JP2009129300A - 板材加工システム - Google Patents

Abstract

【課題】 板材加工機で切り取られる素材板材上の部品板材の位置，方向の情報が容易に認識できて、後工程等における加工の最適化を可能した板材加工システムを提供する。
【解決手段】 素材板材Ｗから複数の部品板材ｗを切り取る板材加工機１と、部品板材ｗに部品板材情報Ｆ４を記録した記録部Ｒを付与する部品情報付与手段２１と、部品板材情報Ｆ４を生成する手段２３とを備える。上記部品板材情報Ｆ４は、形状，寸法が同じ部品板材に対して共通して付される情報である共通情報Ｆ４ａと、個別の部品板材ｗ毎に付される個別情報Ｆ４ｂとを含む。個別情報Ｆ４ｂは、部品板材ｗが切り取られる素材板材Ｗ上の部品板材ｗの位置または方向の情報を含む。
【選択図】 図１

Description

この発明は、パンチプレスやレーザ加工機等で素材板材から部品板材を切り取る加工を行う板材加工システムに関し、特にその部品板材の後工程のための加工履歴の区別管理に関する。

パンチプレスやレーザ加工機等の板材加工機では、素材板材から複数の部品板材を切り取る加工が行われる。このように切り取られた部品板材に対して、刻印やラベルにより、その部品板材の情報を付すことが提案されている（例えば、特許文献１）。記録する部品板材の情報は、形状の情報や、各部品板材を区別する識別情報であり、各後工程への搬送の区別等に用いられる。
なお、板材加工機の数値制御を行う加工プログラムは、自動プログラミング装置で生成される。自動プログラミング装置では、素材板材に対する各部品板材の配置を、歩留り等の各種の規則に従って定めるネスティングが行われる（例えば、特許文献２）
特開２００１−１７９５７７号公報 特開２００５−３０１５５７号公報

上記従来例における、刻印やラベルにより部品板材へ付す情報は、同じ形状の部品については同じ内容の情報とするか、あるいは単に部品板材を識別する情報とされ、後工程となる曲げ工程や、箱物の組立工程等で、その記録情報が利用される。
従来は、素材板材に対する部品板材の位置や方向に関する情報は付されておらず、素材板材上の部品板材の位置や方向は、後工程で考慮されていない。

しかし、素材板材上の部品板材の位置や方向は、曲げ加工等の後工程で、微妙な誤差に影響する。例えば、素材板材の中央から切り取った部品板材と、端部付近から切り取った部品板材とでは、切り取り形状の加工の精度が異なる。板材の切り取り加工では、一般的に板材の１辺を把持して加工ヘッドに対する板材送りを行うため、素材板材の中央から切り取った部品板材は寸法精度に優れ、素材板材の端部付近から切り取った部品板材は寸法精度が低い。素材板材の端部付近から切り取った部品板材も、その誤差が公差の範囲には収められるが、より優れた品質の加工を行うことが困難である。また、素材板材は、一般的に圧延されたコイルから切断したものであるが、圧延では材質に方向性が生じる。そのため、上記部品板材を曲げ加工したときに、曲げに伴う延び率などが、曲げ加工の折り曲げ線と圧延方向との角度によって微妙に異なる。

従来は、このように素材板材上の部品板材の位置や方向が後工程で考慮されておらず、また認識不能であって、高品質化に限界が生じている。

この発明は、板材加工機で切り取られる素材板材上の部品板材の位置または方向の情報が容易に認識できて、後工程等における加工の最適化を可能した板材加工システムを提供することである。
この発明の他の目的は、部品板材に対して付与する素材板材上の部品板材の位置または方向の情報が容易に生成できるものとすることである。
この発明のさらに他の目的は、後工程機械での加工の最適化が実現できるものとすることである。

