JP7329401B2 - レーザ加工位置決定方法、レーザ加工位置決定プログラム及びレーザ加工プログラム作成装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ加工位置決定方法、レーザ加工位置決定プログラム及びレーザ加工プログラム作成装置に関する。

穴又はノッチを有する鋼材を形成する際には、レーザ加工により鋼材にピアスと呼ばれる貫通孔が形成される。続いて、ピアスから穴又はノッチの縁まで、レーザ加工機のヘッドを予め決められた方向に直線移動させて、アプローチと呼ばれる直線の切断部がレーザ加工により形成される。ピアス及びアプローチの形成後は、穴又はノッチの縁から穴又はノッチの形状に応じたレーザ加工が行われて、鋼材に穴又はノッチが形成される。

ピアス及びアプローチを形成した部分は、穴又はノッチが形成された製品側に残らないようにする必要がある。このため、ピアス及びアプローチは、穴又はノッチのレーザ加工により鋼材から切り落とされる穴又はノッチの内側に形成される。ピアス及びアプローチを形成した部分は製品側に残らないので、ピアス及びアプローチのレーザ加工は、レーザビームの出力を開始してから出力が安定するまでの期間を利用して行うことができる。

ところで、折り曲げによって曲面のコーナ部が形成されるパイプ又は軽量形鋼では、コーナ部に跨がって穴又はノッチが形成されることがある。パイプとしては、例えば、角パイプ、長角パイプが挙げられる。また、軽量形鋼としては、例えば、軽量山形鋼、軽量不等辺山形鋼、軽量溝形鋼、リップ溝形鋼が挙げられる。

パイプ又は軽量形鋼のコーナ部に跨がる穴又はノッチを形成する場合は、加工用のレーザビームが、パイプ又は軽量形鋼を回転させながら曲面のコーナ部に照射される。即ち、曲面のコーナ部にもレーザビームが照射される。このため、パイプ又は軽量形鋼のコーナ部に跨がる穴又はノッチを形成する場合は、コーナ部もピアスを形成する位置の設定対象となる。

なお、コーナ部に跨がる穴又はノッチは、圧延等で形成される形鋼においても形成されることがある。形鋼としては、例えば、山形鋼、不等辺山形鋼、溝形鋼が挙げられる。コーナ部を挟んで隣り合う２つの面に跨がる穴又はノッチを形成する形鋼は、例えば特許文献１に記載されている。この特許文献１では、形鋼の２つの面に跨がる穴又はノッチを、面毎に工程を分けてレーザ加工により形成する加工方法が提案されている。

特開２０１４－１０６７６１号公報

特許文献１の加工方法では、面毎にレーザ加工を行うので、ウェブの貫通方向にフランジが延在し、あるいは、フランジの貫通方向にウェブが延在するコーナ部に、ピアスの位置が設定されることはない。ところが、形鋼でも、パイプ又は軽量形鋼と同じく回転させながらコーナ部に跨がる穴又はノッチを形成する際には、レーザビームがコーナ部に照射される。したがって、形鋼のコーナ部もピアスを形成する位置の設定対象となり得る。

そして、パイプ、軽量形鋼及び形鋼のいずれにおいても、コーナ部にピアスを開けようとすると、コーナ部に照射されたレーザビーム及びアシストガスの一部が、コーナ部の表面で反射されて分散する。レーザビーム及びアシストガスが分散すると、コーナ部のピアスの貫通方向にレーザビーム及びアシストガスが十分な強さで照射されなくなる。レーザビーム及びアシストガスが貫通方向に十分な強さで照射されないと、コーナ部にピアスを安定して形成することができなくなる。

なお、以上の説明では、軽量形鋼及び形鋼のコーナ部に跨がる穴又はノッチを形成する場合の問題を指摘した。しかし、同様の問題は、製品の外形を軽量形鋼及び形鋼のコーナ部に跨がって形成する場合にも同様に発生する。

本発明の目的は、２つの面に挟まれたコーナ部に跨がる穴、ノッチ、外形等の加工部を加工対象の材料に形成する際に、ピアスを安定して形成できるようにすることにある。

上記目的を達成するため本発明の第１の態様に係るレーザ加工位置決定方法は、
所定の板厚の面を複数有し２つの前記面がコーナ部を挟んで隣り合う加工対象の材料の、前記複数の面を平面状に展開した図面上において、前記コーナ部に跨がる形状の加工部が形成される前記材料の加工範囲を定義する図面データを準備する準備ステップと、
前記材料に前記加工部を形成する際に切り落とす部分に、前記加工部の形成前に形成する、前記材料を前記板厚の方向に貫通するピアス、及び、前記ピアスから前記加工部の加工開始点まで前記材料を切断する所定長さのアプローチの位置を、前記加工部の形状に応じて決定し前記図面上にそれぞれ定義する定義ステップと、
前記図面データにおいて前記図面の前記コーナ部に対応するエリアの中に定義されている前記ピアスの位置を前記エリアの外に定義し直し、かつ、前記定義し直した前記ピアスの位置に応じて前記アプローチの位置を定義し直す再定義ステップと、
を含む。

また、上記目的を達成するため本発明の第２の態様に係るレーザ加工位置決定プログラムは、
コンピュータに、
所定の板厚の面を複数有し２つの前記面がコーナ部を挟んで隣り合う加工対象の材料の、前記複数の面を平面状に展開した図面上において、前記コーナ部に跨がる形状の加工部が形成される前記材料の加工範囲を定義する図面データを読み込む読み込みステップと、
前記材料に前記加工部を形成する際に切り落とす部分に、前記加工部の形成前に形成する、前記材料を前記板厚の方向に貫通するピアス、及び、前記ピアスから前記加工部の加工開始点まで前記材料を切断する所定長さのアプローチの位置を、前記加工部の形状に応じて決定し前記図面上にそれぞれ定義する定義ステップと、
前記図面データにおいて前記図面の前記コーナ部に対応するエリアの中に定義されている前記ピアスの位置を前記エリアの外に定義し直し、かつ、前記定義し直した前記ピアスの位置に応じて前記アプローチの位置を定義し直す再定義ステップと、
を実行させる。

さらに、上記目的を達成するため本発明の第３の態様に係るレーザ加工プログラム作成装置は、
所定の板厚の面を複数有し２つの前記面がコーナ部を挟んで隣り合う加工対象の材料の、前記複数の面を平面状に展開した図面上において、前記コーナ部に跨がる形状の加工部が形成される前記材料の加工範囲を定義する図面データを記憶する図面データ記憶部と、
前記材料に前記加工部を形成する際に切り落とす部分に、前記加工部の形成前に形成する、前記材料を前記板厚の方向に貫通するピアス、及び、前記ピアスから前記加工部の加工開始点まで前記材料を切断する所定長さのアプローチの位置を、前記加工部の形状に応じて決定し前記図面上にそれぞれ定義する位置定義データを生成する位置定義部と、
前記図面データにおいて前記図面の前記コーナ部に対応するエリアの中に定義されている前記ピアスの位置を前記エリアの外に定義し直し、かつ、前記定義し直した前記ピアスの位置に応じて前記アプローチの位置を定義し直す位置再定義データを生成する位置再定義部と、
を備える。

本発明によれば、２つの面に挟まれたコーナ部に跨がる穴、ノッチ、外形等の加工部を加工対象の材料に形成する際に、ピアスを安定して形成できるようにすることができる。

本発明の一実施形態に係るレーザ加工システムの全体構成を示すブロック図である。 図１のレーザ加工システムによる加工対象の材料を示し、（ａ）は角パイプの端面平面図、（ｂ）は長角パイプの端面平面図である。 図１のレーザ加工システムによる加工対象の材料を示し、（ａ）は軽量山形鋼の端面平面図、（ｂ）は軽量不等辺山形鋼の端面平面図、（ｃ）は軽量溝形鋼の端面平面図、（ｄ）はリップ溝形鋼の端面平面図である。 コーナ部に跨がる穴を形成した図２（ａ）の角パイプの斜視図である。 図４の角パイプの展開図である。 図５の角パイプのコーナ部に図１のレーザ加工機のレーザヘッドからレーザビームを照射する場合の説明図である。 コーナ部に跨がる穴及びノッチを図３（ｃ）の軽量溝形鋼に形成する場合のピアスを形成する位置の設定例を示す展開図である。 図１のレーザ加工システムによる加工対象の材料を示し、（ａ）は山形鋼の端面平面図、（ｂ）は不等辺山形鋼の端面平面図、（ｃ）は溝形鋼の端面平面図である。 図４の角パイプのコーナ部に設定されたピアスの形成位置を穴の加工開始点の変更によりコーナ部外に移動する場合の説明図である。 図４の角パイプのコーナ部に設定されたピアスの形成位置をアプローチの長さの短縮によりコーナ部外に移動する場合の説明図である。 図４の角パイプのコーナ部に設定されたピアスの形成位置をアプローチの向きの変更によりコーナ部外に移動する場合の説明図である。 図４の角パイプに形成したピアスが穴周辺部と干渉する状態を示す説明図である。 図４の角パイプに形成したピアスが隣接する部品と干渉する状態を示す説明図である。 コーナ部又は干渉が起きる位置に割付けられたピアスの形成位置を移動する際に適用する間接的な再定義方法の優先順位を設定するために図１の割付けデータ作成装置の表示部に表示される画像の説明図である。 図１の割付けデータ作成装置がプログラムに基づいて実行する干渉チェックの処理手順を示すフローチャートである。 図１の割付けデータ作成装置がプログラムに基づいて実行する図１５の回避処理の具体的な処理手順を示すフローチャートである。 図４の角パイプのコーナ部に設定されたピアスの形成位置をアプローチの長さの短縮ではコーナ部外に移動できない場合の説明図である。 図４の角パイプのコーナ部に設定されたピアスの形成位置をアプローチの長さの延長によりコーナ部外に移動する場合の説明図である。 図４のピアスの形成位置を角パイプのコーナ部の中から外に移動する際のアプローチの延長方法の一例を示す説明図である。 図４のピアスの形成位置を角パイプのコーナ部の中から外に移動する際のアプローチの延長方法の別例を示す説明図である。 図４のピアスの形成位置を角パイプのコーナ部の中から外に移動する際のアプローチの延長方法の別例を示す説明図である。 アプローチの延長により図４の角パイプのコーナ部の中から外にピアスの形成位置を移動する処理の手順を示し、（ａ）は１回目の処理におけるアプローチ延長手順の説明図、（ｂ）は２回目の処理におけるアプローチ延長手順の説明図である。 図１のＣＡＭ装置において実行されるレーザ加工位置決定方法の手順の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。各図面を通じて同一あるいは同等の部位、又は構成要素には、同一の符号を付している。

