JP4320940B2 - 板材加工仕分け搬出システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、パンチプレスやレーザ加工機等の板材加工機で素材板材から部品板材を切り取り加工し、その部品板材を折り曲げて溶接組立を行う加工ライン等に応用される板材加工仕分け搬出システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
板金加工により箱物組立製品を生産する場合、大板の素材板材から、各部品板材の孔明けおよび切り取りを、パンチプレスまたはレーザ加工機等の板材加工機で行う。この切り取った部品板材は、プレスブレーキ等の曲げ加工機で曲げ加工し、その後に溶接組立する。
このような生産ラインにおいて、板材加工機で切り取り加工した部品板材の搬出を、直交する２軸方向に移動可能な搬送装置で行い、所定の集積領域に、積載することが行われている。この集積の形態として、素材板材に対する部品板材のネスティング通りの配置となる姿置きや、同一の部品板材別の積載の他に、オーダ別積載や、納期別積載、さらに曲げ工程や塗装工程等の次工程別に纏める次工程別積載がある。本出願人は、このような積載を可能とする自動運転化を図ったシステムを提案した（特開２０００−１５８３０１）。このような各種の積載形態を必要に応じて採用することにより、生産性の向上を図ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の積載形態は、ある程度の個数のロット生産を主とするものであり、多品種少量生産の場合に、効率的な生産が行えない場合がある。
すなわち、集積領域のパレットや台車上に多数枚の部品板材を積載し、まとめて搬出するため、製品の品種の切換時等に、次工程以降で部品板材の待ち時間が生じる場合がある。例えば、溶接工程等で一部の部品が足らず、その不足部品が供給されるまで、溶接工程を停止したり、仕掛かり品を別の場所に一次的に保管し、不足部品が供給されてから溶接組立を再開するなどの必要がある。このように、待ち時間や余分な取扱が必要となるため、生産性が悪くなる。このような待ち時間等は、部品板材の切り取り加工後に、次工程の曲げ工程別に部品板材が纏めて積載されていても、さらに次の溶接工程で生じることがある。
【０００４】
この発明の目的は、多品種少量生産の場合にも、板材加工機およびその搬出装置を効率良く動作させ、板材製品の生産過程の全体の効率化を図ることのできる板材加工仕分け搬出システムを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の構成を実施形態に対応する図１と共に説明する。この板材加工仕分け搬出システムは、素材板材から部品板材を切り取る板材加工機（１）と、この板材加工機（１）から部品板材を搬出する搬送装置（２）と、これら板材加工機（１）および搬送装置（２）をプログラム制御する制御装置（３）と、自動プログラミング手段（４）とを備える。
自動プログラミング手段（４）は、前記搬送装置（２）で搬出された部品板材を加工する工程である次工程、および次工程以降の加工工程の少なくとも一つの加工工程への部品板材供給順情報（４６）と、前記部品板材の形状情報とを用いて、素材板材に対する部品板材のネスティングを行い、そのネスティング結果により、前記制御装置（３）に実行させるプログラムとして、前記板材加工機（１）を制御する加工プログラム（１３）、および前記搬送装置（２）を制御する搬送プログラム（１４）を生成するものとする。
この構成によると、自動プログラミング手段（４）は、次工程および次工程以降の加工工程の少なくとも一つの加工工程への部品板材供給順情報（４６）を用いて、部品板材のネスティングを行う。そのため、希望の加工工程で適切な順に部品板材が供給されるようにネスティングが行える。すなわち、板材加工機（１）において、素材板材から複数の部品板材を順に切り取る場合、一般に、板材加工機（１）上で素材板材を移動させる都合や、その搬出を行う搬送装置（２）の構造上、素材板材のどの部分から順に切り取ることが必要であるかの制限が生じる。このような制限に対して、要望される部品板材供給順に切り取りが行えるように、ネスティングを行うことができる。そのため、多品種少量生産の場合にも、板材加工機（１）およびその搬送装置（２）を効率良く動作させ、次工程以降の工程等において、部品板材の供給を待つ余分な待ち時間が生じることが緩和され、板材製品の生産過程の全体の効率化を図ることができる。
自動プログラミング手段（４）によりネスティングを行うときの条件や規則は、自動プログラミング手段（４）に対する上位制御手段から受け取る受取情報に含まれるようにしても良い。例えば、ネスティング規則は、自動プログラミング手段（４）に設定しておき、ネスティング条件は、上位制御手段から受け取るようにしても良く、またネスティング規則およびネスティング条件を、共に上位制御手段から受け取る受取情報に含まれるようにしても良い。具体的には、自動プログラミング手段（４）に対する上位制御手段に、自動プログラミングに必要な各種の情報を設定した情報設定手段（６）を設けておき、この情報設定手段（６）の設定情報として、ネスティングを行うときの条件や規則を設定しておく。
【０００６】
前記次工程は、例えば曲げ加工工程であり、また次工程のさらに次の工程は、例えば溶接工程である。溶接工程は、複数の部品板材を用いるため、一般的に、部品板材の供給順によって、待ち時間が生じ易い。そのため、溶接工程で望ましい部品板材供給順の情報（４６）を自動プログラミング手段（４）に与え、ネスティングを行うことにより、多品種少量生産の場合も、溶接工程で待ち時間が生じることが緩和され、加工ライン全体の生産効率が向上する。
【０００７】
前記自動プログラミング手段（４）は、次の(1)〜(4)のネスティング規則、すなわち、
(1)．部品板材供給順情報（４６）における板材供給順に応じた部品板材の切り出し順序が採用できる部品板材の配置の決定、
(2)．素材板材の長さが所定長さを超える場合に、所定の素材長さ単位に区切った区画毎に順に部品板材の切り出しが行える部品板材の配置の決定、
(3)．加工途中の素材板材の剛性を考慮した部品板材の配置と切り出し順序が採用できる部品板材の配置の決定、
(4)．歩留りができるだけ高くなる部品板材の配置の決定、
を用いてネスティングを行うものとする。これらのネスティング規則(1)〜(4)は、符号(1)〜(4)で示す順位（ただし(2)と(3)は同順位）で優先してネスティングを行うものとすることが好ましい。なお、上記のネスティング規則(2)は、必ずしも用いなくても良い。 上記(2)のネスティング規則を用いると、板材加工機（１）で一枚の素材板材の加工途中で素材板材の持ち替えを行う回数が少なくでき、サイクルタイムの短縮が図れる。上記(3)のネスティング規則を用いると、素材板材が加工途中で剛性不足によって歪みを生じることが防止でき、精度の良い加工が行える。このように、歩留りに優先して、次工程や、次次工程を考慮した部品板材の配置、素材長さ単位を考慮した配置、素材板材の剛性を考慮した配置を行うことにより、多品種少量生産においても、ライン全体として生産性の優れた加工が行える。
