JP7324631B2

JP7324631B2 - 加工プログラム作成方法及び加工プログラム作成装置

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Publication number: JP7324631B2
Application number: JP2019129887A
Authority: JP
Inventors: 睦由倉澤; 和久野木; 龍憲姫野
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2019-07-12
Filing date: 2019-07-12
Publication date: 2023-08-10
Anticipated expiration: 2039-07-12
Also published as: JP2021013948A

Description

本発明は、加工プログラム作成方法及び加工プログラム作成装置に関する。

金属のシートから１つの種類のパーツを多数切り出す場合、シートに対して複数のパーツを隣接して配置するネスティング（板取り）が行われる。ネスティングが行われた複数のパーツをシートから切り出すための加工方法として、配置された複数のパーツと同じ大きさのシートを加工するいわゆるスケッチ加工が知られている。

スケッチ加工では、シートから個々のパーツを切り出す前に、パンチとダイとを備える加工機によりパンチ加工を行う。パンチ加工によりシートから所定の領域（パンチ領域）を切断することで、パーツの周縁に切欠き形状を形成したり、パーツの内部に開口を形成したりすることができる。パンチ加工が行われた段階では、隣接するパーツ同士は連結されたままとなっている。そこで、シャーリング加工などの切断加工によりシートを切断することで、複数のパーツをそれぞれ作成することができる。

このようなシートに対する加工は、パンチとダイとを備えたパンチ加工部と、上刃と下刃とを備えた切断加工部とを有する複合加工機によって行われる（例えば特許文献１参照）。複合加工機は、ＮＣ装置などのコンピュータ機器によって制御され、ＮＣ装置は、加工プログラムに基づいて複合加工機を駆動する。

特開２０１５－０３００１５号公報

ところで、通常のパンチ加工では、パーツ毎に、そのパーツの加工に必要なパンチ領域が個別的に認識される。そのため、パーツ数、さらには、パーツ単体で必要となるパンチ領域の数に応じてパンチ数が増加することとなり、加工効率が悪くなる可能性がある。また、パンチ領域が存在する場所によっては、抜きかす上がりとよばれる加工不良が発生する恐れがある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、加工効率の向上を図り、併せて加工品質の向上を図ることができる加工機の加工プログラムを作成する加工プログラム作成方法及び加工プログラム作成装置を提供することである。

かかる課題を解決するため、本発明は、ネスティングにより複数のパーツが隣接して配置されたシートに対して加工機がパンチ加工を行うための加工プログラムを作成する加工プログラム作成方法を提供する。この加工プログラム作成方法は、コンピュータが、複数のパーツ毎に、パーツに対して外接する四角形状の枠体であるバウンディングボックスを生成し、バウンディングボックス同士が隣接するように複数のパーツを配置する。コンピュータが、複数のパーツの中の第１パーツの周縁に切欠き形状を形成するための第１パンチ領域であって、パンチ加工によってシートから切断される第１パンチ領域を検出し、複数のパーツの中で第１パーツに隣接する第２パーツの周縁に切欠き形状を形成するための第２パンチ領域であって、パンチ加工によってシートから切断される第２パンチ領域を検出する。コンピュータが、第１パーツのバウンディングボックスと第２パーツのバウンディングボックスとの境界線に沿って、第１パンチ領域の外周上の線分と第２パンチ領域の外周上の線分とが重なり合う共有条件を満たす場合には、第１パンチ領域と第２パンチ領域とを１つの共有加工領域として判断する。コンピュータが、共有加工領域に対して、パンチ加工を行うための金型の割付線を割り付ける。

また、本発明は、ネスティングにより複数のパーツが隣接して配置されたシートに対して加工機がパンチ加工を行うための加工プログラムを作成する加工プログラム作成装置を提供する。この加工プログラム作成装置は、ネスティング部と、パンチ領域検出部と、共有判定部と、加工データ作成部とを有する。ネスティング部は、複数のパーツ毎に、パーツに対して外接する四角形状の枠体であるバウンディングボックスを生成し、バウンディングボックス同士が隣接するように複数のパーツを配置する。パンチ領域検出部は、加工プログラム作成装置は、複数のパーツの中の第１パーツの周縁に切欠き形状を形成するための第１パンチ領域であって、パンチ加工によってシートから切断される第１パンチ領域と、複数のパーツの中で第１パーツに隣接する第２パーツの周縁に切欠き形状を形成するための第２パンチ領域であって、パンチ加工によってシートから切断される第２パンチ領域とをそれぞれ検出する。共有判定部は、第１パーツのバウンディングボックスと第２パーツのバウンディングボックスとの境界線に沿って、第１パンチ領域の外周上の線分と第２パンチ領域の外周上の線分とが重なり合う共有条件を満たす場合には、第１パンチ領域と第２パンチ領域とを１つの共有加工領域として判断する。加工データ作成部は、共有加工領域に対して、パンチ加工を行うための金型の割付線を割り付ける。

本発明によれば、共有条件を満たす場合には、第１パンチ領域及び第２パンチ領域を１つに纏めた共有加工領域に認識し、その共有加工領域に対して金型の割付線を割り付けることができる。これにより、加工効率の向上を図ることができ、併せて加工品質の向上を図ることができる。

