カッティングのための制御ルールおよび変数
本発明は、ビームカッティング技術を用いて１つの材料からいくつかの部材（３１、３２、３３、３４）をマシンカッティングするための方法およびシステムに関する。本発明は、２次元の形状またはパターンをカッティングするための制御ルールおよび変数のセットを提供する。１つのルールまたはいくつかのルールの組合せが、カッティングされる形状またはパターンにより、カッティング動作に用いられ、その形状またはパターンは、その１つの材料から部材（３１、３２、３３、３４）を形成する。本発明は、具体的には、自由形状の部材のダスター（３Ａ）の成形のためのルールを備え、それらの部材は、それらの部材の形状が許す限り、そのカッティングビームの厚さのみが、隣接する部材間に見つけられるように互いに非常に近接して位置決めされることを教示する。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、ビームカッティング技術を用いて、１つの材料からいくつかの部材をマシンカッティングするための方法に関し、その方法は、２次元の形状またはパターンをカッティングするための制御ルールおよび変数のセットを提供し、この場合、カッティングすべき形状またはパターンにより、１つのルールまたはいくつかのルールの組合せがカッティング動作に用いられ、その形状またはパターンは、その１つの材料からいくつかの部材を形成する。
【０００２】
また、本発明は、それを介して本発明を実施することができるシステムおよびコンピュータプログラムプロダクトに関する。
【０００３】
１つの材料から部材をカッティングするための周知の様々なカッティング技術があり、本発明は、いわゆるビームカッティング技術に関する。ビームカッティングは、レーザカッティング、プラズマカッティング、イオンビームカッティング、ガスまたはトーチ切断、ウォーターカッティング、ペレットカッティングまたはエアカッティング等のある種のビームをカッティング手段として有するものと定義される。これを、カッティング手段が鋸刃または回転切削ヘッド等の機械的部材である機械的切断と混同すべきではない。
【背景技術の説明】
【０００４】
従来、１つの材料からカッティングすべき部材を選び出して配置するためのネスティング部材配置方法に基づく加工プラン最適化ツールを用いることが知られている。ネスティングは、所定の作業領域内でポリゴンを回転させて詰め込む異なる発見的探索アルゴリズムに基づいている、２次元で機能する幾何学的最適化ツールである。図形的方法において、ネスト化された加工プランは、極めて良好な解決策を与えるが、製造時には、部材間に安全距離を用いることが必要である。安全距離は、製造プロセスで生じる機械加工および材料の技術的条件を考慮しなければならない。安全距離のサイズは、使用する材料および用いられるカッティング技術によって変わり、通常の部材間の安全距離は、５〜２０ｍｍである。
【０００５】
機械のカッティング動作を制御するために用いる制御ルールの実施例は、
・鋭いエッジ、
・旋回点、
・重要な領域でのビーム制動、
・カッティングヘッドを感知すること、
・材料を位置決めすることができるグリッドを考慮すること、
・予め切断された個々の要素の旋回のリスクを考慮すること、
・導入部の長さおよび角度、
・導出部の長さおよび角度、
・部材のためのマイクロジョイント、および
・カッティングする際の異なるガスの使用、およびウォーターカッティングにおける抽出性材料の容積に対処する方法である。
【０００６】
使用する材料に関連する制御ルールの実施例は、
・異なる金属のための回転方向、
・熱、
・材料が安定すること、
・材料におけることなるパターン、
・材料の伸縮、
・部材のための許容差、および
・部材品質、
とすることができる。
【０００７】
上述した生産および材料関連の条件により、カットした部材間に屑材が生じる。
【０００８】
ビームは材料内に切断部を形成するので、その切断部の厚さは、そのビームの厚さと同じかまたは一致し、そのため、部材を材料上に位置決めして、部材間の安全距離を設定する際には、そのビームの厚さを考慮しなければならない。カッティングプロセスにおいては、工具径補正を用いることが知られており、切断部が、そのカッティング方向において部材の左側に形成される場合は、左側工具径補正が用いられ、切断部が、そのカッティング方向において部材の右側に形成される場合には、右側工具径補正が用いられる。工具径補正を偏向する場合には常に、そのカッティングプロセスが停止され、ビームが止められた後に、新たな穿孔が行われる。
【０００９】
信頼性の高い生産工程を提供するのに用いられるいくつかの公知の方法は、通常、材料骨格と呼ばれる、部材と、その部材を囲む材料との間にマイクロジョイントを用いることである。マイクロジョイントは、切断経路に沿った切断におけるカッティングビームを停止させ、そのカッティング装置を、その切断経路に沿った小距離を移動させた後、カッティングビームを再び始動させて、その切断経路に沿った切断を続行することによって形成される。そして、切断されていない小さな部分がマイクロジョイントを構成することとなる。
【００１０】
カッティングプロセスにおける穿孔の数および位置決め距離を最小限にするために、部材間にブリッジを手動で配置することおよびチェーンカットすることが知られている。
【００１１】
また、材料屑および切断長を最小限にするために、二点間の直線に対して共通の切断を用いることによって、材料屑を最小限にすることも知られている。共通の切断においては、２つの部材間の距離は、単にそのカッティングビームの厚さであり、そのカッティングプロセス中に、工具径補正は用いられない。
【発明の概要】
【００１２】
課題
どのような種類のビームカッティング技術を用いても、屑に関して大きな問題がある。通常の信頼できる生産カッティングプランは、２０〜５０％の屑を有する。生産時に廃棄物が生じる背景は、各切断方法および各材料のための技術的ルールと組合わせた原材料への無効な部材配置方法である。
【００１３】
カッティング技術を製造方法として用いる場合、詳細な価格を提示する４つの異なるコストが存在する。通常、詳細な価格の５０％をはるかに超える材料コスト、および３つの異なるカテゴリのマシンコスト、すなわち、穿孔、位置距離および切断距離である。屑材の量を減らすことが課題である。また、カッティングプロセスで必要な穿孔の数を制限することも課題であり、また、カッティングプロセスにおける位置距離および切断距離を最適化することが課題である。
【００１４】
屑材を最小限にするために、自由形状部材間の距離を最小限にすることが課題である。
【００１５】
部材が互いに非常に近接している場合には、穿孔の数を最小限に保つこと、ビームカッティングプロセスのための旋回領域を設けること、および部材を結合することのできる隣接する骨格がない場合に、部材が旋回することを回避することが課題である。
【００１６】
ビームカッティング技術においては、そのカッティングビームが、そのカッティング装置と材料の間の相対運動において、材料の上面から材料の底面まで遅れをとることが課題である。これは、マシンがその動きを停止して、そのときのビームを旋回させた場合、その材料は、その切断部の終点を通って完全に切断されないであろうことを意味する。
【００１７】
別の課題は、この遅れを取り戻すためにビームが出た状態で、カッティング動作が静止した場合、停止箇所周辺の領域における材料の特性が影響を受け、例えば、いくつかのカッティング方法によって、その材料が加熱されおよび硬くなるということである。新たな切断の開始点でも同じことであり、この場合、材料の穿孔によって、この開始点周辺の影響を受けた特性を有する材料の半径でクレーターが形成されることになる。これらの課題のため、各切断の開始点および終点において、導入部および導出部が用いられることがあり、その導入部および導出部は、実際の切断部の外部にあり、その結果、影響を受けた材料のこの領域は、切断部の一部とはならない。
【００１８】
解決策
上述した課題のうちの1つ以上を解決するという目的で、および本発明の上述した分野の観点から、本発明は、制御ルールのセットが、自由形状の部材の一群の成形のためのルールを備え、この場合、それらの部材は、それらの部材の形状が許す限り、１つのカッティングビームの厚さのみが、隣接する部材間に見つけられるように互いに非常に近接して位置決めされることを教示する。
【００１９】
このことは、屑材を低減し、また、カッティングプロセスにおける位置距離および切断距離を最適化するであろう。
【００２０】
本発明は、制御ルールのセットが、隣接する部材を互いにまとめて保持するマイクロジョイントによる、一群の部材の接触結合のためのルールを備えることを教示する。具体的には、マイクロジョイントは、輪郭のカッティングを、カッティングすべき輪郭内への設定した距離だけ開始させることにより、または、カッティングすべきその輪郭の端部の前の設定した距離で輪郭のカッティングを停止し、それによってその輪郭の完全なカッティングを完了しないことによって形成され、この場合、その輪郭のカッティングされていない開始部または停止部がそのマイクロジョイントを構成し、およびこれによって形成されたマイクロジョイントのサイズは、その設定された距離に一致することが教示されている。このことは、カッティングプロセス中に、カッティングビームを始動および停止することなく、マイクロジョイントを形成することを可能にし、それによって、カッティングプロセスに、カッティングビームのより少ない始動および停止を伴うカッティングプロセスを生み出すであろう。こうすることで、マイクロジョイントによって互いに接続されている部材の一群を、カッティングプロセスにおいて、１つの複合部材として処理することができる。
【００２１】
また、その制御ルールのセットが、その群内の部材を分離し、それらの部材を周囲の材料とまとめて保持するマイクロジョイントによって、その群を包囲する材料とそれらの部材とを結合するためのルールを備えることも企図されている。また、このマイクロジョイントは、輪郭のカッティングを、カッティングすべき輪郭内への設定した距離だけ開始させることにより、または、カッティングすべきその輪郭の端部の前の設定した距離で輪郭のカッティングを停止し、それによってその輪郭の完全なカッティングを完了しないことによって形成され、この場合、その輪郭のカッティングされていない開始部または停止部がそのマイクロジョイントを構成し、およびこれによって形成されたマイクロジョイントのサイズは、その設定された距離に一致する。このことは、部材の一群が、全て周囲の材料に容易に接続される少数の部材を単に含む場合に、より有利になる可能性がある。
【００２２】
マイクロジョイントのサイズは、その制御ルールによって制御され、その場合、そのサイズを制御するための変数は、設定した距離、使用する材料および使用するカッティング装置に依存することが企図されている。
【００２３】
工具径補正は、多くの場合、隣接する部材間に所望の距離を維持するのに、およびカッティングされる部材の所望の品質が工具径補正を必要とする場合に必要になる。穿孔およびそれに付随する導入部および導出部の数を制限するという目的で、および１つの群に付随する部材の複雑な組合せを可能にするという目的で、その制御ルールのセットが、そのカッティングビームのターンオフおよびターンオンを要することなく、１つのラインまたは輪郭の連続カッティングの間に、右側工具径補正、左側工具径補正および工具径補正なしを切替えるためのルールを備えることが企図されている。
【００２４】
同じ理由から、その制御ルールのセットが、この目的のために分割切断を実行することによる、または、必ず必要な長さよりも長い１つのラインまたは輪郭をカッティングして、これによって形成された間隙を旋回領域として利用することによる、方策的に位置決めされた旋回領域の形成のためのルールを備えることも企図されている。
【００２５】
そのような旋回領域としての間隙の利用は、その旋回領域内で、そのカッティングビームが、使用するカッティング装置に追い付くことを可能にすることによって行われ、これは、その旋回領域において、そのカッティングビームの遅れをなくすことができるということであり、そのカッティングビームとしての直線状のカッティングビームが方向を変えて、新たな方向でその切断を続けることを可能にする。
【００２６】
これによって、そのマシンがそのカッティングビームの方向を別の方向に変える場合に、その旋回点において隣接する材料間に好ましくない架橋材料を残すことなく、その切断が、その旋回点においても、その材料全体にわたって完了することが確実になるであろう。
【００２７】
また、その制御ルールのセットは、そのカッティングビームが遮断ポイントを横断する際に、そのカッティングビームが、その遮断ポイントにおいて、使用するカッティング装置に追い付くことを可能にするためのルールを備えることも企図されている。
【００２８】
いくつかの部材が互いに近接して位置決めされているため、それらの形態によって、非常に小さな角度のカッティングが必要な場合がある。それらの小さな角度は、２つの直線状の切断により、２つの接線または曲線により、あるいは直線状の切断部と、その角度につながる曲線との組合せによって形成することができる。小さな角度をカッティングするには技術的な問題があり、本発明は、その制御ルールのセットが、小さな角度をカッティングするためのルールを備え、前記ルールは、小さな角度が２つの切断部でカッティングされ、１つは、その角度につながる各ラインのためのものであり、各切断部は、その角度の先端につながっていると述べていることを企図する。
【００２９】
互いに非常に近接して位置決めされた部材の一群の成形には、その材料から薄い細長い一片をカッティングすることが必要になる場合があり、本発明は、２つの切断部の間の距離が小さいために、それら２つの切断部の間の材料の特性が影響を受けて乱れ始める可能性がある場合は、それぞれの切断部が、２つの部分的切断部で形成され、それによって、薄い部材において、影響を受ける材料に関する問題を最小限にすることを教示する。それらの部分的切断部は、それぞれの切断部の外側の部材から、それぞれの切断部の中心に向かって始められる。
【００３０】
また、それらの部分的切断部は、それぞれの切断部に沿って最後まで形成されていないが、マイクロジョイントは、２つの部分的切断部間に残っており、それに伴って、隣接する部材によってその薄い部材のための支持を実現できることも企図されている。
【００３１】
その一群の部材が、マイクロジョイントによってまとめて結合されている場合には、それらの部材からなる群が、周囲の材料から、またはいずれの部材にも属さない部分間の材料から全体的に離れて切断されることが企図されている。
【００３２】
屑材をさらに最小限にするために、２つ以上の群を、１つの材料からカッティングするときは常に、少なくとも２つの異なる変数が、２つの異なる群からの隣接する部材間の距離を設定するために用いられることが企図されている。隣接する平行線を伴う隣接する部材間の第１の最小距離を表す第１の変数、および隣接する部材の少なくとも一方が、隣接する接線を有する隣接する部材間の第２の最小距離を表す第２の変数、この場合、２つの平行な切断部が、接線を有する切断部よりも多くの影響をその隣接する部材の材料に及ぼすため、その第２の変数によって表される距離は、第１の変数によって表される距離よりも短い。
【００３３】
また、第２の変数によって表される第２の距離は、その接線の半径に依存し、その場合、より小さな半径が、より短い最小距離を可能にすることも企図されている。
【００３４】
また、隣接する部材間の第３の最小距離を表す第３の変数を設けることも可能であり、この場合、その隣接する部材のうちの少なくとも１つは、共通の角部を有し、第３の変数によって表される第３の距離は、第１および第２の変数によって表される距離よりも短い。
【００３５】
これらのルールの実施は、使用するビームカッティング技術および使用する材料に依存することを理解すべきであり、従って、第４の変数が、使用する材料を表すこと、および第５の変数が、プラズマ、レーザ、ガス、水、イオン、トーチ、ペレットまたは空気を用いたカッティング等の使用するビームカッティング技術を表すことが企図されており、その結果、これらのルールを特定のカッティング動作に適用する場合に、これらの変数を考慮することができる。
【００３６】
異なるカッティング技術は、異なる厚さを有するカッティングビームを生成し、また、同じカッティング技術を利用する異なるカッティング装置も、そのカッティング装置の状態により、異なる厚さを有するカッティングビームを生成するであろう。そのため、第６の変数が、そのカッティングビームの幅または厚さを表すことが企図されている。この第６の変数もまた、第４および第５の変数に依存している。
【００３７】
本発明は、制御ルールのセットが、使用する材料、使用する材料の厚さおよび使用するカッティング技術により、導入部または導出部のための自動的な角度調節および長さ調節を用いて、その導入部または導出部のためのルールを設けることができ、その角度および長さの調節は、切断の開始点および停止点を、可能な限り小さな導入または導出角度で、その切断から十分に離れたところに配置するように適合されていることを教示する。
【００３８】
本発明は、そのカッティング動作が、次の順序で、すなわち、
・全ての穴をカッティングする、すなわち、方策的に位置決めされた分割切断および共通切断、
・一群または部材間に形成された全てのポケットをカッティングする、
・一群の外側の輪郭をカッティングする、
ことで実行されることを企図している。
【００３９】
本発明の方法は、コンピュータ支援製造（ＣＡＭ）、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）のためのツールとして、または、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）によって制御されるカッティング装置における数値制御装置によって用いられる制御ルールおよび変数の一部として実施できることを理解すべきである。
【００４０】
また、本発明は、１つの材料からいくつかの部材をマシンカッティングするためのシステムであって、ビームカッティング装置と、本発明の方法に従って制御を実行するように適合された、そのビームカッティング装置を制御するための制御ユニットとを備えるシステムに関する。
【００４１】
また、本発明は、実行時に、コンピュータが、本発明の方法に従って制御ルールおよび変数を実施することを可能にするコンピュータプログラムコードを備えるコンピュータプログラムプロダクトに関する。