部品板材供給順情報（４６）は、自動プログラミング手段（４）の上位制御手段からの受取情報に含まれるようにしても良い。ネスティング規則(1)〜(4)も、上位制御手段からの受取情報に含まれるようにしても良い。例えば、自動プログラミング手段（４）に対する上位制御手段に、自動プログラミングに必要な各種の情報を設定した情報設定手段（６）を設けておき、この情報設定手段（６）の設定情報として、部品板材供給順情報（４６）を設定しておいても良く、さらにネスティング規則も、情報設定手段（６）に設定しておいても良い。このように情報設定手段（６）に設定される情報は、生産管理情報等に基づいて、随時更新可能とされる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を図面と共に説明する。この板材加工仕分け搬出システムは、板金加工ラインＲにおける板材加工機１および搬送装置２と、これら板材加工機１および搬送装置２をプログラム制御する制御装置３と、自動プログラミング手段４とを備えたものである。板金加工ラインＲは、板材加工機１の次工程の加工装置５１と、次次工程の加工装置５２とを備える。
【０００９】
図２は加工ラインＲの概念構成のレイアウト図である。この加工ラインＲは、素材板材Ｗから部品板材ωを切り取り、その各部品板材ωを折り曲げて溶接組立するラインである。板材加工機１は、素材板材Ｗから部品板材ωを切り取る加工を行う装置であり、部品板材ωの内部の加工、例えば孔明け加工やタップ加工を行う機能を備えたものであっても良い。板材加工機１は、パンチプレスまたはレーザ加工機等からなる。図示の例では、板材加工機１はタレット式のパンチプレスを示している。
搬送装置２は、板材加工機１で切り取られた部品板材ωを機外へ搬出する装置である。搬送装置２は、常に同じ搬出場所に搬出するものであっても良いが、この例では、複数の所定の搬出場所Ｑ１〜Ｑ３に仕分けて搬出可能なものとされている。搬送装置２は、素材板材Ｗを板材加工機１へ搬入する手段を兼ねるものとされ、板材加工機１と、その隣に設置された板材貯蔵装置５と、さらにその隣に配置された前記搬出場所Ｑ１〜Ｑ３に渡って搬送可能なものとしてある。加工ラインＲに対して、素材板材Ｗや部品板材ωの格納を行う自動倉庫５３が設置されている。
【００１０】
次工程の加工装置５１は、曲げ加工を行う装置であり、プレスブレーキ等の曲げ加工機からなる。次工程の加工装置５１として、複数台の加工装置５１A ，５１B が設けられている。これら複数台の加工装置５１A ，５１B は、設備効率よく加工が行えように大小のものが設置され、片方の加工装置５１A は相対的に大きな部品板材ωを曲げ加工する大型の装置とされ、もう片方の加工装置５１B は小さな部品板材ωを曲げ加工する小型の装置とされている。
これら次工程の加工装置５１A ，５１B に対して、前記各搬出場所Ｑ１，Ｑ２から部品板材ωを搬送する搬送経路５４，５５が設けられている。これらの搬送経路５４，５５は、台車により搬送を行うものであっても、コンベアラインであっても良い。
【００１１】
次次工程の加工装置５２は、複数の部品板材ωを相互に溶接する溶接機であり、加工装置５１で曲げ加工された部品板材ωや、板材加工機１で切り取り加工された状態の平板状の部品板材ωを溶接するものである。この溶接の加工装置５２に対して、各曲げ加工の加工装置５１A ，５１B と、上記の搬出場所Ｑ３から部品板材ωを搬送する搬送経路５６〜５８が設けられている。これらの搬送経路５６〜５８も、台車で搬送するものや、コンベアライン等であっても良い。
【００１２】
図３，図４は、板材加工機１、搬送装置２、および板材貯蔵装置５の組み合わせ設備の具体例を示す平面図および正面図である。
板材加工機１は、上記のようにパンチプレスからなり、素材板材Ｗの縁部をワークホルダ５９で把持してテーブル１ａ上を直交する２軸方向（Ｘ軸方向，Ｙ軸方向）に移動させる板材送り機構６０と、加工位置Ｐでパンチ加工を行う機構（図示せず）とを備えている。
板材貯蔵装置５は、部品集積領域２３と、素材積載領域２４と、残材集積領域２５とを一列に並べて設けたものである。各領域２３〜２５は、これらの領域の並び方向に移動可能なパレットを所定の位置に停止させた状態の各パレット上面で構成される。部品集積領域２３は、上記搬出場所Ｑ３に搬出しない部品板材ωを積載する場所である。板材加工機１と板材貯蔵装置５の間には、補助テーブル３３が設置されている。
【００１３】
搬送装置２は、板材を把持して直交する２軸方向に搬送可能なものとされている。搬送装置２は、板材加工機１と板材貯蔵装置５の並び方向（Ｘ軸方向）に延びる架設レール状に設けられてその直交方向（Ｙ軸方向）に移動可能なレール状可動台２６と、このレール状可動台２６にその長手方向（Ｘ軸方向）に走行可能に設置された走行体２７と、この走行体２７に昇降可能に設置された板材把持手段２８とで構成される。したがって板材把持手段２８は直交する３軸方向に移動可能となる。レール状可動台２６の移動、走行体２７の走行、および板材把持手段２８の昇降は、各軸のサーボモータ２９，３０，３１（図３）の駆動により行われる。レール状可動台２６は、板材貯蔵装置５の両側に沿って設けられたレール３２上に設置され、板材貯蔵装置５の上方を移動可能であり、板材貯蔵装置５の両側へ、板材加工機１の上方、および前記搬出場所Ｑ１〜Ｑ３の上方まで片持ち状に延びている。
【００１４】
板材把持手段２８は、把持手段フレーム３６に複数の吸着パッド３５を取付けたものであり、必要に応じて残材把持用のグリッパ（図示せず）が設けられる。把持手段フレーム３６は、中央の主フレーム３６ａと、この主フレーム３６ａの両側に設けられた一対の可動フレーム３６ｂとを有し、主フレーム３６ａに対して可動フレーム３６ｂが遠近移動することにより、複数の吸着パッド３０の配置範囲が走行体２７の走行方向に可変とされている。これら可動フレーム３６ｂと、この可動フレーム３６ｂを移動させるシリンダ装置等の駆動手段（図示せず）とで、パッド範囲可変手段３７が構成される。板材把持手段２８は、図３に実線で示す状態が最大の広がり状態であり、鎖線で示す状態が最小の狭まり状態である。各吸着パッド３５は真空吸着するものである。
【００１５】
図１と共に制御系を説明する。制御装置３は、コンピュータ装置で構成され、板材加工機１および搬送装置２を各々数値制御する板材加工機制御手段２０および搬送装置制御手段２１と、両制御手段２０，２１を同期させて所定の制御を行う同期制御手段２２とを備える。板材加工機制御手段２０および搬送装置制御手段２１は、それぞれ加工プログラム１３および搬送プログラム１４を実行するものである。
【００１６】
自動プログラミング手段４は、内部に設定された情報や情報設定手段６に設定された情報に基づいて加工プログラム１３および搬送プログラム１４を自動生成する手段であり、ＣＲＴ等の表示手段、およびキーボード，ポインティングディバイス等の入力手段（図示せず）を備えたコンピュータ装置で構成される。自動プログラミング手段４はＣＡＤ／ＣＡＭ装置の一部で構成されている。自動プログラミング手段４を構成するコンピュータ装置は、制御装置３を構成するコンピュータ装置と同じものであっても、別に設けられたものであっても良い。
【００１７】
