JP5795134B1 - 面材切断加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】面材の切断工程の作業環境を改善し、作業のスピードアップと歩留向上を図る。【解決手段】長方形の面材１４から長方形の複数の製品１６を切り出す。面材１４の第１端面２２と第２端面２４とに接触して、加工台２６上で、各端面の方向と面材１４の位置とを機械的に決定する位置決め装置２８と、面材１４を加工台２６上で固定するクランプ装置３０と、第１切断面３５に沿って切断刃３２を一方向に送り面材を２分割する第１切断装置３４と、第２切断面３７に沿って切断刃３２を一方向に送り面材を２分割する第２切断装置３６と、面材１４の加工台２６上の位置を求めて、位置決め装置２８を加工台２６上で移動させる制御を実行する切断位置制御装置４０と、所定の順番に、第１切断装置３４と第２切断装置３６とを駆動する切断順制御装置４２を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、面材を切断して建材等に使用される様々な形状の製品を切り出すための面材切断加工装置に関する。

例えば、建物の壁の内部に埋め込む断熱用のパネルは、建物内部の壁の形状に応じて様々なサイズのものが要求される。このため、これらを端材が最小限になるように歩留まりよく面材に割り付けし、自動的に切断する装置が開発されている（特許文献１）。

特許５１０７１２３号公報 特開２０１３−３６１７号公報

既知の従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
長方形の多種の製品を長方形の面材に歩留まりよく割り付けて、さらに、面材を毎回２分割（ギロチンカット）しながら製品を切り出す方法が知られている（特許文献２）。この方法によれば、面材の切断工程が簡素化され高速化されて、生産性が向上する。
しかしながら、鋸により面材を切断すると、多量の切りくずが発生し、集塵処理が必要となる。また、切り出した製品の寸法精度を高めるには、切りしろを考慮した割り付けが必要になる。さらに、切断工程での面材の位置合わせ作業も、生産性に大きく影響する。面材を何度も取り出したり回転させたりするのは効率がよくない。
本発明は以上の点に着目してなされたもので、面材の切断工程の作業環境を改善し、作業のスピードアップを図った面材切断加工装置を提供することを目的とする。

以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。

＜構成１＞
長方形の面材から長方形の複数の製品を切り出すために、前記製品をいずれもギロチンカット制約で割付けした割付データを作成する割付データ作成装置と、
前記長方形の面材の四方の端面のうち、切り出す前の複数の製品の一端面に該当する第１端面と、この第１端面に垂直な次に切り出す製品の一端面に該当する第２端面とに接触して、加工台上で、前記第１端面と第２端面の方向と面材の位置とを機械的に決定する位置決め装置と、
位置決めされた前記面材を前記加工台上で固定するクランプ装置と、
前記加工台上で固定された前記面材の第１端面に垂直な第１切断面に沿ってナイフ状の切断刃を一方向に送る運動により、面材を２分割する第１切断装置と、
前記加工台上で固定された前記面材の第１端面に平行な第２切断面に沿ってナイフ状の切断刃を一方向に送る運動により、面材を２分割する第２切断装置と、
次の切断工程の準備指示が入力されたとき、前記割付データを読み取って、前記第２端面から前記第１切断面までの距離を求め、第１切断面の長さに応じた面材の加工台上の位置を求めてから、前記位置決め装置を前記加工台上で該当する場所に移動させる制御と、前記第１端面から前記第２切断面までの距離を求め、第２切断面の長さに応じた面材の加工台上の位置を求めてから、前記位置決め装置を前記加工台上で該当する場所に移動させる制御とを実行する切断位置制御装置と、
次の切断工程開始指示が入力されたとき、前記第１切断面と第２切断面の位置関係から得られた順番に、前記第１切断装置と第２切断装置とを駆動する切断順制御装置を備えたことを特徴とする面材の切断加工装置。

＜構成２＞
前記切断順制御装置は、
前記割付データを読み取って、前記第１切断装置により前記面材を２分割してから、前記第１切断装置により２分割された前記面材のうち、次に切り出す製品を含む方の面材を、前記第２切断装置により２分割するか、
もしくは、前記第２切断装置により前記面材を２分割してから、前記第２切断装置により２分割された前記面材のうち、次に切り出す製品を含む方の面材を、前記第１切断装置により２分割するかを判断して、
前記位置決め装置と前記切断装置を制御することを特徴とする構成１に記載の面材の切断加工装置。

＜構成３＞
前記切断順制御装置は、
前記面材を２分割したときに、複数の製品の一端面をまとめて切断できるときは、前記面材の該当する切断面を先に切断するように前記位置決め装置と前記切断装置を制御することを特徴とする構成１に記載の面材の切断加工装置。

＜構成４＞
前記切断刃が、前記切断面に沿って走行するキャリアに固定されるものであるとき、前記切断刃は、前記第１切断面と第２切断面とが交わる場所に対して刃面を向けており、かつ、前記切断刃の切断に寄与している刃面は、前記第１切断面と第２切断面とが交わる場所を越えて進行するように前記キャリアに固定されていることを特徴とする構成１乃至３のいずれかに記載の面材の切断加工装置。

＜構成５＞
前記加工台の前記第１切断面と第２切断面が位置決めされるべき部分に、前記切断刃が突き出しもしくは沈み込むための溝が設けられており、前記第１切断装置が前記第１切断面を切断中は、前記第１切断装置の切断刃のみが前記溝から突き出して前記面材を切断し、前記第２切断装置の切断刃は前記溝に沈み込んでおり、前記第２切断装置が前記第２切断面を切断中は、前記第２切断装置の切断刃のみが前記溝から突き出して前記面材を切断し、前記第１切断装置の切断刃は前記溝に沈み込んでいるように切断刃が駆動されることを特徴とする構成１乃至４のいずれかに記載の面材の切断加工装置。

＜構成６＞
前記次の切断工程を開始する前に、加工台から切断後の製品を排出し、加工台上に面材を乗せ直す手順を示した指示データを表示する表示装置を備えたことを特徴とする構成１乃至５のいずれかに記載の面材の切断加工装置。

