JP2008123275A - Nesting device and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は画像処理を用いたネスティング装置とネスティング方法に関し、特に画像処理により認識した有効領域から最適なネスティングが行える様に切断がなされる経路を設定するネスティング装置とネスティング方法に関する。 The present invention relates to a nesting apparatus and a nesting method using image processing, and more particularly to a nesting apparatus and a nesting method for setting a path for cutting so that optimum nesting can be performed from an effective area recognized by image processing.
機械系の製造工場においては、板材等の素材から機械の部分や部品あるいはそれらの一部となる所定の形状の材料部品（以下、「製品」と記す）を切出す板取りと言われる作業がなされている。板取りに際しては、加工費や材料費に直結するため、素材から適切に製品を切出す必要があり、また素材から可能な限り多くの製品を切出す必要がある。 In a mechanical manufacturing factory, there is an operation called cutting a plate that cuts out a machine part or part or a material part of a predetermined shape (hereinafter referred to as "product") from a material such as a plate material. Has been made. When cutting a board, it is necessary to cut out the product appropriately from the raw material and to cut out as many products as possible from the raw material because it is directly connected to the processing cost and material cost.
このため、従来から板取りに関しては、素材から製品を切取るための手段としての切削工具、レーザ切断装置、ワイヤ放電加工機等のハード面のみならず、ソフト面についても、様々な発明がなされている。
例えば、ある発明では、設定された加工（本発明における切取り、切断）形状および加工条件に基づいてワイヤ放電加工を行うためのＮＣデータを作成する機能を予め基本動作毎に準備しておき、準備した機能の一部または全部を実行対象として選択し、実行順序を定め、定められた順序に従って機能を発揮させるようにして、ユーザ（操作者）の目的に適った加工パターンのＮＣデータを作成するようになされている（特許文献１）。
For this reason, conventionally, various inventions have been made regarding plate cutting, not only on hard surfaces such as cutting tools, laser cutting devices and wire electric discharge machines as means for cutting products from materials, but also on soft surfaces. ing.
For example, in one invention, a function for creating NC data for performing wire electric discharge machining based on a set machining (cutting and cutting in the present invention) shape and machining conditions is prepared in advance for each basic operation. NC data of machining patterns suitable for the purpose of the user (operator) is created by selecting part or all of the selected functions as execution targets, determining the execution order, and performing the functions in accordance with the determined order. (Patent Document 1).
別の発明では、製品形状モデルとワイヤ等の工具が移動する軌跡のモデルから３次元の干渉モデルを作成し、結果を３次元的に表示することにより、加工経路が製品形状に干渉するか否かを短時間で確実にチェックできるようになされている（特許文献２）。 In another invention, a three-dimensional interference model is created from a product shape model and a trajectory model of a tool such as a wire, and the result is displayed three-dimensionally to determine whether the machining path interferes with the product shape. This can be reliably checked in a short time (Patent Document 2).
また別の発明では、多数個取りする製品の形状のデータが入力され、そのデータからレーザ加工具の軌跡データ（本発明における有効領域から製品を切取るための経路）を作成し、互いに隣接する製品の少なくとも一片が共有されるレーザ切断経路を選定すること、即ちネスティングがなされ、さらに各レーザ切断経路の切断開始点を素材より離れた外側方部に設定してプログラム（ＮＣデータ）作成を容易かつ短時間で行なえるようになされている（特許文献３）。
しかしながら、現実の板取りにおいては、素材が超高圧で合成されたり、焼結品であったり、あるいは特別な環境で合成されたりしているため、素材に製品を切取るのに不適当な箇所がある、即ち板取りが可能な領域（有効領域）が定形でない場合が少なからずある。また、たとえ当初は定形であっても、先行する製品の切取りや表面の汚れ等のため、実際の素材は非定形（多数の素材の形状が定形でないこと）となることも多い。これらの場合には、前記各発明の作用、効果が発揮される前提としての素材の形状や有効領域を、前記各発明に関わる装置に正確に認識させる（インプットする）必要があるが、このインプット作業は多くの時間を必要とするだけでなく、熟練も必要であり、実際にはかなり困難な作業である。 However, in actual cutting, the material is synthesized at an ultra-high pressure, is a sintered product, or is synthesized in a special environment, so it is not suitable for cutting the product into the material. In other words, there are not a few cases where the area (effective area) where the cutting can be performed is not fixed. Even if it is initially fixed, the actual material is often atypical (the shape of a large number of materials is not fixed) due to cutting off of the preceding product or surface contamination. In these cases, it is necessary to cause the device relating to each invention to accurately recognize (input) the shape and effective area of the material as a premise that the actions and effects of each invention are exhibited. The work not only requires a lot of time but also skill, and is actually quite difficult.
そして、正確なインプットがなされない場合には、前記第１の発明においては、素材の形状に応じて、適切に機能を選択し、その実行順序を定めることは、極めて困難となる。
同じく、前記第２の発明においては、正確な製品形状モデルの作成、工具が移動する軌跡のモデルの作成とも困難となり、両方のモデルの干渉の有無を判断がすることができなくなる。
同じく、前記第３の発明においては、ネスティングにより自動生成された軌跡データが適切か否かの判断が困難となる。
If accurate input is not made, in the first aspect of the invention, it is extremely difficult to select functions appropriately and determine the execution order according to the shape of the material.
Similarly, in the second aspect of the invention, it is difficult to create an accurate product shape model and a model of a locus along which the tool moves, and it is impossible to determine whether or not there is interference between both models.
Similarly, in the third aspect, it is difficult to determine whether or not the trajectory data automatically generated by nesting is appropriate.
結果的に、素材からどれだけ製品を切取れるかの予測あるいは判断が困難となり、製品を余計に切取ったり、再度の切取りを行なったりすることが必要となる。
また、製品を切取るのに不適当な箇所からも切取りを行なえば、余計な切取作業が必要なだけでなく、後で切取った物から製品と不良品を分ける作業も必要となる。
As a result, it becomes difficult to predict or judge how much the product can be cut from the material, and it is necessary to cut the product more or cut it again.
In addition, if cutting is performed from a place unsuitable for cutting the product, not only an unnecessary cutting work is required, but also a work for separating the product and the defective product from the cut product later is required.
このため、板取りやそれに先行してなされるネスティングの前提として、素材の形状や汚れ等の表面状態がどの様であっても、熟練や技能を必要とせずに、ネスティング装置に製品の切取りが可能である有効領域を正確に認識させることが可能となる技術の開発が望まれていた。
また、ネスティング装置が、有効領域内に製品を切取るための経路を自動的に設定するため、熟練や技能を必要とせずに、ＮＣ装置等の切断部に製品切取るために必要なデータ（ＮＣデータ）を入力することが可能となる技術の開発が望まれていた。
For this reason, as a premise of plate cutting and nesting that precedes it, the product can be cut into the nesting device without requiring skill or skill regardless of the shape of the material or the surface condition such as dirt. There has been a demand for the development of a technique that enables accurate recognition of possible effective areas.
In addition, since the nesting device automatically sets a route for cutting the product in the effective area, data necessary for cutting the product to the cutting unit of the NC device or the like without requiring skill or skill ( It has been desired to develop a technique capable of inputting (NC data).
本発明は、以上の課題を解決することを目的としてなされたものであり、素材の形状と素材に描かれている板取りの可否に関係するマーキングを画像処理して有効領域を認識し、製品を切取る経路を自動的に設定するネスティング装置としたものである。以下、各請求項の発明を説明する。 The present invention has been made for the purpose of solving the above-mentioned problems, and recognizes an effective area by performing image processing on a marking related to the shape of the material and whether or not the plate is drawn on the material. This is a nesting device that automatically sets a route for cutting out the. The invention of each claim will be described below.
請求項１に記載の発明は、
製品形状データ入力部と、素材形状データ入力部と、有効領域認識部と、経路設定部を有するネスティング装置であって、
前記製品形状データ入力部は、素材から切取る製品の形状についてのデータが入力され、
前記素材形状データ入力部は、素材の形状と素材に描かれている板取りの可否に関係するマーキングを画像データとして入力され、
前記有効領域認識部は、前記素材形状データ入力部に入力された画像データを反映して、素材から製品を切取ることが可能な領域である有効領域を認識し、
前記経路設定部は、前記製品形状データ入力部に入力された製品の形状についてのデータと前記有効領域認識部が認識した有効領域を基に、有効領域から製品を切取るための経路を所定の手順で設定するものであることを特徴とするネスティング装置である。
The invention described in
A nesting device having a product shape data input unit, a material shape data input unit, an effective area recognition unit, and a path setting unit,
The product shape data input unit receives data about the shape of the product to be cut from the material,
The material shape data input unit is input as image data markings related to the shape of the material and whether or not the board is drawn on the material,
The effective area recognizing unit reflects the image data input to the material shape data input unit, recognizes an effective area that is an area where a product can be cut out from a material,
The path setting unit is configured to determine a path for cutting the product from the effective area based on the data about the product shape input to the product shape data input unit and the effective area recognized by the effective area recognition unit. The nesting device is characterized in that it is set by a procedure.
