JP3858316B2 - Ｎｃ溶断における部材のレイアウト方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原料板材から複数の部材をＮＣ溶断により形成する際における部材のレイアウト方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、原料板材から複数の部材をＮＣ溶断により形成するには、図２３に示すように、各部材Ｐの形状を矩形形状で近似させ、この近似形状をＸＹ方向に平行移動させる、いわゆるツメツメ処理を行って、各部材Ｐを母材Ｍ上に配置していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来の部材のレイアウト方法では、各部材の形状を考慮せずに部材を配置していたため、各部材間に多数の空きエリアが発生し、製品の歩留まり率が低くなるという問題点があった。
【０００４】
そこで、本発明は、上記した従来の技術の有する問題点に鑑み提案されたもので、以下の点を目的とする。
【０００５】
本発明の目的は、各部材間の空きエリアが最小限となるように部材を配置することにより、製品の歩留まり率を向上させることにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、勝手形状あるいは類似形状の部材が一対となるように各部材を配置することにより、製品の歩留まり率を向上させることにある。
【０００７】
本発明のさらに他の目的は、容易に部材の対を発見することにある。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、各部材間の空きエリアに部材を配置することにより、一層、製品の歩留まり率を向上させることにある。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、配置された各部材をＸＹ方向に移動させて、各部材間の空きエリアを減少させることにより、より一層、製品の歩留まり率を向上させることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のレイアウト方法は、原料板材から複数の部材をＮＣ溶断により形成する際に、複数の部材形状データを取り込むデータ取込工程と、取り込んだ部材形状データに対して機械加工用の余肉形状を作成する余肉形状作成工程と、作成した余肉形状に基づいて、溶断形状線を決定する溶断形状線決定工程と、決定した溶断形状線に溶断代を追加する溶断代追加工程と、溶断代が追加された各部材の組合せタイプを演算し、組合せタイプ毎に対となる部材を求める演算工程と、各部材間の空きエリアが最小限となるように、求められた組合せタイプ毎に対となる部材を配置するレイアウト工程と、各部材のレイアウトに基づいて、溶断経路データ作成する溶断経路データ作成工程とにより、各部材の配置を行う。
【００１１】
また、前記対となる部材は、勝手形状あるいは類似形状の部材である。
【００１２】
また、前記組合せタイプは、台形形状タイプの第１組合せタイプ、凹形状タイプの第２組合せタイプ、および、クランク形状または三角形状タイプの第３組合せタイプを含み、前記演算工程は、第２組合せタイプおよび第３組合せタイプ毎に対となる部材をそれぞれ求める。
【００１３】
また、前記レイアウト工程では、配置された各部材間の空きエリアを検出し、当該空きエリアに部材を配置する。
【００１４】
また、前記レイアウト工程では、配置された各部材をＸＹ方向に移動させて、各部材間の空きエリアを減少させるように各部材を配置する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態の一例を説明する。
（図面の説明）
図１から図６は、本発明に係るＮＣ溶断における部材のレイアウト方法の手順を示したもので、図１は、ゼネラルフローチャート、図２は、図１に示した自動レイアウト処理の手順を示したフローチャート、図３から図５は、図２に示した組合せタイプ演算処理の手順を示したフローチャート、図６は、図２に示した中空エリア検出処理と中空エリアへの部材配置処理の手順を示したフローチャートである。
【００１６】
また、図７から図１１は、部材のレイアウトの手順を説明するための説明図で、図７は、データベースに取り込むＣＡＤデータの説明図、図８は、機械加工用の余肉形状が形成された部材レイアウトの説明図、図９は、溶断形状線が決定された部材レイアウトの説明図、図１０は、溶断代が追加された部材レイアウトの説明図、図１１は、自動レイアウトされた部材の配置説明図である。
【００１７】
さらに、図１２は、組合せタイプの代表例を示した説明図、図１３は、組合せタイプの求め方を説明した説明図、図１４は、組合せタイプ２の部材の説明図、図１５は、組合せタイプ３の部材の説明図、図１６から図１８は、組合せタイプ毎の部材組合せを説明する説明図、図１９は、空きエリアに配置する部材を説明した説明図である。
【００１８】
（部材のレイアウト方法の概略）
図１および図７から図１１に基づいて、本発明に係る部材のレイアウト方法の概略手順を説明する。
部材のレイアウトを行うには、まず、母材の枠データを選択し（Ｓ１）、ＣＡＤデータファイルより形状データを合成する（Ｓ２）。ＣＡＤデータファイルからから取り込む形状データは、例えば、図７に示すような各部材の設計データである。なお、ＣＡＤデータファイルから取得するデータは、形状データ（例えば、ポリライン、円、円弧）と、風船データのみである。
次に、取り込んだ形状データに対して、余肉形状を作成する（Ｓ３）。余肉形状は、例えば、図８に示すように作成される。
【００１９】
次に、不足部分の形状データを作成する（Ｓ４）。このとき、同時に、部材の板厚と部品番号を入力するとともに、ゲート番号を入力する。
