JP2010181941A - ネスティング装置および板材加工設備 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 素材板材Wから部品板材mを切り取る板材加工機2、およびその後工程となる曲げ,溶接等の複数種類の後工程装置3を備えた板材加工設備3に適用される。ネスティングオーダ生成手段14およびネスティング手段6aを備える。ネスティングオーダ生成手段14は、負荷量の相対的に少ない後工程を多く含む板材部品を優先的に抽出して設定部品数量のネスティングオーダNOを生成する。ネスティング手段6aは、端材Sを優先的に使用するネスティングを行う。
【選択図】 図1
Description
従来、このネスティングオーダを作成するにつき、何を、いつまでに加工しなければならないかを優先してネスティングオーダを作成し、切り抜き加工を実施していた。また、歩留りをできるだけ上げるために、できるだけ板材部品をまことめてネスティングを行っていた。
しかし、上記のように従来は、単に、何を、いつまでに加工しなければならないかを優先してネスティングオーダを作成しており、後工程を考慮していない。そのため、一部の後工程装置の負荷が大きくなって、一部の後工程の処理待ち状態となる仕掛かり品の部品板材が増え、また他の後工程に空きが発生することがある。
このような負荷の偏りのため、切り抜き加工を行う板材加工機や各種の後工程装置を含む板材加工設備の全体の稼働効率が悪くなり、設備全体として加工に要する時間が長くなるという課題がある。
しかし、板金加工等の板材加工では、ネスティングの必要があり、無駄に廃棄される端材をできるだけ少なくする歩留り上の要求がある。また、種々の切り抜き形状や、切り抜き後に施される後工程が種々異なる様々な板材部品が存在する。これらのため、板材加工では、プル型が生産システムの採用は不適切として検討されていなかった。
この発明の他の目的は、上記仕掛かり品の低減と負荷平準化がより効果的に行えるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、後工程の仕掛かり品の低減と負荷平準化が実現でき、かつ負荷平準化に伴う歩留りの低減が抑えられ、また端材の保管,供給が効率良く行える板材加工設備を提供することである。
このネスティング装置(20)は、上記ネスティングオーダ生成手段(14)およびネスティング手段(6a)の他に、前記板材加工設備(1)で加工する予定の各部品板材(m)について、種類および数量、並びに各種類の部品板材(m)についての形状およびこの部品板材(m)に施す各後工程の種類を含むデータである部品図形データ(D)を記憶した加工予定部品板材登録手段(15)と、前記各後工程装置(3)毎に、加工待ち状態にある全数の部品板材(m)の加工に要する時間で示される負荷量を把握する後工程毎・負荷把握手段(19)と、前記ネスティング手段(6a)によるネスティングで素材板材(W)の一部に板材部品(m)が配置されて残り部分に他の板材部品(m)の配置が可能な端材(S)のデータを記憶する端材登録手段(29)とを備える。
前記ネスティングオーダ生成手段(14)は、前記加工予定部品板材登録手段(15)に前記部品図形データ(D)が記憶された板材部品(m)の中から、前記後工程毎・負荷把握手段(19)で把握された負荷量の相対的に少ない工程を多く含む板材部品(m)を優先的に抽出して設定部品数量のネスティングオーダ(NO)を生成するものとする。
前記ネスティング手段(6a)は、ネスティングオーダ(NO)中の板材部品(m)のネスティングが可能な端材(S)が前記端材登録手段(29)に記憶された端材(S)の中にあるか否かを判断し、ある場合はその端材(S)に板材部品(m)をネスティングし、残りの板材部品(m)を素材板材(W)に対してネスティングするものとする。
なお、上記の「板材部品(m)を優先的に抽出して」とは、優先条件に該当する板材部品(m)があれば、その該当する板材部品(m)を抽出し、該当する板材部品(m)がなければ、他の板材部品(m)を抽出することを言う。
前記後工程毎・負荷把握手段(19)は、前記部品毎工程時間見積もり手段(13)で得られる後工程に要する加工時間と、前記工程毎・加工状況監視手段(9)の監視結果である後工程状況から、前記負荷量である各後工程の加工待ち待ち時間を計算するものとする。前記ネスティングオーダ生成手段(14)は、前記加工待ち待ち時間を計算される各後工程の加工待ち時間である負荷量が均等化されるように、前記ネスティングオーダ(NO)の生成を行うものとする。