情報設定手段６は、自動プログラミングのための各種情報を記憶した手段であり、自動プログラミング装置１の一部として設けられたものであっても、これとは別に設けられたもの、例えば生産管理用のコンピュータなどの上位制御手段に設けられたものであっても良い。また、情報設定手段６は、単独の記憶手段に限らず、例えばネットワーク上の複数の記憶手段で構成されたものであっても良い。さらに情報設定手段６は、一部が自動プログラミング装置１に設けられ、他の部分が上位制御手段など、自動プログラミング装置１とは別の記憶手段に設けられたものであっても良い。情報設定手段６には、部品板材情報４４、素材板材情報４５、および部品板材供給順情報４６が設けられ、この他に必要に応じて、製品情報４３、搬出場所情報４７、加工機仕様情報４８、および搬送装置仕様情報４９等が設定される。部品板材情報４４は、部品板材ωの形状の情報や、枚数の情報等である。素材板材情報４５は、素材板材Ｗの形状の情報等である。部品板材供給順情報４６は、所定の工程の加工装置に対して各部品板材ωをどの順で供給するかの情報であり、後に詳しく説明する。製品情報４３は、製品の個数の情報等である。搬出場所情報４７は、搬送装置２で部品板材ωを搬出する場所の情報であり、例えば図２の搬出場所Ｑ１〜Ｑ３の位置情報等からなる。加工機仕様情報４８は、板材加工機１の寸法や、板材送り可能ストローク等の仕様の情報である。搬送装置仕様情報４９は、搬送装置２の仕様の情報である。
情報設定手段６には、自動プログラミング装置４で用いるネスティグ規則を記憶させておいても良く、その場合に、情報設定手段６を含む上位制御手段からネスティグ規則を自動プログラミング装置４に与えるようにしても良い。
【００１８】
自動プログラミング装置４は、加工プログラム作成部１８と、搬送プログラム作成部１９とを備えている。
搬送プログラム作成部１９は、加工プログラム作成部１８で作成された加工プログラム１３に応じて、その制御による板材加工機１の動作に合うように、搬送装置２に素材板材Ｗの供給と部品板材ωの搬出とを行わせる搬送プログラム１４を作成する手段である。
【００１９】
加工プログラム作成部１８は、ネスティング手段３８およびＮＣデータ化手段３９を有する。ネスティング手段３８は、素材板材Ｗに対して各部品板材ωをネスティングする手段であり、部品板材ωの形状情報と、設定されたネスティング規則等に従ってネスティングを行う。ＮＣデータ化手段３９は、そのネスティング結果に対して、例えばパンチプレスにおける工具の割り付けや、加工条件の設定等を所定の規則に従って行い、実行可能な加工プログラム１３に仕上げる手段である。
【００２０】
図５に示すように、ネスティング手段３８は、ネスティング処理部４０と、ネスティング規則設定部４１と、ネスティング条件設定部４２とを有する。ネスティング規則設定部４１には、ネスティングを行うための固定的または半固定的な規則が設定される。ネスティング条件設定部４２には、ネスティング毎に異なる条件、例えばどれだけの製品個数分のネスティングを纏めて行うか等の条件を設定した手段である。ネスティング処理部４０は、これらネスティング規則設定部４１およびネスティング条件設定部４２に設定された規則，条件に従い、情報設定手段６（図１）から与えられる各種の情報に基づいてネスティング処理を行う手段である。
ネスティング規則設定部４１に設定するネスティング条件設定部４２に設定するネスティング条件は、上位制御手段（図示せず）から、例えばネスティングの都度、与えるようにしても良い。また、ネスティング規則設定部４１に設定するネスティングも、上位制御手段から与えるようにしても良い。
【００２１】
ネスティング規則設定部４１に設定されるネスティング規則は、例えば図６に概略を示すように、次の規則▲１▼〜▲４▼とされる。
▲１▼．部品板材供給順情報４６（図１）における板材供給順に応じた部品板材の切り出し順序が採用できる部品板材の配置の決定。すなわち、次工程、次次工程を考慮した配置と切り出し順の設定。
▲２▼．素材板材の長さが所定長さを超える場合に、所定の素材長さ単位に区切った区画毎に順に部品板材の切り出しが行える部品板材の配置の決定。すなわち、レポジション動作（後述）を減らすために、ストローク単位とした切り出し順の決定。
▲３▼．加工途中の素材板材の剛性を考慮した部品板材の配置と切り出し順序が採用できる部品板材の配置の決定。
▲４▼．歩留りができるだけ高くなる部品板材の配置の決定。
これらのネスティング規則▲１▼〜▲４▼は、符号▲１▼〜▲４▼で示す順位（ただし▲２▼と▲３▼は同順位）で優先してネスティングを行うものとされる。
【００２２】
部品板材供給順情報４６は、図９に例示するように、供給順に対応させて各部品板材ωの識別符号Ａ〜Ｇを設定した情報とされる。この供給順は、希望の工程の加工装置への供給順であり、この例では、次次工程である溶接工程の加工装置５２への供給順としている。図９の識別符号Ａ〜Ｇは、図７，図８に示す板金製品およびネスティング例の部品板材ωと対応させてある。
【００２３】
次に、図７に示す板金組立製品例と共に、この板材加工仕分け搬出システムの作用を説明する。図７に示すように、識別符号Ａ〜Ｇで示す部品板材ωからなる板金組立製品を製造する場合を考える。図７は、溶接時の組立形態を示す分解斜視図である。これらの部品板材ω（Ａ〜Ｇ）は、溶接工程において、図９に示す供給順１〜７で供給することが好ましいとする。この場合、同図に示すように、部品板材供給順情報４６として、各部品板材ωの供給順と識別符号Ａ〜Ｇとを対応して示す情報を作成し、図１の情報設定手段６に設定する。部品板材供給順情報４６の作成は、適宜のコンピュータシステムで行うようにしても、また人手で作成しても良い。
【００２４】
自動プログラミング手段４の加工プログラム作成部１８におけるネスティング手段３８は、この部品板材供給順情報４６を用いてネスティングを行う。図８はネスティング結果を示す。このネスティング結果によると、同図に示すように、２枚の素材板材Ｗに、各部品板材ω（Ａ〜Ｇ）が配置されている。部品板材供給順情報４６に従うネスティングでは、素材板材Ｗにおいて、板材加工機１で切り出し易い順に各部品板材ωの配置を行う。図２の板材加工機１と搬出装置２の組み合わせでは、左右方向（Ｘ軸方向）では、搬出装置２側（図の右側）の方が切り出し易く、また前後方向（Ｙ軸方向）では、前方（ワークホルダ５９から遠い方）が切り出し易い。そのため、図８におけるネスティング結果では、供給順が先の部品板材ωを１枚目の素材板材Ｗに、供給順が後になるに従い、２枚目以降の素材板材Ｗに部品板材ωが配置されると共に、同じ素材板材Ｗにおいては、第１に右側から左側へ順に、第２に前側から後ろ側へ順に部品板材ωが配置されることになる。
【００２５】
ネスティング手段３８によるネスティングは、詳しくは上記のネスティング規則▲１▼〜▲４▼に従ってネスティングを行う。
ネスティング規則▲１▼は、上記のように、部品板材供給順情報４６における板材供給順に応じた板材配置である。
【００２６】
ネスティング規則▲２▼の区画毎に切り出しが行える配置は、次のためである。図１０（Ａ）に示すように、素材板材Ｗの長さＬが、板材送り機構６０のストロークＳに比べて長い場合、ワークホルダ５９で素材板材Ｗを把持したままでは、同図に鎖線で示すように、素材板材Ｗを右端まで移動させても、パンチ加工位置Ｐで加工できない範囲Ｌ３が左側に生じる。このため、図１０（Ｂ）に示すように、ワークホルダ５９による素材板材Ｗの掴み替え、つまりレポジションを行う。このレポジションは、把持位置の精度を確保するため、押さえパッド６１で素材板材Ｗをテーブル上に押し付けておいて、ワークホルダ５９を開き、板材送り機構６０を左右移動させて、再度ワークホルダ５９で素材板材Ｗを把持することにより行う。このような動作が必要なため、レポジションの回数が多くなると、加工の効率が低下する。