以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置等を例示するものである。この発明の技術的思想は、各構成部品の材質、形状、構造、配置、機能等を下記のものに特定するものでない。

図１は本発明の一実施形態に係るレーザ加工システムの全体構成を示すブロック図である。図１に示す本実施形態のレーザ加工システムは、ＣＡＤ装置１０、ＣＡＭ装置２０、ＮＣ装置３０及びレーザ加工機４０を有している。

ＣＡＤ装置１０は、鋼材を加工して生成しようとする製品の形状データを作成して、記録媒体に保持する。即ち、ＣＡＤ装置１０は、製品形状データ作成部１１を含む。ＣＡＤ装置１０は、コンピュータプログラムを実行させることによって、製品形状データ作成部１１の機能を実現することができる。製品形状データ作成部１１は、製品形状データを、３次元（３Ｄ）ＣＡＤモデルとして作成することができる。

また、ＣＡＤ装置１０は、製品形状データに基づいて、加工後に製品となる鋼材を平面状に展開した図面データを作成する。ＣＡＤ装置１０が作成する図面データは、例えば、鋼材の展開図のデータでもよく、鋼材の平面、側面、正面の各図を含む三面図のデータでもよい。本実施形態では、ＣＡＤ装置１０が鋼材の図面データとして展開図のデータを作成する場合について説明する。ＣＡＤ装置１０が作成する展開図データについては後述する。ＣＡＤ装置１０が作成した製品形状データ及び展開図データは、例えば、ＣＡＭ装置２０からの要求に応じてＣＡＤ装置１０から出力され、ＣＡＭ装置２０に入力される。

ＣＡＭ装置２０は、ＣＡＤ装置１０から入力される製品形状データ及び展開図データを読み込む。そして、読み込んだ製品形状データ及び展開図データに基づいて、鋼材に対して、製品形状データが示す製品形状に加工するための加工範囲及び加工順を決定する。即ち、ＣＡＭ装置２０は、加工範囲・加工順決定部２１を含む。ＣＡＭ装置２０は、コンピュータプログラムを実行させることによって、加工範囲・加工順決定部２１の機能を実現することができる。

ＣＡＭ装置２０は、鋼材に対する加工範囲及び加工順を加工範囲・加工順決定部２１が決定したら、鋼材に対してレーザビームによってどのように加工するかの割付けを示す割付けデータを生成する。加工の割付けは、レーザビームによる加工の軌跡を表す。割付けデータは、複数の割付けをどのような順とするかの情報を含む。即ち、ＣＡＭ装置２０は、割付けデータ作成装置２２を含む。ＣＡＭ装置２０は、コンピュータプログラムを実行させることによって、割付けデータ作成装置２２の機能を実現することができる。

ＣＡＭ装置２０は、割付けデータに基づいて鋼材を加工するための加工プログラムを生成する。加工プログラムとは、機械制御コードであるＮＣデータである。ＣＡＭ装置２０は、本発明の一実施形態に係るレーザ加工プログラム作成装置を構成する。ＣＡＭ装置２０は、生成した加工プログラムをＮＣ装置３０に転送する。ＮＣ装置３０は、加工プログラムに基づいてレーザ加工機４０における鋼材の加工を制御する。

ＣＡＤ装置１０とＣＡＭ装置２０とは、図１に示すように別々に構成されていてもよいし、ＣＡＤ装置１０とＣＡＭ装置２０とが一体的に構成されていてもよい。

ＣＡＭ装置２０が作成する展開図データは、例えば、図２（ａ），（ｂ）の端面平面図に示す角パイプＰ１及び長角パイプＰ２の展開図データを含むことができる。また、ＣＡＭ装置２０が作成する展開図データは、例えば、図３（ａ）～（ｄ）の端面平面図に示す軽量山形鋼Ａ１、軽量不等辺山形鋼Ａ２、軽量溝形鋼Ｃ１、リップ溝形鋼Ｃ２の展開図データを含むことができる。図２のパイプＰ１，Ｐ２及び図３の軽量形鋼Ａ１，Ａ２，Ｃ１，Ｃ２では、いずれも、加工対象の材料に該当する。所定の板厚の材料の曲げ加工により形成されている。パイプＰ１，Ｐ２及び軽量形鋼Ａ１，Ａ２，Ｃ１，Ｃ２では、いずれも、互いの向きが９０度異なる２つの面Ｓ１，Ｓ１が、曲面のコーナ部Ｒ１を挟んで隣り合っている。

図２のパイプＰ１，Ｐ２及び図３の軽量形鋼Ａ１，Ａ２，Ｃ１，Ｃ２を材料とする製品には、コーナ部Ｒ１に跨がる穴又はノッチが形成される場合がある。例えば、図４の斜視図には、正方形状の端面を有する角パイプＰ１の４つの面Ｓ１１～Ｓ１４のうち１つの面Ｓ１１に、両隣のコーナ部Ｒ１１，Ｒ１４に跨がる矩形状の穴Ｈ１を形成した製品ＰＤ１を示している。

レーザ加工機４０を用いて製品ＰＤ１を製造する際には、図１の製品形状データ作成部１１で作成された製品ＰＤ１の製品形状データが、ＣＡＤ装置１０からＣＡＭ装置２０に入力される。そして、穴Ｈ１を形成した角パイプＰ１の展開図データがＣＡＭ装置２０で作成される。作成された展開図データは、ＣＡＭ装置２０の図面データ記憶部に記憶される。図面データ記憶部は、例えば、ＣＡＭ装置２０に内蔵された不揮発性のメモリで構成することができる。

図５は展開図データによって示される角パイプＰ１の展開図ＡＤ１である。展開図ＡＤ１上では、角パイプＰ１の面Ｓ１１～Ｓ１４と平面状に展開したコーナ部Ｒ１１～Ｒ１４とが上下方向において交互に配置されている。角パイプＰ１の穴Ｈ１は、面Ｓ１１とその上下に位置するコーナ部Ｒ１１，Ｒ１４とに跨がって、上下方向を長尺とする矩形状を呈している。展開図ＡＤ１上の平面状に展開したコーナ部Ｒ１１～Ｒ１４の部分が、請求項中のエリアに相当している。

レーザ加工機４０で角パイプＰ１に穴Ｈ１を形成する際には、穴Ｈ１の内側の部分をレーザ加工によって角パイプＰ１から切り落とすために、角パイプＰ１から切り落とす前の穴Ｈ１の内側の部分に、ピアスＰＩ１及びアプローチＡＰ１が形成される。ピアスＰＩ１はレーザ加工を開始するために、角パイプＰ１を板厚の方向に貫通するように形成される。アプローチＡＰ１は、ピアスＰＩ１から穴Ｈ１の加工開始点ＨＳ１までの所定長に亘り、レーザビームで角パイプＰ１を直線状に切断するために形成される。ピアスＰＩ１及びアプローチＡＰ１の形成には、レーザ加工機４０の立ち上げから出力が安定するまでの期間のレーザビームを利用するのが一般的である。

ＣＡＭ装置２０で作成された角パイプＰ１の展開図データは、ピアスＰＩ１、アプローチＡＰ１及び穴Ｈ１を角パイプＰ１に形成する際の角パイプＰ１の加工範囲及び加工順を加工範囲・加工順決定部２１が決定するのに用いられる。加工範囲・加工順決定部２１が決定する加工範囲には、例えば、穴Ｈ１を形成する際の角パイプＰ１の加工範囲を面Ｓ１１とコーナ部Ｒ１１，Ｒ１４とすることが含まれる。また、加工範囲・加工順決定部２１が決定する加工順には、例えば、ピアスＰＩ１、アプローチＡＰ１及び穴Ｈ１の順に角パイプＰ１へのレーザ加工を行うことが含まれる。

