JP7023414B2 - 情報処理装置、レーザ加工機、判定方法、及び判定プログラム - Google Patents
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Description
ここで、当該シミュレーションに関する技術が提案されている(特許文献1を参照)。
図1は、実施の形態1の情報処理装置の構成を示す機能ブロック図である。情報処理装置100は、物が立ち上がるか否かをシミュレーションする装置である。また、情報処理装置100は、判定方法を実行する装置である。
図2は、実施の形態1の情報処理装置が有するハードウェアの構成を示す図である。情報処理装置100は、プロセッサ101、揮発性記憶装置102、及び不揮発性記憶装置103を有する。
また、情報処理装置100は、入力デバイスとディスプレイに接続する。例えば、入力デバイスは、キーボード又はポインティングデバイスである。なお、図2では、入力デバイスとディスプレイは、図示を省略している。
情報処理装置100は、記憶部110、切り抜き領域抽出部120、重心算出部130、支持体抽出部140、判定部150、回転軸決定部160、高さ決定部170、及び出力部180を有する。
切り抜き領域抽出部120、重心算出部130、支持体抽出部140、判定部150、回転軸決定部160、高さ決定部170、及び出力部180の一部又は全部は、プロセッサ101によって実現してもよい。
切り抜き領域抽出部120は、記憶部110から加工情報を取得する。また、切り抜き領域抽出部120は、記憶部110以外から加工情報を取得してもよい。加工情報は、レーザ加工機により切り抜かれる領域に対応する物の加工に関する情報である。具体例には、加工情報は、レーザ光を出力するヘッドが通過する箇所を示すNC(Numerical Control)座標と、NC座標のそれぞれでレーザ光を出力するか否かを示す情報とを含む。また、NC座標は、頂点と呼ぶ。なお、レーザ加工機は、2次元レーザ加工機である。
図3は、実施の形態1の切り抜き領域抽出部が実行する処理を説明するための図(その1)である。
graphを構成する頂点は、nodeと呼ぶ。例えば、図3は、node13を示している。nodeとnodeを結ぶ線は、linkと呼ぶ。例えば、図3は、link14を示している。
次の頂点に対して処理を行う場合、切り抜き領域抽出部120は、直前のnodeと当該頂点とを結ぶ線と、全graphのlinkとに基づいて、交差判定を実行する。切り抜き領域抽出部120は、交差判定により、交点を算出する。直前のnodeと当該頂点とを結ぶ線が複数のlinkと交差する可能性があるため、切り抜き領域抽出部120は、直前のnodeに近い順に、算出された交点をソートする。ここで、図4を用いて説明する。
なお、交差判定の結果、交差がない場合、切り抜き領域抽出部120は、次の頂点をnodeとする。切り抜き領域抽出部120は、当該nodeと直前のnodeとを結ぶ。これにより、切り抜き領域抽出部120は、linkを生成できる。
このように、切り抜き領域抽出部120は、node21とnode22とを結ぶlinkと、node23とnode24とを結ぶlinkが交差する交点25を算出する。切り抜き領域抽出部120は、node22、node23、及び交点25に基づく閉じられた領域である閉領域28を切り抜き領域として抽出する。
また、図5は、node31,32,33,34の領域とnode31,34,35の領域を示している。node31、node32、node33、node34、node35、node31、node34の順で切断処理が実行された場合、node31,32,33,34の領域とnode31,34,35の領域とが、切り抜き領域と検出される。node31,32,33,34の領域と31,34,35の領域とのどちらの切り抜き領域が、新たな切り抜き領域と判定されるかを説明する。切り抜き領域抽出部120は、node31,32,33,34とnode31,34,35とを比較する。そして、切り抜き領域抽出部120は、共通していないnodeを1つ抽出する。例えば、切り抜き領域抽出部120は、node35を抽出する。node35は、node31,32,33,34の領域に含まれている。このように、共通しないnodeが他の領域に含まれている場合、切り抜き領域抽出部120は、共通しないnodeを含む領域を新たな切り抜き領域と判定する。例えば、切り抜き領域抽出部120は、node31,34,35の領域を新たな切り抜き領域と判定する。