そこで、ネスティング規則▲２▼では、図１１に示すように、素材板材Ｗを、レポジションの不要な長さ範囲Ｌ１，Ｌ２に区画し、一つの区画に部品板材ωを配置して他の部品板材ωが配置できなくなった後に、次の区画に部品板材ωを配置することにする。これにより、レポジション回数の少ない、効率の良い加工が行える。
【００２７】
ネスティング規則▲３▼は、次の規則ように処理する規則である。すなわち、素材板材Ｗから複数の部品板材ωを順次切り出す加工途中では、一部の部品板材ωが切り出された欠け状態の素材板材形状となるため、素材板材Ｗの一部に剛性不足で無理な荷重が作用することがある。特に、隣合う部品板材ω間の残材部分が細い場合に、無理な荷重が作用し、歪みが生じることがある。ネスティング規則▲３▼は、このような剛性不足の生じない各部品板材ωの配置とすることである。
【００２８】
ネスティング規則▲４▼は、最も一般的な規則であり、素材板材Ｗの残材となる部分ができるだけ少なくなるように、各部品板材ωを配置する規則である。
【００２９】
このネスティング手段３８では、ネスティングを行うときに、第１のネスティング規則▲１▼が満たされる範囲で、第２および第３のネスティング規則▲２▼，▲３▼が満たされるようにし、これら第１〜第３のネスティング規則▲１▼〜▲３▼が満たされる範囲で、第１のネスティング規則▲４▼が満たされるように、ネスティングを行う。
【００３０】
このネスティング結果を用い、図１のＮＣデータ化手段３９により、実行可能な加工プログラム１３を作成する。搬送プログラム作成部１９は、このように作成される加工プログラム１３に応じて搬送プログラム１４を作成する。すなわち搬送装置２が板材加工機１上の切り出された部品板材ωを、板材加工機１の動作に同期して所定の搬出場所Ｑ１〜Ｑ３に搬出するように制御する搬送プログラム１４を作成する。
【００３１】
制御装置３は、このように作成された加工プログラム１３および搬送プログラム１４により、板材加工機１および搬送装置２を制御する。そのため、各部品板材ωを相互に溶接する溶接工程の加工装置５２に対して、必要な順に各部品板材ωが順次供給されることになり、待ち時間が最短となる。
例えば、板金組立製品の１つずつの多品種少量生産においても、素材板材Ｗの切り出しから溶接までを、途中で部品板材ωの到着の待ち合わせ時間を設けることなく、溶接に順次必要な部品板材ωを必要順に供給して溶接組立することができる。
【００３２】
この板材加工仕分け搬出システムによると、このように、次次工程を考慮したネスティングを行うため、多品種少量生産の場合も、溶接工程で待ち時間が生じることが緩和され、加工ライン全体の生産効率が向上する。
【００３３】
【発明の効果】
この発明の板材加工仕分け搬出システムは、素材板材から部品板材を切り取る板材加工機と、この板材加工機から部品板材を搬出する搬送装置と、これら板材加工機および搬送装置をプログラム制御する制御装置と、自動プログラミング手段とを備え、この自動プログラミング手段は、前記搬送装置で搬出された部品板材を加工する工程である次工程、および次工程以降の加工工程の少なくとも一つの加工工程への部品板材供給順情報と、前記部品板材の形状情報とを用いて、素材板材に対する部品板材のネスティングを行い、そのネスティング結果により、前記制御装置に実行させるプログラムとして、前記板材加工機を制御する加工プログラム、および前記搬送装置を制御する搬送プログラムを生成するものとし、前記自動プログラミング手段は、次の(1)〜(4)のネスティング規則、すなわち、
(1)．部品板材供給順情報における板材供給順に応じた部品板材の切り出し順序が採用できる部品板材の配置の決定、
(2)．素材板材の長さが所定長さを超える場合に、所定の素材長さ単位に区切った区画毎に順に部品板材の切り出しが行える部品板材の配置の決定、
(3)．加工途中の素材板材の剛性を考慮した部品板材の配置と切り出し順序が採用できる部品板材の配置の決定、
(4)．歩留りができるだけ高くなる部品板材の配置の決定、
を用いてネスティングを行うものとし、これらのネスティング規則(1)〜(4)は、符号(1)〜(4)で示す順位（ただし(2)と(3)は同順位）で優先してネスティングを行うものとしたため、多品種少量生産の場合にも、板材加工機およびその搬出装置を効率良く動作させ、板材製品の生産過程の全体の効率化を図ることができる。前記次工程が曲げ加工工程であり、次工程のさらに次の工程は溶接工程である場合に、このような生産過程全体の効率化の効果が高い。
前記自動プログラミング手段が、歩留りを向上させるネスティング規則に優先して、各種ネスティング規則を所定の順で優先して用いる場合は、より一層の生産性の向上と、加工精度の向上が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかる板材加工仕分け搬出システムの概念構成を示すブロック図である。
【図２】その加工ラインのレイアウト例を示す説明図である。
【図３】その板材加工機と搬送装置とを示す平面図である。
【図４】同板材加工機と搬送装置とを示す正面図である。
【図５】ネスティング手段の概念構成のブロック図である。
【図６】ネスティング規則の一例の説明図である。
【図７】この板材加工仕分け搬出システムを用いて加工する板金組立製品例の分解斜視図である。
【図８】同板金組立製品例に対応するネスティング例の説明図である。
【図９】板材部品供給順情報の一例の説明図である。
【図１０】レポジション動作の説明図である。
【図１１】素材長さ区画単位の説明図である。
【符号の説明】
１…板材加工機
２…搬送装置
３…制御装置
４…自動プログラミング手段
６…情報設定手段
１３…加工プログラム
１４…搬送プログラム
１８…加工プログラム作成部
３８…ネスティング手段
３９…ＮＣデータ化手段
４０…ネスティング処理部
４１…ネスティング規則設定部
４４…部品板材情報
４５…素材板材情報
４６…部品板材供給順情報
５１…次工程の加工装置
５２…次次工程の加工装置
Ａ〜Ｇ…部品板材の識別符号
Ｑ１〜Ｑ３…搬出場所
Ｒ…板金加工ライン
ω…部品板材
Ｗ…素材板材
【発明の属する技術分野】
この発明は、パンチプレスやレーザ加工機等の板材加工機で素材板材から部品板材を切り取り加工し、その部品板材を折り曲げて溶接組立を行う加工ライン等に応用される板材加工仕分け搬出システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
板金加工により箱物組立製品を生産する場合、大板の素材板材から、各部品板材の孔明けおよび切り取りを、パンチプレスまたはレーザ加工機等の板材加工機で行う。この切り取った部品板材は、プレスブレーキ等の曲げ加工機で曲げ加工し、その後に溶接組立する。
