JPH0938898A - 板材切断加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 板材の切断加工データに対し更に細かい付加
データを生成し、自動的に最適なカットラインを設定す
る。 【構成】 板材を切断加工するカットラインは、通常閉
ループを形成する。この閉ループのうち、最も外側にあ
るものが外部形状で、内側にあるものは内部形状であ
る。形状識別処理部２１がこれを判断した後、各閉ルー
プ毎にカットラインを定める。加工順設定処理部２３に
は、閉ループから他の閉ループの加工に移る場合のカッ
ターの移動距離を累積する。その移動距離の最短なもの
を求めれば最適な加工順が設定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄板やプラスチック
板、その他の板材をレーザーカッターやその他の工具を
用いて切断する場合の、ツールパス生成制御を行う板材
切断加工機に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属板、プラスチック板等を所定の形状
にカッティングする場合に、ＣＡＤ（コンピュータ支援
設計処理装置）で描いた加工形状が使用されることがあ
る。このようなＣＡＤデータは、最終製品の寸法通り精
密に外形等が描かれたものとなっており、例えばレーザ
ーカッターを使用する場合、いわゆる切りしろを考慮し
たオフセットをとって、ツールパス（レーザ軌跡ツール
パス）を設定する必要がある。

【０００３】また、複雑な多数の穴を有するものをカッ
ティングする場合には、その加工順位によって大量に同
一物を生産する場合の生産性、生産速度に開きが生じ
る。従って、適切な加工順位の選択が必要になる。ま
た、特にレーザーカッターの場合には鋭角のコーナーを
高速で切断する場合に、そのコーナーに丸みを生じてし
まうことがある。即ち、鋭いコーナーでは加工速度等の
制御も必要となる。従来、このようなＣＡＤデータを用
いたカッティングの制御は、オペレータがカッティング
図面を見ながら適宜必要な指示を入力するといった方法
が採用されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の板材切断加工機の使用にあたっては次のよ
うな解決すべき課題がある。切断加工のために用意され
たデータを見ながら、オペレータが適宜そのカットライ
ンや加工順、その他の加工方法等を指示し入力する作業
は比較的煩雑になり、長時間を有する。しかも、オペレ
ータの判断、指示等を伴うため、オペレータの経験や能
力に依存し、必ずしも最適な条件で板材切断加工機が動
作するという保証はない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は以上の点を解決
するため次の構成を採用する。本発明の板材切断加工機
は、板材の切断加工データを格納する記憶部と、切断加
工データ中から、カットラインがループを形成する閉ル
ープを検出する閉ループ抽出処理部と、各閉ループが、
それぞれ、内部形状か外部形状かを識別する形状識別処
理部と、各閉ループ相互の間隔を算出して、各閉ループ
の切断加工後に次の閉ループの切断加工に移る移動経路
の最適化により、切断加工される全ての閉ループについ
ての加工順を設定する加工順設定処理部を備える。

【０００６】なお、形状識別処理部は、全ての閉ループ
を内部に含む領域枠を設定して、その領域枠上の一点か
ら領域枠の内部を横切る線分を引いたとき、この線分が
最初に交差する閉ループを外部形状と識別し、その他の
閉ループを内部形状と識別するとよい。加工順設定処理
部は、外部形状と識別された閉ループを加工順の最後に
設定するとともに、内部形状と識別された閉ループにつ
いては、各閉ループの切断加工後に、次の閉ループの切
断加工開始位置まで移動するための移動距離を累積し
て、その累積値が最小になるように加工順を設定すると
よい。

【０００７】記憶部は、板材をレーザー光を用いて加工
する場合の、加工開始点およびオフセット形状を含む属
性情報を記憶し、加工順設定処理部の出力を受け入れる
ツールパス生成処理部は、この加工順設定処理部の設定
した加工順と加工開始点およびオフセット形状を含む属
性情報とを利用して、レーザー光によるツールパスを生
成するとよい。

【０００８】本発明の別の板材切断加工機は、板材の切
断加工データを格納する記憶部と、切断加工データ中か
ら、コーナー状のカットラインを検出して、そのコーナ
ーの角度を予め設定した閾値と比較するコーナー検出部
と、閾値以下の角度を有するコーナーを挟むカットライ
ンについて、板材をレーザー光を用いて加工する場合
の、切断加工速度を減速設定する減速指令付加判断処理
部とを備える。

【０００９】本発明の更に別の板材切断加工機は、板材
の切断加工データを格納する記憶部と、切断加工データ
中から、コーナー状のカットラインを検出して、そのコ
ーナーの角度を予め設定した閾値と比較するコーナー検
出部と、閾値以下の角度を有するコーナーを挟むカット
ラインについて、板材をレーザー光を用いて加工する場
合に、ツールパスを製品の形状外へループさせて逃がす
ためのループパスを生成するループパス生成処理部と、
このループパス生成処理部の出力を受け入れて、レーザ
ー光によるツールパスを生成するツールパス生成処理部
を備える。

