JP6295010B2 - ネスティング方法、ネスティング装置及びネスティングプログラム - Google Patents
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Description
各部材の形状や大きさ等を示すデータ(座標点、読取順等)は、予めCADデータとして用意されており、本ネスティング作業において配置するすべての部材データを読み込む(ステップS100)。
図4に示すように、読み取った部材データに基づいて、ほぼ同一形状で三角形やL字形等の部材を組み合わせることにより、比較的矩形状に近い形のペア部材を作る(ステップS200)。ペアリング処理は、公知のペアリングプログラムにより、ペアリング後の矩形率等を基準として自動的に行われる。
すべての部材(ペア部材を含む)を、面積降順に並び替える(ステップS300)。以降の処理では、この順番により面積の大きな部材から配置していく。
配置済部材の次の部材(次に配置すべき部材)に着目する(ステップS400)。このとき着目した部材を「対象部材」という。図4に示すように、5つの部材のうち左側2つの部材401、部材402は既に配置済であり、3番目の部材403が対象部材となる。1つの対象部材は、以降の設計案生成ステップ(S500)及び設計案限定ステップ(S600)の処理を通して対象部材として扱われ、これらの処理が終了すると次の部材が着目されて新たな対象部材となり、すべての部材が配置されるまで繰り返される(ステップS700)。なお、1番目の部材を配置する際には、まだ配置済部材は存在していないため、1番目の部材が対象部材となる。
ステップS400で着目した対象部材を配置しながら、設計案を生成する(ステップS500)。設計案生成ステップについては、図2を参照して説明する。
対象部材の前までの部材が配置済の設計案の中から、1つの設計案に着目する(ステップS501)。図5に示すように、既に部材401及び部材402を配置した設計案が4つ生成されている。設計案1は2つの母材配置案から構成されており、設計案2〜4は1つの母材配置案から構成されている。ここでは、図5に示す設計案1に着目する。着目した1つの設計案は、以降のステップS502〜ステップS507の処理を通して着目した設計案として扱われ、これらの処理が終了すると次の設計案が着目されて新たにステップS502〜ステップS507の処理が行われ、すべての設計案について処理されるまで繰り返される(ステップS508)。
ステップS501で着目した設計案の中から、1つの母材配置案に着目する(ステップS502)。ここでは、図6に示す設計案1の2つの母材配置案の中から、部材401を配置した母材配置案1に着目する。着目した1つの母材配置案は、以降のステップS503〜ステップS506の処理を通して着目した設計案として扱われ、これらの処理が終了すると次の母材配置案が着目されて新たにステップS503〜ステップS505の処理が行われ、すべての母材配置案について処理されるまで繰り返される(ステップS506)。
ステップS502で着目した母材配置案に対して対象部材を配置する(ステップS503)。対象部材の配置は、配置済部材に重ならず、かつ、対象部材の左下の点(以下、「参照点」という。)が母材内で左にも下にも動けないような位置に配置することにより行う。図6に示す対象部材配置においては、対象部材403の左下の点を参照点とし、配置済部材401を有する母材に対して対象部材403を配置している。この場合、対象部材403を配置済部材401の右に配置した母材配置案と、対象部材403を配置済部材401の上に配置した母材配置案が生成される。なお、参照点の位置は特に限定されない。
ステップS503における対象部材配置を、母材を回転させながら行う(ステップS504)。母材角度は、0°、90°、180°、270°の4つの角度とし、各角度においてステップS503の考え方(参照点による配置)により対象部材を配置する。図7は、母材角度0°で母材配置案を作成した後で、母材401を順次回転しながら母材角度90°、180°、270°の各角度において対象部材403を配置する様子を示している。なお、上記4つの母材角度以外の母材角度において対象部材を配置するようにしてもよい。
ステップS503における対象部材配置を、対象部材を回転させながら行う(ステップS505)。対象部材角度は、例えば15°刻みで360°回転させて、各角度においてステップS503の考え方(参照点による配置)により対象部材を配置する。図8は、対象部材角度0°で母材配置案を作成した後で、対象部材403を15°刻みで順次回転しながら各角度において対象部材を配置する様子を示している。そして、この配置処理を上記4つの母材角度のすべてにおいて行う。なお、対象部材の回転刻み角度は15°以外の角度としてもよい。
すべての母材配置案に対して対象部材の母材配置案を生成すると、次に新たな母材に対象部材を配置する母材配置案を生成する(ステップS507)。図9は、設計案1について対象部材403を配置するに際し、既に部材401が配置された母材1及び部材402が配置された母材2ではなく、新たな母材3に対象部材403を配置する様子を示している。
対象部材の配置により複数の設計案が生成されると、次の対象部材に着目することとなるが、その前に、生成した複数の設計案の中から、以降の部材配置を行う設計案を限定する(ステップS600)。この設計案限定ステップは、組み合わせの数の爆発的増加による処理時間の増大を抑制するために重要なものであり、列挙法における分枝限定法の考え方を適用したものである。設計案の限定方法は様々なものが考えられるが、本実施形態では以下の3つの限定方法により処理する。なお、以下に示す限定方法は独立したものであり、各々1つを用いてもよいし、複数を組み合わせてもよい。
