JP4390622B2 - Automatic nesting method - Google Patents
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Description
この発明は自動ネスティング方法に関し、長方形の鋼板などの素材から歩留まり良く部材を配置して行くネスティング作業を自動化できるようにしたもので、例えば船体を構成する部材の自動ネスティングなどに好適なものである。 The present invention relates to an automatic nesting method, which can automate a nesting operation in which members are arranged from a material such as a rectangular steel plate with a high yield, and is suitable for, for example, automatic nesting of members constituting a hull. .
従来から、素材に部材を割り当てるネスティングは、種々の分野で行われており、例えば鋼板や金属板などの素材から機械などの部材を切り出したり、素材である布地から衣服の部材を切り出す場合などにネスティングが行われている。 Conventionally, nesting for allocating members to materials has been performed in various fields, for example, when cutting out members such as machines from materials such as steel plates and metal plates, or when cutting out members of clothes from cloths that are materials, etc. Nesting is done.
このようなネスティングが必要なもののひとつに船体構造があり、非常に多くの部材で構成されることから、部材を長方形の鋼板から切り出した後のスクラップを少なく（歩留まり良く）、なおかつプラズマ切断機などを効率よく稼働させることが出来るように鋼板に部材を配置していく必要がある。 One of the things that require such nesting is the hull structure, which is composed of a large number of members, so there is little scrap after cutting the members from a rectangular steel plate (good yield), and a plasma cutting machine, etc. It is necessary to arrange members on the steel plate so that the can be operated efficiently.
従来、このネスティング作業は、紙で縮尺した部材を作成し、縮尺した素材を用意してこれに貼り付けて配置を決めるなどの手作業で行われてきたが、近年、電算プログラムによる自動ネスティング方法もある程度開発されるようになってきた。 Conventionally, this nesting work has been done manually, such as creating a member scaled with paper, preparing a scaled material and pasting it on it, and deciding the layout. Has also been developed to some extent.
これまでの自動ネスティングの手法としては、経験則をプログラム化していく手法、遺伝的アルゴリズムによる方法)、焼き鈍し法による方法などが提案されている。 As a method of automatic nesting so far, a method of programming an empirical rule, a method using a genetic algorithm ) , a method using an annealing method, and the like have been proposed.
特許文献としても種々提案されており、例えば特許文献１には、ネスティング用データ作成方法および板部品の製造方法が開示されており、多種類の板部品に関する加工情報を含んだ板部品リストファイルに基づいて、加工機種別ならびに材質および板厚別に複数のグループに分類して、各グループ毎に別個のネスティング用データファイルを作成するようにしている。
Various patent documents have been proposed. For example,
また、特許文献２には、自動板取装置が開示され、特許文献３には、自動板取り装置及び自動板取り方法が開示され、特許文献４には、自動ネスティング装置が開示されるなど多くの文献がある。
しかしながら、一般に船体構造の部材は複雑な形状であるため、歩留まりとNC切断上の諸条件を同時に満足し、事後の手直しの必要の無い自動ネスティング手法の開発は非常に困難であり、上記のいずれの手法や提案によってもいまだ完全に自動化できるものが開発されていないのが現状である。 However, since the hull structure members are generally complex in shape, it is very difficult to develop an automatic nesting method that satisfies the yield and NC cutting conditions at the same time and does not require any subsequent rework. The current situation is that no method or proposal has yet been developed that can be fully automated.
この発明は、かかる現状に鑑みてなされたもので、複雑な形状であっても歩留まりの良い配置でネスティングすることができる自動ネスティング方法を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the present situation, and an object of the present invention is to provide an automatic nesting method capable of nesting with a good yield even in a complicated shape.
素材上に部材を配置するネスティングのための新たなアルゴリズムについて鋭意検討を重ねたところ、一般に自然界は外乱を適切に与えることによりエネルギ準位最小の状態に近づく。 As a result of intensive studies on a new algorithm for nesting for arranging members on a material, the natural world generally approaches a state where the energy level is minimum by appropriately applying a disturbance.
例えば地震が起これば土中の隙間が締まり、隙間に満たされていた水分が噴出して液状化現象を引き起こす。 For example, when an earthquake occurs, the gap in the soil is tightened, and the water filled in the gap is ejected, causing a liquefaction phenomenon.
これと同じように、鋼は、適切な温度コントロールにより組織が均一化され、また内部応力が除去される。 In the same way, steel is made uniform in structure and internal stress is removed by appropriate temperature control.
これらの現象にヒントを得て、部材が重なった状態や散らばった状態をエネルギ準位の高い状態と定義し、適切な温度コントロール（即ち、部材を確率論的に自由に移動・回転させる範囲・量のコントロール）により、隙間無く部材を配置するアルゴリズムを見出し、この発明を完成したものである。 Inspired by these phenomena, the state where the members are overlapped or scattered is defined as a state with a high energy level, and appropriate temperature control (that is, the range in which the member is freely moved and rotated stochastically) The present invention has been completed by finding an algorithm for arranging members without gaps by controlling the amount).
すなわち、この発明の自動ネスティングのアルゴリズムは、まず、鋼板上にランダムに部材を配置して部材間の重なった部分に仮想的に適切な反発力を発生させて重なりがなくなるように部材を移動するようにする。同様に、鋼板からはみ出した部分についても適切な反発力を発生させて、はみ出し部分がなくなるように部材を移動するようにする。 That is, according to the automatic nesting algorithm of the present invention, first, members are randomly arranged on a steel plate, and an appropriate repulsive force is virtually generated in the overlapping portion between the members so that the members are moved so that there is no overlap. Like that. Similarly, an appropriate repulsive force is generated for the portion that protrudes from the steel plate, and the member is moved so that the protrusion portion disappears.
このような反発力による部材の移動を繰り返し行い最初のランダムな部材配置から部材の重なりやはみ出し部分が最小となる部材配置をシミュレーションすることができる。 By repeatedly repeating the movement of the member by such a repulsive force, it is possible to simulate the member arrangement in which the overlapping or protruding portion of the member is minimized from the initial random member arrangement.
したがって、初期の部材配置の組み合わせが適当で鋼板サイズが十分であれば最終的に部材間の重なりやはみ出しが無い部材配置を得ることができる。 Therefore, if the combination of the initial member arrangements is appropriate and the steel plate size is sufficient, it is possible to finally obtain a member arrangement without overlapping or protruding between the members.
しかしながら、最初の部材配置が不適当であったり、部材が密に配置された状態では部材同士がつかえたような状態となり、部材間での重なりや鋼板からのはみ出しが残る場合がある。 However, when the initial member arrangement is inappropriate or the members are densely arranged, the members may be in a state of being held together, and there may be a case where overlap between members or protrusion from the steel plate remains.
そこで、部材温度をパラメータとする反発係数を上げて部材配置状態を不安定とした上で部材温度が高い状態にある部材の移動や交換を行い新たな部材配置状態に遷移させてシミュレーションを重ねるようにするものである。 Therefore, increase the coefficient of restitution with the member temperature as a parameter to make the member arrangement state unstable, and then move or replace the member in a state where the member temperature is high to make a transition to a new member arrangement state and repeat the simulation. It is to make.