【００１０】本発明の更に別の板材切断加工機は、板材
の切断加工データを格納する記憶部と、切断加工データ
中から、カットラインがループを形成する閉ループを検
出する閉ループ抽出処理部と、各閉ループを、それぞ
れ、複数のジョイントを介してその外周を取り囲む部分
と連結するように、予め指定されたジョイントの付加位
置とジョイント幅に従ってツールパスを設定するジョイ
ント付加処理部と、このジョイント付加処理部の出力を
受け入れて、レーザー光によるツールパスを生成するツ
ールパス生成処理部を備える。

【００１１】

【作用】板材を切断加工するカットラインは、通常閉ル
ープを形成する。この閉ループのうち、最も外側にある
ものが外部形状で、内側にあるものは内部形状である。
これを判断した後、各閉ループ毎にカットラインを定
め、更に閉ループから他の閉ループの加工に移る場合の
カッターの移動距離を累積する。その移動距離の最短な
ものを求めれば最適な加工順が設定できる。全ての閉ル
ープを内部に含む領域枠を設定しこれを横切る線分を引
けば、内部にある閉ループと交差する。最初に出会った
閉ループは多くの閉ループのうち最も外側にあるもので
あって、これは外部形状と判断される。外部形状を切断
すれば、その部分は切り落とされるため、その加工は最
後に回し、別の閉ループをカッターの移動距離が最小に
なるように順に切り落とす。内部形状の場合、オフセッ
トは内側に必要となり、また加工開始点であるピアシン
グラインも内側になる。外部形状の場合は外側になる。
このような属性情報を記憶部に格納しておけば、自動的
に切断加工の開始位置等を設定できる。

【００１２】コーナー部分は鋭角であるほど低い速度で
切断加工を必要とする。そこで、一定の閾値とコーナー
の角度とを比較し、コーナーを挟むカットラインについ
て切断加工速度を減速制御する。また、減速加工せず製
品の形状外へループさせてループパスを設定すれば、同
様の鋭角部分の切断加工ができる。また、切り落とし防
止のために、閉ループに複数ののジョイント部分を生成
する場合に、そのジョイント位置も含めて自動的にカッ
トラインを生成する。これらにより、オペレータの手を
煩わすことなく、ＣＡＤデータから最適な加工のための
データが生成される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を図の実施例を用いて詳細に説
明する。図１は、本発明の第１実施例を実施するための
板材切断加工機機能ブロック図である。なお、この図の
説明の前に、本発明の実施に適する板材切断加工機の制
御部全体の説明を行う。図２は、本発明の板材切断加工
機制御部ブロック図である。図の装置は、図形表示装置
１に切断加工の対象となるデータを表示させるために、
マウス２やキーボード３を操作する構成になっている。
この装置の制御のために、図形処理装置４、ＮＣ（数値
制御）情報処理装置５、図形・ＮＣ情報記憶装置６、デ
ータファイル制御装置７及び切断加工データファイル８
が設けられている。切断加工データファイル８には、図
形データファイル９やＮＣデータファイル１０が設けら
れている。

【００１４】加工対象となる板材を加工するためのデー
タは、切断加工データファイル８のＮＣデータファイル
１０に格納されている。また、そのデータを構成する基
本的な図形データは、図形データファイル９に格納され
ている。データファイル制御装置７は、このようなデー
タの読出しや書込みを制御する部分である。また、図形
・ＮＣ情報記憶装置６は、このようなデータの一部を取
り出し、一時記憶し、処理対象としてＮＣ情報処理装置
５に供給する部分である。オペレータは図形表示装置１
に表示されたＮＣデータをマウス２やキーボード３を操
作しながら認識し、切断加工のための制御を行う。図形
処理装置４は、図形表示装置１に対し図形を描画する制
御を行うためのもので、ＮＣ情報処理装置５が後で説明
する本発明の各種の機能を達成する。

【００１５】ここで、図１に戻って、本発明の装置はこ
の図に示すような機能ブロックから構成される。記憶部
１１には、先に説明した切断加工データファイル１２の
他、ピアシング条件定義ファイル、オフセット条件定義
ファイル１４等が記憶されている。切断加工データファ
イル１２は、切削対象となる板材の切削すべきラインや
その他の情報が格納されたものである。ピアシング条件
定義ファイル１３は、板材の切断加工を開始する際の開
始点を含むピアシングライン設定情報が格納されたファ
イルである。なお、このピアシングラインの具体例は、
図４を用いて後で説明する。オフセット条件定義ファイ
ル１４は、切断加工すべきラインに対し、レーザーカッ
ターの切りしろを考慮したオフセット形状を与えるため
の情報を格納したファイルである。なお、以下の説明
は、全てレーザー加工機を前提として説明を行うが、そ
の他各種の切断加工機に対しても本発明は適用できる。

【００１６】図１に示した他の機能ブロックは、閉ルー
プ抽出処理部２０、形状識別処理部２１、加工開始点サ
ーチ処理部２２、加工順設定処理部２３、オフセット形
状計算処理部２４、ツールパス生成処理部２５及びツー
ルパス表示処理部２６がある。閉ループ抽出処理部２０
は、切断加工データ中からカットラインがループを形成
する閉ループを検出するための部分である。また、形状
識別処理部２１は、検出した閉ループのうち、切り出さ
れる対象物の最も外側にある外部形状かそれとも穴等を
加工するための内部形状かを判断処理する部分である。