【００４２】
効果
本発明による方法、システム、コンピュータプログラムプロダクトの効果は、本発明によって、材料屑を最小限にし、および穿孔の数、位置距離および切断距離に関する最適化を意味する、最適化されたマシンコストで信頼性の高い生産カッティングプランを作ることが可能であるということである。
【００４３】
本発明は、カッティングマシンにおけるカッティング変数を制御して、信頼性のあるプロセスを得ることが可能であるカッティング作業プランを備えた最適なカッティングを提供する。本発明は、２つ以上の自由形状部材、導入部の長さおよび角度、導出部の長さおよび角度をまとめて集団化し、工具径補正を切替え、およびその一群の領域内で走査する場合に、旋回領域、部材間の距離、部材間のマイクロジョイントに関する制御を実行でき、すなわち、位置決め距離を最小限にするために、その一群の領域内の穴、裂け目、共通の切断およびポケット間で検出切削ヘッドを持ち上げることなく、そのヘッドを使用する可能性を実現できる。
【００４４】
提供される生産信頼性は、安全なプロセス、部材の適切な許容差、および最小限の資源廃棄物を伴う部材のための最適な品質を意味する。
【００４５】
本発明は、自由形状部材のための一群を作る可能性を実現できる。近接した一群における作業領域上に最適化された単一の部材は、材料屑を最小限にする機会をもたらす。一群が形成されるため、一つ一つの要素は互いに接触して位置決めされ、それによって、集団化する際に、全ての接線セグメントを用いることが可能になる。いくつかの部材からなる本発明の一群は、安全距離がなく、接線、裂け目、ブリッジ、旋回領域、マイクロジョイント、共通切断ラインおよびポケットだけがある新たな部材を形成する。本発明のルールおよび変数の異なる一群は、自由形状の２次元部材が、安全距離なしで集団化されようとしている場合の近づきつつあるいかなる種類の状況に対しても、信頼できるカッティングプロセスを生み出す可能性を提供できる。
【００４６】
また、部材と骨格の間の代わりに、カッティングすべき部材間でのマイクロジョイントの利用も、手動または自動化された選別プロセスにおいて効果がある。
【００４７】
また、本発明の旋回領域の利用によって、カッティング方向を変えるために、その骨格の領域を用いることを避けて、その代わりに、そのカッティング方向が変わっている既に切断されたラインを用いる可能性を実現でき、それにより、ここでもまた、屑を最小限にする。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
次に、本発明による方法、システムおよびコンピュータプログラムプロダクトを、添付図面を参照して詳細に説明する。
【図１】図１は、本発明による方法、システムおよびコンピュータプログラムプロダクトを概略的かつ単純化した図である。
【図２】図２は、２つの部材のみを有する部材の一群の概略図である。
【図３】図３は、いくつかの部材を有する一群の概略図である。
【図４】図４は、いくつかの遮断ポイントにわたってカッティングする方法の概略図である。
【図５】図５は、異なる方法を実現するために、共通切断を終了する方法を概略的かつ単純化した図である。
【図６】図６は、小さな角度をどのようにカッティングするかについての方法を概略的かつ単純化した図である。
【図７】図７ａは、カッティングビームの厚さの距離で隣接する接線を有する２つの部材をカッティングする２つの異なる方法のうちの１つの概略図である。図７ｂは、カッティングビームの厚さの距離で隣接する接線を有する２つの部材をカッティングする２つの異なる方法のうちの１つの概略図である。
【図８】図８は、薄い細長い一片をカッティングする方法の概略図である。
【図９】図９は、異なる一群の間の距離をどのように設定できるかについての概略図である。
【図１０】図１０は、導入部および導出部を設定する方法の概略図である。
【図１１】図１１は、カッティング動作のシーケンスを示すフローチャートである。
【現時点で好適な実施形態の説明】
【００４９】
次に、本発明を、ビームカッティング技術を用いて、１つの材料１２からいくつかの部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃをマシンカッティングするための方法を示す図１を参照して説明する。図１の概略図は、カッティング装置１３が移動可能であり、および材料１２が固定されていることを示しているが、本発明は、そのカッティング装置が固定され、およびその材料が移動可能であるシステムで実施することもできることを理解すべきである。本発明は、何が移動しているかおよび何が固定されているかに関わらず、材料１２とカッティング装置１３の間の相対運動を制御することに関する。
【００５０】
本発明の説明においては、１つの具体的なビームカッティング技術が説明されていることを示唆する特定の用語を用いることができるが、本発明は、いかなるビームカッティング技術にも関連していることを理解すべきであり、当業者は、１つのビームカッティング技術に固有の用語によって説明されている特徴を、どのようにして別のビームカッティング技術に適応させることができ、かつ別のビームカッティング技術で実施できるかを理解するであろう。
【００５１】
本発明は、２次元の形状またはパターンをカッティングするための制御ルールおよび変数のセットを提供し、この場合、カッティングすべき形状またはパターンにより、１つのルールまたはいくつかのルールの組合せが、そのカッティング動作に用いられ、その形状またはパターンは、１つの材料から部材を形成する。それらの制御ルールおよびパラメータは、カッティング装置１３と１つの材料１２との間の相対運動を制御するのに用いられ、その結果、この運動は、そのカッティング動作を実行するための制御された方法で行われる。
【００５２】
その制御ルールのセットは、自由形状の部材１５からなる一群の形成のためのルールを備えることが具体的に教示されている。自由形状に関しては、それらの部材がその材料から切断される、２次元のいかなる構造または形状も有することができることを意味している。
【００５３】
部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、それらの部材の形状が許す限り、カッティングビーム１３ａの厚さ１３ａ’のみが、隣接する部材間に見つけられるように、互いに非常に近接して位置決めされている。
【００５４】
これは、部材間に共通の切断が必要であり、その場合、カッティングすべき共通ラインは、２つの箇所の間の直線ではなく、正確に言えば、その共通ラインは、任意の湾曲形状、または、いくつかの接続された直線とすることができることを意味する。
【００５５】
以下の説明で提示する異なる実施形態は、異なる構造または形状の部材を、それらの部材間に所要の骨格を何ら要することなくカッティングすることができ、それによって大量の材料を節約できる実施例を示している。
【００５６】
１つの実施例が図２に示されており、そこでは、カッティングビーム２３の厚さのみが、部材２１、２２間に見つけられるように、第１の部材２１および第２の部材２２が非常に近接して位置決めされている。
【００５７】
上記制御ルールのセットは、隣接する部材を互いにまとめて保持するマイクロジョイントによる、前記部材の結合のためのマイクロジョイントの形成のためのルールを備え、およびマイクロジョイントは、輪郭のカッティングを、カッティングすべき輪郭内への設定した距離だけ開始させることにより、または、カッティングすべきその輪郭の端部の前の設定した距離で輪郭のカッティングを停止し、それによってその輪郭の完全なカッティングを完了しないことによって形成されることが企図されており、それについては、図５を参照して詳細に説明する。これによって形成されたマイクロジョイントのサイズは、前記設定された距離と一致する。
【００５８】
上記制御ルールのセットは、その一群内の部材を分けて、周りの材料とまとめて部材を保持するマイクロジョイントによって、その一群を包囲する材料とそれらの部材を結合するためのルールを備えてもよいことを理解すべきであり、それについては、第１のマイクロジョイント２４および第２のマイクロジョイント２５が、周りの材料２とまとめて部材２１、２２に結合していることを示す図２に図示されている。
【００５９】
図２を見て分かるように、第１のマイクロジョイント２４は、その輪郭のカッティングを、カッティングすべき輪郭内への設定した距離だけ開始させることによって形成され、また、第２のマイクロジョイント２５は、カッティングすべきその輪郭の端部の前の設定した距離で輪郭のカッティングを停止し、それによってその輪郭の完全なカッティングを完了しないことによって形成され、この場合、これによって形成されたマイクロジョイント２４、２５のサイズは、その設定した距離に一致する。
【００６０】
その材料が、小さな部材を傾斜させる恐れがないほど十分に厚い場合は、カットする部材が、その骨格および隣接する部材にくっつくため、その材料の厚さにより、マイクロジョイントは、全く必要ない可能性もあることを理解すべきである。
【００６１】
これらのマイクロジョイントのサイズは、その制御ルールによって制御され、そのサイズを制御するための変数は、設定された距離、使用する材料および使用するカッティング装置に依存する。例えば、カッティング技術と材料の組合せが、ビームの遅れを引き起こす場合には、その切断は、ほとんど最後まで別の切断部材に対して行うことができ、この場合、そのビームはターンオフされ、ビーム遅れにより、その材料の裏のより厚いジョイントが、そのマイクロジョイントの一部となる。カッティング技術と材料の組合せが、いかなるビームの遅れも引き起こさない場合は、それらのマイクロジョイントは、正確なサイズにカッティングすることができる。
【００６２】
第１および第２の部材２１、２２が工具径補正を必要とする場合、本発明は、箇所２ａでカッティングを開始する際、箇所２ｂに向かって第１の部材２１の輪郭をカッティングするために、左側工具径補正が用いられ、この場合、共通の切断が開始する。箇所２ｂから箇所２ｃまでは、その輪郭の共通切断部の間は、工具径補正は用いられず、箇所２ｃから箇所２ｄまでは、第２の部材２２の輪郭をカッティングするために、右側工具径補正が用いられる。そのため、上記制御ルールのセットが、そのカッティングビームのターンオンおよびターンオフを伴うことなく、ラインまたは輪郭の連続カッティングの間に、右側工具径補正、左側工具径補正および工具径補正なしを切替えるためのルールを備えることが企図されている。これは、図２における２つの部材２１、２２のカッティングを、箇所２ａから箇所２ｄへの１つの連続カッティングで行うことができることを意味する。その図は、マイクロジョイント２４、２５が、どのようにして最後までその切断を完了せずに形成されるかについても示している。
【００６３】
図２は、非常にシンプルな図であり、また、部材の一群が、２つの部材を含むだけであるため、本発明の具体的な実施形態でもある。
【００６４】
図３は、４つの部材、すなわち、第１の部材３１、第２の部材３２、第３の部材３３および第４の部材３４を有する一群３Ａの別の実施例である。ここでは、それらの４つの部材が、丸みの付いた角部を有するため、切断される部材が、それら４つの部材の間の中央部にポケット３Ｂを形成することが分かる。
【００６５】
本発明は、上記制御ルールのセットが、この目的のために分割切断を実行することにより、または、必ず必要な長さよりも長い１つのラインまたは輪郭をカッティングして、これによって形成された間隙を旋回領域として利用することにより、方策的に位置決めされた旋回領域の形成のためのルールを備えることを教示する。
【００６６】
図３においては、まず、３つの部材間の共通切断、例えば、最初に第１の部材３１と第２の部材３２の間の第１の共通切断３５、次いで、第２の部材３２と第３の部材３３の間の第２の共通切断３６、そして第３の部材３３と第４の部材３４の間の第３の共通切断３７がカッティングされることが企図されている。これら３つの共通切断３５、３６、３７は、その中央部のポケット３Ｂ内へカッティングされ、それによって、それぞれの共通切断の端部に、３つの旋回領域、すなわち、第１の旋回領域３５’、第２の旋回領域３６’および第３の旋回領域３７’が作られる。
【００６７】
第４の共通切断３８がカッティングされる際、その中央部のポケットは、同じ切断によって形成され、そこでは、３つの旋回領域３５’、３６’、３７’は、そのビームがその旋回領域に入って向きを変えた後、その旋回領域から次の角部のカッティングを続け、そして次の旋回領域に入って続行し、ポケット３Ｂ全体を回ること等を可能にする。
【００６８】
図３による実施形態もまた、工具径補正の変更が切断中に必要となる可能性のある実施例である。このことを例証するために、第４の共通切断３８が実行される際、第１の部材３１と第４の部材３４の間の切断中には、工具径補正が用いられず、その後、これは、第４の部材３４の丸みの付いた角部をカッティングする間、第３の旋回領域３７’内で旋回する間、第３の部材３３の丸みの付いた角部をカッティングする間、第２の旋回領域３６’内で旋回する間、第２の部材３２の丸みの付いた角部をカッティングする間、第１の旋回領域３５’内で旋回する間、および第１の部材３１の丸みの付いた角部をカッティングする間、左側工具径補正に切替えられることが示されている。
【００６９】
その間隙の旋回領域としての利用は、そのカッティングビームが、その旋回領域内で、使用するカッティング装置に追い付くことを可能にすることによって行われる。
【００７０】
そのビームは、異なる方法でそのカッティング装置に追い付けるようになっており、どの方法を選択するかは、具体的なカッティング状況に依存する。
【００７１】
そのビームがカッティング装置に追い付くことを可能にする１つの方法は、その旋回領域内ではカッティング速度を遅くし、カッティング動作がその旋回領域から出て続行する際に、通常のカッティング速度まで加速することを可能にすることである。狭い旋回領域は、本発明の実際の適用においては、その旋回領域内での旋回が行われるときに、そのカッティング速度を遅くさせ、それによって、その旋回領域内で旋回が行われる際に、そのビームがそのカッティング装置に追い付くことを可能にするであろう。いくつかの適用においては、信頼性および／または品質の要件により、そのビームが実際に追い付けることを確実にするために、カッティングプロセスにおける動作を能動的に遅らせ、または、停止させることも必要となる可能性がある。
【００７２】
そのビームがカッティング装置に追い付くことを可能にする別の方法は、そのカッティング装置が、その旋回領域内である半径で作動することを可能にすることである。
【００７３】
そのビームがカッティング装置に追い付くことを可能にする別の方法は、そのカッティング装置が、その旋回領域内である角度または位相で作動することを可能にすることである。
【００７４】
図４は、本発明の一実施形態を示し、この場合、カッティングビーム４１は、いくつかの既にカッティングされたライン４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄまたは遮断ポイントに交差する。このことは、そのビームの下方部が、その遮断ポイントの第１の側部を通ってカッティングする前に、そのビームの上方部が、その遮断ポイントの他方の側部でカッティングを開始する可能性があり、そのことは、カッティングの中断のリスクとなる可能性があるため、ビームがカッティング装置に遅れをとる場合に、問題を引き起こす可能性がある。
【００７５】
このことを避けるために、本発明は、その制御ルールのセットが、そのカッティングビームが遮断ポイントに交差する際に、そのカッティングビームが、その遮断ポイントにおいて、使用するカッティング装置に追い付くことを可能にするためのルールを備えることを教示する。
【００７６】
この追い付きは、異なる方法で行うことができ、企図する３つの異なる方法は、そのカッティング装置を、切断された間隙内で小さな半径Ａで作動させること、そのカッティング装置を、その切断された間隙内で小さな位相Ｂで作動させること、または、その間隙に入っているときには、カッティング速度を遅くし、その後、間隙Ｃから出る際に、通常の速度でカッティングを開始することである。
【００７７】
図５は、本発明の異なる特徴を実現するために、どのように切断を異なる方法で終了させることができるかについての実施例を示す。その図は、部材の一群５Ａに属する第１の部材５１、第２の部材５２、第３の部材５３および第４の部材５４を概略的に示し、その一群全体は、この図には示されていない。
【００７８】
これらの部材は、第１の部材５１と第２の部材５２の間の第１の切断５１２が共通切断であり、第２の部材５２と第３の部材の間の第２の切断５２３が共通切断であり、および第３の部材５３と第４の部材５４の間の第３の切断５３４が共通切断であり、４つ全ての部材が、外側切断５５に隣接しているように位置決めされている。
【００７９】
ここでは、外側切断５５に達する前に、第１の切断５１２が停止され、それによって、第１の部材５１と第２の部材５２の間にマイクロジョイント５６が形成されていることが分かる。
【００８０】
また、第２の切断５２３は、外側切断５５に対して最後までカッティングされており、それによって、第２および第３の部材５２、５３を互いに分離していることが分かる。
【００８１】
また、第３の切断５３４は、その外側切断を越えてカッティングされており、それによって、旋回領域５７として利用できる方策的に位置決めされた切断を実現できることが分かる。
【００８２】
図６は、本発明がどのようにして、小さな角度６Ａのカッティングに関する解決策を提案しているかを示す。本発明は、その制御ルールのセットが、小さな角度６Ａが２つの切断、すなわち、１つの切断が角度６Ａにつながる各ラインのためのものであり、各切断が、角度６Ａの先端６Ａ’につながっている、第１の切断６１および第２の切断６２でカッティングされることを述べているルールを備えることを教示する。その図において、その角度は、互いにつながっている２つの曲線で例示されているが、互いにつながっている２つの直線、または、１つの直線と１つの曲線であってもよいことを理解すべきである。
【００８３】
