JP3439812B2

JP3439812B2 - 自動製品配列方法

Info

Publication number: JP3439812B2
Application number: JP33518393A
Authority: JP
Inventors: 文正山田; 節夫津田; 秀雄津幡; 正彦大窪; 豊尚和田
Original assignee: 株式会社日平トヤマ
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 2003-08-25
Anticipated expiration: 2018-08-25
Also published as: JPH07200021A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、単一または複数種の
製品を単一の板材から多数個取り出す場合に、最適の配
列状態を決定するための自動製品配列方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザ加工機やタレットパンチプレス機
などの加工機において板材から単一または複数種の製品
を多数個取り出す加工作業においては、板材における製
品の歩留りを考慮する必要がある。すなわち、板材から
多数の製品を効率よく取り出さなければならず、そのた
めには板材を有効に活用できる製品の配置状態を加工作
業開始前に決定しておく必要がある。そこで、従来よ
り、板材のサイズおよび製品の形状やサイズに基づい
て、板材上における製品の配列状態を自動的に決定する
自動製品配列装置を備えたものがあった。従来の自動製
品配列装置において行われる配列方法は、専ら板材にお
ける製品の歩留りを如何に向上するかに主眼が置かれて
いた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
自動製品配列方法では、板材において製品が配列されな
い範囲、いわゆる残材の形状について何ら考慮されてい
なかった。このため、残材の形状が一定でなく、十分な
面積を備えているにも関わらず著しく変形した形状であ
るために後の他の加工作業に有効に活用することができ
ない場合があった。また、残材が著しく変形した形状で
あるとその面積を容易に把握することができず、このこ
とからも残材の活用が妨げられる結果となっていた。さ
らに、残材の管理が煩雑になる問題もある。

【０００４】この発明の目的は、残材の形状が板材の原
形状または正方形等の特定の形状の相似形となるように
考慮して部品を配列できるようにし、残材の管理を容易
にすることができるとともに、残材を後の加工作業に有
効に活用できる自動製品配列方法を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した発明
は、板材における原点の対角を通る残材の対角線を板材
上に設定する第１のステップと、板材から取り出すべき
単一または複数種の製品のうち予め設定された優先順位
の高い製品を、原点を通り互いに直行する２方向のうち
の一方を配置方向として必要個数の製品を原点側から配
置する第２のステップと、前記対角線が第２のステップ
において製品を配置した範囲を横切る場合に次の優先順
位の製品に対する配置方向を前記配置方向とは直行する
方向に変換し、前記対角線が第２のステップにおいて製
品を配置した範囲を横切らない場合に次の優先順位の製
品に対する前記配置方向を変換しない第３のステップ
と、単一または複数種の製品の全てについて配置が完了
したか否かを判断し、完了していない場合に第２のステ
ップに戻り、完了した場合に処理を終了する第４のステ
ップと、からなり、以上の第１〜第４のステップをこの
順で実行することを特徴とする。

【０００６】請求項２に記載した発明は、前記第２のス
テップが、板材から取り出すべき複数種の製品について
高さ方向または幅方向のいずれか一方の長さが長いもの
から順に優先順位を設定する処理を含むものである。

【０００７】請求項３に記載した発明は、前記第４のス
テップが、残材の大きさと所定の大きさとを比較する処
理、および、残材の大きさが所定の大きさより大きい場
合に残材の所定位置に対して少なくともそのサイズを表
記する処理を含むものである。

【０００８】

【作用】請求項１に記載した発明においては、板材上に
指定された残材形状の仮想の対角線が設定された後に優
先順位の高い製品から一方の配置方向に配置される。こ
の製品の配置された範囲に対角線が含まれる場合には、
直行する他方の配置方向に次の製品が配置され、先の製
品の配置範囲に対角線が含まれない場合には先の製品の
配置方向と同方向に次の製品が配置される。従って、板
材上における製品を配置していない範囲は、最初に設定
された対角線によって規定される矩形の相似形に略一致
する。

