JP2014021657A - 自動プログラミング装置及びその方法および加工システム - Google Patents

Abstract

【課題】ワークのシートパターンの数を少なくして、加工作業に時間が掛かってしまう問題を解決することができるネスティング加工プログラムを作成する。
【解決手段】ネスティングの条件およびネスティングに投入する部品の計画情報およびネスティングに使用するワークの情報を入力し、その入力されたネスティングの条件およびネスティングに投入する部品の計画情報およびネスティングに使用するワークの情報に基づいて、ネスティングの条件によって指定された歩留まりの範囲内で、同じ部品配置パターンのワーク枚数をできるだけ多くするパターンネスティングを計算し、その計算されたパターンネスティングによって部品の配置設定を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、ワーク内に所定の種類の部品の型を配置してブランク加工するためのネスティングの加工プログラムを作成する自動プログラミング装置及びその方法および加工システムに関し、特に、ワークにおける部品配置パターン（シートパターン）の数を少なくすることができ、加工作業に時間が掛かってしまう問題を解決することができるネスティングの加工プログラムを作成する自動プログラミング装置及びその方法および加工システムに関するものである。

一般に、レーザ加工機やパンチプレス等の加工機を有する加工システムにおいては、ワーク内に所定の種類の部品の型を配置してブランク加工するためのネスティングの加工プログラムを自動プログラミング装置で作成し、その加工プログラムに従って加工動作を行う方法が知られている。

そして、従来の加工プログラムの作成では、ワーク内において、部品部分以外の部分が最小になるように歩留まりを優先してネスティングを行う歩留まり優先ネスティングが行われるようになっていた。

図１６は、従来の歩留まり優先ネスティングの例を示す説明図である。

図１６（ａ）に示すように、投入する部品として、部品Ａを５個、部品Ｂを７個、部品Ｃを７個、部品Ｄを８個、部品Ｅを１１個、部品Ｆを８個とした場合、従来の歩留まり優先ネスティングを行うと、順次、部品部分以外の部分が最小になるように歩留まりを優先するため、図１６（ｂ）に示すように、ワークＷのパターンの種類が５枚で、シート総数が６枚の加工プログラムが作成されることとなる。ここで、従来の歩留まり優先ネスティングでは、歩留まりを上げるため、大きい部品から小さい部品の順で配置し、その結果、似たような種類の異なるシートパターンが出来やすい傾向となり、シートパターンの数が多くなるものであった。

なお、先行技術文献は該当のものがありませんでした。

しかしながら、上記従来の自動プログラミングによる歩留まり優先ネスティングの場合、シートパターンの数が多くなるため、以下に示すようにレーザ加工機等による加工作業に時間が掛かってしまう問題が生じるものであった。

すなわち、図１６に示すように、シートパターンの数が多くなり、小さな部品が複数のシートに跨って、しかも不連続に配置される場合があり、そのような場合、その小さな部品の加工が終わるまで、次の工程に移れなかったり、製品単位に部品を纏める作業に時間が掛ってしまう。

また、加工機の無人運転に適用しようとした場合、加工機の試運転を行って実加工の確認を行うが、シートパターンの数が多いと、全てのシートパターンを実加工して確認しなければならないため、確認に時間が掛ってしまう。すなわち、例えば、図１６に示す場合、全てのシートパターンの枚数である５枚をそれぞれ実加工して確認しなければならなくなり、確認に時間が掛ってしまうものであった。

また、実加工中に、例えば、部品の吸着搬出を行うために、シート上の部品に修正を行う必要がある場合、シートパターンの数が多いと、修正に時間が掛ってしまう。すなわち、例えば、図１６に示す部品Ｃを修正しようとした場合、シートパターン１ａ、１ｂ、１ｃをそれぞれ修正しなければならなくなり、修正に時間が掛ってしまうものであった。