図７ａは、隣接する接線間の距離が、カッティングビームの厚さのみであるように、第１の部材７ａ１および第２の部材７ａ２が位置決めされている実施例を示す。図７ａにおいて、そのカッティング動作は、第１および第２の部材７ａ１、７ａ２の共通接線を通る方策的に位置決めされた分割切断部７ａ３をカッティングすることによって開始する。その後、２つの部材７ａ１、７ａ２が１つの切断でカッティングされ、その場合、カッティングビームは、方策的に位置決めされた分割切断部７ａ３を旋回領域７ａ３’として利用することとなる。この切断においては、切断方向７ａ４、７ａ４’は、その径補正が、全体の切断中、同じままであるようになっているため、径補正の変更は必要ない。
【００８４】
また、図７ｂは、隣接する接線間の距離が、カッティングビームの厚さのみであるように、第１の部材７ｂ１および第２の部材７ｂ２が位置決めされている実施例を示す。図７ｂにおいて、２つの部材７ｂ１、７ｂ２は、１つの切断でカッティングされ、その場合、そのカッティングビームが、既に切断されている接点７ｂ３を２度目に通ってカッティングする際、そのカッティングビームは、その接点に交差して、それによって、その既に切断されている接点７ｂ３は、図４による遮断ポイントとなる。工具径補正の要件がある場合、切断方向７ｂ４、７ｂ４’は、そのカッティングビームが接点７ｂ３を通過する際に径補正が変わるため、このことは、そのカッティングビームが第１の部材７ｂ１のカッティングから第２の部材７ｂ２のカッティングに移動する際の（逆の場合も同様）、径補正の変更によって実行できる。
【００８５】
図８は、３つの切断、すなわち、第１の切断８１、第２の切断８２および第３の切断８３の間の距離が小さいために、２つの隣接する切断間の材料の特性が影響を受けて乱れる場合に、本発明は、第１、第２および第３の切断８１、８２、８３が、それぞれの切断８１、８２、８３の外側部材から始まって、それぞれの切断８１、８２、８３の中心に向かう２つの部分的切断８１ａ、８１ｂ、８２ａ、８２ｂ、８３ａ、８３ｂで実行されることを企図していることを示す。
【００８６】
また、図８は、第１および第２の部分的切断８１ａ、８１ｂ、８２ａ、８２ｂは、それぞれの切断８１、８２に沿って最後まで行われていないが、２つの部分的切断８１ａ、８１ｂ、８２ａ、８２ｂの間に、マイクロジョイント８１ｃ、８２ｃが残っており、一方、第３の部分的切断８３ａ、８３ｂは、第３の切断８３の輪郭に接近するように最後まで行われる。
【００８７】
部材の一群を単一の複合部材として設定することが可能であり、その部材の一群には、周りの材料、または、いずれの部材にも属さない部材間の材料がなく、この場合、その部材の一群は、必要であれば、マイクロジョイントでまとめて結合してもよく、また、その一群には、周りの骨格材料がないことが企図されている。
【００８８】
本発明は、そのカッティング装置の制御に異なる変数が利用可能であることを教示する。
【００８９】
図９は、１つの材料から２つ以上の群９Ａ、９Ｂ、９Ｃがカッティングされることを示す。それらの群は、いくつかの異なる部材を含むことが可能であるが、簡単にするために、群９Ａ、９Ｂ、９Ｃは、単に一様な部材として概略的に図示されている。少なくとも２つの異なる変数が、異なる２つの群からの隣接する部材間の距離を設定するのに用いられる。第１の変数は、隣接する平行ライン９Ａ’、９Ｂ’を有する隣接する部材９Ａ、９Ｂ間の第１の最小距離ａ９を表す。第２の変数は、隣接する部材９Ａ、９Ｃ間の第２の最小距離ｂ９を表し、この場合、隣接する部材の少なくとも一方９Ｃは、隣接する接線９Ｃ’を有している。本発明は、第２の変数によって表される距離ｂ９が、第１の変数によって表される距離ａ９よりも短いことを教示する。
【００９０】
また、本発明は、第２の変数によって表される第２の距離ｂ９が、接線９Ｃ’の半径に依存することも教示する。
【００９１】
また、図９は、第３の変数が、隣接する部材９Ｂ、９Ｃ間の第３の最小距離ｃ９を表すことができ、この場合に、隣接する部材の少なくとも一方９Ｂは、隣接する角部９Ｂ”を有し、第３の変数によって表される第３の距離ｃ９は、第１および第２の変数によって表される距離ａ９、ｂ９よりも短いことも示している。
【００９２】
第４の変数が、使用する材料を表し、第５の変数が、プラズマ、レーザ、ガス、水、イオン、トーチ、ペレットまたは空気を用いたカッティング等の使用するビームカッティング技術を表すことが企図されている。
【００９３】
また、第６の変数が、カッティングビームの幅を表すことも企図されており、この場合、第６の変数は、第４および第５の変数に依存する。
【００９４】
図１０は、使用する材料、使用する材料の厚さおよび使用するカッティング技術により、導入部１０１または導出部１０２のための自動的な角度調節および長さ調節によって、導入部１０１または導出部１０２を設けることができることを示す。
【００９５】
角度１０１ａ、１０２ａは、導入部１０１および導出部１０２の長さをそれぞれ最小限にしながらも、カッティングビームが導入部１０１で始動する際の穿孔によって形成されるクレーター１０１ｂ、または、そのビームが導出部１０２で停止した際に形成される影響ゾーン１０２ｂが、切断１０３の外側に位置するように、切断１０３に関して可能な限り小さく選定されることが企図されている。
【００９６】
図１１は、カッティング動作、すなわち、
・全ての穴をカッティングする、すなわち、方策的に位置決めされた分割切断および共通切断（１１１）、
・一群または部材間に形成された全てのポケットをカッティングする（１１２）、および、
・一群の外側の輪郭をカッティングする（１１３）、
ことを実行する企図されたシーケンスを示す単純化したフローチャートである。
【００９７】
第１の動作１１１は、全ての穴をカッティングすること、すなわち、方策的に位置決めされた分割切断および共通切断であり、これは、先ず、所要の旋回領域を形成するように行われ、それは、これらの動作の実行中は、全ての部材がまだ、互いにおよび骨格に接続されていて、１つの材料がまだ安定しているため、容易に行うことができる。カッティング、分割および共通切断は、全て、その一群における異なる部材を接続するように位置決めされているいずれかのマイクロジョイントに適合されている。
【００９８】
第２の動作１１２は、一群または部材間に形成された全てのポケットをカッティングすることであり、これは、それらの動作を実行する間は、全ての部材がまだ、互いにおよび骨格に接続されていて、１つの材料がまだ安定しているため、容易に行うことができる。
【００９９】
第３のおよび最後の動作１１３は、その一群の外側の輪郭をカッティングすることであり、これを行う際に、全ての部材は、骨格から解放されて、そのプロセス中に形成されたいずれかのマイクロジョイントによって、単に互いに接続されるだけになる。マイクロジョイントが、一群の部材を互いにではなく、骨格に接続している実施形態を用いる場合は、その外側の輪郭をカッティングする間に、それらのマイクロジョイントが形成されることを理解すべきである。
【０１００】
本発明による方法は、コンピュータ支援製造（ＣＡＭ）、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）のためのツールとして、または、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）によって制御されるカッティング機器における数値制御装置によって用いられる制御ルールおよび変数の一部として実施できることを理解すべきである。
【０１０１】
また、本発明は、図１を再び参照して説明するシステム、すなわち、いくつかの部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃを１つの材料１２からマシンカッティングするためのシステム１１に関し、本発明のシステム１１は、ビームカッティング装置１３と、ビームカッティング装置１３を制御するための制御ユニット１４を備えている。
【０１０２】
制御ユニット１４は、２次元の形状またはパターンをカッティングするための制御ルールのセットに追従するように適応されており、この場合、カッティングすべき形状またはパターンにより、１つのルール、またはいくつかのルールの組合せをカッティング動作に用いることができ、いずれかの形状またはパターンが、１つの材料１２から部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃを形成する。
【０１０３】
本発明は、制御ユニット１４が、自由形状の部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃからなる一群１５の形成のためのルールを含む制御ルールのセットに追従するように適応されており、この場合、部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、これらの部材の形状が許す限り、隣接する部材間にカッティングビーム１３ａの厚さ１３ａ’のみが見つけられるように、互いに非常に近接して位置決めされることを具体的に教示する。
【０１０４】
その制御ユニットは、そのカッティング装置を制御して、隣接する部材間にマイクロジョイントを残し、それによって、それらのマイクロジョイントが、隣接する部材を互いにまとめて保持することを可能にするように適応されており、この場合、その制御ユニットは、そのカッティング装置を制御して、カッティングすべき輪郭内へ設定した距離だけ、その輪郭の切断を開始させるか、または、図５に示すように、そのカッティングすべき輪郭の端部の前の設定した距離で、輪郭５１２の切断を停止し、それによって、そのカッティング装置は、その輪郭の完全な切断を完了しないように制御され、その結果、第１の部材５１と第２の部材５２を結合するマイクロジョイント５６を設け、そのマイクロジョイントのサイズが、その設定した距離に一致するように適応されることが企図されている。
【０１０５】
図２に示すように、その制御ユニットは、そのカッティング装置を制御して、部材２１、２２、およびその一群を包囲している材料２の間にマイクロジョイント２４、２５を残し、それによって、マイクロジョイント２４、２５が、その包囲している材料とまとめて部材２１、２２を保持することを可能にするように適応されることが企図されている。
【０１０６】
その制御ユニットは、マイクロジョイントのサイズを設定する制御ルールに追従するように適応されており、そのサイズを制御するための変数は、使用する材料および使用するカッティング装置に依存する。
【０１０７】
その制御ユニットは、そのカッティング装置を制御して、新たな穴をカッティングすることなく、１つのラインまたは輪郭の連続的な切断中に、右側工具径補正、左側工具径補正および工具径補正なしを切替えるように適応されることが企図されている。図２は、箇所２ａでカッティングを開始する場合、第１の部材２１の輪郭から箇所２ｂへカッティングするのに、左側工具径補正が用いられることを示すことによって、このことを示している。箇所２ｂから箇所２ｃへ共通切断を開始する場合、その輪郭の共通切断部の間は、工具径補正は用いられず、箇所２ｃから箇所２ｄへ向かうときには、第２の部材２２の輪郭をカッティングするために、右側工具径補正が用いられる。
【０１０８】
図３に示すように、その制御ユニットは、そのカッティング装置を制御して、この目的のための分割切断を実行することにより、または、必要な長さよりも長いラインまたは輪郭をカッティングし、およびそのカッティング装置を制御して、これによって形成された間隙を旋回領域として利用することにより、方策的に位置決めされた旋回領域３５’、３６’、３７’を形成するように適応されることが企図されている。
【０１０９】
その制御ユニットは、そのカッティングビームが、その旋回領域内で、そのカッティング装置に追い付けるように、そのカッティング装置を制御することによって、そのカッティング装置を制御して、その間隙を旋回領域として利用するように適応されている。
【０１１０】
そのビームの追い付きは、異なる方法で実現することができる。その制御ユニットは、そのカッティング動作を制御して、そのカッティングされた間隙内でのカッティング速度を遅くし、およびそのカッティング動作が、その間隙の他の側部で始められる際に、通常のカッティング速度に加速させるように適応させることが可能である。その旋回領域内の狭い旋回点の本来の理由は、旋回が行われる際に、カッティング速度が減速されるが、いくつかの用途においては、信頼性および／または品質要件により、そのビームが実際に追い付けるようになっていることを確実にするために、そのカッティングプロセス中の動作を能動的に減速させ、または停止させることも必要となる可能性があるということである。
【０１１１】
また、その制御ユニットは、そのカッティング装置を制御して、カッティングされた間隙内の半径で作動するように、または、カッティングされた間隙内のある角度または位相で作動するように適応させることも可能である。
【０１１２】
同様に、その制御ユニットは、そのカッティング装置を制御して、カッティングビームが遮断ポイントに交差する際に、その遮断ポイント内で、使用するカッティング装置に追い付くことを可能にするように適応させることができる。
【０１１３】
図６に示すように、その制御ユニットは、そのカッティング装置を制御して、２つの切断で、すなわち、１つが、角度６Ａにつながっている各ラインのための切断であり、各切断６１、６２が、角度６Ａの先端６Ａ’につながっている、第１の切断６１および第２の切断６２で、小さな角度６Ａをカッティングするように適応されることが企図されている。
【０１１４】
図８に示すように、２つの切断、すなわち、第１の切断８１と第２の切断８２の間の距離が小さいために、２つの切断８１、８２の間の材料の特性が影響を受けて、乱れ始める場合には、その制御ユニットは、そのカッティング装置を制御して、それぞれの切断の外側の部分から始まって、それぞれの切断の中心に向かう２つの部分的切断８１ａ、８１ｂ、８２ａ、８２ｂで、それぞれの切断８１、８２を実行するように適応されることが企図されている。
【０１１５】
また、その制御ユニットは、そのカッティング装置を制御して、部分的切断８１ａ、８１ｂ、８２ａ、８２ｂをそれぞれの切断に沿って最後まで実行させないが、前記２つの部分的切断の間にマイクロジョイントが残るように適応されることも企図されている。また、第３の切断８３も図示されており、この場合、マイクロジョイントを残すことなく、最後まで第３の切断８３の輪郭に近接して、２つの部分的切断８３ａ、８３ｂが実行される。
【０１１６】
また、その制御ユニットは、そのカッティング装置を制御して、周りの材料またはいずれの部材にも属さない部材間の材料が全体的にない部材の一群をカッティングするように適応されることが企図されている。
【０１１７】
図９は、２つ以上の群９Ａ、９Ｂ、９Ｃを、１つの材料からカッティングするときは常に、その制御ユニットは、そのカッティング装置を制御して、隣接する平行ライン９Ａ’、９Ｂ’を有する隣接する部材９Ａ、９Ｂ間の第１の最小距離ａ９を用いるように適応され、この場合、この最小距離ａ９は、第１の変数によって表されることが企図されている。隣接する部材の少なくとも一方が、隣接する接線９Ｃ’を有する、隣接する部材９Ａ、９Ｃの間の第２の最小距離ｂ９は、第２の変数によって表され、この場合、第２の変数によって表される第２の距離ｂ９は、第１の変数によって表される第１の距離ａ９よりも短い。
【０１１８】
第２の変数によって表される第２の距離ｂ９は、接線９Ｃ’の半径に依存する。
【０１１９】
第３の変数が、隣接する部材９Ｂ、９Ｃ間の第３の最小距離ｃ９を表すように適応され、この場合、隣接する部材の少なくとも一方の９Ｂは、隣接する角度９Ｂ”を有し、この場合、第３の変数によって表される第３の距離ｃ９は、第１および第２の変数によって表される距離ａ９、ｂ９よりも短いこともまた企図されている。
【０１２０】
その制御ユニットは、使用する材料を表す第４の変数、およびプラズマ、レーザ、ガス、水、イオン、トーチまたは空気を用いたカッティング等の使用するビームカッティング技術を表す第５の変数を考慮するように適応されることもまた企図されている。
【０１２１】
その制御ユニットは、そのカッティングビームの幅を表す第６の変数を考慮するように適応され、その第６の変数は、第４および第５の変数に依存することもまた企図されている。
【０１２２】
図１０は、その制御ユニットが、使用する材料、使用する材料の厚さおよび使用するカッティング技術により、導入部１０１または導出部１０２のための自動的な角度調節および長さ調節によって、導入部１０１または導出部１０２を設けるように適応されることを示す。
【０１２３】
本発明による制御ユニットは、そのカッティング装置を制御して、図１１のフローチャートに示されている次のシーケンスで、すなわち、
・全ての穴をカッティングする、すなわち、方策的に位置決めされた分割切断および共通切断（１１１）、
・一群または部材間に形成された全てのポケットをカッティングする（１１２）、および、
・一群の外側の輪郭をカッティングする（１１３）、
ことでカッティング動作を実行するように適応され得る。
【０１２４】
本発明のシステムは、コンピュータ支援製造（ＣＡＭ）またはコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）のためのツールとして機能するように適応され得、また、本発明の制御ユニットは、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）マシンにおける数値制御装置とすることができる。
【０１２５】
また、本発明は、図１に概略的に示されているようなコンピュータプログラムプロダクトＰであって、実行時に、コンピュータＣが、本発明の方法に従って制御ルールおよび変数を実施することを可能にするコンピュータプログラムコードＰ１を備えるコンピュータプログラムプロダクトPにも関する。
【０１２６】
本発明が、本発明の上述したおよび図示されている例示的な実施形態に限定されないこと、および添付クレームに説明されている本発明のコンセプトの範囲内で変更可能であることを理解されたい。
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、ビームカッティング技術を用いて、１つの材料からいくつかの部材をマシンカッティングするための方法に関し、その方法は、２次元の形状またはパターンをカッティングするための制御ルールおよび変数のセットを提供し、この場合、カッティングすべき形状またはパターンにより、１つのルールまたはいくつかのルールの組合せがカッティング動作に用いられ、その形状またはパターンは、その１つの材料からいくつかの部材を形成する。
【０００２】
また、本発明は、それを介して本発明を実施することができるシステムおよびコンピュータプログラムプロダクトに関する。