図１は、第１の実施形態に係るシート加工装置の全体構成を示すブロック図である。図２は、パンチ加工データの作成方法の手順を示すフローチャートである。図３Ａは、パーツの形状を説明する図である。図３Ｂは、パーツに対して生成されるバウンディングボックスの説明図である。図３Ｃは、隣接して配置された４つのパーツを示す説明図である。図３Ｄは、パーツ同士を重複させた状態を説明する図である。図３Ｅは、４つのパーツの最終的な配置を説明する図である。図４は、パンチ領域を説明する図である。図５Ａは、第１パーツの第１パンチ領域と第２パーツの第２パンチ領域との関係を説明する図である。図５Ｂは、第１パーツの第１パンチ領域と第２パーツの第２パンチ領域との関係を説明する図である。図６Ａは、それぞれパーツの角部に位置する第１パンチ領域及び第２パンチ領域が共有加工領域となる例を示す説明図である。図６Ｂは、それぞれパーツの角部に位置する第１パンチ領域及び第２パンチ領域が共有加工領域となる別の例を示す説明図である。図７Ａは、それぞれパーツの直線部に位置する第１パンチ領域及び第２パンチ領域が共有加工領域となる例を示す説明図である。図７Ｂは、それぞれパーツの直線部に位置する第１パンチ領域及び第２パンチ領域が共有加工領域となる例を示す説明図である。図７Ｃは、それぞれパーツの直線部に位置する第１パンチ領域及び第２パンチ領域が共有加工領域とならない例を示す説明図である。図８Ａは、第１パーツの角部に位置する第１パンチ領域と第２パーツの直線部に位置する第２パンチ領域とが共有加工領域となる例を示す説明図である。図８Ｂは、第１パーツの角部に位置する第１パンチ領域と第２パーツの直線部に位置する第２パンチ領域とが共有加工領域とならない例を示す説明図である。図９Ａは、それぞれパーツの角部に位置する第１パンチ領域から第４パンチ領域が共有加工領域となる例を示す説明図である。図９Ｂは、それぞれパーツの角部に位置する第１パンチ領域から第４パンチ領域が共有加工領域となる例を示す説明図である。図９Ｃは、それぞれパーツの角部に位置する第１パンチ領域から第４パンチ領域のうち３つのパンチ領域が共有加工領域となる例を示す説明図である。図１０は、共有加工領域と判定されるパンチ領域を説明する図である。図１１は、第２の実施形態に係るシート加工装置の全体構成を示すブロック図である。図１２Ａは、パーツ毎に割付線が割り付けられた割付データを説明する図である。図１２Ｂは、割付データに基づいて生成されるバウンディングボックスの説明図である。図１３は、第２の実施形態に係る切欠き形状の検出処理の詳細を示すフローチャートである。

（第１の実施形態）
以下、本実施形態に係る加工プログラム作成方法及び加工プログラム作成装置について、添付図面を参照して説明する。まず、図１を用いて、金属の板材であるシートより所定形状のパーツを切り出すシート加工装置の全体構成について説明する。シート加工装置は、ＣＡＤ１０、ＣＡＭ２０、ＮＣ装置３０及び複合加工機５０を主体に構成されている。

ＣＡＤ１０は、ＣＡＤの機能を搭載するコンピュータである。ＣＡＤ１０は、コンピュータプログラムを実行させることによって、パーツデータ作成装置１１として機能する。パーツデータ作成装置１１は、シートから切り出すためのパーツに関するパーツデータを作成する。パーツデータは、パーツの形状、大きさなどの情報を含む。ＣＡＤ１０によって作成されたパーツデータは、ＣＡＭ２０に入力される。

ＣＡＭ２０は、ＣＡＭの機能を搭載するコンピュータである。ＣＡＭ２０は、コンピュータプログラムを実行することにより、加工プログラム作成装置２１として機能する。加工プログラム作成装置２１は、複合加工機５０を制御するＮＣ装置３０によって用いられる加工プログラムを作成する。ＣＡＭ２０には、ＣＡＭ２０に対して情報を入力するための入力装置２２、及びＣＡＭ２０によって作成された情報を表示するための表示装置２３が接続されている。

加工プログラム作成装置２１には、パーツデータ作成装置１１で作成されたパーツデータが入力される。加工プログラム作成装置２１には、入力装置２２から、シートの大きさ、板厚、材質などを含むシートデータ、及び１枚のシートから切り出すパーツの枚数などが入力される。加工プログラム作成装置２１には、複合加工機５０が保有する金型及びＬ刃に関する加工機情報が入力される。加工機情報は、複合加工機５０又はＮＣ装置４０から取得しても、複合加工機５０の情報を保有する外部の装置から取得してもよい。

加工プログラム作成装置２１は、シートデータが示すシートに対して、パーツデータが示すパーツを配置するネスティングを行う。また、加工プログラム作成装置２１は、複合加工機５０によるパンチ加工データと、複合加工機５０による切断加工データとを含む加工プログラムを作成する。パンチ加工データは、パンチ加工により、シートからパンチ領域を切断するための金型の位置を示す割付線（以下「金型の割付線」という）が割り付けられたパンチ加工用の割付データを含む。切断加工データは、切断加工により、パーツ同士を分割するためのＬ刃の位置を示す割付線（以下「Ｌ刃の割付線」）がシートに割り付けられたパンチ加工用の割付データを含む。

加工プログラム作成装置２１によって作成された加工プログラムは、ＮＣ装置４０内に格納される。なお、加工プログラム作成装置２１は、作成した加工プログラムを、図示しないデータ管理サーバ内のデータベースに格納してもよい。この場合、ＮＣ装置３０は、データ管理サーバのデータベースに格納された加工プログラムを読み出してもよい。

加工プログラム作成装置２１は、機能的な構成として、ネスティング部２１ａと、パンチ領域検出部２１ｂと、共有判定部２１ｃと、パンチ加工データ作成部２１ｄと、切断加工データ作成部２１ｅとを有している。

ネスティング部２１ａは、１枚のシートから切り出すパーツの枚数に応じた複数のパーツ毎に、パーツに対して外接する四角形状の枠体であるバウンディングボックスを生成する。また、ネスティング部２１ａは、バウンディングボックス同士が隣接するように複数のパーツを配置する。