このような自動ネスティングのアルゴリズムに基づく、この発明の具体的な構成は以下の通りである。 A specific configuration of the present invention based on such an automatic nesting algorithm is as follows.
すなわち、上記課題を解決するためこの発明の請求項１記載の自動ネスティング方法は、素材データと、ネスティング対象の部材データを読み込み、自動ネスティングするに際し、素材上にランダムに部材を配置し、部材間の重なった部分および／または素材からはみ出した部分をラップと認識し、このラップ部分に仮想的な反発力を発生させてラップがなくなるように前記部材を移動するようにしたことを特徴とするものである。
That is, in order to solve the above-described problem, the automatic nesting method according to
この自動ネスティング方法によれば、素材データと、ネスティング対象の部材データを読み込み、自動ネスティングする場合に、素材上にランダムに部材を配置し、部材間の重なった部分および／または素材からはみ出した部分をラップと認識し、このラップ部分に仮想的な反発力を発生させてラップがなくなるように前記部材を移動するようにしており、仮想的な反発力を作用させることで、素材上の部材に重なったり、はみ出すラップ部分をなくすようにして自動ネスティングできるようにしている。 According to this automatic nesting method, when material data and member data for nesting are read and automatic nesting is performed, members are randomly placed on the material, and the overlapping part between the members and / or the part protruding from the material Is recognized as a lap, a virtual repulsive force is generated in the lap portion, and the member is moved so that the lap disappears. Automatic nesting is possible by eliminating overlapping or protruding wraps.
また、この発明の請求項２記載の自動ネスティング方法は、請求項１記載の構成に加え、前記ラップ部分がなくならない場合には、前記ラップが最も少ない状態に戻した後、別な部材を投入して繰り返し、前記反発力を発生させて部材を移動するようにしたことを特徴とするものである。
Further, in the automatic nesting method according to
この自動ネスティング方法によれば、前記ラップ部分がなくならない場合には、前記ラップが最も少ない状態に戻した後、別な部材を投入して繰り返し、前記反発力を発生させて部材を移動するようにしており、ラップ部分がなくならない場合でも、ラップが最も少ない状態で次の部材によるネスティングを開始することで、効率良く自動ネスティングできるようになる。 According to this automatic nesting method, when the lap portion does not disappear, after returning to the state where the lap is the smallest, another member is inserted and repeated to generate the repulsive force and move the member. Even when the wrap portion does not disappear, the automatic nesting can be efficiently performed by starting the nesting by the next member with the least number of wraps.
さらに、この発明の請求項３記載の自動ネスティング方法は、請求項１または２記載の構成に加え、前記ラップ部分を、部材間の構成辺同士の交点と頂点が他の部材に含まれる内部点かどうかで判定するようにしたことを特徴とするものである。
Furthermore, in the automatic nesting method according to
この自動ネスティング方法によれば、前記ラップ部分を、部材間の構成辺同士の交点と頂点が他の部材に含まれる内部点かどうかで判定するようにしており、ラップ部分を簡単に判定して自動ネスティングできるようにしている。 According to this automatic nesting method, the wrap portion is determined based on whether or not the intersections and vertices of the constituent edges between the members are internal points included in other members, and the wrap portion can be easily determined. Automatic nesting is possible.
また、この発明の請求項４記載の自動ネスティング方法は、請求項１〜３のいずれかに記載の構成に加え、前記ラップ部分の交点と内部点を結ぶ領域またはこの領域を凸多角形に置き換えた領域をラップ形状とし、このラップ形状の重心に前記反発力を作用させるようにしたことを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the structure according to any one of the first to third aspects, an area connecting the intersection and the internal point of the wrap portion or this area is replaced with a convex polygon. The region is a wrap shape, and the repulsive force is applied to the center of gravity of the wrap shape.
この自動ネスティング方法によれば、前記ラップ部分の交点と内部点を結ぶ領域またはこの領域を凸多角形に置き換えた領域をラップ形状とし、このラップ形状の重心に前記反発力を作用させるようにしており、ラップ領域の形にかかわらず凸多角形に置き換えたラップ形状を用いることで、容易に重心を求め、反発力を作用させることができるようにしている。 According to this automatic nesting method, a region connecting the intersection and the internal point of the wrap portion or a region obtained by replacing the region with a convex polygon is formed into a wrap shape, and the repulsive force is applied to the center of gravity of the wrap shape. In addition, by using the wrap shape replaced with the convex polygon regardless of the shape of the wrap region, the center of gravity can be easily obtained and the repulsive force can be applied.
さらに、この発明の請求項５記載の自動ネスティング方法は、請求項４記載の構成に加え、前記反発力を、前記ラップ形状を構成する部材間の他方の部材に含まれるラップ構成辺をベクトルとして加算し、加算方向から９０度回転させた方向に作用させるとともに、この方向で前記重心から当該ラップ形状との交点までの距離に応じた大きさとし、これら方向と大きさが定められた反発力に対するラップ形状の部材のＸ，Ｙ方向および回転方向の単位移動量を運動方程式から求めてラップ部分がなくなるように移動することを特徴とするものである。
Furthermore, in the automatic nesting method according to
この自動ネスティング方法によれば、前記反発力を、前記ラップ形状を構成する部材間の他方の部材に含まれるラップ構成辺をベクトルとして加算し、加算方向から９０度回転させた方向に作用させるとともに、この方向で前記重心から当該ラップ形状との交点までの距離に応じた大きさとし、これら方向と大きさが定められた反発力に対するラップ形状の部材のＸ，Ｙ方向および回転方向の単位移動量を運動方程式から求めてラップ部分がなくなるように移動しており、ラップ形状から反発力の方向と大きさを定めることができ、この反発力に基づく移動量を簡単に求めて移動できるようになる。 According to this automatic nesting method, the repulsive force is added as a vector to the wrap constituent side included in the other member between the members constituting the wrap shape, and acts on the direction rotated 90 degrees from the addition direction. In this direction, the size is determined according to the distance from the center of gravity to the intersection with the lap shape, and the unit movement amount in the X, Y direction and rotational direction of the wrap shape member with respect to the repulsive force in which the direction and the size are determined The direction and magnitude of the repulsive force can be determined from the wrap shape, and the amount of movement based on this repulsive force can be easily obtained and moved. .
このようにして部材の移動を行うことで、部材の移動方向や回転を制限することも容易に設定することもできるようになる。 By moving the member in this manner, the moving direction and rotation of the member can be restricted and can be easily set.