本請求項の発明においては、素材の形状と素材に描かれている板取りの可否に関係するマーキングが画像データとして入力され、切取りが可能である領域の認識がなされるため、素材の形状や汚れ等の表面状態がどの様であっても、熟練や技能を必要とせずに、ネスティング装置に製品の切取りが可能である有効領域を正確に認識させることが可能となる。
また、ネスティング装置が、有効領域内に製品を切取るための経路を自動的に設定するため、熟練や技能を必要とせずに、ＮＣ装置等の切断部に製品切取るために必要なデータ（ＮＣデータ）を入力することが可能となる。
In the invention of this claim, since the marking related to the shape of the material and the possibility of cutting or drawing depicted on the material is input as image data, and the area that can be cut is recognized, the shape of the material and Regardless of the surface condition such as dirt, it is possible to cause the nesting apparatus to accurately recognize an effective area where the product can be cut without requiring skill or skill.
In addition, since the nesting device automatically sets a route for cutting the product in the effective area, data necessary for cutting the product to the cutting unit of the NC device or the like without requiring skill or skill ( NC data) can be input.
なお、製品形状データ入力部への素材から切取る製品の形状についてのデータの入力は、数値データ、画像データを問わない（何れかであっても、両方であっても、本発明に含まれる）。
また、「板取り」とあるが、板取りを行なう（製品を切取る）素材は、硬い鉄板等に限定されず、ゴムや樹脂のシート、人造ダイヤモンド、導電処理を施したＢＮやセラミック等をも含む。
また、「素材の形状」と「製品の形状についてのデータ」の「形状」とは、形のみなら寸法をも含む。
また、「画像データとして入力され」とは、素材や製品のおおよその形状が定まっている場合には、そのことが画像データを処理する計算機にプログラム的に別途入力されており、画像として入力されたデータの処理の効率化、高精度化に寄与する（利用される）場合をも含む。
It should be noted that the input of the data on the product shape to be cut from the material to the product shape data input unit may be numerical data or image data (either or both are included in the present invention. ).
In addition, although it is called “cutting”, the material for cutting (cutting the product) is not limited to a hard iron plate or the like, but a rubber or resin sheet, artificial diamond, BN or ceramic subjected to conductive treatment, etc. Including.
In addition, “shape” of “material shape” and “data on product shape” includes not only the shape but also the dimensions.
Also, “input as image data” means that if the approximate shape of the material or product has been determined, this is separately input programmatically to a computer that processes the image data and input as an image. This also includes cases that contribute to (use) the efficiency and accuracy of data processing.
また、「素材形状データ入力部」とは、素材の板取りの可否に関係する領域、部分についての形状が入力される構成部分を指し、素材そのものの形状のみならず、板取りが可能である箇所あるいは不適当である箇所を示すマーキング等のデータも入力される。ハード的には、ＣＣＤカメラを主とし、場合によってはその他に表示装置とキーボードやマウス等を有している。 The “material shape data input unit” refers to a configuration part in which the shape of a region or part related to whether or not the material can be cut is input, and can be cut not only the shape of the material itself but also the plate. Data such as markings indicating a location or an inappropriate location is also input. In terms of hardware, a CCD camera is mainly used, and in some cases, a display device, a keyboard, a mouse, and the like are provided.
ここに、「有効領域から製品を切取るための経路」とは、最低限素材をどの様に切断するかを示す幾何学的データ（製品を有効領域から切出すために必要な切断経路あるいは切断線についての形状、配置に関するデータ）を指し、さらにＮＣ装置等の制御部や切断部、その他素材や切取る製品の形状や個数等の条件の如何によっては、各切断線について実際の切断がなされる順序や切断速度等についての情報をも含めたデータ（ＮＣ装置を動かすために必要な、本来のＮＣデータ）が含まれている場合をも含める。即ち、何れの場合であっても、本請求項の発明に含まれる。 Here, the “path for cutting the product from the effective area” means the geometric data (however, cutting path or cutting necessary for cutting the product from the effective area) that indicates how to cut the material. (The data on the shape and arrangement of the line), and the actual cutting is performed for each cutting line depending on the conditions such as the control unit and cutting unit of the NC device, other materials and the shape and number of products to be cut, etc. This also includes the case where data including the information on the order and cutting speed (original NC data necessary for operating the NC device) is included. That is, any case is included in the invention of this claim.
また、「切取る」とは、刃物による機械的切断、レーザビームや電子ビームによる溶融切断、ワイヤによる放電切断等の技術内容の如何を問わない。
また、「所定の手順」とは、後に具体的に説明する予め入力されているプログラムに従って、ネスティング装置が経路を自動設定することだけでなく、操作者が自動設定された経路をチェックしたり修正を行なったりする様になっていることをも含む。
The “cutting” may be any technical content such as mechanical cutting with a blade, fusion cutting with a laser beam or an electron beam, or electric discharge cutting with a wire.
The “predetermined procedure” means not only that the nesting device automatically sets a route according to a pre-input program that will be described in detail later, but also that the operator checks and corrects the automatically set route. It also includes things that are supposed to be performed.
また、原則としてネスティング装置のネスティングの基準位置と、ネスティング装置から送られてきた経路に沿って実際に素材から製品を切取る切取り部の切取りの基準位置が同じであるので、ネスティング後の切取りに際して、素材と切取り部との位置合せを行なう必要がなくなり、方向の基準がない板材であっても、切取り部へセットする際の回転ずれ等が防止できる。さらに、人造ダイヤモンド等の小さい素材からバイトの刃先等の極めて小さい製品を切出す様な場合であっても、正確に位置合せを行なうことができることとなる。 In principle, the nesting reference position of the nesting device is the same as the cutting reference position of the cutting part that actually cuts the product from the material along the path sent from the nesting device. Therefore, it is not necessary to align the material and the cut-out portion, and even when the plate material has no reference of the direction, it is possible to prevent a rotational deviation or the like when being set in the cut-out portion. Further, even when an extremely small product such as a cutting edge of a cutting tool is cut out from a small material such as artificial diamond, the alignment can be performed accurately.
請求項２に記載の発明は、前記のネスティング装置であって、
前記ネスティング装置は、さらに切取り用データ保持部を有し、
前記切取り用データ保持部は、素材の材料毎の切取りに関する所定のデータと、製品の形状毎の切取りに関する所定のデータを保持しており、
前記経路設定部は、前記製品形状データ入力部から入力されたデータと前記切取り用データ保持部の保持するデータを反映して、所定の手順で前記有効領域認識部が認識した有効領域を基に、有効領域から製品を切取るための経路を設定するものであることを特徴とするネスティング装置である。
Invention of
The nesting device further includes a cutting data holding unit,
The cutting data holding unit holds predetermined data related to cutting for each material of the material and predetermined data related to cutting for each product shape,
The path setting unit reflects the data input from the product shape data input unit and the data held by the cut data holding unit based on the effective area recognized by the effective area recognition unit in a predetermined procedure. A nesting apparatus is characterized in that a route for cutting a product from an effective area is set.
素材の材料によっては切断線の幅に一定の要件があったり、曲線が多い等製品の形状が複雑であったりすれば、正確に切出すことが困難となることがある。本請求項の発明においては、有効領域から製品を切取るための経路を設定する際に、素材の材料や製品の形状に応じてこれらの制約等を反映して、一層適切な経路の設定がなされることとなる。具体的には、角部に小さな丸みがあれば直線で補完してネスティングを行い、切断経路は実際の丸みに沿って行なう、同一形状の製品を多数切出す場合には、何個かを組にして簡単な形状に還元して経路を設定する、その他有効領域でない場所の切断は、極力避ける等である。
以上の他、実際に切取りを行なう装置や切断の手段についてのデータを保持し、それらのデータをも反映して経路の設定がなされる様になっていても良い。
Depending on the material, if there is a certain requirement for the width of the cutting line or if the shape of the product is complicated, such as there are many curves, it may be difficult to cut out accurately. In the invention of this claim, when setting the path for cutting the product from the effective area, it is possible to set a more appropriate path reflecting these restrictions according to the material of the material and the shape of the product. Will be made. Specifically, if there is a small roundness at the corner, nesting is performed by complementing with a straight line, and the cutting path is performed along the actual roundness. In other words, the path is set by reducing the shape to a simple shape, and cutting of places other than the effective area is avoided as much as possible.
In addition to the above, it is also possible to store data about the apparatus that actually performs cutting and the cutting means, and to set the path reflecting these data.
請求項３に記載の発明は、前記のネスティング装置であって、
前記ネスティング装置は、さらにバックライト部を有し、
前記バックライト部は、平面状に輝いて、素材の一方から他方に光を照射し、
前記素材形状データ入力部は、前記バックライト部が平面状に輝いて、素材の一方から他方に光を照射することにより生じた素材の影を、素材の他方から素材の形状についての画像データとして入力されるものであることを特徴とするネスティング装置である。
The invention according to
The nesting device further includes a backlight unit,
The backlight part shines in a planar shape, irradiates light from one of the materials to the other,
The material shape data input unit is configured such that the backlight unit shines in a planar shape and the shadow of the material generated by irradiating light from one of the materials to the other is used as image data about the shape of the material from the other material A nesting apparatus characterized by being input.