このような生産ラインにおいて、板材加工機で切り取り加工した部品板材の搬出を、直交する２軸方向に移動可能な搬送装置で行い、所定の集積領域に、積載することが行われている。この集積の形態として、素材板材に対する部品板材のネスティング通りの配置となる姿置きや、同一の部品板材別の積載の他に、オーダ別積載や、納期別積載、さらに曲げ工程や塗装工程等の次工程別に纏める次工程別積載がある。本出願人は、このような積載を可能とする自動運転化を図ったシステムを提案した（特開２０００−１５８３０１）。このような各種の積載形態を必要に応じて採用することにより、生産性の向上を図ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の積載形態は、ある程度の個数のロット生産を主とするものであり、多品種少量生産の場合に、効率的な生産が行えない場合がある。
すなわち、集積領域のパレットや台車上に多数枚の部品板材を積載し、まとめて搬出するため、製品の品種の切換時等に、次工程以降で部品板材の待ち時間が生じる場合がある。例えば、溶接工程等で一部の部品が足らず、その不足部品が供給されるまで、溶接工程を停止したり、仕掛かり品を別の場所に一次的に保管し、不足部品が供給されてから溶接組立を再開するなどの必要がある。このように、待ち時間や余分な取扱が必要となるため、生産性が悪くなる。このような待ち時間等は、部品板材の切り取り加工後に、次工程の曲げ工程別に部品板材が纏めて積載されていても、さらに次の溶接工程で生じることがある。
【０００４】
この発明の目的は、多品種少量生産の場合にも、板材加工機およびその搬出装置を効率良く動作させ、板材製品の生産過程の全体の効率化を図ることのできる板材加工仕分け搬出システムを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の構成を実施形態に対応する図１と共に説明する。この板材加工仕分け搬出システムは、素材板材から部品板材を切り取る板材加工機（１）と、この板材加工機（１）から部品板材を搬出する搬送装置（２）と、これら板材加工機（１）および搬送装置（２）をプログラム制御する制御装置（３）と、自動プログラミング手段（４）とを備える。
自動プログラミング手段（４）は、前記搬送装置（２）で搬出された部品板材を加工する工程である次工程、および次工程以降の加工工程の少なくとも一つの加工工程への部品板材供給順情報（４６）と、前記部品板材の形状情報とを用いて、素材板材に対する部品板材のネスティングを行い、そのネスティング結果により、前記制御装置（３）に実行させるプログラムとして、前記板材加工機（１）を制御する加工プログラム（１３）、および前記搬送装置（２）を制御する搬送プログラム（１４）を生成するものとする。
この構成によると、自動プログラミング手段（４）は、次工程および次工程以降の加工工程の少なくとも一つの加工工程への部品板材供給順情報（４６）を用いて、部品板材のネスティングを行う。そのため、希望の加工工程で適切な順に部品板材が供給されるようにネスティングが行える。すなわち、板材加工機（１）において、素材板材から複数の部品板材を順に切り取る場合、一般に、板材加工機（１）上で素材板材を移動させる都合や、その搬出を行う搬送装置（２）の構造上、素材板材のどの部分から順に切り取ることが必要であるかの制限が生じる。このような制限に対して、要望される部品板材供給順に切り取りが行えるように、ネスティングを行うことができる。そのため、多品種少量生産の場合にも、板材加工機（１）およびその搬送装置（２）を効率良く動作させ、次工程以降の工程等において、部品板材の供給を待つ余分な待ち時間が生じることが緩和され、板材製品の生産過程の全体の効率化を図ることができる。
自動プログラミング手段（４）によりネスティングを行うときの条件や規則は、自動プログラミング手段（４）に対する上位制御手段から受け取る受取情報に含まれるようにしても良い。例えば、ネスティング規則は、自動プログラミング手段（４）に設定しておき、ネスティング条件は、上位制御手段から受け取るようにしても良く、またネスティング規則およびネスティング条件を、共に上位制御手段から受け取る受取情報に含まれるようにしても良い。具体的には、自動プログラミング手段（４）に対する上位制御手段に、自動プログラミングに必要な各種の情報を設定した情報設定手段（６）を設けておき、この情報設定手段（６）の設定情報として、ネスティングを行うときの条件や規則を設定しておく。
【０００６】
前記次工程は、例えば曲げ加工工程であり、また次工程のさらに次の工程は、例えば溶接工程である。溶接工程は、複数の部品板材を用いるため、一般的に、部品板材の供給順によって、待ち時間が生じ易い。そのため、溶接工程で望ましい部品板材供給順の情報（４６）を自動プログラミング手段（４）に与え、ネスティングを行うことにより、多品種少量生産の場合も、溶接工程で待ち時間が生じることが緩和され、加工ライン全体の生産効率が向上する。
【０００７】
前記自動プログラミング手段（４）は、次の(1)〜(4)のネスティング規則、すなわち、
(1)．部品板材供給順情報（４６）における板材供給順に応じた部品板材の切り出し順序が採用できる部品板材の配置の決定、
(2)．素材板材の長さが所定長さを超える場合に、所定の素材長さ単位に区切った区画毎に順に部品板材の切り出しが行える部品板材の配置の決定、
(3)．加工途中の素材板材の剛性を考慮した部品板材の配置と切り出し順序が採用できる部品板材の配置の決定、
(4)．歩留りができるだけ高くなる部品板材の配置の決定、
を用いてネスティングを行うものとする。これらのネスティング規則(1)〜(4)は、符号(1)〜(4)で示す順位（ただし(2)と(3)は同順位）で優先してネスティングを行うものとすることが好ましい。なお、上記のネスティング規則(2)は、必ずしも用いなくても良い。 上記(2)のネスティング規則を用いると、板材加工機（１）で一枚の素材板材の加工途中で素材板材の持ち替えを行う回数が少なくでき、サイクルタイムの短縮が図れる。上記(3)のネスティング規則を用いると、素材板材が加工途中で剛性不足によって歪みを生じることが防止でき、精度の良い加工が行える。このように、歩留りに優先して、次工程や、次次工程を考慮した部品板材の配置、素材長さ単位を考慮した配置、素材板材の剛性を考慮した配置を行うことにより、多品種少量生産においても、ライン全体として生産性の優れた加工が行える。
部品板材供給順情報（４６）は、自動プログラミング手段（４）の上位制御手段からの受取情報に含まれるようにしても良い。ネスティング規則(1)〜(4)も、上位制御手段からの受取情報に含まれるようにしても良い。例えば、自動プログラミング手段（４）に対する上位制御手段に、自動プログラミングに必要な各種の情報を設定した情報設定手段（６）を設けておき、この情報設定手段（６）の設定情報として、部品板材供給順情報（４６）を設定しておいても良く、さらにネスティング規則も、情報設定手段（６）に設定しておいても良い。このように情報設定手段（６）に設定される情報は、生産管理情報等に基づいて、随時更新可能とされる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を図面と共に説明する。この板材加工仕分け搬出システムは、板金加工ラインＲにおける板材加工機１および搬送装置２と、これら板材加工機１および搬送装置２をプログラム制御する制御装置３と、自動プログラミング手段４とを備えたものである。板金加工ラインＲは、板材加工機１の次工程の加工装置５１と、次次工程の加工装置５２とを備える。