本発明は上述の問題を解決するためのものであり、請求項１に係る発明は、ワークに対して部品を配置するネスティングを行い、そのネスティングの結果に基づいて加工機による前記ワークの加工を行う加工システムにおいて、前記加工機のネスティングの加工プログラムを作成する自動プログラミング装置であって、
ネスティングの条件およびネスティングに投入する部品の計画情報およびネスティングに使用する前記ワークの情報を入力するための入力手段と、
前記入力手段により入力された前記ネスティングの条件およびネスティングに投入する部品の計画情報およびネスティングに使用する前記ワークの情報に基づいて、前記ネスティングの条件によって指定された歩留まりの範囲内で、同じ部品配置パターンのワーク枚数をできるだけ多くするパターンネスティングを計算し、その計算されたパターンネスティングによって前記部品の配置設定を行うパターンネスティング手段と、を備えることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、前記パターンネスティング手段が、
前記部品の占有面積と数との乗数を計算し、その乗算結果が、大きいものから順に優先順位を高く設定し、その優先順位の高い部品から、その商および予測パターン数を算出してパターンネスティングを導き出すパターンネスティング導出手段と、
前記パターンネスティング導出手段によって導き出されたパターンネスティングによるパターンの歩留まりを計算する歩留まり計算手段と、
前記歩留まり計算手段により計算された歩留まりが、前記ネスティングの条件によって指定された歩留まりの範囲内か否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記ネスティングの条件によって指定された歩留まりの範囲外と判定されたパターンの部品に対して、歩留まりを優先する歩留まり優先ネスティングを施す歩留まり優先ネスティング手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の自動プログラミング装置である。

請求項３に係る発明は、前記ネスティングの条件が、前記ワークの歩留まりを優先する歩留まりネスティングを行うか、前記パターンネスティングを行うか、および前記パターンネスティングを行う場合の歩留まりからなることを特徴とする請求項１、２のいずれかに記載の自動プログラミング装置である。

請求項４に係る発明は、前記部品が、複数種類の部品からなり、その複数種類の部品が複数の所定の形状のワークにネスティングされることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の自動プログラミング装置である。

請求項５に係る発明は、前記パターンネスティング手段が、前記ネスティングされた所定の部品が連続するように前記ワークを再配置することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の自動プログラミング装置である。

請求項６に係る発明は、ワークに対して部品を配置するネスティングを自動プログラミング装置により行い、そのネスティングの結果に基づいて加工機による前記ワークの加工を行う加工システムにおいて、前記加工機のネスティングの加工プログラムを作成する自動プログラミング方法であって、
入力手段により、ネスティングの条件およびネスティングに投入する部品の計画情報およびネスティングに使用する前記ワークの情報を入力する工程と、
パターンネスティング手段により、前記入力手段により入力された前記ネスティングの条件およびネスティングに投入する部品の計画情報およびネスティングに使用する前記ワークの情報に基づいて、前記ネスティングの条件によって指定された歩留まりの範囲内で、同じ部品配置パターンのワーク枚数をできるだけ多くするパターンネスティングを計算し、その計算されたパターンネスティングによって前記部品の配置設定を行う工程と、を備えたことを特徴とする。

請求項７に係る発明は、前記部品配置設定工程が、
パターンネスティング導出手段により、前記部品の占有面積と数との乗数を計算し、その乗算結果が、大きいものから順に優先順位を高く設定し、その優先順位の高い部品から、その商および予測パターン数を算出してパターンネスティングを導き出す工程と、
歩留まり計算手段により、前記パターンネスティング導出手段によって導き出されたパターンネスティングによるパターンの歩留まりを計算する工程と、
判定手段により、前記歩留まり計算手段により計算された歩留まりが、前記ネスティングの条件によって指定された歩留まりの範囲内か否かを判定する工程と、
歩留まり優先ネスティング手段により、前記判定手段により前記ネスティングの条件によって指定された歩留まりの範囲外と判定されたパターンの部品に対して、歩留まりを優先する歩留まり優先ネスティングを施す工程と、を備えたことを特徴とする請求項６に記載の自動プログラミング方法である。

請求項８に係る発明は、ワークに対して部品を配置するネスティングを行い、そのネスティングの結果に基づいてワークの加工を行う加工システムであって、
前記ワークの加工を行う加工機と、
前記加工機のネスティングの加工プログラムを作成する自動プログラミング装置と、を備え、
前記自動プログラミング装置が、
ネスティングの条件およびネスティングに投入する部品の計画情報およびネスティングに使用する前記ワークの情報を入力するための入力手段と、
前記入力手段により入力された前記ネスティングの条件およびネスティングに投入する部品の計画情報およびネスティングに使用する前記ワークの情報に基づいて、前記ネスティングの条件によって指定された歩留まりの範囲内で、同じ部品配置パターンのワーク枚数をできるだけ多くするパターンネスティングを計算し、その計算されたパターンネスティングによって前記部品の配置設定を行うパターンネスティング手段と、を備えることを特徴とする。