また、この発明の請求項６記載の自動ネスティング方法は、請求項１〜５のいずれかに記載の構成に加え、前記部材の１つに打ち消し合う方向に反発力が発生する場合には、打ち消し合う方向に発生する反発力を部材に蓄えられる当該部材の部材温度をパラメータとする内部エネルギーとして捉え、部材温度をパラメータする反発係数を用いて移動量を変えてラップ部分がなくなるように移動することを繰り返すようにしたことを特徴とするものである。
The automatic nesting method of
この自動ネスティング方法によれば、前記部材の１つに打ち消し合う方向に反発力が発生する場合には、打ち消し合う方向に発生する反発力を部材に蓄えられる当該部材の部材温度をパラメータとする内部エネルギーとして捉え、部材温度をパラメータする反発係数を用いて移動量を変えてラップ部分がなくなるように移動することを繰り返すようにしており、３つの部材の真中の部材のように部材の１つに打ち消し合う方向の反発力が発生し、部材の移動量が小さくなってラップが解消しないような場合でも、部材温度をパラメータとする反発係数を用いることで、両側の部材の移動量を大きくして容易にラップを解消し、自動ネスティングできるようにしている。 According to this automatic nesting method, when a repulsive force is generated in a direction that cancels against one of the members, the internal temperature using the member temperature of the member that stores the repulsive force generated in the direction of canceling as a parameter. It is regarded as energy, and the movement amount is changed by using a coefficient of restitution that parameters the member temperature, and the movement is repeated so that the lap portion disappears , and one of the members like the middle member of the three members. Even when repulsive force in the direction of canceling occurs and the amount of movement of the member becomes small and wrapping is not resolved, the amount of movement of the members on both sides is increased by using the coefficient of restitution with the member temperature as a parameter. Easily removes wraps and allows automatic nesting.
また、この発明の請求項７記載の自動ネスティング方法は、請求項６記載の構成に加え、前記部材温度に基づく反発係数を高めることを繰り返してもラップ部分が解消しない場合には、前記部材の温度が最大の部材を探し、これを別の場所に移動もしくは他の部材と交換して部材を移動することを繰り返すようにし、さらに解消しない場合には最もラップが少なかった状態に戻し、すべての部材の反発係数を増減して部材を移動するようにしたことを特徴とするものである。 According to a seventh aspect of the present invention, in addition to the configuration according to the sixth aspect , in the case where the lap portion is not eliminated even by repeatedly increasing the coefficient of restitution based on the member temperature, the automatic nesting method of the member Look for the member with the highest temperature, move it to another location or replace it with another member, and move the member repeatedly. The member is moved by increasing or decreasing the coefficient of restitution of the member.
この自動ネスティング方法によれば、前記部材温度に基づく反発係数を高めることを繰り返してもラップ部分が解消しない場合には、前記部材の温度が最大の部材を探し、これを別の場所に移動もしくは他の部材と交換して部材を移動することを繰り返すようにし、さらに解消しない場合には最もラップが少なかった状態に戻し、すべての部材の反発係数を増減して部材を移動するようにしており、部材温度をパラメータとする反発係数を用いてもラップ部分が解消しない場合でも、別の場所に移動したり、別の部材と交換することで、自動ネスティングができ、さらに全ての部材の反発係数を増減することで、一層最適な自動ネスティングができるようにしている。 According to this automatic nesting method, when the lap portion is not eliminated even after repeatedly increasing the coefficient of restitution based on the member temperature, the member having the maximum temperature of the member is searched and moved to another place or Replacing with other members and moving the member is repeated, and if it is not solved further, it returns to the state with the least number of laps, and the members are moved by increasing or decreasing the coefficient of restitution of all members. Even if the lap part does not disappear even if the coefficient of restitution with the member temperature as a parameter is used, automatic nesting can be performed by moving to another place or replacing with another member, and the coefficient of restitution of all members By increasing or decreasing the value, it is possible to perform more optimal automatic nesting.
さらに、この発明の請求項８記載の自動ネスティング方法は、請求項１〜７のいずれかに記載の構成に加え、前記ラップ部分が複数生じた場合には、それぞれの反発力による移動をＸ，Ｙ方向、回転方向の成分に分けて移動するようにしたことを特徴とするものである。
Furthermore, in the automatic nesting method according to
この自動ネスティング方法によれば、前記ラップ部分が複数生じた場合には、それぞれの反発力による移動をＸ，Ｙ方向、回転方向の成分に分けて移動するようにしており、ラップ部分が複数ヶ所で生じても間単に対処して反発力による部材の移動ができるようになる。 According to this automatic nesting method, when a plurality of wrap portions are generated, the movement due to the repulsive force is divided into components in the X, Y direction, and the rotation direction, and there are a plurality of wrap portions. Even if it occurs, the member can be moved by the repulsive force by simply coping with it.
この発明の請求項１記載の自動ネスティング方法によれば、素材データと、ネスティング対象の部材データを読み込み、自動ネスティングする場合に、素材上にランダムに部材を配置し、部材間の重なった部分および／または素材からはみ出した部分をラップと認識し、このラップ部分に仮想的な反発力を発生させてラップがなくなるように前記部材を移動するようにしたので、仮想的な反発力を作用させることで、素材上の部材に重なったり、はみ出すラップ部分をなくすことができ、これにより自動ネスティングすることができる。 According to the automatic nesting method of the first aspect of the present invention, when material data and member data to be nested are read and automatic nesting is performed, members are randomly arranged on the material, and overlapping portions between the members and Since the part that protrudes from the material is recognized as a lap and a virtual repulsive force is generated in the wrap part and the member is moved so that the wrap disappears, the virtual repulsive force is applied. Thus, it is possible to eliminate a wrap portion that overlaps or protrudes from a member on the material, thereby enabling automatic nesting.
また、この発明の請求項２記載の自動ネスティング方法によれば、前記ラップ部分がなくならない場合には、前記ラップが最も少ない状態に戻した後、別な部材を投入して繰り返し、前記反発力を発生させて部材を移動するようにしたので、ラップ部分がなくならない場合でも、ラップが最も少ない状態で次の部材によるネスティングを開始することで、効率良く自動ネスティングすることができる。
According to the automatic nesting method of
さらに、この発明の請求項３記載の自動ネスティング方法によれば、前記ラップ部分を、部材間の構成辺同士の交点と頂点が他の部材に含まれる内部点かどうかで判定するようにしたので、ラップ部分を簡単に判定して自動ネスティングすることができる。
Furthermore, according to the automatic nesting method according to
また、この発明の請求項４記載の自動ネスティング方法によれば、前記ラップ部分の交点と内部点を結ぶ領域またはこの領域を凸多角形に置き換えた領域をラップ形状とし、このラップ形状の重心に前記反発力を作用させるようにしたので、ラップ領域の形にかかわらず凸多角形に置き換えたラップ形状を用いることで、容易に重心を求めることができるとともに、ラップ形状の大きさにかかわらず反発力を作用させて移動することができる。
According to the automatic nesting method of
さらに、この発明の請求項５記載の自動ネスティング方法によれば、前記反発力を、前記ラップ形状を構成する部材間の他方の部材に含まれるラップ構成辺をベクトルとして加算し、加算方向から９０度回転させた方向に作用させるとともに、この方向で前記重心から当該ラップ形状との交点までの距離に応じた大きさとし、これら方向と大きさが定められた反発力に対するラップ形状の部材のＸ，Ｙ方向および回転方向の単位移動量を運動方程式から求めてラップ部分がなくなるように移動するので、ラップ形状から反発力の方向と大きさを定めることができ、この反発力に基づく移動量を簡単に求めて移動させて自動ネスティングすることができる。
Furthermore, according to the automatic nesting method according to
このようにして部材の移動を行うことで、部材の移動方向や回転を制限することも容易に設定することもできる。 By moving the member in this manner, the movement direction and rotation of the member can be restricted and set easily.