【０００９】請求項２に記載した発明においては、板材
から取り出すべき複数種の製品のうち高さ方向または幅
方向の長さが長いものから順に配置すべき優先順位が設
定される。従って、板材上には加工原点側から縦横方向
に順次配置範囲が対角の頂点に向かってＬ字状に追い込
んで行き、最終的に板材上における製品が配置されてい
ない残材部分の形状を対角線によって規定される矩形に
近似する形状に残す。請求項３に記載した発明において
は、板材上における単一または複数種の製品のすべてに
ついての配置が完了した際に、残材の所定位置に対して
そのサイズが表記される。従って、製品の取り出しを完
了した後の残材の一部にそのサイズが表示され、残材の
管理が容易になる。

【００１０】

【実施例】図１は、この発明の実施例である自動製品配
列装置の制御部の構成を示すブロック図である。自動製
品配列装置１の制御部は、ＲＯＭ３およびＲＡＭ４を備
えたＣＰＵ２により構成されている。このＣＰＵ２には
インタフェース回路５を介してキーコントローラ６およ
びディスプレイドライバ８が接続されている。キーコン
トローラ６はキーボード７の操作データをインタフェー
ス回路５を介してＣＰＵ２に入力する。ディスプレイド
ライバ８はＣＰＵ２から出力された表示データに基づい
てディスプレイ９を駆動する。

【００１１】ＲＯＭ３はＣＰＵ２の処理動作を規定する
プログラムを記憶している。ＲＡＭ４は、ＣＰＵ２の処
理動作において入出力されるデータを一時格納する。ま
た、ＲＡＭ４のメモリエリアＭＡ１は後述するように製
品データを製品毎に記憶するエリアに割り当てられてい
る。このＲＡＭ４はバッテリバックアップされており、
自動製品配列装置１の電源が切断された後においても記
憶内容を保持する。

【００１２】ＣＰＵ２にはインタフェース回路１０を介
してＣＡＤファイル１１が接続されている。ＣＡＤファ
イル１１は図外のＣＡＤ装置により作成された製品のＣ
ＡＤデータを製品ごとに記憶している。さらに、ＣＰＵ
２にはインタフェース回路１２を介し電送ラインによっ
て加工制御装置１３が接続されている。この加工制御装
置１３はレーザ加工機やタレットパンチプレス機などの
加工装置１４を制御するものであり、自動製品配列装置
１から供給された製品配列データに基づいて加工装置１
４の加工動作を制御する。なお、別の実施例として、イ
ンタフェース回路１２にＮＣテープ出力装置を接続し、
この装置の出力結果のＮＣテープを加工制御装置１３に
接続されたＮＣテープ読取装置にセットして製品配列デ
ータの入力を行うこともできる。

【００１３】図２は、上記自動製品配列装置が備えるＲ
ＡＭの要部のメモリマップ、および、ＣＡＤファイルに
格納される製品データの構成を示す図である。ＲＡＭ４
のメモリエリアＭＡ１には、図２（Ａ）に示すように、
板材から取り出すべき製品としてキーボード７から入力
された製品毎に製品ナンバー、製品データ、個数及び優
先順位が記憶される。製品データはＣＡＤファイル１１
から読み出されたものであり、少なくとも製品の高さ又
は幅の長い方の値である最大長さを示すデータが含まれ
る。

【００１４】図２（Ｂ）に示すように、ＣＡＤファイル
１１が記憶する製品データは、製品ナンバー、製品名、
面積、平面形状における要素数、要素数に含まれる円弧
数などとともに各要素のＣＡＤデータにより構成されて
おり、これらを１レコードとして製品ごとに記憶されて
いる。このＣＡＤデータは図外のＣＡＤ装置において製
品の設計時に作成されたものである。また、自動製品配
列装置１がこのＣＡＤ装置を兼ねるものであってもよ
い。

【００１５】図３は、上記自動製品配列装置により板材
上に配列される製品の形状および板材上における製品の
配列状態の一例を示す図である。自動製品配列装置１
は、図３（Ａ）に示す製品３１〜３７のそれぞれを６
個、６個、５６個、７個、１２個、８個および１５個取
り出す場合には、オペレータはキーボード７において製
品３１〜３７の製品ナンバーおよび必要個数を入力す
る。