【００１７】加工開始点サーチ処理部２２は、ピアシン
グ条件定義ファイル１３を参照し、閉ループの加工開始
点を選択設定する部分である。加工順設定処理部２３
は、外部形状と識別された閉ループを加工順の最後にセ
ットすると共に、内部形状と識別された閉ループについ
ては、各閉ループの切断加工後に次の閉ループの切断加
工開始位置まで移動するための移動距離を累積して、累
積値が最小になるように加工順を設定する部分である。
オフセット形状計算処理部２４は、オフセット条件定義
ファイル１４を参照し各閉ループについてオフセット条
件を設定する部分である。ツールパス生成処理部２５
は、以上の処理の結果、総合的にツールパスを決定する
ための処理を行う部分である。ツールパス表示処理部２
６は、図２に示した図形表示装置１に対し総合的に決定
されたツールパスを表示しオペレータの承認を得る動作
を行う部分である。

【００１８】図３には、形状識別処理部動作説明図を示
す。この図を利用して、切断加工データやツールパス、
内部形状、外部形状等の具体的な説明を行う。例えば、
図の実線に示す閉ループ３０〜３５がＣＡＤデータ等で
指定されたカットラインとする。この場合、閉ループ３
０〜３４によって穴が開けられ、閉ループ３５によって
この部分全体が切り落とされる。このような製品の加工
を行う場合に、まず内側にある閉ループ３０〜３４を加
工し、最後に閉ループ３５を加工する必要がある。従っ
て、閉ループ３０〜３４を内部形状、閉ループ３５を外
部形状とし、両者を区別することが必要になる。

【００１９】図１に示した閉ループ抽出処理部２０はこ
の判断のために、まず全ての閉ループを取り囲む破線で
示したような領域枠３６を設定する。この領域枠３６は
長方形が最も簡単で処理し易い。ここで、この領域枠３
６上の一点３７から領域枠３６の内部を横切る線分２９
を引く。即ち、領域枠３６の上に二点３７，３８を設定
し、この間を結ぶように線分２９を引く。この場合に、
この線分２９は閉ループ３５や閉ループ３０，３１と交
差する。ここで、この線分２９が最初に閉ループと交差
するのは点３９となる。この交差する閉ループ３５は全
ての他の閉ループ３０〜３４を取り囲む閉ループであっ
て、外部形状と判断できる。このような処理を実行する
ことによって、閉ループ抽出処理部２０は内部形状と外
部形状との識別を行う。

【００２０】図４に、加工順設定処理部の動作説明図を
示す。一般に、板材をレーザービームで切断加工する場
合には、レーザービームを照射開始する際に、その加工
開始点で対象物が完全に溶断されるまでわずかな待ち時
間を設ける。このとき、板材には穴が生じる。このよう
な穴がカットライン上にあれば、製品の切断面の品質が
低下する。そこで、製品の形状外の位置に穴を開け、そ
こから切削を開始する。これをピアシングラインと呼ん
でいる。図４の内部形状を構成する閉ループ３２を切断
加工するために設けたピアシングライン４７はその内側
に設定されている。また、カットラインの真上を切断し
た場合には、切りしろによって実際にでき上がった製品
の寸法が不足になることがある。そこで、外部形状を判
断するラインはやや大きめに、内部形状を切断するライ
ンはやや小さめにする。このようなオフセット設定した
ラインを、図の各閉ループ３０〜３５に沿って表示して
いる。例えば、図の閉ループ３２の場合、実際のツール
パスは４２となる。即ち、ピアシングライン４７からカ
ットライン４２を一周することによって閉ループ３２の
切り落とし、切断加工ができる。閉ループ３５は外部形
状であるから、オフセットを外側にとり、ツールパス４
５が設定されている。

【００２１】以上説明した本発明の板材切断加工機は次
のように動作する。まず、図２に示したマウス２やキー
ボード３を用いて図形表示装置１に表示された一定の切
断加工データに対しレーザーパスの自動生成処理を指定
する。この処理がオペレータによって指定されると、図
１に示した閉ループ抽出処理部２０が、先に説明した要
領で切断加工データファイル１２から閉ループを抽出
し、形状識別処理部２１が内部形状か外部形状かの判断
を行う。次に、加工開始点サーチ処理部２２がピアシン
グ条件定義ファイル１３を参照して各閉ループごとに最
も適したピアシング条件を求める。この場合には、ピア
ス付加位置の座標やピアスライン長等が自動設定され
る。