この発明の板材加工システムは、素材板材（Ｗ）から複数の部品板材（ｗ）を切り取る加工を行う板材加工機（１）と、切り取られた部品板材（ｗ）に所定の部品板材情報（Ｆ４）を記録した記録部（Ｒ）、または上記部品板材情報（Ｆ４）を記録した手段（２４）から上記部品板材情報（Ｆ４）を読み出すための識別情報を記録した記録部（Ｒ）を付与する部品情報付与手段（２１）と、上記部品板材情報（Ｆ４）を生成する部品板材情報生成手段（２０）とを備える。上記部品板材情報（Ｆ４）は、形状，寸法が同じ部品板材（ｗ）に対して共通して付される情報である共通情報（Ｆ４ａ）と、個別の部品板材（ｗ）毎に付される個別情報（Ｆ４ｂ）とを含む。上記個別情報（Ｆ４ｂ）は、部品板材（ｗ）が切り取られる素材板材（Ｗ）上の部品板材（ｗ）の位置または方向の情報を含む。

この構成によると、板材加工機（１）で切り取られた部品板材（ｗ）に対して、部品情報付与手段（２１）により、部品板材情報（Ｆ４）を記録した記録部（Ｒ）、または上記部品板材情報（Ｆ４）を記録したデータベース等の手段（２４）から上記部品板材情報（Ｆ４）を読み出すための識別情報を記録した記録部（Ｒ）が付与される。上記部品板材情報（Ｆ４）は、形状，寸法が同じ部品板材（ｗ）に対して共通して付される情報である共通情報（Ｆ４ａ）の他に、個別情報（Ｆ４ｂ）を含み、この個別情報（Ｆ４ｂ）は、部品板材（ｗ）が切り取られる素材板材（Ｗ）上の部品板材の位置または方向の情報を含む。
このように、素材板材（Ｗ）上の部品板材（ｗ）の位置または方向の情報が、部品板材（ｗ）に付与された記録部（Ｒ）を読むことで、直接に、またはデータベース等の手段（２４）と照合して得られる。そのため、素材板材（Ｗ）上の部品板材（ｗ）の位置または方向の情報が容易に認識できて、後工程（２）等における加工の最適化が可能となる。

この発明において、素材板材（Ｗ）に対して部品板材（ｗ）の配置を定めるネスティング手段（１８）を有し、上記部品板材情報生成手段（２０）は、上記ネスティング手段（１８）によるネスティング結果（Ｆ３）に基づき上記部品板材情報（Ｆ４）を生成するものとしても良い。
このように、ネスティング手段（１８）によるネスティング結果（Ｆ３）に基づき上記部品板材情報（Ｆ４）を生成するものであると、部品板材（ｗ）に対して付与する素材板材（Ｗ）上の部品板材（ｗ）の位置または方向の情報を容易に生成することができる。

この発明において、上記板材加工機（１）で切り取られた部品板材（ｗ）に対して加工を行う板材加工機である後工程機械（２）を設け、この後工程機械（２）は、上記部品板材情報（Ｆ４）における上記個別情報（Ｆ４ｂ）に基づいて加工を調整する個別情報別調整手段（２３）を有するものであっても良い。
上記構成の個別情報別調整手段（２３）を設けた場合、後工程機械（２）で、素材板材（Ｗ）上の部品板材（ｗ）の位置または方向の情報に基づいて加工を調整することができる。そのため、後工程機械（２）での加工の最適化を実現することができる。

この発明の板材加工システムは、素材板材から複数の部品板材を切り取る加工を行う板材加工機と、切り取られた部品板材に所定の部品板材情報を記録した記録部、または上記部品板材情報を記録した手段から上記部品板材情報を読み出すための識別情報を記録した記録部を付与する部品情報付与手段と、上記部品板材情報を生成する部品板材情報生成手段とを備え、上記部品板材情報は、形状，寸法が同じ部品板材に対して共通して付される情報である共通情報と、個別の部品板材毎に付される個別情報とを含み、上記個別情報は、部品板材が切り取られる素材板材上の部品板材の位置または方向の情報を含むため、板材加工機で切り取られる素材板材上の部品板材の位置または方向の情報が容易に認識できて、後工程等における加工の最適化が可能となる。