【００１６】ＣＰＵ２は、入力された製品ナンバーに基
づいて加工すべき製品の製品データをＣＡＤファイル１
１から読み出し、使用すべき板材４１のサイズを決定す
るとともに、板材４１上における製品３１〜３７の配列
状態を例えば図３（Ｂ）に示すように決定する。この板
材４において製品が配列されない範囲４７が残材として
残される。この製品配列データがＣＡＤファイル１１に
格納される。その後、ＣＡＭ処理を行ってＣＡＤファイ
ル１１にＣＡＭ情報を付加する。そして、加工指令によ
ってＣＡＤファイル１１からＣＡＭ処理された製品配置
データが読み出され、ＣＰＵ１からインタフェース１２
を介して加工制御装置１３に供給され、加工装置１４に
おいて板材４１から各部品を取り出す加工が行われる。

【００１７】図４は、上記自動部品配列装置における製
品配列処理の手順を示すフローチャートである。自動製
品配列装置１の制御部を構成するＣＰＵ２は、キーボー
ド７における製品ナンバーの入力を待機しており（ｎ
１）、製品ナンバーが入力されるとＣＡＤファイル１１
から製品データを読み出し、前述したＲＡＭ４のメモリ
エリアＭＡ１に格納する（ｎ２）。次いで、同じくキー
ボード７からの製品個数の入力を待機し（ｎ３）、入力
された製品個数を読み取った製品データに対応してＲＡ
Ｍ４のメモリエリアＭＡ１に記憶する（ｎ４）。上記ｎ
１〜ｎ４の処理を板材から取り出すべき製品の全ての種
類について継続して実行する（ｎ５）。

【００１８】板材から取り出すべき製品の全ての種類に
ついて製品ナンバーおよび製品個数の入力が完了する
と、製品の配置に係る優先順位を決定する（ｎ６）。こ
の優先順位は、全ての製品データに含まれる製品の長さ
を参照し長いものから順に順位を決定する。

【００１９】この後、製品データに基づく製品面積等に
よる演算処理により、使用できる最も近いサイズの板材
を選択し、その板材サイズを、自動、または、キーボー
ド７から入力する（ｎ７）。そして、キーボード７から
の残材の形状の指定を受け付ける（ｎ８）。ここで指定
される残材形状とは、例えば残材の管理上適当な縦辺と
横辺との比である。すなわち、一般的な板材の相似形に
する場合には、縦辺：横辺の比として１：２が、正方形
形状にする場合には１：１がキーボード７から入力され
る。

【００２０】ＣＰＵ２は入力された残材形状に基づいて
板材上に仮想の対角線を設定する（ｎ９）。この対角線
は、例えば入力された残材形状のデータが１：２である
場合には図５（Ａ）に示すように、板材４１の左下角の
加工原点０とこれと対角側にある右上の角の頂点Ｐとを
とを結ぶように所定角度傾斜した線分が設定される。さ
らに、ＣＰＵ１は製品の長手方向を板材４２のＸ方向に
一致させて加工原点０を積み重ね原点としてここに最も
近い位置からＹ方向に製品の配置範囲（ア）を決定し、
例えば、図５（Ｂ）に示すように、最優先製品４３の長
手方向をＸ方向にして板材４１の左下から上方に向かっ
て図５（Ｃ）に示すように優先順位に従って複数の製品
４３を配置する（ｎ１０）。

【００２１】このようにして一番目の配置範囲（ア）内
の配置が終了すると、この配置範囲（ア）に対角線を含
むか否かの判別を行う（ｎ１１）。図５（Ｃ）に示すよ
うに、配置範囲（ア）に対角線４２が含まれる場合に
は、図５（Ｄ）に示すように積み重ね原点を０’点に移
して板材４１のＸ，Ｙ方向を入れ換え再設定する（ｎ１
２）。