また、この発明の請求項６記載の自動ネスティング方法によれば、前記部材の１つに打ち消し合う方向に反発力が発生する場合には、打ち消し合う方向に発生する反発力を部材に蓄えられる当該部材の部材温度をパラメータとする内部エネルギーとして捉え、部材温度をパラメータする反発係数を用いて移動量を変えてラップ部分がなくなるように移動することを繰り返すようにしたので、３つの部材の中の部材のように部材の１つに打ち消し合う方向の反発力が発生し、部材の移動量が小さくなってラップが解消しないような場合でも、部材温度をパラメータとする反発係数を用いることで、両側の部材の移動量を大きくして容易にラップを解消し、自動ネスティングすることができる。
According to the automatic nesting method of
また、この発明の請求項７記載の自動ネスティング方法によれば、前記部材温度に基づく反発係数を変えることを繰り返してもラップ部分が解消しない場合には、前記部材の温度が最大の部材を探し、これを別の場所に移動もしくは他の部材と交換して部材を移動することを繰り返すようにし、さらに解消しない場合には最もラップが少なかった状態に戻し、すべての部材の反発係数を増減して部材を移動するようにしたので、部材温度をパラメータとする反発係数を用いてもラップ部分が解消しない場合でも、別の場所に移動したり、別の部材と交換することで、自動ネスティングができ、さらに全ての部材の反発係数を増減することで、一層最適な自動ネスティングを行うことができる。
According to the automatic nesting method of
さらに、この発明の請求項８記載の自動ネスティング方法によれば、前記ラップ部分が複数生じた場合には、それぞれの反発力による移動をＸ，Ｙ方向、回転方向の成分に分けて移動するようにしたので、ラップ部分が複数ヶ所で生じても簡単に対処して反発力による部材の移動ができ、自動ネスティングを行うことができる。
Further, according to the automatic nesting method of
以下、この発明の一実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１〜図３はこの発明の自動ネスティング方法の一実施の形態にかかり、図１は全体のフロー図、図２は部材運動による自動ネスティング処理部分のフロー図、図３はラップの認識および反発力の設定のフロー図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 to 3 relate to one embodiment of the automatic nesting method of the present invention, FIG. 1 is an overall flow diagram, FIG. 2 is a flow diagram of an automatic nesting processing part by member movement, and FIG. 3 is lap recognition and repulsion. It is a flowchart of a force setting.
この自動ネスティング方法では、図１に示すように、ネスティングが開始されると、ネスティング対象となる鋼鈑などの素材データとネスティング対象となる部材の部材データが読み込まれる(ステップ１−１、１−２参照)。 In this automatic nesting method, as shown in FIG. 1, when nesting is started, material data such as a steel plate to be a nesting target and member data of a member to be a nesting target are read (Steps 1-1, 1- 2).
例えば、船舶の建造に適用する場合には、一般に、ブロックと呼ばれる幾つかの部分ごとに建造が進められることから、ネスティング工程においてもブロック単位に処理することが行われ、鋼鈑データと部材データが読みこまれる。 For example, when it is applied to the construction of a ship, since construction is generally carried out for each of several parts called blocks, processing is performed in units of blocks even in the nesting process. Is read.
この自動ネスティング方法で用いる部材形状は、図4に示すように、切断代を考慮するために開先形状に応じた切断代幅を付加するとともに、計算機上での部材運動の演算処理(シミュレーション)を簡単にするために部材形状に含まれる円弧やスプライン曲線を許容誤差範囲内に収まるように直線で近似して反時計回りのループとなるように構成する。 The member shape used in this automatic nesting method, as shown in FIG. 4, adds a cutting allowance width according to the groove shape in order to consider the cutting allowance, and also computes the member motion on the computer (simulation) In order to simplify the process, the arc or spline curve included in the member shape is approximated by a straight line so as to be within an allowable error range, so that a counterclockwise loop is formed.
一方、鋼板形状は部材が鋼板からはみ出す部分を認識する必要があるので部材形状とは逆に時計回りのループとなるように構成して鋼板の外側の領域との重なり(後述するラップ)を認識するようにしている。 On the other hand, the steel plate shape needs to recognize the part where the member protrudes from the steel plate, so it is configured to be a clockwise loop contrary to the member shape and recognizes the overlap with the outer area of the steel plate (lap described later) Like to do.
次に、鋼鈑のネスティングの優先度の設定を行う(ステップ１−３参照)。
この優先度は、例えばグレードが低く板厚が薄い鋼板から面積が大きい順等のように設定する。
Next, the steel nesting priority is set (see step 1-3).
This priority is set, for example, in the order of increasing area from a steel plate having a low grade and a thin plate thickness.
特定の鋼板にネスティングされる部材の優先度は、例えば以下の順のように設定する。
１）鋼板が明示的に指定されている。
２）鋼板との板厚差が少ない。
３）材質グレード差が少ない。
４）面積が大きい。
The priority of a member nested in a specific steel plate is set, for example, in the following order.
1) The steel plate is explicitly specified.
2) Little difference in plate thickness from steel plate.
3) There is little difference in material grade.
4) Large area.
そして、優先度が定められた後、図１に示すように、鋼鈑への対象部材の選択とネスティング優先度の設定を行う(ステップ１−４参照)。 And after a priority is defined, as shown in FIG. 1, the selection of the object member to a steel plate and the setting of a nesting priority are performed (refer step 1-4).
これらの設定に基づいて、後述するように自動ネスティングが行われることになる。すなわち、自動ネスティングでは、鋼板のグレード、板厚などの条件によりネスティング対象となる部材を選択して1部材ずつ設定した優先度順にネスティングが試みられる。 Based on these settings, automatic nesting is performed as described later. That is, in automatic nesting, nesting is tried in the order of priority set for each member by selecting members to be nested according to conditions such as the grade and thickness of the steel plate.
ただし、部材に指定されるグレード、板厚が許容範囲内で下回る部材についても優先順を落してネスティングを試みられる。 However, nesting can be attempted by lowering the priority order of members whose grades and thicknesses specified for the members are less than the allowable range.
次に、ペアリング処理が行われる(ステップ１−５参照)。
手作業によるネスティングでは、似たような形状をもつ２〜４個の部材を組み合わせて配置するペアリングと呼ばれる配置が行われることがある。ペアリングによりピアシング点と呼ばれる部材切断を開始するための穴開け数を少なくすることができ、またペアリングされた部材の外周形状が矩形に近くなるためネスティング作業が容易になるメリットがある。
Next, a pairing process is performed (see step 1-5).
In manual nesting, an arrangement called pairing in which 2 to 4 members having similar shapes are arranged in combination may be performed. By pairing, the number of holes for starting member cutting called a piercing point can be reduced, and the outer peripheral shape of the paired member is close to a rectangle, so that the nesting operation is facilitated.
そこで、この自動ネスティング方法においても部材配置を容易にするために２つの部材をペアリングして一つの部材として扱って配置することが行われる。 Therefore, also in this automatic nesting method, in order to facilitate the arrangement of the members, the two members are paired and handled and arranged as one member.