本請求項の発明においては、素材の形状（外形）の入力にバックライトを使用するため、先行する板取り等のために複雑な形状となっている素材であっても、熟練を必要とせず、入力する者によるバラツキもなく、素材の形状を入力することが可能であり、入力に必要な時間も短縮される。
なお、「平面状に輝いて」とは、電球（点状）や蛍光灯（線状）と異なり、微小な光源を平面状に配列する、さらには拡散板をも使用する等して、光源の形状が平面状となっていることを指す。これにより、シルエットが明瞭となるため、特に半影の処理（素材の境界の判別）が容易となるだけでなく、素材が超高圧で合成した人造ダイヤやＢＮの様に小さくても、正確な入力が容易となる。
なお、「素材の一方から他方」とは、素材の下方から上方に向かって照射することが、装置の設置の面からは好ましいが、これに限定されるものではない。
In the invention of this claim, since the backlight is used to input the shape (outer shape) of the material, even if the material has a complicated shape due to the preceding planing, etc., no skill is required. It is possible to input the shape of the material without variation by the input person, and the time required for the input can be shortened.
Note that “shining flat” means that unlike light bulbs (dots) and fluorescent lamps (linears), light sources are arranged by arranging minute light sources in a plane or using a diffuser plate. Indicates that the shape is flat. As a result, the silhouette becomes clear, so that not only processing of penumbra (determination of the boundary of the material) is easy, but even if the material is small like an artificial diamond or BN synthesized at ultra high pressure, it is accurate. Easy input.
In addition, although it is preferable from the surface of installation of the apparatus that “irradiating from one side of the material to the other” is preferably performed from the lower side to the upper side of the material, it is not limited to this.
請求項４に記載の発明は、前記のネスティング装置であって、
前記ネスティング装置は、さらにリング照明部を有し、
前記リング照明部は、素材の周囲かつ斜め方向から光を照射し、
前記素材形状データ入力部は、素材表面に直交する方向に位置し、さらに前記リング照明部が素材に照射した光の反射光を前記マーキングについての画像データとして入力されるものであることを特徴とするネスティング装置である。
Invention of
The nesting device further includes a ring illumination unit,
The ring illumination unit irradiates light from the surrounding and oblique direction of the material,
The material shape data input unit is positioned in a direction orthogonal to the material surface, and further, the reflected light of the light irradiated on the material by the ring illumination unit is input as image data for the marking. This is a nesting device.
本請求項の発明においては、前記マーキングについての画像データを、リング照明部から素材に照射した光の反射光として入力されるため、複雑な形状のマーキングであっても、あるいはマーキングに濃淡があっても、さらには素材の表面が工場照明等の外乱の影響を受けやすい鏡面であっても、入力するのに熟練を必要とせず、入力する者によるバラツキもなく、入力に直接要する時間も、１時間から数秒程度に短縮される。
なお、マーキングは、素材の表面の汚れ、亀裂、反りによる厚みの不足等のある箇所を操作者が肉眼で観察して、例えば油性ペンや顔料入りマーカ等で色彩（塗料）を素材表面に付すこと等によりなされる。
In the invention of this claim, since the image data about the marking is input as reflected light of the light irradiated to the material from the ring illumination unit, even if the marking has a complicated shape, or the marking has light and shade. However, even if the surface of the material is a mirror surface that is easily affected by disturbances such as factory lighting, it does not require skill to input, there is no variation by the input person, and the time required for input directly, The time is shortened from one hour to several seconds.
For marking, the operator observes the surface of the material with dirt, cracks, or insufficient thickness due to warpage with the naked eye, and attaches color (paint) to the material surface with an oil pen or pigmented marker, for example. It is done by things.
ここで、リング照明部が、素材の周囲かつ斜め方向から光を照射するのは、マーキングがない箇所に斜め上方から照射された光は、素材の表面が鏡面でなくても、あるいはつや消しがなされていても、大部分は、水平方向の向きはそのままで、入射角と同じ反射角で上向きに反射されるため、素材表面に垂直となる方向、即ち上方に設置されている素材形状データ入力部に、具体的にはＣＣＤカメラ等に、入射し難いが、マーキングのなされている場所では、上方にも反射されるからである。 Here, the ring illumination unit irradiates light from the periphery of the material and from an oblique direction because the light irradiated obliquely from above the part where there is no marking is matt even if the surface of the material is not a mirror surface. However, since most of the light is reflected upward with the same reflection angle as the incident angle without changing the horizontal direction, the material shape data input unit installed in the direction perpendicular to the material surface, that is, above the material surface Specifically, although it is difficult to enter a CCD camera or the like, it is also reflected upward in a place where marking is made.
請求項５に記載の発明は、前記のネスティング装置であって、
前記マーキングは、赤色系の色彩で描かれており、
前記リング照明部は、赤色系の光を照射するものであることを特徴とするネスティング装置である。
The invention according to
The marking is drawn in red color,
The ring illumination unit irradiates red light, and is a nesting device.
本請求項の発明においては、マーキングは赤色系の色彩で描かれており、リング照明部は赤色系の光を照射するため、マーキングは油性ペン等で付されていることもあり、素材表面に直行する位置にある素材形状データ入力部から見ると、たとえマーキング箇所の色彩が薄くても、マーキング箇所の輝度は高くなる。その結果、１度板取りがなされている素材の場合に見受けられるが、表面に油分、水分、切屑、粉塵、さび等が付着していても、確実にマーキングを画像データとして入力することが可能となる。 In the invention of this claim, the marking is drawn in a red color, and the ring illumination part emits red light, so the marking may be attached with an oil-based pen etc. When viewed from the material shape data input unit at the direct position, the brightness of the marking portion increases even if the color of the marking portion is light. As a result, it can be seen in the case of a material that has been chamfered once, but even if oil, moisture, chips, dust, rust, etc. are attached to the surface, the marking can be reliably input as image data It becomes.
ここに、「赤色系の色彩」とは、赤、黄、白を指し、特に赤を指す。
また、赤色系の色彩を使用するのは、素材の表面の如何にかかわらず、一般的に素材とマーキングのコントラストが向上するからである。
なお、素材が金属の場合には、通常赤系統の光に対する反射率は高く、このためマーキングをしていない箇所に入射したリング照明光は、乱反射することなく反対方向の斜め上方に反射される。
Here, “red color” refers to red, yellow, and white, particularly red.
The reason why red color is used is that the contrast between the material and the marking is generally improved regardless of the surface of the material.
When the material is a metal, the reflectivity for red light is usually high. Therefore, the ring illumination light incident on the portion not marked is reflected obliquely upward in the opposite direction without irregular reflection. .
請求項６に記載の発明は、前記のネスティング装置であって、
前記製品形状データ入力部は、素材から切取る製品の形状についてのデータと切取る個数についての指示が入力され、
前記経路設定部は、前記製品形状データ入力部に入力された製品の形状についてのデータを基に、所定の手順で前記有効領域認識部が認識した有効領域から製品を、指示された個数だけ切取るための経路を設定するものであることを特徴とするネスティング装置である。
The invention according to
In the product shape data input section, data on the shape of the product to be cut from the material and instructions on the number to be cut are input.
The route setting unit cuts the designated number of products from the effective area recognized by the effective area recognition unit in a predetermined procedure based on the product shape data input to the product shape data input unit. A nesting apparatus is characterized in that a route for taking is set.
本請求項の発明においては、１度の入力で複数個の製品の板取りが可能となるため、個々に板取りを行う場合に比較して、段取り作業が少なくなり、このため作業が一層効率化する。ことに、超高圧で合成したダイヤモンドやＢＮから切削工具の刃先を多数切取る様に、大よそ一定の、そして単一の形状の製品を多数切取る場合には、大きな効果が発揮されることとなる。
なお、指示された個数だけ切取るための経路の設定は、残材が他の切取りに使用可能であるように、可能な限り最小面積から行なうようになされる。
また、「指示された個数だけ切取る」とは、有効領域認識部が認識した有効領域から製品を最大個数切取る指示（この場合には、残材を他の切取に使用することは、原則としてできなくなる）を含める。
In the invention of this claim, since it is possible to plate a plurality of products with a single input, the set-up work is reduced as compared with the case of individually plate-cutting, and therefore the work is more efficient. Turn into. In particular, when cutting a large number of products of roughly uniform and single shape, such as cutting a large number of cutting tool edges from diamond or BN synthesized at ultra-high pressure, a great effect is exhibited. It becomes.
Note that the setting of the route for cutting the designated number is performed from the smallest possible area so that the remaining material can be used for other cutting.
Also, “Cut the indicated number” means to cut the maximum number of products from the effective area recognized by the effective area recognition unit (in this case, the remaining material should be used for other cutting in principle. As a result).
