JPH07178545A - 板金加工ｃａｄ／ｃａｍシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２つの同一形状部品からなる複合図形を自動
的に作成し、その複合図形から能率的な切断経路データ
を作成できる板金加工ＣＡＤ／ＣＡＭシステム。 【構成】 辺ａｂ、ｂｃ、ｃｄ、ｄｅ、ｅｆ、ｆｇ、ｇ
ｈ、ｈａからなる外形を有する部品図形を、辺ａｂの中
点を中心として１８０度回転複写し、両図形が互いに食
い込んだ部分を外すように、両図形を共通辺ａｂに沿っ
てずらす。この複合図形の切断経路は、共通辺ａｂの共
通部分（Ｌの範囲）の端点ｂ又はｂ’を始点とし、共通
部分を通り、続いて複合図形の外形を一周する一筆書き
経路とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、板金を線状に切断する
切断手段を備える加工機、例えばレーザ切断加工機やガ
ス溶断加工機等で部品加工する際の切断経路データを、
入力した図形情報に基づいて作成する板金加工ＣＡＤ／
ＣＡＭシステムに関し、より詳しくは、板金から同一形
状の部品を２個同時に能率よく切断するための切断経路
データを、入力した部品図形情報に基づいて自動的に作
成する板金加工ＣＡＤ／ＣＡＭシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】板金を線状に切断する切断手段を備える
加工機で部品加工する際の部品切断時間を短縮するため
の板金加工ＣＡＤ／ＣＡＭシステムとして、特開平５−
１９８３１号公報においては、各部品形状に対応する複
数の図形の相隣接する辺同士を重ね合わせるように接合
して１つの複合図形を形成し、切断すべき辺を共通化す
ることにより切断時間の節減を図ることが記載されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報の技術には次のような問題点があった。すなわち、上
記公報における複合図形は、キーボードやマウスからの
入力により各図形を回転移動及び／又は平行移動するこ
とにより形成されるが、複数の図形のどの辺とどの辺を
重ね合わせるかの決定あるいは回転角度の決定等には非
常に時間がかかり、しかも、このようにして得られた複
合図形が切断時間の節減を図る上で最良のものであると
の保証がない。また、切断経路についても、複合図形の
辺の長さが長いもの、そして近くにあるものを優先する
という原則はあるものの、やはり人間が判断し入力する
必要があるため時間がかかる。さらに、上記公報の技術
では、複合図形の内外辺の全てを重複することなく連続
して巡る、いわゆる一筆書きの切断経路を得ることは難
しく、複数の独立した切断経路が存在する場合がほとん
どであるので、切断の実行に際しては、ピアス回数が増
えたり切断手段を次のピアス点に移動するための無駄な
移動距離が多くなり、十分能率的な切断が行えない。

【０００４】本発明は上記従来例の問題点に鑑みてなさ
れたもので、板金を線状に切断する切断手段を備える加
工機で部品加工する際の切断経路データを、入力した図
形情報に基づいて作成する板金加工ＣＡＤ／ＣＡＭシス
テムにおいて、入力した部品図形情報に基づいて能率的
な切断経路データが得られる複合図形を自動的に作成す
ること、その複合図形から能率的な切断経路データを作
成すること、さらには、最も能率的な切断経路データが
得られる複合図形を作成することを目的とするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、板金を線状に
切断する切断手段を備える加工機で部品加工する際の切
断経路データを、入力した図形情報に基づいて作成する
板金加工ＣＡＤ／ＣＡＭシステムにおいて、部品形状に
対応する図形から、部品形状に対応する図形とその図形
を１８０度回転させた図形からなり両図形の同一辺の全
部又は一部を共通部分とし且つ互いにくい込み部分がな
い複合図形を形成する（これをペアリング処理という）
ペアリング処理部と、その共通部分の一方の端を始点と
し、他方の端を通って複合図形の外形を一巡する一筆書
きの切断経路データを作成する一筆書き処理部を備える
ことを特徴とする。