請求項９に係る発明は、前記パターンネスティング手段が、
前記部品の占有面積と数との乗数を計算し、その乗算結果が、大きいものから順に優先順位を高く設定し、その優先順位の高い部品から、その商および予測パターン数を算出してパターンネスティングを導き出すパターンネスティング導出手段と、
前記パターンネスティング導出手段によって導き出されたパターンネスティングによるパターンの歩留まりを計算する歩留まり計算手段と、
前記歩留まり計算手段により計算された歩留まりが、前記ネスティングの条件によって指定された歩留まりの範囲内か否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記ネスティングの条件によって指定された歩留まりの範囲外と判定されたパターンの部品に対して、歩留まりを優先する歩留まり優先ネスティングを施す歩留まり優先ネスティング手段と、を備えることを特徴とする請求項８に記載の加工システムである。

本発明によれば、ワークのシートパターンの数を少なくすることができ、加工作業に時間が掛かってしまう問題を解決することができるネスティング加工プログラムを作成することができる。

本発明を実施したレーザ加工システムの概略を示す説明図である。 図１に示した自動プログラミング装置の概略構成図である。 自動プログラミング装置９のネスティングの加工プログラム作成動作を示すフローチャートである。 ネスティングの加工プログラム作成動作の説明図である。 ネスティングの加工プログラム作成動作の説明図である。 ネスティングの加工プログラム作成動作の説明図である。 ネスティングの加工プログラム作成動作の説明図である。 ネスティングの加工プログラム作成動作の説明図である。 ネスティングの加工プログラム作成動作の説明図である。 ネスティングの加工プログラム作成動作の説明図である。 ネスティングの加工プログラム作成動作の説明図である。 ネスティングの加工プログラム作成動作の説明図である。 ネスティングの加工プログラム作成動作の説明図である。 ネスティングの加工プログラム作成動作の説明図である。 ネスティングの加工プログラム作成動作の説明図である。 従来の歩留まり優先ネスティングの例を示す説明図である。

図１は、本発明を実施した加工システムの概略を示す説明図である。なお、本実施形態においては、加工機としてレーザ加工機を例にとって説明するが、パンチプレス等の他の加工機を用いることもできる。

図１に示すように、この加工システム３は、データベース（記憶手段）５内の製造される部品情報および被加工部材（板材）のデータ等を用いレーザ加工機７の加工プログラムを作成する自動プログラミング装置９を有しており、その自動プログラミング装置９により作成されたネスティングを含む加工プログラムによるＮＣデータがＮＣ装置１１によりドライブデータに変換されてレーザ加工機１３へ送られ、そのドライブデータに従ってレーザ加工機１３により各所の制御がおこなわれ、被加工部材（板材）のレーザ加工が行われ、所定の部品が製作されるようになっている。なお、上記データベース５内には、加工によって得られる部品形状データおよび被加工部材のデータ等が蓄積されている。

図２は、図１に示した自動プログラミング装置９の概略構成を示すブロック図である。

図２に示すように、自動プログラミング装置９は、コンピュータからなり、ＲＯＭ１７およびＲＡＭ１９が接続されたＣＰＵ１５を有しており、ＣＰＵ１５には、さらに、キーボードのような入力装置２１とデイスプレイのような表示装置２３が接続されている。また、上記ＣＰＵ１５に、データベース５が接続されるようになっている。

そして、この自動プログラミング装置９では、ＣＰＵ１５が、入力装置２１よりのオペレータからの指示に従い、データベース１１内の部品形状データおよび被加工部材のデータを用いると共に、ＲＯＭ１７よりのコンピュータプログラムに従ってＲＡＭ１９を用いて、後述するようなレーザ加工機１３のネスティングの加工プログラムを作成するようになっている。