node61、node62、node63、node64、node65、node66、node67、node68、node69、node70、node61の順で切断処理が実行された場合、既に切り抜かれている領域を切断する工程が含まれる。例えば、当該工程は、node72、node67、node73の順で切断処理される工程である。切り抜き領域抽出部120は、既に切り抜かれている領域に対応するlinkとnodeの追加を実施しない。
上記は、重心の算出方法の一例である。そのため、重心算出部130は、上記の方法以外で切り抜き領域の重心を算出してもよい。
このように、重心算出部130は、切り抜き領域の重心と切り抜き領域に対応する物の重さとを算出する。また、切り抜き領域の重心は、切り抜き領域に対応する物の重心と表現してもよい。
支持体抽出部140は、切り抜き領域情報と、切り抜き領域に対応する物を支える1つ以上の支持体を示す支持体情報とに基づいて、当該1つ以上の支持体のうち、物を最も外側で支えている支持体を抽出する。また、支持体抽出部140は、物を最も外側で支えている支持体の数である支持体数を抽出する。ここで、例えば、当該物は、部品である。以下、当該物は、部品とする。
図10は、実施の形態1の支持体の抽出方法を示す具体例である。また、図10は、X軸とY軸を示している。支持体抽出部140は、複数の支持体を示す情報を記憶部110から取得する。支持体抽出部140は、複数の支持体を示す情報と切り抜き領域とを合わせる。図10は、複数の支持体を示している。例えば、図10は、支持体201を示している。ここで、支持体は、サポートとも言う。ここで、切り抜き領域に対応する部品を支える1つ以上の支持体は、X軸とY軸に基づく2次元座標で表される。なお、X軸は、第1の軸とも言う。Y軸は、第2の軸とも言う。
支持体抽出部140は、切り抜き領域に対応する部品を支える1つ以上の支持体のうち、X座標の最小値の支持体を抽出する。支持体抽出部140は、X座標の最小値が存在する軸202上に存在し、かつ切り抜き領域に対応する部品を支える1つ以上の支持体の中から、Y座標の最大値の支持体とY座標の最小値の支持体を抽出する。図10では、1つの支持体のみであるため、支持体抽出部140は、支持体203を抽出する。
支持体抽出部140は、支持体203と支持体205とを結ぶ線と、支持体203と支持体206とを結ぶ線を作成する。但し、支持体203のY座標よりも支持体205のY座標が小さい場合、支持体抽出部140は、支持体203と支持体205とを結ぶ線を作成しない。また、支持体203のY座標よりも支持体206のY座標が大きい場合、支持体抽出部140は、支持体203と支持体206とを結ぶ線を作成しない。
このように、支持体抽出部140は、算出されたY座標の最大値の支持体及び算出されたY座標の最小値の支持体を抽出するまで、軸毎に、上記の処理を繰り返す。
そして、支持体抽出部140は、切り抜き領域に対応する部品を支える1つ以上の支持体のうち、X軸における最大値の座標、X軸における最小値の座標、Y軸における最大値の座標、及びY軸における最小値の座標に対応する支持体を抽出する。
そして、支持体抽出部140は、X軸における最大値の座標、X軸における最小値の座標、Y軸における最大値の座標、及びY軸における最小値の座標に対応する支持体を線で結ぶ。線で結ばれた複数の支持体が、サポート頂点群である。線で結ばれた複数の支持体に基づく領域は、第1の領域という。図11は、第1の領域217を示している。
図12は、実施の形態1の判定部の処理を示すフローチャート(その1)である。
(ステップS11)判定部150は、抽出された支持体数が1つ以下であるか否かを判定する。抽出された支持体数が1つ以下である場合、判定部150は、処理をステップS14に進める。抽出された支持体数が2つ以上である場合、判定部150は、処理をステップS12に進める。
(ステップS13)判定部150は、切り抜き領域に対応する部品が傾き、かつ1つ以上の支持体のいずれかに支えられて立ち上がると判定する。そして、判定部150は、処理を終了する。
(ステップS21)判定部150は、重心算出部130が算出した重心が第1の領域の内側であるか否かを判定する。重心が第1の領域の内側である場合、判定部150は、処理をステップS22に進める。重心が第1の領域の外側である場合、判定部150は、処理をステップS25に進める。
