JP2522724Y2

JP2522724Y2 - 加工機用ｎｃデータ生成装置

Info

Publication number: JP2522724Y2
Application number: JP1990104785U
Authority: JP
Inventors: 博天野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-10-04
Filing date: 1990-10-04
Publication date: 1997-01-16
Anticipated expiration: 2005-10-04
Also published as: JPH0464480U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この考案は、NCデータの生成装置に係り、特に加工部
材間のギャップ幅を自動設定できるNCデータの生成装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は、従来のレーザ加工機用自動プラグラミング
装置における板取り配置機能のソフトウェア構成であ
る。

第３図において、（101）は配置する加工部材の定義
をおこなうCAD機能等の形状定義部であり、作図機能（1
01a）、図形編集機能（101b）などからなる。（106）は
定義した形状を保存しておくための形状データベースで
ある。

（102）は形状定義部（101）によって定義した加工部材
形状に対し加工情報を定義する加工定義部であり、加工
開始位置や、加工終了位置等を定義する加工属性設定機
能（102a）および加工形状を連続化処理し、加工経路を
設定する加工経路設定機能（102b）などからなる。

（103）は加工するための部材を管理するための部材管
理部であり、形状定義部（101）で作図し、加工定義部
（102）で加工定義された部材形状を登録する部材登録
機能（103a）などからなる。（107）は形状加工部材と
して保存しておくための部材データベースである。

（104）は加工部材を指定の被加工ワーク上に歩留まり
良く割付けるための板取り配置部であり、ワークの寸法
および部材間のギャップ等をオペレータに入力させるワ
ーク指定機能（104a）および、部材登録機能（103a）に
より部材データベース（107）上に登録されている加工
部材の名称と、その配置個数を指定させ、ワーク上に自
動的に割付ける部材配置機能（104b）からなる。配置結
果の形状は、加工形状として形状データベース（106）
上に保存される。

（105）は板取り配置された加工形状から加工用NCデ
ータを生成するNCデータ生成部であり、加工定義部（10
2）により定義された個々の加工部材形状を解析し、NC
データに変換する加工軌跡生成部（105a）と、加工軌跡
生成部（105a）で生成されたNCデータに対し、加工条件
を設定する加工条件自動設定部（105b）からなる。

（108）は加工機のレーザ発振器の特性、加工対象ワー
クの種類毎に加工実験を繰り返して求めた条件値（レー
ザ出力・パルスデューティ比・発振周波数・加工速度
等）をあらかじめ登録した加工条件データベースであ
る。

第５図は、板取り配置の具体例を示す。

第４図は、第３図における従来の板取り配置機能にお
ける部材間ギャップ指定のアルゴリズムである。

第４図について従来の動作を説明する。説明を簡単に
するため、既に第３図の形状定義部（101）の機能で定
義された加工部材形状（第５図Ａ）は、加工定義部（10
2）で加工経路が決定され、部材登録機能（103a）によ
り、部材データベース（107）上に登録されているもの
とする。

次に板取り配置部（104）の動作について説明する。

まず、ワーク情報入力処理部（104al）において、オ
ペレータに加工部材を切り出すワークの寸法、および、
配置する際の部材間のギャップ幅第５図（Ｂ）のａをキ
ーボードから対話入力させる（S401）。

次いで、板取り要求入力処理部（104bl）において、
オペレータに部材データベース（107）に登録済みの部
材の中から、板取り要求を対話入力させる。すなわち、
板取りしたい部材名およびその必要個数を、複数の種類
の部材について指定させ、板取り要求テーブルを計算機
のメモリ上に作成する（S402）。S402にて作成された板
取り要求テーブルの部材名に従い、部材データベース
（107）から指定の部材を読みだし、S401にて指定され
た部材間ギャップ幅を加味して配置する各々の部材の大
きさを計算決定する（S403）。