次に、図１に示したレーザ加工機１３における加工動作および構成について簡単に説明する。

図１に示すレーザ加工機１３は、ワーク（被加工部材）Ｗを戴置する加工テーブル２５を有し、該加工テーブル２５の両側には、Ｘ軸ガイド２７Ａ、２７Ｂが設けられている。これら加工テーブル２５及びＸ軸ガイド２７Ａ、２７Ｂを跨がって、Ｙ軸方向に延びるキャリッジ２９が設けられている。上記キャリッジ２９の一方の下部３１には、Ｘ軸ボールねじ３３が螺合し該Ｘ軸ボールねじ３３はＸ軸モータＭｘに結合し、該下部３１は、Ｘ軸ガイド２７Ａに滑り結合しており、他方の下部３５は、Ｘ軸ガイド２７Ｂに滑り結合している。

キャリッジ２９の上面には、Ｙ軸モータＭｙで回転するボールねじ３７が設けられ、該ボールねじ３７には、Ｙ軸スライダ３９が螺合し、該Ｙ軸スライダ３９には、Ｚ軸モータＭｚで回転するボールねじ４１に螺合した加工ヘッド４３が設けられている。

この構成により、Ｘ軸モータＭｘを駆動することにより、キャリッジ２９をＸ軸方向へ、Ｙ軸モータＭｙを駆動することにより、該キャリッジ２９上で加工ヘッド４３をＹ軸方向へ、Ｚ軸モータＭｚを駆動することにより、Ｙ軸スライダ３９上で加工ヘッド４３をＺ軸方向へそれぞれ移動させ、該加工ヘッド４３を所定の切断位置に位置決めし、後述するネスティングの加工プログラムに従って加工ヘッド４３からレーザ光Ｌを照射しながら加工ヘッド４３を所定の方向に移動させながらワークＷを切断加工するようになっている。

次に、図３〜１５図を参照して、図１および図２に示した自動プログラミング装置９のネスティングの加工プログラム作成動作について説明する。

図３は、自動プログラミング装置９のネスティングの加工プログラム作成動作を示すフローチャートであり、図４〜１５図は、ネスティングの加工プログラム作成動作の説明図である。

まず、図３のステップ１０１において、ネスティング条件が入力される。

ここでは、オペレータにより、自動プログラミング装置９の入力装置２１から、歩留まりネスティングを行うか、パターンネスティングを行うかのネスティング条件が入力され、パターンネスティングを行う場合、そのパターンネスティングにおける歩留まりも入力される。

すなわち、ネスティングの加工プログラム作成状態になると、自動プログラミング装置９の表示装置２３に、図４に示すような選択画面が表示され、例示するように、パターンネスティングの歩留まり３０％のようにネスティング条件がオペレータにより入力される。

ここで、パターンネスティングとは、従来の歩留まり優先ネスティングとは異なり、指定の歩留まりの範囲内で、同じ部品配置パターンのワーク枚数をできるだけ多くするネスティング方法である。

次に、ステップ１０３において、ネスティングに投入する部品の計画情報が入力される。

ここでは、オペレータにより、自動プログラミング装置９の入力装置２１から、ネスティングに投入する部品の種類と数が計画情報として入力される。例えば、図５（図１６（ａ）と同様）に示すように、第１の種類の部品Ａが５個、第２の種類の部品Ｂが７個、第３の種類の部品Ｃが７個、第４の種類の部品Ｄが８個、第５の種類の部品Ｅが１１個、第６の種類の部品Ｆが８個と入力される。なお、各部品の情報は、データベース５より得られる。

次に、ステップ１０５において、ネスティングに使用する材料（ワーク）の情報が入力される。

ここでは、オペレータにより、自動プログラミング装置９の入力装置２１から、ネスティングに使用するワークの大きさと数が使用材料情報として入力される。例えば、図６に示すように、所定の大きさのワークＷが６枚と入力される。

次に、ステップ１０７において、上記ステップ１０１〜１０５で入力された情報から、配置する部品の最適なパターンネスティングが計算され、ステップ１０９において、計算された最適なパターンネスティングによって部品の配置が設定される。ここで、自動プログラミング装置９は、パターンネスティング手段として機能する。