素材板材に対して部品板材の配置を定めるネスティング手段を有し、上記部品板材情報生成手段を、上記ネスティング手段によるネスティング結果に基づき上記部品板材情報を生成するものとした場合は、部品板材に対して付与する素材板材上の部品板材の位置または方向の情報の生成が容易に生成することができる。

上記板材加工機で切り取られた部品板材に対して加工を行う板材加工機である後工程機械を備え、この後工程機械が、上記部品板材情報における上記個別情報に基づいて加工を調整する個別情報別調整手段を有する場合は、後工程機械での加工の最適化を実現することができる。

この発明の一実施形態を図１ないし図３と共に説明する。この板材加工システムは、素材板材Ｗから複数の部品板材ｗを切り取る加工を行う板材加工機１と、この板材加工機１で切り取られた部品板材に対して加工を行う板材加工機である後工程機械２と、板材加工機１の加工プログラム３を生成する自動プログラミング装置４とを備える。板材加工機１と後工程機械２の間には、部品板材ｗを搬送する板材搬送装置（図示せず）が設けられている。

板材加工機１は、タレット式のパンチプレスまたはレーザ加工機等であり、機械部分である板材加工機本体５と、この板材加工機本体５を制御する板材加工機制御装置６とを備える。板材加工機本体５は、加工を行う部分である加工ヘッド７、およびこの加工ヘッド７に対して素材板材Ｗをテーブル８上で前後左右に送る板材送り機構９を備える。板材加工機制御装置６は、加工プログラム３を実行して制御するコンピュータ式の制御装置であり、数値制御装置およびプログラマブルコントローラ等からなる。

後工程機械２は、プレスブレーキ等の曲げ加工機であり、機械部分である後工程機械本体１０と、この板材加工機本体１０を制御する後工程機械制御装置１１とを備える。後工程機械本体１０は、ダイ１２と、パンチ１３と、パンチ１３をダイ１２に対して昇降させる昇降駆動源１４と、部品板材ｗをダイ１２，パンチ１３間に送り込んで移動させる板材移動装置１５とを有する。板材移動装置１５は、例えば多関節ロボット等からなり、複数の駆動源を有するが、同図ではこれら複数の駆動源を一つの移動用駆動源１６で代表して示す。

自動プログラミング装置４は、コンピュータおよびこれに実行されるプログラム，データからなる。自動プログラミング装置４の自動プログラミング部１７は、ネスティング手段１８および実行ＮＣデータ化手段１９を有する。

ネスティング手段１８は、素材板材Ｗに対して複数の部品板材ｗの配置を定める手段であり、素材形状情報Ｆ１およびネスティングオーダ情報Ｆ２を読み込んで、ネスティング結果の情報Ｆ３を出力する。素材形状情報Ｆ１は、素材板材Ｗの形状，寸法を定めた情報である。ネスティングオーダ情報Ｆ２は、部品形状情報Ｆ２ａを、一度にまとめてネスティングする分だけ含む情報であり、同じ形状，寸法の部品板材ｗについては、枚数の情報を含む。部品形状情報Ｆ２ａは、部品板材ｗの形状，寸法，および部品種類情報（例えば同じ形状の部品毎に共通に付される識別情報）を含む情報である。

ネスティング手段１８は、詳しくは、素材板材Ｗの形状に対し、ネスティングオーダ分の部品板材ｗの形状の配置を、設定規則に従って定める手段である。上記設定規則は、例えば、歩留りを最小する規則、素材板材Ｗのどの位置からどの方向に並べて部品板材ｗを配置するかを定めた規則、部品板材ｗの相互間に設ける最低間隔の規則等がある。ネスティング結果の情報Ｆ３は、素材板材Ｗ中の各部品板材ｗの外周の線の情報が、座標データで定められ、かつ各部品板材ｗの上記部品種類情報を含むものとされる。なお、ネスティングオーダ分の部品板材ｗが１枚の素材板材Ｗでは加工できない場合は、複数枚の素材板材Ｗに対してネスティングされる。