加工範囲・加工順決定部２１が決定した角パイプＰ１の加工範囲及び加工順は、レーザ加工機４０で角パイプＰ１にピアスＰＩ１、アプローチＡＰ１及び穴Ｈ１を形成する際の割付けデータを割付けデータ作成装置２２が作成するのに用いられる。割付けデータ作成装置２２が作成する割付けデータには、例えば、ピアスＰＩ１、アプローチＡＰ１及び穴Ｈ１の順でレーザ加工を行う際の、加工開始点ＨＳ１を通るレーザビームの移動軌跡のデータが含まれる。

ここで、穴Ｈ１に対するアプローチＡＰ１の方向は、穴Ｈ１の形状がＣＡＭ装置２０にあらかじめ登録された定型の形状に当てはまる場合は、その形状に対応してＣＡＭ装置２０に登録されたデフォルトの方向に設定される。例えば、図５に示す縦長の矩形状の穴Ｈ１に対するアプローチＡＰ１のデフォルトの方向は、上方向とすることができる。

アプローチＡＰ１の方向を上方向にすると、アプローチＡＰ１はやがて穴Ｈ１の上辺に到達する。したがって、割付けデータ作成装置２２が作成する割付けデータにおける穴Ｈ１の加工開始点ＨＳ１の位置は、必然的に、穴Ｈ１の上辺上に設定される。そして、割付けデータにおいて、ピアスＰＩ１の位置が、加工開始点ＨＳ１を基準に定義される。具体的には、角パイプＰ１の展開図ＡＤ１において、加工開始点ＨＳ１から穴Ｈ１の内側に下ろした上辺の垂線上の、加工開始点ＨＳ１から一定距離離れた箇所に、ピアスＰＩ１の位置が定義される。

なお、加工開始点ＨＳ１及びピアスＰＩ１間を結ぶアプローチＡＰ１の長さは、例えば、レーザ加工機４０の出力が安定するのに要する期間と、図６の説明図に示すレーザヘッド４１のレーザ加工機４０による移動速度とを考慮して決定することができる。

このように、割付けデータでは、角パイプＰ１のコーナ部Ｒ１１に跨がる穴Ｈ１の上辺上の加工開始点ＨＳ１からアプローチＡＰ１の長さだけ穴Ｈ１の内側に離れた位置に、ピアスＰＩ１の位置が定義される。このため、ピアスＰＩ１がコーナ部Ｒ１１上の位置に割付けられる可能性がある。

曲げ加工によって形成された曲面で構成された角パイプＰ１のコーナ部Ｒ１１上にピアスＰＩ１を形成する場合は、図６の説明図に示すように、レーザ加工機４０による角パイプＰ１の回転を、コーナ部Ｒ１１がレーザヘッド４１に正対する角度で停止させる。そして、レーザヘッド４１からレーザビーム及びアシストガスをコーナ部Ｒ１１に向けて照射させる。

ところが、コーナ部Ｒ１１は、図５の展開図ＡＤ１上では平面であっても、実際の角パイプＰ１では曲面である。このため、コーナ部Ｒ１１に向けて照射したレーザビーム及びアシストガスの一部は、図６に示すように、コーナ部Ｒ１１の表面で反射されてコーナ部Ｒ１１に連なる２つの面Ｓ１１，Ｓ１４に沿って分散される。よって、コーナ部Ｒ１１のピアスＰＩ１の貫通方向にレーザビームが十分な強さで照射されなくなる。したがって、コーナ部Ｒ１１にピアスＰＩ１を安定して形成することが困難になる。

また、角パイプＰ１の回転機構が、レーザヘッド４１にコーナ部Ｒ１１が正対する角度で角パイプＰ１の回転を正確に停止させるのは、結構難しい。これも、コーナ部Ｒ１１のピアスＰＩ１の貫通方向にレーザビームが十分な強さで照射されず、コーナ部Ｒ１１にピアスを安定して形成することを困難にする原因となる。

このように、レーザビームの照射位置が定まりにくい角パイプＰ１のコーナ部Ｒ１１にピアスを安定して形成するのは難しい。

なお、割付けデータにおいてピアスがコーナ部Ｒ１上の位置に割付けられる可能性は、角パイプＰ１に限らず、図２（ｂ）の長角パイプＰ２、あるいは、図３（ａ）～（ｄ）の軽量山形鋼Ａ１、軽量不等辺山形鋼Ａ２、軽量溝形鋼Ｃ１、リップ溝形鋼Ｃ２にもある。

図７はＣＡＭ装置２０が作成する展開図データによって示される、図３（ｃ）の軽量溝形鋼Ｃ１の展開図である。軽量溝形鋼Ｃ１の展開図ＡＤ２では、ウェブＷ１１の上下に、平面状に展開したコーナ部Ｒ２１，Ｒ２２を挟んでウェブＷ１１と隣り合うフランジＦ１１，Ｆ１２が配置されている。この軽量溝形鋼Ｃ１の両端面には、２つのコーナ部Ｒ２１，Ｒ２２に跨がる外形Ｏ１，Ｏ２がそれぞれ形成されている。

レーザ加工機４０で軽量溝形鋼Ｃ１に外形Ｏ１，Ｏ２を形成する際には、外形Ｏ１，Ｏ２の形成で発生する不要部分を軽量溝形鋼Ｃ１から切り落とすために、切り落とす前の不要部分にピアス及びアプローチが形成される。このとき、割付けデータ作成装置２２が作成する割付けデータにおいて、ピアスの位置は、コーナ部Ｒ２１，Ｒ２２に跨がる外形Ｏ１，Ｏ２の加工開始点を基準に定義される。このため、割付けデータにおいて、外形Ｏ１，Ｏ２に対応するピアスＰＩ２，ＰＩ３がコーナ部Ｒ２１，Ｒ２２上の位置に割付けられる可能性がある。

また、展開図ＡＤ２の軽量溝形鋼Ｃ１のフランジＦ１１，Ｆ１２には、ノッチＮ１１，Ｎ１２がそれぞれ形成されている。さらに、軽量溝形鋼Ｃ１のウェブＷ１１には、穴Ｈ２１，Ｈ２２が形成されている。これらをレーザ加工機４０で軽量溝形鋼Ｃ１に形成する際にも、ノッチＮ１１，Ｎ１２又は穴Ｈ２１，Ｈ２２の形成で発生する不要部分を軽量溝形鋼Ｃ１から切り落とすために、切り落とす前の不要部分にピアス及びアプローチが形成される。

このとき、割付けデータ作成装置２２が作成する割付けデータにおいて、ピアスの位置は、ノッチＮ１１，Ｎ１２及び穴Ｈ２１，Ｈ２２の加工開始点を基準に定義される。このため、コーナ部Ｒ２１に跨がるノッチＮ１１及びコーナ部Ｒ２１，Ｒ２２に跨がる穴Ｈ２２に対応するピアスＰＩ４，ＰＩ５は、割付けデータにおいて、図７に示すように、コーナ部Ｒ２１，Ｒ２２上の位置に割付けられる可能性がある。

そして、軽量溝形鋼Ｃ１のコーナ部Ｒ２１，Ｒ２２は、角パイプＰ１のコーナ部Ｒ１と同様に、曲げ加工によって形成された曲面で構成されている。このため、角パイプＰ１のコーナ部Ｒ１上にピアスＰＩ１を形成する場合と同じく、外形Ｏ１，Ｏ２、ノッチＮ１１、及び、穴Ｈ２２にそれぞれ対応するピアスＰＩ２～ＰＩ５をコーナ部Ｒ２１，Ｒ２２上に安定して形成することは困難である。

なお、圧延等で形成される形鋼に、コーナ部に跨がる穴、ノッチ、外形等の加工部を形成する場合でも、そのためのピアスが、割付けデータ作成装置２２が作成する割付けデータにおいて、形鋼のコーナ部上の位置に割付けられる可能性がある。形鋼においてもそうなる可能性があるのは、パイプ又は軽量形鋼と同様の理由による。

ここで、圧延等で形成される形鋼は、曲げ加工によって形成される図２のパイプＰ１，Ｐ２及び図３の軽量形鋼Ａ１，Ａ２，Ｃ１，Ｃ２の曲面のコーナ部Ｒ１と異なり、エッジの立ったコーナ部を有している。例えば、図８（ａ）～（ｃ）の端面平面図に示す山形鋼Ａ３、不等辺山形鋼Ａ４及び溝形鋼Ｃ３では、エッジの立ったコーナ部Ｒ２を挟んで、互いの向きが９０度異なる２つの面Ｓ２，Ｓ２が隣り合っている。これらの形鋼Ａ３，Ａ４，Ｃ３も、加工対象の材料に該当する。

コーナ部Ｒ２が曲面でなくエッジが立った形状である形鋼Ａ３，Ａ４，Ｃ３でも、レーザ加工機４０で形鋼Ａ３，Ａ４，Ｃ３を回転させてコーナ部Ｒ２にレーザ加工でピアスを形成しようとすると、安定してピアスを形成することができない。その原因は、図２のパイプＰ１，Ｐ２及び図３の軽量形鋼Ａ１，Ａ２，Ｃ１，Ｃ２の場合と同じく、形鋼Ａ３，Ａ４，Ｃ３のコーナ部Ｒ２ではレーザビームの照射位置が定まりにくいからである。