次に、各部材を板厚毎に並べ替え（Ｓ５）、各部材を板厚毎に分割する（Ｓ６）。すなわち、以降のレイアウト処理は、板厚毎に行われる。
次に、最長線分をサーチし、最長線分が水平方向になるように部材を回転させる（Ｓ７）。
【００２０】
次に、ポリライン、円、円弧を探して、継ぎ目をチェックすることにより、一筆書きの閉ポリラインを作成する（Ｓ８）。この閉ポリラインは、溶断形状線となるもので、例えば、図９に示すように形成される。
次に、閉ポリラインをサーチし、溶断代を残して、オフセットポリラインを作成する（Ｓ９）。溶断代は、例えば１．０ｍｍとし、図１０に示すように形成される。なお、抜き穴の場合には、溶断代を若干大きめにカットする。
次に、各部材の自動レイアウト処理（Ｓ１０）を行って、母材に各部材をレイアウトする。自動レイアウト処理（Ｓ１０）により、例えば図１１に示すように、母材上に各部材がレイアウトされる。この自動レイアウト処理（Ｓ１０）は、後に詳述する。
【００２１】
次に、溶断経路データの自動作成し（Ｓ１１）、自動作成したデータをマニュアルで修正する（Ｓ１２）。また、データのマニュアル修正時に、抜き穴の定義を行う。
次に、自動作成し、マニュアルで修正したデータを登録する（Ｓ１３）。
次に、ポストプロセッサ処理（Ｓ１４）を行い、レイアウトプロット図、ゲート番号を含んだＮＣデータ、部品番号プロットＮＣデータを出力する。
次に、ＮＣデータをＤＮＣのキー局にダウンロードし（Ｓ１５）、ＮＣデータをＮＣ溶断装置に読み込んで（Ｓ１６）、ＮＣ溶断を行う（Ｓ１７）。
【００２２】
このようにしてＮＣ溶断された各部材は、ベルトコンベア上に落下し（Ｓ１８）、部品番号に基づいて、選別機で仕分けされる（Ｓ１９）。
【００２３】
（自動レイアウト処理）
図２に基づいて、上記した自動レイアウト処理（Ｓ１０）をさらに詳細に説明する。
自動レイアウト処理（Ｓ１０）では、まず、母材の大きさ（縦寸法、横寸法）、各部材のＸ，Ｙ方向の隙間、コメント、データ作成者及びデータ作成日からなる図面名等のデータを入力する（Ｓ２０）。ここで、母材の大きさ等は、図面枠データから自動設定される。また、各部材間の隙間のデフォルト値は、Ｘ，Ｙ方向でそれぞれ１０ｍｍとする。
【００２４】
そして、各VIEWのMASK値を求め（Ｓ２１）、各VIEWの原点をMASK値左下に設定して、座標変換し、長手方向がＸ軸となるよう、各VIEWを回転する（Ｓ２２）。次に、対となる組合せタイプを求めるための組合せタイプ演算処理（Ｓ２３）を行う。組合せタイプ演算処理（Ｓ２３）では、各部材の面積を求めて、組合せタイプを決定する。組合せタイプの種類は、例えば、図１２に示すように、タイプ１、タイプ２、タイプ３の三種類とする。この組合せタイプ演算処理（Ｓ２３）は、後に詳述する。
【００２５】
次に、各タイプの基準タイプに座標変換する（Ｓ２４）。基準タイプへの座標変換は、ミラー処理、あるいは回転処理により行う。
次に、VIEWの長手方向が長い順に全VIEWのテーブルを作成する（Ｓ２５）。 次に、VIEW単位でMASK値によりレイアウトし（Ｓ２６）、Ｙ方向で点と直線の距離を計算し（Ｓ２７）、組合せタイプが同じで、面積がほぼ同じ部材を対として検出し、部材のレイアウトを行う（Ｓ２８）。
【００２６】
ここで、一列のレイアウトが終了したかどうかを判断し（Ｓ２９）、一列のレイアウトが終了していなければ、VIEW単位のレイアウト処理（Ｓ２６）に戻る。一方、一列のレイアウトが終了している場合には、同一列を、Ｘ方向で点と直線の距離を計算し（Ｓ３０）、Ｙ方向の端末レイアウト処理（Ｓ３１）を行う。次に、各部材間に存在する中空エリアの検出処理（Ｓ３２）を行い、最良の部材配置となるように、中空エリアへ部材を配置する（Ｓ３３）。中空エリアへの部材の配置では、部材を９０゜毎に回転させたり、ミラー変換を行うことにより、合計８通りの配置方法を試みて、最良の部材配置を求める。この中空エリア検出処理（Ｓ３２）と、中空エリア部材配置処理（Ｓ３３）は、後に詳述する。
【００２７】
次に、母材に対するレイアウトが終了したかどうかを判断し（Ｓ３４）、レイアウトが終了していなければ、VIEW単位のレイアウト処理（Ｓ２６）に戻る。
【００２８】
一方、レイアウトが終了している場合には、充填率を計算して表示し（Ｓ３５）、部品番号が板材の中心にくるような部品番号処理（Ｓ３６）を行い、溶断経路方向を設定する自動溶断経路処理（Ｓ３７）を行う。この自動溶断経路処理（Ｓ３７）では、例えば、１段目は、半時計周りに自動溶断を行い、２段目は、反対に時計回りに自動溶断を行うように溶断経路を設定する。
【００２９】
次に、レイアウトデータをデータベースに登録して（Ｓ３８）、全部材のレイアウトが終了したかどうかを判断する（Ｓ３９）。
ここで、全部材のレイアウトが終了している場合には、処理を終了し、１枚の母材上に全部材がレイアウトできなかった場合には、次の母材に対して、上記した自動レイアウト処理（Ｓ２６〜Ｓ３８）を実行する。
【００３０】
（組合せタイプ演算処理）
図３から図５および図１３から図１５に基づいて、上記した組合せ演算処理（Ｓ２３）をさらに詳細に説明する。
組合せタイプ演算処理（Ｓ２３）では、まず、部材形状線のポリラインを作業用エリアに読み込む（Ｓ４０）。
そして、Ｘ方向のスキャンにより、形状マスク値より、マスクポリラインを作成して、マスク形状の面積を求める（Ｓ４１）。
【００３１】
次に、Ｘ線分をＸ方向でΔＸ分増加し（Ｓ４１）、Ｘ線分がＸマスク値より大きいかどうかを判断する（Ｓ４３）。
ここで、Ｘ線分がＸマスク値よりも大きい場合には、後に詳述する部分形状面積とマスク形状面積との比率判断処理（Ｓ５２以降）を行う。
【００３２】
一方、Ｘ線分がＸマスク値よりも小さい場合には、Ｘ線分とマスクポリライン及び形状閉ポリラインとの交点計算を行う（Ｓ４４）。