部材配置（ネスティング）処理部（104b2）は、独自
ネスティングアルゴリズムにより、S401で指定された寸
法ワーク上に、指定された部材間ギャップ幅で、歩留ま
りが最も良くなるように部材を割り付ける（S405）。こ
のとき、部材の割り付けが完了したワーク（加工形状）
は、形状データベース（106）に保存される。S402にて
要求された部材が、要求個数全てが配置できなかった場
合は、配置できなかった（余った）部材名とその残個数
にて、板取り要求テーブルを更新し（S406）、次の新た
なワークに更新され（S407）、再度、S405の割り付け処
理を要求部材が全て割り付けられるまで繰り返す（S40
5）。

次にNCデータ生成部（105）について説明する。

目的とする板取り結果の加工用NCデータを生成するた
め、材質、板厚等の加工条件パラメータを、オペレータ
に指定させる（S408）。加工形状解析部（105a）は、配
置結果の加工形状を一要素ずつ形状データベース（10
6）から逐次読み出す（S409）。

一連の加工形状の形状要素の終始点情報をもとに解析
し、NCデータに変換しワークエリアであるNCデータバッ
ファへ出力する（S104）。尚、NCデータバッファは、数
ブロック分を保持可能なFIFO（First In First Ou
t）方式のバッファである。加工条件自動設定部（105
b）は、ステップS408で指定された材質、板厚等のパラ
メータとバッファ内に作られた加工ヘッドの移動軌跡か
ら、加工条件データベース（108）から最適な加工条件
を検索し、設定すべき加工条件を得る（S411）。

ステップS410で生成したNCデータバッファ内のNCデータ
に対してS411で得た加工条件を付加する（S413）。加工
条件の確定した分のNCデータをNCデータバッファより取
り出しNCデータファイルや紙テープへと出力する（S41
3）。最後に、次ブロックのNCデータ生成処理のため、N
Cデータバッファから不要となったブロックのデータを
破棄される（S414）。以後、NCデータ生成部（105）の
ステップS409からS414の処理は、加工対象の各部材の形
状要素のある間、繰り返され、（S415）において最終部
材の形状要素が確認された時点で全ての処理を終了す
る。

〔考案が解決しようとする課題〕

従来の自動プログラミング装置では、板取り配置を行
なう際、部材間のギャップ幅を加工するワークの材質・
板厚を十分考慮してオペレータ自ら指定しなければなら
なかった。このため、次のような課題があった。

（１）最適な部材間ギャップの設定が困難である。

（２）指定した部材のギャップ幅が小さすぎた場合、隣
の部材を加工する際、熱の影響を受けて部材が歪むこと
がある。

（３）指定した部材のギャップ幅が大きすぎた場合、特
に被加工ワークの材質が高価で厚かった場合など、歩留
まりが悪くなる。

この考案は、上記のような課題を解決するためになさ
れたもので、最適な部材間ギャップの自動設定されたNC
加工プログラムが作成できる加工機用NCデータ生成装置
を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この考案に係る加工機用NCデータ生成装置は、加工部
材を複数個自動配置する部材配置手段を有する加工機用
NCデータ生成装置において、加工機の特性、加工対象物
の種類毎に対応して求められた条件値及び板取り配置時
の部材間ギャップ幅を予め登録した加工条件データベー
スと、前記加工条件データベースを検索し、指定の材
質、板厚の加工対象物上に加工部材を割り付ける際の最
適部材間ギャップ幅を前記加工条件データベースから得
るワーク条件検索処理部と、前記ワーク条件検索処理部
の出力に基づき加工条件付のNCデータを生成するNCデー
タ生成部とを備えたものである。

〔作用〕

この考案における加工機用NCデータ生成装置は、材
質、板厚等の被加工ワークのパラメータを指定すること
により、最適な部材間ギャップ幅を加工条件データベー
スから得、被加工ワークへの加工部材の割り付け時に、
部材間のギャップ幅が最適になるように配置位置が自動
決定されたNCデータを生成する。