【００２２】次に、加工順設定処理部２３が動作する。
図４に示す形状の場合、まず内部形状である閉ループ３
０〜３４を適当な順に切断加工し、最後に外部形状であ
る閉ループ３５を切断加工する。この場合、任意の閉ル
ープを先頭にし、次の閉ループ、また次の閉ループとい
うように、切断加工を進めていった場合のツールパスを
累積加算する。例えば、この図４に示した矢印Ａ１，Ａ
２，Ａ３，Ａ４，Ａ５がツールパスに含まれる。即ち、
最初のピアシングライン４７から加工を開始し、この近
くで切断加工を終了すると、次の閉ループ４３について
の切断加工を行う。ここへ移動する場合の矢印Ａ１の長
さがツールパスに含まれる。このツールパスの累積加算
値が最小になるように加工順を決めると、最短時間で切
断加工等が可能となり、加工時間を短縮できる。このよ
うな演算処理を加工順設定処理部２３が実行する。オフ
セット形状計算処理部２４は、加工開始点サーチ処理部
２２の処理と共にオフセット条件を加味したツールパス
を設定する。以上の演算処理の結果を総合してツールパ
ス生成処理部２５が最終的なツールパスを決定する。

【００２３】以上のような処理によれば、内部形状、外
部形状の判断、ピアシングラインの設定、オフセットの
設定、加工順の設定等が全て自動的に行われ、オペレー
タはその決定結果を確認するだけでよいため、オペレー
タの操作が容易になり、しかも短時間に最適なレーザー
パスの生成が可能となる。上記のような処理はレーザー
加工処理を行う板材切断加工機のみならず例えばターレ
ットパンチプレス等に対する制御も同様にできる。

【００２４】〈第２実施例〉図５には、コーナーを持つ
ループ形状のカットラインの一例を示す。このループ形
状は、図に示すように、ピアシングライン４７を開始点
とし矢印のようにレーザーパスが設定される。ここで、
図の角度αのコーナー４８は比較的鋭角なコーナーであ
って、レーザー光線により切断加工する場合、高速で処
理を行うと角が丸くなり、品質が悪化するおそれがあ
る。通常、このようなコーナー４８については、一時的
に切削速度を低下させる制御を行っている。本発明にお
いては、このような速度制御の設定も自動で行えるよう
にしている。

【００２５】図６は、この第２実施例を実現するための
機能ブロック図である。図のように、ここには図１に示
した装置に対し、更にコーナー検出部２７及び減速指令
付加判断処理部２８が追加されている。また、記憶部１
１には、減速指令付加条件定義ファイル５１と減速指令
付加情報格納テーブル５２が設けられている。コーナー
検出部２７は、図５を用いて説明したようなコーナー４
８を検出する動作を行う部分である。また、減速指令付
加判断処理部２８は、こうして検出されたコーナー部分
の減速制御に関する情報を生成し記憶部１１に格納する
部分である。

【００２６】図７には、減速指令付加条件定義ファイル
説明図を示す。上記のようなコーナー部の切断加工で減
速を必要とするのは、その挟む角が一定の角度以下の場
合に限られる。この角度の閾値を減速指令付加条件定義
ファイルにおいて設定している。ここでは、例えば４０
゜以下に設定されている。図８には、この実施例によっ
て処理される切断加工データの一例を示す。このデータ
は、２個の内部形状を構成する閉ループ６１，６２と、
外部形状を構成する閉ループ６３から構成されている。
そして、図のカットラインＬ１とＬ２により挟まれる角
α１、Ｌ３とＬ４により挟まれる角α２及びＬ５，Ｌ６
により挟まれる角α３について減速加工を行うことにす
る。

【００２７】図９に、減速指令付加情報格納テーブル説
明図を示す。上記のような減速加工をする場合、検出さ
れた各コーナーについて、図に示すような減速指令付加
情報が生成される。例えば、角度α１のコーナーについ
ては、ラインＬ２，Ｌ１がその部分の要素のＩＤ番号と
なる。図のＩＤ番号１とＩＤ番号２は、それぞれ加工方
向に沿うラインの順を示すものとする。この場合、図に
示す各ラインにおいて、減速指令を出すことによって、
コーナー部の良好な加工が可能となる。

【００２８】図６に示す第２実施例の装置は、即ち、次
のように動作する。まず、図６に示す閉ループ抽出処理
部２０が先に示した要領で閉ループを抽出し、その後コ
ーナー検出部２７が閉ループのコーナー部分を検出する
と共に、減速指令付加条件定義ファイル５１を参照し、
例えば４０゜以下の鋭角コーナーを検出する。これによ
って、図８に示した角度α１，α２，α３のコーナーが
検出され、次に減速指令付加判断処理部２８が各コーナ
ーの要素に対し減速指令を出すべく図９に示すような減
速指令付加情報格納テーブル５２を生成する。その後、
ツールパス生成処理部２５は、その他のオフセット条件
定義ファイル１４を参照し、最終的なツールパスを決定
しツールパス表示処理部２６に表示する。

【００２９】図１０に示す図は、こうして生成されたツ
ールパスの一例である。図８に示した各閉ループ６１，
６２，６３に対し必要なオフセットをとって、ツールパ
ス７１，７２，７３が設定されている。更に、この他に
ラインＬ１〜Ｌ６の部分では、減速指令による制御が行
われる旨の表示をする。これは、例えばラインＬ１〜Ｌ
６の部分の色や線種を変更して表示することによってオ
ペレータに知らせる。以上のようにして、減速加工のた
めの付加情報は切断加工データに対し自動的に付加され
る。オペレータはその結果を確認するだけでよい。