特に、エッジの立った形鋼Ａ３，Ａ４，Ｃ３のコーナ部Ｒ２は、パイプＰ１，Ｐ２及び軽量形鋼Ａ１，Ａ２，Ｃ１，Ｃ２のコーナ部Ｒ１よりも、レーザ加工機４０による回転中にレーザヘッド４１に正対する期間が短い。このため、形鋼Ａ３，Ａ４，Ｃ３の回転機構が、レーザヘッド４１にコーナ部Ｒ２が正対する角度で形鋼Ａ３，Ａ４，Ｃ３の回転を正確に停止させるのは、コーナ部Ｒ１をレーザヘッド４１に正対させることよりもさらに難しい。

そこで、パイプＰ１，Ｐ２、軽量形鋼Ａ１，Ａ２，Ｃ１，Ｃ２、形鋼Ａ３，Ａ４，Ｃ３を問わず、割付けデータにおいて、鋼材のコーナ部上の位置にピアスが割付けられた場合に、割付けデータ作成装置２２は、ピアスの位置を再定義する処理を行う。以下、図５に示す角パイプＰ１のコーナ部Ｒ１に割付けられたピアスＰＩ１の位置を再定義する場合について説明する。

上述したように、割付けデータにおいてピアスＰＩ１の位置を定義するのに関係するのは、穴Ｈ１の加工開始点ＨＳ１とアプローチＡＰ１の長さである。このため、コーナ部Ｒ１に割付けられたピアスＰＩ１の位置を再定義する方法として、穴Ｈ１の加工開始点ＨＳ１又はアプローチＡＰ１の長さを変更してピアスＰＩ１の位置を再定義する、間接的な再定義方法が考えられる。

図９の説明図では、図５の加工開始点ＨＳ１を、穴Ｈ１の上辺上の位置から、穴Ｈ１の右側辺上のコーナ部Ｒ１１，Ｒ１４に跨がっていない位置に変更して、ピアスＰＩ１の位置を再定義する場合を示している。加工開始点ＨＳ１の変更により、穴Ｈ１に対するアプローチＡＰ１の方向は、必然的に、穴Ｈ１の右側辺に向かう右方向に変わる。したがって、穴Ｈ１の加工開始点ＨＳ１を変更してピアスＰＩ１の位置を再定義するこの方法は、穴Ｈ１に対するアプローチＡＰ１の方向を変更してピアスＰＩ１の位置を再定義する方法と考えることもできる。

加工開始点ＨＳ１を穴Ｈ１の上辺上でずらしても、ピアスＰＩ１はコーナ部Ｒ１４上に配置されてしまう。しかし、加工開始点ＨＳ１を穴Ｈ１の上辺から右側辺のコーナ部Ｒ１１，Ｒ１４に跨がっていない位置に変更してピアスＰＩ１の位置を再定義すれば、割付けデータにおいて、コーナ部Ｒ１１，Ｒ１４から外れた位置にピアスＰＩ１を割付けることができる。

図９では、穴Ｈ１の右側辺に加工開始点ＨＳ１を配置して穴Ｈ１に対するアプローチＡＰ１の方向を右方向としたが、穴Ｈ１の左側辺に加工開始点ＨＳ１を配置して穴Ｈ１に対するアプローチＡＰ１の方向を左方向としてもよい。

また、穴Ｈ１の加工開始点ＨＳ１の変更、即ち、アプローチＡＰ１の方向の変更は、例えば、ＣＡＭ装置２０に対して設定する穴Ｈ１の形状を、あらかじめ登録された定型の形状、即ち、縦長の矩形状から、非定型の形状に変えることで、実行することができる。非定型の形状は、例えば、穴Ｈ１の縦横の寸法情報等の入力によって設定することができる。

次に、図１０の説明図では、図５のアプローチＡＰ１の長さを短縮して、ピアスＰＩ１の位置を再定義する場合を示している。この再定義方法は、角パイプＰ１の穴Ｈ１が、コーナ部Ｒ１４を越えて面Ｓ１４にまで跨がっている場合に有効である。即ち、アプローチＡＰ１を適宜な長さに短縮してピアスＰＩ１の位置を再定義すると、再定義後のピアスＰＩ１の位置が、割付けデータにおいて最初に定義された位置よりも、穴Ｈ１の上辺に近づく。このため、ピアスＰＩ１の位置を穴Ｈ１の上辺により近い位置に移動させて、割付けデータにおいて、コーナ部Ｒ１４を外れた面Ｓ１４内にピアスＰＩ１を割付けることができる。

アプローチＡＰ１の長さを短縮してピアスＰＩ１の位置を再定義する方法は、穴Ｈ１に対するアプローチＡＰ１の向きが下向きである場合でも、穴Ｈ１がコーナ部Ｒ１１を越えて面Ｓ１２にまで跨がっていれば、適用することができる。即ち、アプローチＡＰ１の向きが上向きである場合と同様に、アプローチＡＰ１の短縮によりピアスＰＩ１を、コーナ部Ｒ１１を外れた面Ｓ１２内に配置することができる。

上述したように、アプローチＡＰ１の長さを短縮すると、再定義されたピアスＰＩ１の位置は、割付けデータにおいて最初に定義された位置よりも、穴Ｈ１の加工開始点ＨＳ１が存在する辺に近づく。同じことは、アプローチＡＰ１の長さの短縮だけでなく、加工開始点ＨＳ１から穴Ｈ１の内側にアプローチＡＰ１を延出させる方向の変更、即ち、加工開始点ＨＳ１からピアスＰＩ１へのアプローチＡＰ１によるアプローチ角度の変更によっても実現可能である。

図１１の説明図では、加工開始点ＨＳ１から穴Ｈ１の内側へのアプローチＡＰ１の延出方向を変更して、ピアスＰＩ１の位置を再定義する場合を示している。なお、図１１では、穴Ｈ１の上辺と鋭角に交わる延出方向のアプローチＡＰ１を実線で示し、穴Ｈ１の上辺と鈍角に交わる延出方向のアプローチＡＰ１を破線で示している。

この再定義方法も、アプローチＡＰ１の長さを短縮する図１０の再定義方法と同じく、角パイプＰ１の穴Ｈ１が、コーナ部Ｒ１４を越えて面Ｓ１４にまで跨がっている場合に有効である。

即ち、この再定義方法では、加工開始点ＨＳ１が存在する穴Ｈ１の上辺に対するアプローチＡＰ１の延出方向を、図１１に示すように、上辺と直交する方向から鋭角又は鈍角に交わる方向に変更する。すると、再定義後のピアスＰＩ１の位置が、割付けデータにおいて最初に定義された位置よりも、穴Ｈ１の上辺に近づく。このため、ピアスＰＩ１の位置を穴Ｈ１の上辺により近い位置に移動させて、割付けデータにおいて、コーナ部Ｒ１４を外れた面Ｓ１４内にピアスＰＩ１を割付けることができる。

アプローチＡＰ１の延出方向を変更してピアスＰＩ１の位置を再定義する方法は、穴Ｈ１に対するアプローチＡＰ１の向きが下向きである場合でも、穴Ｈ１がコーナ部Ｒ１１を越えて面Ｓ１２にまで跨がっていれば、適用することができる。即ち、アプローチＡＰ１の向きが上向きである場合と同様に、アプローチＡＰ１の延出方向の変更によりピアスＰＩ１を、コーナ部Ｒ１１を外れた面Ｓ１２内に配置することができる。

なお、上述したピアスＰＩ１の位置の間接的な再定義方法は、コーナ部Ｒ１１，Ｒ１４に割付けられたピアスＰＩ１の位置が干渉を起こす位置である場合に、干渉を回避する目的で実行することもできる。

ここで、干渉とは、割付けデータにおいて割付けられたピアスＰＩ１の位置が、穴Ｈ１の外側となって、穴Ｈ１の形成後にも製品の面Ｓ１１上に残ってしまうことである。

例えば、図１２の説明図では、割付けデータにおいて割付けられた面Ｓ３１上の位置に形成したピアスＰＩ３１が、面Ｓ３１及びコーナ部Ｒ３１に跨がる穴Ｈ３１の形成後に、製品ＰＤ３１の面Ｓ３１上に残る場合を示している。なお、図１２中の符号ＡＰ３１及びＨＳ３１は、アプローチ及び穴Ｈ３１の加工開始点をそれぞれ示す。

同様のことは、例えば図１３の説明図に示すように、コーナ部Ｒ４１と、コーナ部Ｒ４１を挟んで隣り合う面Ｓ４１及び面Ｓ４２とに跨がる外形Ｏ４１を、製品ＰＤ４１に形成する場合にも、起こる可能性がある。図１３では、割付けデータにおいて、製品ＰＤ４１の外形Ｏ４１の加工開始点ＯＳ４１を、コーナ部Ｒ４１と面Ｓ４２との境界上の辺に設定した場合を示している。また、図１３では、割付けデータにおいて、製品ＰＤ４１の外形Ｏ４２の加工開始点ＯＳ４２を、コーナ部Ｒ４１と面Ｓ４１との境界上の辺に設定した場合も示している。