すなわち、まず、部品情報およびワーク情報から、複数の各部品における、占有面積と数との乗数が計算され、その乗算結果が、大きいものから順に優先順位を高く設定する。そして、その優先順位の高い部品から、その商および予測パターン数が算出されて行き、配置する部品の最適なパターンが導き出される。ここで、自動プログラミング装置９は、パターンネスティング導出手段として機能する。

以下に、図５に示す部品Ａ〜Ｆを例に取って、図６に示すワークＷへの最適なパターンネスティングの求め方を説明する。

図５に示す部品Ａ〜Ｆの場合、占有面積と数との乗数結果が最も大きい部品は、部品Ａとなるので、部品Ａが優先され、部品Ａの商が算出される。ここで、商とは、ワークＷの面積に対しての部品の面積の除算の結果である。そして、その商が、可能な範囲で一番大きいものが選択される。

部品Ａの場合、図７に示すように、ワークＷの面積に対しての部品Ａの面積の除算の結果である商は、可能な範囲で一番大きな値が１となるので、１が選択される。すなわち、ワークＷの面積に対して部品Ａは、１つしか配置できないので、１が最大となる。

そして、部品Ａの商が１であるので、その予測パターン数は、部品Ａの数である５枚となる。

次に、部品Ａの商が１で予測パターン数が５枚の状態において、次に、優先順位の大きい部品が選択される。ここでは、図５に示すように、部品Ｂが次に優先順位の大きな部品となるので、部品Ｂの商および予測パターン数が算出される。

すなわち、図８に示すように、ワークＷに部品Ａが配置された状態におけるワークＷの空き面積に対しての部品Ｂの面積の除算の結果である商は、可能な範囲で一番大きな値が１となるので、１が選択される。すなわち、ワークＷの空き面積に対して部品Ｂは、１つしか配置できないので、１が最大となる。

そして、部品Ｂの商が１であるので、その予測パターン数は、部品Ｂの数である７枚となる。

次に、部品Ａの商が１で予測パターン数が５枚および部品Ｂの商が１で予測パターン数が７枚の状態において、次に、優先順位の大きい部品が選択される。ここでは、図５に示すように、部品Ｃが次に優先順位の大きな部品となるので、部品Ｃの商および予測パターン数が算出される。

すなわち、図９に示すように、ワークＷに部品Ａ、Ｂが配置された状態におけるワークＷの空き面積に対しての部品Ｃの面積の除算の結果である商は、可能な範囲で一番大きな値が１となる。

ここで、ワークＷに部品Ａ、Ｂが配置された状態におけるワークＷの空き面積に対しての部品Ｃの面積の除算の結果である商で一番大きな値は２となるが、２を選択した場合、ワークＷに部品Ａ、Ｂ、Ｃが配置された状態におけるワークＷの空き面積に、部品Ｃより優先順位の小さな部品Ｄ〜Ｆを配置することが不可能となるので、商として１が選択される。

そして、部品Ｃの商が１であるので、その予測パターン数は、部品Ｃの数である６枚となる。

次に、部品Ａの商が１で予測パターン数が５枚および部品Ｂの商が１で予測パターン数が７枚および部品Ｃの商が１で予測パターン数が６枚の状態において、次に、優先順位の大きい部品が選択される。ここでは、図５に示すように、部品Ｄが次に優先順位の大きな部品となるので、部品Ｄの商および予測パターン数が算出される。

すなわち、図１０に示すように、ワークＷに部品Ａ、Ｂ、Ｃが配置された状態におけるワークＷの空き面積に対しての部品Ｄの面積の除算の結果である商は、可能な範囲で一番大きな値が１となる。

ここで、ワークＷに部品Ａ、Ｂ、Ｃが配置された状態におけるワークＷの空き面積に対しての部品Ｄの面積の除算の結果である商で一番大きな値は２となるが、２を選択した場合、ワークＷに部品Ａ、Ｂ、Ｃが配置された状態におけるワークＷの空き面積に、部品Ｄより優先順位の小さな部品Ｅ、Ｆを配置することが不可能となるので、商として１が選択される。