【０００３】
１つの材料から部材をカッティングするための周知の様々なカッティング技術があり、本発明は、いわゆるビームカッティング技術に関する。ビームカッティングは、レーザカッティング、プラズマカッティング、イオンビームカッティング、ガスまたはトーチ切断、ウォーターカッティング、ペレットカッティングまたはエアカッティング等のある種のビームをカッティング手段として有するものと定義される。これを、カッティング手段が鋸刃または回転切削ヘッド等の機械的部材である機械的切断と混同すべきではない。
【背景技術の説明】
【０００４】
従来、１つの材料からカッティングすべき部材を選び出して配置するためのネスティング部材配置方法に基づく加工プラン最適化ツールを用いることが知られている。ネスティングは、所定の作業領域内でポリゴンを回転させて詰め込む異なる発見的探索アルゴリズムに基づいている、２次元で機能する幾何学的最適化ツールである。図形的方法において、ネスト化された加工プランは、極めて良好な解決策を与えるが、製造時には、部材間に安全距離を用いることが必要である。安全距離は、製造プロセスで生じる機械加工および材料の技術的条件を考慮しなければならない。安全距離のサイズは、使用する材料および用いられるカッティング技術によって変わり、通常の部材間の安全距離は、５〜２０ｍｍである。
【０００５】
機械のカッティング動作を制御するために用いる制御ルールの実施例は、
・鋭いエッジ、
・旋回点、
・重要な領域でのビーム制動、
・カッティングヘッドを感知すること、
・材料を位置決めすることができるグリッドを考慮すること、
・予め切断された個々の要素の旋回のリスクを考慮すること、
・導入部の長さおよび角度、
・導出部の長さおよび角度、
・部材のためのマイクロジョイント、および
・カッティングする際の異なるガスの使用、およびウォーターカッティングにおける抽出性材料の容積に対処する方法である。
【０００６】
使用する材料に関連する制御ルールの実施例は、
・異なる金属のための回転方向、
・熱、
・材料が安定すること、
・材料におけることなるパターン、
・材料の伸縮、
・部材のための許容差、および
・部材品質、
とすることができる。
【０００７】
上述した生産および材料関連の条件により、カットした部材間に屑材が生じる。
【０００８】
ビームは材料内に切断部を形成するので、その切断部の厚さは、そのビームの厚さと同じかまたは一致し、そのため、部材を材料上に位置決めして、部材間の安全距離を設定する際には、そのビームの厚さを考慮しなければならない。カッティングプロセスにおいては、工具径補正を用いることが知られており、切断部が、そのカッティング方向において部材の左側に形成される場合は、左側工具径補正が用いられ、切断部が、そのカッティング方向において部材の右側に形成される場合には、右側工具径補正が用いられる。工具径補正を偏向する場合には常に、そのカッティングプロセスが停止され、ビームが止められた後に、新たな穿孔が行われる。
【０００９】
信頼性の高い生産工程を提供するのに用いられるいくつかの公知の方法は、通常、材料骨格と呼ばれる、部材と、その部材を囲む材料との間にマイクロジョイントを用いることである。マイクロジョイントは、切断経路に沿った切断におけるカッティングビームを停止させ、そのカッティング装置を、その切断経路に沿った小距離を移動させた後、カッティングビームを再び始動させて、その切断経路に沿った切断を続行することによって形成される。そして、切断されていない小さな部分がマイクロジョイントを構成することとなる。
【００１０】
カッティングプロセスにおける穿孔の数および位置決め距離を最小限にするために、部材間にブリッジを手動で配置することおよびチェーンカットすることが知られている。
【００１１】
また、材料屑および切断長を最小限にするために、二点間の直線に対して共通の切断を用いることによって、材料屑を最小限にすることも知られている。共通の切断においては、２つの部材間の距離は、単にそのカッティングビームの厚さであり、そのカッティングプロセス中に、工具径補正は用いられない。
【発明の概要】
【００１２】
課題
どのような種類のビームカッティング技術を用いても、屑に関して大きな問題がある。通常の信頼できる生産カッティングプランは、２０〜５０％の屑を有する。生産時に廃棄物が生じる背景は、各切断方法および各材料のための技術的ルールと組合わせた原材料への無効な部材配置方法である。
【００１３】
カッティング技術を製造方法として用いる場合、詳細な価格を提示する４つの異なるコストが存在する。通常、詳細な価格の５０％をはるかに超える材料コスト、および３つの異なるカテゴリのマシンコスト、すなわち、穿孔、位置距離および切断距離である。屑材の量を減らすことが課題である。また、カッティングプロセスで必要な穿孔の数を制限することも課題であり、また、カッティングプロセスにおける位置距離および切断距離を最適化することが課題である。
【００１４】
屑材を最小限にするために、自由形状部材間の距離を最小限にすることが課題である。
【００１５】
部材が互いに非常に近接している場合には、穿孔の数を最小限に保つこと、ビームカッティングプロセスのための旋回領域を設けること、および部材を結合することのできる隣接する骨格がない場合に、部材が旋回することを回避することが課題である。
【００１６】
ビームカッティング技術においては、そのカッティングビームが、そのカッティング装置と材料の間の相対運動において、材料の上面から材料の底面まで遅れをとることが課題である。これは、マシンがその動きを停止して、そのときのビームを旋回させた場合、その材料は、その切断部の終点を通って完全に切断されないであろうことを意味する。
【００１７】
別の課題は、この遅れを取り戻すためにビームが出た状態で、カッティング動作が静止した場合、停止箇所周辺の領域における材料の特性が影響を受け、例えば、いくつかのカッティング方法によって、その材料が加熱されおよび硬くなるということである。新たな切断の開始点でも同じことであり、この場合、材料の穿孔によって、この開始点周辺の影響を受けた特性を有する材料の半径でクレーターが形成されることになる。これらの課題のため、各切断の開始点および終点において、導入部および導出部が用いられることがあり、その導入部および導出部は、実際の切断部の外部にあり、その結果、影響を受けた材料のこの領域は、切断部の一部とはならない。
【００１８】
解決策
上述した課題のうちの1つ以上を解決するという目的で、および本発明の上述した分野の観点から、本発明は、制御ルールのセットが、自由形状の部材の一群の成形のためのルールを備え、この場合、それらの部材は、それらの部材の形状が許す限り、１つのカッティングビームの厚さのみが、隣接する部材間に見つけられるように互いに非常に近接して位置決めされることを教示する。
【００１９】
このことは、屑材を低減し、また、カッティングプロセスにおける位置距離および切断距離を最適化するであろう。
【００２０】
本発明は、制御ルールのセットが、隣接する部材を互いにまとめて保持するマイクロジョイントによる、一群の部材の接触結合のためのルールを備えることを教示する。具体的には、マイクロジョイントは、輪郭のカッティングを、カッティングすべき輪郭内への設定した距離だけ開始させることにより、または、カッティングすべきその輪郭の端部の前の設定した距離で輪郭のカッティングを停止し、それによってその輪郭の完全なカッティングを完了しないことによって形成され、この場合、その輪郭のカッティングされていない開始部または停止部がそのマイクロジョイントを構成し、およびこれによって形成されたマイクロジョイントのサイズは、その設定された距離に一致することが教示されている。このことは、カッティングプロセス中に、カッティングビームを始動および停止することなく、マイクロジョイントを形成することを可能にし、それによって、カッティングプロセスに、カッティングビームのより少ない始動および停止を伴うカッティングプロセスを生み出すであろう。こうすることで、マイクロジョイントによって互いに接続されている部材の一群を、カッティングプロセスにおいて、１つの複合部材として処理することができる。
【００２１】
また、その制御ルールのセットが、その群内の部材を分離し、それらの部材を周囲の材料とまとめて保持するマイクロジョイントによって、その群を包囲する材料とそれらの部材とを結合するためのルールを備えることも企図されている。また、このマイクロジョイントは、輪郭のカッティングを、カッティングすべき輪郭内への設定した距離だけ開始させることにより、または、カッティングすべきその輪郭の端部の前の設定した距離で輪郭のカッティングを停止し、それによってその輪郭の完全なカッティングを完了しないことによって形成され、この場合、その輪郭のカッティングされていない開始部または停止部がそのマイクロジョイントを構成し、およびこれによって形成されたマイクロジョイントのサイズは、その設定された距離に一致する。このことは、部材の一群が、全て周囲の材料に容易に接続される少数の部材を単に含む場合に、より有利になる可能性がある。
【００２２】
マイクロジョイントのサイズは、その制御ルールによって制御され、その場合、そのサイズを制御するための変数は、設定した距離、使用する材料および使用するカッティング装置に依存することが企図されている。
【００２３】
工具径補正は、多くの場合、隣接する部材間に所望の距離を維持するのに、およびカッティングされる部材の所望の品質が工具径補正を必要とする場合に必要になる。穿孔およびそれに付随する導入部および導出部の数を制限するという目的で、および１つの群に付随する部材の複雑な組合せを可能にするという目的で、その制御ルールのセットが、そのカッティングビームのターンオフおよびターンオンを要することなく、１つのラインまたは輪郭の連続カッティングの間に、右側工具径補正、左側工具径補正および工具径補正なしを切替えるためのルールを備えることが企図されている。
【００２４】
同じ理由から、その制御ルールのセットが、この目的のために分割切断を実行することによる、または、必ず必要な長さよりも長い１つのラインまたは輪郭をカッティングして、これによって形成された間隙を旋回領域として利用することによる、方策的に位置決めされた旋回領域の形成のためのルールを備えることも企図されている。
【００２５】
そのような旋回領域としての間隙の利用は、その旋回領域内で、そのカッティングビームが、使用するカッティング装置に追い付くことを可能にすることによって行われ、これは、その旋回領域において、そのカッティングビームの遅れをなくすことができるということであり、そのカッティングビームとしての直線状のカッティングビームが方向を変えて、新たな方向でその切断を続けることを可能にする。
【００２６】
これによって、そのマシンがそのカッティングビームの方向を別の方向に変える場合に、その旋回点において隣接する材料間に好ましくない架橋材料を残すことなく、その切断が、その旋回点においても、その材料全体にわたって完了することが確実になるであろう。
【００２７】
また、その制御ルールのセットは、そのカッティングビームが遮断ポイントを横断する際に、そのカッティングビームが、その遮断ポイントにおいて、使用するカッティング装置に追い付くことを可能にするためのルールを備えることも企図されている。
【００２８】
いくつかの部材が互いに近接して位置決めされているため、それらの形態によって、非常に小さな角度のカッティングが必要な場合がある。それらの小さな角度は、２つの直線状の切断により、２つの接線または曲線により、あるいは直線状の切断部と、その角度につながる曲線との組合せによって形成することができる。小さな角度をカッティングするには技術的な問題があり、本発明は、その制御ルールのセットが、小さな角度をカッティングするためのルールを備え、前記ルールは、小さな角度が２つの切断部でカッティングされ、１つは、その角度につながる各ラインのためのものであり、各切断部は、その角度の先端につながっていると述べていることを企図する。
【００２９】
互いに非常に近接して位置決めされた部材の一群の成形には、その材料から薄い細長い一片をカッティングすることが必要になる場合があり、本発明は、２つの切断部の間の距離が小さいために、それら２つの切断部の間の材料の特性が影響を受けて乱れ始める可能性がある場合は、それぞれの切断部が、２つの部分的切断部で形成され、それによって、薄い部材において、影響を受ける材料に関する問題を最小限にすることを教示する。それらの部分的切断部は、それぞれの切断部の外側の部材から、それぞれの切断部の中心に向かって始められる。
【００３０】
また、それらの部分的切断部は、それぞれの切断部に沿って最後まで形成されていないが、マイクロジョイントは、２つの部分的切断部間に残っており、それに伴って、隣接する部材によってその薄い部材のための支持を実現できることも企図されている。
【００３１】
その一群の部材が、マイクロジョイントによってまとめて結合されている場合には、それらの部材からなる群が、周囲の材料から、またはいずれの部材にも属さない部分間の材料から全体的に離れて切断されることが企図されている。
【００３２】
屑材をさらに最小限にするために、２つ以上の群を、１つの材料からカッティングするときは常に、少なくとも２つの異なる変数が、２つの異なる群からの隣接する部材間の距離を設定するために用いられることが企図されている。隣接する平行線を伴う隣接する部材間の第１の最小距離を表す第１の変数、および隣接する部材の少なくとも一方が、隣接する接線を有する隣接する部材間の第２の最小距離を表す第２の変数、この場合、２つの平行な切断部が、接線を有する切断部よりも多くの影響をその隣接する部材の材料に及ぼすため、その第２の変数によって表される距離は、第１の変数によって表される距離よりも短い。
【００３３】
また、第２の変数によって表される第２の距離は、その接線の半径に依存し、その場合、より小さな半径が、より短い最小距離を可能にすることも企図されている。
【００３４】
また、隣接する部材間の第３の最小距離を表す第３の変数を設けることも可能であり、この場合、その隣接する部材のうちの少なくとも１つは、共通の角部を有し、第３の変数によって表される第３の距離は、第１および第２の変数によって表される距離よりも短い。
【００３５】
これらのルールの実施は、使用するビームカッティング技術および使用する材料に依存することを理解すべきであり、従って、第４の変数が、使用する材料を表すこと、および第５の変数が、プラズマ、レーザ、ガス、水、イオン、トーチ、ペレットまたは空気を用いたカッティング等の使用するビームカッティング技術を表すことが企図されており、その結果、これらのルールを特定のカッティング動作に適用する場合に、これらの変数を考慮することができる。
【００３６】
異なるカッティング技術は、異なる厚さを有するカッティングビームを生成し、また、同じカッティング技術を利用する異なるカッティング装置も、そのカッティング装置の状態により、異なる厚さを有するカッティングビームを生成するであろう。そのため、第６の変数が、そのカッティングビームの幅または厚さを表すことが企図されている。この第６の変数もまた、第４および第５の変数に依存している。
【００３７】
本発明は、制御ルールのセットが、使用する材料、使用する材料の厚さおよび使用するカッティング技術により、導入部または導出部のための自動的な角度調節および長さ調節を用いて、その導入部または導出部のためのルールを設けることができ、その角度および長さの調節は、切断の開始点および停止点を、可能な限り小さな導入または導出角度で、その切断から十分に離れたところに配置するように適合されていることを教示する。
【００３８】
本発明は、そのカッティング動作が、次の順序で、すなわち、
・全ての穴をカッティングする、すなわち、方策的に位置決めされた分割切断および共通切断、
・一群または部材間に形成された全てのポケットをカッティングする、
・一群の外側の輪郭をカッティングする、
ことで実行されることを企図している。
【００３９】
本発明の方法は、コンピュータ支援製造（ＣＡＭ）、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）のためのツールとして、または、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）によって制御されるカッティング装置における数値制御装置によって用いられる制御ルールおよび変数の一部として実施できることを理解すべきである。
【００４０】
また、本発明は、１つの材料からいくつかの部材をマシンカッティングするためのシステムであって、ビームカッティング装置と、本発明の方法に従って制御を実行するように適合された、そのビームカッティング装置を制御するための制御ユニットとを備えるシステムに関する。
【００４１】
また、本発明は、実行時に、コンピュータが、本発明の方法に従って制御ルールおよび変数を実施することを可能にするコンピュータプログラムコードを備えるコンピュータプログラムプロダクトに関する。
【００４２】
効果
本発明による方法、システム、コンピュータプログラムプロダクトの効果は、本発明によって、材料屑を最小限にし、および穿孔の数、位置距離および切断距離に関する最適化を意味する、最適化されたマシンコストで信頼性の高い生産カッティングプランを作ることが可能であるということである。
【００４３】
本発明は、カッティングマシンにおけるカッティング変数を制御して、信頼性のあるプロセスを得ることが可能であるカッティング作業プランを備えた最適なカッティングを提供する。本発明は、２つ以上の自由形状部材、導入部の長さおよび角度、導出部の長さおよび角度をまとめて集団化し、工具径補正を切替え、およびその一群の領域内で走査する場合に、旋回領域、部材間の距離、部材間のマイクロジョイントに関する制御を実行でき、すなわち、位置決め距離を最小限にするために、その一群の領域内の穴、裂け目、共通の切断およびポケット間で検出切削ヘッドを持ち上げることなく、そのヘッドを使用する可能性を実現できる。
【００４４】
提供される生産信頼性は、安全なプロセス、部材の適切な許容差、および最小限の資源廃棄物を伴う部材のための最適な品質を意味する。
【００４５】