【００３０】〈第３実施例〉図１１には、ループ形状追
加作図例説明図を示す。図１１（ａ）に示す図形は、既
に図５を用いて説明したものと同様である。この場合、
先に説明したように、コーナー４８の部分では加工速度
が高速であると、そのエッジが良好に形成できない。こ
こでは、減速加工による方法とは別の方法として、ルー
プを形成することにより良好なコーナーを切断加工する
例を示す。即ち、図の（ｂ）に示すように、ピアシング
ライン４７から加工を開始し、矢印の方向に切断加工を
行ってコーナー４８の部分に達すると、この部分を直線
的に通過しループ８２を描いて、再び同じコーナーに戻
り、図に示すような切断加工を行う。このような処理に
よってもコーナー部分の良好な切削が可能となる。加工
速度を低下させる方法に比べて加工速度が一定で加工条
件が均一になるという利点もある。なお、この場合に
は、切断加工をすべき板材にループ８２を形成する余地
があることが条件となる。

【００３１】図１２には、このようなループパスを自動
的に付加するための第３実施例の機能ブロック図を示
す。図の装置は、既に説明した図１に示したような装置
に対しコーナー検出部２７と、ループパス生成処理部８
１とを追加している。また、記憶部１１にはループパス
付加条件定義ファイル８３とループパス付加情報格納テ
ーブル８４を設けている。

【００３２】図１３に、ループパス付加条件定義ファイ
ル説明図を示す。ループパスを付加するかどうかの判断
は、この定義ファイルに基づく。なお、この定義ファイ
ルの内容は、既に図７を用いて説明した減速指令付加条
件定義ファイルと同様である。即ち、挟む角が４０゜以
下の鋭角の場合にループパスを付加する処理を実行する
ことになる。

【００３３】図１４には、ループパス付加情報格納テー
ブルの説明図を示す。例えば、図８に示したデータに対
しループパスを付加する場合には、第２実施例と全く同
様に、３つの角度α１，α２，α３のコーナーに対しＩ
Ｄ番号によるループパスの付加が設定される。

【００３４】図１５には、ループパス形状生成例説明図
を示す。図１５（ａ）に示すように、例えばラインＬ
３，Ｌ４で挟まれるコーナーを切断加工する場合、まず
ライン９１をそのオフセットを考慮しながら設定し、こ
れに沿って切削を進める。そして、コーナー４８を通過
した適当な場所９２においてループ９３を形成し、丁度
ラインＬ４の延長線にあたる点９４において再びライン
９５に示す直線状の切断加工を行う。このような設定に
より、ラインＬ３，Ｌ４に挟まれたコーナーの切断加工
ができる。ループパス付加情報というのは、このような
切断加工の要素を含めたものである。

【００３５】図１５の（ｂ）に示す例では、コーナーが
やや丸みを帯びている。即ち、ライン１０１，１０５に
挟まれ、コーナー１００を形成した部分で同様のループ
パスが設定されている。この場合、コーナー１００を通
過した点１０２や１０４をつなぐループ１０３が付加さ
れて連続的な加工処理がなされる。なお、図（ａ）に示
すループの幅９６や（ｂ）に示すループの幅１０６は、
板材の非製品化部分の広さに応じて設定される。従来、
このようなループパスを設定する場合、オペレータが図
１５に示すような図形を表示装置に表示させて追加作図
を行う必要があった。本発明では、このような追加作図
を先に説明した機能ブロックを構成することによって自
動的に行う。

【００３６】即ち、コーナー検出部２７は、先に説明し
た要領でループパスを設定すべきコーナーを検出し、ル
ープパス生成処理部８１は図１５に示すようなループパ
スを設定する。この場合に、先に説明した外部形状か内
部形状かの判断に基づいてループパスを設定すべき場所
を決定し、オペレータに表示する。なお、この場合に、
オペレータはループパスの幅９６や１０６を短縮したり
拡大したりすることができる。

【００３７】図１６には、以上の処理の結果生成された
ループパスの例を示す。この図に示すように、外部形状
である閉ループ６３に対してはその外側にオフセットを
考慮したツールパスが先に説明した要領で設定され、そ
のラインＬ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６により挟まれるコーナ
ーについて、ループパス９３が設定されている。また、
内部形状である閉ループ６１，６２については、オフセ
ットを考慮したツールパス１０７，１０８が生成され、
ラインＬ１，Ｌ２に挟まれたコーナーには、ループパス
１０９が設定されている。これによって、コーナー部分
を自動的に良好に切断加工するループパスが生成され
る。