請求項７に記載の発明は、前記のネスティング装置であって、
前記ネスティング装置は、さらに表示部を有し、
前記表示部は、前記素材形状データ入力部に入力された素材の形状と素材に描かれている板取りの可否に関係するマーキングと、前記有効領域認識部が認識した有効領域との少なくとも一方と、前記経路設定部が設定した経路とを同時に表示するものであることを特徴とするネスティング装置である。
The invention according to claim 7 is the nesting device,
The nesting device further includes a display unit,
The display unit includes at least one of the shape of the material input to the material shape data input unit and the marking related to whether or not the plate is drawn on the material, and the effective region recognized by the effective region recognition unit. The nesting device is characterized in that the route set by the route setting unit is displayed at the same time.
本請求項の発明においては、ネスティング装置が板取りのために一応設定した経路を、操作者が確認することが可能であるため、設定された経路の、即ちネスティングの信頼性が向上する。この際、素材の形状やマーキングあるいは有効領域も同時に表示されるため、確認が容易となる。
なお、操作者が、経路を修正可能である様になっていても良い。
In the invention of this claim, since the operator can confirm the route once set for the planing by the nesting device, the reliability of the set route, that is, the nesting is improved. At this time, since the shape, marking or effective area of the material is also displayed at the same time, confirmation is easy.
Note that the operator may be able to correct the route.
請求項８に記載の発明は、
製品形状データ入力ステップと、素材形状データ入力ステップと、有効領域認識ステップと、経路設定ステップを有するネスティング方法であって、
前記製品形状データ入力ステップでは、素材から切取る製品の形状についてのデータが入力され、
前記素材形状データ入力ステップでは、素材の形状と素材に描かれている板取りの可否に関係するマーキングが画像データとして入力され、
前記有効領域認識ステップでは、前記素材形状データ入力ステップにて入力された画像データを反映して、素材から製品を切取ることが可能な領域である有効領域が認識され、
前記経路設定ステップでは、前記製品形状データ入力ステップにて入力された製品の形状についてのデータと前記有効領域認識ステップにて認識された有効領域を基に、有効領域から製品を切取るための経路が所定の手順で設定されるものであることを特徴とするネスティング方法である。
The invention according to claim 8 provides:
A nesting method having a product shape data input step, a material shape data input step, an effective area recognition step, and a route setting step,
In the product shape data input step, data on the shape of the product to be cut from the material is input,
In the material shape data input step, markings related to the shape of the material and whether or not the board is drawn are input as image data,
In the effective area recognition step, an effective area that is an area where the product can be cut out from the material is recognized, reflecting the image data input in the material shape data input step,
In the path setting step, a path for cutting the product from the effective area based on the data about the shape of the product input in the product shape data input step and the effective area recognized in the effective area recognition step Is set by a predetermined procedure.
本請求項の発明は、物の発明である請求項１を、方法の発明として捉えたものである。
The invention of this claim captures
請求項９に記載の発明は、前記のネスティング方法であって、
前記ネスティング方法は、さらに切取り用データ保持ステップを有し、
前記切取り用データ保持ステップは、素材の材料毎の切取りに関する所定のデータと、製品の形状毎の切取りに関する所定のデータを保持するものであり、
前記経路設定ステップは、前記製品形状データ入力ステップにて入力されたデータと前記切取り用データ保持ステップにて保持されているデータを反映して、所定の手順で前記有効領域認識ステップにて認識された有効領域を基に、有効領域から製品を切取るための経路を設定するものであることを特徴とするネスティング方法である。
The invention according to claim 9 is the above nesting method,
The nesting method further includes a cutting data holding step,
The cutting data holding step holds predetermined data related to cutting for each material of the material and predetermined data related to cutting for each product shape,
The route setting step is recognized in the effective area recognition step by a predetermined procedure, reflecting the data input in the product shape data input step and the data held in the cutting data holding step. The nesting method is characterized in that a route for cutting a product from the effective area is set based on the effective area.
本請求項の発明は、物の発明である請求項２を、方法の発明として捉えたものである。
The invention of this claim captures
請求項１０に記載の発明は、前記のネスティング方法であって、
前記ネスティング方法は、さらにバックライト照射ステップを有し、
前記バックライト照射ステップにて、素材の一方から他方に平面状に輝く光を照射し、
前記素材形状データ入力ステップにて、前記バックライト照射ステップにて、素材の一方から他方に平面状に輝く光を照射することにより生じた素材の影を、素材の他方から素材の形状についての画像データとして入力されるものであることを特徴とするネスティング方法である。
The invention according to
The nesting method further includes a backlight irradiation step,
In the backlight irradiation step, irradiate light shining in a planar shape from one of the materials to the other,
In the material shape data input step, in the backlight irradiation step, the shadow of the material generated by irradiating light from one side of the material to the other in a planar shape, the image of the material shape from the other material It is a nesting method characterized by being input as data.
本請求項の発明は、物の発明である請求項３を、方法の発明として捉えたものである。 The invention of the present claim captures claim 3 which is a product invention as a method invention.
請求項１１に記載の発明は、前記のネスティング方法であって、
前記マーキングは、赤色系の色彩で描かれており、
前記ネスティング方法は、さらにリング照明ステップを有し、
前記リング照明ステップにて、素材の周囲かつ斜め方向から赤色系の光を照射し、
前記素材形状データ入力ステップにて、さらに前記リング照明ステップにて素材に照射した赤色系の光の反射光が、前記素材表面に直交する方向の位置にて前記マーキングについての画像データとして入力されるものであることを特徴とするネスティング方法である。
The invention according to
The marking is drawn in red color,
The nesting method further includes a ring illumination step,
In the ring illumination step, irradiate red light from around the material and obliquely,
In the material shape data input step, the reflected light of the red light irradiated to the material in the ring illumination step is input as image data for the marking at a position in a direction perpendicular to the material surface. It is a nesting method characterized by being a thing.
本請求項の発明は、物の発明である請求項４と同５を合体させた発明を、方法の発明として捉えたものである。 The invention of this claim is an invention in which claims 4 and 5 which are inventions of products are merged as a method invention.
請求項１２に記載の発明は、前記のネスティング方法であって、
前記製品形状データ入力ステップにて、素材から切取る製品の形状についてのデータと切取る個数についての指示が入力され、
前記経路設定ステップにて、前記製品形状データ入力ステップにて入力された製品の形状についてのデータを基に、所定の手順で前記有効領域認識ステップにて認識された有効領域から製品を、指示された個数だけ切取るための経路を設定するものであることを特徴とするネスティング方法である。
The invention according to
In the product shape data input step, data about the shape of the product to be cut from the material and instructions for the number to be cut are input,
In the route setting step, the product is instructed from the effective area recognized in the effective area recognition step in a predetermined procedure based on the data on the product shape input in the product shape data input step. The nesting method is characterized in that a route for cutting out a predetermined number is set.
本請求項の発明は、物の発明である請求項６を、方法の発明として捉えたものである。
The invention of this claim captures
本発明においては、素材の形状や汚れ等の表面状態がどの様であっても、熟練や技能を必要とせずに、ネスティング装置に製品の切取りが可能である有効領域を正確に認識させることが可能となる。
また、熟練や技能を必要とせずに、ＮＣ装置等の切断部に製品切取るために必要なデータ（ＮＣデータ）を入力することが可能となる。
In the present invention, it is possible to cause the nesting device to accurately recognize the effective area where the product can be cut out without requiring skill or skill regardless of the shape of the material or the surface condition such as dirt. It becomes possible.
In addition, it is possible to input data (NC data) necessary for cutting a product into a cutting unit such as an NC apparatus without requiring skill or skill.
以下、本発明をその最良の実施の形態に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、以下の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。 Hereinafter, the present invention will be described based on the best mode. Note that the present invention is not limited to the following embodiments. Various modifications can be made to the following embodiments within the same and equivalent scope as the present invention.