パンチ領域検出部２１ｂは、複数のパーツ毎に、パンチ加工によってシートから切断するパンチ領域を検出する。パンチ領域は、パーツの周縁に切欠き形状を形成したり、パーツの内部に開口を形成したりするために設定される。本実施形態において、パンチ領域は、前者の例、すなわち、パーツの周縁に切欠き形状を形成するものとして説明する。すなわち、パンチ領域検出部２１ｂは、複数のパーツ毎に、パーツの周縁に設けられる切欠き形状を形成するためのパンチ領域を検出する。

共有判定部２１ｃは、互いに異なるパーツにおいてそれぞれ検出されたパンチ領域同士が、後述する共有条件を満たすか否かを判定する。共有条件を満たす場合、共有判定部２１ｃは、パンチ領域同士を１つの共有加工領域として認識する。一方、共有条件を満たさない場合、共有判定部２１ｃは、パンチ領域のそれぞれを個別の加工領域として認識する。

パンチ加工データ作成部２１ｄは、複合加工機５０が保有する金型の情報に基づいて、パンチ領域を切断するための金型の割付線を割り付けて、パンチ加工データ（パンチ加工用の割付データ）を作成する。共有条件を満たす場合、パンチ加工データ作成部２１ｄは、共有加工領域に対して金型の割付線を割り付ける。一方、共有条件を満たさない場合、パンチ加工データ作成部２１ｄは、パンチ領域毎に、金型の割付線をそれぞれ割り付ける。

切断加工データ作成部２１ｅは、複合加工機５０が保有するＬ刃の情報に基づいて、切断加工によりパーツ同士を分割するためのＬ刃の割付線を割り付けて、切断加工データ（切断加工用の割付データ）を作成する。

ＮＣ装置４０は、加工プログラムに基づいて複合加工機５０を制御する制御装置である。ＮＣ装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えるコンピュータによって構成されている。

複合加工機５０は、パンチ加工部５１と、切断加工部５２とを複合的に備える加工機である。パンチ加工部５１は、パンチとダイから成る金型により、シートに対してパンチ加工を行う。切断加工部５２は、上刃と下刃から成るＬ刃により、シートに対して切断加工（シャーリング加工）を行う。なお、本実施形態では、複合加工機５０を用いているが、互いに独立したパンチ加工機と切断加工機とを用いてもよい。

つぎに、加工プログラム作成装置２１が加工プログラムを作成する手順を説明する。本実施形態の１つは、加工プログラムに含まれるパンチ加工データの作成方法にある。そこで、図２から図３Ｅまでを参照し、パンチ加工データの作成方法について説明する。

本実施形態の特徴の１つは、加工プログラム作成装置２１が、パーツデータ作成装置１１により作成されたパーツデータに基づいて、パンチ加工データを作成することにある。以下の説明では、１つのシートから、１つの種類のパーツを複数切り出すことを想定する。この際、シートから切り出すパーツの枚数は例えば４枚とするが、これに限られるものではない。

図２において、ステップＳ１０にて、ネスティング部２１ａは、データを取得する。具体的には、ネスティング部２１ａは、パーツデータを取得する。図３Ａに示すように、パーツデータより、Ｘ軸及びＹ軸で定義される二次元座標からパーツ１００の形状が認識される。本明細書では、Ｘ軸に平行な方向を横方向といい、Ｙ軸に平行な方向を縦方向という。

図３Ａにおいて、パーツデータによって示されるパーツ１００は、略四角形状を有している。パーツ１００の周縁には、パーツ１００の一部が切り欠かれた切欠き形状１０１が設けられている。切欠き形状１０１は、パーツ１００における４つの角部と、パーツ１００における横方向の２つの直線部とにそれぞれ設けられている。ネスティング部２１ａは、パーツデータより、切欠き形状１０１を含むパーツ１００の形状を認識することができる。

ステップＳ１１において、ネスティング部２１ａは、パーツ１００に対してバウンディングボックス２００を生成する。図３Ｂにおいて、バウンディングボックス２００は、パーツ１００に対して外接する四角形状の枠体である。すなわち、バウンディングボックス２００は、パーツ１００のＸ軸方向における最大サイズに対応する２組の横方向の辺と、パーツ１００のＹ軸方向における最大サイズに対応する２組の縦方向の辺とで構成される四角形状の枠体である。バウンディングボックス２００の生成は、４つのパーツ１００毎に行われる。

バウンディングボックス２００によってパーツ１００を囲むことで、パンチ加工によりシートから切断するパンチ領域１１１を認識することができる。バウンディングボックス２００によって囲まれる領域の中で、パーツ１００が存在しない領域がパンチ領域１１１に該当する。パンチ加工により、シートからパンチ領域１１１を切断することで、パーツ１００の外周形状の一部を構成する切欠き形状１０１を形成することができる。

ステップＳ１２において、ネスティング部２１ａは、バウンディングボックス２００同士が隣接するにように４つのパーツ１００を配置する。図３Ｃに示すように、個々のパーツ１００は、隣り合うパーツ１００のバウンディングボックス２００同士が、辺と辺とで重なるように、隙間の無い状態で配置されている。この結果、４つのパーツ１００は、２行２列のマトリクス状に配置される。

配置された４つのパーツ１００のうち、特定のパーツ１００を識別する場合には、図３Ｃに示すように、第１パーツ１００ａ、第２パーツ１００ｂ、第３パーツ１００ｃ及び第４パーツ１００ｄという。ここで、第１パーツ１００ａは、第２パーツ１００ｂに対して横方向に隣接する。第３パーツ１００ｃは、第１パーツ１００ａに対して縦方向に隣接し、かつ第２パーツ１００ｂの斜向かいに位置する。第４パーツ１００ｄは、第２パーツ１００ｂに対して縦方向に隣接し、かつ、第３パーツ１００ｃに対して横方向に隣接している。