【００３８】図１７には、第４実施例の機能ブロック図
を示す。先に説明したようなツールパスを設定し、その
ツールパスに沿って切断加工をすると、外部形状に関す
るツールパスを切断加工した直後にその対象物は板材か
ら切り離される。ところが、加工中の熱の影響により、
そり返りを防止したり、対象物に対し更にねじ立て加工
などを行う場合、板材から対象物を切り離さないことが
望まれる。そして、閉ループを完全に切り落とさず、ジ
ョイント部分を設けることが行われる。この実施例で
は、このようなジョイント付加を自動的に行うものを示
す。図１７に示す装置は、このためにジョイント付加処
理部１１０が新たに設けられている。そして、記憶部１
１には、ジョイント付加条件定義ファイル１１１とジョ
イント付加情報格納テーブル１１２が新たに設けられ
る。

【００３９】なお、ツールパスは、直線の場合にはその
両端の座標、曲線の場合には両端の座標とその間を結ぶ
曲線の式等によって表される。レーザー加工処理の場
合、このような制御データが順に送り出されて処理され
る。従って、複雑な曲線や複雑な形状の場合には制御が
複雑になる。上記のようなループパスを形成する場合に
は制御が複雑になり易い。そこで、図１５に示すよう
に、例えば（ａ）に示すようなツールパスは、直線９１
の切断加工と、曲線９３の切断加工と、直線９５の切断
加工の３種類で表すようにする。即ち、コーナー４８の
部分をパスしてこれを通り過ぎた部分の点９２，９４で
ラインを接続することによって命令数を減少させてい
る。

【００４０】図１８には、ジョイント付加位置例説明図
を示す。例えば、図１８（ａ）、（ｂ）に示すような閉
ループ１２０について、ジョイント付加位置を設定する
場合、（ａ）に示すように、コーナー部にジョイント１
２１を設ける場合と、（ｂ）に示すように、直線部分の
中間にジョイント１２１を設ける場合とがある。いずれ
の場合を選択するかは、加工された製品の性質や各種の
要求により異なる。従って、従来はマウス等を用いてオ
ペレータがこのジョイント部を個々に付加する作業を行
っていた。本発明においては、オペレータが、コーナー
部かその他の中間部分かといったジョイント付加条件を
指示するだけで、自動的にジョイント位置を設定するよ
うにしている。図の（ｂ）に示す例では、コーナー部を
避けて一定の長さＬの間隔でジョイント位置を設定する
ようにしている。

【００４１】図１９には、コーナー部ジョイント付加位
置検出例説明図を示す。ジョイントは、外部形状に施さ
れることが多い。従って、図に示す閉ループ１３４につ
いてジョイントが設定される。その他の内部形状である
閉ループ１３２，１３３については、ジョイントを設定
しない。どの閉ループにジョイントを設定するかを決め
るには、先に説明した閉ループ抽出処理部や形状識別処
理部２１等の判断によればよい。また、外部形状を認識
した場合に、コーナー部にジョイントを設ける場合に
は、コーナー検出部の機能を利用すればよい。これによ
って、この図１９に示す８個のコーナー部１３１が検出
される。ここにジョイント部が形成されることになる。
なお、ジョイント部の幅もジョイント付加条件に含まれ
る。これもオペレータが自由に選択できる。

【００４２】図２０には、コーナー部が円弧の場合のジ
ョイント付加位置検出例を示す。コーナー部は必ずしも
２本の線分がそのまま交わった形でなく、この図に示す
ような円弧で形成されることがある。コーナーの部分が
円弧の場合には、円弧の端点をコーナー座標に設定し、
水平垂直の仮想線１７１，１７２，１７３を求める。そ
して、これらの仮想線上に乗る丸印１４５を付したよう
なコーナーをループ１４０のジョイントの候補点とす
る。コーナー部が円弧であって、その円弧の両端が共に
ジョイントの候補点になった場合、ジョイント付加位置
は円弧の中点に補正する。これによって、ジョイントを
１個に減少させられる。

【００４３】図２１には、長方形でなく三角形の閉ルー
プ１４６について、そのコーナー部１４７を検出しジョ
イント部を付加する例を示している。ここでは、仮想線
１７１〜１７３をＸ軸、Ｙ軸に平行に設定し、この上に
乗る点のみをジョイント部に設定している。

【００４４】図２２では、斜め線のみで構成される閉ル
ープ１４８について、そのコーナー部を（ｂ）に示すよ
うにして検出する例を示している。この例では、斜め線
のみで形状が指定されるため、各線を一旦Ｘ軸とＹ軸に
平行に向けた上で仮想線を引いて、図２１と同様のコー
ナー部の認識を行う。図２２（ｂ）に示す例の場合、外
形線がいずれも水平線、垂直線で構成されないため、そ
の中で最大線長の外形線を水平線と併せて全要素を回転
させ、ジョイント付加部を求めるようにすればよい。

【００４５】図２３には、この実施例によって、具体的
にジョイントを設定するためのデータを示す。図の閉ル
ープ１５１は外部形状で、閉ループ１５２，１５３は内
部形状である。外部形状には、それぞれその閉ループを
構成する各線分について、要素番号がＩＤ１〜ＩＤ１２
まで付けられている。図の矢印に示す加工方向に沿って
加工を行う場合、このＩＤ１〜ＩＤ１２の順に切断加工
を進めることになる。このとき、例えば等間隔でジョイ
ントを設けるとすれば、図のようにジョイント１５６，
１５７，１５８，１５９，１６０が形成されることにな
る。ＩＤ番号は加工順が先の方が左になっている。