【００２２】即ち、図５（Ｄ）に示すように板材４１の
縦方向がＸ方向にされ、板材４１の横方向がＹ方向にさ
れる。従って、次の製品４４は図５（Ｄ）に示すように
板材４１において製品が配置されていない範囲の左下角
の０’点を積み重ね原点にして配置する。ここより横方
向（Ｙ方向）に二番目の配置範囲（イ）が設定され、こ
の範囲（イ）内に製品が順次配置されて、図５（Ｅ）に
示す状態となる。このとき、この二番目の配置範囲
（イ）に対角線４２は含まれていないため、Ｘ方向およ
びＹ方向は変換されず、次の製品４５は図５（Ｆ），
（Ｇ）に示すように、積み重ね原点０’側から配置さ
れ、ここより横方向へ三番目の配置範囲（ウ）が設定さ
れ、この範囲（ウ）内に製品が順次配置される。この配
置範囲（ウ）には対角線４２が含まれるため、次の製品
４６が配置される前に積み重ね原点を０”に移しＸ軸お
よびＹ軸が変換される。このため、次の製品４６は図５
（Ｈ），（Ｉ）に示すように、積み重ね原点０”側から
配置され、ここより上方向へ四番目の配置範囲（エ）が
設定され、この範囲（エ）に製品が順次配置されること
になる。上記ｎ１０〜ｎ１２の処理を設定された全ての
種類の製品について実行する（ｎ１３）。

【００２３】上記ｎ１０〜ｎ１３の処理によりすべての
種類の製品についての配置が完了すると、製品配列デー
タをＣＡＤファイル１１に格納するとともに、制御装置
１３に出力する（ｎ１４）。加工制御装置１３は入力さ
れた製品配列データに従って加工装置１４を駆動し、板
材４１から配置された製品をすべて切り出す。これによ
って板材４１には、板材４１と略相似形状の残材４７が
残留する。

【００２４】なお、上記対角線は、板材４１において初
期データとして左下角に設定される加工原点０の対角に
位置する右上角の頂点Ｐを通過するように設定される。
したがって、残材の形状として正方形が設定された場合
には、図６に示すように、頂点Ｐから左下へ４５°の角
度で対角線が設定されるため、対角線は原点を通過しな
い。この場合にも、図６（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、
板材の左下の加工原点０側から優先順位に従ってＹ軸方
向に製品の配置範囲が設定され、配置範囲に対角線が含
まれた時点で積み重ね原点とともに板材のＸ軸とＹ軸と
が入れ換えられる。

【００２５】また、上記の処理に先立って、残材を保管
するか否かの選択入力を受け付け、残材の保管が選択さ
れた場合にのみ、ｎ８〜ｎ１３の処理を実行するように
してもよい。

【００２６】図７は、請求項３に記載した発明が適用さ
れる自動製品配列装置の処理手順の一部を示すフローチ
ャートである。上記図４に示したｎ１３の処理の後に、
板材４１に残留する残材４７から取れる最大面積の指定
残材形状に相当する部分の残材サイズを算出する（ｎ２
１）。この残材サイズを所定サイズと比較し（ｎ２
２）、残材サイズが所定サイズより大きい場合には残材
４７を保管すべき残材として、加工装置１４において残
材４７の所定位置に残材サイズや板厚等の残材データを
表示する。このため、ＣＰＵ２はまず残材サイズから表
示位置を決定し（ｎ２３）、この表示位置および残材サ
イズを含む表示データを作成する（ｎ２４）。この表示
データを含む表示命令を切断命令とともに加工制御装置
１３に対して出力する（ｎ２５）。

【００２７】表示命令および切断命令を受けた加工制御
装置１３は加工装置１４を駆動して表示データに含まれ
る表示位置に残材サイズ（例えば７５０×１５００）の
他、日付、材質、板厚及びその他コメントなどの表示デ
ータを表記する。例えば、加工装置１４がレーザ加工機
である場合には、図８に示すように、残材４７の所定位
置４８の表面を微弱なレーザ光線の照射により表面を粗
化してデータを表記する。この後、加工装置１４は残材
４７の端面における凹凸部分を切断し、残材４７を管理
し易い形状に成形する。なお、残材における表示位置
を、残材の加工作業時において加工装置が残材をクラン
プする位置４９を考慮して決定することにより、残材を
無駄なく再利用できる。

