JP2009274792A - 板材自動仕分けシステム及び板材自動仕分け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】次工程別かつオーダ別に仕分けるとともに、仕分けスペースを増大させない板材自動仕分けシステム及び板材自動仕分け方法を得る。
【解決手段】生産管理システム１１の生産指示を受けて、製品積載位置決定機能２が製品情報データベース１２を参照して、各板材製品ごとに集積エリア４に配置された各台車５の積載位置を示す積載位置情報を自動板取加工手段１３に出力し、自動板取加工手段１３の切断設備３４によって切断された板材製品６を集積装置３６によって吸着し、台車５の積載位置に積載するようにして、各積載エリアでは、異なる大きさの板材製品を積載するようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、板材仕分け集積装置を用いて板材の自動仕分けを行う板材自動仕分けシステム及び板材自動仕分け方法に関するものである。

板材工場では、製品を構成する各パーツの加工方法が異なるため、加工経路が複数に分岐する。このため、板材切り取り製品を自動で仕分けし、積載する装置を利用して、次工程別に仕分けすることは、仕分け工数削減に有効である。
また、製造工期短縮の観点からオーダ別に仕分け、オーダ単位に作業することで、余分なキッティング作業の削減、部品の所在確認ロスの削減に効果が見込め、進捗管理も容易となる。
よって、次工程別かつオーダ別に仕分けることが工数面・管理面で有利であるが、仕分け単位を細かくするほど、仕分けに必要な集積スペースが増大してしまう。
特許文献１には、板材切り取り製品の積載の際、同一形状の製品を積み上げることを基本とし、一部に大きい製品の上に小さい製品を重ねているものが記載されている。

特開平９−２２０６２８号公報（第２〜５頁、図７）

上述のように、次工程別かつオーダ別に仕分けることが工数面・管理面で有利であるが、仕分け単位を細かくするほど、仕分けに必要な集積スペースが増大してしまう。
しかしながら、仕分けに使用できる集積スペースには限りがあるため、従来では仕分け単位を細かくするには限界があった。
また、特許文献１の同一形状の製品を積み上げるものでは、多品種少量生産を行う板材工場においては、積載効率が悪くなるケースがあるという問題があった。また、大きい製品の上に小さい製品を重ねているものでは、製品の切断順序をそれに合わせる必要があるなど、切断作業の制約になるという問題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、次工程別かつオーダ別に仕分けるとともに、仕分けスペースを増大させない板材自動仕分けシステム及び板材自動仕分け方法を得ることを目的にしている。

この発明に係わる板材自動仕分けシステムにおいては、集積装置によって板材製品が積載される集積エリアにオーダ別及び次工程別に配置され、それぞれ積載パターンにより決められた面積の積載エリアを有する複数の積載ユニット、及び各積載エリアにその面積以下の大きさの板材製品を積載するように、個々の板材製品の大きさに応じて当該板材製品を積載する積載エリアを決定し、この決定した積載エリアの位置情報を集積装置に出力する製品積載位置決定手段を備えたものである。

この発明は、以上説明したように、集積装置によって板材製品が積載される集積エリアにオーダ別及び次工程別に配置され、それぞれ積載パターンにより決められた面積の積載エリアを有する複数の積載ユニット、及び各積載エリアにその面積以下の大きさの板材製品を積載するように、個々の板材製品の大きさに応じて当該板材製品を積載する積載エリアを決定し、この決定した積載エリアの位置情報を集積装置に出力する製品積載位置決定手段を備えたので、オーダごと及び次工程別に仕分けされるとともに、集積エリアの面積を縮減することが可能である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による板材自動仕分けシステムを示す構成図である。
図１において、板材自動仕分けシステム１は、板材である製品６の集積エリア４での位置を決定する製品積載位置決定機能２（製品積載位置決定手段）と、自動板取加工手段１３によって、製品６が板取加工されるとともに、仕分けされて集積される集積エリア４に配置される各台車５（積載ユニット）によって構成されている。
製品積載位置決定機能２は、上位のシステムである生産管理システム１１からの生産指示を受けて、別途作成されている製品情報データベース１２から板材（製品）ごとのサイズ、板厚、次工程情報を取り出して、集積エリア４上の原点ＰからのＸＹ座標の位置を算出して、生産指示及び集積位置情報を自動板取加工手段１３に出力する。
自動板取加工手段１３は、製品積載位置決定機能２の出力を受けて動作し、製品６を板取加工するとともに板取加工された製品６の仕分け集積を行う既成の装置である。加工プログラムを有して、板材の切断と切断された板材をピッキングして集積エリア４に仕分け集積するようになっている。
加工プログラムとしては、製品積載位置決定機能２の出力を受けて動作し、素材からの板取を行う自動素材板取プログラム３１と、この自動素材板取プログラム３１の出力を受けて、作業台３５上の板材を切断する切断設備３４を制御する切断設備制御プログラム３２と、切断された板材製品６を吸着して移動させ、製品積載位置決定機能２によって算出された位置に積載する集積装置３６を制御する集積装置制御プログラム３３とを有している。
集積エリア４には、複数の台車５が配置され、製品６は原点Ｐからの座標で示される位置に集積装置３６（板材仕分け集積装置）によって集積される。