【００４６】図２４には、コーナー部ジョイント付加情
報の説明図を示す。図２３に示したようなデータに対し
て四隅にジョイント部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４を設ける
とすれば、そのジョイント部を設けるコーナーを挟む要
素番号が、それぞれ（ｂ）の情報の中に含められる。ま
た、図２５には、等間隔位置ジョイント付加情報格納例
の説明図を示す。この例では、同様のデータに対し、等
間隔にジョイント部Ｊ１〜Ｊ５を設けるようにしてい
る。この場合には、情報の内容としては、各要素ＩＤ番
号に対し、端点即ち加工開始点からジョイント部までの
距離をＬ１〜Ｌ５というように表示している。これによ
って、ジョイント部の位置が特定される。

【００４７】図２６には、上記のような実施例に基づき
ツールパスを得た例を図示した。即ち、内側の閉ループ
１５２，１５３はこれまでと同様、オフセットを考慮し
たツールパス１６２，１６３が設定されている。外側の
閉ループ１５１については、それぞれジョイント部Ｊ
１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４を考慮し、コーナー部分において
一定の間隔Ｄを空けたツールパスが設定されている。

【００４８】図２７は、等間隔にジョイント部を設けた
場合のツールパスを示している。この図に示すように、
ジョイント部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５を、それぞ
れ一定の間隔で設け、ツールパスが設定されている。そ
の他の部分は図２６に示したものと変わるところはな
い。以上のようなツールパスやジョイントを設けたツー
ルパスの設定は図１７に示す装置により自動的に行われ
る。

【００４９】まず、図１７に示す閉ループ抽出処理部２
０が閉ループを抽出し、次にジョイント付加処理部１１
０はジョイント付加条件定義ファイル１１１を参照しな
がらジョイント付加位置を検出する。なお、この場合に
は、オペレータによってコーナージョイントか等間隔ジ
ョイントかの指定がなされる。そして、先に説明した要
領で、ジョイント付加情報格納部１１が生成される。

【００５０】ジョイント付加処理部１１０は、図２０〜
図２２で説明したようにジョイント部を付加する。その
他のオフセットの設定、ピアシングラインの設定等は、
先に説明した実施例と同様である。以上のようにして、
ジョイント付加情報を自動生成するようにすれば、ジョ
イント付加位置の選択や指定の作業からオペレータを解
放できる。

【００５１】本発明は以上の実施例に限定されない。本
発明はレーザー加工機、レーザープレス用のＮＣデータ
作成処理、ターレットパンチプレス用、ＮＣデータ作成
処理等各種の板材の加工処理に応用が可能である。

【００５２】

【発明の効果】以上説明した本発明の板材切断加工機に
よれば、カットラインがループを形成する閉ループを検
出し、各閉ループが内部形状か外部形状かを識別すると
共に、ループ相互の間隔を算出してループの切断加工後
に他の閉ループの切断加工に移る移動経路の最適化によ
って加工順を設定するため、自動的に最も能率の良い加
工順が決定される。また、閉ループを内部に含む領域枠
を設定して、領域枠の内部を横切る線分を引くことによ
り、容易に外部形状を識別し上記の処理が可能となる。

【００５３】また、各閉ループの切断加工後に、次の閉
ループの切断加工開始位置まで移動するための移動距離
を累積して、その累積値が最小になるように加工順を設
定すれば、容易に最短のツールパスで複雑な形状の加工
処理が可能となる。また、加工順や加工開始点、オフセ
ット形状等を含む属性情報を凝縮しこれを利用すること
によって自動的に適切なツールパスの設定ができる。更
に、コーナー状のカットラインを検出し、閾値以下の角
度を持つ場合には、切断加工速度を自動的に減速設定し
たり、あるいはツールパスを製品の形状外へループさせ
るループパスを生成するようにしたので、オペレータの
指定無しにコーナー部分の良好な加工のための情報が生
成できる。

【００５４】また、予め指定されたジョイントの付加位
置やジョイント幅に従ってツールパスを設定するように
したので、オペレータによるジョイント部分の指定処理
等が不要になる。以上の処理により、オペレータが各種
の加工条件を追加指定する多くの作業が不要となり、ツ
ールパスを設定するための処理時間が短縮されるばかり
でなく、オペレータの能力に関わらず自動的に最適な条
件が設定できるため、製品の均質化を図ることもでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の機能ブロック図である。