＜構成７＞
前記位置決め装置を前記加工台上で該当する場所に移動させる動作と、
前記加工台上に前記面材を送り込む動作と、
前記位置決め装置に前記面材を押し当てて位置決めする動作と、
前記クランプ装置により前記面材を前記加工台上で固定する動作と、
前記第１切断装置または前記第２切断装置を駆動する動作と、
切断された面材の一方を前記加工台上から待避させる動作とを、
割付データに含まれた制御データ順に繰り返して、
前記切断位置制御装置と前記切断順制御装置と面材の移送装置の連携により前記面材から複数の製品を連続的に切り出すことを特徴とする構成１乃至６のいずれかに記載の面材の切断加工装置。

＜構成８＞
前記面材の材質に対応させて、切断刃を一方向に送る運動により、面材を切断して切り屑を発生させない、厚みと硬さと材質を有する切断刃が、前記切断装置に設けられることを特徴とする構成１乃至７のいずれかに記載の面材の切断加工装置。

＜構成９＞
前記面材は建材であって、厚みが３０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の発泡プラスチック板であることを特徴とする構成８に記載の面材の切断加工装置。

＜構成１０＞
前記面材は、前記第１切断装置の切断刃が突出する前記加工台の溝の長さ以下の幅を有し、前記第１切断装置で２分割した後の前記面材の少なくとも一方は、前記第２切断装置の切断刃が突出する前記加工台の溝の長さ以下の幅を有するように、製品が割り付けられていることを特徴とする構成８または９に記載の面材の切断加工装置。

＜構成１１＞
構成１に記載の面材の切断加工装置により、
次の切断工程の準備指示を入力し、
切断位置制御手段によって、前記位置決め装置が前記加工台上で該当する場所に移動させられた後、前記面材の第１端面と第２端面とを前記位置決め装置に押しつけて位置決めを行い、
前記切断工程開始指示を入力して、所定の順番に、再度の位置決め工程を間に挟んで、前記第１切断装置と第２切断装置とが駆動されたのを待って、前記面材から切り出された製品を取り出し、
再び次の切断工程の準備指示を入力し、
新たに複数の製品が割り付けられた状態の面材の第１端面と第２端面とを前記位置決め装置に押しつけて位置決めを行い、
再び切断工程開始指示を入力して、所定の順番に、再度の位置決め工程を間に挟んで、前記第１切断装置と第２切断装置とを駆動するという動作を繰り返すことを特徴とする面材の切断加工方法。

＜構成１２＞
長方形の面材から長方形の複数の製品を切り出すために、前記製品をいずれもギロチンカット制約で割付けした割付データを記憶した記憶装置と、
長方形の面材の四方の端面のうち、切り出す前の複数の製品の一端面に該当する第１端面と、この第１端面に垂直な次に切り出す製品の一端面に該当する第２端面とに接触して、加工台上で、前記第１端面と第２端面の方向と面材の位置とを機械的に決定する位置決め装置と、
位置決めされた前記面材を前記加工台上で固定するクランプ装置と、
前記加工台上で固定された前記面材の第１端面に垂直な第１切断面に沿ってナイフ状の切断刃を一方向に送る運動により、面材を２分割する第１切断装置と、
前記加工台上で固定された前記面材の第１端面に平行な第２切断面に沿ってナイフ状の切断刃を一方向に送る運動により、面材を２分割する第２切断装置と、
を有する切断加工装置を制御するためのものであって、
次の切断工程の準備指示が入力されたとき、前記割付データを読み取って、前記第２端面から前記第１切断面までの距離を求め、第１切断面の長さに応じた面材の加工台上の位置を求めてから、前記位置決め装置を前記加工台上で該当する場所に移動させる制御と、前記第１端面から前記第２切断面までの距離を求め、第２切断面の長さに応じた面材の加工台上の位置を求めてから、前記位置決め装置を前記加工台上で該当する場所に移動させる制御とを実行する切断位置制御手段と、
次の切断工程開始指示が入力されたとき、前記第１切断面と第２切断面の位置関係から得られた順番に、前記第１切断装置と第２切断装置とを駆動する切断順制御手段を備えたことを特徴とする面材の切断加工制御プログラム。

＜構成１３＞
前記切断順制御手段は、
前記割付データを読み取って、前記第１切断装置により前記面材を２分割してから、前記第１切断装置により２分割された前記面材のうち、次に切り出す製品を含む方の面材を、前記第２切断装置により２分割するか、
もしくは、前記第２切断装置により前記面材を２分割してから、前記第２切断装置により２分割された前記面材のうち、次に切り出す製品を含む方の面材を、前記第１切断装置により２分割するかを判断して、
前記製品を切り出すように、前記切断装置を制御することを特徴とする構成１２に記載の面材の切断加工制御プログラム。

＜構成１４＞
前記次の切断工程を開始する前に、前記記憶装置から前記割付データに含まれた次の切断順を示すデータを読み出して、前記加工台から切断後の製品を排出し、加工台上に面材を乗せ直す手順を示した指示データを生成して表示装置に表示する手段を備えたことを特徴とする構成１２または１３に記載の面材の切断加工制御プログラム。

＜構成１５＞
構成１２乃至１４のいずれかに記載の面材の切断加工制御プログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。

＜構成１６＞
前記第１切断装置の切断方向をＹ軸方向とし、前記第２切断装置の切断方向をＸ軸方向としたとき、
前記面材のＹ軸方向の幅の最大値が前記第１切断装置の切断可能長を越えないようにし、前記面材のＸ軸方向の幅の最大値が前記第２切断装置の切断可能長を越えないようにし、前記第１切断装置と前記第２切断装置の切断刃の一部が前記加工台に形成された溝から前記面材に向かって突き出した状態で一方向へ送られるように構成されていることを特徴とする構成１乃至１０のいずれかに記載の面材の切断加工装置。