このようにして自動ネスティングのためのデータの読み込み、優先度の設定やペアリング処理などの前処理が行われた後、部材運動シミュレーションによる自動ネスティング処理が行われる(ステップ１−６参照)。 After preprocessing such as reading of data for automatic nesting, priority setting and pairing processing is performed in this way, automatic nesting processing by member motion simulation is performed (see step 1-6).
この自動ネスティング処理は、図２にそのフローを示すように、まず、部材を投入することで開始される(ステップ２−１参照)。 This automatic nesting process is started by first inserting a member as shown in the flow in FIG. 2 (see step 2-1).
まず、投入部材の配置が行われる(ステップ２−２参照)。
この投入部材の配置は、ネスティング優先度順に部材ごとに、もしくは有効なペアリングが可能であればペアリングしたままの状態でネスティングを試みる。
First, the throwing member is arranged (see step 2-2).
As for the arrangement of the input members, the nesting is tried for each member in the order of nesting priority, or in a state where the pairing is kept if effective pairing is possible.
投入する部材の配置を次のように行う。
鋼板の左端からランダムに他の部材が配置されていない空地を探して部材を投入する。
The members to be thrown in are arranged as follows.
From the left end of the steel plate, the empty space where no other member is arranged is searched for and the member is inserted.
こうして空地を探して部材を投入して行くと、部材の配置によって部材同士が重なったり、鋼鈑からはみ出す場合が生じる。 In this way, when the empty space is searched and the members are thrown in, the members may overlap with each other depending on the arrangement of the members or may protrude from the steel plate.
そこで、反発力による部材移動シミュレーションを行う(ステップ２−３参照)。
この部材運動シミュレーションでは、部材間の重なりと鋼板からのはみ出し領域（以下、ラップと称す）の認識を行い、このラップに仮想的な反発力を発生させてラップが無くなるように部材を移動する。
Therefore, a member movement simulation by repulsive force is performed (see step 2-3).
In this member motion simulation, the overlap between the members and the protruding region from the steel plate (hereinafter referred to as a lap) are recognized, and a virtual repulsive force is generated on the wrap to move the member so that there is no wrap.
このような部材移動を全部材に対して行いラップ量と以降に説明する部材温度の減少が認められなくなるまで繰り返し行う。 Such member movement is performed for all members, and is repeated until no decrease in the lap amount and member temperature described below is recognized.
このため、図３にフローを示すように、まず、ラップの認識を行う(ステップ３−１参照)。 For this reason, as shown in the flow in FIG. 3, first, lap recognition is performed (see step 3-1).
このラップの認識では、例えば図５に示すように、部材間の構成辺同士の交点と頂点が他方の部材に含まれる内部点であるかを判定する(ステップ３−２参照)。 In this lap recognition, for example, as shown in FIG. 5, it is determined whether the intersections and vertices of the constituent edges between the members are internal points included in the other member (see step 3-2).
なお、内部点には、他方の部材に含まれる点のほか、鋼鈑からのはみ出す部材形状構成点も含まれる。 In addition to the points included in the other member, the internal point includes a member shape composing point that protrudes from the steel plate.
これらの交点、内部点を結ぶことによってラップ領域の形状が得られる。同様にして、鋼板からはみ出した領域についてもラップ領域と認識する(ステップ３−３参照)。 The shape of the wrap region can be obtained by connecting these intersections and internal points. Similarly, a region protruding from the steel plate is also recognized as a lap region (see step 3-3).
これら部材同士の重なりによるラップ領域と鋼鈑からはみ出したラップ領域が凹状の形状であれば、これを凸多角形に置き換えたラップ領域をラップ形状として再定義する(ステップ３−４参照)。 If the wrap region due to the overlap between these members and the wrap region protruding from the steel plate is a concave shape, the wrap region in which this is replaced with a convex polygon is redefined as a wrap shape (see step 3-4).
これにより、図５に示すように、部材Ａと部材Ｂの一部が重なり合う場合には、ラップ領域が６角形ａ１ｃ２ｂ１ｂ２ｂ３ｃ１となるが、自動ネスティングには、ラップ形状として凸５角形のａ１ｃ２ｂ１ｂ３ｃ１を再定義して用いる。 As a result, as shown in FIG. 5, when part of the members A and B overlap, the wrap region becomes a hexagonal a1c2b1b2b3c1, but for automatic nesting, the convex pentagonal a1c2b1b3c1 is redefined. And use.
次に、ラップ形状の重心位置に適当な反発力を発生させて部材を移動する(ステップ３−５参照)。
このため、まず、ラップ領域の重心位置（反発力の発生点）を求める(ステップ３−６参照)。
Next, an appropriate repulsive force is generated at the center of gravity of the lap shape to move the member (see step 3-5).
For this reason, first, the position of the center of gravity of the lap region (the point where the repulsive force is generated) is obtained (see step 3-6).
次に、反発力の発生方向を以下にように定義する(ステップ３−７参照)。
他方の部材に含まれるラップ形状の構成辺をベクトルとして加算して反時計回りに９０度回転させた方向とする。
Next, the direction in which the repulsive force is generated is defined as follows (see step 3-7).
A wrap-shaped component side included in the other member is added as a vector, and the direction rotated 90 degrees counterclockwise.
例えば、図５に示す場合では、部材Ａに働く反発力の方向はベクトルc1→a1と、ベクトル a1→c2を加算したベクトルｃ2→ｃ1を９０度回転させた方向とし、部材Bには、その反対方向に反発力が働くとする。 For example, in the case shown in FIG. 5, the direction of the repulsive force acting on the member A is the direction obtained by rotating the vector c1 → a1 and the vector c2 → c1 obtained by adding the vector a1 → c2 by 90 degrees. Suppose a repulsive force works in the opposite direction.
ラップ形状と反発力ベクトルとの交点間距離をラップ長さとして定義し、このラップ長さを反発力の大きさとする(ステップ３−８参照)。 The distance between the intersection points of the wrap shape and the repulsive force vector is defined as the wrap length, and this wrap length is defined as the magnitude of the repulsive force (see step 3-8).
したがって、図５に示す場合には、白抜き矢印の長さが反発力の大きさを示すことになる。 Therefore, in the case shown in FIG. 5, the length of the white arrow indicates the magnitude of the repulsive force.
このように反発力の方向と大きさを求めた後、次のようにして反発力による部材の移動を行う。 After obtaining the direction and magnitude of the repulsive force in this way, the member is moved by the repulsive force as follows.
まず、反発力により部材の重心位置周りに発生する加速度成分を計算する。
部材Ａに発生する重心位置回りの加速度（Ax,Ay,ω”）は、部材Ａの重量をＭ、慣性モーメントをＣとして、式（１）の運動方程式を解くことで求められる。
The acceleration (Ax, Ay, ω ″) around the position of the center of gravity generated in the member A is obtained by solving the equation of motion of Equation (1), where M is the weight of the member A and C is the moment of inertia.
つまり、部材Ａに発生する重心位置回りの加速度（Ax,Ay,ω”）は、次式(2)となる。
ここで、
Fx、Fyはラップに反発させる反発力のＸ方向およびＹ方向のベクトル成分であり、MxyはFx,Fyによる部材の重心位置回りのモーメントであり、次式(3)で表すことができる。
Fx and Fy are vector components in the X and Y directions of the repulsive force repelling the lap, and Mxy is a moment around the center of gravity of the member due to Fx and Fy, which can be expressed by the following equation (3).