【０００９】
図２は加工ラインＲの概念構成のレイアウト図である。この加工ラインＲは、素材板材Ｗから部品板材ωを切り取り、その各部品板材ωを折り曲げて溶接組立するラインである。板材加工機１は、素材板材Ｗから部品板材ωを切り取る加工を行う装置であり、部品板材ωの内部の加工、例えば孔明け加工やタップ加工を行う機能を備えたものであっても良い。板材加工機１は、パンチプレスまたはレーザ加工機等からなる。図示の例では、板材加工機１はタレット式のパンチプレスを示している。
搬送装置２は、板材加工機１で切り取られた部品板材ωを機外へ搬出する装置である。搬送装置２は、常に同じ搬出場所に搬出するものであっても良いが、この例では、複数の所定の搬出場所Ｑ１〜Ｑ３に仕分けて搬出可能なものとされている。搬送装置２は、素材板材Ｗを板材加工機１へ搬入する手段を兼ねるものとされ、板材加工機１と、その隣に設置された板材貯蔵装置５と、さらにその隣に配置された前記搬出場所Ｑ１〜Ｑ３に渡って搬送可能なものとしてある。加工ラインＲに対して、素材板材Ｗや部品板材ωの格納を行う自動倉庫５３が設置されている。
【００１０】
次工程の加工装置５１は、曲げ加工を行う装置であり、プレスブレーキ等の曲げ加工機からなる。次工程の加工装置５１として、複数台の加工装置５１A ，５１B が設けられている。これら複数台の加工装置５１A ，５１B は、設備効率よく加工が行えように大小のものが設置され、片方の加工装置５１A は相対的に大きな部品板材ωを曲げ加工する大型の装置とされ、もう片方の加工装置５１B は小さな部品板材ωを曲げ加工する小型の装置とされている。
これら次工程の加工装置５１A ，５１B に対して、前記各搬出場所Ｑ１，Ｑ２から部品板材ωを搬送する搬送経路５４，５５が設けられている。これらの搬送経路５４，５５は、台車により搬送を行うものであっても、コンベアラインであっても良い。
【００１１】
次次工程の加工装置５２は、複数の部品板材ωを相互に溶接する溶接機であり、加工装置５１で曲げ加工された部品板材ωや、板材加工機１で切り取り加工された状態の平板状の部品板材ωを溶接するものである。この溶接の加工装置５２に対して、各曲げ加工の加工装置５１A ，５１B と、上記の搬出場所Ｑ３から部品板材ωを搬送する搬送経路５６〜５８が設けられている。これらの搬送経路５６〜５８も、台車で搬送するものや、コンベアライン等であっても良い。
【００１２】
図３，図４は、板材加工機１、搬送装置２、および板材貯蔵装置５の組み合わせ設備の具体例を示す平面図および正面図である。
板材加工機１は、上記のようにパンチプレスからなり、素材板材Ｗの縁部をワークホルダ５９で把持してテーブル１ａ上を直交する２軸方向（Ｘ軸方向，Ｙ軸方向）に移動させる板材送り機構６０と、加工位置Ｐでパンチ加工を行う機構（図示せず）とを備えている。
板材貯蔵装置５は、部品集積領域２３と、素材積載領域２４と、残材集積領域２５とを一列に並べて設けたものである。各領域２３〜２５は、これらの領域の並び方向に移動可能なパレットを所定の位置に停止させた状態の各パレット上面で構成される。部品集積領域２３は、上記搬出場所Ｑ３に搬出しない部品板材ωを積載する場所である。板材加工機１と板材貯蔵装置５の間には、補助テーブル３３が設置されている。
【００１３】
搬送装置２は、板材を把持して直交する２軸方向に搬送可能なものとされている。搬送装置２は、板材加工機１と板材貯蔵装置５の並び方向（Ｘ軸方向）に延びる架設レール状に設けられてその直交方向（Ｙ軸方向）に移動可能なレール状可動台２６と、このレール状可動台２６にその長手方向（Ｘ軸方向）に走行可能に設置された走行体２７と、この走行体２７に昇降可能に設置された板材把持手段２８とで構成される。したがって板材把持手段２８は直交する３軸方向に移動可能となる。レール状可動台２６の移動、走行体２７の走行、および板材把持手段２８の昇降は、各軸のサーボモータ２９，３０，３１（図３）の駆動により行われる。レール状可動台２６は、板材貯蔵装置５の両側に沿って設けられたレール３２上に設置され、板材貯蔵装置５の上方を移動可能であり、板材貯蔵装置５の両側へ、板材加工機１の上方、および前記搬出場所Ｑ１〜Ｑ３の上方まで片持ち状に延びている。
【００１４】
板材把持手段２８は、把持手段フレーム３６に複数の吸着パッド３５を取付けたものであり、必要に応じて残材把持用のグリッパ（図示せず）が設けられる。把持手段フレーム３６は、中央の主フレーム３６ａと、この主フレーム３６ａの両側に設けられた一対の可動フレーム３６ｂとを有し、主フレーム３６ａに対して可動フレーム３６ｂが遠近移動することにより、複数の吸着パッド３０の配置範囲が走行体２７の走行方向に可変とされている。これら可動フレーム３６ｂと、この可動フレーム３６ｂを移動させるシリンダ装置等の駆動手段（図示せず）とで、パッド範囲可変手段３７が構成される。板材把持手段２８は、図３に実線で示す状態が最大の広がり状態であり、鎖線で示す状態が最小の狭まり状態である。各吸着パッド３５は真空吸着するものである。
【００１５】
図１と共に制御系を説明する。制御装置３は、コンピュータ装置で構成され、板材加工機１および搬送装置２を各々数値制御する板材加工機制御手段２０および搬送装置制御手段２１と、両制御手段２０，２１を同期させて所定の制御を行う同期制御手段２２とを備える。板材加工機制御手段２０および搬送装置制御手段２１は、それぞれ加工プログラム１３および搬送プログラム１４を実行するものである。
【００１６】
自動プログラミング手段４は、内部に設定された情報や情報設定手段６に設定された情報に基づいて加工プログラム１３および搬送プログラム１４を自動生成する手段であり、ＣＲＴ等の表示手段、およびキーボード，ポインティングディバイス等の入力手段（図示せず）を備えたコンピュータ装置で構成される。自動プログラミング手段４はＣＡＤ／ＣＡＭ装置の一部で構成されている。自動プログラミング手段４を構成するコンピュータ装置は、制御装置３を構成するコンピュータ装置と同じものであっても、別に設けられたものであっても良い。
【００１７】
情報設定手段６は、自動プログラミングのための各種情報を記憶した手段であり、自動プログラミング装置１の一部として設けられたものであっても、これとは別に設けられたもの、例えば生産管理用のコンピュータなどの上位制御手段に設けられたものであっても良い。また、情報設定手段６は、単独の記憶手段に限らず、例えばネットワーク上の複数の記憶手段で構成されたものであっても良い。さらに情報設定手段６は、一部が自動プログラミング装置１に設けられ、他の部分が上位制御手段など、自動プログラミング装置１とは別の記憶手段に設けられたものであっても良い。情報設定手段６には、部品板材情報４４、素材板材情報４５、および部品板材供給順情報４６が設けられ、この他に必要に応じて、製品情報４３、搬出場所情報４７、加工機仕様情報４８、および搬送装置仕様情報４９等が設定される。部品板材情報４４は、部品板材ωの形状の情報や、枚数の情報等である。素材板材情報４５は、素材板材Ｗの形状の情報等である。部品板材供給順情報４６は、所定の工程の加工装置に対して各部品板材ωをどの順で供給するかの情報であり、後に詳しく説明する。製品情報４３は、製品の個数の情報等である。搬出場所情報４７は、搬送装置２で部品板材ωを搬出する場所の情報であり、例えば図２の搬出場所Ｑ１〜Ｑ３の位置情報等からなる。加工機仕様情報４８は、板材加工機１の寸法や、板材送り可能ストローク等の仕様の情報である。搬送装置仕様情報４９は、搬送装置２の仕様の情報である。
