JPH07200022A - 自動製品配列方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】複数の製品を配置エリア内に密接して配置する
ことにより、板材上における製品の歩留り率を向上す
る。 【構成】最初の製品３１を配置エリア３０内の基準位置
３３に配置した後、次の製品３１を１８０°回転して互
いの辺ｂが接合する状態で基準位置に配置した製品３１
の上方に配置する。製品の上方に配置エリアがなくなる
と、基準位置に配置した製品の右側に次の製品を１８０
°回転して配置する。この製品を１８０°回転して上方
に接合して配置する処理を配置エリアの全域について、
又は、必要個数の製品の配置が完了するまで継続する。 【作用】配置エリア内において多数の製品が互いの同一
辺を接合した状態で密接して配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、レーザ加工機やＮＣ
タレットパンチプレス機などの加工機において、板材か
ら製品を多数個取り出す場合の製品の配列状態を決定す
る自動製品配列方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】加工機において板材から製品を多数個取
り出す場合には、板材の歩留りを考慮して製品を取り出
すべき位置を決定する必要がある。すなわち、板材上に
複数の製品を効率よく配置し、できるだけ多数の製品が
板材から取り出せるようにする必要がある。この板材に
おける製品の配列状態の決定を作業者の手動により行う
こととすると、その作業に長時間を要する。そこで、従
来より板材のサイズおよび製品の形状を特定するデータ
に基づいて板材上における製品の取り出し位置を自動的
に決定するいわゆる自動ネスティング処理を実行する装
置がある。このような装置によればオペレータは取り出
すべき製品の形状および板材のサイズを特定するだけで
よく、機械加工の準備作業を容易且つ短時間にできる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
部品配置方法では、部品を単一、または、複数個組み合
わせて正方形または長方形の直方形に近似し、この直方
形に近似された製品を板材上に配置するようにしていた
ため、部品の形状によっては、元の形状と近似される最
小面積の直方形とでは形状が大きく異なる場合があり、
このような場合には各製品間の残材部分が大きくなり、
製品の歩留りが低下する問題があった。

【０００４】この発明の目的は、製品を三角形、四角形
または六角形の多角形形状の何れかに近似するととも
に、これら三角形、四角形または六角形に近似した製品
を同一の辺が互いに接合するようにして次の製品を配置
することにより、製品形状を近似した最小面積の三角
形、四角形または六角形を板材上に隙間なく配列するこ
とができ、製品間に生じる残材面積をできるだけ小さく
して歩留りを向上することができる自動製品配列方法を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した発明
は、板材から多数個取りされる三角形、四角形または六
角形の多角形形状の製品の１つを板材の基準位置に配置
する第１のステップと、基準位置に配置された製品に対
して同一の辺が互いに接合する位置に次の製品を配置す
る第２のステップと、からなり、上記の第１のステップ
を実行した後に第２のステップを、製品の配置個数が必
要個数に達するまで、または、板材上に製品の配置範囲
がなくなるまで連続して実行することを特徴とする。

【０００６】請求項２に記載した発明は、前記第１のス
テップが、円形の製品形状を外接する六角形に置き換え
る処理を含むことを特徴とする。

【０００７】請求項３に記載した発明は、前記第１のス
テップが、製品の形状を三角形、四角形または六角形の
多角形形状に近似する処理を含むことを特徴とする。

【０００８】請求項４に記載した発明は、前記第１のス
テップが、複数の製品を互いの同一の辺を接合させてグ
ループ化する処理を含み、グループ化した複数の製品に
ついて前記第２のステップを実行することを特徴とす
る。

【０００９】請求項５に記載した発明は、前記第１のス
テップに含まれるグループ化する処理が、一方の製品に
対して他方の製品を回転させて互いの同一の辺を接合さ
せる処理を含むことを特徴とする。