ここで、
rx,ry…部材Ａの重心位置からラップ重心位置へのベクトル成分。
here,
rx, ry: Vector component from the center of gravity position of the member A to the lap center of gravity position.
また、ここでは、部材間の質量差を考慮しないため（部材の大小に関わらずラップ重心位置での移動量を同じと考えて）式（１）で求まる加速度をラップ重心位置での加速度による仮想の移動量Ｒで割り、部材Ａに対する単位加速度成分（Aex,Aey,ωe”）を求める。 Here, since the mass difference between the members is not taken into consideration (assuming that the movement amount at the lap center of gravity position is the same regardless of the size of the member), the acceleration obtained by the equation (1) is virtually calculated by the acceleration at the lap center of gravity position. The unit acceleration component (Aex, Aey, ωe ″) with respect to the member A is obtained by dividing by the movement amount R.
この部材Ａに対する単位加速度成分（Aex,Aey,ωe”）は、次式(4)のように求めることができる。
ここで、
R=Ax+Ay+r×ω”
ｒ …部材の重心位置からラップの重心位置の間の距離
同様にして、部材Ｂに対しても単位加速度成分を求めることができる。
here,
R = Ax + Ay + r × ω ”
r: Distance between the center of gravity position of the member and the center of gravity position of the lap Similarly, the unit acceleration component can be obtained for the member B.
なお、この自動ネスティング方法では、部材間に反発力を発生させて移動する場合に、部材に発生させる反発力が打ち消し合う場合が生じることがあり、このような場合を考慮して、後述するように、部材Ａ,Bの部材温度をパラメータとする反発係数を用いるようにしており、ここでは、それぞれの部材の運動を反発係数を用いて以下のように定義する。
部材の単位移動量＝ラップ長さ×反発係数×単位加速度
このような部材の単位移動量を求めて、ラップ部分がなくなるように部材を移動し、自動ネスティングを行う(ステップ２−３参照)。
In this automatic nesting method, when the repulsive force is generated between the members and moved, the repelling forces generated on the members may cancel each other out. In addition, the coefficient of restitution using the member temperature of the members A and B as a parameter is used. Here, the motion of each member is defined as follows using the coefficient of restitution.
Unit movement amount of member = lap length × repulsion coefficient × unit acceleration Such a unit movement amount of the member is obtained, the member is moved so that there is no lap portion, and automatic nesting is performed (see step 2-3).
そして、ラップ部分がなくなれば、その投入部材の配置が終了し、次の優先度の部材の投入が行われる(ステップ２−４参照)。 Then, when there is no wrap portion, the placement of the throwing member is completed, and the next priority member is thrown (see step 2-4).
部材運動シミュレーションの過程では、１つの部材に複数の反発力が発生し打ち消し合う方向にも反発力が発生する。このような場合には、移動量が小さくなってラップ部分を解消できない。 In the process of the member motion simulation, a plurality of repulsive forces are generated in one member and repelling forces are also generated in the direction of canceling each other. In such a case, the amount of movement becomes small and the lap portion cannot be eliminated.
例えば、図６に示すように、３つの部材が重なり合って配置された状態では、真中の部材は両側の部材から反発力を受けるためほとんど移動しない。 For example, as shown in FIG. 6, in a state where three members are arranged so as to overlap with each other, the middle member receives a repulsive force from the members on both sides and hardly moves.
すなわち、このような条件では、後述する(７)式中の移動方向の符号が異なる状態の部材移動は部材運動ミュレーションの効率を大きく低下させる。 That is, under such conditions, member movement in a state in which the sign of the movement direction in equation (7) described later is different greatly reduces the efficiency of member motion simulation.
そこで、打ち消し合う方向に発生する反発力を部材に蓄えられる内部エネルギーと捉え、部材温度パラメータとして定義する。
この部材温度は部材間の反発係数として部材の移動量に反映する。
Therefore, the repulsive force generated in the direction of canceling out is regarded as internal energy stored in the member, and defined as a member temperature parameter.
This member temperature is reflected in the amount of movement of the member as a coefficient of restitution between the members.
ここで、移動後の部材温度ti+1は、次式(５)で表すことができる。
ここで、
ti+1：移動後の部材温度
α ：部材温度減衰係数（0.8）
ti ：移動前の部材温度
dc ：打ち消しあう移動量
後述の条件式(７)の(dmax > 0 ＆dmin ＜0 )で発生して各成分（dx,dy,ｄω）ごとに
dc ＝ MIN(abs(dmin),abs(dmax))
ただし、回転成分については、ｄωをｒ×ω（ｒ：部材慣動半径）とする。
here,
t i + 1 : Member temperature after movement α: Member temperature attenuation coefficient (0.8)
t i : Member temperature before movement
d c : The amount of movement to cancel out For each component (dx, dy, dω) generated by (d max > 0 & d min <0) in conditional expression (7) described later
d c = MIN (abs (d min ), abs (d max ))
However, for the rotational component, dω is r × ω (r: member inertia radius).
このような部材温度パラメータを導入することにより、図６に示すように、次の部材移動では真中の部材温度を上昇させて、相対的に部材温度が低い両側の部材の移動量を大きくし、ラップ量を大幅に減少することができることになる。 By introducing such a member temperature parameter, as shown in FIG. 6, in the next member movement, the middle member temperature is increased, and the movement amount of the members on both sides having a relatively low member temperature is increased. The amount of lap can be greatly reduced.
このような部材Ａ，Ｂの部材温度をパラメータとする反発係数は、次式(６)に示すように定義される。
ここで
ｋ０ …部材温度によらない反発係数
ta、tb …部材Ａ、Ｂの部材温度
これまでの説明では、１つのラップによる反発力に対する部材移動について説明したが、１つの部材に複数の反発力が働く場合の部材移動については、それぞれの反発力による移動を並進、回転移動成分ごとに分けて考え、各成分ごとの最大値、最小値を得て下記の条件式(７)により移動量を決定する。
ta, tb ... member temperatures of the members A and B In the above description, the member movement with respect to the repulsive force by one lap has been described. The movement due to the repulsive force is considered separately for each translational and rotational movement component, the maximum value and the minimum value for each component are obtained, and the movement amount is determined by the following conditional expression (7).
d ：成分の移動量
dmax：成分の最大移動量
dmin：成分の最小移動漁
d : Movement amount of component
d max : Maximum movement amount of the component
d min : Minimum movement of components
このような部材間に反発力を発生されたり、部材温度に基づく反発係数を用いて繰り返し自動ネスティングを行い、ラップ部分をなくすようにする(ステップ２−４参照)。 A repulsive force is generated between such members, or automatic nesting is repeatedly performed using a restitution coefficient based on the member temperature so as to eliminate the wrap portion (see step 2-4).
このような繰り返し行う自動ネスティングによってもラップが解消しない場合には、別な部材を投入し、空地を探して部材を投入することから自動ネスティングを繰り返す。 If the wrapping is not resolved even by such repeated automatic nesting, another member is inserted, the empty space is searched for, and the member is inserted to repeat the automatic nesting.