（第１の実施の形態）
以下、本実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施の形態のネスティング装置（後で説明する様に、実際に切断をも行なう部分を有しているため、装置全体としては「板取装置」あるいは「ネスティング機能を有する板取装置」と記す方が適切であるかも知れないが、ネスティングの方に重点があるため、「ネスティング装置」と記す）における、素材の形状と、素材に描かれている板取りの可否に関係するマーキングを、画像データとして入力される、あるいは採り入れるための構成部分を、概念的に示す図である。本図１において、１０は板状の素材（以下、「板素材」と記す）であり、２０は画像データ入力用構造部であり、２１は板素材１０の押さえ治具であり、２２はその治具固定部であり、２３は支柱であり、２４は全体の台である。また、３０はＣＣＤカメラであり、４０はリング照明部であり、５０はバックライト部である。
(First embodiment)
Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a nesting device according to the present embodiment (as will be described later, since it has a part that actually cuts, the entire device is a “plate cutting device” or “a plate cutting device having a nesting function”. May be more appropriate, but because there is an emphasis on nesting, the marking is related to the shape of the material and whether or not the board is drawn on the material) It is a figure which shows notionally the component for inputting or taking in as image data. In FIG. 1, 10 is a plate-like material (hereinafter referred to as “plate material”), 20 is an image data input structure, 21 is a pressing jig for the
図１に示す様に、台２４の中央にバックライト部５０が水平に設置され、その上方に板素材１０が押さえ治具２１により水平に保持され、図面で台２４の右側の端部に支柱２３が立設され、図面で支柱２３の中央付近かつ板素材１０の上部側となる位置にリング照明部４０が水平に取付けられ、支柱２３の頂部付近に下方に向けてＣＣＤカメラ３０が取付けられている。
As shown in FIG. 1, a
治具固定部２２は、板素材１０を保持する押さえ治具２１を、板素材１０を保持した状態で水平に１８０度回転可能に保持するための設備であり、これについては後で説明する。
ＣＣＤカメラ３０には、レンズ、焦点合わせ機構、絞り等が装備されており、さらに支柱２３に取付ける位置を上下方向に調節することも可能である。但し、これらは周知技術であるため、詳しい図示や説明は省略する。
The
The
リング照明部４０は、板素材１０の外周、斜め上方から赤色系の光を照射する装置であり、板素材１０の上方となる中央部には、板素材１０より広い開口が形成されている。このため、リング照明部４０が板素材１０を照射した際の反射光と、バックライト部５０が板素材１０に下方からバックライトを照射した際のバックライトとを、ＣＣＤカメラ３０が画像データとして取入れる、即ち板素材１０を撮像することが可能となっている。
The
図２は、ＣＣＤカメラ３０に板素材１０の形状を画像データとして入力する様子を、概念的に示す図である。図２において、１１は板素材１０の外周の切欠き箇所であり、１２は内部の切欠き箇所であり、１７は本影であり、１８は半影である。また、５１はバックライト部５０の発光ダイオードであり、５２は同じく照明の明度分布を均一化する拡散板である。
FIG. 2 is a diagram conceptually illustrating a state in which the shape of the
図２の上の図に示す様に、バックライト部５０は、底部に多数の発光ダイオード５１からなる点光源が行列状に配列され、各発光ダイオード５１から放出された光は拡散板５２により均一な明度分布を持つようになっている。このため、バックライト部５０により板素材１０の下方から上方に向けてバックライトを照射し、上方から見下ろすと、図２の左下の（１）の図に概念的に示す様に、明るいバックライト部５０の内部に、本影１７の周辺に半影１８を伴った板素材１０のシルエットが明瞭に浮かび上がることとなる。なお、実際には、図１に示す様に、板素材１０を保持する押さえ治具２１等があるため、それらのシルエットも浮かび上がるが、あくまでも概念図であり、また煩雑となるため図示していない。
As shown in the upper diagram of FIG. 2, the
但し、図２の（１）に示す様に、板素材１０は先行する切取りにより、その周辺と内部に各々切欠き１１、１２が形成されている。このため、図２の（１）に斜線で示す様に、半影１８は板素材１０の元からの周辺のみならず、外周の切欠き箇所１１と内部の切欠き箇所１２の縁にも生じる。
ＣＣＤカメラ３０が、焦点合わせを行った後このシルエットをディジタル化された画像データとして取入れ、図示しないパソコンが所定の手順でデータ処理を行ない、板素材１０が図２の右下の（２）に示す様な形状をしていることを認識する。
However, as shown in FIG. 2 (1), the
After the
画像処理を行う際の解析（手法）の基本は、以下の通りである。
イ、本影の箇所には、板素材または板素材１０を保持する押さえ治具がある。
ロ、板素材が半透明な物質であるときには、板厚さと板材料の透過率を考量して本影か、半影かを判定する。
ハ、シルエットでない箇所には、板素材がない。
ニ、半影の箇所は、当該箇所の明るさ、幅、本影およびシルエットからの距離に応じて、板素材があるか否かを判断する。
ホ、板素材の外周、内部の切欠きの周囲は連続している。
ヘ、内部の切欠きの周囲は、原則として板素材の外周と連続している。
ト、バックライトの点光源の密度が小さい様な場合には、半影は無視したり、経験則で定まる閾値で区分けする等の処理をしたりする。
The basics of the analysis (method) when performing image processing are as follows.
B. There is a holding jig for holding the plate material or the
B) When the plate material is a translucent substance, it is determined whether it is a real shadow or a semi-shadow by considering the plate thickness and the transmittance of the plate material.
C, there is no board material in the non-silhouette area.
D. The penumbra part determines whether there is a plate material according to the brightness, width, main shadow, and distance from the silhouette of the part.
E, the outer periphery of the plate material, and the periphery of the internal notch are continuous.
In principle, the periphery of the inner notch is continuous with the outer periphery of the plate material.
When the density of the point light source of the backlight is small, penumbra is ignored or processing is performed such as dividing by a threshold determined by an empirical rule.
なお、前記解析を、特にニの解析を正確に行なうため、パソコンにはバックライト部５０や板素材１０を保持する押さえ治具２１等の正確な位置や寸法、板素材１０とバックライト部５０のＣＣＤカメラ３０からの距離、板素材１０の板厚さ、さらに必要に応じてＣＣＤカメラ３０の倍率やレンズの分解能、板材料の透過率等が別途入力されている。
In order to accurately perform the analysis, particularly the analysis of d, the personal computer has an accurate position and dimensions of the
図３は、リング照明部４０による赤色系の光の照射を利用して、ＣＣＤカメラ３０に板素材１０に描かれている板取りの可否に関係するマーキングを画像データとして入力する様子を、概念的に示す図である。図３において、１３は板素材１０の上側の表面に描かれたマーキングである。
図３の上の図に示す様に、リング照明部４０が、板素材１０の外周、上方から板素材１０の上部表面に赤色系の光を照射する。ここで、板素材１０の外周、上方から照射するのは、照射光は斜め上方から板素材１０の表面に入射することとなるため、原則として水平方向はそのままで、上下方向は入射角と反対の斜め上方に向かって反射されるようにするためである。なおこの場合、板素材１０の表面状態が鏡面であれば、入射光はなおさら反対側の斜め上方に向かって反射されることとなる。この様子を、点線状の矢印で示す。
FIG. 3 conceptually shows a state in which marking relating to the possibility of chamfering drawn on the
As shown in the upper diagram of FIG. 3, the
図３の左下の（２）は、バックライト部５０とＣＣＤカメラ３０を使用することにより、目下ネスティング装置に認識されている板素材１０の形状を示し、図２の右下の（２）と同じである。但し、板素材１０の形状は点線で示している。
図３の左下の（２）に示す様に、板素材１０の上部表面には、操作者により製品を切取るのに不適切と判断された箇所には、予め油性のサインペンで赤色系のマーキング１３が付されている。このため、このマーキング１３が付されている箇所のみは、入射光は乱反射され、一部は上方に向かうこととなる。この様子を、図３の上の図に矢印で示す。この結果、上方から見下ろすと、マーキング１３のある箇所のみが赤色系の色で明るく輝くこととなる。
3 shows the shape of the
As shown in (2) in the lower left of FIG. 3, on the upper surface of the
これをＣＣＤカメラ３０が画像データとして取入れ、パソコン（図示せず）が閾値未満の輝度の箇所はマーキングが無いと判断する足きりを主とし、広いマーキング箇所の内部の多少輝度を有する狭い箇所はマーキングの塗装が不良である箇所（従って、マーキングがある）と判断することを従とする画像処理を行なって、マーキングのある位置を正しく認識する。
この結果、ネスティング装置は、板素材１０の形状とマーキング１３の付された位置を、図３の右下の（３）に示す様に認識する。従って、板素材１０の内部、かつマーキング１３が付されていない箇所が、板取りが可能な有効領域となる。
なおこの場合にも、板素材１０の表面とＣＣＤカメラ３０の距離、その他必要に応じてリング照明部４０の照度等がパソコンに予め入力されており、また経験に基づく閾値の修正等もなされ得る。
The
As a result, the nesting apparatus recognizes the shape of the
In this case as well, the distance between the surface of the
ネスティング、即ち板取りを行なうために板素材を実際に切断する経路の設定に際しては、経験から以下の事項を考慮して行う。
イ、板取り作業には、少なくとも切断用のワイヤ等の幅が、例えば人造ダイヤモンドの放電加工用のワイヤであれば１５０μｍ〜２００μｍが、必要であり、実際にはそれより多少大きめの幅が必要である。なお、この多少大きめの幅は、板素材の材料や切断方法によって異なる。
ロ、小さい製品であっても板素材から落下する様に、切出された状態でその製品の周囲が素材に囲まれていない様にすること。
ハ、マーキングがある位置は、極力切断を行なわない。
ニ、板素材の外周に接する非有効領域は、極力最初に切除する。
ホ、ワイヤ放電加工による切断では、どうしてもいわゆるへそ残り（ワイヤの断面は円であるため、最終切断箇所に生じる製品の小さな突起部）が発生するが、その位置を製品の機能発揮、ほかの物に取付ける際に邪魔とならない箇所とする。
ヘ、極力１本の切断の経路（切断線）が、その両側にある複数の製品を切出す際の境界となっている様にする。
ト、極力、板素材や有効領域の周辺部から切取る。
チ、複数の製品が一体になっている半製品の状態で一旦板素材から切出すことは、再度の切断を行って個々の製品を切出す必要があるため、極力避ける。
リ、極力直線状に移動し、直線状に並んだ多数の製品の辺を切取る。
Nesting, that is, the setting of the path for actually cutting the plate material in order to perform plate cutting, is performed in consideration of the following matters from experience.