情報設定手段６には、自動プログラミング装置４で用いるネスティグ規則を記憶させておいても良く、その場合に、情報設定手段６を含む上位制御手段からネスティグ規則を自動プログラミング装置４に与えるようにしても良い。
【００１８】
自動プログラミング装置４は、加工プログラム作成部１８と、搬送プログラム作成部１９とを備えている。
搬送プログラム作成部１９は、加工プログラム作成部１８で作成された加工プログラム１３に応じて、その制御による板材加工機１の動作に合うように、搬送装置２に素材板材Ｗの供給と部品板材ωの搬出とを行わせる搬送プログラム１４を作成する手段である。
【００１９】
加工プログラム作成部１８は、ネスティング手段３８およびＮＣデータ化手段３９を有する。ネスティング手段３８は、素材板材Ｗに対して各部品板材ωをネスティングする手段であり、部品板材ωの形状情報と、設定されたネスティング規則等に従ってネスティングを行う。ＮＣデータ化手段３９は、そのネスティング結果に対して、例えばパンチプレスにおける工具の割り付けや、加工条件の設定等を所定の規則に従って行い、実行可能な加工プログラム１３に仕上げる手段である。
【００２０】
図５に示すように、ネスティング手段３８は、ネスティング処理部４０と、ネスティング規則設定部４１と、ネスティング条件設定部４２とを有する。ネスティング規則設定部４１には、ネスティングを行うための固定的または半固定的な規則が設定される。ネスティング条件設定部４２には、ネスティング毎に異なる条件、例えばどれだけの製品個数分のネスティングを纏めて行うか等の条件を設定した手段である。ネスティング処理部４０は、これらネスティング規則設定部４１およびネスティング条件設定部４２に設定された規則，条件に従い、情報設定手段６（図１）から与えられる各種の情報に基づいてネスティング処理を行う手段である。
ネスティング規則設定部４１に設定するネスティング条件設定部４２に設定するネスティング条件は、上位制御手段（図示せず）から、例えばネスティングの都度、与えるようにしても良い。また、ネスティング規則設定部４１に設定するネスティングも、上位制御手段から与えるようにしても良い。
【００２１】
ネスティング規則設定部４１に設定されるネスティング規則は、例えば図６に概略を示すように、次の規則▲１▼〜▲４▼とされる。
▲１▼．部品板材供給順情報４６（図１）における板材供給順に応じた部品板材の切り出し順序が採用できる部品板材の配置の決定。すなわち、次工程、次次工程を考慮した配置と切り出し順の設定。
▲２▼．素材板材の長さが所定長さを超える場合に、所定の素材長さ単位に区切った区画毎に順に部品板材の切り出しが行える部品板材の配置の決定。すなわち、レポジション動作（後述）を減らすために、ストローク単位とした切り出し順の決定。
▲３▼．加工途中の素材板材の剛性を考慮した部品板材の配置と切り出し順序が採用できる部品板材の配置の決定。
▲４▼．歩留りができるだけ高くなる部品板材の配置の決定。
これらのネスティング規則▲１▼〜▲４▼は、符号▲１▼〜▲４▼で示す順位（ただし▲２▼と▲３▼は同順位）で優先してネスティングを行うものとされる。
【００２２】
部品板材供給順情報４６は、図９に例示するように、供給順に対応させて各部品板材ωの識別符号Ａ〜Ｇを設定した情報とされる。この供給順は、希望の工程の加工装置への供給順であり、この例では、次次工程である溶接工程の加工装置５２への供給順としている。図９の識別符号Ａ〜Ｇは、図７，図８に示す板金製品およびネスティング例の部品板材ωと対応させてある。
【００２３】
次に、図７に示す板金組立製品例と共に、この板材加工仕分け搬出システムの作用を説明する。図７に示すように、識別符号Ａ〜Ｇで示す部品板材ωからなる板金組立製品を製造する場合を考える。図７は、溶接時の組立形態を示す分解斜視図である。これらの部品板材ω（Ａ〜Ｇ）は、溶接工程において、図９に示す供給順１〜７で供給することが好ましいとする。この場合、同図に示すように、部品板材供給順情報４６として、各部品板材ωの供給順と識別符号Ａ〜Ｇとを対応して示す情報を作成し、図１の情報設定手段６に設定する。部品板材供給順情報４６の作成は、適宜のコンピュータシステムで行うようにしても、また人手で作成しても良い。
【００２４】
自動プログラミング手段４の加工プログラム作成部１８におけるネスティング手段３８は、この部品板材供給順情報４６を用いてネスティングを行う。図８はネスティング結果を示す。このネスティング結果によると、同図に示すように、２枚の素材板材Ｗに、各部品板材ω（Ａ〜Ｇ）が配置されている。部品板材供給順情報４６に従うネスティングでは、素材板材Ｗにおいて、板材加工機１で切り出し易い順に各部品板材ωの配置を行う。図２の板材加工機１と搬出装置２の組み合わせでは、左右方向（Ｘ軸方向）では、搬出装置２側（図の右側）の方が切り出し易く、また前後方向（Ｙ軸方向）では、前方（ワークホルダ５９から遠い方）が切り出し易い。そのため、図８におけるネスティング結果では、供給順が先の部品板材ωを１枚目の素材板材Ｗに、供給順が後になるに従い、２枚目以降の素材板材Ｗに部品板材ωが配置されると共に、同じ素材板材Ｗにおいては、第１に右側から左側へ順に、第２に前側から後ろ側へ順に部品板材ωが配置されることになる。
【００２５】
ネスティング手段３８によるネスティングは、詳しくは上記のネスティング規則▲１▼〜▲４▼に従ってネスティングを行う。
ネスティング規則▲１▼は、上記のように、部品板材供給順情報４６における板材供給順に応じた板材配置である。
【００２６】
ネスティング規則▲２▼の区画毎に切り出しが行える配置は、次のためである。図１０（Ａ）に示すように、素材板材Ｗの長さＬが、板材送り機構６０のストロークＳに比べて長い場合、ワークホルダ５９で素材板材Ｗを把持したままでは、同図に鎖線で示すように、素材板材Ｗを右端まで移動させても、パンチ加工位置Ｐで加工できない範囲Ｌ３が左側に生じる。このため、図１０（Ｂ）に示すように、ワークホルダ５９による素材板材Ｗの掴み替え、つまりレポジションを行う。このレポジションは、把持位置の精度を確保するため、押さえパッド６１で素材板材Ｗをテーブル上に押し付けておいて、ワークホルダ５９を開き、板材送り機構６０を左右移動させて、再度ワークホルダ５９で素材板材Ｗを把持することにより行う。このような動作が必要なため、レポジションの回数が多くなると、加工の効率が低下する。
そこで、ネスティング規則▲２▼では、図１１に示すように、素材板材Ｗを、レポジションの不要な長さ範囲Ｌ１，Ｌ２に区画し、一つの区画に部品板材ωを配置して他の部品板材ωが配置できなくなった後に、次の区画に部品板材ωを配置することにする。これにより、レポジション回数の少ない、効率の良い加工が行える。
【００２７】