(ステップS22)判定部150は、ガスが噴出される範囲から選択された複数の代表点における撃力である複数の撃力と切り抜き領域の重心とを用いて合成モーメントの中心点である力点を算出する。なお、ガスとは、アシストガスである。また、撃力は、ガス噴出圧とも言う。複数の撃力は、次のように表現してもよい。複数の撃力は、ガスが噴出される範囲から選択された複数の代表点に対応する撃力である。
図14は、実施の形態1のガス噴出による撃力を説明するための図である。ここで、ガスは、ある範囲に飛散する。ここで、ガス噴出による撃力が加わる箇所が1箇所であると考える場合がある。例えば、ガスが噴出する範囲の中心に対応する箇所に、撃力が加わる。撃力が加わる箇所が切り抜き領域外である場合、当該考えでは、切り抜き領域に対応する部品に撃力が加わらないことになる。そこで、ガス噴出による撃力が複数の箇所に加わるものと考える。
ここで、圧力分布について説明する。圧力分布には、実験などで得られた圧力分布モデルが用いられる。すなわち、圧力分布には、予め決められた圧力分布モデルが用いられる。また、圧力分布モデルが用いられなくてもよい。圧力分布モデルが用いられない場合、圧力分布は、ノズルの種類で決める。例えば、ガスを噴出するノズルが臨界ノズルである場合、圧力分布には、ガウス分布が用いられる。ガウス分布は、正規分布とも言う。なお、臨界ノズルは、ノズルの出口でガス流速が音速となるノズルである。また、例えば、ガスを噴出するノズルが超音速ノズルである場合、圧力分布は、圧力が均等に分布するものとする。なお、超音速ノズルは、ノズルの出口でガス流速が音速を超えるノズルである。
ここで、撃力が加わる複数点の選択方法を具体的に説明する。以下、当該複数点は、複数の代表点と呼ぶ。
このように、複数の撃力のそれぞれが加わる箇所は、ノズルが超音速ノズルである場合、圧力が均等な分布に基づいて選択される。
また、中心231の撃力は、複数の代表点の1つでもよい。
このように、複数の撃力のそれぞれが加わる箇所は、予め決められた圧力分布モデルに基づいて選択される。又は、複数の撃力のそれぞれが加わる箇所は、ノズルが臨界ノズルである場合、ガウス分布に基づいて選択される。
判定部150は、式(2)を用いて、合成モーメントの中心点のX座標MXを算出する。
判定部150は、式(3)を用いて、合成モーメントの中心のY座標MYを算出する。
合成モーメントの中心は、力点と呼ぶ。すなわち、力点は、X座標MXとY座標MYとによって示される。また、ステップS21でNoの場合、重心は、力点と呼ぶ。
ここで、ステップS13又はステップS25を実行した場合、情報処理装置100は、回転軸決定処理を実行する。
ステップS13が実行された場合、回転軸決定部160は、2つ支持体を結ぶ線を回転軸に決定する。ステップS25が実行された場合、回転軸決定部160は、図16のように回転軸を決定する。
図17は、実施の形態1の高さ決定処理の具体例を示す図である。図17は、切り抜き領域251、力点252、及び回転軸253を示している。
このように、高さ決定部170は、切り抜き領域251、力点252、及び回転軸253に基づいて、切り抜き領域に対応する部品が立ち上がる時の高さを決定する。
次に、実施の形態2を説明する。実施の形態2は、実施の形態1と相違する事項を主に説明し、実施の形態1と共通する事項の説明を省略する。実施の形態2は、図1~17を参照する。
切り抜き領域抽出部320、重心算出部330、支持体抽出部340、判定部350、回転軸決定部360、高さ決定部370、及び出力部380の一部又は全部は、レーザ加工機300が有するプロセッサによって実現してもよい。
Claims (11)
- レーザ加工機により切り抜かれる領域である切り抜き領域を示す切り抜き領域情報と、前記切り抜き領域に対応する物を支える1つ以上の支持体を示す支持体情報とに基づいて、前記1つ以上の支持体のうち、前記物を最も外側で支えている支持体を抽出する支持体抽出部と、
前記物を最も外側で支えている支持体の数である支持体数に基づいて、前記物が傾き、かつ前記1つ以上の支持体のいずれかに支えられて立ち上がるか否かを判定する判定部と、
を有する情報処理装置。 - 前記物の加工に関する情報である加工情報が示す第1の座標と前記加工情報が示す第2の座標とを結ぶ第1の線と前記第1の線の前に算出された第2の線とが交差する交点を算出し、前記第1の座標を含む複数の座標と前記交点とに基づく閉じられた領域を前記切り抜き領域として抽出する切り抜き領域抽出部をさらに有する、
請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記物を支える1つ以上の支持体は、第1の軸と第2の軸に基づく2次元座標で表され、