B) For the plate cutting operation, at least the width of the wire for cutting, for example, 150 μm to 200 μm is necessary for a wire for electric discharge machining of artificial diamond, and actually a slightly larger width is necessary. It is. The slightly larger width varies depending on the material of the plate material and the cutting method.
B) Make sure that the product is not surrounded by the material in a cut-out state so that even a small product falls from the plate material.
C) Cutting is not performed as much as possible at the position with marking.
D. The ineffective area in contact with the outer periphery of the plate material is excised first as much as possible.
In cutting by wire electric discharge machining, there is inevitably a so-called navel residue (small cross-section of the product that occurs at the final cut location because the wire cross section is a circle). It shall be a place that will not interfere with the installation.
F. One cutting path (cutting line) should be a boundary when cutting out a plurality of products on both sides.
Grip as much as possible from the periphery of the plate material and effective area.
H. Cutting out from a plate material once in the state of a semi-finished product in which a plurality of products are integrated is necessary to avoid cutting as much as possible because it is necessary to cut each product again.
Move as much as possible in a straight line and cut out the edges of a large number of products in a straight line.
前記イからリを考慮しつつ、ネスティングを行なう。即ち、板取りを行なう最適な位置を見出す。具体的には、例えば以下の２種の手法を用いる。
（第１の手法）
現在販売されているネスティング用のプログラムを使用する。
ただし、現在販売されているプログラムは、素材の形状が円であり、複数の異種の形状の物のネスティングを対象としたものがほとんどである。このため、素材が超高圧で合成されたダイヤモンドのように、どうしてもその一部に非有効領域が発生することがあり得る場合、端材から切取る場合、さらにはそのような素材から同一形状の製品を多数切取るような場合には有効ではない。
Nesting is performed in consideration of the above (i). That is, the optimum position for taking a plate is found. Specifically, for example, the following two methods are used.
(First method)
Use a nesting program currently on the market.
However, most of the programs that are currently sold have a circular shape and are intended for nesting of objects of different shapes. For this reason, when the material is inevitably generated with an ineffective region, such as diamond synthesized at an ultra-high pressure, when it is cut off from the end material, and further, the same shape is formed from such material. It is not effective when cutting out many products.
（第２の手法）
大よそ、以下に示すプログラムによる。
イ、入力された製品の形状の升目を描く。例えば、製品の形状が３ｃｍ×５ｃｍの長方形であれば、３ｃｍ×５ｃｍの升目を描く。同じく、直径３ｃｍの円であれば、その円に外接する六角形の升目を描く。三角形や台形であれば、２個を組合わせて１つの平行四辺形として、その相互に平行な２つの辺に沿って升目を入れる。
ロ、描いた升目内で、有効領域を０．５ｍｍピッチで前後左右に動かし、また５度角ピッチで回転させ、完全な升目が一番多く取れる位置と角度やそれに近い位置と角度を見出す。
ハ、見出された位置と角度等における有効領域内で、入力された個数だけ製品の板取りを行なった残材にできるだけ広い円形や正方形を描けること、ワイヤカットを行なうトータルの長さが少ないこと等を基準にして最適な経路を決定する。またこのため、パソコンにはこれらの方針で経路を設定するため、必要なプログラムが、具体的には製品が隣接している経路を優先する等のプログラムが、予め入力されている。
(Second method)
The program is shown below.
B) Draw a grid of the shape of the input product. For example, if the shape of the product is a 3 cm × 5 cm rectangle, a 3 cm × 5 cm cell is drawn. Similarly, if the circle has a diameter of 3 cm, draw a hexagonal cell circumscribing the circle. In the case of a triangle or trapezoid, two are combined to form one parallelogram, and a grid is formed along two sides parallel to each other.
B) Within the drawn grid, the effective area is moved back and forth, left and right at a pitch of 0.5 mm, and rotated at a pitch of 5 degrees to find the position and angle at which the largest number of complete grids can be taken, and the position and angle close thereto.
C, within the effective area at the found position and angle, etc., to draw as wide a circle or square as possible on the remaining material after cutting the input number of pieces, and the total length of wire cutting is small The optimum route is determined based on the above. For this reason, in order to set a route in accordance with these policies, a necessary program, specifically, a program that gives priority to a route adjacent to a product is input in advance to the personal computer.
前記第１、第２の何れかの手法の結果最適な経路が決定されると、今度は経路を構成する線の切断順序が決められる。その手順であるが、製品と有効領域の広さの比率、板取りを行なう製品の個数等の条件にもよるが、大よそ以下の通りである。
イ、周辺部からの切断を優先する。特に、周辺部の非有効領域の除去と製品の外周の切断を兼ねた切取りを優先する。
ロ、複数の製品が一体となった半製品の状態での切出しは、再度の据付やネスティングが必要となるため、極力避ける。
ハ、残材を極力有効に活用するため、半島状の狭い有効領域からの切取を優先する。なお、ネスティングであるため、指示された個数だけ切取るための経路の設定は、残材が他の切取に使用可能である様に、可能な限り最小面積とするのは勿論である。
When the optimum route is determined as a result of the first or second method, the cutting order of the lines constituting the route is determined. The procedure is as follows, although it depends on conditions such as the ratio of the width of the product to the effective area and the number of products to be cut.
B. Prioritize cutting from the periphery. In particular, priority is given to cutting that combines the removal of the ineffective area in the peripheral portion and the cutting of the outer periphery of the product.
B) Avoid cutting in the form of a semi-finished product with multiple products as much as possible because it requires re-installation and nesting.
C. Prioritize cutting from a peninsula-shaped narrow effective area in order to utilize the remaining material as much as possible. Since the nesting is used, the route setting for cutting out the designated number of course is of the smallest possible area so that the remaining material can be used for other cutting.
図４は、パソコンの内部で、入力された個数だけ製品を切取るために、経路が決定され、さらに操作者によりチェックを受け、必要に応じて修正がなされていく様子を概念的に示す図である。図４において、１４はネスティング装置において決定された製品を切取るための経路であり、１５は操作者が何らかの理由で好ましくないと判断した切取り位置であり、１６は操作者により設定された切取り位置である。
図４の（３）は、図３の（３）と同じ状態である。
ネスティング装置は、図４の（４）に示す様に、別途入力された製品の形状と板取り個数についてのデータを基に、所定の経路で製品を切取る経路１４を設定する。
FIG. 4 is a diagram conceptually showing a state in which a route is determined in order to cut out the input number of products inside the personal computer, and further, a check is performed by the operator and correction is made as necessary. It is. In FIG. 4, 14 is a path for cutting a product determined by the nesting device, 15 is a cutting position that the operator has determined to be undesirable for some reason, and 16 is a cutting position set by the operator. It is.
(3) in FIG. 4 is the same state as (3) in FIG.
As shown in (4) of FIG. 4, the nesting apparatus sets a
操作者は、この設定された経路１４を液晶ディスプレイ（図示せず）に、板素材１０の外周、マーキング１３と共に表示させる。
これでよければ、操作者がＯＫの指示を入力し、板取りのための切断が開始されることとなる。
目下板取りの対象とされている製品を所定の個数切取った後に、別途大きな形状の製品を切出す予定があるため、切取りを行なった後の状態の板素材に広い有効領域が残っていることが必要である等の何らかの理由で、ネスティング装置が設定した経路１４を修正する必要があるときには、操作者は板取りのための切断開始ＮＯを指示し、修正を行なう。
The operator displays the
If this is acceptable, the operator inputs an OK instruction, and cutting for cutting is started.
There is a plan to cut out a product with a large shape after cutting a predetermined number of products that are currently targeted for cutting, leaving a large effective area in the plate material after cutting. When it is necessary to correct the
図４の（５）に修正の内容を示す。移動すべき板取りの位置１５を指定し、変更後の板取りを行う位置を指示する。
図４の（６）が、修正後の状態である。この状態で、操作者はＯＫの指示を入力し、板取りのための切断が開始される。
The contents of the correction are shown in (5) of FIG. The
(6) in FIG. 4 shows a state after correction. In this state, the operator inputs an OK instruction, and cutting for cutting is started.
なおこの場合、経路を構成する各線の切断順序が表示され、これについても操作者がチェックや修正を行なうことが可能となる様にしていても良い。
また、形状が異なる複数の種類の製品を、複数個ずつ板取りを行なうための経路を同時に設定し、表示することが可能となる様にしていても良い。これにより、例えば寸法が大きい製品を所定個数切取るための経路が設定され、その残材となる箇所から寸法が小さい製品を可能な限り多数切取る様なことも可能となる。
In this case, the cutting order of each line constituting the route may be displayed, and it may be possible for the operator to check or correct this.