また、ネスティングする板材部品(m)で生じる負荷量の計算については、工程データ判別手段(11)により、部品図形データ(D)に含まれた後工程を示すデータ(H,LB)を読み取って後工程の種類、およびその後工程における単位加工の数量を判別する。部品毎工程時間見積もり手段(13)は、前記工程データ判別手段(11)で判別した各部品板材(m)の後工程の種類および後工程の単位加工の数量から、前記単位加工時間記憶手段(12)の記憶データを用いて、各部品板材(m)の後工程に要する加工時間の和を算出する。このように、部品図形データ(D)に含まれた後工程を示すシンボル等のデータ(H,LB)を読み取って後工程の種類およびその後工程における単位加工の数量を認識するため、板材部品(m)毎の加工時間を容易に見積もることができる。
なお、前記後工程毎・負荷把握手段(19)は、現在の負荷量の計算を行うにつき、前記部品毎工程時間見積もり手段(13)を用いて、工程データ判別手段(11)で判別した各後工程待ちの板材部品(m)の部品図形データ(D)から現在の負荷量の計算を行う機能を備えるものとしても良い。この現在の負荷量の計算は、先にネスティングを行って既に切り取り加工され後工程待ちとなっている板材部品(m)をネスティングしたときに計算したデータを用いることで容易に行える。
また、前記板材加工機(2)に隣接して、素材板材(W)の一部に板材部品(m)が切り取られて再度素材として加工に用いる端材(S)を保管可能で、かつ保管する端材(S)を板材加工機(2)に対して出し入れする端材出し入れ機構(32)を有する端材ストッカ(30)を設ける。前記ネスティング装置(20)において、前記端材登録手段(29)に登録される端材(S)は、前記端材ストッカ(30)に保管される端材(S)とする。
板材加工機2は、コンピュータ式の数値制御装置やプログラマブルコントローラ等で構成される制御装置4を備えていて、この制御装置4に実行させる加工プログラム5が、自動プログラミング装置6で生成される。この自動プログラミング装置6に、ネスティング装置20が設けられる。なお、図面では、ネスティング装置20の構成要素のうち、ネスティング手段6aの他は、自動プログラミング装置6の外部に図示している。
部品図形データDは、部品板材mの形状を示す図形Gmのデータであって、いわゆるCAD(コンピュータ支援設計)データであり、図形Gmを構成する各線分のデータと、属性データ等で構成される。部品図形データDには、板材加工機2で加工する部品板材mの外形線Lや、部品内部の穴加工等の内部加工部Iの線の他に、各後工程で加工するデータを含むものとされる。後工程で加工するデータとしては、例えば、ドリル,タップ,リーマ,皿もみ等の加工の種類と位置を示す各種のシンボルマークHや、曲げ加工を行う曲げ線,溶接を行う溶接ラインの線状マークLB等がある。シンボルマークHや線状マークLB等が、どの種類の後工程を示すかは、シンボルマークの形状、線の色、線種、レイヤ等で区別可能とされていても良い。
工程データ判別手段11は、部品図形データDに含まれるシンボルマークHの個数からそのシンボルマークHで示される後工程の回数である数量を判別し、また線状マークLBの本数や長さを認識する。
工程データ判別手段11よって認識する板材加工機2で行う加工の数量は、部品板材mの外形線の長さである。内部加工部Iを含む場合は、その内部加工部Iとなる穴の個数や、内部加工部Iの長さについても、加工数量として認識する。
例えば、ボール盤からなる後工程装置3A において、ドリル,タップ,リーマ,皿もみ等の各加工が行われるとすると、ドリル加工等の各加工につき、1回の加工に要する時間が単位加工時間として記憶される。曲げ加工では、1回の曲げに要する時間が単位加工時間とされる。溶接の場合は、溶接線の単位長さの作業に要する時間が単位加工時間とされる。
単位加工時間記憶手段12には、同じ後工程装置3での複数回の加工につき、各回の加工の間に待ち時間が必要な場合は、その待ち時間が記憶される。また、単位加工時間記憶手段12には、後工程装置3への部品板材mの搬入,搬出に要する時間も記憶させておくことが好ましい。
なお、ネスティング手段6aは、板厚,材質が板材部品mに合致する素材Wまたは端材Sであって、板材部品mが配置可能なエリアを有するものにネスティングを行う。その結果、ある板厚,材質の素材板材Wに対しては、素材板材Wのごく一部のみに板材部品mを配置するネスティングを行うことがある。