同様に、第１パーツ１００ａから第４パーツ１００ｄに対してそれぞれ生成されたバウンディングボックス２００を、第１バウンディングボックス２００ａ、第２バウンディングボックス２００ｂ、第３バウンディングボックス２００ｃ及び第４バウンディングボックス２００ｂとする。

ところで、複合加工機５０の切断加工部５２を用いてシートを切断加工する場合、シートに加わる剪断力によってシートに伸びが生じてしまう。そのため、辺同士が重なるように４つのパーツ１００を配置したネスティングに基づいて切断加工を行った場合、切り出された４つのパーツ１００のサイズが、パーツデータのサイズよりも大きくなってしまう。

そこで、ステップＳ１３において、ネスティング部２１ａは、バウンディングボックス２００ａ～２００ｄ同士が所定の重複幅で重複するように、複数のパーツ１００ａ～１００ｄを配置する。図３Ｄに示すように、ネスティング部２１ａは、第１パーツ１００ａと第３パーツ１００ｃとが縦方向にかけて重複幅Ｌａだけ重なるように、第１パーツ１００ａと第３パーツ１００ｃとを重複して配置する。第２パーツ１００ｂと第４パーツ１００ｄについても同様である。加えて、ネスティング部２１ａは、第１パーツ１００ａと第２パーツ１００ｂとが横方向にかけて重複幅Ｌｂだけ重なるように、第１パーツ１００ａと第２パーツ１００ｂとを重複して配置する。第３パーツ１００ｃと第４パーツ１００ｄとについても同様である。パーツ１００同士を重複させる重複幅Ｌａ、Ｌｂは、切断加工部５２の切断によって生じるシートの伸び量に応じて、予め決定されている。

ネスティング部２１ａは、パーツ１００及びバウンディングボックス２００同士が重複する領域を、その中央を基準に区切る。これより、図３Ｅに示すように、ネスティング部２１ａは、第１パーツ１００ａから第４パーツ１００ｄ及び第１バウンディングボックス２００ａから第４バウンディングボックス２００ｄの配置を最終的に確定する。

ステップＳ１４において、ネスティング部２１ａは、４つのパーツ１００の全てを含むバウンディングボックスを生成する。ステップＳ１４で生成されるバウンディングボックスの形状及びサイズは、複合加工機５０で加工するシートの形状及びサイズと対応している。これにより、４つのパーツ１００の全部と同じ大きさのシートを加工するいわゆるスケッチ加工を行うことができる。

ステップＳ１５において、パンチ領域検出部２１ｂは、ステップＳ１４で生成されたバウンディングボックス内で、パンチ領域１１１を探索する。

ステップＳ１６において、パンチ領域検出部２１ｂは、ステップＳ１５の探索結果に基づいて、パンチ領域１１１があるか否かを判断する。パンチ領域１１１がある場合には、ステップＳ１６で肯定判定され、ステップＳ１７に進む。一方、パンチ領域１１１がない場合には、ステップＳ１６で否定判定され、本処理を終了する。

ステップＳ１７は、パンチ領域検出部２１ｂは、パーツ１００毎に、パンチ領域１１１の検出を行う。パンチ領域検出部２１ｂは、パンチ領域１１１を囲む外周上の線分として、パンチ領域１１１を検出する。

図４を参照し、パンチ領域検出部２１ｂが、第１パーツ１００ａの角部にあるパンチ領域（以下「第１パンチ領域」という）１１１ａを検出する様子を説明する。パンチ領域１１１ａは、第１バウンディングボックス２００ａに沿った２つの線分と、第１パーツ１００ａの切欠き形状１０１に沿った４つの線分とによって認識される。また、第１バウンディングボックス２００ａに沿う２つの線分は、開いた線分（Ｏｐｅｎ）１１２ａとそれぞれ認識される。また、切欠き形状１０１に沿う４つの線分は、閉じた線分（Ｃｌｏｓｅ）１１３ａとそれぞれ認識される。

ステップＳ１８において、共有判定部２１ｃは、パンチ領域１１１の外周上の線分同士を比較する。以下、図５Ａ及び図５Ｂを参照し、第１パンチ領域１１１ａと、第２パンチ領域１１１ｂとを例に挙げ、比較処理を具体的に説明する。

共有判定部２１ｃは、第１パンチ領域１１１ａと同様、この第１パーツ１００ａに隣接する第２パーツ１００ｂについて検出されたパンチ領域（以下「第２パンチ領域」という）１１１ｂを参照する。第２パンチ領域１１１ｂにおいて、第２バウンディングボックス２００ｂに沿う線分が開いた線分１１２ｂと認識され、切欠き形状に沿う線分が閉じた線分１１３ｂと認識される。共有判定部２１ｃは、第１パンチ領域１１１ａの開いた線分１１２ａと、第２パンチ領域１１１ｂの開いた線分１１２ｂとを比較する。

ステップＳ１９において、共有判定部２１ｃは、比較結果に基づいて、共有条件を満たすか否かを判断する。この共有条件は、第１パンチ領域１１１ａの開いた線分１１２ａと、第２パンチ領域１１１ｂの開いた線分１１２ｂとが、直線状に重なり合うことである。換言すれば、共有条件は、第１バウンディングボックス２００ａと第２バウンディングボックス２００ｂとの境界線に沿って、開いた線分１１２ａ（第１パンチ領域１１１ａの外周上の線分）と、開いた線分１１２ｂ（第２パンチ領域１１１ｂの外周状の線分）とが重なり合うことを意味する。

第１パンチ領域１１１ａの開いた線分１１２ａと、第２パンチ領域１１１ｂの開いた線分１１２ｂとが１点で交わるような場合、開いた線分１１２ａの端部と開いた線分１１２ｂの端部とが隣接するような場合には、共有条件は満たされない。あくまでも、第１バウンディングボックス２００ａと第２バウンディングボックス２００ｂとの境界線に沿って線分同士が重なり会うこと、すなわち、線分同士が直線状に重なり合うことが必要である。