このような繰り返しによるラップ解消は、条件を変えて、例えば６０回程度繰り返されるが、ラップ量が減少しなくなれば終了する。 Such lap cancellation by repetition is repeated about 60 times, for example, by changing the conditions, but ends when the lap amount does not decrease.
そして、ラップが解消しない場合には、図２に示すように、部材配置探索が行われる(ステップ２−５参照)。 If the wrap does not disappear, a member arrangement search is performed as shown in FIG. 2 (see step 2-5).
この部材配置探索は、上述の投入部材配置(ステップ２−２〜２−４参照)でネスティングできなかった場合に行われ、投入部材配置で最もラップ量が少なかった状態に戻してから既にネスティング済みの部材配置を変更して自動ネスティングを試みる。 This member arrangement search is performed when nesting cannot be performed by the above-described throwing member placement (see steps 2-2 to 2-4), and nesting has already been performed after returning to the state where the wrap amount is the smallest in the throwing member placement. Attempt automatic nesting by changing the member arrangement.
この部材配置探索では、次ぎのような順序で行われる。
１）部材温度が最大の部材を探す。
２）この部材温度が最大のものを別の場所に移動、もしくは他部材との交換を行う。
３）部材運動シミュレーションによる自動ネスティングを行い、ラップをなくすようにする(ステップ２−６参照)。
４）ラップが解消しない場合には、自動ネスティングを数回（６０回程度）上記１）から繰り返す(ステップ２−７参照)。
５）ここまでの繰り返しでラップが解消しない場合には、これまで試した部材配置のなかで最もラップ量が少なかった状態に戻し、この状態を初期状態として数回（１０回程度）上記１）から繰り返す。
このとき、ラップ量に応じて配置状態の乱雑さをコントロールするために全部材の反発係数を増減させる。
This member arrangement search is performed in the following order.
1) Find the member with the highest member temperature.
2) Move the member with the maximum member temperature to another place or replace it with another member.
3) Perform automatic nesting by member motion simulation to eliminate wrapping (see step 2-6).
4) If the wrapping is not resolved, the automatic nesting is repeated several times (about 60 times) from 1) above (see step 2-7).
5) If the lap is not resolved by repeating the steps so far, the lap amount is returned to the smallest in the arrangement of the members tried so far, and this state is set to the initial state several times (about 10 times) 1) Repeat from.
At this time, the coefficient of restitution of all members is increased or decreased in order to control the randomness of the arrangement state according to the lap amount.
６）この自動ネスティングによってもラップが解消しない場合には、“はみ出し部材”（ネスティングできなかった部材）として別の鋼板へのネスティングが試みられる(ステップ２−９参照)。
こうして、図２に示すように、部材配置探索(ステップ２−５参照)、反発力による部材運動シミュレーション(ステップ２−６参照)を行い、ラップ判定(ステップ２−７参照)により、ラップがなくなると投入部材配置が終了(ステップ２−８参照)し、ラップが解消しない場合には、はみだし部材とされる(ステップ２−９参照)。
6) If the automatic nesting does not eliminate the lap, nesting to another steel plate is attempted as an “extrusion member” (member that could not be nested) (see step 2-9).
In this way, as shown in FIG. 2, the member arrangement search (see step 2-5), the member motion simulation by the repulsive force (see step 2-6) is performed, and the lap is eliminated by the lap determination (see step 2-7). When the throwing member arrangement is completed (see step 2-8) and the lap is not removed, the protruding member is set (see step 2-9).
このような自動ネスティングを行い、図１に示すように、対象部材がなくなるまで繰り返され(ステップ１−７参照)、さらに鋼鈑である素材がなくなるまで繰り返されて(ステップ１−８参照)終了する(ステップ１−９参照)。 Such automatic nesting is performed, and as shown in FIG. 1, the process is repeated until the target member is exhausted (see step 1-7), and further, the process is repeated until there is no more steel material (see step 1-8). (Refer to Step 1-9).
次に、この発明の自動ネスティング方法を適用して船舶のブロックの部材の自動ネスティングを行う場合について説明する。
この自動ネスティングを行うシステムの一例は、図7に示すように、部材データである部品表データおよび一品データ１１と素材データである鋼材データ１２を読み取り、自動ネスティングデータ作成システム１３で自動ネスティングに用いるデータとしてブロック、中組優先ファイル、素材リストファイル、部材リストファイル１４を作成する。
Next, a case where the automatic nesting of the ship block member is performed by applying the automatic nesting method of the present invention will be described.
As shown in FIG. 7, an example of a system that performs this automatic nesting is to read the parts table data that is member data , the one-
なお、このデータ作成の際には、指定した部材を特定の鋼鈑に強制的に割り当てる指名手配などを必要に応じて行なうことができるようにしてある。 It should be noted that when creating this data, it is possible to make a nomination arrangement or the like forcibly assigning a designated member to a specific steel plate as necessary.
この後、自動ネスティングシステム１５により、作成したデータに基づき、すでに説明したように、自動ネスティングが行われ、その結果としてネスティングリストおよびはみ出し部材リスト１６が作成される。
Thereafter, automatic nesting is performed by the
こうして自動ネスティングが行われた後、対話型ネスティングシステム１７に必要に応じてデータを変換して送り、手動でネスティングの修正を行ったり、切断指令を付加することが行われ、ＮＣ切断データ１８が作成される。
After automatic nesting is performed in this way, data is converted and sent to the
このような自動ネスティングシステムで、船舶のブロックの部材を制約条件を付加して自動ネスティングした結果の一例を図８に示す。この例では、図中の細長い部材ＦＢは、鋼鈑の長手方向に強制的に配置するようにしたもので、ＮＣ切断時に、定盤から落下するのを防止するための制約を付加したものであり、この自動ネスティングシステムでは、部材の運動方向を制限するなどで部材の配置のされ方に条件を付加することができ、このような制約を簡単に付加することができる。 FIG. 8 shows an example of the result of automatic nesting of a member of a ship block with a constraint added by such an automatic nesting system. In this example, the elongated member FB in the figure is forcibly arranged in the longitudinal direction of the steel plate, and is added with a restriction to prevent falling from the surface plate during NC cutting. In this automatic nesting system, conditions can be added to the arrangement of members by limiting the movement direction of the members, and such restrictions can be easily added.
以下に、この発明の自動ネスティング方法の実施例について説明するが、この発明は、この実施例に限定するものでない。
この実施例は、7500TEU積み大型コンテナ船の機関室ブロックである4D32ブロックに対して自動ネスティング方法を実施した例であり、対象部材は、内構材に限定して行い、鋼鈑による素材枚数は図９−１〜図９−２０に示す20枚である。
なお、この実施例では、3Ｍ以上の部材については、特定の素材に指名手配した。
Examples of the automatic nesting method of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
In this example, the automatic nesting method was performed on the 4D32 block that is the engine room block of the 7500TEU large container ship. There are 20 sheets shown in FIGS. 9-1 to 9-20.
In this example, members of 3M or more were nominated for specific materials.