そして、部品Ｄの商が１であるので、その予測パターン数は、部品Ｄの数である８枚となる。

次に、部品Ａの商が１で予測パターン数が５枚および部品Ｂの商が１で予測パターン数が７枚および部品Ｃの商が１で予測パターン数が６枚および部品Ｄの商が１で予測パターン数が８枚の状態において、次に、優先順位の大きい部品が選択される。ここでは、図５に示すように、部品Ｅが次に優先順位の大きな部品となるので、部品Ｅの商および予測パターン数が算出される。

すなわち、図１１に示すように、ワークＷに部品Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが配置された状態におけるワークＷの空き面積に対しての部品Ｅの面積の除算の結果である商は、可能な範囲で一番大きな値が１となる。

ここで、ワークＷに部品Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが配置された状態におけるワークＷの空き面積に対しての部品Ｅの面積の除算の結果である商で一番大きな値は４となるが、４を選択した場合、その予測パターン数が２枚となり、部品Ｅより優先順位の大きい部品Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの最小予測パターン数の６枚より小さくなり、３や２を選択した場合も、その予測パターン数が３枚や４枚となり、部品Ｅより優先順位の大きい部品Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの最小予測パターン数の６枚より小さくなるので、商として１が選択される。

そして、部品Ｅの商が１であるので、その予測パターン数は、部品Ｅの数である１１枚となる。

次に、部品Ａの商が１で予測パターン数が５枚および部品Ｂの商が１で予測パターン数が７枚および部品Ｃの商が１で予測パターン数が６枚および部品Ｄの商が１で予測パターン数が８枚および部品Ｅの商が１で予測パターン数が１１枚の状態において、次に、優先順位の大きい部品が選択される。ここでは、図５に示すように、部品Ｆが次に優先順位の大きな部品となるので、部品Ｆの商および予測パターン数が算出される。

すなわち、図１２に示すように、ワークＷに部品Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅが配置された状態におけるワークＷの空き面積に対しての部品Ｆの面積の除算の結果である商は、可能な範囲で一番大きな値が１となる。

ここで、ワークＷに部品Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅが配置された状態におけるワークＷの空き面積に対しての部品Ｆの面積の除算の結果である商で一番大きな値は４となるが、４を選択した場合、その予測パターン数が２枚となり、部品Ｆより優先順位の大きい部品Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの最小予測パターン数の６枚より小さくなり、３や２を選択した場合も、その予測パターン数が３枚や４枚となり、部品Ｆより優先順位の大きい部品Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの最小予測パターン数の６枚より小さくなるので、商として１が選択される。

そして、部品Ｆの商が１であるので、その予測パターン数は、部品Ｆの数である８枚となる。

そして、上述のように選択された部品Ａ〜Ｆの商および予測パターン数に基づいてパターンネスティングが計算されると、図１３に示すように、部品Ｅによる最大の予測パターン数である１１枚のワークによる５種類のネスティング結果が得られる。

すなわち、図１３に示すように、第１の種類のパターンの５枚は、部品Ａ〜Ｆを含み、第２の種類のパターンの２枚は、部品Ｂ〜Ｆを含み、第３の種類のパターンの１枚は、部品Ｄ〜Ｆを含み、第４の種類のパターンの３枚は、部品Ｅを含むように配置設定される。

次に、図１３に示すように配置設定された各種類のパターン毎に、部品情報およびワーク情報から、歩留まりが計算され、その各種類の歩留まりが、指定された歩留まりの３０％以上か否かが判定される。

すなわち、第１〜第４の種類のパターンのそれぞれについて、ワークＷに対する部品の占有率が、７０％に達しているか否かが判定される。ここで、自動プログラミング装置９は、判定手段として機能する。

そして、ワークＷに対する部品の占有率が７０％に達していない（歩留まりが３０％以上である）パターンに対しては、歩留まり優先ネスティングが行われる。

ここで、図１３に示すパターンネスティングの場合、第１の種類のパターンのみが、ワークＷに対する部品の占有率が７０％に達していると判定され、第２〜第４の種類のパターンが、ワークＷに対する部品の占有率が７０％に達していないと判定される。