【００１０】請求項６に記載した発明は、前記第１およ
び第２のステップを終了した後に、板材における製品の
配置個数を計数する第３のステップと、同一の板材に対
して同一の製品を同一の辺を互いに接合させることなく
配置した際の製品の配置個数を計数する第４のステップ
と、第３のステップの計数値が第４のステップの計数値
より多い場合に第１および第２のステップで決定した製
品の配列状態を有効にする第５のステップと、を含むこ
とを特徴とする。

【００１１】

【作用】請求項１に記載した発明においては、三角形、
四角形または六角形の多角形形状の製品の１つが基準位
置に配置され、この基準位置に配置された製品に対して
次の製品が同一の辺を接合するようにして配置される。
従って、複数の製品は基準位置に配置された製品から順
次接合した状態で配置され、製品と製品との間に空間が
生じることがない。

【００１２】請求項２に記載した発明においては、製品
形状が円形である場合には、この円形に外接する六角形
に置き換えた後に、同一の辺が互いに接合するようにし
て多数の製品が順次密着して配置される。従って、複数
の円形の製品によって囲まれた空間が最小の面積となる
ように複数の製品が配置される。

【００１３】請求項３に記載した発明においては、製品
の形状が三角形、四角形または六角形の多角形形状に近
似される。従って製品の形状が複雑で、七角形以上ある
場合や一部に円弧を含む場合であっても、密接して配置
できる形状に近似されるため、各製品間に生じる空間は
最小の面積となる。

【００１４】請求項４に記載した発明においては、複数
の製品を互いの同一の辺を接合させてグループ化した
後、このグループ化した製品について同一の辺が互いに
接合するようにして順次密接して配置される。従って、
第２のステップを繰り返し実行する回数がグループを構
成する製品数の逆数となり、処理時間が短縮される。

【００１５】請求項５に記載した発明においては、前記
グループ化する処理として、一方の製品に対して他方の
製品を回転させて互いの同一の辺を接合させる。従っ
て、グループ化した形状を連続して接合し易い形状にす
ることができる。

【００１６】請求項６に記載した発明においては、複数
の製品を同一の辺が互いに接合するようにして配置した
場合の配置個数と、同一の製品を例えば格子上に配置し
た場合の配置個数とを比較し、同一の辺が互いに接合す
る位置に配置した場合の方が配置個数が多い場合にの
み、この配置方法が有効にされる。従って、板材サイズ
と製品形状との関係によって密着させて複数の製品を配
置した場合よりも例えば格子上に配置した場合の方が配
置個数が多くなる場合には、より配置個数の多い配置方
法が採用される。

【００１７】

【実施例】図１（Ａ）は、この発明の実施例である自動
製品配列装置の制御部の構成を示すブロック図である。
自動製品配列装置１の制御部は、ＲＯＭ３およびＲＡＭ
４を備えたＣＰＵ２により構成されている。このＣＰＵ
２にはインタフェース回路５を介してキーコントローラ
６およびディスプレイドライバ８が接続されている。キ
ーコントローラ６はキーボード７の操作データをインタ
フェース回路５を介してＣＰＵ２に入力する。ディスプ
レイドライバ８はＣＰＵ２から出力された表示データに
基づいてディスプレイ９を駆動する。

【００１８】ＲＯＭ３はＣＰＵ２の処理動作を規定する
プログラムを記憶している。ＲＡＭ４は、ＣＰＵ２の処
理動作において入出力されるデータを一時格納する。ま
た、ＲＡＭ４のメモリエリアＭＡ１は後述する製品の配
置個数を計数するカウンタＣに割り当てられている。こ
のＲＡＭ４はバッテリバックアップされており、自動製
品配列装置１の電源が切断された後においても記憶内容
を保持する。