そして、Ｘ線分とマスクポリライン及び形状閉ポリラインとの交点がないかどうかを判断し（Ｓ４５）、交点がなければ、上記したΔＸ分増加処理（Ｓ４２）に戻る。
【００３３】
一方、Ｘ線分とマスクポリライン及び形状閉ポリラインとの交点がある場合には、重点を削除し（Ｓ４６）、交点数が偶数かどうかを判断する（Ｓ４７）。 ここで、交点数が奇数の場合には、上記したΔＸ分増加処理（Ｓ４２）に戻る。
【００３４】
一方、交点数が偶数の場合には、Ｙ値の小さい順に並び替え（Ｓ４８）、形状線、交点間の距離を求めるとともに、部材形状の面積を求める（Ｓ４９）。
【００３５】
次に、凹形状、交点間の距離を求めるとともに、凹形状のＸセンタより小さい方の面積（SUB −TYPE▲１▼）と、凹形状のＸセンタより大きい方の面積（SUB −TYPE▲２▼）とを求める（Ｓ５０）。
次に、四隅の距離を求めるとともに、四隅の面積を求める（Ｓ５１）。
次に、部分形状面積がマスク形状面積の９０％以上かどうかを判断する（Ｓ５２）。
【００３６】
ここで、部分形状面積がマスク形状面積の９０％以上であれば、タイプ１の形状と判定する（Ｓ５３）。このタイプ１の形状とは、図１２に示したように、例えば、台形の形状である。このタイプ１の形状である場合には、組合せレイアウトを行わない（Ｓ５４）。
一方、部分形状面積がマスク形状面積の９０％未満の場合には、凹部の専有面積がマスク形状面積の１０％以上かどうかを判断する（Ｓ５５）。
【００３７】
ここで、凹部の専有面積がマスク形状面積の１０％以上であれば、タイプ２の形状と判定して、SUB −TYPEは、▲１▼と▲２▼の面積の大きい方をとる（Ｓ５６）。このタイプ２の形状とは、図１２に示したように、例えば、凹形状のことである。また、図１４に示すように、タイプ２の形状には、互いに９０゜ずつ回転した４つのSUB −TYPEがあり、本実施例では、上向き凹状の場合を基準SUB −TYPEとしている。
【００３８】
一方、凹部の専有面積がマスク形状面積の１０％未満の場合には、タイプ３の形状と判定して、四隅の面積が最大箇所を検出し、その隅番号をSUB −TYPEとする（Ｓ５７）。このタイプ３の形状とは、例えば、図１２に示すうなクランク状の形状や、図１５に示すような、三角形状のことである。また、図１５に示すように、タイプ３の形状には、互いに９０゜ずつ回転した４つのSUB −TYPEがあり、本実施例では、左下隅側に部材が位置する場合を基準SUB −TYPEとしている。次に、タイプ１の形状あるいはタイプ３の形状であるかどうかを判断し（Ｓ５８）、これら以外の形状、すなわち、タイプ２の形状であれば、処理を終了する。
【００３９】
一方、タイプ１の形状あるいはタイプ３の形状である場合には、さらに、Ｙ方向のスキャンを行う。
このＹ方向のスキャンでは、上記したＸ方向のスキャン時とほぼ同様の処理を行う。
すなわち、まず、形状マスク値より、マスクポリラインを作成し、マスク形状の面積を求め（Ｓ５９）、Ｙ線分をＹ方向でΔＹ分増加する（Ｓ６０）。
【００４０】
次に、Ｙ線分がＹマスク値より大きいかどうかを判断し（Ｓ６１）、Ｙ線分がＹマスク値より小さい場合には、タイプ１の形状と判定して（Ｓ６２）、組合せレイアウトは行わない（Ｓ６３）。
そして、Ｙ線分とマスクポリライン及び形状閉ポリラインとの交点がないかどうかを判断し（Ｓ６５）、交点がなければ、上記したΔＹ分増加処理（Ｓ６１）に戻る。
【００４１】
一方、Ｙ線分とマスクポリライン及び形状閉ポリラインとの交点がある場合には、重点を削除し（Ｓ６６）、交点数が偶数かどうかを判断する（Ｓ６７）。 ここで、交点数が奇数の場合には、上記したΔＹ分増加処理（Ｓ６１）に戻る。
一方、交点数が偶数の場合には、Ｘ値の小さい順に並び替え（Ｓ６８）、形状線、交点間の距離を求めるとともに、部材形状の面積を求める（Ｓ６９）。
【００４２】
次に、凹形状、交点間の距離を求めるとともに、凹形状のＹセンタより小さい方の面積（SUB −TYPE▲３▼）と、凹形状のＹセンタより大きい方の面積（SUB −TYPE▲４▼）を求める（Ｓ７０）。
【００４３】
そして、凹部の専有面積がマスク形状面積の１０％以上かどうかを判断し（Ｓ７１）、凹部の専有面積がマスク形状面積の１０％以上である場合には、タイプ２の形状とと判定し、SUB −TYPEは、▲３▼と▲４▼の面積の大きい方をとる（Ｓ７２）。
【００４４】
一方、凹部の専有面積がマスク形状面積の１０％の場合には、タイプ１またはタイプ３と判定する。
上記したような手順により、組合せタイプを決定した後、先に説明したように、対となる部材を検出して、部材の組合せを行う。
例えば、図１６に示すように、タイプ１の形状であると判断した場合には、対となる部材はない。
【００４５】
また、図１７に示すように、タイプ２の形状であると判断した場合には、SUB −TYPE▲１▼とSUB −TYPE▲２▼、あるいはSUB −TYPE▲３▼とSUB −TYPE▲４▼の組合せとなるよう、対の部材を組み合わせる。
【００４６】
同様に、図１８に示すように、タイプ３の形状であると判断した場合には、SUB −TYPE▲１▼とSUB −TYPE▲３▼、あるいはSUB −TYPE▲１▼とSUB −TYPE▲４▼（図示せず）の組合せとなるよう、対の部材を組み合わせる。
【００４７】
（中空エリア検出処理、中空エリアへの部材配置処理）
次に、図５、図１９に基づいて、上記した中空エリア検出処理（Ｓ３２）、中空エリアへの部材配置処理（Ｓ３３）をさらに詳細に説明する。
中空エリア検出処理（Ｓ３２）、中空エリアへの部材配置処理（Ｓ３３）では、まず、Ｘ方向より、Ｘ線分とマスクポリライン，形状閉ポリラインとの交点計算を行い（Ｓ８０）、空エリア部のＸ方向距離が６０ｍｍ以上確保できる箇所を探す（Ｓ８１）。
【００４８】