パレート解による限定(ステップS601)は、複数の同一部材が配置された母材配置群の中から、母材の縦横長さについてパレート解となる母材配置案を選定するものである。図10を参照して説明すると、現段階で、部材401及び部材403を配置した母材配置案としてA〜Iが生成されている。各々の母材配置案における母材の縦横の長さは異なっている。例えば、母材配置案Aの母材は、縦1163mm、横4158mmである。
余白位置による限定(ステップS602)は、複数の同一部材が配置された母材配置群の中から、余白面積が同一となる母材配置案について余白位置が最も近接している母材配置案を選定するものである。余白位置が近接しているということは、次の対象部材を配置しやすいということであある。反対に余白位置が離間しているということは、以降の部材配置を行っても有望でないと判断する。図11を参照して説明すると、現段階で、部材401及び部材403を配置した母材配置案としてJ〜Mが生成されている。母材配置案Jと母材配置案Kの余白面積は同一である。また、母材配置案Lと母材配置案Mの余白面積は同一である。なお、余白位置の近接度合は、例えば母材配置案をメッシュ状に分割し、余白のメッシュがどれだけ連続しているかにより判定することができる。
母材面積による限定(ステップS603)は、現段階の母材面積が最少である設計案に残りの部材を配置したときの母材面積よりも、既に現段階の母材面積が大きな設計案を削除するものである。この限定方法は、ネスティング後半の残り部材が少なくなったときに特に有効なものである。この場合、現段階の母材面積が最少である設計案に残りの部材を配置する方が、既に現段階の母材面積が大きい設計案に残りの部材を配置するよりも優位であり、後者については以降の部材配置を行っても有望でないと判断する。
20 設計案限定手段
30 設計案選択手段
40 部材DB
50 設計案DB
Claims (6)
- 複数の部材を母材に順次配置しながら母材配置案を生成し、複数の母材配置案により構成される設計案を生成するネスティング装置が行うネスティング方法であって、
配置済部材の次の対象部材を配置するに際し、配置済部材を有する母材に対して対象部材を様々な位置に配置した複数の母材配置案を生成するとともに、配置済部材を有しない母材に対して対象部材を配置した母材配置案を生成して、対象部材配置後の複数の設計案を生成する設計案生成ステップと、
前記生成した複数の設計案の中から、以降の部材配置を行う設計案を限定する設計案限定ステップと、
すべての部材を配置した後で、生成された設計案の中から最も歩留まりの良い設計案を選択する設計案選択ステップと、
を含むことを特徴とするネスティング方法。 - 前記設計案限定ステップが、複数の同一部材が配置された母材配置案群の中から、母材の縦横の長さについてパレート解となる母材配置案を選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方法。
- 前記設計案限定ステップが、複数の同一部材が配置された母材配置案群の中から、余白面積が同一となる母材配置案について余白位置が最も近接している母材配置案を選定するものであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のネスティング方法。
- 前記設計案限定ステップが、現段階の母材面積が最少である設計案に残りの部材を配置したときの母材面積よりも、既に現段階の母材面積が大きな設計案を削除するものであることを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちいずれか1つに記載のネスティング方法。
- 複数の部材を母材に順次配置しながら母材配置案を生成し、複数の母材配置案により構成される設計案を生成するネスティング装置であって、
配置済部材の次の対象部材を配置するに際し、配置済部材を有する母材に対して対象部材を様々な位置に配置した複数の母材配置案を生成するとともに、配置済部材を有しない母材に対して対象部材を配置した母材配置案を生成して、対象部材配置後の複数の設計案を生成する設計案生成手段と、
前記生成した複数の設計案の中から、以降の部材配置を行う設計案を限定する設計案限定手段と、
すべての部材を配置した後で、生成された設計案の中から最も歩留まりの良い設計案を選択する設計案選択手段と、
を有することを特徴とするネスティング装置。 - 複数の部材を母材に順次配置しながら母材配置案を生成し、複数の母材配置案により構成される設計案を生成するネスティング装置に、
配置済部材の次の対象部材を配置するに際し、配置済部材を有する母材に対して対象部材を様々な位置に配置した複数の母材配置案を生成するとともに、配置済部材を有しない母材に対して対象部材を配置した母材配置案を生成して、対象部材配置後の複数の設計案を生成する設計案生成ステップと、
前記生成した複数の設計案の中から、以降の部材配置を行う設計案を限定する設計案限定ステップと、
すべての部材を配置した後で、生成された設計案の中から最も歩留まりの良い設計案を選択する設計案選択ステップと、
を実行させるためのネスティングプログラム。
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