図１３に示すように、割付けデータにおいて、加工開始点ＮＳ４１を基準に定義した面Ｓ４１上の位置に、割付けられたピアスＰＩ４１を形成すると、製品ＰＤ４１用に形成したピアスＰＩ４１が、同じ鋼材から作成する隣の製品ＰＤ４２上に残る場合がある。同様に、加工開始点ＮＳ４２を基準に定義した面Ｓ４２上の位置に、割付けられたピアスＰＩ４２を形成すると、製品ＰＤ４１用に形成したピアスＰＩ４２が、同じ鋼材から作成する隣の製品ＰＤ４３上に残る場合がある。

なお、図示は省略するが、面とコーナ部とに跨がる外形を製品に形成する場合にも、割付けデータにおいて割付けられた位置にピアスを形成すると、製品自身又は同じ鋼材から作成する隣の製品に、形成したピアスが残る場合がある。

そこで、割付けデータ作成装置２２が、面Ｓ３１，Ｓ４１上の干渉を起こす位置に割付けられたピアスＰＩ３１，ＰＩ４１，ＰＩ４２の位置を、上述した間接的な再定義方法の実行により、干渉を回避する位置に再定義するようにしてもよい。

なお、コーナ部Ｒ１１，Ｒ１４のピアスＰＩ１又は干渉を起こす位置のピアスＰＩ３１，ＰＩ４１，ＰＩ４２の位置を、間接的な再定義方法で別の位置に再定義する場合、図９～図１１の３つの再定義方法を、優先順位の高いものから順に適用してもよい。適用する再定義方法の優先順位は、例えば、図１４の説明図に示す、割付けデータ作成装置２２の表示部に表示される画像２２Ｓ上で、設定することができる。また、各再定義方法におけるパラメータも、この画像上で設定することができる。

例えば、図１４では、適用する再定義方法の優先順位が、図９の穴Ｈ１に対するアプローチＡＰ１の方向変更を１番、図１０のアプローチＡＰ１の長さの短縮を２番、図１１のアプローチＡＰ１によるアプローチ角度の変更を３番に設定した場合を示している。再定義方法の優先順位は、図１４に示す例では、少なくとも４番まで設定できる。図１４に示すように、「何も処理しない」の優先順位が設定されると、「何も処理しない」よりも優先順位が高い再定義方法だけが、回避処理において実行される。

また、図１４では、図１０のアプローチＡＰ１の長さの最小値が２．０ｍｍ、図１１のアプローチ角度の最大値が±６０゜にそれぞれ設定された場合を示している。

割付けデータ作成装置２２は、コーナ部Ｒ１１，Ｒ１４のピアスＰＩ１又は干渉を起こす位置のピアスＰＩ３１，ＰＩ４１，ＰＩ４２の位置を間接的な再定義方法で別の位置に再定義する処理を、内蔵の不揮発性メモリのプログラムにしたがって実行する。図１５は、このプログラムにしたがって割付けデータ作成装置２２が行う干渉チェックの処理手順を示すフローチャートである。

割付けデータ作成装置２２は、まず、生成した割付けデータに示されている加工の割付け内容が、外形の加工であるか否かを確認する（ステップＳ１）。外形の加工である場合は（ステップＳ１でＹＥＳ）、後述するステップＳ５に処理を移行し、外形の加工でない場合は（ステップＳ１でＮＯ）、割付けデータ作成装置２２は、加工の割付け内容が穴又はノッチの加工であるか否かを確認する（ステップＳ３）。穴又はノッチの加工でない場合は（ステップＳ３でＮＯ）、一連の処理を終了する。また、穴又はノッチの加工である場合は、後述するステップＳ７に処理を移行する。

ステップＳ５では、割付けデータ作成装置２２は、割付けデータによって割付けられたピアスの位置が、同じ材料から製造される別の製品、即ち、隣接部品と干渉しない位置であるか否かを確認する。隣接部品と干渉しない位置ではない場合は（ステップＳ５でＮＯ）、後述するステップＳ１１に処理を移行する。隣接部品と干渉しない位置である場合は（ステップＳ５でＹＥＳ）、ステップＳ７に処理を移行する。

ステップＳ７では、割付けデータ作成装置２２は、割付けデータによって割付けられたピアスの位置が、自己干渉のない位置であるか否かを確認する。ピアスの位置が自己干渉のない位置であるとは、ピアスの位置が、ステップＳ１で確認した外形の加工後の製品に残る位置でないことを意味する。自己干渉のない位置ではない場合は（ステップＳ７でＮＯ）、ステップＳ１１に処理を移行する。

また、自己干渉のない位置である場合は（ステップＳ７でＹＥＳ）、割付けデータ作成装置２２は、ステップＳ１で確認した外形の加工開始点が、外形を形成する材料のコーナ部内に存在しないか否かを確認する（ステップＳ９）。加工開始点が材料のコーナ部内に存在しない場合は（ステップＳ９でＹＥＳ）、一連の処理を終了する。また、加工開始点が材料のコーナ部内に存在する場合は（ステップＳ９でＮＯ）、ステップＳ１１に処理を移行する。

ステップＳ１１では、割付けデータ作成装置２２は、回避処理を行う。回避処理は、割付けデータにおいて、コーナ部Ｒ１１，Ｒ１４のピアスＰＩ１又は干渉を起こす位置のピアスＰＩ３１，ＰＩ４１，ＰＩ４２の位置を、間接的な再定義方法で、コーナ部Ｒ１１，Ｒ１４又は干渉を起こす位置以外の位置に再定義する処理である。図１６は、割付けデータ作成装置２２が行う回避処理の具体的な処理手順を示すフローチャートである。

割付けデータ作成装置２２は、適用する再定義方法の優先順位の１番が、「何も処理しない」でないか否かを確認する（ステップＳ２１）。優先順位の１番が「何も処理しない」である場合は（ステップＳ２１でＮＯ）、後述するステップＳ３９に処理を移行する。また、優先順位の１番が、「何も処理しない」でない場合は（ステップＳ２１でＹＥＳ）、割付けデータ作成装置２２は、優先順位が１番の再定義方法で、コーナ部Ｒ１１，Ｒ１４及び干渉位置のピアスＰＩ１，ＰＩ３１，ＰＩ４１，ＰＩ４２をなくせないか確認する（ステップＳ２３）。

優先順位が１番の再定義方法で、コーナ部Ｒ１１，Ｒ１４及び干渉位置のピアスＰＩ１，ＰＩ３１，ＰＩ４１，ＰＩ４２をなくせる場合は（ステップＳ２３でＮＯ）、割付けデータ作成装置２２は、その再定義方法を実行する（ステップＳ２５）。そして、一連の処理を終了する。一方、優先順位が１番の再定義方法では、コーナ部Ｒ１１，Ｒ１４及び干渉位置のピアスＰＩ１，ＰＩ３１，ＰＩ４１，ＰＩ４２をなくせない場合は（ステップＳ２３でＹＥＳ）、後述するステップＳ２７に処理を移行する。

ステップＳ２７では、割付けデータ作成装置２２は、適用する再定義方法の優先順位の２番が、「何も処理しない」でないか否かを確認する。優先順位の２番が「何も処理しない」である場合は（ステップＳ２７でＮＯ）、ステップＳ３９に処理を移行する。また、優先順位の２番が、「何も処理しない」でない場合は（ステップＳ２７でＹＥＳ）、割付けデータ作成装置２２は、優先順位が２番の再定義方法で、コーナ部Ｒ１１，Ｒ１４及び干渉位置のピアスＰＩ１，ＰＩ３１，ＰＩ４１，ＰＩ４２をなくせないか確認する（ステップＳ２９）。

優先順位が２番の再定義方法で、コーナ部Ｒ１１，Ｒ１４及び干渉位置のピアスＰＩ１，ＰＩ３１，ＰＩ４１，ＰＩ４２をなくせる場合は（ステップＳ２９でＮＯ）、割付けデータ作成装置２２は、その再定義方法を実行する（ステップＳ３１）。そして、一連の処理を終了する。一方、優先順位が２番の再定義方法では、コーナ部Ｒ１１，Ｒ１４及び干渉位置のピアスＰＩ１，ＰＩ３１，ＰＩ４１，ＰＩ４２をなくせない場合は（ステップＳ２９でＮＯ）、後述するステップＳ３３に処理を移行する。

ステップＳ３３では、割付けデータ作成装置２２は、適用する再定義方法の優先順位の３番が、「何も処理しない」でないか否かを確認する。優先順位の３番が「何も処理しない」である場合は（ステップＳ３３でＮＯ）、ステップＳ３９に処理を移行する。また、優先順位の３番が、「何も処理しない」でない場合は（ステップＳ３３でＹＥＳ）、割付けデータ作成装置２２は、優先順位が３番の再定義方法で、コーナ部Ｒ１１，Ｒ１４及び干渉位置のピアスＰＩ１，ＰＩ３１，ＰＩ４１，ＰＩ４２をなくせないか確認する（ステップＳ３５）。