次に、Ｙ方向をセンター振り分けにて、Ｙ線分とマスクポリライン，形状閉ポリラインとの交点計算を行い（Ｓ８２）、空エリア部のＹ方向距離が６０ｍｍ以上確保できる箇所を探す（Ｓ８３）。
そして、空エリアをマスク値で確保して（Ｓ８４）、複数の空エリアに交点チェックを行いながら部材をレイアウトする（Ｓ８５）。
【００４９】
図１９に示した例では、１段目に配置した部材(2),(2)の間の空きエリアに、部材（１２）を配置している。
【００５０】
（部材のレイアウト例）
次に、上記した部材のレイアウト方法を用いて部材Ｐを配置した場合の母材Ｍを、従来の部材のレイアウト方法を用いて部材Ｐを配置した場合の母材Ｍと比較して説明する。
【００５１】
図２０は、組合せタイプにより部材を一対毎に配置した場合の母材の平面図、図２１は、空きエリアに部材を配置した場合の母材の平面図、図２２は、組合せタイプにより部材を一対毎に配置するとともに、空きエリアに部材を配置した場合の母材の平面図である。
【００５２】
図２３に示すように、従来の部材のレイアウト方法を用いて部材Ｐを配置した場合には、全部材Ｐ…を配置するために、母材Ｍの長手方向に２７５３ｍｍを必要とした。
【００５３】
これに対して、図２０に示すように、組合せタイプにより部材Ｐを一対毎に配置した場合には、母材Ｍの長手方向の２６３２ｍｍ以内に全部材Ｐ…を配置することができる。
【００５４】
また、図２１に示すように、空きエリアに部材Ｐを配置した場合には、母材Ｍの長手方向の２７４３ｍｍ以内に全部材Ｐ…を配置することができる。
【００５５】
さらに、図２２に示すように、組合せタイプにより部材Ｐを一対毎に配置するとともに、空きエリアに部材Ｐを配置した場合には、母材Ｍの長手方向の２３５６ｍｍ以内に全部材Ｐ…を配置することができる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明は、上記した構成からなるので、以下に説明するような作用を奏することができる。
【００５７】
本発明のレイアウト方法によれば、各部材間の空きエリアが最小限となるように、部材を配置することにより、製品の歩留まり率を向上させることができる。
【００５８】
本発明のレイアウト方法によれば、勝手形状あるいは類似形状の部材が一対となるように各部材を配置することにより、製品の歩留まり率を向上させることができる。
【００５９】
本発明のレイアウト方法によれば、各部材の組合せタイプを求めて、組合せタイプ毎に対となる部材を検出することにより、容易に部材の対を発見できることができる。
【００６０】
本発明のレイアウト方法によれば、各部材間の空きエリアに部材を配置することにより、一層、製品の歩留まり率を向上させることができる。
【００６１】
本発明にレイアウト方法よれば、配置された各部材をＸＹ方向に移動させて、各部材間の空きエリアを減少させることにより、より一層、製品の歩留まり率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るＮＣ溶断における部材のレイアウト方法のゼネラルフローチャートである。
【図２】 図１に示した自動レイアウト処理の手順を示したフローチャートである。
【図３】 図２に示した組合せタイプ演算処理の手順を示したフローチャートである。
【図４】 図２に示した組合せタイプ演算処理の手順を示したフローチャートである。
【図５】 図２に示した組合せタイプ演算処理の手順を示したフローチャートである。
【図６】 図２に示した中空エリア検出処理と中空エリアへの部材配置処理の手順を示したフローチャートである。
【図７】 データベースに取り込むＣＡＤデータの説明図である。
【図８】 機械加工用の余肉形状が形成された部材レイアウトの説明図である。
【図９】 溶断形状線が決定された部材レイアウトの説明図である。
【図１０】 溶断代が追加された部材レイアウトの説明図である。
【図１１】 自動レイアウトされた部材の配置説明図である。
【図１２】 組合せタイプの代表例を示した説明図である。
【図１３】 組合せタイプの求め方を説明した説明図である。
【図１４】 組合せタイプ２の部材の説明図である。
【図１５】 組合せタイプ３の部材の説明図である。
【図１６】 組合せタイプ１の部材組合せを説明する説明図である。
【図１７】 組合せタイプ２の部材組合せを説明する説明図である。
【図１８】 組合せタイプ３の部材組合せを説明する説明図である。
【図１９】 空きエリアに配置する部材を説明した説明図である。
【図２０】 組合せタイプにより部材を一対毎に配置した場合の母材の平面図である。
【図２１】 空きエリアに部材を配置した場合の母材の平面図である。
【図２２】 組合せタイプにより部材を一対毎に配置するとともに、空きエリアに部材を配置した場合の母材の平面図である。
【図２３】 従来のレイアウト方法により、部材を配置した場合の母材の平面である。
【符号の説明】
Ｐ…部材、
Ｍ…母材。
【発明の属する技術分野】
本発明は、原料板材から複数の部材をＮＣ溶断により形成する際における部材のレイアウト方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、原料板材から複数の部材をＮＣ溶断により形成するには、図２３に示すように、各部材Ｐの形状を矩形形状で近似させ、この近似形状をＸＹ方向に平行移動させる、いわゆるツメツメ処理を行って、各部材Ｐを母材Ｍ上に配置していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来の部材のレイアウト方法では、各部材の形状を考慮せずに部材を配置していたため、各部材間に多数の空きエリアが発生し、製品の歩留まり率が低くなるという問題点があった。
【０００４】
そこで、本発明は、上記した従来の技術の有する問題点に鑑み提案されたもので、以下の点を目的とする。
【０００５】