〔考案の実施例〕

第１図は、この考案の一実施例であるレーザ加工機用
自動プログラミング装置における板取り配置機能のソフ
トウェア構成である。

第１図において、（101）は配置する加工部材の定義
をおこなうCAD機能等の形状定義部であり、作図機能（1
01a）、図形編集機能（101b）などからなる。（106）は
定義した形状を保存しておくための形状データベースで
ある。

（104）は加工部材を指定の被加工ワーク上に歩留まり
良く割付けるための板取り配置部であり、被加工ワーク
の材質・板厚および寸法をオペレータに入力させ、最適
な部材間ギャップ幅を自動設定するワーク指定機能（10
4a）および、部材登録機能（103a）により部材データベ
ース（107）上に登録されている加工部材の名称と、そ
の配置個数を指定させ、ワーク上に自動的に割付ける部
材配置機能（104b）からなる。配置結果の形状は、加工
形状として形状データベース（106）上に保存される。

（108）は加工機のレーザ発振器の特性、加工対象ワー
クの種類毎に加工実験を繰り返して求めた条件値（レー
ザ出力・パルスデューティ比・発振周波数・加工速度
等）および板取り配置時の部材間ギャッブ幅をあらかじ
め登録した加工条件データベースである。

（109）はNCデータ生成部（105）によって生成された加
工条件付きのNCデータである。

第５図は、板取り配置の具体例を示す。

第２図は、第１図における考案の板取り配置機能にお
ける部材間ギャップ指定のアルゴリズムである。

第２図について考案の動作を説明する。説明を簡単に
するため、既に第１図の形状定義部（101）の機能で定
義された加工部材形状（第５図Ａ）は、加工定義部（10
2）で加工経路が決定され、部材登録機能（103a）によ
り、部材データベース（107）上に登録されているもの
とする。

次に板取り配置部（104）の動作について説明する。

まず、ワーク情報入力処理部（104al）において、オ
ペレータに加工部材を切り出すワーク材質、板厚、およ
びワークの寸法等のワーク情報をキーボードから対話入
力させる（S201）。

次いで、板取り要求入力処理部（104bl）において、
オペレータに部材データベース（107）に登録済みの部
材の中から、板取り要求を対話入力させる。すなわち、
板取りしたい部材名およびその必要個数を、複数の種類
の部材について指定させ、板取り要求テーブルを計算機
のメモリ上に作成する（S202）。

ワーク条件検索処理部（104a2）において、加工条件
データベース（108）を検索し、指定の材質、板厚のワ
ーク上に部材を割り付ける際の最適部材間ギャップ幅
（第５図（Ｂ）のａ）を得る（S203）。S202にて作成さ
れた板取り要求テーブルの部材名に従い、部材データベ
ース（107）から指定の部材を読みだし、S203にて得ら
れた最適部材ギャップ幅を加味して、配置する各々の部
材の大きさを計算決定する（S204）。

部材配置（ネスティング）処理部（104b2）は、独自
のネスティングアルゴリズムにより、S201で指定された
寸法のワーク上に、歩留まりが最も良くなるように部材
を割り付ける（405）。このとき、部材の割り付けが完
了したワーク（加工形状）は、形状データベース（10
6）に保存される。S202にて要求された部材が、要求個
数全てが配置できなかった場合は、配置できなかった
（余った）部材名とその残個数にて、板取り要求テーブ
ルを更新し（S208）、次の新なワークに更新され（S20
9）、再度、S205の割り付け処理を要求部材が全て割り
付けられるまで繰り返す（S207）。

次にNCデータ生成部（105）の動作について説明す
る。

目的とする板取り結果の加工用NCデータを生成するた
め、加工形状解析部（105a）は、配置結果の加工形状を
一要素ずつ形状データベース（106）から逐次読み出す
（S210）。