ネスティング規則▲３▼は、次の規則ように処理する規則である。すなわち、素材板材Ｗから複数の部品板材ωを順次切り出す加工途中では、一部の部品板材ωが切り出された欠け状態の素材板材形状となるため、素材板材Ｗの一部に剛性不足で無理な荷重が作用することがある。特に、隣合う部品板材ω間の残材部分が細い場合に、無理な荷重が作用し、歪みが生じることがある。ネスティング規則▲３▼は、このような剛性不足の生じない各部品板材ωの配置とすることである。
【００２８】
ネスティング規則▲４▼は、最も一般的な規則であり、素材板材Ｗの残材となる部分ができるだけ少なくなるように、各部品板材ωを配置する規則である。
【００２９】
このネスティング手段３８では、ネスティングを行うときに、第１のネスティング規則▲１▼が満たされる範囲で、第２および第３のネスティング規則▲２▼，▲３▼が満たされるようにし、これら第１〜第３のネスティング規則▲１▼〜▲３▼が満たされる範囲で、第１のネスティング規則▲４▼が満たされるように、ネスティングを行う。
【００３０】
このネスティング結果を用い、図１のＮＣデータ化手段３９により、実行可能な加工プログラム１３を作成する。搬送プログラム作成部１９は、このように作成される加工プログラム１３に応じて搬送プログラム１４を作成する。すなわち搬送装置２が板材加工機１上の切り出された部品板材ωを、板材加工機１の動作に同期して所定の搬出場所Ｑ１〜Ｑ３に搬出するように制御する搬送プログラム１４を作成する。
【００３１】
制御装置３は、このように作成された加工プログラム１３および搬送プログラム１４により、板材加工機１および搬送装置２を制御する。そのため、各部品板材ωを相互に溶接する溶接工程の加工装置５２に対して、必要な順に各部品板材ωが順次供給されることになり、待ち時間が最短となる。
例えば、板金組立製品の１つずつの多品種少量生産においても、素材板材Ｗの切り出しから溶接までを、途中で部品板材ωの到着の待ち合わせ時間を設けることなく、溶接に順次必要な部品板材ωを必要順に供給して溶接組立することができる。
【００３２】
この板材加工仕分け搬出システムによると、このように、次次工程を考慮したネスティングを行うため、多品種少量生産の場合も、溶接工程で待ち時間が生じることが緩和され、加工ライン全体の生産効率が向上する。
【００３３】
【発明の効果】
この発明の板材加工仕分け搬出システムは、素材板材から部品板材を切り取る板材加工機と、この板材加工機から部品板材を搬出する搬送装置と、これら板材加工機および搬送装置をプログラム制御する制御装置と、自動プログラミング手段とを備え、この自動プログラミング手段は、前記搬送装置で搬出された部品板材を加工する工程である次工程、および次工程以降の加工工程の少なくとも一つの加工工程への部品板材供給順情報と、前記部品板材の形状情報とを用いて、素材板材に対する部品板材のネスティングを行い、そのネスティング結果により、前記制御装置に実行させるプログラムとして、前記板材加工機を制御する加工プログラム、および前記搬送装置を制御する搬送プログラムを生成するものとし、前記自動プログラミング手段は、次の(1)〜(4)のネスティング規則、すなわち、
(1)．部品板材供給順情報における板材供給順に応じた部品板材の切り出し順序が採用できる部品板材の配置の決定、
(2)．素材板材の長さが所定長さを超える場合に、所定の素材長さ単位に区切った区画毎に順に部品板材の切り出しが行える部品板材の配置の決定、
(3)．加工途中の素材板材の剛性を考慮した部品板材の配置と切り出し順序が採用できる部品板材の配置の決定、
(4)．歩留りができるだけ高くなる部品板材の配置の決定、
を用いてネスティングを行うものとし、これらのネスティング規則(1)〜(4)は、符号(1)〜(4)で示す順位（ただし(2)と(3)は同順位）で優先してネスティングを行うものとしたため、多品種少量生産の場合にも、板材加工機およびその搬出装置を効率良く動作させ、板材製品の生産過程の全体の効率化を図ることができる。前記次工程が曲げ加工工程であり、次工程のさらに次の工程は溶接工程である場合に、このような生産過程全体の効率化の効果が高い。
前記自動プログラミング手段が、歩留りを向上させるネスティング規則に優先して、各種ネスティング規則を所定の順で優先して用いる場合は、より一層の生産性の向上と、加工精度の向上が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかる板材加工仕分け搬出システムの概念構成を示すブロック図である。
【図２】その加工ラインのレイアウト例を示す説明図である。
【図３】その板材加工機と搬送装置とを示す平面図である。
【図４】同板材加工機と搬送装置とを示す正面図である。
【図５】ネスティング手段の概念構成のブロック図である。
【図６】ネスティング規則の一例の説明図である。
【図７】この板材加工仕分け搬出システムを用いて加工する板金組立製品例の分解斜視図である。
【図８】同板金組立製品例に対応するネスティング例の説明図である。
【図９】板材部品供給順情報の一例の説明図である。
【図１０】レポジション動作の説明図である。
【図１１】素材長さ区画単位の説明図である。
【符号の説明】
１…板材加工機
２…搬送装置
３…制御装置
４…自動プログラミング手段
６…情報設定手段
１３…加工プログラム
１４…搬送プログラム
１８…加工プログラム作成部
３８…ネスティング手段
３９…ＮＣデータ化手段
４０…ネスティング処理部
４１…ネスティング規則設定部
４４…部品板材情報
４５…素材板材情報
４６…部品板材供給順情報
５１…次工程の加工装置
５２…次次工程の加工装置
Ａ〜Ｇ…部品板材の識別符号
Ｑ１〜Ｑ３…搬出場所
Ｒ…板金加工ライン
ω…部品板材
Ｗ…素材板材
Claims (2)
- 素材板材から部品板材を切り取る板材加工機と、この板材加工機から部品板材を搬出する搬送装置と、これら板材加工機および搬送装置をプログラム制御する制御装置と、自動プログラミング手段とを備え、この自動プログラミング手段は、前記搬送装置で搬出された部品板材を加工する工程である次工程、および次工程以降の加工工程の少なくとも一つの加工工程への部品板材供給順情報と、前記部品板材の形状情報とを用いて、素材板材に対する部品板材のネスティングを行い、そのネスティング結果により、前記制御装置に実行させるプログラムとして、前記板材加工機を制御する加工プログラム、および前記搬送装置を制御する搬送プログラムを生成するものとし、
前記自動プログラミング手段は、次の(1)〜(4)のネスティング規則、すなわち、
(1)．部品板材供給順情報における板材供給順に応じた部品板材の切り出し順序が採用できる部品板材の配置の決定、
(2)．素材板材の長さが所定長さを超える場合に、所定の素材長さ単位に区切った区画毎に順に部品板材の切り出しが行える部品板材の配置の決定、
(3)．加工途中の素材板材の剛性を考慮した部品板材の配置と切り出し順序が採用できる部品板材の配置の決定、
(4)．歩留りができるだけ高くなる部品板材の配置の決定、
を用いてネスティングを行うものとし、これらのネスティング規則(1)〜(4)は、符号(1)〜(4)で示す順位（ただし(2)と(3)は同順位）で優先してネスティングを行うものとした板材加工仕分け搬出システム。 - 前記次工程は、曲げ加工工程であり、次工程のさらに次の工程は溶接工程である請求項１記載の板材加工仕分け搬出システム。
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