本発明の目的は、各部材間の空きエリアが最小限となるように部材を配置することにより、製品の歩留まり率を向上させることにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、勝手形状あるいは類似形状の部材が一対となるように各部材を配置することにより、製品の歩留まり率を向上させることにある。
【０００７】
本発明のさらに他の目的は、容易に部材の対を発見することにある。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、各部材間の空きエリアに部材を配置することにより、一層、製品の歩留まり率を向上させることにある。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、配置された各部材をＸＹ方向に移動させて、各部材間の空きエリアを減少させることにより、より一層、製品の歩留まり率を向上させることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のレイアウト方法は、原料板材から複数の部材をＮＣ溶断により形成する際に、複数の部材形状データを取り込むデータ取込工程と、取り込んだ部材形状データに対して機械加工用の余肉形状を作成する余肉形状作成工程と、作成した余肉形状に基づいて、溶断形状線を決定する溶断形状線決定工程と、決定した溶断形状線に溶断代を追加する溶断代追加工程と、溶断代が追加された各部材の組合せタイプを演算し、組合せタイプ毎に対となる部材を求める演算工程と、各部材間の空きエリアが最小限となるように、求められた組合せタイプ毎に対となる部材を配置するレイアウト工程と、各部材のレイアウトに基づいて、溶断経路データ作成する溶断経路データ作成工程とにより、各部材の配置を行う。
【００１１】
また、前記対となる部材は、勝手形状あるいは類似形状の部材である。
【００１２】
また、前記組合せタイプは、台形形状タイプの第１組合せタイプ、凹形状タイプの第２組合せタイプ、および、クランク形状または三角形状タイプの第３組合せタイプを含み、前記演算工程は、第２組合せタイプおよび第３組合せタイプ毎に対となる部材をそれぞれ求める。
【００１３】
また、前記レイアウト工程では、配置された各部材間の空きエリアを検出し、当該空きエリアに部材を配置する。
【００１４】
また、前記レイアウト工程では、配置された各部材をＸＹ方向に移動させて、各部材間の空きエリアを減少させるように各部材を配置する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態の一例を説明する。
（図面の説明）
図１から図６は、本発明に係るＮＣ溶断における部材のレイアウト方法の手順を示したもので、図１は、ゼネラルフローチャート、図２は、図１に示した自動レイアウト処理の手順を示したフローチャート、図３から図５は、図２に示した組合せタイプ演算処理の手順を示したフローチャート、図６は、図２に示した中空エリア検出処理と中空エリアへの部材配置処理の手順を示したフローチャートである。
【００１６】
また、図７から図１１は、部材のレイアウトの手順を説明するための説明図で、図７は、データベースに取り込むＣＡＤデータの説明図、図８は、機械加工用の余肉形状が形成された部材レイアウトの説明図、図９は、溶断形状線が決定された部材レイアウトの説明図、図１０は、溶断代が追加された部材レイアウトの説明図、図１１は、自動レイアウトされた部材の配置説明図である。
【００１７】
さらに、図１２は、組合せタイプの代表例を示した説明図、図１３は、組合せタイプの求め方を説明した説明図、図１４は、組合せタイプ２の部材の説明図、図１５は、組合せタイプ３の部材の説明図、図１６から図１８は、組合せタイプ毎の部材組合せを説明する説明図、図１９は、空きエリアに配置する部材を説明した説明図である。
【００１８】
（部材のレイアウト方法の概略）
図１および図７から図１１に基づいて、本発明に係る部材のレイアウト方法の概略手順を説明する。
部材のレイアウトを行うには、まず、母材の枠データを選択し（Ｓ１）、ＣＡＤデータファイルより形状データを合成する（Ｓ２）。ＣＡＤデータファイルからから取り込む形状データは、例えば、図７に示すような各部材の設計データである。なお、ＣＡＤデータファイルから取得するデータは、形状データ（例えば、ポリライン、円、円弧）と、風船データのみである。
次に、取り込んだ形状データに対して、余肉形状を作成する（Ｓ３）。余肉形状は、例えば、図８に示すように作成される。
【００１９】
次に、不足部分の形状データを作成する（Ｓ４）。このとき、同時に、部材の板厚と部品番号を入力するとともに、ゲート番号を入力する。
次に、各部材を板厚毎に並べ替え（Ｓ５）、各部材を板厚毎に分割する（Ｓ６）。すなわち、以降のレイアウト処理は、板厚毎に行われる。
次に、最長線分をサーチし、最長線分が水平方向になるように部材を回転させる（Ｓ７）。
【００２０】
次に、ポリライン、円、円弧を探して、継ぎ目をチェックすることにより、一筆書きの閉ポリラインを作成する（Ｓ８）。この閉ポリラインは、溶断形状線となるもので、例えば、図９に示すように形成される。
次に、閉ポリラインをサーチし、溶断代を残して、オフセットポリラインを作成する（Ｓ９）。溶断代は、例えば１．０ｍｍとし、図１０に示すように形成される。なお、抜き穴の場合には、溶断代を若干大きめにカットする。
次に、各部材の自動レイアウト処理（Ｓ１０）を行って、母材に各部材をレイアウトする。自動レイアウト処理（Ｓ１０）により、例えば図１１に示すように、母材上に各部材がレイアウトされる。この自動レイアウト処理（Ｓ１０）は、後に詳述する。
【００２１】
次に、溶断経路データの自動作成し（Ｓ１１）、自動作成したデータをマニュアルで修正する（Ｓ１２）。また、データのマニュアル修正時に、抜き穴の定義を行う。