前記支持体数は、前記物を最も外側で支えている支持体のうちの前記第1の軸における最大値の座標に対応する支持体の数、前記物を最も外側で支えている支持体のうちの前記第1の軸における最小値の座標に対応する支持体の数、前記物を最も外側で支えている支持体のうちの前記第2の軸における最大値の座標に対応する支持体の数、及び前記物を最も外側で支えている支持体のうちの前記第2の軸における最小値の座標に対応する支持体の数の合計数である、
請求項1又は2に記載の情報処理装置。 - 前記判定部は、前記支持体数が2つである場合、前記物が傾き、かつ前記1つ以上の支持体のいずれかに支えられて立ち上がると判定する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - 前記判定部は、前記支持体数が3つ以上であり、かつ前記第1の軸における最大値の座標に対応する支持体、前記第1の軸における最小値の座標に対応する支持体、前記第2の軸における最大値の座標に対応する支持体、及び前記第2の軸における最小値の座標に対応する支持体に基づく第1の領域の外側に前記切り抜き領域の重心がある場合、前記物が傾き、かつ前記1つ以上の支持体のいずれかに支えられて立ち上がると判定する、
請求項3に記載の情報処理装置。 - 前記判定部は、前記支持体数が3つ以上であり、前記第1の軸における最大値の座標に対応する支持体、前記第1の軸における最小値の座標に対応する支持体、前記第2の軸における最大値の座標に対応する支持体、及び前記第2の軸における最小値の座標に対応する支持体に基づく第1の領域の内側に前記切り抜き領域の重心があり、かつガスが噴出される範囲から選択された複数の代表点における撃力である複数の撃力と前記重心と用いて算出された合成モーメントの中心点である力点が前記第1の領域の内側である場合、前記物が傾かず、かつ前記1つ以上の支持体のいずれかに支えられて立ち上がらないと判定し、前記支持体数が3つ以上であり、前記第1の領域の内側に前記重心があり、かつ前記力点が前記第1の領域の外側である場合、前記物が傾き、かつ前記1つ以上の支持体のいずれかに支えられて立ち上がると判定する、
請求項3に記載の情報処理装置。 - 前記物が傾き、かつ前記1つ以上の支持体のいずれかに支えられて立ち上がると判定された場合、前記力点に最も近い第1の支持体、前記第1の支持体の隣に存在する複数の第2の支持体、及び前記力点に基づいて回転軸を決定する回転軸決定部と、
前記切り抜き領域、前記力点、及び前記回転軸に基づいて、前記物が立ち上がる時の高さを決定する高さ決定部と、
前記高さを出力する出力部と、
をさらに有する請求項6に記載の情報処理装置。 - 前記判定の結果を出力する出力部をさらに有する、
請求項1又は2に記載の情報処理装置。 - レーザ加工機であって、
前記レーザ加工機により切り抜かれる領域である切り抜き領域を示す切り抜き領域情報と、前記切り抜き領域に対応する物を支える1つ以上の支持体を示す支持体情報とに基づいて、前記1つ以上の支持体のうち、前記物を最も外側で支えている支持体を抽出する支持体抽出部と、
前記物を最も外側で支えている支持体の数である支持体数に基づいて、前記物が傾き、かつ前記1つ以上の支持体のいずれかに支えられて立ち上がるか否かを判定する判定部と、
を有するレーザ加工機。 - 情報処理装置が、
レーザ加工機により切り抜かれる領域である切り抜き領域を示す切り抜き領域情報と、前記切り抜き領域に対応する物を支える1つ以上の支持体を示す支持体情報とに基づいて、前記1つ以上の支持体のうち、前記物を最も外側で支えている支持体を抽出し、
前記物を最も外側で支えている支持体の数である支持体数に基づいて、前記物が傾き、かつ前記1つ以上の支持体のいずれかに支えられて立ち上がるか否かを判定する、
判定方法。 - 情報処理装置に、
レーザ加工機により切り抜かれる領域である切り抜き領域を示す切り抜き領域情報と、前記切り抜き領域に対応する物を支える1つ以上の支持体を示す支持体情報とに基づいて、前記1つ以上の支持体のうち、前記物を最も外側で支えている支持体を抽出し、
前記物を最も外側で支えている支持体の数である支持体数に基づいて、前記物が傾き、かつ前記1つ以上の支持体のいずれかに支えられて立ち上がるか否かを判定する、
処理を実行させる判定プログラム。
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