そのため、図１４に示すように、第１の種類のパターンの５枚は、そのままの配置とされ、第２〜第４の種類のパターンは、歩留まり優先ネスティングが行われ、１枚のワークＷにまとめて配置設定される。このように最適なパターンネスティングが求められ、部品の配置設定が行われる。ここで、自動プログラミング装置９は、歩留まり優先ネスティング手段として機能する。

なお、上述のように、最適なパターンネスティングによる部品の配置設定が行われた加工プログラムは、ＮＣ装置１１へ送られ、ネスティングを含む加工プログラムによるＮＣデータがＮＣ装置１１によりドライブデータに変換されてレーザ加工機１３へ送られ、そのドライブデータに従ってレーザ加工機１３により各所の制御がおこなわれ、被加工部材（板材）のレーザ加工が行われ、前記指定の部品が製作される。

なお、図１４に示す例の場合、パターンネスティングを行った結果として、同じ部品を有するワークＷが連続するようにネスティングが行われるが、部品の種類と数により、例えば、図１５（ａ）に示すように、部品Ｘが不連続となるようにワークＷが配置されてしまう場合がある。そこで、このような場合、図１５（ｂ）に示すように、部品Ｘが連続するようにワークＷを再配置するようにしても良い。

このように本実施形態によれば、パターンネスティングが行われる結果、シートパターンの数を少なくすることができ、以下のような加工作業に時間が掛かってしまう従来の問題を解決することができる。

すなわち、図１６に示すように、従来の歩留まり優先ネスティングでは、小さな部品が複数のシートに跨って、しかも不連続に配置される場合があり、そのような場合、その小さな部品の加工が終わるまで、次の工程に移れなかったり、製品単位に部品を纏める作業に時間が掛ってしまう問題や、加工機の無人運転に適用しようとした場合、加工機の試運転を行って実加工の確認を行うが、シートパターンの数が多いと、全てのシートパターンを実加工して確認しなければならないため、確認に時間が掛ってしまう問題や、実加工中に、例えば、部品の吸着搬出を行うために、シート上の部品に修正を行う必要がある場合、シートパターンの数が多いと、修正に時間が掛ってしまう問題が解決される。

この発明は前述の発明の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。

例えば、上記実施形態では、レーザ加工を例に取って説明したが、本願発明はこれに限定されることなく、パンチ加工にも適用できる。

３…加工システム
５…データベース
７…レーザ加工機
９…自動プログラミング装置
１１…ＮＣ装置
１３…レーザ加工機
１５…ＣＰＵ
１７…ＲＯＭ
１９…ＲＡＭ
２１…入力装置
２３…表示装置
２５…加工テーブル
２７Ａ…Ｘ軸ガイド
２７Ｂ…Ｘ軸ガイド
２９…キャリッジ
３１…下部
３９…Ｙ軸スライダ
４３…加工ヘッド

Claims (9)