次に、自動作成し、マニュアルで修正したデータを登録する（Ｓ１３）。
次に、ポストプロセッサ処理（Ｓ１４）を行い、レイアウトプロット図、ゲート番号を含んだＮＣデータ、部品番号プロットＮＣデータを出力する。
次に、ＮＣデータをＤＮＣのキー局にダウンロードし（Ｓ１５）、ＮＣデータをＮＣ溶断装置に読み込んで（Ｓ１６）、ＮＣ溶断を行う（Ｓ１７）。
【００２２】
このようにしてＮＣ溶断された各部材は、ベルトコンベア上に落下し（Ｓ１８）、部品番号に基づいて、選別機で仕分けされる（Ｓ１９）。
【００２３】
（自動レイアウト処理）
図２に基づいて、上記した自動レイアウト処理（Ｓ１０）をさらに詳細に説明する。
自動レイアウト処理（Ｓ１０）では、まず、母材の大きさ（縦寸法、横寸法）、各部材のＸ，Ｙ方向の隙間、コメント、データ作成者及びデータ作成日からなる図面名等のデータを入力する（Ｓ２０）。ここで、母材の大きさ等は、図面枠データから自動設定される。また、各部材間の隙間のデフォルト値は、Ｘ，Ｙ方向でそれぞれ１０ｍｍとする。
【００２４】
そして、各VIEWのMASK値を求め（Ｓ２１）、各VIEWの原点をMASK値左下に設定して、座標変換し、長手方向がＸ軸となるよう、各VIEWを回転する（Ｓ２２）。次に、対となる組合せタイプを求めるための組合せタイプ演算処理（Ｓ２３）を行う。組合せタイプ演算処理（Ｓ２３）では、各部材の面積を求めて、組合せタイプを決定する。組合せタイプの種類は、例えば、図１２に示すように、タイプ１、タイプ２、タイプ３の三種類とする。この組合せタイプ演算処理（Ｓ２３）は、後に詳述する。
【００２５】
次に、各タイプの基準タイプに座標変換する（Ｓ２４）。基準タイプへの座標変換は、ミラー処理、あるいは回転処理により行う。
次に、VIEWの長手方向が長い順に全VIEWのテーブルを作成する（Ｓ２５）。 次に、VIEW単位でMASK値によりレイアウトし（Ｓ２６）、Ｙ方向で点と直線の距離を計算し（Ｓ２７）、組合せタイプが同じで、面積がほぼ同じ部材を対として検出し、部材のレイアウトを行う（Ｓ２８）。
【００２６】
ここで、一列のレイアウトが終了したかどうかを判断し（Ｓ２９）、一列のレイアウトが終了していなければ、VIEW単位のレイアウト処理（Ｓ２６）に戻る。一方、一列のレイアウトが終了している場合には、同一列を、Ｘ方向で点と直線の距離を計算し（Ｓ３０）、Ｙ方向の端末レイアウト処理（Ｓ３１）を行う。次に、各部材間に存在する中空エリアの検出処理（Ｓ３２）を行い、最良の部材配置となるように、中空エリアへ部材を配置する（Ｓ３３）。中空エリアへの部材の配置では、部材を９０゜毎に回転させたり、ミラー変換を行うことにより、合計８通りの配置方法を試みて、最良の部材配置を求める。この中空エリア検出処理（Ｓ３２）と、中空エリア部材配置処理（Ｓ３３）は、後に詳述する。
【００２７】
次に、母材に対するレイアウトが終了したかどうかを判断し（Ｓ３４）、レイアウトが終了していなければ、VIEW単位のレイアウト処理（Ｓ２６）に戻る。
【００２８】
一方、レイアウトが終了している場合には、充填率を計算して表示し（Ｓ３５）、部品番号が板材の中心にくるような部品番号処理（Ｓ３６）を行い、溶断経路方向を設定する自動溶断経路処理（Ｓ３７）を行う。この自動溶断経路処理（Ｓ３７）では、例えば、１段目は、半時計周りに自動溶断を行い、２段目は、反対に時計回りに自動溶断を行うように溶断経路を設定する。
【００２９】
次に、レイアウトデータをデータベースに登録して（Ｓ３８）、全部材のレイアウトが終了したかどうかを判断する（Ｓ３９）。
ここで、全部材のレイアウトが終了している場合には、処理を終了し、１枚の母材上に全部材がレイアウトできなかった場合には、次の母材に対して、上記した自動レイアウト処理（Ｓ２６〜Ｓ３８）を実行する。
【００３０】
（組合せタイプ演算処理）
図３から図５および図１３から図１５に基づいて、上記した組合せ演算処理（Ｓ２３）をさらに詳細に説明する。
組合せタイプ演算処理（Ｓ２３）では、まず、部材形状線のポリラインを作業用エリアに読み込む（Ｓ４０）。
そして、Ｘ方向のスキャンにより、形状マスク値より、マスクポリラインを作成して、マスク形状の面積を求める（Ｓ４１）。
【００３１】
次に、Ｘ線分をＸ方向でΔＸ分増加し（Ｓ４１）、Ｘ線分がＸマスク値より大きいかどうかを判断する（Ｓ４３）。
ここで、Ｘ線分がＸマスク値よりも大きい場合には、後に詳述する部分形状面積とマスク形状面積との比率判断処理（Ｓ５２以降）を行う。
【００３２】
一方、Ｘ線分がＸマスク値よりも小さい場合には、Ｘ線分とマスクポリライン及び形状閉ポリラインとの交点計算を行う（Ｓ４４）。
そして、Ｘ線分とマスクポリライン及び形状閉ポリラインとの交点がないかどうかを判断し（Ｓ４５）、交点がなければ、上記したΔＸ分増加処理（Ｓ４２）に戻る。
【００３３】
一方、Ｘ線分とマスクポリライン及び形状閉ポリラインとの交点がある場合には、重点を削除し（Ｓ４６）、交点数が偶数かどうかを判断する（Ｓ４７）。 ここで、交点数が奇数の場合には、上記したΔＸ分増加処理（Ｓ４２）に戻る。
【００３４】
一方、交点数が偶数の場合には、Ｙ値の小さい順に並び替え（Ｓ４８）、形状線、交点間の距離を求めるとともに、部材形状の面積を求める（Ｓ４９）。
【００３５】
次に、凹形状、交点間の距離を求めるとともに、凹形状のＸセンタより小さい方の面積（SUB −TYPE▲１▼）と、凹形状のＸセンタより大きい方の面積（SUB −TYPE▲２▼）とを求める（Ｓ５０）。
次に、四隅の距離を求めるとともに、四隅の面積を求める（Ｓ５１）。
次に、部分形状面積がマスク形状面積の９０％以上かどうかを判断する（Ｓ５２）。
【００３６】