【図２】本発明の板材切断加工機制御部ブロック図であ
る。

【図３】形状識別処理部動作説明図である。

【図４】加工順設定処理部動作説明図である。

【図５】カットラインの説明図である。

【図６】第２実施例の機能ブロック図である。

【図７】減速指令付加条件定義ファイル説明図である。

【図８】減速指令付加判断処理部動作説明図である。

【図９】減速指令付加情報格納テーブル説明図である。

【図１０】ツールパス生成例説明図である。

【図１１】ループ形状追加作図例説明図である。

【図１２】第３実施例の機能ブロック図である。

【図１３】ループパス付加条件定義ファイル説明図であ
る。

【図１４】ループパス付加情報格納テーブル説明図であ
る。

【図１５】ループパス形状生成例説明図である。

【図１６】ツールパス生成例説明図である。

【図１７】第４実施例の機能ブロック図である。

【図１８】ジョイント付加位置例説明図である。

【図１９】コーナー部ジョイント付加位置検出例説明図
である。

【図２０】コーナー部が円弧の場合のジョイント付加位
置検出例説明図である。

【図２１】コーナー部が頂点の場合のジョイント付加位
置検出例説明図である。

【図２２】斜め線のみで構成されるコーナー部ジョイン
ト付加位置検出例説明図である。

【図２３】等間隔ジョイント付加位置検出例説明図であ
る。

【図２４】コーナー部ジョイント付加情報格納例説明図
である。

【図２５】等間隔位置ジョイント付加情報格納例説明図
である。

【図２６】コーナー部ジョイントを含むツールパス生成
例説明図である。

【図２７】等間隔位置ジョイントを含むツールパス生成
例説明図である。

【符号の説明】

１１ 記憶部 １２ 切断加工データファイル １３ ピアシング条件定義ファイル １４ オフセット条件定義ファイル ２０ 閉ループ抽出処理部 ２１ 形状識別処理部 ２２ 加工開始点サーチ処理部 ２３ 加工順設定処理部 ２４ オフセット形状計算処理部 ２５ ツールパス生成処理部 ２６ ツールパス表示処理部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板材の切断加工データを格納する記憶部
   と、 前記切断加工データ中から、カットラインがループを形
   成する閉ループを検出する閉ループ抽出処理部と、 前記各閉ループが、それぞれ、内部形状か外部形状かを
   識別する形状識別処理部と、 各閉ループ相互の間隔を算出して、各閉ループの切断加
   工後に次の閉ループの切断加工に移る移動経路の最適化
   により、切断加工される全ての閉ループについての加工
   順を設定する加工順設定処理部を備えたことを特徴とす
   る板材切断加工機。
2. 【請求項２】 形状識別処理部は、 全ての閉ループを内部に含む領域枠を設定して、 その領域枠上の一点から領域枠の内部を横切る線分を引
   いたとき、 この線分が最初に交差する閉ループを外部形状と識別
   し、 その他の閉ループを内部形状と識別することを特徴とす
   る請求項１記載の板材切断加工機。
3. 【請求項３】 加工順設定処理部は、 外部形状と識別された閉ループを加工順の最後に設定す
   るとともに、内部形状と識別された閉ループについて
   は、各閉ループの切断加工後に、次の閉ループの切断加
   工開始位置まで移動するための移動距離を累積して、そ
   の累積値が最小になるように加工順を設定することを特
   徴とする請求項１記載の板材切断加工機。
4. 【請求項４】 記憶部は、 板材をレーザー光を用いて加工する場合の、加工開始点
   およびオフセット形状を含む属性情報を記憶し、 加工順設定処理部の出力を受け入れるツールパス生成処
   理部は、 この加工順設定処理部の設定した加工順と前記加工開始
   点およびオフセット形状を含む属性情報とを利用して、
   前記レーザー光によるツールパスを生成することを特徴
   とする請求項１から３に記載の板材切断加工機。
5. 【請求項５】 板材の切断加工データを格納する記憶部
   と、 前記切断加工データ中から、コーナー状のカットライン
   を検出して、そのコーナーの角度を予め設定した閾値と
   比較するコーナー検出部と、 閾値以下の角度を有するコーナーを挟むカットラインに
   ついて、板材をレーザー光を用いて加工する場合の、切
   断加工速度を減速設定する減速指令付加判断処理部とを
   備えたことを特徴とする板材切断加工機。
6. 【請求項６】 板材の切断加工データを格納する記憶部
   と、 前記切断加工データ中から、コーナー状のカットライン
   を検出して、そのコーナーの角度を予め設定した閾値と
   比較するコーナー検出部と、 閾値以下の角度を有するコーナーを挟むカットラインに
   ついて、板材をレーザー光を用いて加工する場合に、ツ
   ールパスを製品の形状外へループさせて逃がすためのル
   ープパスを生成するループパス生成処理部と、 このループパス生成処理部の出力を受け入れて、前記レ
   ーザー光によるツールパスを生成するツールパス生成処
   理部を備えたことを特徴とする板材切断加工機。
7. 【請求項７】 板材の切断加工データを格納する記憶部
   と、 前記切断加工データ中から、カットラインがループを形
   成する閉ループを検出する閉ループ抽出処理部と、 前記各閉ループを、それぞれ、複数のジョイントを介し
   てその外周を取り囲む部分と連結するように、予め指定
   されたジョイントの付加位置とジョイント幅に従ってツ
   ールパスを設定するジョイント付加処理部と、 このジョイント付加処理部の出力を受け入れて、前記レ
   ーザー光によるツールパスを生成するツールパス生成処
   理部を備えたことを特徴とする板材切断加工機。