優先順位が３番の再定義方法で、コーナ部Ｒ１１，Ｒ１４及び干渉位置のピアスＰＩ１，ＰＩ３１，ＰＩ４１，ＰＩ４２をなくせる場合は（ステップＳ３５でＮＯ）、割付けデータ作成装置２２は、その再定義方法を実行する（ステップＳ３７）。そして、一連の処理を終了する。一方、優先順位が３番の再定義方法では、コーナ部Ｒ１１，Ｒ１４及び干渉位置のピアスＰＩ１，ＰＩ３１，ＰＩ４１，ＰＩ４２をなくせない場合は（ステップＳ３５でＮＯ）、一連の処理を終了する。

ステップＳ３９では、割付けデータ作成装置２２は、設定された優先順位で再定義方法を適用しても、コーナ部Ｒ１１，Ｒ１４及び干渉位置のピアスＰＩ１，ＰＩ３１，ＰＩ４１，ＰＩ４２を、それ以外の位置に再定義できないことを通知する。この通知は、例えば、ＣＡＭ装置２０の表示部におけるウォーニング表示によって行うことができる。

以上に説明した図９～図１１の間接的な再定義方法は、レーザ加工機４０の立ち上げから出力が安定するまでの期間のレーザビームを利用してピアスＰＩ１及びアプローチＡＰ１を形成する場合に採用すると、特に有効である。即ち、図９～図１１の各方法でピアスＰＩ１の位置を再定義すると、アプローチＡＰ１の長さは、短縮されるか元の長さのままとなる。このため、ピアスＰＩ１の位置を再定義しても、出力が安定するまでのレーザビームを利用したピアスＰＩ１及びアプローチＡＰ１の形成を効率よく継続することができる。

但し、図１０及び図１１の再定義方法では、例えば、図１７の説明図に示すように、穴Ｈ１が面Ｓ１２，Ｓ１４に跨がっていない場合に、コーナ部Ｒ１１，Ｒ１４上に定義されたピアスＰＩ１の位置をコーナ部Ｒ１１，Ｒ１４の外に再定義することができない。ピアスＰＩ１の位置を再定義できる範囲が、面Ｓ１２，Ｓ１４に跨がっていない穴Ｈ１の内側の部分に限られるからである。

したがって、図１０及び図１１の再定義方法では、コーナ部Ｒ１１，Ｒ１４上のピアスＰＩ１の位置をコーナ部Ｒ１１，Ｒ１４の外に再定義できない場合は、例えば、ＣＡＭ装置２０においてウォーニング表示を行うことが考えられる。このウォーニング表示により、ピアスＰＩ１がコーナ部Ｒ１１～Ｒ１４内に配置されていることをユーザに通知することができる。

あるいは、割付けデータ作成装置２２が、上述した間接的な再定義方法とは異なる方法でピアスＰＩ１の位置を再定義することも考えられる。上述した間接的な再定義方法の他に、ピアスＰＩ１の位置を再定義する方法としては、直接的な再定義方法が考えられる。

ピアスＰＩ１の位置の直接的な再定義方法では、例えば、図１８の説明図に示すように、割付けデータにおいて、最初の定義ではコーナ部Ｒ１１，Ｒ１４上に割付けられたピアスＰＩ１の位置を、コーナ部Ｒ１１，Ｒ１４外の面Ｓ１１内の位置に再定義する。

図１９Ａ（ａ）の説明図に示す例では、割付けデータ作成装置２２が作成した割付けデータにおいて、縦長の矩形状の穴Ｈ５１の加工開始点ＨＳ５１が、穴Ｈ５１の下辺の中央に割付けられている。また、図１９Ａ（ａ）の例では、面Ｓ５１とその下方のコーナ部Ｒ５１に跨がる穴Ｈ５１のピアスＰＩ５１及びアプローチＡＰ５１が、割付けデータにおいて、コーナ部Ｒ５１上に割付けられている。

この場合は、面Ｓ５１とコーナ部Ｒ５１との境界から寸法Ｄだけ穴Ｈ５１の上辺側の面Ｓ５１上に仮想的に引いた、水平な再定義線ＲＬ５１上に、ピアスＰＩ５１の位置が再定義される。再定義されたピアスＰＩ５１の位置は、図１９Ａ（ｂ）の説明図に示すように、穴Ｈ５１の上辺に向けたアプローチＡＰ５１の延長線上に配置される。ピアスＰＩ５１の位置の再定義に伴い、アプローチＡＰ５１は、図１９Ａ（ｃ）の説明図に示すように、再定義されたピアスＰＩ５１と加工開始点ＨＳ５１とを接続する長さに延長される。

図１９Ｂ（ａ）の説明図に示す例では、穴Ｈ５１が左下隅に凹部ＲＣ５１を有している。凹部ＲＣ５１は横長の矩形状で、割付けデータにおいて、凹部ＲＣ５１の輪郭と穴Ｈ５１の下辺との接合点に加工開始点ＨＳ５１が割付けられている。また、図１９Ｂ（ａ）の例では、凹部ＲＣ５１を含む穴Ｈ５１の下部がコーナ部Ｒ５１に跨がっている。そして、穴Ｈ５１のピアスＰＩ５１及びアプローチＡＰ５１が、割付けデータにおいて、コーナ部Ｒ５１上に割付けられている。

この場合も、図１９Ａ（ｂ）と同じ再定義線ＲＬ５１上に、ピアスＰＩ５１の位置が再定義される。再定義されたピアスＰＩ５１の位置は、図１９Ｂ（ｂ）の説明図に示すように、最初に定義されたコーナ部Ｒ５１上のピアスＰＩ５１の位置を通る再定義線ＲＬ５１からの垂線上に配置される。ピアスＰＩ５１の位置の再定義に伴い、アプローチＡＰ５１は、図１９Ｂ（ｃ）の説明図に示すように、再定義されたピアスＰＩ５１と加工開始点ＨＳ５１とを接続する向きの直線に変更される。

図１９Ｃ（ａ）の説明図に示す例では、左下隅に凹部ＲＣ５１を有する図１９Ｂ（ａ）の穴Ｈ５１の加工開始点ＨＳ５１が、割付けデータにおいて、図１９Ｃ（ａ）に示すように、凹部ＲＣ５１の右上角に割付けられている。また、図１９Ｃ（ａ）の例では、凹部ＲＣ５１を含む穴Ｈ５１の下部がコーナ部Ｒ５１に跨がっている。そして、穴Ｈ５１のピアスＰＩ５１及びアプローチＡＰ５１が、割付けデータにおいて、コーナ部Ｒ５１上に割付けられている。

この場合も、図１９Ａ（ｂ），図１９Ｂ（ｂ）と同じ再定義線ＲＬ５１上に、ピアスＰＩ５１の位置が再定義される。再定義されたピアスＰＩ５１の位置は、図１９Ｃ（ｂ）の説明図に示すように、最初に定義されたコーナ部Ｒ５１上のピアスＰＩ５１の位置を通る再定義線ＲＬ５１からの垂線上に配置される。ピアスＰＩ５１の位置の再定義に伴い、アプローチＡＰ５１は、図１９Ｃ（ｃ）の説明図に示すように、再定義されたピアスＰＩ５１と加工開始点ＨＳ５１とを接続する向きの直線に変更される。

上述したピアスＰＩ１，ＰＩ５１の直接的な再定義方法では、割付けデータにおいてコーナ部Ｒ１１，Ｒ１４，Ｒ５１に定義されたピアスＰＩ１，ＰＩ５１の位置を、専ら、穴Ｈ１，Ｈ５１の加工開始点ＨＳ１，ＨＳ５１から遠ざかる位置に再定義している。そのため、アプローチＡＰ１，ＡＰ５１の長さは、ピアスＰＩ１，ＰＩ５１の位置を再定義することで専ら延長される。したがって、ピアスＰＩ１，ＰＩ５１の位置を再定義したことで、レーザビームの出力が安定する前に、ピアスＰＩ１，ＰＩ５１及びアプローチＡＰ１，ＡＰ５１の形成が終わって穴Ｈ１，Ｈ５１の形成が始まるようになるのを、防ぐことができる。

なお、ピアスＰＩ１，ＰＩ５１の位置の直接的な再定義方法では、再定義に伴ってアプローチＡＰ１，ＡＰ５１の長さが専ら延長される。このため、アプローチＡＰ１の移動又は長さの短縮によりピアスＰＩ１の位置を再定義する間接的な再定義方法に比べて、再定義されたピアスＰＩ１，ＰＩ５１の位置が、干渉を起こす可能性が高くなる。

そこで、直接的な再定義方法によって、コーナ部上のピアスの位置をコーナ部の外に再定義した後には、割付けデータ作成装置２２が、再定義された位置のピアスについて、ピアスを形成する前に干渉チェックを行うことが望ましい。

図２０（ａ）の説明図では、面Ｓ６１及びコーナ部Ｒ６１に跨がる穴Ｈ６１の加工開始点ＨＳ６１を基準に定義したピアスＰＩ６１の位置を、直接的な再定義方法によってコーナ部Ｒ６１上からコーナ部Ｒ６１の外の面Ｓ６１上に再定義した場合の例を示している。この例では、面Ｓ６１上に再定義されたピアスＰＩ６１の位置が穴Ｈ６１の外側となって、穴Ｈ６１の形成後に面Ｓ６１上に残ってしまう。