＜構成１７＞
前記第１切断装置の切断方向をＹ軸方向とし、前記第２切断装置の切断方向をＸ軸方向とし、前記面材のＹ軸方向の幅をＬ２とし、前記第１切断装置の切断可能長をＷ２としたとき、（Ｌ２の最大値×２）をＷ２以下になるように設定し、
前記第１切断装置と前記第２切断装置の切断刃の一部が前記加工台に形成された溝から前記面材に向かって突き出した状態で一方向へ送られるように構成され、Ｘ軸に平行な第２切断装置の溝は、加工台のほぼ中央に配置されていることを特徴とする構成１乃至１０のいずれかに記載の面材の切断加工装置。

＜構成１８＞
前記第１切断装置の切断方向をＹ軸方向とし、前記第２切断装置の切断方向をＸ軸方向とし、前記面材のＹ軸方向の幅をＬ２とし、前記面材のＸ軸方向の幅をＬ１とし、Ｙ軸方向の前記第１切断装置の切断可能長をＷ２とし、Ｘ軸方向の前記第２切断装置の切断可能長をＷ１としたとき、（Ｌ１の最大値×２）をＷ１以下とし、（Ｌ２の最大値×２）をＷ２以下になるように設定し、
前記第１切断装置と前記第２切断装置の切断刃の一部が前記加工台に形成された溝から前記面材に向かって突き出した状態で一方向へ送られるように構成され、Ｙ軸に平行な第１切断装置の溝と、Ｘ軸に平行な第２切断装置の溝は、いずれも前記加工台のほぼ中央に配置されていることを特徴とする構成１乃至１０のいずれかに記載の面材の切断加工装置。

＜構成１の効果＞
例えば、カッターナイフ状の切断刃は、その刃を一方向に送る運動だけで面材を２分割するから、鋸と違って切り屑を出さない。切りしろを考慮しないから、高歩留で集塵が不要という効果がある。ギロチンカット制約で割付けをし、２方向に切断刃が走行する切断装置を設けたので、面材を回転させることなく、その向きを固定したまま製品を切り出すことができる。
＜構成２の効果＞
２方向に切断刃が走行する切断装置のいずれか一方を先に駆動させれば、ギロチンカット制約で割付けをした面材を、最小限の工数で効率よく切断できる。切断順は、割付データ生成時にそのデータ中に含めておくとよい。
＜構成３の効果＞
複数の製品の一端面をまとめて切断できる切断面があるときは、その面を先に切断すると、最小の工数で必要な製品の切り出しができる。
＜構成４の効果＞
第１切断装置と第２切断装置の位置関係から、第１切断面と第２切断面とが交わる場所を越えて決断刃の刃面が進行すれば、加工台をその端まで有効に利用できる。
＜構成５の効果＞
第１切断装置の切断刃と第２切断装置の切断刃とが必要なときだけ加工台の溝から上面に突き出す機構を設ければ、安全であり、かつ、面材に無用な傷を付けることがない。
＜構成６の効果＞
面材を２分割した後に一方の面材を加工台上から待避させ、その後再び加工台上に乗せ直すといった作業を繰り返すが、表示装置にその手順が表示されるので、作業者は円滑に作業を進めることができる。
＜構成７の効果＞
面材の投入や排出は人力でおこなってもよいが、面材を掴んで投入・排出できる移送装置を追加して、自動化も可能である。
＜構成８の効果＞
面材の材質に応じて、鋼やセラミック等の切断刃を選択して付け替え、切断刃を一方向に送る運動により、面材を切断して切り屑を発生させない加工ができる。
＜構成９の効果＞
厚みが３０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の発泡プラスチック板であれば、鋼製の厚さ０．７ｍｍ程度の切断刃で、適度なスピードで切り屑を出さずに切断ができる。
＜構成１０の効果＞
予め切断装置の切断長に適合した長さの切断面の組み合わせで割り付けをしておけば、面材の向きを変えたりせずに２方向の切断装置を駆使して製品を切り出すことができる。
＜構成１１の効果＞
位置決め装置によって面材を位置決めしながら、面材を回転させることなく第１切断装置と第２切断装置を駆動して、効率よく製品の切り出しを行うことができる。
＜構成１２の効果＞
上記の各装置の制御をコンピュータプログラムにより実現することができる。
＜構成１３の効果＞
割付データに制御データが含まれていれば、これを読み出しながら制御できる。
＜構成１４の効果＞
割付データに制御データが含まれていれば、表示装置にそのつど作業手順を表示することができる。
＜構成１６の効果＞
全ての切断で、面材を回転しないで、その位置を前後左右にシフトするだけで切断処理ができる。
＜構成１７の効果＞
面材を１回だけ位置決めすれば、特別の場合を除き、面材を固定したまま、Ｙ軸方向とＸ軸方向の切断ができる。
＜構成１８の効果＞
面材を１回だけ位置決めすれば、あらゆる場合で、面材を固定したまま、Ｙ軸方向とＸ軸方向の切断ができる。

実施例１の切断加工装置１２を示す主要部斜視図である。 図１の装置により面材を切断する手順を示す装置の平面図である。 多数の製品が割付けられた面材の具体的な切断手順を示す説明図である。 面材の置き換えと位置決めを自動化した装置の機能説明図である。 実施例３の装置の主要部平面図である。 切断加工装置に使用する切断装置の実施例を示す側面図である。 実施例４の面材の具体的な切断手順を示す説明図である。 面材に対してあらゆる方向の切断も自由にできる装置の平面図である。 切断装置の実施例を示す主要部斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を実施例毎に詳細に説明する。

図１は実施例１の切断加工装置１２を示す主要部斜視図である。図２は、図１の装置により面材を切断する手順を示す装置の平面図である。
図の装置は、建材等に使用する長方形の多種の製品を、長方形の面材に歩留まりよく割り付けて、その面材をギロチンカットしながら製品を切り出すための装置である。割付データ作成装置２０は切断加工装置１２とは別に設けられた、特許文献２に示したような機能を備えたコンピュータである。この割付データ作成装置２０は、長方形の面材１４から長方形の複数の製品を切り出すために、各製品をいずれもギロチンカット制約で割付けした割付データ１８を作成する機能を持つ。

切断加工装置１２は、割付データ作成装置２０とは別の専用のコンピュータで制御される。そのコンピュータの図示しない記憶装置に、割付データ１８が記憶され、切断位置制御装置４０と切断順制御装置４２によって、面材の切断工程が制御される。作業者は、指示入力装置３８を使用して装置に動作指示を入力し、その結果が表示装置４４に表示される。指示入力装置３８と表示装置４４は、いずれも、図示しない既知のタッチパネル等により構成されるとよい。