図２は、この発明の実施の形態１による板材自動仕分けシステムの台車を示す概略図である。
図２において、台車５は、天板の積載面５１から製品６が落下しないように積載面５１の四方にあおり５２を立て、このあおり５２は、矢印のように開閉可に形成されている。積載面５１は支持部５３によって支えられ、支持部５３には車輪５４が取付けられ、移動可能に形成されている。

図３は、この発明の実施の形態１による板材自動仕分けシステムで取り扱われる管理情報を示す図である。
図３（ａ）は、生産管理システム１１から出力される生産指示データであり、オーダ番号、製品図番、所要数を含む。図３（ｂ）は、製品情報データベース１２に格納されている情報であり、製品の図面番号と外形寸法（Ｘ寸法、Ｙ寸法）、板厚、加工経路が紐付けされている。図３（ｃ）は、後述する集積パターンごとの台車内の積載エリア原点の台車原点に対するＸＹ座標を設定したデータであり、製品積載位置決定機能２が保持している。図３（ｄ）は、製品積載位置決定機能２から出力されるデータであり、生産指示シーケンス番号、製品図番、積載する集積エリア原点Ｐに対する積載ＸＹ座標情報を示すデータである。

図４は、この発明の実施の形態１による板材自動仕分けシステムの製品積載位置決定機能の処理を示すフローチャートである。

図５は、この発明の実施の形態１による板材自動仕分けシステムの各台車の積載パターンを示す図である。
図５（ａ）は、積載面５１を３つの積載エリアに分けた積載パターンであり、Ａ部には、４００×４００ｍｍ以下の製品が積載される。Ｂ部には、２００×４００ｍｍ以下の製品が積載される。Ｃ部には、６００×８００ｍｍ以下の製品が積載される。各積載エリアの原点はそれぞれの中心である。図５（ｂ）は、積載面５１に１つだけの積載エリアＤ部を設けている。Ｄ部には、６００×８００ｍｍ以上で、６００×１２００ｍｍ以下の製品が積載される。Ｄ部の原点は中心である。図５（ｃ）は、２台の台車で、図５（ａ）と図５（ｂ）の積載パターンを併用する積載パターンである。
なお、あおり５２は積載面５１の四方に設けられ、各積載エリアを囲むものではない。これは、台車５の積載パターンを変更することがあるためである。

次に、動作について説明する。
本発明は、製品積載位置決定機能２の指示により、台車５により形成された各積載エリアにそれぞれ規定以下の大きさの異なる製品を混在させて積載するようにしている。
このため、本発明では、既成の自動板取加工手段１３を用いる傍ら、製品積載位置決定機能２を新たに追加し、製品積載位置決定機能２の出力を自動板取加工手段１３の自動素材板取プログラム３１にパラメータとして入力させている。自動素材板取プログラム３１は、製品積載位置決定機能２の出力を受けて動作し、素材からの板取を行い、製品の集積を行うようプログラムされている。この自動素材板取プログラム３１の出力を受けて、切断設備制御プログラム３２により、作業台３５上の板材を切断する切断設備３４を制御するとともに、集積装置制御プログラム３３により、切断された板材製品６を吸着して移動させ、製品積載位置決定機能２によって算出された位置に積載する集積装置３６を制御するようにしている。

製品積載位置決定機能２は、上位のシステムである生産管理システム１１からの生産指示（図３（ａ））を受けて、別途作成されている製品情報データベース１２（図３（ｂ））から板材ごとのサイズ、板厚、次工程情報を取り出して、図３（ｃ）の情報を参照しながら、各製品の集積エリアの原点ＰからのＸＹ座標位置を算出して、生産指示及び集積位置情報（図３（ｄ））を自動板取加工手段１３に出力する。
自動板取加工手段１３の切断設備３４で板取加工された製品６を集積装置３６でピッキングして、集積エリア４に配置された仕分け台車５の上の所定の位置に製品６を集積する。
集積エリア４は、多数の台車５が配置され、各台車５は、図２のような形状を有し、台車の積載面５１の四方にあおり５２を立て、積載した製品６が崩れた際の台車５からの落下を防止する。