ここで、部分形状面積がマスク形状面積の９０％以上であれば、タイプ１の形状と判定する（Ｓ５３）。このタイプ１の形状とは、図１２に示したように、例えば、台形の形状である。このタイプ１の形状である場合には、組合せレイアウトを行わない（Ｓ５４）。
一方、部分形状面積がマスク形状面積の９０％未満の場合には、凹部の専有面積がマスク形状面積の１０％以上かどうかを判断する（Ｓ５５）。
【００３７】
ここで、凹部の専有面積がマスク形状面積の１０％以上であれば、タイプ２の形状と判定して、SUB −TYPEは、▲１▼と▲２▼の面積の大きい方をとる（Ｓ５６）。このタイプ２の形状とは、図１２に示したように、例えば、凹形状のことである。また、図１４に示すように、タイプ２の形状には、互いに９０゜ずつ回転した４つのSUB −TYPEがあり、本実施例では、上向き凹状の場合を基準SUB −TYPEとしている。
【００３８】
一方、凹部の専有面積がマスク形状面積の１０％未満の場合には、タイプ３の形状と判定して、四隅の面積が最大箇所を検出し、その隅番号をSUB −TYPEとする（Ｓ５７）。このタイプ３の形状とは、例えば、図１２に示すうなクランク状の形状や、図１５に示すような、三角形状のことである。また、図１５に示すように、タイプ３の形状には、互いに９０゜ずつ回転した４つのSUB −TYPEがあり、本実施例では、左下隅側に部材が位置する場合を基準SUB −TYPEとしている。次に、タイプ１の形状あるいはタイプ３の形状であるかどうかを判断し（Ｓ５８）、これら以外の形状、すなわち、タイプ２の形状であれば、処理を終了する。
【００３９】
一方、タイプ１の形状あるいはタイプ３の形状である場合には、さらに、Ｙ方向のスキャンを行う。
このＹ方向のスキャンでは、上記したＸ方向のスキャン時とほぼ同様の処理を行う。
すなわち、まず、形状マスク値より、マスクポリラインを作成し、マスク形状の面積を求め（Ｓ５９）、Ｙ線分をＹ方向でΔＹ分増加する（Ｓ６０）。
【００４０】
次に、Ｙ線分がＹマスク値より大きいかどうかを判断し（Ｓ６１）、Ｙ線分がＹマスク値より小さい場合には、タイプ１の形状と判定して（Ｓ６２）、組合せレイアウトは行わない（Ｓ６３）。
そして、Ｙ線分とマスクポリライン及び形状閉ポリラインとの交点がないかどうかを判断し（Ｓ６５）、交点がなければ、上記したΔＹ分増加処理（Ｓ６１）に戻る。
【００４１】
一方、Ｙ線分とマスクポリライン及び形状閉ポリラインとの交点がある場合には、重点を削除し（Ｓ６６）、交点数が偶数かどうかを判断する（Ｓ６７）。 ここで、交点数が奇数の場合には、上記したΔＹ分増加処理（Ｓ６１）に戻る。
一方、交点数が偶数の場合には、Ｘ値の小さい順に並び替え（Ｓ６８）、形状線、交点間の距離を求めるとともに、部材形状の面積を求める（Ｓ６９）。
【００４２】
次に、凹形状、交点間の距離を求めるとともに、凹形状のＹセンタより小さい方の面積（SUB −TYPE▲３▼）と、凹形状のＹセンタより大きい方の面積（SUB −TYPE▲４▼）を求める（Ｓ７０）。
【００４３】
そして、凹部の専有面積がマスク形状面積の１０％以上かどうかを判断し（Ｓ７１）、凹部の専有面積がマスク形状面積の１０％以上である場合には、タイプ２の形状とと判定し、SUB −TYPEは、▲３▼と▲４▼の面積の大きい方をとる（Ｓ７２）。
【００４４】
一方、凹部の専有面積がマスク形状面積の１０％の場合には、タイプ１またはタイプ３と判定する。
上記したような手順により、組合せタイプを決定した後、先に説明したように、対となる部材を検出して、部材の組合せを行う。
例えば、図１６に示すように、タイプ１の形状であると判断した場合には、対となる部材はない。
【００４５】
また、図１７に示すように、タイプ２の形状であると判断した場合には、SUB −TYPE▲１▼とSUB −TYPE▲２▼、あるいはSUB −TYPE▲３▼とSUB −TYPE▲４▼の組合せとなるよう、対の部材を組み合わせる。
【００４６】
同様に、図１８に示すように、タイプ３の形状であると判断した場合には、SUB −TYPE▲１▼とSUB −TYPE▲３▼、あるいはSUB −TYPE▲１▼とSUB −TYPE▲４▼（図示せず）の組合せとなるよう、対の部材を組み合わせる。
【００４７】
（中空エリア検出処理、中空エリアへの部材配置処理）
次に、図５、図１９に基づいて、上記した中空エリア検出処理（Ｓ３２）、中空エリアへの部材配置処理（Ｓ３３）をさらに詳細に説明する。
中空エリア検出処理（Ｓ３２）、中空エリアへの部材配置処理（Ｓ３３）では、まず、Ｘ方向より、Ｘ線分とマスクポリライン，形状閉ポリラインとの交点計算を行い（Ｓ８０）、空エリア部のＸ方向距離が６０ｍｍ以上確保できる箇所を探す（Ｓ８１）。
【００４８】
次に、Ｙ方向をセンター振り分けにて、Ｙ線分とマスクポリライン，形状閉ポリラインとの交点計算を行い（Ｓ８２）、空エリア部のＹ方向距離が６０ｍｍ以上確保できる箇所を探す（Ｓ８３）。
そして、空エリアをマスク値で確保して（Ｓ８４）、複数の空エリアに交点チェックを行いながら部材をレイアウトする（Ｓ８５）。
【００４９】
図１９に示した例では、１段目に配置した部材(2),(2)の間の空きエリアに、部材（１２）を配置している。
【００５０】
（部材のレイアウト例）
次に、上記した部材のレイアウト方法を用いて部材Ｐを配置した場合の母材Ｍを、従来の部材のレイアウト方法を用いて部材Ｐを配置した場合の母材Ｍと比較して説明する。
【００５１】
図２０は、組合せタイプにより部材を一対毎に配置した場合の母材の平面図、図２１は、空きエリアに部材を配置した場合の母材の平面図、図２２は、組合せタイプにより部材を一対毎に配置するとともに、空きエリアに部材を配置した場合の母材の平面図である。
【００５２】
図２３に示すように、従来の部材のレイアウト方法を用いて部材Ｐを配置した場合には、全部材Ｐ…を配置するために、母材Ｍの長手方向に２７５３ｍｍを必要とした。