面材１４は、加工台２６の上に乗せられて、第１切断装置３４あるいは第２切断装置３６により切断される。面材１４は位置決め装置２８により位置決めされ、位置決め後にいずれかの切断装置を駆動して面材を切断する。

長方形の面材１４の四方の端面のうち、切り出す前の複数の製品１６の一端面に該当する面を第１端面２２と呼ぶことにする。この第１端面２２に垂直な次に切り出す製品１６の一端面に該当する面を第２端面２４と呼ぶことにする。位置決め装置２８は、加工台２６上で、第１端面２２と第２端面２４の方向と面材１４の位置とを機械的に決定する機能を持つ。図の位置決め装置２８は直角に交わる２枚の板により構成されているが、数本の柱等により構成しても構わない。

なお、図２に示すように、上記の面材１４の第１端面２２は、この面材１４から切り出す前の複数の製品１６の一端面に該当する。この第１端面２２に垂直な切断面は、必ず、次に続いて切り出すいずれかの製品１６の一端面に該当する。ギロチンカット制約で割付けをすると、このような関係に各製品１６を面材１４上に割り付けるので、面材１４から最小工数で各製品１６を切り出すことができる。

位置決め装置２８は、作業者が指示入力装置３８を操作して、次の切断工程の準備指示を入力したときに移動する。切断位置制御装置４０は、この準備指示の入力があると、割付データ１８を読み取って、第２端面２４から第１切断面３５までの距離を求め、第１切断面３５の長さに応じた面材１４の加工台２６上の位置を求めてから、位置決め装置２８を加工台２６上で該当する場所に移動させる機能を持つ。

これは、次に第１切断装置３４を駆動する場合の制御である。次に第２切断装置３６を駆動させる場合には、第１端面２２から第２切断面３７までの距離を求め、第２切断面３７の長さに応じた面材１４の加工台２６上の位置を求める。切断位置制御装置４０は、その計算結果に基づいて、位置決め装置２８を加工台２６上で該当する場所に移動させる機能を持つ。

図において、位置決め装置２８は、図のＹ軸方向に掛け渡されたレール２９に吊り下げられて移動し、このレール２９がＸ軸方向に駆動される。こうして、位置決め装置２８を自在に移動させることができる。位置決めされた面材１４は、加工台２６上でクランプ装置３０を用いて固定する。クランプ装置３０は加工台２６上で昇降して、面材１４を加工台２６上に押しつけるようにして固定する。なお、後で説明するように、面材１４を移動させるときには、クランプ装置３０が例えば、バキュームにより面材１４を吸着して持ち上げるように構成される。

加工台２６上で固定された面材１４は、第１切断面３５に沿ってナイフ状の切断刃３２を一方向に送る運動により、２分割される。また、面材１４は、第１切断面３５と直交する第２切断面３７に沿ってナイフ状の切断刃３２を一方向に送る運動により２分割される。切断順制御装置４２は、第１切断面３５と第２切断面３７の位置関係から得られた順番に、第１切断装置３４と第２切断装置３６とを駆動する機能を持つ。なお、この切断順は面材１４に製品１６を割り付けると同時に決まるから、割付データ１８の属性データとして記憶装置に記憶されていればよい。

図のようなカッターナイフ状の切断刃３２は、その刃を一方向に送る運動により切断するから、切り屑を出さない。切りしろを考慮しないから、高歩留で集塵が不要という効果がある。ギロチンカット制約で割付けをし、２方向に切断刃３２が走行する切断装置を設けたので、面材１４を回転させることなく、その向きを固定したまま製品１６を切り出すことができる。

次に、図２を用いて面材１４を切断する手順を説明する。まず、加工台２６上に何もない状態で、図１に示した指示入力装置３８を操作して、次の切断工程開始指示を入力する。切断順制御装置４２は、面材１４の切断手順を認識し、位置決め装置２８を移動させる。その後面材１４を矢印４６方向に滑らせて位置決め装置２８により位置決めすると、ちょうど（ａ）に示すように、面材１４の破線で示した第１切断面３５の位置が第１切断装置３４の走行する溝３３上に配置される。

（ａ）において、第１切断装置３４の切断刃を矢印４７方向に移動させると、（ｂ）に示すように左側部分に一枚の製品１６を含む面材１４を切り出すことができる。再び図１に示した指示入力装置３８を操作して、次の切断工程開始指示を入力する。切断順制御装置４２は、面材１４の切断手順を認識し、位置決め装置２８を矢印４８方向に移動させる。こうして、図２（ｂ）に示す状態になる。即ち、面材１４の破線で示した第２切断面３７の位置が第２切断装置３６の走行する溝３３上に配置される。これで、端材を切り落とせば、製品１６が切り出せる。

このように、２方向に切断刃３２が走行する切断装置のいずれか一方を先に駆動させれば、ギロチンカット制約で割付けをした面材１４を、最小限の工数で効率よく切断できる。面材１４の材質に対応させて切断刃を選択する。切断刃を一方向に送る運動により、面材１４を切断して切り屑を発生させないということから、面材の材質に応じた厚みと硬さと材質を有する切断刃３２が求められる。

例えば、厚みが３０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の発泡プラスチック板ならば、カッターナイフのような鋼製の厚さ０．７ｍｍ程度の切断刃で適度なスピードで切り屑を出さずに切断ができる。断熱材として建材に広く利用される発泡ポリスチレンボードも、このような面材として適する。面材１４の材質に応じて、鋼やセラミック等の切断刃３２を選択して付け替えるとよい。

なお、上記のような装置で面材を円滑に切断するには、第１切断装置３４の切断刃３２が突出する加工台２６の溝３３の長さ以下に、面材１６のＹ軸方向の幅を選定する。また、第１切断装置３４で２分割した後の面材１４の少なくとも一方は、次に第２切断装置３６を用いて切断させる。従って、第２切断装置３６の切断刃３２が突出する加工台２６の溝３３の長さ以下に、Ｘ軸方向の幅を選定する。予め切断装置の切断長に適合した長さの切断面の組み合わせで割り付けをしておけば、面材１４の向きを変えたりせずに２方向の切断装置を駆使して製品１６を切り出すことができる。