次に、製品積載位置決定機能２の処理について、図４により詳しく説明する。
ステップＳ１（第一の手順）で、生産管理システム１１から取得した生産指示に含まれる各オーダごとにそのオーダを構成する製品群の外形寸法から、オーダごと及び次工程別に準備される台車５への積載パターン（図５）を決定する。なお、次工程とは、たとえば、汎用曲げ（中小物）、汎用曲げ（大物）、自動曲げ、曲げなしなどである。
積載パターンの例は、図５に示されるとおりで、各オーダを構成する製品群の外形寸法より積載パターン１、積載パターン２もしくは２台の台車で両方の積載パターンを併用する積載パターン３のいずれのパターンで積載するかを決定する。
次いで、ステップＳ２（第二の手順）で、オーダごと及び次工程別に、台車５の積載エリアごとに、そこに積載される製品６の板厚・枚数より、積載高さを求め、所定の高さを超える場合は、超えた部分に対し、使用台車を１台追加し、再度、積載パターンを決定する。
次いで、ステップＳ３（第三の手順）で、全てのオーダに対し、必要な積載パターンと台車５の使用台数を決定する。このとき必要となる台車数が所定の台車数を超えた場合、一度に加工するオーダ数を減らす必要が有り、所定台車数に収まるところまで当初の生産指示を分割する。
次いで、ステップＳ４（第四の手順）で、作成された生産指示ｎで加工される各オーダ及び次工程が必要とする台車５を集積エリア４上に順に配置する。各製品６は中心が積載エリア原点に来るように積載され、その集積位置は集積エリア原点Ｐから台車原点のＸＹ座標と台車原点から各サイズ別積載エリア中心点のＸＹ座標で表された集積位置情報ｎが、生産指示ｎに対応して生成される。
これにより、積載エリアごとに予め決められた大きさ以下の異なる大きさの製品が切断順に積載される。

実施の形態１によれば、オーダごと及び次工程別に、積載エリアごとに予め決められた大きさ以下で異なる大きさの板材製品が切断順に積載されるので、集積エリアの面積を縮減することが可能である。
また、切断作業は集積作業を考慮する必要がなく、最適な切断順序で切断することができる。切断作業への制約がないので、歩留まりよく切断できる。
また、次工程別の台車上に積載するので、次工程へ運びやすいという効果もある。

この発明の実施の形態１による板材自動仕分けシステムを示す構成図である。 この発明の実施の形態１による板材自動仕分けシステムの台車を示す概略図である。 この発明の実施の形態１による板材自動仕分けシステムで取り扱われる管理情報を示す図である。 この発明の実施の形態１による板材自動仕分けシステムの製品積載位置決定機能の処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１による板材自動仕分けシステムの各台車の積載パターンを示す図である。

符号の説明

１ 板材自動仕分けシステム
２ 製品積載位置決定機能
４ 集積エリア
５ 台車
６ 製品
１１ 生産管理システム
１２ 製品情報データベース
１３ 自動板取加工手段
３１ 自動素材板取プログラム
３２ 切断設備制御プログラム
３３ 集積装置制御プログラム
３４ 切断設備
３５ 作業台
３６ 集積装置
５１ 積載面
５２ あおり
５３ 支持部
５４ 車輪

Claims (5)

1. 集積装置によって板材製品が積載される集積エリアにオーダ別及び次工程別に配置され、それぞれ積載パターンにより決められた面積の積載エリアを有する複数の積載ユニット、及び上記各積載エリアにその面積以下の大きさの上記板材製品を積載するように、個々の板材製品の大きさに応じて当該板材製品を積載する上記積載エリアを決定し、この決定した上記積載エリアの位置情報を上記集積装置に出力する製品積載位置決定手段を備えたことを特徴とする板材自動仕分けシステム。
2. 上記積載ユニットは、積載面の四方にあおりを設けた台車であることを特徴とする請求項１記載の板材自動仕分けシステム。
3. 上記製品積載位置決定手段は、上記積載ユニットへの上記板材製品の積載が所定の高さ以下になるように上記積載エリアを決定することを特徴とする請求項１または請求項２記載の板材自動仕分けシステム。
4. 複数の積載ユニットの積載パターンにより決められた面積を有する各積載エリアにその面積以下の大きさの上記板材製品が積載されるように、製品積載位置決定手段が個々の板材製品の大きさに応じて当該板材製品を積載する上記積載エリアを決定するとともに、この決定した上記積載エリアの位置情報を上記集積装置に出力し、上記集積装置によって上記板材製品を上記決定された積載エリアに積載することを特徴とする板材自動仕分け方法。
5. 上記製品積載位置決定手段によって出力される上記積載エリアの位置情報は、各オーダごとの板材製品群に基づいて上記積載パターンを決定する第一の手順、この第一の手順により決定された積載パターンに応じて各積載エリアに積載される上記板材製品の積載高さを計算し、この計算した積載高さが所定の高さ以内になるように上記積載パターンを再度決定する第二の手順、すべてのオーダの板材製品群に基づき、上記決定された積載パターンに応じた上記積載ユニットの台数を決定する第三の手順、及びこの第三の手順により決定された上記積載ユニットの台数を配置するとともに、上記板材製品ごとにこの板材製品を積載する上記積載ユニットの上記積載エリアの位置情報を生成する第四の手順により生成されることを特徴とする請求項１記載の板材自動仕分け方法。

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