図５Ａに示すように、第１パンチ領域１１１ａの開いた線分１１２ａと、第２パンチ領域１１１ｂの開いた線分１１２ｂとが直線状に重なり合わない場合には、ステップＳ１９で否定判定され、ステップＳ２１に進む。一方、図５Ｂに示すように、第１パンチ領域１１１ａの開いた線分１１２ａと、第２パンチ領域１１１ｂの開いた線分１１２ｂとが直線状に重なり合う場合には、ステップＳ１９で肯定判定され、ステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０において、共有判定部２１ｃは、第１パンチ領域１１１ａと第２パンチ領域１１１ｂとを１つに纏めた共有加工領域１１５と判断する（図５Ｂ参照）。

ステップＳ２１において、パンチ加工データ作成部２１ｄは、第１パンチ領域１１１ａと第２パンチ領域１１１ｂとに、パンチ加工により切断するための金型の割付線を割り付ける。第１パンチ領域１１１ａと第２パンチ領域１１１ｂとが共有加工領域１１５と判断されていない場合、パンチ加工データ作成部２１ｄは、第１パンチ領域１１１ａと第２パンチ領域１１１ｂとに対して、金型の割付線をそれぞれ割り付ける（図５Ａ参照）。すなわち、第１パンチ領域１１１ａを１つのパンチ加工の対象として金型の割付線が割り付けられ、同様に、第２パンチ領域１１１ｂを１つのパンチ加工の対象として金型の割付線が割り付けられる。一方、第１パンチ領域１１１ａと第２パンチ領域１１１ｂとが共有加工領域１１５と判断されている場合、パンチ加工データ作成部２１ｄは、共有加工領域１１５に対して、金型の割付線を割り付ける（図５Ｂ参照）。

ステップＳ１７からステップＳ２１までの各工程は、上述した第１パンチ領域１１１ａと第２パンチ領域１１１ｂとについて行われるだけでなく、シートに割り付けられた４つのパーツ１００ａ～１００ｄの各パンチ領域１１１同士が相互に比較され、処理されることとなる。以下、図６Ａから図９Ｂを参照し、共有条件の判断及び共有加工領域を説明する。

図６Ａ及び図６Ｂにおいて、第１パンチ領域１１１ａは、第１パーツ１００ａの角部に位置し、第２パンチ領域１１１ｂは、第２パーツ１００ｂの角部に位置する。第１パンチ領域１１１ａの開いた線分１１２ａと、第２パンチ領域１１１ｂの開いた線分１１２ｂとが直線状に重なり合う。よって、第１パンチ領域１１１ａと第２パンチ領域１１１ｂとは、共有条件を満たすので、共有加工領域１１５と判断される。

図７Ａから図７Ｃにおいて、第１パンチ領域１１１ａは、第１パーツ１００ａの直線部に位置し、第３パンチ領域１１１ｃは、第３パーツ１００ｃの直線部に位置する。図７Ａ及び図７Ｂでは、第１パンチ領域１１１ａの開いた線分１１２ａと、第３パンチ領域１１１ｃの開いた線分１１２ｃとが直線状に重なり合う。よって、第１パンチ領域１１１ａと第３パンチ領域１１１ｃとは、共有条件を満たすので、共有加工領域１１５と判断される。一方、図７Ｃでは、第１パンチ領域１１１ａの開いた線分１１２ａと、第３パンチ領域１１１ｃの開いた線分１１２ｃとが重なり合っていない。よって、第１パンチ領域１１１ａと第３パンチ領域１１１ｃとは、共有条件を満たさず、共有加工領域１１５と判断されない。

図８Ａ及び図８Ｂにおいて、第１パンチ領域１１１ａは、第１パーツ１００ａの角部に位置し、第２パンチ領域１１１ｂは、第２パーツ１００ｂの直線部に位置する。図８Ａでは、第１パンチ領域１１１ａの開いた線分１１２ａと、第２パンチ領域１１１ｂの開いた線分１１２ｂとが直線状に重なり合う。よって、第１パンチ領域１１１ａと第２パンチ領域１１１ｂは、共有条件を満たすので、共有加工領域１１５と判断される。一方、図８Ｂでは、第１パンチ領域１１１ａの開いた線分１１２ａと、第２パンチ領域１１１ｂの開いた線分１１２ｂとは、隣り合っているが、重なり合ってはいない。よって、第１パンチ領域１１１ａと第２パンチ領域１１１ｂは、共有条件を満たさず、共有加工領域１１５と判断されない。

図９Ａ及び図９Ｂでは、第１パンチ領域１１１ａから第４パンチ領域１１１ｄは、第１パーツ１００ａから第４パーツ１００ｄの角部にそれぞれ位置する。第１パンチ領域１１１ａの開いた線分１１２ａは、第２パンチ領域１１１ｂの開いた線分１１２ｂと直線状に重なり合う。よって、第１パンチ領域１１１ａ及び第２パンチ領域１１１ｂは、共有条件を満たすので、共有加工領域１１５と判断される。

また、第１パンチ領域１１１ａの開いた線分１１２ａは、第３パンチ領域１１１ｃの開いた線分１１２ｃとも直線状に重なり合う。よって、第１パンチ領域１１１ａと第３パンチ領域とは、共有条件を満たす。よって、第１パンチ領域１１１ａ及び第２パンチ領域１１１ｂのみならず、第３パンチ領域１１１ｃも共有加工領域１１５と判断される。このように、第３パンチ領域１１１ｃに対しても、共有加工領域１１５に含めるか否かが判断される。

