓内配置検索手段
43 一体化処理手段
45 板取可能領域
47 部品配置領域
49 空領域
51 端材領域

Claims (5)

  1. ネスティング装置における表示手段に表示されたシート状のワークにおける板取可能領域内に必要な複数の部品を配置した後、前記複数の部品を配置した部品配置領域のX,Y方向の寸法と前記板取可能領域のX,Y方向の寸法との寸法差を求め、上記X,Y方向の寸法差が予め設定してあるX,Y方向の所定寸法以上の場合に、前記寸法差に基づいて前記各部品間のX方向又はY方向の少なくとも一方向の間隔を拡大して前記各部品の配置位置を変更することを特徴とするネスティング方法。
  2. ネスティング装置における表示手段に表示されたシート状のワークにおける板取可能領域内に必要な複数の部品を配置した後、前記複数の部品を配置した部品配置領域に隣接した隣接領域に端材領域を設定し、前記板取可能領域から前記端材領域を除去した残りの板取可能領域のX,Y方向の寸法と前記部品配置領域のX,Y方向の寸法差を求め、このX,Y方向の寸法差が予め設定してあるX,Y方向の所定寸法以上の場合に、前記寸法差に基づいて前記各部品間のX方向又はY方向の少なくとも一方向の間隔を拡大して前記各部品の配置位置を変更することを特徴とするネスティング方法。
  3. 入力手段から制御装置に入力されたシート状のワークのワークデータに基づいて前記ワークの形状を表示する表示手段と、表示された前記ワーク上の板取可能領域内に配置すべき複数の部品及び各部品の数を前記制御装置に入力する前記入力手段と、各部品の形状、寸法を格納した部品データベースと、前記入力手段から入力された部品を前記データベースから検索して前記板取可能領域内に必要な複数の部品を配置するネスティング手段と、上記ネスティング手段によって配置された複数の部品を含む部品配置領域を演算する領域演算手段と、この領域演算手段によって演算された部品配置領域のX,Y方向の寸法と前記板取可能領域のX,Y方向の寸法差とを演算する演算手段と、この演算手段によって演算されたX,Y方向の寸法差と予め設定してあるX,Y方向の所定寸法とを比較する比較手段と、前記寸法差が前記所定寸法より大のときに、前記寸法差を複数の幅寸法に分割する分割演算手段と、この分割演算手段によって演算された幅寸法を前記各部品間のX方向又はY方向の少なくとも一方の間隔寸法に加算して各部品間の間隔寸法を演算する間隔寸法演算手段と、この間隔寸法演算手段の演算結果に基づいて前記各部品の配置位置を変更する配置位置変更手段と、を備えていることを特徴とするネスティング装置。
  4. 請求項3に記載のネスティング装置において、前記部品配置領域に隣接した隣接領域に端材領域を設定自在な端材領域設定手段を備えていることを特徴とするネスティング装置。
  5. 請求項3又は4に記載のネスティング装置において、隣接した部品の窓内配置を検索する窓内配置検索手段と、当該窓内配置検索手段によって検索された隣接した部品を一体として扱う一体化処理を行う一体化処理手段を備えていることを特徴とするネスティング装置。
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