実行ＮＣデータ化手段１９は、上記のように生成されたネスティング結果の情報Ｆ３を、板材加工機制御装置６で実行可能な形式の加工プログラム３に変換する手段である。板材加工機１がパンチプレスの場合は、ネスティング結果の情報Ｆ３に対して、各部品板材ｗの外周線等にパンチ工具を配置する工具配置処理が行われ、その工具配置処理の結果につき、実行ＮＣデータ化する。上記工具配置は、ネスティング前に部品形状情報Ｆ２ａに対して行い、ネスティング手段１８は、その工具の配置結果につきネスティングを行うものとしても良い。

この実施形態は、上記構成の板材加工システムにおいて、次の部品板材情報生成手段２０、部品情報付与手段２１、記録部読み取り手段２２、および個別情報別調整手段２３を設けたものである。また、必要に応じて識別情報・部品板材情報対応記憶手段２４が設けられる。

部品板材情報生成手段２０は、ネスティング結果の情報Ｆ３から、次の部品板材情報Ｆ４を生成する手段である。部品板材情報Ｆ４は、形状，寸法が同じ部品板材に対して共通して付される情報である共通情報Ｆ４ａと、個別の部品板材ｗ毎に付される個別情報Ｆ４ｂとを含む。共通情報Ｆ４ａは、例えば、部品種別の情報と、形状，寸法の情報とされる。個別情報Ｆ４ｂは、素材板材Ｗ上の部品板材ｗの位置の情報および方向の情報のいずれか一方、または両方とされる。上記部品板材ｗの位置の情報は、例えば、座標データとされるが、素材板材Ｗを複数のエリアに適宜区分したうちのいずれのエリアに含まれるかの情報としても良い。上記方向の情報は、例えば角度の情報とされる。

部品情報付与手段２１は、上記部品板材ｗに部品板材情報Ｆ４を記録した記録部Ｒを付与する手段である。記録部Ｒは、例えば、無線ＩＣタグや、バーコード（１次元バーコードまたは２次元バーコード）、その他のマーク等である。バーコードやマークの場合、そのバーコードやマークを付したラベルを部品板材ｗに貼るようにしても良く、また部品板材ｗに直接に刻印や印刷等で施しても良い。無線ＩＣタグの場合は、部品板材ｗに貼り付けられる。部品情報付与手段２１は、このような貼り付けや刻印，印刷等の処理、並びにその貼り付け前のラベルの作成、無線ＩＣタグへの情報の書き込み等の処理を行う。無線ＩＣタグへの情報の書き込みは、部品板材ｗへの無線ＩＣタグの貼り付け前に行っても、貼り付け後に行っても良い。
部品情報付与手段２１は、板材加工機１に設けられ、または板材加工機１から後工程機械２へ部品板材ｗを搬送する板材搬送装置やその搬送経路に設けても良い。また、記録部Ｒが無線ＩＣタグの場合、貼り付け行う手段と情報書き込み行う手段とが、互いに別の機器（例えば板材加工機１と板材搬送装置）に分かれて設けられていても良い。

記録部読み取り手段２２は、部品板材ｗに付与された記録部Ｒから記録内容となる部品板材情報Ｆ４を読み取る手段であり、後工程機械２またはこの後工程機械２への部品板材ｗの搬入経路等に設けられる。記録部読み取り手段２２は、記録部Ｒの種類に対応するものであり、ＩＣタグリーダ、バーコードリーダ、その他のマーク読み取り手段等で構成さる。