このような自動ネスティングによる４Ｄ３２の２０枚全ての結果を図９−１〜図９−２０に示すとともに、表１に、板厚の小さい素材順に自動ネスティングを行った場合と比較のため手作業によるネスティングの歩留り結果を示す。
なお、図１０は、手作業でネスティングを行った結果の一例である。
FIG. 10 is an example of the result of manual nesting.
表１から分かるように、自動ネスティングの結果は、手作業によるネスティング結果と同等の歩留りとなっていることが確認された。 As can be seen from Table 1, it was confirmed that the result of the automatic nesting was the same yield as the result of manual nesting.
なお、この実施例の自動ネスティングの結果では、１部材がはみ出し部材となり、手作業のネスティングでは、１１部材がはみ出し部材となったことから、２０枚の素材によるブロック全体では、自動ネスティングの結果の方が歩留り率が高いことになる。 In addition, in the result of the automatic nesting of this embodiment, one member is an overhanging member, and in the case of manual nesting, 11 members are overhanging members. The yield rate is higher.
各鋼鈑について自動ネスティング結果を見ると、図９−１では、矩形の部材が規則正しくネスティングされている。 Looking at the results of automatic nesting for each steel plate, in FIG. 9-1, rectangular members are regularly nested.
図９−２では、指名手配した３部材Ａ、Ｂ、Ｃが、素材幅ぎりぎりにネスティングされており、指名手配した部材がはみ出しなくネスティングされたことが確認できる。
なお、他の素材についても、今回、指名手配した部材がはみ出しなくネスティングされたことが確認された。
In FIG. 9-2, it is possible to confirm that the three members A, B, and C that have been nominated are nested to the limit of the material width, and the nominated members have been nested without protruding.
For other materials, it was confirmed that the members nominated for this time were nested without protruding.
図９−５に示す素材板では、手ネスティングに比べて歩留りが悪くなっているが、この自動ネスティングでは、優先度として素材の板厚が小さい板から引当てるようにしており、自動ネスティングの性能が良いため、手作業では、図９−５の素材板に引き当てた板厚11mmの部材が、図９−２〜図９−４の板で自動ネスティングが完了しており、この素材板に残された部材数が少なくなったためである。 In the material plate shown in Fig. 9-5, the yield is worse than that of hand nesting, but with this automatic nesting, the material thickness is allocated as a priority, and the performance of automatic nesting is assured. Therefore, in manual work, automatic nesting has been completed for the member with a thickness of 11 mm, which has been attracted to the material plate of FIG. 9-5, with the plate of FIGS. 9-2 to 9-4. This is because the number of members made has decreased.
図９−６〜図９−８では、12.0mmの部材が多く用意されているので、歩留り率が再び上がり、手によるネスティング結果よりも良い傾向となっている。 In FIG. 9-6 to FIG. 9-8, since many 12.0 mm members are prepared, the yield rate rises again, which is better than the nesting result by hand.
図９−９のアーチ型のD部材では、一般的に開口部にブリッジを設けるが、この実施例では、事前の一品処理でブリッジ処理をしていなので、開口部にも部材がネスティングされている。 In the arch-shaped D member shown in FIG. 9-9, a bridge is generally provided in the opening. In this embodiment, since the bridge processing is performed in advance by one-piece processing, the member is also nested in the opening. .
図９−１０では、指名手配部材を含めて、大きい部材と小さい部材がランダムにネスティングされ、手作業によるネスティング結果よりも歩留り率が高い。 In FIG. 9-10, a large member and a small member are randomly nested, including the wanted member, and the yield rate is higher than the result of manual nesting.
図９−１２〜図９−１６では、板厚が14mmの板の場合であり、再び最初の方で隙間無くランダムにネスティングされたことから、図９−１５および図９−１６では、引当てる部材が少なくなり、歩留り率が悪い傾向になっている。 In FIGS. 9-12 to 9-16, the plate thickness is 14 mm. Since the nesting is performed at random in the first direction without any gap, the allocation is made in FIGS. 9-15 and 9-16. There are fewer members and the yield rate tends to be poor.
図９−１９および図９−２０では、発注できる最低の板サイズが、幅方向で1000mm、長さ方向で3000mmであるのに対して、引当てるべき部材数が少ないことから歩留り率が悪くなっており、図９−１９の場合には、自動ネスティングと手作業によるネスティングで、同じ部材が引当てられ、歩留り率は同じになっている。 In FIGS. 9-19 and 9-20, the minimum plate size that can be ordered is 1000 mm in the width direction and 3000 mm in the length direction, but the yield rate is poor because the number of members to be allocated is small. In the case of FIGS. 9-19, the same members are allocated and the yield rate is the same in automatic nesting and manual nesting.
図９−２０では、左側に部材がネスティングされていることで、右側に素材が余っているが、これはスクラップになるものでなく、今後、保管材として有効利用すれば良いものである。 In FIG. 9-20, the members are nested on the left side, and the material is left on the right side. However, this is not scrap and can be used effectively as a storage material in the future.
図１０は、手作業によるネスティング結果を示すものである。
これを自動ネスティング結果と比較すると、自動ネスティングでは、余す所無くネスティングされるのに対し、手作業の場合には、規則正しくネスティングすることに重点が置かれる傾向にあることが分かる。
FIG. 10 shows the result of manual nesting.
When this is compared with the result of automatic nesting, it can be seen that automatic nesting tends to focus on nesting in a regular manner, whereas nesting is not exhaustive.
また、これらの結果から、この発明の自動ネスティング方法のように、ランダムに隙間無く配置する方が歩留りが高い傾向にあることも分かる。 From these results, it can also be seen that the yield tends to be higher when randomly arranged without a gap as in the automatic nesting method of the present invention.
以上のように、この自動ネスティング方法によれば、実用化に十分耐え得る自動ネスティングを行うことができることが確認できた。 As described above, according to this automatic nesting method, it was confirmed that automatic nesting capable of withstanding practical use can be performed.
なお、上記実施の形態では、船舶のブロックの部材を自動ネスティングする場合を例に説明したが、これに限らず、金属板から機械部品をネスティングして切り出す場合や布地から衣服のパーツをネスティングして切り出す場合などに広く適用できるものである。 In the above embodiment, the case of automatically nesting the ship block members has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and nesting of machine parts from a metal plate or nesting of clothing parts from a fabric is possible. It can be widely applied to the case of cutting out.
１０ 自動ネスティングシステム
１１ 部品表データおよび一品データ
１２ 鋼材データ
１３ 自動ネスティングデータ作成システム
１４ ブロック、中組優先ファイル、素材リストファイル、部材リストファイル
１５ 自動ネスティングシステム
１６ ネスティングリストおよびはみ出し部材リスト
１７ 対話型ネスティングシステム
１８ ＮＣ切断データ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
素材上にランダムに部材を配置し、部材間の重なった部分および／または素材からはみ出した部分をラップと認識し、このラップ部分に仮想的な反発力を発生させてラップがなくなるように前記部材を移動するようにしたことを特徴とする自動ネスティング方法。 When reading material data and member data for nesting and automatically nesting,
The members are arranged on the material at random, the overlapping part between the members and / or the part protruding from the material is recognized as a wrap, and a virtual repulsive force is generated in the wrap part so that the wrap disappears. An automatic nesting method characterized by moving the image.
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