【００５３】
これに対して、図２０に示すように、組合せタイプにより部材Ｐを一対毎に配置した場合には、母材Ｍの長手方向の２６３２ｍｍ以内に全部材Ｐ…を配置することができる。
【００５４】
また、図２１に示すように、空きエリアに部材Ｐを配置した場合には、母材Ｍの長手方向の２７４３ｍｍ以内に全部材Ｐ…を配置することができる。
【００５５】
さらに、図２２に示すように、組合せタイプにより部材Ｐを一対毎に配置するとともに、空きエリアに部材Ｐを配置した場合には、母材Ｍの長手方向の２３５６ｍｍ以内に全部材Ｐ…を配置することができる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明は、上記した構成からなるので、以下に説明するような作用を奏することができる。
【００５７】
本発明のレイアウト方法によれば、各部材間の空きエリアが最小限となるように、部材を配置することにより、製品の歩留まり率を向上させることができる。
【００５８】
本発明のレイアウト方法によれば、勝手形状あるいは類似形状の部材が一対となるように各部材を配置することにより、製品の歩留まり率を向上させることができる。
【００５９】
本発明のレイアウト方法によれば、各部材の組合せタイプを求めて、組合せタイプ毎に対となる部材を検出することにより、容易に部材の対を発見できることができる。
【００６０】
本発明のレイアウト方法によれば、各部材間の空きエリアに部材を配置することにより、一層、製品の歩留まり率を向上させることができる。
【００６１】
本発明にレイアウト方法よれば、配置された各部材をＸＹ方向に移動させて、各部材間の空きエリアを減少させることにより、より一層、製品の歩留まり率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るＮＣ溶断における部材のレイアウト方法のゼネラルフローチャートである。
【図２】 図１に示した自動レイアウト処理の手順を示したフローチャートである。
【図３】 図２に示した組合せタイプ演算処理の手順を示したフローチャートである。
【図４】 図２に示した組合せタイプ演算処理の手順を示したフローチャートである。
【図５】 図２に示した組合せタイプ演算処理の手順を示したフローチャートである。
【図６】 図２に示した中空エリア検出処理と中空エリアへの部材配置処理の手順を示したフローチャートである。
【図７】 データベースに取り込むＣＡＤデータの説明図である。
【図８】 機械加工用の余肉形状が形成された部材レイアウトの説明図である。
【図９】 溶断形状線が決定された部材レイアウトの説明図である。
【図１０】 溶断代が追加された部材レイアウトの説明図である。
【図１１】 自動レイアウトされた部材の配置説明図である。
【図１２】 組合せタイプの代表例を示した説明図である。
【図１３】 組合せタイプの求め方を説明した説明図である。
【図１４】 組合せタイプ２の部材の説明図である。
【図１５】 組合せタイプ３の部材の説明図である。
【図１６】 組合せタイプ１の部材組合せを説明する説明図である。
【図１７】 組合せタイプ２の部材組合せを説明する説明図である。
【図１８】 組合せタイプ３の部材組合せを説明する説明図である。
【図１９】 空きエリアに配置する部材を説明した説明図である。
【図２０】 組合せタイプにより部材を一対毎に配置した場合の母材の平面図である。
【図２１】 空きエリアに部材を配置した場合の母材の平面図である。
【図２２】 組合せタイプにより部材を一対毎に配置するとともに、空きエリアに部材を配置した場合の母材の平面図である。
【図２３】 従来のレイアウト方法により、部材を配置した場合の母材の平面である。
【符号の説明】
Ｐ…部材、
Ｍ…母材。
Claims (5)
- 原料板材から複数の部材をＮＣ溶断により形成する際における部材のレイアウト方法であって、
複数の部材形状データを取り込むデータ取込工程と、
取り込んだ部材形状データに対して機械加工用の余肉形状を作成する余肉形状作成工程と、
作成した余肉形状に基づいて、溶断形状線を決定する溶断形状線決定工程と、
決定した溶断形状線に溶断代を追加する溶断代追加工程と、
溶断代が追加された各部材の組合せタイプを演算し、組合せタイプ毎に対となる部材を求める演算工程と、
各部材間の空きエリアが最小限となるように、求められた組合せタイプ毎に対となる部材を配置するレイアウト工程と、
各部材のレイアウトに基づいて、溶断経路データを作成する溶断経路データ作成工程と、
からなることを特徴とするＮＣ溶断における部材のレイアウト方法。 - 前記対となる部材は、勝手形状あるいは類似形状の部材であることを特徴とする請求項１記載のＮＣ溶断における部材のレイアウト方法。
- 前記組合せタイプは、台形形状タイプの第１組合せタイプ、凹形状タイプの第２組合せタイプ、および、クランク形状または三角形状タイプの第３組合せタイプを含み、
前記演算工程は、第２組合せタイプおよび第３組合せタイプ毎に対となる部材をそれぞれ求めることを特徴とする請求項１記載のＮＣ溶断における部材のレイアウト方法。 - レイアウト工程では、
配置された各部材間の空きエリアを検出し、当該空きエリアに部材を配置することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項記載のＮＣ溶断における部材のレイアウト方法。 - レイアウト工程では、
配置された各部材をＸＹ方向に移動させて、各部材間の空きエリアを減少させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項記載のＮＣ溶断における部材のレイアウト方法。
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