また、第４パンチ領域１１１ｄの開いた線分１１２ｄは、第２パンチ領域１１１ｂの開いた線分１１２ｂと直線状に重なり合う。第４パンチ領域１１１ｄは、共有加工領域１１５の一部である第２パンチ領域１１１ｂに対して共有条件を満たす。この場合、第４パンチ領域１１１ｄも、共有加工領域１１５に含まれる。このように、第４パンチ領域１１１ｄに対しても、共有加工領域１１５に含めるか否かが判断される。

なお、図９Ａ及び図９Ｂに示す例では、第４パンチ領域１１１ｄの開いた線分１１２ｄは、第３パンチ領域１１１ｃの開いた線分１１２ｂと直線状に重なり合う。よって、この点においても、第４パンチ領域１１１ｄは、共有加工領域１１５に含まれる。

図９Ｃでは、第３パンチ領域１１１ｃの開いた線分１１２ｃは、第１パンチ領域１１１ａの開いた線分１１２ａと直線状に重なり合う。また、第３パンチ領域１１１ｃの開いた線分１１２ｃは、第４パンチ領域１１１ｄの開いた線分１１２ｄと直線状に重なり合う。よって、第３パンチ領域１１１ｃは、第１パンチ領域１１１ａと第４パンチ領域１１１ｄとに対してそれぞれ共有条件を満たす。よって、第１パンチ領域１１１ａ、第３パンチ領域１１１ｃ及び第４パンチ領域１１１ｄは、共有加工領域１１５と判断される。

一方、第２パンチ領域１１１ｂの開いた線分１１２ｂは、第１パンチ領域１１１ａの開いた線分１１２ａとも、第４パンチ領域１１１ｄの開いた線分１１２ｄとも重なり合わない。よって、第４パンチ領域１１１ｄは、共有条件を満たさない。この場合、第４パンチ領域１１１ｄは、共有加工領域１１５に含まれない。

このような複合的な判断により、第１パーツ１００ａから第４パーツ１００ｄの全てを対象に、共有条件が判断される。図１０では、第１パンチ領域１１１ａから第４パンチ領域１１１ｄまでの中で、共有条件を満たすもの同士が丸印で囲って示されている。

このように本実施形態において、第１バウンディングボックス２００ａと第２バウンディングボックス２００ｂとの境界線に沿って、第１パンチ領域１１１ａの外周上の線分と第２パンチ領域１１１ｂの外周上の線分とが重なり合う場合、ＣＡＭ２が、共有条件を満たすと判断する。共有条件を満たす場合、ＣＡＭ２が、第１パンチ領域１１１ａと第２パンチ領域１１１ｂとが１つの共有加工領域１１５として判断し、共有加工領域１１５に対して、金型の割付線を割り付けている。

本実施形態によれば、共有条件を満たす２つのパンチ領域１１１を１つに纏めた共有加工領域１１５として判断し、その共有加工領域１１５に対して割付線を割り付けることができる。これにより、複数のパンチ領域１１１を纏めてパンチ加工することができる。また、互いに隣接する２つのパンチ領域１１１を個別的にパンチ加工した場合、抜きかす上がりとよばれる加工不良が発生する恐れがあるが、共有加工領域１１５としてパンチ加工することで、加工不良を抑制することができる。したがって、加工効率の向上を図ることができ、併せて加工機の加工品質の向上を図ることができる。

また、本実施形態において、共有条件を満たさない場合には、ＣＡＭ２が、第１パンチ領域１１１ａと第２パンチ領域１１１ｂとに対して、金型の割付線をそれぞれ割り付けている。これにより、共有条件を満たさない第１パンチ領域１１１ａ及び第２パンチ領域１１１ｂに対しても金型の割付線を適切に割り付けることができる。

また、本実施形態において、第３パーツ１００ｃが存在する場合には、ＣＡＭ２が、第３パンチ領域１１１ｃを検出し、第３パンチ領域１１１ｃを共有加工領域１１５に含めるか否かを判断している。これにより、第１パンチ領域１１１ａ及び第２パンチ領域１１１ｂだけでなく、第３パンチ領域１１１ｃを含む共有加工領域１１５についても判断を行うことができる。

また、本実施形態において、第４パーツ１００ｄが存在する場合には、ＣＡＭ２が、第４パンチ領域１１１ｄを検出し、第４パンチ領域１１１ｄを共有加工領域１１５に含めるか否かを判断している。これにより、第１パンチ領域１１１ａ、第２パンチ領域１１１ｂ及び第３パンチ領域１１１ｃだけでなく、第４パンチ領域１１１ｄを含む共有加工領域１１５についても判断を行うことができる。

また、本実施形態において、ＣＡＭ２０が、４つのパーツ１００の形状を示すパーツデータに基づいて処理を行っている。この手法によれば、パーツデータからパンチ領域１１１を認識することができる。これにより、異なるパーツ１００間であってもパンチ領域１１１を相互に比較することができる。また、ＣＡＭ２０で加工プログラムを作成する段階で、共有加工領域１１５を設定することができる。

また、本実施形態において、ＣＡＭ２０が、バウンディングボックス２００同士が、所定の重複幅で重複するように４つのパーツ１００を配置している。この手法によれば、パンチ加工後に行われる切断加工を考慮して、パーツ１００の配置を行うことできる。これにより、加工精度よくパーツ１００を加工することができる。

なお、上述した実施形態では、４つのパーツ１００を配置する例を示しているが、これに限定されない。また、第１パーツ１００ａ、第２パーツ１００ｂ、第３パーツ１００ｃ及び第４パーツ１００ｄの関係は相対的なものであり、４つのパーツ１００の中で、第１パーツ１００ａ、第２パーツ１００ｂ、第３パーツ１００ｃ及び第４パーツ１００ｄを任意に割り付けることができる。また、５つ以上のパーツ１００を配置する場合であっても、５つ以上のパーツ１００の中で、少なくとも４つのパーツ１００（第１パーツ１００ａ、第２パーツ１００ｂ、第３パーツ１００ｃ及び第４パーツ１００ｄ）の関係を割り当てて処理を行うことができる。