本発明は、自由形状部材のための一群を作る可能性を実現できる。近接した一群における作業領域上に最適化された単一の部材は、材料屑を最小限にする機会をもたらす。一群が形成されるため、一つ一つの要素は互いに接触して位置決めされ、それによって、集団化する際に、全ての接線セグメントを用いることが可能になる。いくつかの部材からなる本発明の一群は、安全距離がなく、接線、裂け目、ブリッジ、旋回領域、マイクロジョイント、共通切断ラインおよびポケットだけがある新たな部材を形成する。本発明のルールおよび変数の異なる一群は、自由形状の２次元部材が、安全距離なしで集団化されようとしている場合の近づきつつあるいかなる種類の状況に対しても、信頼できるカッティングプロセスを生み出す可能性を提供できる。
【００４６】
また、部材と骨格の間の代わりに、カッティングすべき部材間でのマイクロジョイントの利用も、手動または自動化された選別プロセスにおいて効果がある。
【００４７】
また、本発明の旋回領域の利用によって、カッティング方向を変えるために、その骨格の領域を用いることを避けて、その代わりに、そのカッティング方向が変わっている既に切断されたラインを用いる可能性を実現でき、それにより、ここでもまた、屑を最小限にする。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
次に、本発明による方法、システムおよびコンピュータプログラムプロダクトを、添付図面を参照して詳細に説明する。
【図１】図１は、本発明による方法、システムおよびコンピュータプログラムプロダクトを概略的かつ単純化した図である。
【図２】図２は、２つの部材のみを有する部材の一群の概略図である。
【図３】図３は、いくつかの部材を有する一群の概略図である。
【図４】図４は、いくつかの遮断ポイントにわたってカッティングする方法の概略図である。
【図５】図５は、異なる方法を実現するために、共通切断を終了する方法を概略的かつ単純化した図である。
【図６】図６は、小さな角度をどのようにカッティングするかについての方法を概略的かつ単純化した図である。
【図７】図７ａは、カッティングビームの厚さの距離で隣接する接線を有する２つの部材をカッティングする２つの異なる方法のうちの１つの概略図である。図７ｂは、カッティングビームの厚さの距離で隣接する接線を有する２つの部材をカッティングする２つの異なる方法のうちの１つの概略図である。
【図８】図８は、薄い細長い一片をカッティングする方法の概略図である。
【図９】図９は、異なる一群の間の距離をどのように設定できるかについての概略図である。
【図１０】図１０は、導入部および導出部を設定する方法の概略図である。
【図１１】図１１は、カッティング動作のシーケンスを示すフローチャートである。
【現時点で好適な実施形態の説明】
【００４９】
次に、本発明を、ビームカッティング技術を用いて、１つの材料１２からいくつかの部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃをマシンカッティングするための方法を示す図１を参照して説明する。図１の概略図は、カッティング装置１３が移動可能であり、および材料１２が固定されていることを示しているが、本発明は、そのカッティング装置が固定され、およびその材料が移動可能であるシステムで実施することもできることを理解すべきである。本発明は、何が移動しているかおよび何が固定されているかに関わらず、材料１２とカッティング装置１３の間の相対運動を制御することに関する。
【００５０】
本発明の説明においては、１つの具体的なビームカッティング技術が説明されていることを示唆する特定の用語を用いることができるが、本発明は、いかなるビームカッティング技術にも関連していることを理解すべきであり、当業者は、１つのビームカッティング技術に固有の用語によって説明されている特徴を、どのようにして別のビームカッティング技術に適応させることができ、かつ別のビームカッティング技術で実施できるかを理解するであろう。
【００５１】
本発明は、２次元の形状またはパターンをカッティングするための制御ルールおよび変数のセットを提供し、この場合、カッティングすべき形状またはパターンにより、１つのルールまたはいくつかのルールの組合せが、そのカッティング動作に用いられ、その形状またはパターンは、１つの材料から部材を形成する。それらの制御ルールおよびパラメータは、カッティング装置１３と１つの材料１２との間の相対運動を制御するのに用いられ、その結果、この運動は、そのカッティング動作を実行するための制御された方法で行われる。
【００５２】
その制御ルールのセットは、自由形状の部材１５からなる一群の形成のためのルールを備えることが具体的に教示されている。自由形状に関しては、それらの部材がその材料から切断される、２次元のいかなる構造または形状も有することができることを意味している。
【００５３】
部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、それらの部材の形状が許す限り、カッティングビーム１３ａの厚さ１３ａ’のみが、隣接する部材間に見つけられるように、互いに非常に近接して位置決めされている。
【００５４】
これは、部材間に共通の切断が必要であり、その場合、カッティングすべき共通ラインは、２つの箇所の間の直線ではなく、正確に言えば、その共通ラインは、任意の湾曲形状、または、いくつかの接続された直線とすることができることを意味する。
【００５５】
以下の説明で提示する異なる実施形態は、異なる構造または形状の部材を、それらの部材間に所要の骨格を何ら要することなくカッティングすることができ、それによって大量の材料を節約できる実施例を示している。
【００５６】
１つの実施例が図２に示されており、そこでは、カッティングビーム２３の厚さのみが、部材２１、２２間に見つけられるように、第１の部材２１および第２の部材２２が非常に近接して位置決めされている。
【００５７】
上記制御ルールのセットは、隣接する部材を互いにまとめて保持するマイクロジョイントによる、前記部材の結合のためのマイクロジョイントの形成のためのルールを備え、およびマイクロジョイントは、輪郭のカッティングを、カッティングすべき輪郭内への設定した距離だけ開始させることにより、または、カッティングすべきその輪郭の端部の前の設定した距離で輪郭のカッティングを停止し、それによってその輪郭の完全なカッティングを完了しないことによって形成されることが企図されており、それについては、図５を参照して詳細に説明する。これによって形成されたマイクロジョイントのサイズは、前記設定された距離と一致する。
【００５８】
上記制御ルールのセットは、その一群内の部材を分けて、周りの材料とまとめて部材を保持するマイクロジョイントによって、その一群を包囲する材料とそれらの部材を結合するためのルールを備えてもよいことを理解すべきであり、それについては、第１のマイクロジョイント２４および第２のマイクロジョイント２５が、周りの材料２とまとめて部材２１、２２に結合していることを示す図２に図示されている。
【００５９】
図２を見て分かるように、第１のマイクロジョイント２４は、その輪郭のカッティングを、カッティングすべき輪郭内への設定した距離だけ開始させることによって形成され、また、第２のマイクロジョイント２５は、カッティングすべきその輪郭の端部の前の設定した距離で輪郭のカッティングを停止し、それによってその輪郭の完全なカッティングを完了しないことによって形成され、この場合、これによって形成されたマイクロジョイント２４、２５のサイズは、その設定した距離に一致する。
【００６０】
その材料が、小さな部材を傾斜させる恐れがないほど十分に厚い場合は、カットする部材が、その骨格および隣接する部材にくっつくため、その材料の厚さにより、マイクロジョイントは、全く必要ない可能性もあることを理解すべきである。
【００６１】
これらのマイクロジョイントのサイズは、その制御ルールによって制御され、そのサイズを制御するための変数は、設定された距離、使用する材料および使用するカッティング装置に依存する。例えば、カッティング技術と材料の組合せが、ビームの遅れを引き起こす場合には、その切断は、ほとんど最後まで別の切断部材に対して行うことができ、この場合、そのビームはターンオフされ、ビーム遅れにより、その材料の裏のより厚いジョイントが、そのマイクロジョイントの一部となる。カッティング技術と材料の組合せが、いかなるビームの遅れも引き起こさない場合は、それらのマイクロジョイントは、正確なサイズにカッティングすることができる。
【００６２】
第１および第２の部材２１、２２が工具径補正を必要とする場合、本発明は、箇所２ａでカッティングを開始する際、箇所２ｂに向かって第１の部材２１の輪郭をカッティングするために、左側工具径補正が用いられ、この場合、共通の切断が開始する。箇所２ｂから箇所２ｃまでは、その輪郭の共通切断部の間は、工具径補正は用いられず、箇所２ｃから箇所２ｄまでは、第２の部材２２の輪郭をカッティングするために、右側工具径補正が用いられる。そのため、上記制御ルールのセットが、そのカッティングビームのターンオンおよびターンオフを伴うことなく、ラインまたは輪郭の連続カッティングの間に、右側工具径補正、左側工具径補正および工具径補正なしを切替えるためのルールを備えることが企図されている。これは、図２における２つの部材２１、２２のカッティングを、箇所２ａから箇所２ｄへの１つの連続カッティングで行うことができることを意味する。その図は、マイクロジョイント２４、２５が、どのようにして最後までその切断を完了せずに形成されるかについても示している。
【００６３】
図２は、非常にシンプルな図であり、また、部材の一群が、２つの部材を含むだけであるため、本発明の具体的な実施形態でもある。
【００６４】
図３は、４つの部材、すなわち、第１の部材３１、第２の部材３２、第３の部材３３および第４の部材３４を有する一群３Ａの別の実施例である。ここでは、それらの４つの部材が、丸みの付いた角部を有するため、切断される部材が、それら４つの部材の間の中央部にポケット３Ｂを形成することが分かる。
【００６５】
本発明は、上記制御ルールのセットが、この目的のために分割切断を実行することにより、または、必ず必要な長さよりも長い１つのラインまたは輪郭をカッティングして、これによって形成された間隙を旋回領域として利用することにより、方策的に位置決めされた旋回領域の形成のためのルールを備えることを教示する。
【００６６】
図３においては、まず、３つの部材間の共通切断、例えば、最初に第１の部材３１と第２の部材３２の間の第１の共通切断３５、次いで、第２の部材３２と第３の部材３３の間の第２の共通切断３６、そして第３の部材３３と第４の部材３４の間の第３の共通切断３７がカッティングされることが企図されている。これら３つの共通切断３５、３６、３７は、その中央部のポケット３Ｂ内へカッティングされ、それによって、それぞれの共通切断の端部に、３つの旋回領域、すなわち、第１の旋回領域３５’、第２の旋回領域３６’および第３の旋回領域３７’が作られる。
【００６７】
第４の共通切断３８がカッティングされる際、その中央部のポケットは、同じ切断によって形成され、そこでは、３つの旋回領域３５’、３６’、３７’は、そのビームがその旋回領域に入って向きを変えた後、その旋回領域から次の角部のカッティングを続け、そして次の旋回領域に入って続行し、ポケット３Ｂ全体を回ること等を可能にする。
【００６８】
図３による実施形態もまた、工具径補正の変更が切断中に必要となる可能性のある実施例である。このことを例証するために、第４の共通切断３８が実行される際、第１の部材３１と第４の部材３４の間の切断中には、工具径補正が用いられず、その後、これは、第４の部材３４の丸みの付いた角部をカッティングする間、第３の旋回領域３７’内で旋回する間、第３の部材３３の丸みの付いた角部をカッティングする間、第２の旋回領域３６’内で旋回する間、第２の部材３２の丸みの付いた角部をカッティングする間、第１の旋回領域３５’内で旋回する間、および第１の部材３１の丸みの付いた角部をカッティングする間、左側工具径補正に切替えられることが示されている。
【００６９】
その間隙の旋回領域としての利用は、そのカッティングビームが、その旋回領域内で、使用するカッティング装置に追い付くことを可能にすることによって行われる。
【００７０】
そのビームは、異なる方法でそのカッティング装置に追い付けるようになっており、どの方法を選択するかは、具体的なカッティング状況に依存する。
【００７１】
そのビームがカッティング装置に追い付くことを可能にする１つの方法は、その旋回領域内ではカッティング速度を遅くし、カッティング動作がその旋回領域から出て続行する際に、通常のカッティング速度まで加速することを可能にすることである。狭い旋回領域は、本発明の実際の適用においては、その旋回領域内での旋回が行われるときに、そのカッティング速度を遅くさせ、それによって、その旋回領域内で旋回が行われる際に、そのビームがそのカッティング装置に追い付くことを可能にするであろう。いくつかの適用においては、信頼性および／または品質の要件により、そのビームが実際に追い付けることを確実にするために、カッティングプロセスにおける動作を能動的に遅らせ、または、停止させることも必要となる可能性がある。
【００７２】
そのビームがカッティング装置に追い付くことを可能にする別の方法は、そのカッティング装置が、その旋回領域内である半径で作動することを可能にすることである。
【００７３】
そのビームがカッティング装置に追い付くことを可能にする別の方法は、そのカッティング装置が、その旋回領域内である角度または位相で作動することを可能にすることである。
【００７４】
図４は、本発明の一実施形態を示し、この場合、カッティングビーム４１は、いくつかの既にカッティングされたライン４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄまたは遮断ポイントに交差する。このことは、そのビームの下方部が、その遮断ポイントの第１の側部を通ってカッティングする前に、そのビームの上方部が、その遮断ポイントの他方の側部でカッティングを開始する可能性があり、そのことは、カッティングの中断のリスクとなる可能性があるため、ビームがカッティング装置に遅れをとる場合に、問題を引き起こす可能性がある。
【００７５】
このことを避けるために、本発明は、その制御ルールのセットが、そのカッティングビームが遮断ポイントに交差する際に、そのカッティングビームが、その遮断ポイントにおいて、使用するカッティング装置に追い付くことを可能にするためのルールを備えることを教示する。
【００７６】
この追い付きは、異なる方法で行うことができ、企図する３つの異なる方法は、そのカッティング装置を、切断された間隙内で小さな半径Ａで作動させること、そのカッティング装置を、その切断された間隙内で小さな位相Ｂで作動させること、または、その間隙に入っているときには、カッティング速度を遅くし、その後、間隙Ｃから出る際に、通常の速度でカッティングを開始することである。
【００７７】
図５は、本発明の異なる特徴を実現するために、どのように切断を異なる方法で終了させることができるかについての実施例を示す。その図は、部材の一群５Ａに属する第１の部材５１、第２の部材５２、第３の部材５３および第４の部材５４を概略的に示し、その一群全体は、この図には示されていない。
【００７８】
これらの部材は、第１の部材５１と第２の部材５２の間の第１の切断５１２が共通切断であり、第２の部材５２と第３の部材の間の第２の切断５２３が共通切断であり、および第３の部材５３と第４の部材５４の間の第３の切断５３４が共通切断であり、４つ全ての部材が、外側切断５５に隣接しているように位置決めされている。
【００７９】
ここでは、外側切断５５に達する前に、第１の切断５１２が停止され、それによって、第１の部材５１と第２の部材５２の間にマイクロジョイント５６が形成されていることが分かる。
【００８０】
また、第２の切断５２３は、外側切断５５に対して最後までカッティングされており、それによって、第２および第３の部材５２、５３を互いに分離していることが分かる。
【００８１】
また、第３の切断５３４は、その外側切断を越えてカッティングされており、それによって、旋回領域５７として利用できる方策的に位置決めされた切断を実現できることが分かる。
【００８２】
図６は、本発明がどのようにして、小さな角度６Ａのカッティングに関する解決策を提案しているかを示す。本発明は、その制御ルールのセットが、小さな角度６Ａが２つの切断、すなわち、１つの切断が角度６Ａにつながる各ラインのためのものであり、各切断が、角度６Ａの先端６Ａ’につながっている、第１の切断６１および第２の切断６２でカッティングされることを述べているルールを備えることを教示する。その図において、その角度は、互いにつながっている２つの曲線で例示されているが、互いにつながっている２つの直線、または、１つの直線と１つの曲線であってもよいことを理解すべきである。
【００８３】
図７ａは、隣接する接線間の距離が、カッティングビームの厚さのみであるように、第１の部材７ａ１および第２の部材７ａ２が位置決めされている実施例を示す。図７ａにおいて、そのカッティング動作は、第１および第２の部材７ａ１、７ａ２の共通接線を通る方策的に位置決めされた分割切断部７ａ３をカッティングすることによって開始する。その後、２つの部材７ａ１、７ａ２が１つの切断でカッティングされ、その場合、カッティングビームは、方策的に位置決めされた分割切断部７ａ３を旋回領域７ａ３’として利用することとなる。この切断においては、切断方向７ａ４、７ａ４’は、その径補正が、全体の切断中、同じままであるようになっているため、径補正の変更は必要ない。
【００８４】
また、図７ｂは、隣接する接線間の距離が、カッティングビームの厚さのみであるように、第１の部材７ｂ１および第２の部材７ｂ２が位置決めされている実施例を示す。図７ｂにおいて、２つの部材７ｂ１、７ｂ２は、１つの切断でカッティングされ、その場合、そのカッティングビームが、既に切断されている接点７ｂ３を２度目に通ってカッティングする際、そのカッティングビームは、その接点に交差して、それによって、その既に切断されている接点７ｂ３は、図４による遮断ポイントとなる。工具径補正の要件がある場合、切断方向７ｂ４、７ｂ４’は、そのカッティングビームが接点７ｂ３を通過する際に径補正が変わるため、このことは、そのカッティングビームが第１の部材７ｂ１のカッティングから第２の部材７ｂ２のカッティングに移動する際の（逆の場合も同様）、径補正の変更によって実行できる。
【００８５】
図８は、３つの切断、すなわち、第１の切断８１、第２の切断８２および第３の切断８３の間の距離が小さいために、２つの隣接する切断間の材料の特性が影響を受けて乱れる場合に、本発明は、第１、第２および第３の切断８１、８２、８３が、それぞれの切断８１、８２、８３の外側部材から始まって、それぞれの切断８１、８２、８３の中心に向かう２つの部分的切断８１ａ、８１ｂ、８２ａ、８２ｂ、８３ａ、８３ｂで実行されることを企図していることを示す。