このように端材Sを優先的にネスティングに使用するため、歩留りへの影響が回避される。これにより、従来、板金加工等の板材加工で要求されている、相反する要求である、リードタイムの短縮と歩留りの向上を共に実現することができる。
1b…テーブル
1b…板材送り機構
2…板材加工機
3,3A 〜3C …後工程装置
4…制御装置
5…加工プログラム
6…自動プログラミング装置
6a…ネスティング手段
9…工程毎・加工状況監視手段
10…板材加工時間見積り手段
11…工程データ判別手段
12…単位加工時間記憶手段
13…部品毎工程時間見積もり手段
14…ネスティングオーダ生成手段
15…加工予定部品板材登録手段
19…後工程毎・負荷把握手段
20…ネスティング装置
29…端材登録手段
30…端材ストッカ
32…端材出し入れ機構
D…部品板材データ
m…部品板材
NO…ネスティングオーダ
S…端材
TA…目標均等化負荷量
T1,T2…負荷量
W…素材板材
Claims (3)
- 素材板材から部品板材を切り取る加工を行う板材加工機、およびこの板材加工機で切り取られた部品板材に後工程の加工を施す複数種類の後工程装置を備えた板材加工設備において、前記板材加工機で順次実行させる、部品板材の生産単位となるネスティングオーダを生成するネスティングオーダ生成手段、およびこのネスティングオーダ生成手段で生成されたネスティングオーダ毎にネスティングを行うネスティング手段を備えたネスティング装置であって、
前記板材加工設備で加工する予定の各部品板材について、種類および数量、並びに各種類の部品板材についての形状およびこの部品板材に施す各後工程の種類を含むデータである部品図形データを記憶した加工予定部品板材登録手段と、
前記各後工程装置毎に、加工待ち状態にある全数の部品板材の加工に要する時間で示される負荷量を把握する後工程毎・負荷把握手段と、
前記ネスティング手段によるネスティングで素材板材の一部に板材部品が配置されて残り部分に他の板材部品の配置が可能な端材のデータを記憶する端材登録手段とを設け、
前記ネスティングオーダ生成手段は、前記加工予定部品板材登録手段に前記部品図形データが記憶された板材部品の中から、前記後工程毎・負荷把握手段で把握された負荷量の相対的に少ない後工程を多く含む板材部品を優先的に抽出して設定部品数量のネスティングオーダを生成するものとし、
前記ネスティング手段は、ネスティングオーダ中の板材部品のネスティングが可能な端材が前記端材登録手段に記憶された端材の中にあるか否かを判断し、ある場合はその端材に板材部品をネスティングし、残りの板材部品を素材板材に対してネスティングするものとした、
ことを特徴とするネスティング装置。 - 前記部品図形データに含まれた後工程を示すデータを読み取って後工程の種類、およびその後工程における単位加工の数量を判別する工程データ判別手段と、
前記各後工程装置における単位加工に要する時間を記憶した単位加工時間記憶手段と、 前記工程データ判別手段で判別した各部品板材の後工程の種類および後工程の単位加工の数量から、前記単位加工時間記憶手段の記憶データを用いて、各部品板材の後工程に要する加工時間を見積もる部品毎工程時間見積もり手段と、
前記各後工程装置について、加工待ち状態にある部品板材の種類,数量を含む後工程状況を監視する工程毎・加工状況監視手段を設け、
後工程毎・負荷把握手段は、前記部品毎工程時間見積もり手段で得られる後工程に要する加工時間と、前記工程毎・加工状況監視手段の監視結果である後工程状況から、前記負荷量である各後工程の加工待ち待ち時間を計算するものとし、
前記ネスティングオーダ生成手段は、前記各後工程の加工待ち時間である負荷量が均等化されるように、前記ネスティングオーダの生成を行うものとした請求項1記載のネスティング装置。 - 素材板材から部品板材を切り取る加工を行う板材加工機、およびこの板材加工機で切り取られた部品板材に後工程の加工を施す複数種類の後工程装置と、前記板材加工機の加工プログラムを生成する自動プログラミング装置とを備えた板材加工設備であって、
前記板材加工機に隣接して、素材板材の一部に板材部品が切り取られて再度素材として加工に用いる端材を保管可能で、かつ保管する端材を板材加工機に対して出し入れする端材出し入れ機構を有する端材ストッカを設け、
前記自動プログラミング装置に、請求項1または請求項2記載のネスティング装置を設け、このネスティング装置において、前記端材登録手段に登録される端材は、前記端材ストッカに保管される端材としたことを特徴とする板材加工設備。
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