Further, a plurality of types of products having different shapes may be set and displayed at the same time as a path for cutting a plurality of products. Thereby, for example, a path for cutting a predetermined number of products having a large dimension is set, and it is possible to cut as many products having a small dimension as possible from the remaining material.
図５は、本実施の形態のネスティング装置の各構成部と、それら各部間のデータ等の流れを概念的に示す図である。図５において、６０はネスティング装置の経路を設定することに関係する解析や各部の制御等を行なう設計制御部であり、６１はそのデータ入力部であり、６２はその表示部であり、６３はその操作入力部であり、７０は板取装置の実際の板取りを行なうことに関係する制御等を行なう作業制御部であり、７１はそのワイヤカッター部である。
FIG. 5 is a diagram conceptually showing each component of the nesting device of the present embodiment and the flow of data and the like between these components. In FIG. 5,
設計制御部６０には、データ入力部６１から板素材の材質等、製品の形状や寸法や切取る個数等、その他切取りを行なうために必要なデータが入力されてくる。また、ＣＣＤカメラ３０からは、ディジタルデータの形式で画像データが入力される。また、液晶ディスプレイ、画像ボード、ＰＩＯボード、ＶＧＡボード等を有する表示部６２には、必要に応じて表示するべきデータ等の送受信を行なう。また、キーボード、マウス等を有する操作入力部６３からは、作業者からの各種の指示や修正要求等を入力される。なお、表示部６２の表示を見て操作者が入力する修正要求や指示等は、一旦表示部６２に入力されてから設計制御部６０に入力されることもある。
The
また、設計制御部６０は、操作者の指示や必要に応じて、ＣＣＤカメラ３０、リング照明部４０、バックライト部５０に、絞り、輝度等についての制御信号（Ｃ．Ｓ．）を送る。
また、ＬＡＮを介して、作業制御部７０に、決定された切断経路等についてのデータを送信する。
これらの解析、制御等を行うため、設計制御部６０は、画像処理、有効領域認識、経路設定、設定した経路等の表示、表示した経路の操作者の指示による修正、決定した経路等の送信、作業制御部７０へのＬＡＮを介しての送信等を行うためのプログラムが格納されており、また入力された素材情報等のデータや入力されたプログラム等を記憶するためのメモリを有している。
In addition, the
In addition, data on the determined cutting route and the like is transmitted to the
In order to perform such analysis and control, the
作業制御部７０は、設計制御部６０から送信されてきた板素材に切断を行なう経路、経路を構成する切断線の実行順序等についての情報を基に、ワイヤカッター部７１を制御して、板素材を切断し、製品を切取る。またこのため、作業制御部７０には、ＬＡＮ通信を行なうためのプログラム、ワイヤカット静電加工（ＷＥＤＭ）を行なうためのプログラム等が格納されている。
なお、経路を構成する切断線の実行順序等の決定は、設計制御部６０でなく作業制御部７０にてなされる様になっていても良い。
The
Note that the order of execution of the cutting lines constituting the route may be determined by the
また、本実施の形態の板取装置では、ネスティング装置の画像データが入力される、あるいは採り入れるための画像データ入力用構造部２０、押さえ治具２１、全体の台２４、ひいてはＣＣＤカメラ３０、リング照明部４０、バックライト部５０等と、実際に板取りを行なうワイヤカッター部７１は、位置合せを行なっている。
具体的には、図１に示す状態で、板素材１０を保持している押さえ治具２１と治具固定部２２が、板素材１０を保持したまま１８０度回転すれば、支柱２３に対向する位置に設置してあるワイヤカッター部７１にセットされる様になっている。
Further, in the planer of the present embodiment, image
Specifically, in the state shown in FIG. 1, if the holding
このため、板素材１０の有効領域を確認し、板取りを行なうための切断経路を設定し、経路が最終決定された段階で操作者が板取りの開始ＯＫの指示を入力すれば、押さえ治具２１等が予めのプログラムに従って１８０度回転し、板素材１０をその位置情報と共にワイヤカッター部７１に引渡し、最終的に決定された経路に従ってのワイヤカッター部７１による板素材１０のワイヤカット（切断）がなされることとなる。
For this reason, if the effective area of the
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態のネスティング装置においては、素材の形状を画像データとして入力する際に、図１に示す様に素材を押さえ治具にて保持しているが、本実施の形態では半円形のカセット型素材保持部で保持して拡散板の上に置いておき、さらに製品の切取りに際してもこのカセット型素材保持部で素材の周囲を保持する様にしたものである。このため、小さな素材の場合に取扱いが容易となり、またカセット型素材保持部は半円形であるため、素材から製品をワイヤ放電加工で切出す際に、ワイヤの装着に際して邪魔にならない。
(Second Embodiment)
In the nesting apparatus of the first embodiment, when the shape of the material is input as image data, the material is held by a holding jig as shown in FIG. The cassette-type material holding part is held on the diffusion plate and the periphery of the material is held by the cassette-type material holding part when the product is cut out. For this reason, handling becomes easy in the case of a small material, and since the cassette type material holding part is semicircular, when cutting out a product from the material by wire electric discharge machining, it does not interfere with the mounting of the wire.
以下、この様子を、図６を参照しつつ説明する。
図６の（１）は、画像データとして入力されるために、素材がカセット型素材保持部に保持された状態で拡散板上に設置された状態を概念的に示す図であり、図６の（２）は入力された画像データに装置内で板取りのネスティングがなされている様子を概念的に示す図である。
図６において、１３は板素材１０に付されたマーキングであり、２５はカセット型素材保持部であり、２６は接着剤であり、８０と８１は平行四辺形の交差する２つの辺の方向に引いた升目線であり、太線で示す８５は２個一組の製品からなる平行四辺形であり、８６は２個一組でない製品の部分あり、８７は２個一組で菱形をなす製品の境界線である。
Hereinafter, this state will be described with reference to FIG.
FIG. 6 (1) is a diagram conceptually showing a state in which the material is placed on the diffusion plate in a state of being held in the cassette-type material holding portion in order to be inputted as image data. (2) is a diagram conceptually showing a state in which nesting is performed on the input image data in the apparatus.
In FIG. 6, 13 is a marking attached to the
図６の（１）に示す様に、板素材１０は接着剤２６を使用してその周囲５箇所でカセット型素材保持部２５に保持され、さらに極めて正確に外形が入力される様にその状態で拡散板（素材の周囲に平面状に存在するため、符号をとって明示することはしていない）上に設置されている。
また、図６の（２）に示す様に、入力された板素材１０の有効領域には、最適なネスティングのために、製品の形状を２個組合わせた平行四辺形から定まる升目線８０が仮想的に引かれている。なお、製品を必要な個数だけ切取ると素材が余るため、縦方向の下方（図面の下側）には、升目線は引かれていない。
As shown in FIG. 6 (1), the
Further, as shown in FIG. 6 (2), in the effective area of the inputted
さらに、例えば縦方向の最上部の列では、２個一組でネスティングを行なった残りの領域からも製品を１個切取り可能であるため、その旨の線引きがなされている。
この下で、切取り経路が決定され、原則として図面の上方の位置から切取りがなされることとなる。
ただし、製品の切取に際しては、２個一組ではなく、１個、１個が切取られるのは勿論である。
またこの際、カセット型素材保持部２５は、板素材１０を半円状に囲んでいるため、放電加工により素材の切削を行なうワイヤ（図示せず）の障害とならない。また、ワイヤ放電加工であるため、機械切削等と異なり、素材の保持は簡単な手段であっても強度的に充分となっている。
Further, for example, in the uppermost column in the vertical direction, one product can be cut out from the remaining area where nesting is performed in pairs, so that the line is drawn accordingly.
Under this, a cutting path is determined, and in principle, cutting is performed from a position above the drawing.
However, when cutting out products, it is a matter of course that not one set but two pieces are cut out.
At this time, since the cassette type
（第３の実施の形態）
本実施の形態は、マーキングが板素材の表裏両面になされている場合である。
この場合には、板素材の形状とマーキングの画像データとしての入力は、各２度行なわれる。ただし、板素材の形状は不変であるため、板素材の表裏両面のマーキングの位置合せは、板素材の形状を基になされることとなる。
(Third embodiment)
In this embodiment, the marking is made on both the front and back surfaces of the plate material.
In this case, the shape of the plate material and the input as the marking image data are performed twice each. However, since the shape of the plate material is unchanged, the alignment of the markings on both the front and back sides of the plate material is made based on the shape of the plate material.