【００２８】以上の処理により、矩形形状に成形された
残材を表示データに基づいて容易に管理することがで
き、後の加工作業に残材を有効に活用することができ
る。

【００２９】尚、製品形状が自由形状または複雑な形状
である場合には、予め矩形に近似するか、或いは、２個
以上を組み合わせた状態で矩形に近似する処理を行って
から、製品配列処理を行ってもよい。

【００３０】

【発明の効果】請求項１に記載した発明によれば、残材
形状を考慮して板材上に製品を配置することができ、加
工作業終了後の残材の管理を容易に行うことができると
ともに、後の作業に有効に活用できる利点がある。特
に、決まった板材しかない場合に、このような残材指定
による製品配列を行うことにより、残材の有効利用が図
れ、結果的には、歩留りを大幅に工場させることができ
る。

【００３１】請求項２に記載した発明によれば、板材に
おける製品の未配置の範囲が対角線によって規定される
矩形の相似形に近似するように製品を板材上に配置する
ことができ、残材確保が容易となる。

【００３２】請求項３に記載した発明によれば、残材の
所定位置に表記された表示データに基づいて残材の管理
および再利用をより容易に行うことができる利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例である自動製品配列方法が適
用される自動製品配列装置の制御部の構成を示す図であ
る。

【図２】同制御部を構成するＲＡＭの要部のメモリマッ
プおよびＣＡＤファイルの記憶データの内容を示す図で
ある。

【図３】同自動製品配列装置において配列される製品お
よびその配列状態の一例を示す図である。

【図４】同制御部における自動製品配列処理における手
順を示すフローチャートである。

【図５】同自動製品配列装置による板材上における製品
の配列工程を示す図である。

【図６】残材形状を正方形とした場合の同自動製品配列
装置による板材上における製品の配列工程を示す図であ
る。

【図７】請求項３に記載した発明の実施例に係る自動製
品配列方法の処理手順の一部を示すフローチャートであ
る。

【図８】同自動製品配列方法における残材の処理状態を
示す図である。

【符号の説明】

４１−板材５２−対角線５３〜５６−製品５７−残材

フロントページの続き (56)参考文献特開平２−278308（ＪＰ，Ａ) 特開平４−342432（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−125661（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05B 19/00 B21D 28/06 B23K 26/00 B26F 1/00 G06F 17/50

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】板材における原点の対角を通る残材の対角
線を板材上に設定する第１のステップと、板材から取り
出すべき単一または複数種の製品のうち予め設定された
優先順位の高い製品を、原点を通り互いに直行する２方
向のうちの一方を配置方向として必要個数の製品を原点
側から配置する第２のステップと、前記対角線が第２の
ステップにおいて製品を配置した範囲を横切る場合に次
の優先順位の製品に対する配置方向を前記配置方向とは
直行する方向に変換し、前記対角線が第２のステップに
おいて製品を配置した範囲を横切らない場合に次の優先
順位の製品に対する前記配置方向を変換しない第３のス
テップと、単一または複数種の製品の全てについて配置
が完了したか否かを判断し、完了していない場合に第２
のステップに戻り、完了した場合に処理を終了する第４
のステップと、からなり、以上の第１〜第４のステップ
をこの順で実行することを特徴とする自動製品配列方
法。
【請求項２】前記第２のステップが、板材から取り出す
べき複数種の製品について高さ方向または幅方向のいず
れか一方の長さが長いものから順に優先順位を設定する
処理を含む請求項１に記載の自動製品配列方法。
【請求項３】前記第４のステップが、残材の大きさと所
定の大きさとを比較する処理、および、残材の大きさが
所定の大きさより大きい場合に残材の所定位置に対して
そのサイズを表記する処理を含む請求項１または２に記
載の自動製品配列方法。