個別情報別調整手段２３は、後工程機械２において、部品板材情報Ｆ４における上記個別情報Ｆ４ａに基づいて加工を調整する手段であり、後工程機械制御装置１１に設けられる。個別情報別調整手段２３は、例えば、後工程機械２におけるパンチ１３の昇降駆動源１４や、移動用駆動源１６の動作量を補正する手段とされる。より具体的には、個別情報別調整手段２３は、部品板材ｗの素材板材Ｗ上の位置または方向の情報と補正量との関係を定めたテーブルまたは演算式等の関係設定手段（図示せず）を有していて、記録部読み取り手段２２で記録部Ｒから読み取った部品板材ｗの素材板材Ｗ上の位置または方向の情報から、上記関係設定手段を用いて補正量を得る処理を行う。

なお、上記記録部Ｒは、部品板材情報Ｆ４を直接に記録した手段に限らず、部品板材情報Ｆ４を記録した手段から部品板材情報Ｆ４を読み出すための識別情報を記録したものであっても良い。この識別情報と部品板材情報Ｆ４とを対応させて記憶した手段が、上記識別情報・部品板材情報対応記憶手段２４である。
記録部Ｒが上記識別情報を記録したものである場合、記録部読み取り手段２２は、記録部Ｒを読み取って得られた識別情報を、識別情報・部品板材情報対応記憶手段２４と照合することで、部品板材情報Ｆ４を得る。

上記構成の作用を説明する。部品板材情報生成手段２０は、ネスティング結果の情報Ｆ３から、各部品板材ｗにつき、部品板材情報Ｆ４を生成する。部品板材情報Ｆ４には、形状，寸法が同じ部品板材ｗに対して共通して付される共通情報Ｆ４ａの他に、個々の部品板材ｗ毎に、その部品板材ｗが切り取られる素材板材Ｗ上の部品板材ｗの位置または方向の情報が、個別情報Ｆ４ｂと含まれる。

例えば、ネスティングの結果として、図２に示すように、１枚の素材板材Ｗから切り取られる複数の部品板材ｗとして、４枚の部品Ａ（Ａ₁ 〜Ａ₄ ）と、２枚の部品Ｂ（Ｂ₁ ，Ｂ₂ ）と、２枚の部品Ｃ（Ｃ₁ ，Ｃ₂ ）との３種類の部品Ａ，Ｂ，Ｃがあるとする。
従来では、上記３種類の部品Ａ，Ｂ，Ｃの区別の情報のみを部品板材ｗに施すことがあった。しかし、この実施形態では、個々の部品板材ｗにつき、共通情報Ｆ４ａとして部品Ａ，Ｂ，Ｃの区別の情報を持ち、かつ個別情報Ｆ４ｂとして、個々の部品（Ａ₁ 〜Ａ₄ ，Ｂ₁ ，Ｂ₂ ，Ｃ₁ ，Ｃ₂ ）毎に、その部品板材ｗの素材板材Ｗ上の位置または方向の情報を持つ部品板材情報Ｆ４を生成する。上記位置の情報は、各部品板材ｗのＸ，Ｙ座標位置である。このＸ，Ｙ座標位置は、例えば、各部品板材ｗの図心の座標位置であっても良く、また部品板材ｗの外周における、素材板材原点位置Ｏに対して最も近いまたは遠い位置等の座標であっても良い。方向の情報は、例えば、部品Ａ₁ と部品Ａ₄ は、同じ形状寸法の部品板材ｗであるが、素材板材Ｗ上の方向が、部品Ａ₁ は横長方向、部品Ａ₄ は縦長方向となって９０°異なっている。このような方向の区別、または素材板材Ｗの基準辺に対する傾き角度の情報とされる。

この部品板材情報Ｆ４は、板材加工機１で切り取られた各部品板材ｗに対して、部品板材情報付与手段２１により記録部Ｒとして付与される。記録部Ｒは、例えば上記のように部品板材ｗに貼り付けられるＩＣタグやバーコードである。
この記録部Ｒが付与された部品板材ｗが後工程機械２に搬入されると、あるいはその搬入経路で、記録部読み取り手段２２が記録部Ｒを読み取り、部品板材ｗの個別情報Ｆ４ｂとして、部品板材ｗの素材板材Ｗ上の位置または方向の情報が認識される。この認識された位置，方向の情報に応じて、後工程機械１１における個別情報別調整手段意２３は、各駆動源１４，１６の補正量を調整する。すなわち、パンチ１３の昇降量や、部品板材ｗのダイ１２に対する送り量が調整される。