図３は多数の製品が割付けられた面材の具体的な切断手順を示す説明図である。
まず、Ｘ軸方向に長い面材１４を準備する。始めにステップＳ１で破線で示すＹ軸方向に面材１４を切断する。次にステップＳ２でＸ軸方向に切断して端材を切り落とし、一枚の製品１６を切り出す。

ステップＳ３では、残りの面材１４を破線で示すＹ軸方向に切断する。これで、二枚の面材１４を切り出す。ステップＳ４では、ステップＳ２と同様にして端材を切り落として、一枚の製品１６を切り出す。ステップＳ５では、面材１４を破線で示すＹ軸方向に切断する。その後、ステップＳ６で、ステップＳ２と同様にして端材を切り落として、一枚の製品１６を切り出す。

なお、このステップＳ５で、面材１４を先にＸ軸方向に切断することもできる。この例では、いずれの方向に切断しても結果は変わらない。切断順制御装置４２（図１）は、割付データ１８を読み取って、第１切断装置３４により面材１４を２分割してから、第２切断装置３６により面材１４を２分割するか、あるいは、第２切断装置３６により面材１４を２分割してから、第１切断装置３４により面材１４を２分割するかを判断して、位置決め装置２８と切断装置を制御する。

この場合に、作業者は、切断前の面材１４をそのつど位置決め装置２８に押しつけて位置決めする作業を行う。そのとき、どの面材１４をどのように位置決めするかを、切断順制御装置４２が作業者に伝える。即ち、次の切断工程を開始する前に、加工台２６から切断後の製品１６を排出し、加工台２６上に面材１４を乗せ直す手順を示した指示データを、モジュールあるいは図解により表示装置４４に表示するよう制御される。

これにより、面材１４を２分割した後に一方の面材１４を加工台２６上から待避させ、その後再び加工台２６上に乗せ直すといった作業を、作業者は誤りなく繰り返すことができる。なお、図１には、いわゆるランニングソーのような平置きタイプの加工台を例示したが、いわゆるパネルソーのように縦置きタイプのものにして、設備全体の設置面積を小さくすることもできる。次に、この作業を自動化する方法を説明する。

図４は、面材の置き換えと位置決めを自動化した装置の機能説明図である。
初めに、位置決め装置２８を加工台２６上で該当する場所に移動させる。次に、クランプ装置３０が面材１４をバキュームで吸着して持ち上げる。そして、面材１４の角を位置決め装置２８に押し当てるように送り込む。続いて、面材１４を加工台２６上で固定して、第１切断面３５の部分で切断する。その後、面材１４の一方をクランプ装置３０で吸着して加工台２６（図２）上から待避させる。

今度は、位置決め装置２８を別の場所に移動させて、再びクランプ装置３０が面材１４の角を位置決め装置２８に押し当てるように制御する。そして、面材１４の第２切断面３７の部分を切断する。こうして、移送装置６２がクランプ装置３０を駆動し、切断位置制御装置４０と切断順制御装置４２と面材１４の移送装置６２の連携により、面材１４から複数の製品１６を連続的に、自動的に切り出すことができる。

図５は、実施例３の装置の主要部平面図である。
上記の実施例では、面材１４に対して、Ｙ軸方向の切断のための位置決めをして、Ｙ軸方向に切断をし、次にＸ軸方向の切断のための位置決めをして、Ｘ軸方向の切断をするという処理を繰り返した。この実施例３では、１回の位置決めをするだけでＹ軸方向の切断とＸ軸方向の切断を行うことができる。

図５において、面材１４の（Ｙ軸方向の）幅は最大Ｌ２とする。これと垂直な（Ｘ軸方向の）製品の幅は最大Ｌ１とする。Ｙ軸方向の第１切断装置の切断可能長をＷ２とし、Ｘ軸方向の第２切断装置の切断可能長をＷ１とする。このとき、Ｌ１の最大値をＷ１以下とし、（Ｌ２の最大値×２）をＷ２以下に設定する。この装置では、第１切断装置３４と第２切断装置３６の切断刃３２の一部が加工台２６に形成された溝３３から突き出した状態で一方向へ送られるように構成されている。そして、Ｘ軸に平行な第２切断装置３６の溝３３は、加工台２６のほぼ中央に配置されている。

面材と製品と切断装置との関係をこのように設定しておくと、図５（ｂ）に示すように、少なくとも一枚の製品１６を切り出す場合に、第１切断面３５と第２切断面３７を同時に位置決めできる。即ち、第１切断面３５を第１切断装置３４が設けられた溝３３上に配置し、同時に、第２切断面３７を第２切断装置３６が設けられた溝３３上に配置することができる。この状態で、第１切断面３５をまず切断することにより、面材１４を２分割する。これで、Ｘ軸方向の面材１４の切断後の幅はＷ１以下となる。従って、第２切断面３７を第２切断装置３６で切断して、面材を２分割できる。

（Ｌ２の最大値×２）をＷ２以下に設定したので、第２切断面３７がどこにあっても、面材１４の位置決めは一回でよく、作業性が一挙に向上する。なお、このような作業を実現するためには、面材と製品のサイズは限定されるが、建材の場合にはそのサイズはほぼきまっているので、このような装置の利用が効果的である。また、面材に製品を割り付けるときに予め上記の条件を割付の制約条件に含めて、割付計算をすることが好ましい。

図６は、上記の装置に使用する切断装置の実施例を示す側面図である。
上記の装置において、切断装置の切断刃３２は、面材１４の切断面に沿って走行するキャリア５６に固定されていた。第１切断装置３４も第２切断装置３６も、例えば、キャリア５６は一対のスプロケット５２に掛け渡されたチェン５０に固定されて移動する。図５の（ａ）や（ｂ）に示すような、面材１４の第１切断面３５と第２切断面３７とが交わる場所では、スプロケット５２の配置が制限される。即ち、スプロケット５２は第１切断装置３４のチェン５０を越えて配置することができない。