1. ワークに対して部品を配置するネスティングを行い、そのネスティングの結果に基づいて加工機による前記ワークの加工を行う加工システムにおいて、前記加工機のネスティングの加工プログラムを作成する自動プログラミング装置であって、
   ネスティングの条件およびネスティングに投入する部品の計画情報およびネスティングに使用する前記ワークの情報を入力するための入力手段と、
   前記入力手段により入力された前記ネスティングの条件およびネスティングに投入する部品の計画情報およびネスティングに使用する前記ワークの情報に基づいて、前記ネスティングの条件によって指定された歩留まりの範囲内で、同じ部品配置パターンのワーク枚数をできるだけ多くするパターンネスティングを計算し、その計算されたパターンネスティングによって前記部品の配置設定を行うパターンネスティング手段と、を備えることを特徴とする自動プログラミング装置。
2. 前記パターンネスティング手段が、
   前記部品の占有面積と数との乗数を計算し、その乗算結果が、大きいものから順に優先順位を高く設定し、その優先順位の高い部品から、その商および予測パターン数を算出してパターンネスティングを導き出すパターンネスティング導出手段と、
   前記パターンネスティング導出手段によって導き出されたパターンネスティングによるパターンの歩留まりを計算する歩留まり計算手段と、
   前記歩留まり計算手段により計算された歩留まりが、前記ネスティングの条件によって指定された歩留まりの範囲内か否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記ネスティングの条件によって指定された歩留まりの範囲外と判定されたパターンの部品に対して、歩留まりを優先する歩留まり優先ネスティングを施す歩留まり優先ネスティング手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の自動プログラミング装置。
3. 前記ネスティングの条件が、前記ワークの歩留まりを優先する歩留まりネスティングを行うか、前記パターンネスティングを行うか、および前記パターンネスティングを行う場合の歩留まりからなることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の自動プログラミング装置。
4. 前記部品が、複数種類の部品からなり、その複数種類の部品が複数の所定の形状のワークにネスティングされることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の自動プログラミング装置。
5. 前記パターンネスティング手段が、前記ネスティングされた所定の部品が連続するように前記ワークを再配置することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の自動プログラミング装置。
6. ワークに対して部品を配置するネスティングを自動プログラミング装置により行い、そのネスティングの結果に基づいて加工機による前記ワークの加工を行う加工システムにおいて、前記加工機のネスティングの加工プログラムを作成する自動プログラミング方法であって、
   入力手段により、ネスティングの条件およびネスティングに投入する部品の計画情報およびネスティングに使用する前記ワークの情報を入力する工程と、
   パターンネスティング手段により、前記入力手段により入力された前記ネスティングの条件およびネスティングに投入する部品の計画情報およびネスティングに使用する前記ワークの情報に基づいて、前記ネスティングの条件によって指定された歩留まりの範囲内で、同じ部品配置パターンのワーク枚数をできるだけ多くするパターンネスティングを計算し、その計算されたパターンネスティングによって前記部品の配置設定を行う工程と、を備えることを特徴とする自動プログラミング方法。
7. 前記部品配置設定工程が、
   パターンネスティング導出手段により、前記部品の占有面積と数との乗数を計算し、その乗算結果が、大きいものから順に優先順位を高く設定し、その優先順位の高い部品から、その商および予測パターン数を算出してパターンネスティングを導き出す工程と、
   歩留まり計算手段により、前記パターンネスティング導出手段によって導き出されたパターンネスティングによるパターンの歩留まりを計算する工程と、
   判定手段により、前記歩留まり計算手段により計算された歩留まりが、前記ネスティングの条件によって指定された歩留まりの範囲内か否かを判定する工程と、
   歩留まり優先ネスティング手段により、前記判定手段により前記ネスティングの条件によって指定された歩留まりの範囲外と判定されたパターンの部品に対して、歩留まりを優先する歩留まり優先ネスティングを施す工程と、を備えることを特徴とする請求項６に記載の自動プログラミング方法。
8. ワークに対して部品を配置するネスティングを行い、そのネスティングの結果に基づいてワークの加工を行う加工システムであって、
   前記ワークの加工を行う加工機と、
   前記加工機のネスティングの加工プログラムを作成する自動プログラミング装置と、を備え、
   前記自動プログラミング装置が、
   ネスティングの条件およびネスティングに投入する部品の計画情報およびネスティングに使用する前記ワークの情報を入力するための入力手段と、
   前記入力手段により入力された前記ネスティングの条件およびネスティングに投入する部品の計画情報およびネスティングに使用する前記ワークの情報に基づいて、前記ネスティングの条件によって指定された歩留まりの範囲内で、同じ部品配置パターンのワーク枚数をできるだけ多くするパターンネスティングを計算し、その計算されたパターンネスティングによって前記部品の配置設定を行うパターンネスティング手段と、を備えることを特徴とする加工システム。
9. 前記パターンネスティング手段が、
   前記部品の占有面積と数との乗数を計算し、その乗算結果が、大きいものから順に優先順位を高く設定し、その優先順位の高い部品から、その商および予測パターン数を算出してパターンネスティングを導き出すパターンネスティング導出手段と、
   前記パターンネスティング導出手段によって導き出されたパターンネスティングによるパターンの歩留まりを計算する歩留まり計算手段と、
   前記歩留まり計算手段により計算された歩留まりが、前記ネスティングの条件によって指定された歩留まりの範囲内か否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記ネスティングの条件によって指定された歩留まりの範囲外と判定されたパターンの部品に対して、歩留まりを優先する歩留まり優先ネスティングを施す歩留まり優先ネスティング手段と、を備えることを特徴とする請求項８に記載の加工システム。

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