【００８６】
また、図８は、第１および第２の部分的切断８１ａ、８１ｂ、８２ａ、８２ｂは、それぞれの切断８１、８２に沿って最後まで行われていないが、２つの部分的切断８１ａ、８１ｂ、８２ａ、８２ｂの間に、マイクロジョイント８１ｃ、８２ｃが残っており、一方、第３の部分的切断８３ａ、８３ｂは、第３の切断８３の輪郭に接近するように最後まで行われる。
【００８７】
部材の一群を単一の複合部材として設定することが可能であり、その部材の一群には、周りの材料、または、いずれの部材にも属さない部材間の材料がなく、この場合、その部材の一群は、必要であれば、マイクロジョイントでまとめて結合してもよく、また、その一群には、周りの骨格材料がないことが企図されている。
【００８８】
本発明は、そのカッティング装置の制御に異なる変数が利用可能であることを教示する。
【００８９】
図９は、１つの材料から２つ以上の群９Ａ、９Ｂ、９Ｃがカッティングされることを示す。それらの群は、いくつかの異なる部材を含むことが可能であるが、簡単にするために、群９Ａ、９Ｂ、９Ｃは、単に一様な部材として概略的に図示されている。少なくとも２つの異なる変数が、異なる２つの群からの隣接する部材間の距離を設定するのに用いられる。第１の変数は、隣接する平行ライン９Ａ’、９Ｂ’を有する隣接する部材９Ａ、９Ｂ間の第１の最小距離ａ９を表す。第２の変数は、隣接する部材９Ａ、９Ｃ間の第２の最小距離ｂ９を表し、この場合、隣接する部材の少なくとも一方９Ｃは、隣接する接線９Ｃ’を有している。本発明は、第２の変数によって表される距離ｂ９が、第１の変数によって表される距離ａ９よりも短いことを教示する。
【００９０】
また、本発明は、第２の変数によって表される第２の距離ｂ９が、接線９Ｃ’の半径に依存することも教示する。
【００９１】
また、図９は、第３の変数が、隣接する部材９Ｂ、９Ｃ間の第３の最小距離ｃ９を表すことができ、この場合に、隣接する部材の少なくとも一方９Ｂは、隣接する角部９Ｂ”を有し、第３の変数によって表される第３の距離ｃ９は、第１および第２の変数によって表される距離ａ９、ｂ９よりも短いことも示している。
【００９２】
第４の変数が、使用する材料を表し、第５の変数が、プラズマ、レーザ、ガス、水、イオン、トーチ、ペレットまたは空気を用いたカッティング等の使用するビームカッティング技術を表すことが企図されている。
【００９３】
また、第６の変数が、カッティングビームの幅を表すことも企図されており、この場合、第６の変数は、第４および第５の変数に依存する。
【００９４】
図１０は、使用する材料、使用する材料の厚さおよび使用するカッティング技術により、導入部１０１または導出部１０２のための自動的な角度調節および長さ調節によって、導入部１０１または導出部１０２を設けることができることを示す。
【００９５】
角度１０１ａ、１０２ａは、導入部１０１および導出部１０２の長さをそれぞれ最小限にしながらも、カッティングビームが導入部１０１で始動する際の穿孔によって形成されるクレーター１０１ｂ、または、そのビームが導出部１０２で停止した際に形成される影響ゾーン１０２ｂが、切断１０３の外側に位置するように、切断１０３に関して可能な限り小さく選定されることが企図されている。
【００９６】
図１１は、カッティング動作、すなわち、
・全ての穴をカッティングする、すなわち、方策的に位置決めされた分割切断および共通切断（１１１）、
・一群または部材間に形成された全てのポケットをカッティングする（１１２）、および、
・一群の外側の輪郭をカッティングする（１１３）、
ことを実行する企図されたシーケンスを示す単純化したフローチャートである。
【００９７】
第１の動作１１１は、全ての穴をカッティングすること、すなわち、方策的に位置決めされた分割切断および共通切断であり、これは、先ず、所要の旋回領域を形成するように行われ、それは、これらの動作の実行中は、全ての部材がまだ、互いにおよび骨格に接続されていて、１つの材料がまだ安定しているため、容易に行うことができる。カッティング、分割および共通切断は、全て、その一群における異なる部材を接続するように位置決めされているいずれかのマイクロジョイントに適合されている。
【００９８】
第２の動作１１２は、一群または部材間に形成された全てのポケットをカッティングすることであり、これは、それらの動作を実行する間は、全ての部材がまだ、互いにおよび骨格に接続されていて、１つの材料がまだ安定しているため、容易に行うことができる。
【００９９】
第３のおよび最後の動作１１３は、その一群の外側の輪郭をカッティングすることであり、これを行う際に、全ての部材は、骨格から解放されて、そのプロセス中に形成されたいずれかのマイクロジョイントによって、単に互いに接続されるだけになる。マイクロジョイントが、一群の部材を互いにではなく、骨格に接続している実施形態を用いる場合は、その外側の輪郭をカッティングする間に、それらのマイクロジョイントが形成されることを理解すべきである。
【０１００】
本発明による方法は、コンピュータ支援製造（ＣＡＭ）、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）のためのツールとして、または、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）によって制御されるカッティング機器における数値制御装置によって用いられる制御ルールおよび変数の一部として実施できることを理解すべきである。
【０１０１】
また、本発明は、図１を再び参照して説明するシステム、すなわち、いくつかの部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃを１つの材料１２からマシンカッティングするためのシステム１１に関し、本発明のシステム１１は、ビームカッティング装置１３と、ビームカッティング装置１３を制御するための制御ユニット１４を備えている。
【０１０２】
制御ユニット１４は、２次元の形状またはパターンをカッティングするための制御ルールのセットに追従するように適応されており、この場合、カッティングすべき形状またはパターンにより、１つのルール、またはいくつかのルールの組合せをカッティング動作に用いることができ、いずれかの形状またはパターンが、１つの材料１２から部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃを形成する。
【０１０３】
本発明は、制御ユニット１４が、自由形状の部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃからなる一群１５の形成のためのルールを含む制御ルールのセットに追従するように適応されており、この場合、部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、これらの部材の形状が許す限り、隣接する部材間にカッティングビーム１３ａの厚さ１３ａ’のみが見つけられるように、互いに非常に近接して位置決めされることを具体的に教示する。
【０１０４】
その制御ユニットは、そのカッティング装置を制御して、隣接する部材間にマイクロジョイントを残し、それによって、それらのマイクロジョイントが、隣接する部材を互いにまとめて保持することを可能にするように適応されており、この場合、その制御ユニットは、そのカッティング装置を制御して、カッティングすべき輪郭内へ設定した距離だけ、その輪郭の切断を開始させるか、または、図５に示すように、そのカッティングすべき輪郭の端部の前の設定した距離で、輪郭５１２の切断を停止し、それによって、そのカッティング装置は、その輪郭の完全な切断を完了しないように制御され、その結果、第１の部材５１と第２の部材５２を結合するマイクロジョイント５６を設け、そのマイクロジョイントのサイズが、その設定した距離に一致するように適応されることが企図されている。
【０１０５】
図２に示すように、その制御ユニットは、そのカッティング装置を制御して、部材２１、２２、およびその一群を包囲している材料２の間にマイクロジョイント２４、２５を残し、それによって、マイクロジョイント２４、２５が、その包囲している材料とまとめて部材２１、２２を保持することを可能にするように適応されることが企図されている。
【０１０６】
その制御ユニットは、マイクロジョイントのサイズを設定する制御ルールに追従するように適応されており、そのサイズを制御するための変数は、使用する材料および使用するカッティング装置に依存する。
【０１０７】
その制御ユニットは、そのカッティング装置を制御して、新たな穴をカッティングすることなく、１つのラインまたは輪郭の連続的な切断中に、右側工具径補正、左側工具径補正および工具径補正なしを切替えるように適応されることが企図されている。図２は、箇所２ａでカッティングを開始する場合、第１の部材２１の輪郭から箇所２ｂへカッティングするのに、左側工具径補正が用いられることを示すことによって、このことを示している。箇所２ｂから箇所２ｃへ共通切断を開始する場合、その輪郭の共通切断部の間は、工具径補正は用いられず、箇所２ｃから箇所２ｄへ向かうときには、第２の部材２２の輪郭をカッティングするために、右側工具径補正が用いられる。
【０１０８】
図３に示すように、その制御ユニットは、そのカッティング装置を制御して、この目的のための分割切断を実行することにより、または、必要な長さよりも長いラインまたは輪郭をカッティングし、およびそのカッティング装置を制御して、これによって形成された間隙を旋回領域として利用することにより、方策的に位置決めされた旋回領域３５’、３６’、３７’を形成するように適応されることが企図されている。
【０１０９】
その制御ユニットは、そのカッティングビームが、その旋回領域内で、そのカッティング装置に追い付けるように、そのカッティング装置を制御することによって、そのカッティング装置を制御して、その間隙を旋回領域として利用するように適応されている。
【０１１０】
そのビームの追い付きは、異なる方法で実現することができる。その制御ユニットは、そのカッティング動作を制御して、そのカッティングされた間隙内でのカッティング速度を遅くし、およびそのカッティング動作が、その間隙の他の側部で始められる際に、通常のカッティング速度に加速させるように適応させることが可能である。その旋回領域内の狭い旋回点の本来の理由は、旋回が行われる際に、カッティング速度が減速されるが、いくつかの用途においては、信頼性および／または品質要件により、そのビームが実際に追い付けるようになっていることを確実にするために、そのカッティングプロセス中の動作を能動的に減速させ、または停止させることも必要となる可能性があるということである。
【０１１１】
また、その制御ユニットは、そのカッティング装置を制御して、カッティングされた間隙内の半径で作動するように、または、カッティングされた間隙内のある角度または位相で作動するように適応させることも可能である。
【０１１２】
同様に、その制御ユニットは、そのカッティング装置を制御して、カッティングビームが遮断ポイントに交差する際に、その遮断ポイント内で、使用するカッティング装置に追い付くことを可能にするように適応させることができる。
【０１１３】
図６に示すように、その制御ユニットは、そのカッティング装置を制御して、２つの切断で、すなわち、１つが、角度６Ａにつながっている各ラインのための切断であり、各切断６１、６２が、角度６Ａの先端６Ａ’につながっている、第１の切断６１および第２の切断６２で、小さな角度６Ａをカッティングするように適応されることが企図されている。
【０１１４】
図８に示すように、２つの切断、すなわち、第１の切断８１と第２の切断８２の間の距離が小さいために、２つの切断８１、８２の間の材料の特性が影響を受けて、乱れ始める場合には、その制御ユニットは、そのカッティング装置を制御して、それぞれの切断の外側の部分から始まって、それぞれの切断の中心に向かう２つの部分的切断８１ａ、８１ｂ、８２ａ、８２ｂで、それぞれの切断８１、８２を実行するように適応されることが企図されている。
【０１１５】
また、その制御ユニットは、そのカッティング装置を制御して、部分的切断８１ａ、８１ｂ、８２ａ、８２ｂをそれぞれの切断に沿って最後まで実行させないが、前記２つの部分的切断の間にマイクロジョイントが残るように適応されることも企図されている。また、第３の切断８３も図示されており、この場合、マイクロジョイントを残すことなく、最後まで第３の切断８３の輪郭に近接して、２つの部分的切断８３ａ、８３ｂが実行される。
【０１１６】
また、その制御ユニットは、そのカッティング装置を制御して、周りの材料またはいずれの部材にも属さない部材間の材料が全体的にない部材の一群をカッティングするように適応されることが企図されている。
【０１１７】
図９は、２つ以上の群９Ａ、９Ｂ、９Ｃを、１つの材料からカッティングするときは常に、その制御ユニットは、そのカッティング装置を制御して、隣接する平行ライン９Ａ’、９Ｂ’を有する隣接する部材９Ａ、９Ｂ間の第１の最小距離ａ９を用いるように適応され、この場合、この最小距離ａ９は、第１の変数によって表されることが企図されている。隣接する部材の少なくとも一方が、隣接する接線９Ｃ’を有する、隣接する部材９Ａ、９Ｃの間の第２の最小距離ｂ９は、第２の変数によって表され、この場合、第２の変数によって表される第２の距離ｂ９は、第１の変数によって表される第１の距離ａ９よりも短い。
【０１１８】
第２の変数によって表される第２の距離ｂ９は、接線９Ｃ’の半径に依存する。
【０１１９】
第３の変数が、隣接する部材９Ｂ、９Ｃ間の第３の最小距離ｃ９を表すように適応され、この場合、隣接する部材の少なくとも一方の９Ｂは、隣接する角度９Ｂ”を有し、この場合、第３の変数によって表される第３の距離ｃ９は、第１および第２の変数によって表される距離ａ９、ｂ９よりも短いこともまた企図されている。
【０１２０】
その制御ユニットは、使用する材料を表す第４の変数、およびプラズマ、レーザ、ガス、水、イオン、トーチまたは空気を用いたカッティング等の使用するビームカッティング技術を表す第５の変数を考慮するように適応されることもまた企図されている。
【０１２１】
その制御ユニットは、そのカッティングビームの幅を表す第６の変数を考慮するように適応され、その第６の変数は、第４および第５の変数に依存することもまた企図されている。
【０１２２】
図１０は、その制御ユニットが、使用する材料、使用する材料の厚さおよび使用するカッティング技術により、導入部１０１または導出部１０２のための自動的な角度調節および長さ調節によって、導入部１０１または導出部１０２を設けるように適応されることを示す。
【０１２３】
本発明による制御ユニットは、そのカッティング装置を制御して、図１１のフローチャートに示されている次のシーケンスで、すなわち、
・全ての穴をカッティングする、すなわち、方策的に位置決めされた分割切断および共通切断（１１１）、
・一群または部材間に形成された全てのポケットをカッティングする（１１２）、および、
・一群の外側の輪郭をカッティングする（１１３）、
ことでカッティング動作を実行するように適応され得る。
【０１２４】
本発明のシステムは、コンピュータ支援製造（ＣＡＭ）またはコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）のためのツールとして機能するように適応され得、また、本発明の制御ユニットは、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）マシンにおける数値制御装置とすることができる。
【０１２５】
また、本発明は、図１に概略的に示されているようなコンピュータプログラムプロダクトＰであって、実行時に、コンピュータＣが、本発明の方法に従って制御ルールおよび変数を実施することを可能にするコンピュータプログラムコードＰ１を備えるコンピュータプログラムプロダクトPにも関する。
【０１２６】
本発明が、本発明の上述したおよび図示されている例示的な実施形態に限定されないこと、および添付クレームに説明されている本発明のコンセプトの範囲内で変更可能であることを理解されたい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビームカッティング技術を用いて１つの材料からいくつかの部材をマシンカッティングするための方法であって、前記方法は、２次元の形状またはパターンをカッティングするための制御ルールおよび変数のセットを提供し、１つのルールまたはいくつかのルールの組合せが、カッティングされる形状またはパターンにより、カッティング動作に用いられ、前記形状またはパターンが、前記１つの材料から前記部材を形成する方法であって、前記制御ルールのセットは、自由形状の部材の一群の成形のためのルールを備え、前記部材は、前記部材の形状が許す限り、カッティングビームの厚さのみが、隣接する部材間に見つけられるように互いに非常に近接して位置決めされることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記制御ルールのセットは、隣接する部材を互いにまとめて保持するマイクロジョイントによる、前記部材の接触結合のためのルールを備え、およびマイクロジョイントは、輪郭のカッティングを、カッティングすべき輪郭内への設定した距離だけ開始させることにより、または、カッティングすべき前記輪郭の端部の前の設定した距離で前記輪郭のカッティングを停止し、それによって前記輪郭の完全なカッティングを完了しないことによって形成され、これによって形成されたマイクロジョイントのサイズが、前記設定された距離に一致することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記制御ルールのセットが、前記群内の部材を分離し、それらの部材を周囲の材料とまとめて保持するマイクロジョイントによって、前記群を包囲する材料とそれらの部材とを結合するためのルールを備え、およびマイクロジョイントは、輪郭のカッティングを、カッティングすべき輪郭内への設定した距離だけ開始させることにより、または、カッティングすべき前記輪郭の端部の前の設定した距離で前記輪郭のカッティングを停止し、それによって前記輪郭の完全なカッティングを完了しないことによって形成され、これによって形成されたマイクロジョイントのサイズが、前記設定された距離に一致することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記マイクロジョイントのサイズは、前記制御ルールによって制御され、および前記サイズを制御するための変数は、前記設定された距離、使用する材料および使用するカッティング装置に依存することを特徴とする請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記制御ルールのセットは、前記カッティングビームのターンオフおよびターンオンを要することなく、１つのラインまたは輪郭の連続カッティングの間に、右側工具径補正、左側工具径補正および工具径補正なしを切替えるためのルールを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記制御ルールのセットが、この目的のために分割切断を実行することによる、または、必ず必要な長さよりも長い１つのラインまたは輪郭をカッティングして、これによって形成された間隙を旋回領域として利用することによる、方策的に位置決めされた旋回領域の形成のためのルールを備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記間隙の旋回領域としての利用は、前記旋回領域において、前記カッティングビームが、使用するカッティング装置に追い付くことを可能にすることによって行われることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記制御ルールのセットは、前記カッティングビームが遮断ポイントを横断する際に、前記カッティングビームが、使用するカッティング装置に前記遮断ポイントで追い付くことを可能にするためのルールを備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記制御ルールのセットは、小さな角度をカッティングするためのルールを備え、前記ルールは、小さな角度は２つの切断部でカッティングされ、１つは、前記角度につながる各ラインのためのものであり、各切断部は、前記角度の先端につながっていると述べていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