ピアスＰＩ６１の干渉チェックでは、まず、直接的な再定義方法によって再定義されたピアスＰＩ６１の位置が穴Ｈ６１の外側となるか否かを確認する。そして、再定義されたピアスＰＩ６１の位置が穴Ｈ６１の外側となる場合は、面Ｓ６１とコーナ部Ｒ６１との境界から、ピアスＰＩ６１の位置が再定義される仮想的な再定義線ＲＬ６１までの、寸法Ｄを徐々に減らす。そして、再定義されたピアスＰＩ６１の位置が穴Ｈ６１の外側となるか否かを再確認する。以上の手順を繰り返すことで、穴Ｈ６１の内側で、かつ、面Ｓ６１上となる位置に、ピアスＰＩ６１の位置を再定義することができる。なお、以上の手順を繰り返す回数について、上限回数を設定してもよい。その場合、上限回数は任意の回数に設定することができる。また、以上の手順を繰り返す際の寸法Ｄを減らすピッチは、等ピッチであってもなくてもよい。

図２０（ｂ）の説明図では、再定義当初は２．０ｍｍであった寸法Ｄを０．１ｍｍまで減らした段階で、再定義されたピアスＰＩ６１の位置が、穴Ｈ６１の内側で、かつ、面Ｓ６１上となった状態を示している。図２０（ｂ）の位置にピアスＰＩ６１が再定義されると、面Ｓ６１に対するピアスＰＩ６１の干渉を回避することができる。

なお、ノッチ又は外形を形成するためのピアスが製品自身又は他の製品と干渉する場合も、上述した干渉チェックと同様に、ピアスの位置をノッチ又は外形の加工開始点に徐々に近付ける処理を繰り返すことで、ピアスの干渉を回避することができる。

以上の手順を経て、割付けデータ作成装置２２による割付けデータが得られたら、その割付けデータに基づいて、図１のＣＡＭ装置２０が加工プログラムを作成し、ＮＣ装置３０が加工プログラムに基づいてレーザ加工機４０における鋼材の加工を制御する。これにより、ＣＡＤ装置１０が作成した製品形状データに対応する製品を、レーザ加工機４０のレーザ加工等を経て製造することができる。

そして、ＣＡＭ装置２０が、ＣＡＤ装置１０からの製品形状データに基づく製品の展開図データの作成から加工プログラムの作成までの処理を実行することで、レーザ加工位置決定方法が実行される。以下、本実施形態のＣＡＭ装置２０で実行されるレーザ加工位置決定方法の一例を、図２１のフローチャートを参照して説明する。

図２１に示すように、本実施形態のレーザ加工位置決定方法は、準備、定義、判定、再定義、干渉回避の各ステップ（ステップＳ４１～Ｓ４５）を含んでいる。

このうち、ステップＳ４１の準備ステップは、ＣＡＭ装置２０が、例えば、図４の角パイプＰ１を平面状に展開した図５の展開図ＡＤ１の展開図データを作成し、角パイプＰ１に加工部として形成する穴Ｈ１の加工範囲を定義するために準備するステップである。この準備ステップでは、ＣＡＭ装置２０は、展開図データの出力をＣＡＤ装置１０に要求する。そして、要求に応じたＣＡＤ装置１０から入力される展開図データを読み込む。したがって、ステップＳ４１の準備ステップは、ＣＡＤ装置１０が作成した展開図ＡＤ１の展開図データを読み込む読み込みステップでもある。

ＣＡＭ装置２０は、読み込んだ展開図データ上で、角パイプＰ１に加工部として形成する穴Ｈ１の加工範囲を定義することができる。穴Ｈ１の加工範囲は、角パイプＰ１の面Ｓ１１とコーナ部Ｒ１１，Ｒ１４とに跨がる範囲とされる。なお、ＣＡＭ装置２０は、作成した展開図データを、例えば、内蔵の不揮発性メモリで構成した図面データ記憶部に記憶させることができる。

次に、ステップＳ４２の定義ステップは、ＣＡＭ装置２０が、穴Ｈ１を形成する際に角パイプＰ１から切り落とす部分に、その部分の切り落とし前に形成する、ピアスＰＩ１及びアプローチＡＰ１の位置をそれぞれ定義するステップである。なお、ＣＡＭ装置２０は、展開図データの展開図ＡＤ１上におけるピアスＰＩ１及びアプローチＡＰ１の位置を定義することができる。この定義ステップでは、ＣＡＭ装置２０により、位置定義データが生成される。

続いて、ステップＳ４３の判定ステップは、ＣＡＭ装置２０が、展開図データにおいてコーナ部Ｒ１１，Ｒ１４内に定義されたピアスＰＩ１１の位置を、間接的な再定義方法でコーナ部Ｒ１１，Ｒ１４外に再定義できるか否かを判定するステップである。間接的な再定義方法でコーナ部Ｒ１１，Ｒ１４外に再定義できる位置のピアスＰＩ１１は、間接的な再定義方法で位置を再定義する。間接的な再定義方法による再定義では、ピアスＰＩ１１の位置が、アプローチＡＰ１の短縮又は穴Ｈ１の加工開始点ＨＳ１の変更によって再定義される。

次に、ステップＳ４４の再定義ステップは、ＣＡＭ装置２０が、展開図データにおいてコーナ部Ｒ１１，Ｒ１４内に定義されたピアスＰＩ１１の位置を、直接的な再定義方法により、コーナ部Ｒ１１，Ｒ１４の外の位置に定義し直すステップである。直接的な再定義方法による再定義は、間接的な再定義方法ではコーナ部Ｒ１１，Ｒ１４外に再定義できない位置のピアスＰＩ１１を対象に行う。直接的な再定義方法による再定義では、ピアスＰＩ１１の位置が先に再定義され、再定義されたピアスＰＩ１１の位置に合わせて、アプローチＡＰ１の長さが後から必要に応じて変更される。この再定義ステップでは、ＣＡＭ装置２０により、位置再定義データが生成される。

続いて、ステップＳ４５の干渉回避ステップは、第１及び第２干渉回避ステップとを含んでいる。第１干渉回避ステップは、ＣＡＭ装置２０が、割付けデータにおいて定義したピアス及びアプローチの位置を、製品の材料に穴、ノッチ、外形等の加工部を形成して製造される製品中の他の部分との干渉が回避される位置に定義し直すステップである。また、第２干渉回避ステップは、ＣＡＭ装置２０が、割付けデータにおいて定義したピアス及びアプローチの位置を、穴、ノッチ、外形等の加工部を形成して製造する製品とは別の製品の製造に使用する部分との干渉が回避される位置に定義し直すステップである。この再定義ステップでは、ＣＡＭ装置２０により、第１干渉回避データ及び第２干渉回避データが生成される。

以上の説明からも明らかなように、本実施形態では、ＣＡＭ装置２０が請求項中の位置定義部、位置再定義部、判定部、第１干渉回避部及び第２干渉回避部に相当している。また、ＣＡＭ装置２０は、内蔵の不揮発性メモリに記憶されたレーザ加工位置決定プログラムにしたがって処理を行うことで、図２１のフローチャートに示すレーザ加工位置決定方法を実行する。

以上に説明した本実施形態では、コーナ部Ｒ５１に跨がる穴Ｈ５１の加工開始点ＨＳ５１を基準に定義されたピアスＰＩ５１の位置が、コーナ部Ｒ５１上である場合に、ＣＡＭ装置２０が、ピアスＰＩ５１の位置を先に再定義する。ここで、ＣＡＭ装置２０は、ピアスＰＩ５１の位置を、コーナ部Ｒ５１を外れた面Ｓ５１上に再定義する。そして、ＣＡＭ装置２０は、再定義したピアスＰＩ１の位置に合わせて、アプローチＡＰ１の長さを後から変更する。このため、コーナ部Ｒ５１上に割り付けられたピアスＰＩ５１の位置を、コーナ部Ｒ５１を外れてピアスＰＩ５１が安定して形成される面Ｓ５１上に確実に移動させることができる。

なお、ピアスの位置の間接的な再定義方法の実行前に干渉チェックを行い、コーナ部に割付けられたピアスの位置の間接的な再定義方法を、干渉チェックで見つかった干渉するピアス回避処理を兼ねて実施する構成は、省略してもよい。また、図２１のフローチャートに示すレーザ加工位置決定方法において、ステップＳ５の干渉回避ステップは省略してもよい。