【００１９】ＣＰＵ２にはインタフェース回路１０を介
してＣＡＤファイル１１が接続されている。ＣＡＤファ
イル１１は図外のＣＡＤ装置により作成された製品のＣ
ＡＤデータを製品ごとに記憶している。さらに、ＣＰＵ
２にはインタフェース回路１２を介し電送ラインによっ
て加工制御装置１３が接続されている。この加工制御装
置１３はレーザ加工機やタレットパンチプレス機などの
加工装置１４を制御するものであり、自動製品配列装置
１から供給された製品配列データに基づいて加工装置１
４の加工動作を制御する。なお、別の実施例として、イ
ンタフェース回路１２にＮＣテープ出力装置を接続し、
この装置の出力結果のＮＣテープを加工制御装置１３に
接続されたＮＣテープ読取装置にセットして製品配列デ
ータの入力を行うこともできる。

【００２０】図１（Ｂ）に示すように、ＣＡＤファイル
１１が記憶する製品データは、製品ナンバー、製品名、
平面形状における要素数、要素数に含まれる円弧数、面
積などとともに各要素のＣＡＤデータにより構成されて
おり、これらを１レコードとして製品ごとに記憶されて
いる。このＣＡＤデータは図外のＣＡＤ装置において製
品の設計時に作成されたものである。また、自動製品配
列装置１がこのＣＡＤ装置を兼ねるものであってもよ
い。

【００２１】図２は、この発明の実施例である自動製品
配列方法の処理手順を示すフローチャートである。ＣＰ
Ｕ２はキーボード７からのデータの入力により、また
は、キーボード７から入力さた製品ナンバーに基づいて
ＣＡＤファイル１１から読み出すことにより、製品の形
状を獲得する（ｎ１）。次いで、キーボード７からの入
力により配置エリアを獲得する（ｎ２）。ＣＰＵ２は獲
得した製品形状が密接配置可能な形状であるか否か、具
体的には製品形状が三角形、四角形または六角形である
か否かの判別を行う（ｎ３）。製品形状が三角形、四角
形または六角形である場合には配置エリアにおける予め
定められた基準位置に製品を配置する（ｎ４）。この基
準位置は、例えば配置エリアの左下角に予め設定されて
いる。ＣＰＵ２はＲＡＭ４のメモリエリアＭＡ１に割り
当てられたカウンタＣの内容を１にする（ｎ５）。

【００２２】この後、次の製品を１８０°回転した状態
で基準位置に配置した製品の上辺に接合して配置する
（ｎ６）。製品を配置する毎に上記カウンタＣの内容を
インクリメントし（ｎ７）、その上方に製品の配置エリ
アがあるか否かの判断を行い（ｎ８）、上方に配置エリ
アが存在する限り製品を順次１８０°回転して上辺に接
合するように積み上げていく。

【００２３】上方に配置エリアがなくなると、基準位置
の右側に配置エリアがあるか否かの判別を行い（ｎ
９）、右側に配置エリアがある場合には次の製品を基準
位置にある状態から１８０°回転して右辺に接合するよ
うに配置する（ｎ１０）。次いでカウンタＣの内容をイ
ンクリメントし（ｎ１１）、ｎ６に戻る。上方および右
側に配置エリアがなくなると、密接配置データを作成し
（ｎ１２）、これを伝送ラインを介して直接的に、また
は、ＮＣテープなどの媒体を介して加工装置を制御する
制御装置に出力する（ｎ１３）。

【００２４】なお、ｎ１において獲得した製品の形状が
密接配置可能な三角形、四角形または六角形でない場
合、すなわち製品の形状が五角形、円形または七角形以
上の多角形或いは不定形である場合には、要求製品形状
をそれに近い外接六角形、外接四角形および外接三角形
のそれぞれに近似し（ｎ２１，ｎ２３，ｎ２５）、製品
形状と近似した多角形との間の隙間面積を算出する（ｎ
２２，ｎ２４，ｎ２６）。この隙間面積が最小の近似多
角形を選択してｎ４〜ｎ１３の処理を実行する（ｎ２
７）。