（第２の実施形態）
図１１から図１３を参照し、第２の実施形態に係る加工プログラム作成方法及び加工プログラム作成装置について説明する。

第２の実施形態では、図１１に示すように、ＮＣ装置３０が、加工プログラム作成装置３１として機能する。加工プログラム作成装置３１は、機能的な構成として、ネスティング部３１ａと、パンチ領域検出部３１ｂと、共有判定部３１ｃと、パンチ加工データ作成部３１ｄと、切断加工データ作成部３１ｅとを有している。加工プログラム作成装置３１が備える各機能は、第１の実施形態に示す加工プログラム作成装置２１が備える各機能と対応している。なお、加工プログラム作成装置３１と、第１の実施形態に示す加工プログラム作成装置２１との相違については、後述する。

また、ＮＣ装置３０は、加工プログラム作成装置３１によって作成された加工プログラム、又はＣＡＭ２０によって作成された加工プログラムに基づいて複合加工機５０を制御する制御装置４２としても機能する。

ＣＡＭ２０は、加工プログラム作成装置２５として機能する。加工プログラム作成装置２５は、ネスティングを行う機能、パンチ加工用の割付データを作成する機能、切断加工用の割付データを作成する機能のみを有している。すなわち、この加工プログラム作成装置２５は、第１の実施形態に示すパンチ領域検出部２１ｂ及び共有判定部２１ｃの各機能を備えておらず、共有加工領域の認識を行わない。したがって、加工プログラム作成装置２５において生成される加工プログラムには、複数のパーツ１００毎に、切欠き形状１０１を形成するための金型の割付線が割り付けられている。ＮＣ装置３０が、加工プログラム作成装置２５から提供された加工プログラムに基づいて複合加工機５０を制御した場合には、個々のパーツ１００毎に、パンチ領域１１１に対するパンチ加工が行われることとなる。

本実施形態では、ＮＣ装置３０に搭載された加工プログラム作成装置３１が、ＣＡＭ２０から提供されたパンチ加工用の割付データ（加工プログラム）に基づいて、共有加工領域１１５を考慮した加工プログラムを作成することとしている。加工プログラム作成装置３１が行うパンチ加工データの作成方法は、図２に示すフローチャートと基本的に対応しているが、ステップＳ１０、Ｓ１１及びＳ１７に示す処理が相違している。以下、具体的に説明する。

第２の実施形態に係るステップＳ１０の処理を説明する。ネスティング部３１ａは、ＣＡＭ２０の加工プログラム作成装置２５が作成したパンチ加工用の割付データを取得する。図１２Ａに示すように、パンチ加工用の割付データは、シートからパンチ領域を切断するための金型の位置を示す割付線が割り付けられたものであり、パンチ加工の対象となる領域、すなわち、パーツ１００の周囲に位置する複数のパンチ領域１１１を示している。ネスティング部３１ａは、割付データより、個々のパンチ領域１１１の位置及び形状を認識することができる。例えば、割付データは、Ｘ軸及びＹ軸で定義される二次元座標で定義されている。

第２の実施形態に係るステップＳ１１の処理を説明する。図１２Ｂに示すように、ネスティング部３１ａは、割付データで示される複数のパンチ領域１１１に対してバウンディングボックス２００を生成する。バウンディングボックス２００は、複数のパンチ領域１１１を囲む四角形状の枠体である。すなわち、バウンディングボックス２００によって複数のパンチ領域１１１を囲むことで、パーツの形状を認識することができる。バウンディングボックス２００によって囲まれる領域のうち、複数のパンチ領域１１１が存在しない領域がパーツ１００に該当する。このように、バウンディングボックス２００は、パーツ１００に対して生成され、複数のパーツ１００毎に行われる。

第２の実施形態におけるステップＳ１７における処理を説明する。パンチ領域検出部２１ｂが、パンチ領域１１１の検出を行う。図１３を参照し、パンチ領域１１１を検出する処理の詳細を説明する。

まず、ステップＳ１７０において、パンチ領域検出部２１ｂは、パーツ１００毎に、切欠き加工を検出する。切欠き加工は、パンチ加工により切欠き形状１０１を加工することを意味し、上述したパンチ領域１１１に基づいて特定される。

ステップＳ１７１において、パンチ領域検出部２１ｂは、パンチ領域１１１を検出する。パンチ領域検出部２１ｂは、パンチ領域１１１を囲む外周上の線分として、パンチ領域１１１を検出する。

そして、第１の実施形態と同様に、この認識された線分に基づいて、線分同士の比較が行われる。

このように本実施形態において、第１バウンディングボックス２００ａと第２バウンディングボックス２００ｂとの境界線に沿って、第１パンチ領域１１１ａの外周上の線分と第２パンチ領域１１１ｂの外周上の線分とが重なり合う場合、ＣＡＭ２が、共有条件を満たすと判断する。共有条件を満たす場合、ＮＣ装置３０が、第１パンチ領域１１１ａと第２パンチ領域１１１ｂとが１つの共有加工領域１１５として認識し、共有加工領域１１５に対して、パンチ加工によってシートから切断するための割付線を割り付けている。

本実施形態によれば、共有条件を満たす２つのパンチ領域１１１を１つに纏めた共有加工領域１１５として認識し、その共有加工領域１１５に対して割付線を割り付けることができる。これにより、複数のパンチ領域１１１を纏めてパンチ加工することができる。また、共有加工領域１１５としてパンチ加工することで、加工不良を抑制することができる。その結果、加工効率の向上を図ることができ、併せて加工機の加工品質の向上を図ることができる。