一連の形状要素の終始点情報をもとに解析し、NCデー
タに変換しワークエリアであるNCデータバッファへ出力
する（S211）。尚、NCデータバッファは、数ブロック分
を保持可能なFIFO（First In First Out）方式のバ
ッファである。加工条件自動設定部（105b）は、ステッ
プS201で指示された材質、板厚等のパラメータとバッフ
ァ内に作られた加工ヘッドの移動軌跡から、加工条件デ
ータベース（108）から最適な加工条件を検索し、設定
すべき加工条件を得る（S212）。ステップS211で生成し
たNCデータバッファ内のNCデータに対してS212で得た加
工条件を付加する（S213）。加工条件の確定した分のNC
データをNCデータバッファより取り出しNCデータファイ
ルや紙テープへと出力する（S214）。最後に、次ブロッ
クのNCデータ生成処理のため、NCデータバッファから不
要となったブロックのデータを破棄される（S215）。以
後、NCデータ生成部（105）のステップS210からS215の
処理は、加工対象の各部材の形状要素のある間、繰り返
され、（S216）において最終部材の形状要素が確認され
た時点で全ての処理を終了する。

尚、上記実施例では、最適な部材間ギャップ幅を加工
条件データベースにあらかじめ登録しておく方式をとっ
ているが、最適な部材間ギャップ幅を、被加工ワークの
材質、板厚、レーザ出力等のパラメータから、計算によ
りもとめても良い。実施例では、自動プログラミング装
置を例に説明したが、一般のCAD/CAMシステム等、レー
ザ加工機のNC制御装置にNCデータを供給するものであれ
ば、上記実施例と同様の効果を奏する。

また、レーザ加工だけでなく、ガス溶断装置等、熱加
工分野において部材配置機能を必要とするものであれ
ば、同様の効果を奏する。

〔考案の効果〕

この考案は以上説明した通り、最適な部材間ギャップ
の自動設定されたNCデータの作成が可能になったことに
より、以下の効果が得られる。

（１）人手を介することなく簡単に最適な部材間ギャッ
プ幅が得られるため、NCデータ作成時間が短縮できる。

（２）部材が隣接する部材を加工する際、熱影響を受け
なくなる。

（３）高価なワークに対し、歩留まり向上が期待でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例によるレーザ加工機用自動
プログラミング装置における板取り配置機能のソフトウ
ェア構成図、第２図はこの考案の一実施例の部材間ギャ
ップ指定のアルゴリズムを示す図、第３図は従来のレー
ザ加工機用自動プログラミング装置における板取り配置
機能のソフトウェア構成図を示す図、第４図は従来の部
材間ギャップ指定のアルゴリズムを示す図、第５図は従
来の板取り配置例を示す図である。図において、（101）は形状定義部、（101a）は作図機
能、（101b）は図形編集機能、（102）は加工定義部、
（102a）は加工属性設定機能、（102b）は加工経路設定
機能、（103）は部材管理部、（103a）は部材登録機
能、（103b）は部材呼び出し機能、（103c）は部材一覧
表示機能、（103d）は部材削除機能、（104）は板取り
配置部、（104a）はワーク指定機能、（104a1）はワー
ク情報入力処理部、（104a2）はワーク条件検索処理
部、（104b1）は板取り要求入力処理部、（104b2）は部
材配置（ネスティング）処理部、（105）はNCデータ生
成部、（105a）は加工軌跡生成部、（105b）は加工条件
自動設定部、（105b1）は加工条件情報入力処理部、（1
05b2）は加工条件検索処理、（106）は形状データベー
ス、（107）は部材データベース、（108）は加工形状デ
ータベース、（109）は加工条件付きNCデータである。なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】加工部材を複数個自動配置する部材配置手
段を有する加工機用NCデータ生成装置において、加工機
の特性、加工対象物の種類毎に対応して求められた条件
値及び板取り配置時の部材間ギャップ幅を予め登録した
加工条件データベースと、前記加工条件データベースを
検索し、指定の材質、板厚の加工対象物上に加工部材を
割り付ける際の最適部材間ギャップ幅を前記加工条件デ
ータベースから得るワーク条件検索処理部と、前記ワー
ク条件検索処理部の出力に基づき加工条件付のNCデータ
を生成するNCデータ生成部とを備えたことを特徴とする
加工機用NCデータ生成装置。