【０００６】より具体的に開示すれば、前記ペアリング
処理部は、部品形状に対応する図形をその図形の１つの
辺の中点を中心として１８０度回転複写し、両図形に互
いに食い込む部分がある場合は、両図形を前記辺に沿っ
てずらして食い込みをなくすものであることを特徴と
し、また、前記ペアリング処理部は、部品形状に対応す
る図形の辺の中で長い辺から順次ペアリング処理を行
い、共通部分の長さが最も長くなるような複合図形を選
択するものであることを特徴とする。

【０００７】また、好ましくは、上記板金加工ＣＡＤ／
ＣＡＭシステムは、部品形状に対応する図形を工具径補
正量分膨らませるオフセット処理部を備え、オフセット
処理を施した図形に対し上記ペアリング処理を行うこと
を特徴とする。なお、オフセット処理とは、レーザ切断
加工機やガス溶断加工機のような線状の切断手段を備え
る加工機で部品加工する場合、部品通りに切断したので
はビーム径の大きさ分寸法が小さくなるので、これを防
止するためビーム径（工具径）分膨らませた切断経路を
通って切断できるよう図形の寸法を補正することをい
う。

【０００８】

【作用】上記板金加工ＣＡＤ／ＣＡＭシステムにおいて
は、１つの部品形状に対応する図形情報を入力すると、
それに基づいて部品形状が図形化され、続いてペアリン
グ処理部において、その図形とその図形を１８０度回転
させた図形からなる複合図形が自動的に形成される。例
えば図７に示すように、この複合図形は、同一形状の２
つの図形が共通辺１を境として背中合わせに接し、且つ
互いに他の図形にくい込まないように、必要に応じて両
図形の位置をその辺に沿ってずらしたものと見ることが
できる。

【０００９】１８０度向きの異なる同一形状の図形が背
中合わせに接した上記複合図形においては、共通辺の共
通部分（図７にＬで示す）の一方の端を始点とし、他方
の端を通って複合図形の外形を一巡するという一筆書き
の切断経路を常に作成することができる。そして、上記
板金加工ＣＡＤ／ＣＡＭシステムにおける一筆書き処理
部は、上記複合図形から上記一筆書きの切断経路データ
を自動的に作成するものである。

【００１０】このように、上記板金加工ＣＡＤ／ＣＡＭ
システムによれば、１つの部品形状に対応する図形情報
を入力すると、後は自動的に２個の同一形状の部品を連
続切断するための一筆書きの切断経路データを得ること
ができる。なお、部品形状に２以上の辺が存在する場
合、いずれの辺についてもペアリング処理を行うことが
可能であるが、共通部分の長さが最も長くなるような複
合図形を選択したときの切断経路が最も短くなり、切断
作業が能率的に行える。

【００１１】また、上記板金加工ＣＡＤ／ＣＡＭシステ
ムがオフセット処理部を備えるときは、図形を自動的に
工具径補正量分膨らますことができるので、正確な切断
後部品寸法を得ることができる。つまり、２つの部品が
背中合わせに共通部分を有して接している場合、従来の
ように加工機の側でオフセット処理をかけると一方の部
品に対する工具径補正量分が他方の部品にくい込むた
め、共通部分にはオフセット処理をかけることができな
いが、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムの側でペアリング処理前
の図形にオフセット処理を施すことにより、工具径補正
をかけた共通辺切断を加工機で支障なく行うことができ
るようになる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明による板金加工ＣＡＤ／ＣＡＭ
システムの具体的実施例につき、図１〜図８を参照しつ
つ説明する。

【００１３】図１に概略的に示されたのは、板金を線状
に切断する切断手段Ａを備える加工機Ｂで部品加工する
ための切断経路データを、入力した図形情報に基づいて
作成する板金加工ＣＡＤ／ＣＡＭシステムの説明図であ
り、オフセット処理部Ｄ、ペアリング処理部Ｅ、及び一
筆書き処理部Ｆを設け、図形情報を入力後は自動的に部
品形状Ｃの図形を工具径補正量分膨らますオフセット処
理を行い、オフセット処理された図形をペアリング処理
し、続いてペアリング処理によって得られた複合図形か
ら一筆書き切断経路を作成するようにしたものである。