部品板材ｗは、例えば図３（Ｂ）のように、４辺部ａがそれぞれ折り曲げ線ｂで９０°折り曲げられて箱状とされる。このとき、部品板材ｗが素材板材Ｗのどの部位から切り取られたものであるかによって、外周線の形状の加工精度が異なっている。加工誤差に応じて、折り曲げ線ｂを調整すると、高精度な箱状の製品が得られる。また、素材板材Ｗが圧延鋼板である場合、曲げに対する延び量の方向性があり、部品板材ｗは４辺部ａの各辺につき、曲げに伴う微細な延び量が互いに若干異なっている。この延び量に対する曲げ加工の調整を行うことで、より高品質な箱状の曲げ加工製品が得られる。
このような補正が、部品板材ｗの素材板材Ｗ上の位置または方向の情報を用いて行われる。そのため、高品質な曲げ加工製品が得られる。

この実施形態の板材加工システムによると、このように、素材板材Ｗ上の部品板材ｗの位置または方向の情報が、部品板材ｗに付与された記録部Ｒを読むことで、直接に、またはデータベース等の手段２４と照合して得られる。そのため、素材板材Ｗ上の部品板材ｗの位置，方向の情報が容易に認識できて、後工程等における加工の最適化が可能となる。
また、ネスティング手段１８によるネスティング結果の情報Ｆ３に基づき上記部品板材情報Ｆ４を生成するものであるため、部品板材ｗに対して付与する素材板材Ｗ上の部品板材ｗの位置または方向の情報の生成を、容易に行うことができる。
さらに、個別情報別調整手段２３により、後工程機械２で、素材板材Ｗ上の部品板材ｗの位置または方向の情報に基づいて加工を調整することができるため、後工程機械２での加工の最適化を実現することができる。

この発明の一実施形態に係る板材加工システムの概念構成を示すブロック図である。 その素材板材と部品板材の関係例を示す説明図である。 後工程による加工の一例を示す説明図である。

符号の説明

１…板材加工機
２…後工程機械
３…加工プログラム
４…自動プログラミング装置
６…板材加工機制御装置
１１…後工程機械制御装置
１８…ネスティング手段
２０…部品板材情報生成手段
２１…部品情報付与手段
２２…記録部読み取り手段
２３…個別情報別調整手段
２４…識別情報・板材情報対応記憶手段
Ｆ３…ネスティング結果の情報
Ｆ４ａ…共通情報
Ｆ４ｂ…個別情報
Ｗ…素材板材
ｗ…部品板材

Claims (3)

1. 素材板材から複数の部品板材を切り取る加工を行う板材加工機と、切り取られた部品板材に所定の部品板材情報を記録した記録部、または上記部品板材情報を記録した手段から上記部品板材情報を読み出すための識別情報を記録した記録部を付与する部品情報付与手段と、上記部品板材情報を生成する部品板材情報生成手段とを備え、上記部品板材情報は、形状，寸法が同じ部品板材に対して共通して付される情報である共通情報と、個別の部品板材毎に付される個別情報とを含み、上記個別情報は、部品板材が切り取られる素材板材上の部品板材の位置または方向の情報を含むことを特徴とする板材加工システム。
2. 素材板材に対して部品板材の配置を定めるネスティング手段を有し、上記部品板材情報生成手段は、上記ネスティング手段によるネスティング結果に基づき上記部品板材情報を生成する請求項１記載の板材加工システム。
3. 上記板材加工機で切り取られた部品板材に対して加工を行う板材加工機である後工程機械を設け、この後工程機械は、上記部品板材情報における上記個別情報に基づいて加工を調整する個別情報別調整手段を有する請求項１または請求項２記載の板材加工システム。

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