そこで、図の（ｂ）に示すように、切断刃３２の刃面５４を、送り出される方向に向けておく。さらに、切断刃３２の切断に寄与している刃面５４は、第１切断面３５と第２切断面３７とが衝突する場所を越えて進行するように、傾斜させてキャリア５６に固定されている。キャリア５６も、スプロケット５２の上でオーバーハングするような形状にされている。これで、図５（ｂ）の状態で、第１切断装置３４が第１切断面３５を切断した後に、面材１４の位置を動かさなくても、第２切断装置３６が第２切断面３７（図５）を完全に切断できる。

なお、図５に示すように、切断装置の切断刃３２が、溝３３から面材１４を置いた面に突き出すので、作業者の安全を確保しなければならない。さらに、溝３３から突出した切断刃３２により不用意に面材１４に傷を付けることがあってはならない。そこで、切断中以外は、切断刃３２が加工台２６の下に格納されている、以下のような構成を採用することができる。

図６（ｃ）はその一例で、切断刃３２には、チェン５０に固定されたピン６０と下端に設けられたピン５８が固定されている。このピン５８は、チェン５０と平行に設けられたガイド５３に嵌まりあっている。チェン５０がスプロケット５２により駆動されると、切断刃３２はチェン５０に固定されたピン６０と一体に矢印４７方向に送られる。ピン５８はガイド５３に沿って切断刃３２と共に移動する。

その後、切断刃３２がスプロケット５２の部分に達すると、ピン６０はスプロケット５２の外周に沿って周り始める。一方、ピン５８はガイド５３により進行を阻まれる。これにより、切断刃３２は図６（ｂ）のように回転して、面材１４を切断した後に加工台２６の溝下に沈み込む。この状態でスプロケット５２の回転を停止する。切断刃３２が元に戻されて、移動を開始する側にあるときも、同様の作用によって切断刃３２は溝３３の下に沈み込む。

例えば、以上のような切断装置によれば、次のように、切断処理が実行される。加工台２６の第１切断面３５と第２切断面３７が位置決めされるべき部分に、切断刃３２が突き出しもしくは沈み込むための溝３３が設けられている。そして、第１切断装置３４が第１切断面３５を切断中は、第１切断装置３４の切断刃３２のみが溝３３から突き出して前記面材１４を切断し、第２切断装置３６の切断刃３２は溝３３に沈み込んでいる。第２切断装置３６が第２切断面３７を切断中は、第２切断装置３６の切断刃３２のみが溝３３から突き出して面材１４を切断し、第１切断装置３４の切断刃３２は溝３３に沈み込んでいる。

図７は、実施例４の面材の具体的な切断手順を示す説明図である。
図のように面材に製品が割付けられているものとする。この面材１４は、Ｘ軸方向に長いが、この面材１４をＸ軸に平行な方向に切断すると、面材１４を２分割したときに、複数（ここでは２枚）の製品１６の一端面をまとめて切断できる。従って、ステップＳ１でＸ軸に平行な切断面を先に切断する。

その後、ステップＳ２で面材をＹ軸方向に切断して一枚の製品１６を切り出し、続いて残りの面材をステップＳ３で同じＹ軸方向に切断して、端材を切り落として一枚の製品１６を切り出す。このようにして、最小の工数で多くの製品１６の切り出しができる。このとき、図５に示した加工台２６では、Ｘ軸方向の幅が不足する。そこで、次のような装置にするとよい。

図８は、面材に対してあらゆる方向の切断も自由にできる装置の平面図である。
この実施例の装置を使用すると、あらゆる割付で、面材１４を１回位置決めして、Ｘ軸方向とＹ軸方向を切断できる。この装置の面材１４の（Ｙ軸方向の）幅は最大Ｌ２とする。これと垂直な面材の（Ｘ軸方向の）幅は最大Ｌ１とする。Ｙ軸方向の第１切断装置の切断可能長をＷ２とし、Ｘ軸方向の第２切断装置の切断可能長をＷ１とする。このとき、（Ｌ１の最大値×２）をＷ１以下とし、（Ｌ２の最大値×２）を Ｗ２以下に設定する。

さらに、この装置では、第１切断装置３４と第２切断装置３６の切断刃３２の一部が加工台２６に形成された溝３３から面材１４の方向に突き出した状態で一方向へ送られるように構成されている。そして、Ｙ軸に平行な第１切断装置３４の溝３３と、Ｘ軸に平行な第２切断装置３６の溝３３は、いずれも加工台２６のほぼ中央に配置されている。

これにより、例えば、図８に示すように、面材１４に対して加工台２６が十分に広いので、位置決め装置２８で面材１４を位置決めして、面材１４の互いに直交するどの切断面も、自由にＹ軸に平行な第１切断装置３４の溝３３と、Ｘ軸に平行な第２切断装置３６の溝３３の上に配置させることができる。

例えば、図７で説明したようなケースでは、第１切断面３５を第１切断装置３４の溝３３上に配置し、第２切断面３７を第２切断装置３６の溝３３上に配置して、第２切断装置３６を先に駆動し、その後第１切断装置３４を駆動すればよい。

図９は、切断装置の実施例を示す主要部斜視図である。
図８の実施例では、第１切断装置３４と第２切断装置３６が交差するように配置される。この場合には、交差部分の構造上、両者を共に加工台２６の下側に配置するわけにはいかない。そこで、図９の実施例のように、第１切断装置３４の切断刃３２は加工台２６に設けた溝からその一部が上方に突き出すように配置する。その一方で、第２切断装置３６の切断刃３２は、加工台２６の上面から下方に吊り下げられるようにして、加工台２６の溝にその先端部を差し込んでいる。切断刃３２の先端は溝に沿って進むのでぶれを抑える。切断刃３２の加工台２６に設けた溝から面材１４のある場所に突き出した部分で面材を切断する。これで、２台の切断装置を交差させることができる。