【００２５】以上の処理により図３（Ａ）に示すよう
に、辺ａ，ｂ，ｃからなる三角形形状の製品３１を配列
する場合には、同図（Ｂ）に示すように配置エリア３０
の左下方の基準位置に製品３１を配置した後、次の製品
３１を１８０°回転した状態で辺ｂが接合するようにし
て配置する。さらに、次の製品３１をさらに１８０°回
転した状態、すなわち基準位置に配置した状態と同じ状
態で辺ａを接合させて配置する。このようにして順次製
品３１を配置エリアがなくなるまで上方に配置してい
く。上方の配置エリアがなくなれば基準位置の製品の右
側に製品を上方向に配置していく。このようにして図３
（Ｃ）に示すように、三角形形状の製品３１は各辺に他
の製品の同一の辺を接合した状態で配置される。

【００２６】なお、図３（Ｄ）に示すように、最初の製
品３１を基準位置に配置する際に、最も９０°に近い角
部を基準線３２上の原点０に一致させて回転させること
により、配置エリア３０における製品３１の左側に生じ
る空間を小さくすることができる。

【００２７】図４（Ａ）に示すように製品形状が辺ａ，
ｂ，ｃ，ｄからなる四角形である場合には、図４（Ｂ）
に示すように配置エリア４０に最初の製品４１を配置し
た後、次の製品を１８０°回転した状態で上辺に接合し
て配置する。製品を１８０°回転しつつ上方に接合して
配置する処理を繰り返し実行し、上方の配置エリアがな
くなると、同図（Ｃ）に示すように基準位置に配置した
製品４１の右側に辺ｂ同士が接合する状態で別の製品４
１を配置し、その上方に１８０°回転しつつ次の製品４
１を順次配置していく。

【００２８】図５（Ａ）に示すように、製品の形状が辺
ａ〜ｆからなる六角形である場合にも、同図（Ｂ），
（Ｃ）に示すように、基準位置に配置した製品５１の上
方および右側に順次製品を配置していく。

【００２９】なお、図６（Ａ）に示すように、製品６１
の形状が円形である場合には、これに外接する六角形に
近似し、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示す製品５１と同様に配
置することができる。この場合において、配置エリア６
０と製品６１の直径との関係において、同図（Ｂ）に示
すように製品６１を格子状に配置した方が同図（Ａ）に
示すように製品６１を密接して配置するより配置個数が
多くなる場合がある。そこで、図２のｎ１４の処理で円
かどうかを判断し、円であればｎ１５〜ｎ１８の処理に
より、製品を格子上に配置した場合と密接して配置した
場合との配置個数を比較し、より多い方の配置方法で製
品を配置する。これによって予め定められた配置エリア
を有効に活用してより多数の製品を取り出すことができ
る。

【００３０】図７は、この発明の別の実施例に係る製品
配列方法の処理手順を示すフローチャートである。図８
（Ａ）に示すように、製品形状が三角形である場合に
は、第１の製品８１に対して第２の製品８２を回転させ
て上辺ａを接合する（ｎ３１）。また、同図（Ｂ）に示
すように、その他の多角形である場合には第１〜第４の
４個の製品９１〜９４をそれぞれ１８０°回転して互い
に同一の辺で接合させ（ｎ３１〜ｎ３４）、これらをグ
ループ化して１つの図形として取扱い、前述のｎ１〜ｎ
１７の処理を実行する。これによって、配置エリアに比
較して製品の形状が十分に小さい場合に、配置作業の短
時間化を図ることができる。

【００３１】なお、上方または右側に配置エリアがなく
なった場合には、最初の製品形状で配置できるか否かの
判別を行うことにより、より多数の製品を配置すること
ができる。

【００３２】

【発明の効果】この発明によれば、多角形形状の製品の
各辺を接合した状態で多数の製品を密接して配置エリア
内に配列することができ、板材の歩留りを向上できる利
点がある。