１０ 板素材
１１ 板素材の外周の切欠き箇所
１２ 内部の切欠き箇所
１３ マーキング
１７ 本影
１８ 半影
２０ 画像データ入力用構造部
２１ 押さえ治具
２２ 治具固定部
２３ 支柱
２４ 台
２５ カセット型素材保持部
２６ 接着剤
３０ ＣＣＤカメラ
４０ リング照明部
５０ バックライト部
５１ 発光ダイオード
５２ 拡散板
６０ 設計制御部
６１ データ入力部
６２ 表示部
６３ 操作入力部
７０ 作業制御部
７１ ワイヤカッター部
８０、８１ 升目線
８５ 平行四辺形
８６ ２個一組でない製品の部分
８７ ２個一組で菱形をなす製品の境界線
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記製品形状データ入力部は、素材から切取る製品の形状についてのデータが入力され、
前記素材形状データ入力部は、素材の形状と素材に描かれている板取りの可否に関係するマーキングを画像データとして入力され、
前記有効領域認識部は、前記素材形状データ入力部に入力された画像データを反映して、素材から製品を切取ることが可能な領域である有効領域を認識し、
前記経路設定部は、前記製品形状データ入力部に入力された製品の形状についてのデータと前記有効領域認識部が認識した有効領域を基に、有効領域から製品を切取るための経路を所定の手順で設定するものであることを特徴とするネスティング装置。 A nesting device having a product shape data input unit, a material shape data input unit, an effective area recognition unit, and a path setting unit,
The product shape data input unit receives data about the shape of the product to be cut from the material,
The material shape data input unit is input as image data markings related to the shape of the material and whether or not the board is drawn on the material,
The effective area recognizing unit reflects the image data input to the material shape data input unit, recognizes an effective area that is an area where a product can be cut out from a material,
The path setting unit is configured to determine a path for cutting the product from the effective area based on the data about the product shape input to the product shape data input unit and the effective area recognized by the effective area recognition unit. A nesting apparatus characterized by being set by a procedure.
前記切取り用データ保持部は、素材の材料毎の切取りに関する所定のデータと、製品の形状毎の切取りに関する所定のデータを保持しており、
前記経路設定部は、前記製品形状データ入力部から入力されたデータと前記切取り用データ保持部の保持するデータを反映して、所定の手順で前記有効領域認識部が認識した有効領域を基に、有効領域から製品を切取るための経路を設定するものであることを特徴とする請求項１に記載のネスティング装置。 The nesting device further includes a cutting data holding unit,
The cutting data holding unit holds predetermined data related to cutting for each material of the material and predetermined data related to cutting for each product shape,
The path setting unit reflects the data input from the product shape data input unit and the data held by the cut data holding unit based on the effective area recognized by the effective area recognition unit in a predetermined procedure. 2. The nesting apparatus according to claim 1, wherein a path for cutting a product from an effective area is set.
前記バックライト部は、平面状に輝いて、素材の一方から他方に光を照射し、
前記素材形状データ入力部は、前記バックライト部が平面状に輝いて、素材の一方から他方に光を照射することにより生じた素材の影を、素材の他方から素材の形状についての画像データとして入力されるものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のネスティング装置。 The nesting device further includes a backlight unit,
The backlight part shines in a planar shape, irradiates light from one of the materials to the other,
The material shape data input unit is configured such that the backlight unit shines in a planar shape and the shadow of the material generated by irradiating light from one of the materials to the other is used as image data about the shape of the material from the other material. 3. The nesting device according to claim 1, wherein the nesting device is input.
前記リング照明部は、素材の周囲かつ斜め方向から光を照射し、
前記素材形状データ入力部は、素材表面に直交する方向に位置し、さらに前記リング照明部が素材に照射した光の反射光を前記マーキングについての画像データとして入力されるものであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のネスティング装置。 The nesting device further includes a ring illumination unit,
The ring illumination unit irradiates light from the surrounding and oblique direction of the material,
The material shape data input unit is positioned in a direction orthogonal to the material surface, and further, the reflected light of the light irradiated on the material by the ring illumination unit is input as image data for the marking. The nesting device according to any one of claims 1 to 3.
前記リング照明部は、赤色系の光を照射するものであることを特徴とする請求項４に記載のネスティング装置。 The marking is drawn in red color,
The nesting device according to claim 4, wherein the ring illumination unit emits red light.
前記経路設定部は、前記製品形状データ入力部に入力された製品の形状についてのデータを基に、所定の手順で前記有効領域認識部が認識した有効領域から製品を、指示された個数だけ切取るための経路を設定するものであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のネスティング装置。 In the product shape data input section, data on the shape of the product to be cut from the material and instructions on the number to be cut are input.
The route setting unit cuts the designated number of products from the effective area recognized by the effective area recognition unit in a predetermined procedure based on the product shape data input to the product shape data input unit. 6. The nesting device according to claim 1, wherein a route for taking is set.
前記表示部は、前記素材形状データ入力部に入力された素材の形状と素材に描かれている板取りの可否に関係するマーキングと、前記有効領域認識部が認識した有効領域との少なくとも一方と、前記経路設定部が設定した経路とを同時に表示するものであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のネスティング装置。 The nesting device further includes a display unit,
The display unit includes at least one of the shape of the material input to the material shape data input unit and the marking related to whether or not the plate is drawn on the material, and the effective region recognized by the effective region recognition unit. 7. The nesting device according to claim 1, wherein the route set by the route setting unit is displayed at the same time.
前記製品形状データ入力ステップでは、素材から切取る製品の形状についてのデータが入力され、
前記素材形状データ入力ステップでは、素材の形状と素材に描かれている板取りの可否に関係するマーキングが画像データとして入力され、
前記有効領域認識ステップでは、前記素材形状データ入力ステップにて入力された画像データを反映して、素材から製品を切取ることが可能な領域である有効領域が認識され、
前記経路設定ステップでは、前記製品形状データ入力ステップにて入力された製品の形状についてのデータと前記有効領域認識ステップにて認識された有効領域を基に、有効領域から製品を切取るための経路が所定の手順で設定されるものであることを特徴とするネスティング方法。 A nesting method having a product shape data input step, a material shape data input step, an effective area recognition step, and a route setting step,
In the product shape data input step, data on the shape of the product to be cut from the material is input,
In the material shape data input step, markings related to the shape of the material and whether or not the board is drawn are input as image data,
In the effective area recognition step, an effective area that is an area where the product can be cut out from the material is recognized, reflecting the image data input in the material shape data input step,
In the path setting step, a path for cutting the product from the effective area based on the data about the shape of the product input in the product shape data input step and the effective area recognized in the effective area recognition step Is set according to a predetermined procedure.
前記切取り用データ保持ステップは、素材の材料毎の切取りに関する所定のデータと、製品の形状毎の切取りに関する所定のデータを保持するものであり、
前記経路設定ステップは、前記製品形状データ入力ステップにて入力されたデータと前記切取り用データ保持ステップにて保持されているデータを反映して、所定の手順で前記有効領域認識ステップにて認識された有効領域を基に、有効領域から製品を切取るための経路を設定するものであることを特徴とする請求項８に記載のネスティング方法。 The nesting method further includes a cutting data holding step,
The cutting data holding step holds predetermined data related to cutting for each material of the material and predetermined data related to cutting for each product shape,
The route setting step is recognized in the effective area recognition step by a predetermined procedure, reflecting the data input in the product shape data input step and the data held in the cutting data holding step. 9. The nesting method according to claim 8, wherein a path for cutting a product from the effective area is set based on the effective area.
前記バックライト照射ステップにて、素材の一方から他方に平面状に輝く光を照射し、
前記素材形状データ入力ステップにて、前記バックライト照射ステップにて、素材の一方から他方に平面状に輝く光を照射することにより生じた素材の影を、素材の他方から素材の形状についての画像データとして入力されるものであることを特徴とする請求項８または請求項９に記載のネスティング方法。 The nesting method further includes a backlight irradiation step,
In the backlight irradiation step, irradiate light shining in a planar shape from one of the materials to the other,
In the material shape data input step, in the backlight irradiation step, the shadow of the material generated by irradiating light from one side of the material to the other in a planar shape, the image of the material shape from the other material 10. The nesting method according to claim 8, wherein the nesting method is input as data.
前記ネスティング方法は、さらにリング照明ステップを有し、
前記リング照明ステップにて、素材の周囲かつ斜め方向から赤色系の光を照射し、
前記素材形状データ入力ステップにて、さらに前記リング照明ステップにて素材に照射した赤色系の光の反射光が、前記素材表面に直交する方向の位置にて前記マーキングについての画像データとして入力されるものであることを特徴とする請求項８ないし請求項１０のいずれかに記載のネスティング方法。 The marking is drawn in red color,
The nesting method further includes a ring illumination step,
In the ring illumination step, irradiate red light from around the material and obliquely,
In the material shape data input step, the reflected light of the red light irradiated to the material in the ring illumination step is input as image data for the marking at a position in a direction perpendicular to the material surface. 11. The nesting method according to claim 8, wherein the nesting method is one.
前記経路設定ステップにて、前記製品形状データ入力ステップにて入力された製品の形状についてのデータを基に、所定の手順で前記有効領域認識ステップにて認識された有効領域から製品を、指示された個数だけ切取るための経路を設定するものであることを特徴とする請求項８ないし請求項１１のいずれかに記載のネスティング方法。
In the product shape data input step, data about the shape of the product to be cut from the material and instructions for the number to be cut are input,
In the route setting step, the product is instructed from the effective area recognized in the effective area recognition step in a predetermined procedure based on the data on the product shape input in the product shape data input step. 12. The nesting method according to any one of claims 8 to 11, wherein a route for cutting a predetermined number is set.
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