【００１４】上記板金加工ＣＡＤ／ＣＡＭシステムによ
る基本処理手順は、図２のメインルーチンに示す通りで
ある。すなわち、 ［２０１］初期設定としてオフセット量（工具径補正
量）を設定する。 ［２０２］オフセット処理をする。 ［２０３］次にペアリング処理を行い、正常終了かどう
か判断する。 ［２０４］［２０３］で正常終了の場合は、ペアリング
処理で得られた複合図形から一筆書き切断経路データを
作成する。 ［２０５］［２０３］で正常終了しなかった場合は、エ
ラーの処理をして終了する。

【００１５】図３は、ペアリング処理ルーチンを示すも
ので、 ［３０１］カウンターとして変数「ｉ」を設け、「初期
値０」とする。 ［３０２］ｉの値に＋１する。 ［３０３］図形の全ての辺（但し線分）の中でｉ番目に
大きい長さの辺が存在するか捜す。線分の辺が存在しな
い場合はペアリング処理が不可能であるので、図２［２
０５］エラー処理部に移る（で示す）。 ［３０４］ｉ番目に大きい辺の中点を中心として、図形
を１８０度回転複写する。図６に示す例は、辺ａｂ、ｂ
ｃ、ｃｄ、ｄｅ、ｅｆ、ｆｇ、ｇｈ、ｈａからなる外形
を有する図形を、辺ａｂの中点を中心として１８０度回
転複写したものであり、複写元の図形と複写図形は共通
の辺ａｂを有する。 ［３０５］複写元図形と複写図形が互いに相手にくい込
んでいないか判断する。 ［３０６］［３０５］でくい込みなしの場合、その複合
図形でペアリングを確定し、次の一筆書き処理部に入
る。

【００１６】［３０７］［３０５］でくい込みありの場
合、両図形をｉ番目に大きい辺（すなわち共通辺）に沿
ってくい込みがなくなるまでずらす（図６の図形でいえ
ば、共通辺ａｂに沿ってずらし図７のようにくい込みを
解消する）。 ［３０８］［３０７］でずらした後の共通辺の共通部分
の長さ（図７でいえば、長さＬ）と、ｉ＋１番目に大き
い辺の長さを比較する。 ［３０９］［３０８］で比較の結果、共通部分の長さが
ｉ＋１番目に大きい辺の長さを越える場合は、この複合
図形で切断経路が最も短くなるので、ここでペアリング
を確定し、次の一筆書き処理部に入る。一方、共通部分
の長さがｉ＋１番目に大きい辺の長さ以下の場合は、切
断経路がもっと短くなる複合図形が得られる可能性があ
るので、［３０２］に戻り同様の処理を繰り返す。

【００１７】図４は、くい込み判定ルーチンを示すもの
である。くい込み判定は、「図形がくい込む」→「図形
が重なっている」→「交差する辺がある」→「２つの辺
の連立方程式が解を持つ」ということで、ここでは［３
０４］で得られた双方の図形の各辺を方程式化し、解を
持つかどうかで判定する。まず、 ［４０１］片方の図形の辺を数１に示すように１つづつ
方程式（線分以外の辺を含めるため２次方程式とする）
で表現する。

【数１】

【００１８】［４０２］もう片方の図形の辺を１つづつ
方程式で表現し、［４０１］で作成した数１に示す方程
式のどれかと交点（すなわち解）をもつか連立方程式を
解く。 ［４０３］どれかと解を持つか判定する。 ［４０４］［４０３］で解を持つ場合、くい込みありと
判定する。 ［４０５］［４０３］で解を持たない場合、くい込みな
しと判定する。

【００１９】図５はペアリング処理で得られた複合図形
から一筆書き切断経路データを作成する一筆書きルーチ
ンを示すもので、 ［５０１］複合図形の共通部分の一方の端を一筆書きの
始点とする。図７でいえば、複合図形の共通部分ｂｂ’
の一方の端、例えばｂ’を始点とする。 ［５０２］共通部分をまず通る。図７でいえば、ｂ’か
らｂに向かう。 ［５０３］共通部分のもう片方の端まで進んだら、残り
の形状は外周のみとなるので、端から右又は左に進み外
周を一周し、一筆書きを完成する。図７でいえば、例え
ばｂ→ｃ→ｄ→ｅ→ｆ→ｇ→ｈ→ａ→ｂ’→ｃ’→ｄ’
→ｅ’→ｆ’→ｇ’→ｈ’→ａ’→ｂとなる。