２つの切断部の間の距離が小さいために、それら２つの切断部の間の材料の特性が影響を受けて乱れ始める場合は、それぞれの切断部が、前記切断部の外側の部材から前記切断部の中心に向かって開始する２つの部分的切断部で形成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記部分的切断部は、それぞれの切断部に沿って最後まで形成されないこと、およびマイクロジョイントは、前記２つの部分的切断部の間に残っていることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記部材の一群を、周囲の材料またはいずれの部材にも属さない部材間の材料から全体的に離れてカッティングすることを特徴とする請求項１、２、４、５、６、７、８、９、１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記２つ以上の群を、１つの材料からカッティングするときは常に、少なくとも２つの異なる変数が、２つの異なる群からの隣接する部材間の距離、隣接する平行線を伴う隣接する部材間の第１の最小距離を表す第１の変数、および前記隣接する部材の少なくとも一方が、隣接する接線を有する隣接する部材間の第２の最小距離を表す第２の変数を設定するのに用いられ、この場合、前記第２の変数によって表される距離は、前記第１の変数によって表される距離よりも短いことを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の変数によって表される第２の距離は、前記接線の半径に依存することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
第３の変数が、隣接する部材間の第３の最小距離を表し、前記隣接する部材のうちの少なくとも１つが隣接する角部を有し、前記第３の変数によって表される第３の距離は、前記第１および第２の変数によって表される距離よりも短いことを特徴とする請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
第４の変数が、使用する材料を表し、および第５の変数が、プラズマ、レーザ、ガス、水、イオン、トーチ、ペレットまたは空気を用いたカッティング等の使用するビームカッティング技術を表すことを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
第６の変数が、前記カッティングビームの幅を表し、前記第６の変数は、前記第４および第５の変数に依存していることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
使用する材料、前記使用する材料の厚さおよび使用するカッティング技術により、導入部および導出部のための自動的角度調節および長さ調節を用いて、前記導入部および導出部を設けることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
前記カッティング動作を次の順序で、すなわち、
・全ての穴をカッティングする、すなわち、方策的に位置決めされた分割切断および共通切断、
・一群または部材間に形成された全てのポケットをカッティングする、および
・前記一群の外側の輪郭をカッティングする、
ことで実行することを特徴とする請求項１〜１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記方法は、コンピュータ支援製造（ＣＡＭ）またはコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）のためのツールとして実施されることを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
前記方法は、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）によって制御されるカッティング装置における数値制御装置によって用いられる制御ルールおよび変数の一部として実施されることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
１つの材料からいくつかの部材をマシンカッティングするためのシステムであって、ビームカッティング装置と、前記ビームカッティング装置を制御するための制御ユニットとを備え、前記制御ユニットは、２次元の形状またはパターンをカッティングするための制御ルールのセットに追従するように適応されており、この場合、カッティングすべき前記形状またはパターンにより、１つのルール、またはいくつかのルールの組合せをカッティング動作に用いることができ、前記形状またはパターンは、前記１つの材料から前記部材を形成するシステムであって、前記制御ユニットは、自由形状の部材の一群の形成のためのルールを備える制御ルールのセットに追従するように適応され、前記部材は、前記部材の形状が許す限り、カッティングビームの厚さのみが、隣接する部材間に見つけられるように、互いに非常に近接して位置決めされることを特徴とするシステム。
【請求項２３】
前記制御ユニットは、前記カッティング装置を制御して、隣接する部材間にマイクロジョイントを残し、それによって、前記マイクロジョイントが、隣接する部材を互いにまとめて保持することを可能にするように適応され、前記制御ユニットは、前記カッティング装置を制御して、カッティングすべき輪郭内へ設定した距離だけ、前記輪郭の切断を開始させるか、または、カッティングすべき前記輪郭の端部の前の設定した距離で、前記輪郭の切断を停止し、それによって、前記カッティング装置が、前記輪郭の完全な切断を完了しないように制御され、その結果、前記設定した距離に一致するサイズを有するマイクロジョイントを設けるように適応されることを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
【請求項２４】
前記制御ユニットは、前記カッティング装置を制御して、前記一群内の部材を分離し、および前記部材と、前記一群を包囲する材料との間にマイクロジョイントを残し、それによって、前記マイクロジョイントが、前記部材を前記包囲する材料とまとめて保持することを可能にするように適応され、前記制御ユニットは、前記カッティング装置を制御して、カッティングすべき輪郭内へ設定した距離だけ、前記輪郭の切断を開始させるか、または、カッティングすべき前記輪郭の端部の前の設定した距離で、前記輪郭の切断を停止し、それによって、前記カッティング装置が、前記輪郭の完全な切断を完了しないように制御され、その結果、前記設定した距離に一致するサイズを有するマイクロジョイントを設けるように適応されることを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
【請求項２５】
前記制御ユニットは、前記マイクロジョイントのサイズを設定する制御ルールに追従するように適応され、および前記サイズを制御するための変数は、前記設定した距離、使用する材料および使用するカッティング装置に依存することを特徴とする請求項２３または２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記制御ユニットは、前記カッティング装置を制御して、新たな穴をカッティングすることなく、１つのラインまたは輪郭の連続的な切断中に、右側工具径補正、左側工具径補正および工具径補正なしを切替えるように適応されることを特徴とする請求項２２〜２５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２７】
前記制御ユニットは、前記カッティング装置を制御して、この目的のために分割切断を実行することにより、または、必ず必要な長さよりも長い１つのラインまたは輪郭をカッティングし、前記カッティング装置を制御して、これによって形成された間隙を旋回領域として利用することにより、方策的に位置決めされた旋回領域を形成するように適応されることを特徴とする請求項２２〜２６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２８】
前記制御ユニットは、前記カッティング装置を制御して、前記カッティングビームが、旋回領域内で前記カッティング装置に追い付くことができるように前記カッティング装置を制御することによって、前記間隙を前記旋回領域として利用するように適応されることを特徴とする請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記制御ユニットは、前記カッティング装置を制御して、前記カッティングビームが遮断ポイントに交差する際に、前記カッティングビームが、前記遮断ポイントで使用するカッティング装置に追い付くことを可能にするように適応されることを特徴とする請求項２２〜２８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３０】
前記制御ユニットは、前記カッティング装置を制御して、１つが、小さな角度につながる各ラインのためのものであり、および各切断が前記角度の先端につながっている２つの切断で前記小さな角度をカッティングするように適応されることを特徴とする請求項２２〜２９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３１】
２つの切断間の距離が小さいために、前記２つの切断間の材料の特性が影響を受けて乱れ始める場合に、前記制御ユニットは、前記カッティング装置を制御して、前記切断の外側の部材から始まって、前記切断の中心に向かう２つの部分的切断で、それぞれの切断を実行するように適応されることを特徴とする請求項２２〜３０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３２】
前記制御ユニットは、前記カッティング装置を制御して、前記部分的切断をそれぞれの切断に沿って最後まで実行しないが、前記２つの部分的切断の間にマイクロジョイントが残るように適応されることを特徴とする請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記制御ユニットは、前記カッティング装置を制御して、周りの材料、または、いずれの部材にも属さない部材間の材料が全体的にない前記部材の一群をカッティングするように適応されることを特徴とする請求項２２、２３、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１または３２に記載のシステム。
【請求項３４】
２つ以上の一群を１つの材料からカッティングすべきときは常に、前記制御ユニットは、前記カッティング装置を制御して、第１の変数で表される、隣接する平行線を有する隣接する部材間の第１の最小距離を用いるように、および隣接する部材間の第２の最小距離を用いるように適合され、前記隣接する部材の少なくとも一方は隣接する接線を有し、前記第２の最小距離は、第２の変数によって表され、前記第２の変数によって表される第２の距離は、前記第１の変数で表される第１の距離よりも短いことを特徴とする請求項２２〜３３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３５】
前記第２の変数によって表される第２の距離は、前記接線の半径に依存することを特徴とする請求項３１に記載のシステム。
【請求項３６】
第３の変数が、隣接する部材間の第３の最小距離を表すように適合され、前記隣接する部材のうちの少なくとも１つは、隣接する角部を有し、前記第３の変数によって表される第３の距離は、前記第１および第２の変数によって表される距離よりも短いことを特徴とする請求項３４または３５に記載のシステム。
【請求項３７】
前記制御ユニットは、使用する材料を表す第４の変数と、プラズマ、レーザ、ガス、水、イオン、トーチ、ペレットまたは空気を用いたカッティング等の使用するビームカッティング技術を表す第５の変数を考慮するように適合されていることを特徴とする請求項２２〜３６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３８】
前記制御ユニットは、前記カッティングビームの幅を表す第６の変数を考慮するように適合され、前記第６の変数は前記第４および第５の変数に依存していることを特徴とする請求項２２〜３７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３９】
前記制御ユニットは、使用する材料、前記使用する材料の厚さおよび使用するカッティング技術により、導入部および導出部のための自動的な角度調節および長さ調節によって、前記導入部および導出部を設けるように適合されていることを特徴とする請求項２２〜３８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４０】
前記制御ユニットは、前記カッティング装置を制御して、次の順序で、すなわち、
・全ての穴をカッティングする、すなわち、方策的に位置決めされた分割切断および共通切断、
・一群または部材間に形成された全てのポケットをカッティングする、
・前記一群の外側の輪郭をカッティングする、
ことで前記カッティング動作を実行するように適合されていることを特徴とする請求項２２〜３９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４１】
前記システムは、コンピュータ支援製造（ＣＡＭ）またはコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）のためのツールとして機能するように適合されていることを特徴とする請求項２２〜４０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４２】
前記制御ユニットは、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）マシンにおける数値制御装置であることを特徴とする請求項２２〜４０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４３】
実行した場合に、コンピュータが、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の制御ルールおよび変数を実施することを可能にするコンピュータプログラムコードを備えることを特徴とするコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項１】