【００３３】請求項２に記載した発明によれば、円形の
製品についてもこれに外接する六角形に近似することに
より、円形の製品を密接して配列することができる。

【００３４】請求項３に記載した発明によれば、複雑な
形状の製品であっても三角形、四角形または六角形の多
角形形状に近似することにより、多数の製品を密接して
配列することができる。

【００３５】請求項４に記載した発明によれば、複数の
製品をグループ化した後にグループ化した図形が互いに
接合するように配置することができ、配置エリアに比較
して十分に小さい製品の配列作業を短時間化できる利点
がある。

【００３６】請求項５に記載した発明によれば、複数の
製品をグループ化する際に、１つのグループを構成する
各製品を密接して配置することができ、配置エリア内に
より多数の製品を配列できる利点がある。

【００３７】請求項６に記載した発明によれば、複数の
製品を密接して配置した場合と、格子上等の他の配置方
法で配置した場合とで製品の配置個数の多い方の配置方
法を採用することができ、板材サイズに応じて最適な方
法で製品を配置できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例である自動製品配列方法が適
用される自動製品配列装置の制御部の構成を示すブロッ
ク図及びＣＡＤファイルに格納されたデータの構成を示
す図である。

【図２】同自動製品配列方法の処理手順を示すフローチ
ャートである。

【図３】三角形形状の製品の配列状態を示す図である。

【図４】四角形形状の製品の配列状態を示す図である。

【図５】六角形形状の製品の配列状態を示す図である。

【図６】円形の製品の配列状態を示す図である。

【図７】この発明の別の実施例に係る自動製品配列方法
の処理手順の一部を示すフローチャートである。

【図８】同別の実施例に係る自動製品配列方法による製
品の配列状態を示す図である。

【符号の説明】

３０−配置エリア ３１−製品 ３３−基準位置

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２６Ｆ 1/00 Ｃ Ｇ０６Ｆ 17/50 (72)発明者 大窪 正彦 富山県東砺波郡福野町野新136番地 (72)発明者 和田 豊尚 富山県高岡市佐加野1368番地

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】板材から多数個取りされる三角形、四角形
   または六角形の多角形形状の製品の１つを板材の基準位
   置に配置する第１のステップと、基準位置に配置された
   製品に対して同一の辺が互いに接合する位置に次の製品
   を配置する第２のステップと、からなり、上記の第１の
   ステップを実行した後に第２のステップを、製品の配置
   個数が必要個数に達するまで、または、板材上に製品の
   配置範囲がなくなるまで連続して実行することを特徴と
   する自動製品配列方法。
2. 【請求項２】前記第１のステップが、円形の製品形状を
   外接する六角形に置き換える処理を含む請求項１に記載
   の自動製品配列方法。
3. 【請求項３】前記第１のステップが、製品の形状を三角
   形、四角形または六角形の多角形形状に近似する処理を
   含む請求項１に記載の自動製品配列方法。
4. 【請求項４】前記第１のステップが、複数の製品を互い
   の同一の辺を接合させてグループ化する処理を含み、グ
   ループ化した複数の製品について前記第２のステップを
   実行する請求項１、２または３に記載の自動製品配列方
   法。
5. 【請求項５】前記第１のステップに含まれるグループ化
   する処理が、一方の製品に対して他方の製品を回転させ
   て互いの同一の辺を接合させる処理を含む請求項４に記
   載の自動製品配列方法。
6. 【請求項６】前記第１および第２のステップを終了した
   後に、板材における製品の配置個数を計数する第３のス
   テップと、同一の板材に対して同一の製品を同一の辺を
   互いに接合させることなく配置した際の製品の配置個数
   を計数する第４のステップと、第３のステップの計数値
   が第４のステップの計数値より多い場合に第１および第
   ２のステップで決定した製品の配列状態を有効にする第
   ５のステップと、を含む請求項１、２、３、４または５
   に記載の自動製品配列方法。