また、本実施形態によれば、ＮＣ装置３０が、割付データに基づいて処理を行っている。この手法によれば、パーツデータを利用すること無く、ＣＡＭ２０から提供される加工プログラムからパンチ領域１１１を認識することができる。これにより、ＮＣ装置３０上で、異なるパーツ１００間であってもパンチ領域１１１を相互に比較することができる。

なお、本実施形態では、ＮＣ装置３０が加工プログラム作成装置３１の機能を実現しているが、ＮＣ装置３０とは違う専用の装置によって加工プログラム作成装置３１の機能を実現してもよい。そして、専用の装置の加工プログラム作成装置３１で作成した加工プログラムを、ＮＣ装置４０に提供してもよい。

本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

１０ＣＡＤ
１１パーツデータ作成装置
２０ＣＡＭ
２１，２５加工プログラム作成装置
２１ａネスティング部
２１ｂパンチ領域検出部
２１ｃ共有判定部
２１ｄパンチ加工データ作成部
２１ｅ切断加工データ作成部
３０ＮＣ装置
３１加工プログラム作成装置
５０複合加工機
５１パンチ加工部
５２切断加工部
１００パーツ
１０１切欠き形状
１１１パンチ領域
１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄ開いた線分
１１３ａ、１１３ｂ閉じた線分
１１５共有加工領域

Claims

ネスティングにより複数のパーツが隣接して配置されたシートに対して加工機がパンチ加工を行うための加工プログラムを作成する加工プログラム作成方法において、
コンピュータが、
前記複数のパーツ毎に、前記パーツに対して外接する四角形状の枠体であるバウンディングボックスを生成し、
前記バウンディングボックス同士が隣接するように前記複数のパーツを配置し、
前記複数のパーツの中の第１パーツの周縁に切欠き形状を形成するための第１パンチ領域であって、前記パンチ加工によって前記シートから切断される前記第１パンチ領域を検出し、
前記複数のパーツの中で前記第１パーツに隣接する第２パーツの周縁に前記切欠き形状を形成するための第２パンチ領域であって、前記パンチ加工によって前記シートから切断される前記第２パンチ領域を検出し、
前記第１パーツの前記バウンディングボックスと前記第２パーツの前記バウンディングボックスとの境界線に沿って、前記第１パンチ領域の外周上の線分と前記第２パンチ領域の外周上の線分とが重なり合う共有条件を満たす場合には、前記第１パンチ領域と前記第２パンチ領域とを１つの共有加工領域として判断し、
前記共有加工領域に対して、前記パンチ加工を行うための金型の割付線を割り付ける
加工プログラム作成方法。
前記共有条件を満たさない場合には、
前記コンピュータが、
前記第１パンチ領域と前記第２パンチ領域とに対して、前記金型の割付線を個々に割り付ける
請求項１記載の加工プログラム作成方法。
前記複数のパーツの中に、前記第１パーツと隣接しかつ前記第２パーツの斜向かいに位置する第３パーツが存在する場合には、
前記コンピュータが、
前記第３パーツの周縁に前記切欠き形状を形成するための第３パンチ領域であって、前記パンチ加工によって前記シートから切断される前記第３パンチ領域を検出し、
前記第３パンチ領域を前記共有加工領域に含めるか否かを判断する
請求項１又は２記載の加工プログラム作成方法。
前記複数のパーツの中に、前記第２パーツ及び前記第３パーツにそれぞれ隣接する第４パーツが存在する場合には、
前記コンピュータが、
前記第４パーツの周縁に前記切欠き形状を形成するための第４パンチ領域であって、前記パンチ加工によって前記シートから切断される前記第４パンチ領域を検出し、
前記第４パンチ領域を前記共有加工領域に含めるか否かを判断する
請求項３記載の加工プログラム作成方法。
前記コンピュータが、
前記複数のパーツの形状を示すパーツデータに基づいて処理を行う
請求項１から４のいずれか一項に記載の加工プログラム作成方法。
前記コンピュータが、
前記複数のパーツ毎に、前記切欠き形状を形成するための前記金型の割付線が割り付けられた割付データに基づいて処理を行う
請求項１から４のいずれか一項に記載の加工プログラム作成方法。
前記コンピュータが、
前記バウンディングボックス同士が、所定の重複幅で重複するように前記複数のパーツを配置する
請求項１から６のいずれか一項に記載の加工プログラム作成方法。
ネスティングにより複数のパーツが隣接して配置されたシートに対して加工機がパンチ加工を行うための加工プログラムを作成する加工プログラム作成装置において、
前記複数のパーツ毎に、前記パーツに対して外接する四角形状の枠体であるバウンディングボックスを生成し、前記バウンディングボックス同士が隣接するように前記複数のパーツを配置するネスティング部と、
前記複数のパーツの中の第１パーツの周縁に切欠き形状を形成するための第１パンチ領域であって、前記パンチ加工によって前記シートから切断される前記第１パンチ領域と、前記複数のパーツの中で前記第１パーツに隣接する第２パーツの周縁に前記切欠き形状を形成するための第２パンチ領域であって、前記パンチ加工によって前記シートから切断される前記第２パンチ領域とをそれぞれ検出するパンチ領域検出部と、
前記第１パーツの前記バウンディングボックスと前記第２パーツの前記バウンディングボックスとの境界線に沿って、前記第１パンチ領域の外周上の線分と前記第２パンチ領域の外周上の線分とが重なり合う共有条件を満たす場合には、前記第１パンチ領域と前記第２パンチ領域とを１つの共有加工領域として判断する共有判定部と、
前記共有加工領域に対して、前記パンチ加工を行うための金型の割付線を割り付ける加工データ作成部と、
を有する加工プログラム作成装置。