ビームカッティング技術を用いて１つの材料からいくつかの部材をマシンカッティングするための方法であって、前記方法は、２次元の形状またはパターンをカッティングするための制御ルールおよび変数のセットを提供し、１つのルールまたはいくつかのルールの組合せが、カッティングされる形状またはパターンにより、カッティング動作に用いられ、前記形状またはパターンが、前記１つの材料から前記部材を形成する方法であって、前記制御ルールのセットは、自由形状の部材の一群の成形のためのルールを備え、前記部材は、前記部材の形状が許す限り、カッティングビームの厚さのみが、隣接する部材間に見つけられるように互いに非常に近接して位置決めされることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記制御ルールのセットは、隣接する部材を互いにまとめて保持するマイクロジョイントによる、前記部材の接触結合のためのルールを備え、およびマイクロジョイントは、輪郭のカッティングを、カッティングすべき輪郭内への設定した距離だけ開始させることにより、または、カッティングすべき前記輪郭の端部の前の設定した距離で前記輪郭のカッティングを停止し、それによって前記輪郭の完全なカッティングを完了しないことによって形成され、これによって形成されたマイクロジョイントのサイズが、前記設定された距離に一致することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記制御ルールのセットが、前記群内の部材を分離し、それらの部材を周囲の材料とまとめて保持するマイクロジョイントによって、前記群を包囲する材料とそれらの部材とを結合するためのルールを備え、およびマイクロジョイントは、輪郭のカッティングを、カッティングすべき輪郭内への設定した距離だけ開始させることにより、または、カッティングすべき前記輪郭の端部の前の設定した距離で前記輪郭のカッティングを停止し、それによって前記輪郭の完全なカッティングを完了しないことによって形成され、これによって形成されたマイクロジョイントのサイズが、前記設定された距離に一致することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記マイクロジョイントのサイズは、前記制御ルールによって制御され、および前記サイズを制御するための変数は、前記設定された距離、使用する材料および使用するカッティング装置に依存することを特徴とする請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記制御ルールのセットは、前記カッティングビームのターンオフおよびターンオンを要することなく、１つのラインまたは輪郭の連続カッティングの間に、右側工具径補正、左側工具径補正および工具径補正なしを切替えるためのルールを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記制御ルールのセットが、この目的のために分割切断を実行することによる、または、必ず必要な長さよりも長い１つのラインまたは輪郭をカッティングして、これによって形成された間隙を旋回領域として利用することによる、方策的に位置決めされた旋回領域の形成のためのルールを備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記間隙の旋回領域としての利用は、前記旋回領域において、前記カッティングビームが、使用するカッティング装置に追い付くことを可能にすることによって行われることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記制御ルールのセットは、前記カッティングビームが遮断ポイントを横断する際に、前記カッティングビームが、使用するカッティング装置に前記遮断ポイントで追い付くことを可能にするためのルールを備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記制御ルールのセットは、小さな角度をカッティングするためのルールを備え、前記ルールは、小さな角度は２つの切断部でカッティングされ、１つは、前記角度につながる各ラインのためのものであり、各切断部は、前記角度の先端につながっていると述べていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
２つの切断部の間の距離が小さいために、それら２つの切断部の間の材料の特性が影響を受けて乱れ始める場合は、それぞれの切断部が、前記切断部の外側の部材から前記切断部の中心に向かって開始する２つの部分的切断部で形成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記部分的切断部は、それぞれの切断部に沿って最後まで形成されないこと、およびマイクロジョイントは、前記２つの部分的切断部の間に残っていることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記部材の一群を、周囲の材料またはいずれの部材にも属さない部材間の材料から全体的に離れてカッティングすることを特徴とする請求項１、２、４、５、６、７、８、９、１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記２つ以上の群を、１つの材料からカッティングするときは常に、少なくとも２つの異なる変数が、２つの異なる群からの隣接する部材間の距離、隣接する平行線を伴う隣接する部材間の第１の最小距離を表す第１の変数、および前記隣接する部材の少なくとも一方が、隣接する接線を有する隣接する部材間の第２の最小距離を表す第２の変数を設定するのに用いられ、この場合、前記第２の変数によって表される距離は、前記第１の変数によって表される距離よりも短いことを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の変数によって表される第２の距離は、前記接線の半径に依存することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
第３の変数が、隣接する部材間の第３の最小距離を表し、前記隣接する部材のうちの少なくとも１つが隣接する角部を有し、前記第３の変数によって表される第３の距離は、前記第１および第２の変数によって表される距離よりも短いことを特徴とする請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
第４の変数が、使用する材料を表し、および第５の変数が、プラズマ、レーザ、ガス、水、イオン、トーチ、ペレットまたは空気を用いたカッティング等の使用するビームカッティング技術を表すことを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
第６の変数が、前記カッティングビームの幅を表し、前記第６の変数は、前記第４および第５の変数に依存していることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
使用する材料、前記使用する材料の厚さおよび使用するカッティング技術により、導入部および導出部のための自動的角度調節および長さ調節を用いて、前記導入部および導出部を設けることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
前記カッティング動作を次の順序で、すなわち、
・全ての穴をカッティングする、すなわち、方策的に位置決めされた分割切断および共通切断、
・一群または部材間に形成された全てのポケットをカッティングする、および
・前記一群の外側の輪郭をカッティングする、
ことで実行することを特徴とする請求項１〜１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記方法は、コンピュータ支援製造（ＣＡＭ）またはコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）のためのツールとして実施されることを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
前記方法は、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）によって制御されるカッティング装置における数値制御装置によって用いられる制御ルールおよび変数の一部として実施されることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
１つの材料からいくつかの部材をマシンカッティングするためのシステムであって、ビームカッティング装置と、前記ビームカッティング装置を制御するための制御ユニットとを備え、前記制御ユニットは、２次元の形状またはパターンをカッティングするための制御ルールのセットに追従するように適応されており、この場合、カッティングすべき前記形状またはパターンにより、１つのルール、またはいくつかのルールの組合せをカッティング動作に用いることができ、前記形状またはパターンは、前記１つの材料から前記部材を形成するシステムであって、前記制御ユニットは、自由形状の部材の一群の形成のためのルールを備える制御ルールのセットに追従するように適応され、前記部材は、前記部材の形状が許す限り、カッティングビームの厚さのみが、隣接する部材間に見つけられるように、互いに非常に近接して位置決めされることを特徴とするシステム。
【請求項２３】
前記制御ユニットは、前記カッティング装置を制御して、隣接する部材間にマイクロジョイントを残し、それによって、前記マイクロジョイントが、隣接する部材を互いにまとめて保持することを可能にするように適応され、前記制御ユニットは、前記カッティング装置を制御して、カッティングすべき輪郭内へ設定した距離だけ、前記輪郭の切断を開始させるか、または、カッティングすべき前記輪郭の端部の前の設定した距離で、前記輪郭の切断を停止し、それによって、前記カッティング装置が、前記輪郭の完全な切断を完了しないように制御され、その結果、前記設定した距離に一致するサイズを有するマイクロジョイントを設けるように適応されることを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
【請求項２４】
前記制御ユニットは、前記カッティング装置を制御して、前記一群内の部材を分離し、および前記部材と、前記一群を包囲する材料との間にマイクロジョイントを残し、それによって、前記マイクロジョイントが、前記部材を前記包囲する材料とまとめて保持することを可能にするように適応され、前記制御ユニットは、前記カッティング装置を制御して、カッティングすべき輪郭内へ設定した距離だけ、前記輪郭の切断を開始させるか、または、カッティングすべき前記輪郭の端部の前の設定した距離で、前記輪郭の切断を停止し、それによって、前記カッティング装置が、前記輪郭の完全な切断を完了しないように制御され、その結果、前記設定した距離に一致するサイズを有するマイクロジョイントを設けるように適応されることを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
【請求項２５】
前記制御ユニットは、前記マイクロジョイントのサイズを設定する制御ルールに追従するように適応され、および前記サイズを制御するための変数は、前記設定した距離、使用する材料および使用するカッティング装置に依存することを特徴とする請求項２３または２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記制御ユニットは、前記カッティング装置を制御して、新たな穴をカッティングすることなく、１つのラインまたは輪郭の連続的な切断中に、右側工具径補正、左側工具径補正および工具径補正なしを切替えるように適応されることを特徴とする請求項２２〜２５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２７】
前記制御ユニットは、前記カッティング装置を制御して、この目的のために分割切断を実行することにより、または、必ず必要な長さよりも長い１つのラインまたは輪郭をカッティングし、前記カッティング装置を制御して、これによって形成された間隙を旋回領域として利用することにより、方策的に位置決めされた旋回領域を形成するように適応されることを特徴とする請求項２２〜２６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２８】
前記制御ユニットは、前記カッティング装置を制御して、前記カッティングビームが、旋回領域内で前記カッティング装置に追い付くことができるように前記カッティング装置を制御することによって、前記間隙を前記旋回領域として利用するように適応されることを特徴とする請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記制御ユニットは、前記カッティング装置を制御して、前記カッティングビームが遮断ポイントに交差する際に、前記カッティングビームが、前記遮断ポイントで使用するカッティング装置に追い付くことを可能にするように適応されることを特徴とする請求項２２〜２８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３０】
前記制御ユニットは、前記カッティング装置を制御して、１つが、小さな角度につながる各ラインのためのものであり、および各切断が前記角度の先端につながっている２つの切断で前記小さな角度をカッティングするように適応されることを特徴とする請求項２２〜２９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３１】
２つの切断間の距離が小さいために、前記２つの切断間の材料の特性が影響を受けて乱れ始める場合に、前記制御ユニットは、前記カッティング装置を制御して、前記切断の外側の部材から始まって、前記切断の中心に向かう２つの部分的切断で、それぞれの切断を実行するように適応されることを特徴とする請求項２２〜３０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３２】
前記制御ユニットは、前記カッティング装置を制御して、前記部分的切断をそれぞれの切断に沿って最後まで実行しないが、前記２つの部分的切断の間にマイクロジョイントが残るように適応されることを特徴とする請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記制御ユニットは、前記カッティング装置を制御して、周りの材料、または、いずれの部材にも属さない部材間の材料が全体的にない前記部材の一群をカッティングするように適応されることを特徴とする請求項２２、２３、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１または３２に記載のシステム。
【請求項３４】
２つ以上の一群を１つの材料からカッティングすべきときは常に、前記制御ユニットは、前記カッティング装置を制御して、第１の変数で表される、隣接する平行線を有する隣接する部材間の第１の最小距離を用いるように、および隣接する部材間の第２の最小距離を用いるように適合され、前記隣接する部材の少なくとも一方は隣接する接線を有し、前記第２の最小距離は、第２の変数によって表され、前記第２の変数によって表される第２の距離は、前記第１の変数で表される第１の距離よりも短いことを特徴とする請求項２２〜３３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３５】
前記第２の変数によって表される第２の距離は、前記接線の半径に依存することを特徴とする請求項３１に記載のシステム。
【請求項３６】
第３の変数が、隣接する部材間の第３の最小距離を表すように適合され、前記隣接する部材のうちの少なくとも１つは、隣接する角部を有し、前記第３の変数によって表される第３の距離は、前記第１および第２の変数によって表される距離よりも短いことを特徴とする請求項３４または３５に記載のシステム。
【請求項３７】
前記制御ユニットは、使用する材料を表す第４の変数と、プラズマ、レーザ、ガス、水、イオン、トーチ、ペレットまたは空気を用いたカッティング等の使用するビームカッティング技術を表す第５の変数を考慮するように適合されていることを特徴とする請求項２２〜３６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３８】
前記制御ユニットは、前記カッティングビームの幅を表す第６の変数を考慮するように適合され、前記第６の変数は前記第４および第５の変数に依存していることを特徴とする請求項２２〜３７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３９】
前記制御ユニットは、使用する材料、前記使用する材料の厚さおよび使用するカッティング技術により、導入部および導出部のための自動的な角度調節および長さ調節によって、前記導入部および導出部を設けるように適合されていることを特徴とする請求項２２〜３８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４０】
前記制御ユニットは、前記カッティング装置を制御して、次の順序で、すなわち、
・全ての穴をカッティングする、すなわち、方策的に位置決めされた分割切断および共通切断、
・一群または部材間に形成された全てのポケットをカッティングする、
・前記一群の外側の輪郭をカッティングする、
ことで前記カッティング動作を実行するように適合されていることを特徴とする請求項２２〜３９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４１】
前記システムは、コンピュータ支援製造（ＣＡＭ）またはコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）のためのツールとして機能するように適合されていることを特徴とする請求項２２〜４０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４２】
前記制御ユニットは、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）マシンにおける数値制御装置であることを特徴とする請求項２２〜４０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４３】
実行した場合に、コンピュータが、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の制御ルールおよび変数を実施することを可能にするコンピュータプログラムコードを備えることを特徴とするコンピュータプログラムプロダクト。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公表番号】特表２０１３−５０７２５３（Ｐ２０１３−５０７２５３Ａ）
【公表日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３２４６５（Ｐ２０１２−５３２４６５）
【出願日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００９／０６３１２２
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０４２０５８
【国際公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【出願人】（５１２０９１４３１）トモロジック アーベー (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００９／０６３１２２
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０４２０５８
【国際公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【出願人】（５１２０９１４３１）トモロジック アーベー (1)
【Ｆターム（参考）】
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