なお、上記のような制御のためのコンピュータプログラムは、機能ブロックで図示した単位でモジュール化されてもよいし、複数の機能ブロックを組み合わせて一体化されてもよい。また、上記のコンピュータプログラムは、既存のアプリケーションプログラムに組み込んで使用してもよい。本発明を実現するためのコンピュータプログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭのようなコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して、任意の情報処理装置にインストールして利用することができる。

以上説明した装置によれば、面材の直交する２側面を切断できる装置を別々に設けたので、面材を加工台上で前後にスライドさせるだけで、回転させずに容易に製品を切り出すことができる。従って作業が簡素化され、作業ミスも防止できる。しかも、切断刃を一方に送るだけで面材を切断するので、切り屑が発生せず、作業環境が改善され、かつ、材料の歩留まりも良くなる。また、位置決めの際の面材の移動量も少ないので、作業のスピードアップが図れるという効果がある。

１２ 切断加工装置
１４ 面材
１６ 製品
１８ 割付データ
２０ 割付データ作成装置
２２ 第１端面
２４ 第２端面
２６ 加工台
２８ 位置決め装置
３０ クランプ装置
３２ 切断刃
３３ 溝
３４ 第１切断装置
３５ 第１切断面
３６ 第２切断装置
３７ 第２切断面
３８ 指示入力装置
４０ 切断位置制御装置
４２ 切断順制御装置
４４ 表示装置
４６ 矢印
４７ 矢印
４８ 矢印
５０ チェン
５２ スプロケット
５３ ガイド
５４ 刃面
５６ キャリア
５８ ピン
６０ ピン
６２ 移送装置

Claims (18)