１０ ＣＡＤ装置
１１ 製品形状データ作成部
２０ ＣＡＭ装置（図面データ記憶部、位置定義部、位置再定義部、判定部、第１干渉回避部、第２干渉回避部）
２１ 加工範囲・加工順決定部
２２ データ作成装置
２２Ｓ 画像
３０ ＮＣ装置
４０ レーザ加工機
４１ レーザヘッド
Ａ１ 軽量山形鋼（軽量形鋼）
Ａ２ 軽量不等辺山形鋼（軽量形鋼）
Ａ３ 山形鋼（形鋼）
Ａ４ 不等辺山形鋼（形鋼）
ＡＰ１，ＡＰ３１，ＡＰ５１ アプローチ
Ｃ１ 軽量溝形鋼（軽量形鋼）
Ｃ２ リップ溝形鋼（軽量形鋼）
Ｃ３ 溝形鋼（形鋼）
Ｄ 寸法
Ｆ１１，Ｆ１２ フランジ
Ｈ１，Ｈ２１，Ｈ２２，Ｈ３１，Ｈ５１，Ｈ６１ 穴
ＨＳ１，ＨＳ３１，ＨＳ５１，ＨＳ６１ 加工開始点
Ｎ１１，Ｎ１２ ノッチ
Ｏ１，Ｏ２，Ｏ４１，Ｏ４２ 外形
ＯＳ４１，ＯＳ４２ 加工開始点
Ｐ１ 角パイプ（パイプ）
Ｐ２ 長角パイプ（パイプ）
ＰＤ１，ＰＤ３１，ＰＤ４１～ＰＤ４３ 製品
ＰＩ１～ＰＩ５，ＰＩ１１，ＰＩ３１，ＰＩ４１，ＰＩ４２，ＰＩ５１，ＰＩ６１ ピアス
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ３１，Ｒ４１，Ｒ５１，Ｒ６１ コーナ部
ＲＣ５１ 凹部
ＲＬ５１，ＲＬ６１ 再定義線
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ２，Ｓ１１～Ｓ１４，Ｓ３１，Ｓ４１，Ｓ４２，Ｓ５１，Ｓ６１ 面
Ｗ１１ ウェブ

Claims (12)

1. 所定の板厚の面を複数有し２つの前記面がコーナ部を挟んで隣り合う加工対象の材料の、前記複数の面を平面状に展開した図面上において、前記コーナ部に跨がる形状の加工部が形成される前記材料の加工範囲を定義する図面データを準備する準備ステップと、
   前記材料に前記加工部を形成する際に切り落とす部分に、前記加工部の形成前に形成する、前記材料を前記板厚の方向に貫通するピアス、及び、前記ピアスから前記加工部の加工開始点まで前記材料を切断する所定長さのアプローチの位置を、前記加工部の形状に応じて決定し前記図面上にそれぞれ定義する定義ステップと、
   前記図面データにおいて前記図面の前記コーナ部に対応するエリアの中に定義されている前記ピアスの位置を前記エリアの外に定義し直し、かつ、前記定義し直した前記ピアスの位置に応じて前記アプローチの位置を定義し直す再定義ステップと、
   を含むレーザ加工位置決定方法。
2. 前記図面データにおいて前記エリアの中に定義されている前記ピアスの位置を、前記アプローチの短縮、前記加工開始点の変更、又は、前記ピアスから前記加工開始点に対する前記アプローチの向きの変更によって前記エリアの外に移動できるか否かを判定する判定ステップをさらに含み、前記判定ステップにおいて、前記アプローチの短縮、前記加工開始点の位置の変更、及び、前記ピアスから前記加工開始点に対する前記アプローチの向きの変更のいずれによっても前記ピアスの位置を前記エリアの外に移動できないと判定した場合に、前記再定義ステップにおいて、前記ピアスが前記エリアの外に位置するように、前記ピアス及び前記アプローチの各位置をそれぞれ定義し直す請求項１に記載のレーザ加工位置決定方法。
3. 前記図面データにおいて、前記ピアス及び前記アプローチの位置が、前記材料に前記加工部を形成して製造される製品中の他の部分と干渉する場合に、前記他の部分との干渉が回避される位置に前記ピアス及び前記アプローチの各位置をそれぞれ定義し直す第１干渉回避ステップをさらに含む請求項１又は２に記載のレーザ加工位置決定方法。
4. 前記図面データにおいて、前記ピアス及び前記アプローチの位置が、前記材料の、前記加工部を形成して製造する製品とは別の製品の製造に使用する部分と干渉する場合に、前記別の製品の製造に使用する部分との干渉が回避される位置に前記ピアス及び前記アプローチの各位置をそれぞれ定義し直す第２干渉回避ステップをさらに含む請求項１～３のうちいずれか１項に記載のレーザ加工位置決定方法。
5. コンピュータに、
   所定の板厚の面を複数有し２つの前記面がコーナ部を挟んで隣り合う加工対象の材料の、前記複数の面を平面状に展開した図面上において、前記コーナ部に跨がる形状の加工部が形成される前記材料の加工範囲を定義する図面データを読み込む読み込みステップと、 前記材料に前記加工部を形成する際に切り落とす部分に、前記加工部の形成前に形成する、前記材料を前記板厚の方向に貫通するピアス、及び、前記ピアスから前記加工部の加工開始点まで前記材料を切断する所定長さのアプローチの位置を、前記加工部の形状に応じて決定し前記図面上にそれぞれ定義する定義ステップと、
   前記図面データにおいて前記図面の前記コーナ部に対応するエリアの中に定義されている前記ピアスの位置を前記エリアの外に定義し直し、かつ、前記定義し直した前記ピアスの位置に応じて前記アプローチの位置を定義し直す再定義ステップと、
   を実行させるレーザ加工位置決定プログラム。
6. コンピュータに、
   前記図面データにおいて前記エリアの中に定義されている前記ピアスの位置を、前記アプローチの短縮、前記加工開始点の変更、又は、前記ピアスから前記加工開始点に対する前記アプローチの向きの変更によって前記エリアの外に移動できるか否かを判定する判定ステップをさらに実行させ、
   前記判定ステップにおいて、前記アプローチの短縮、前記加工開始点の位置の変更、及び、前記ピアスから前記加工開始点に対する前記アプローチの向きの変更のいずれによっても前記ピアスの位置を前記エリアの外に移動できないと判定した場合に、前記再定義ステップにおいて、前記ピアスが前記エリアの外に位置するように、前記ピアス及び前記アプローチの各位置をそれぞれ定義し直させる、
   請求項５に記載のレーザ加工位置決定プログラム。
7. コンピュータに、
   前記図面データにおいて、前記ピアス及び前記アプローチの位置が、前記材料に前記加工部を形成して製造される製品中の他の部分と干渉する場合に、前記他の部分との干渉が回避される位置に前記ピアス及び前記アプローチの各位置をそれぞれ定義し直す第１干渉回避ステップをさらに実行させる、
   請求項５又は６に記載のレーザ加工位置決定プログラム。
8. コンピュータに、
   前記図面データにおいて、前記ピアス及び前記アプローチの位置が、前記材料の、前記加工部を形成して製造する製品とは別の製品の製造に使用する部分と干渉する場合に、前記別の製品の製造に使用する部分との干渉が回避される位置に前記ピアス及び前記アプローチの各位置をそれぞれ定義し直す第２干渉回避ステップをさらに実行させる、
   請求項５～７のうちいずれか１項に記載のレーザ加工位置決定プログラム。
9. 所定の板厚の面を複数有し２つの前記面がコーナ部を挟んで隣り合う加工対象の材料の、前記複数の面を平面状に展開した図面上において、前記コーナ部に跨がる形状の加工部が形成される前記材料の加工範囲を定義する図面データを記憶する図面データ記憶部と、 前記材料に前記加工部を形成する際に切り落とす部分に、前記加工部の形成前に形成する、前記材料を前記板厚の方向に貫通するピアス、及び、前記ピアスから前記加工部の加工開始点まで前記材料を切断する所定長さのアプローチの位置を、前記加工部の形状に応じて決定し前記図面上にそれぞれ定義する位置定義データを生成する位置定義部と、
   前記図面データにおいて前記図面の前記コーナ部に対応するエリアの中に定義されている前記ピアスの位置を前記エリアの外に定義し直し、かつ、前記定義し直した前記ピアスの位置に応じて前記アプローチの位置を定義し直す位置再定義データを生成する位置再定義部と、
   を備えるレーザ加工プログラム作成装置。
10. 前記図面データにおいて前記エリアの中に定義されている前記ピアスの位置を、前記アプローチの短縮、前記加工開始点の変更、又は、前記ピアスから前記加工開始点に対する前記アプローチの向きの変更によって前記エリアの外に移動できるか否かを判定する判定部をさらに備え、前記判定部が、前記アプローチの短縮、前記加工開始点の位置の変更、及び、前記ピアスから前記加工開始点に対する前記アプローチの向きの変更のいずれによっても前記ピアスの位置を前記エリアの外に移動できないと判定した場合に、前記ピアスが前記エリアの外に位置するように、前記位置再定義部は前記ピアス及び前記アプローチの各位置をそれぞれ定義し直す前記位置再定義データを生成する請求項９に記載のレーザ加工プログラム作成装置。
11. 前記図面データにおいて、前記ピアス及び前記アプローチの位置が、前記材料に前記加工部を形成して製造される製品中の他の部分と干渉する場合に、前記他の部分との干渉が回避される位置に前記ピアス及び前記アプローチの各位置をそれぞれ定義し直す第１干渉回避データを生成する第１干渉回避部をさらに備える請求項９又は１０に記載のレーザ加工プログラム作成装置。
12. 前記図面データにおいて、前記ピアス及び前記アプローチの位置が、前記材料の、前記加工部を形成して製造する製品とは別の製品の製造に使用する部分と干渉する場合に、前記別の製品の製造に使用する部分との干渉が回避される位置に前記ピアス及び前記アプローチの各位置をそれぞれ定義し直す第２干渉回避データを生成する第２干渉回避部をさらに備える請求項９～１１のうちいずれか１項に記載のレーザ加工プログラム作成装置。

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