【００２０】図８は上記板金加工ＣＡＤ／ＣＡＭシステ
ムのハードウェア構成を示すもので、オフセット処理や
ペアリング処理、一筆書き処理の実際の制御や計算を行
うＣＰＵ１０を中心に各種装置が連結されている。ここ
で、ＣＲＴ（表示装置）１１は文字や絵の表示を行い、
ＭＥＭＯＲＹ（メモリ）１２は実施されるプログラムや
データを一次的に記憶し、ＦＤＤ（フレキシブルディス
クドライブ）１３とＨＤＤ（ハードディスクドライブ）
１４は実施されるプログラムやデータを記録し、ＫＥＹ
ＢＯＡＲＤ（キーボード）１５は文字の入力やメニュー
の選択に使用され、ＭＯＵＳＥ（マウス）１６は位置の
指定やメニューの選択に使用されるもので、いずれもご
く一般的な装置である。

【００２１】

【発明の効果】本発明の板金加工ＣＡＤ／ＣＡＭシステ
ムによれば、入力した部品図形情報に基づき、その図形
をペアリング処理して２つの部品図形からなる複合図形
を自動的に形成するとともに、一筆書きの切断経路デー
タを作成することができる。また、共通辺の長さが最長
になる複合図形を選択することができるので、切断長が
最短になる切断経路データが得られ、生産性の向上に貢
献する。さらに、本発明の板金加工ＣＡＤ／ＣＡＭシス
テムにオフセット処理部を設けるときは、オフセット処
理が行われた図形に対しペアリング処理を行うことにな
るので、上記複合図形のように共通辺を有する図形であ
っても、切断後の部品形状として設計通りのものを得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に関わる板金加工ＣＡＤ／ＣＡ
Ｍシステムの概略説明図である。

【図２】本発明の実施例に関わる板金加工ＣＡＤ／ＣＡ
Ｍシステムのメインルーチンである。

【図３】同じくペアリング処理ルーチンである。

【図４】同じくくい込み判定ルーチンである。

【図５】同じく一筆書きルーチンである。

【図６】図形を１８０度回転複写したときくい込みが生
じる図形の例である。

【図７】その図形をくい込みがなくなるまで共通辺に沿
ってずらした例である。

【図８】実施例の板金加工ＣＡＤ／ＣＡＭシステムのハ
ードウェア構成を示す図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板金を線状に切断する切断手段を備える
   加工機で部品加工する際の切断経路データを、入力した
   図形情報に基づいて作成する板金加工ＣＡＤ／ＣＡＭシ
   ステムにおいて、部品形状に対応する図形から、部品形
   状に対応する図形とその図形を１８０度回転させた図形
   からなり両図形の同一辺の全部又は一部を共通部分とし
   且つ互いにくい込み部分がない複合図形を形成するペア
   リング処理部と、その共通部分の一方の端を始点とし、
   他方の端を通って複合図形の外形を一巡する一筆書きの
   切断経路データを作成する一筆書き処理部を備えること
   を特徴とする板金加工ＣＡＤ／ＣＡＭシステム。
2. 【請求項２】 前記ペアリング処理部は、部品形状に対
   応する図形をその図形の１つの辺の中点を中心として１
   ８０度回転複写し、両図形に互いにくい込む部分がある
   場合は、両図形を前記辺に沿ってずらしてくい込みをな
   くすものであることを特徴とする請求項１に記載された
   板金加工ＣＡＤ／ＣＡＭシステム。
3. 【請求項３】 前記ペアリング処理部は、部品形状に対
   応する図形の辺の中で長い辺から順次ペアリング処理を
   行い、共通部分の長さが最も長くなるような複合図形を
   選択するものであることを特徴とする請求項１又は２に
   記載された板金加工ＣＡＤ／ＣＡＭシステム。
4. 【請求項４】 部品形状に対応する図形を工具径補正量
   分膨らませるオフセット処理部を備えることを特徴とす
   る請求項１〜３のいずれかに記載された板金加工ＣＡＤ
   ／ＣＡＭシステム。