1. 長方形の面材から長方形の複数の製品を切り出すために、前記製品をいずれもギロチンカット制約で割付けした割付データを作成する割付データ作成装置と、
   前記長方形の面材の四方の端面のうち、切り出す前の複数の製品の一端面に該当する第１端面と、この第１端面に垂直な次に切り出す製品の一端面に該当する第２端面とに接触して、加工台上で、前記第１端面と第２端面の方向と面材の位置とを機械的に決定する位置決め装置と、
   位置決めされた前記面材を前記加工台上で固定するクランプ装置と、
   前記加工台上で固定された前記面材の第１端面に垂直な第１切断面に沿ってナイフ状の切断刃を一方向に送る運動により、面材を２分割する第１切断装置と、
   前記加工台上で固定された前記面材の第１端面に平行な第２切断面に沿ってナイフ状の切断刃を一方向に送る運動により、面材を２分割する第２切断装置と、
   次の切断工程の準備指示が入力されたとき、前記割付データを読み取って、前記第２端面から前記第１切断面までの距離を求め、第１切断面の長さに応じた面材の加工台上の位置を求めてから、前記位置決め装置を前記加工台上で該当する場所に移動させる制御と、前記第１端面から前記第２切断面までの距離を求め、第２切断面の長さに応じた面材の加工台上の位置を求めてから、前記位置決め装置を前記加工台上で該当する場所に移動させる制御とを実行する切断位置制御装置と、
   次の切断工程開始指示が入力されたとき、前記第１切断面と第２切断面の位置関係から得られた順番に、前記第１切断装置と第２切断装置とを駆動する切断順制御装置を備えたことを特徴とする面材の切断加工装置。
2. 前記切断順制御装置は、
   前記割付データを読み取って、前記第１切断装置により前記面材を２分割してから、前記第１切断装置により２分割された前記面材のうち、次に切り出す製品を含む方の面材を、前記第２切断装置により２分割するか、
   もしくは、前記第２切断装置により前記面材を２分割してから、前記第２切断装置により２分割された前記面材のうち、次に切り出す製品を含む方の面材を、前記第１切断装置により２分割するかを判断して、
   前記位置決め装置と前記切断装置を制御することを特徴とする請求項１に記載の面材の切断加工装置。
3. 前記切断順制御装置は、
   前記面材を２分割したときに、複数の製品の一端面をまとめて切断できるときは、前記面材の該当する切断面を先に切断するように前記位置決め装置と前記切断装置を制御することを特徴とする請求項１に記載の面材の切断加工装置。
4. 前記切断刃が、前記切断面に沿って走行するキャリアに固定されるものであるとき、前記切断刃は、前記第１切断面と第２切断面とが交わる場所に対して刃面を向けており、かつ、前記切断刃の切断に寄与している刃面は、前記第１切断面と第２切断面とが交わる場所を越えて進行するように前記キャリアに固定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の面材の切断加工装置。
5. 前記加工台の前記第１切断面と第２切断面が位置決めされるべき部分に、前記切断刃が突き出しもしくは沈み込むための溝が設けられており、前記第１切断装置が前記第１切断面を切断中は、前記第１切断装置の切断刃のみが前記溝から突き出して前記面材を切断し、前記第２切断装置の切断刃は前記溝に沈み込んでおり、前記第２切断装置が前記第２切断面を切断中は、前記第２切断装置の切断刃のみが前記溝から突き出して前記面材を切断し、前記第１切断装置の切断刃は前記溝に沈み込んでいるように切断刃が駆動されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の面材の切断加工装置。
6. 前記次の切断工程を開始する前に、加工台から切断後の製品を排出し、加工台上に面材を乗せ直す手順を示した指示データを表示する表示装置を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の面材の切断加工装置。
7. 前記位置決め装置を前記加工台上で該当する場所に移動させる動作と、
   前記加工台上に前記面材を送り込む動作と、
   前記位置決め装置に前記面材を押し当てて位置決めする動作と、
   前記クランプ装置により前記面材を前記加工台上で固定する動作と、
   前記第１切断装置または前記第２切断装置を駆動する動作と、
   切断された面材の一方を前記加工台上から待避させる動作とを、
   割付データに含まれた制御データ順に繰り返して、
   前記切断位置制御装置と前記切断順制御装置と面材の移送装置の連携により前記面材から複数の製品を連続的に切り出すことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の面材の切断加工装置。
8. 前記面材の材質に対応させて、切断刃を一方向に送る運動により、面材を切断して切り屑を発生させない、厚みと硬さと材質を有する切断刃が、前記切断装置に設けられることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の面材の切断加工装置。
9. 前記面材は建材であって、厚みが３０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の発泡プラスチック板であることを特徴とする請求項８に記載の面材の切断加工装置。
10. 前記面材は、前記第１切断装置の切断刃が突出する前記加工台の溝の長さ以下の幅を有し、前記第１切断装置で２分割した後の前記面材の少なくとも一方は、前記第２切断装置の切断刃が突出する前記加工台の溝の長さ以下の幅を有するように、製品が割り付けられていることを特徴とする請求項８または９に記載の面材の切断加工装置。
11. 請求項１に記載の面材の切断加工装置により、
    次の切断工程の準備指示を入力し、
    切断位置制御手段によって、前記位置決め装置が前記加工台上で該当する場所に移動させられた後、前記面材の第１端面と第２端面とを前記位置決め装置に押しつけて位置決めを行い、
    前記切断工程開始指示を入力して、所定の順番に、再度の位置決め工程を間に挟んで、前記第１切断装置と第２切断装置とが駆動されたのを待って、前記面材から切り出された製品を取り出し、
    再び次の切断工程の準備指示を入力し、
    新たに複数の製品が割り付けられた状態の面材の第１端面と第２端面とを前記位置決め装置に押しつけて位置決めを行い、
    再び切断工程開始指示を入力して、所定の順番に、再度の位置決め工程を間に挟んで、前記第１切断装置と第２切断装置とを駆動するという動作を繰り返すことを特徴とする面材の切断加工方法。
12. 長方形の面材から長方形の複数の製品を切り出すために、前記製品をいずれもギロチンカット制約で割付けした割付データを記憶した記憶装置と、
    長方形の面材の四方の端面のうち、切り出す前の複数の製品の一端面に該当する第１端面と、この第１端面に垂直な次に切り出す製品の一端面に該当する第２端面とに接触して、加工台上で、前記第１端面と第２端面の方向と面材の位置とを機械的に決定する位置決め装置と、
    位置決めされた前記面材を前記加工台上で固定するクランプ装置と、
    前記加工台上で固定された前記面材の第１端面に垂直な第１切断面に沿ってナイフ状の切断刃を一方向に送る運動により、面材を２分割する第１切断装置と、
    前記加工台上で固定された前記面材の第１端面に平行な第２切断面に沿ってナイフ状の切断刃を一方向に送る運動により、面材を２分割する第２切断装置と、
    を有する切断加工装置を制御するためのものであって、
    次の切断工程の準備指示が入力されたとき、前記割付データを読み取って、前記第２端面から前記第１切断面までの距離を求め、第１切断面の長さに応じた面材の加工台上の位置を求めてから、前記位置決め装置を前記加工台上で該当する場所に移動させる制御と、前記第１端面から前記第２切断面までの距離を求め、第２切断面の長さに応じた面材の加工台上の位置を求めてから、前記位置決め装置を前記加工台上で該当する場所に移動させる制御とを実行する切断位置制御手段と、
    次の切断工程開始指示が入力されたとき、前記第１切断面と第２切断面の位置関係から得られた順番に、前記第１切断装置と第２切断装置とを駆動する切断順制御手段を備えたことを特徴とする面材の切断加工制御プログラム。
13. 前記切断順制御手段は、
    前記割付データを読み取って、前記第１切断装置により前記面材を２分割してから、前記第１切断装置により２分割された前記面材のうち、次に切り出す製品を含む方の面材を、前記第２切断装置により２分割するか、
    もしくは、前記第２切断装置により前記面材を２分割してから、前記第２切断装置により２分割された前記面材のうち、次に切り出す製品を含む方の面材を、前記第１切断装置により２分割するかを判断して、
    前記製品を切り出すように、前記切断装置を制御することを特徴とする請求項１２に記載の面材の切断加工制御プログラム。
14. 前記次の切断工程を開始する前に、前記記憶装置から前記割付データに含まれた次の切断順を示すデータを読み出して、前記加工台から切断後の製品を排出し、加工台上に面材を乗せ直す手順を示した指示データを生成して表示装置に表示する手段を備えたことを特徴とする請求項１２または１３に記載の面材の切断加工制御プログラム。
15. 請求項１２乃至１４のいずれかに記載の面材の切断加工制御プログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
16. 前記第１切断装置の切断方向をＹ軸方向とし、前記第２切断装置の切断方向をＸ軸方向としたとき、
    前記面材のＹ軸方向の幅の最大値が前記第１切断装置の切断可能長を越えないようにし、前記面材のＸ軸方向の幅の最大値が前記第２切断装置の切断可能長を越えないようにし、前記第１切断装置と前記第２切断装置の切断刃の一部が前記加工台に形成された溝から前記面材に向かって突き出した状態で一方向へ送られるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の面材の切断加工装置。
17. 前記第１切断装置の切断方向をＹ軸方向とし、前記第２切断装置の切断方向をＸ軸方向とし、前記面材のＹ軸方向の幅をＬ２とし、前記第１切断装置の切断可能長をＷ２としたとき、（Ｌ２の最大値×２）をＷ２以下になるように設定し、
    前記第１切断装置と前記第２切断装置の切断刃の一部が前記加工台に形成された溝から前記面材に向かって突き出した状態で一方向へ送られるように構成され、Ｘ軸に平行な第２切断装置の溝は、加工台の中央に配置されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の面材の切断加工装置。
18. 前記第１切断装置の切断方向をＹ軸方向とし、前記第２切断装置の切断方向をＸ軸方向とし、前記面材のＹ軸方向の幅をＬ２とし、前記面材のＸ軸方向の幅をＬ１とし、Ｙ軸方向の前記第１切断装置の切断可能長をＷ２とし、Ｘ軸方向の前記第２切断装置の切断可能長をＷ１としたとき、（Ｌ１の最大値×２）をＷ１以下とし、（Ｌ２の最大値×２）をＷ２以下になるように設定し、
    前記第１切断装置と前記第２切断装置の切断刃の一部が前記加工台に形成された溝から前記面材に向かって突き出した状態で一方向へ送られるように構成され、Ｙ軸に平行な第１切断装置の溝と、Ｘ軸に平行な第２切断装置の溝は、いずれも前記加工台の中央に配置されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の面材の切断加工装置。

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