JPH09104003A - プレカット木材の加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工ラインの途中で加工の完了した木材を搬
出可能にする。 【解決手段】 加工ラインＢの上流側に設置され、かつ
加工すべき木材３を加工ラインＢへ供給する木材供給手
段２と、上記木材供給手段２により加工ラインＢへ供給
された木材３を所定の寸法に切断する切断手段４と、上
記切断手段４の前側または後側に設けられ、かつ木材３
の木口や加工個所の近傍に組立て順序や継手の位置情報
などを印字する印字手段７と、上記加工ラインＢ上に設
けられ、かつ木材搬送手段５と、該木材搬送手段５によ
り搬送位置決めされた木材３をプレカット加工するプレ
カット加工機６とよりなる複数の加工セル１₁ 〜１
₄ と、加工ラインＢの途中及び下流側に設けられ、加工
の完了した木材３を加工ラインＢより搬出する木材搬出
手段１１とを設けたもので、プレカット加工する前に木
材３に印字を施すことから、加工ラインＢの途中で加工
の完了した木材３を搬出することできるため、生産性の
向上が図れるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は在来工法（軸組工
法）で木造住宅を建設する際に使用する柱や梁などの木
材に継手を予め加工（プレカット）するプレカット木材
の加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来在来工法で木造住宅を建設する場
合、多くの柱や梁を使用するが、近年ではこれら柱や梁
の継手を予め工場などでプレカットしてから建設現場へ
搬入することにより、現場での加工に要する時間をなく
して工期の短縮を図るなどの建築工法が広く採用される
ようになっている。

【０００３】また木材に予め継手をプレカットする加工
装置や加工機が種々提案されている。例えば特開平３−
６３３５５号公報では、木造家屋を構成するための柱や
梁などの長尺木材を予め規定寸法に切断し加工する工程
と、この切断、加工した長尺木材の木口や加工部近傍の
全てに、これを施工現場へ持ち込む前に建方の目印とな
る番付けを付す工程と、これら長尺木材を施工現場に持
ち込んで、上記番付けに応じて順次組立てる工程とより
なる木造家屋用長尺木材の建方工法が提案されている。

【０００４】また特開平３−８２５０１号（特公平６−
２０７２２号）公報では、所要の機能を果すマイクロコ
ンピュータからなる制御部と、対象家屋の建築に必要な
材木に関する各種データを記憶させるための記憶部と、
当該家屋の階床組立図等を表示させるための表示部と、
所要のデータや指令を入力させるための各種データを記
憶させるための各種の機能手段を備えている入力部とか
らなる木材加工ライン制御部と、プレカット加工処理以
前の材木が貯蔵されている第１の貯木部と、前記第１の
貯木部から送られてきた材木について所要のプレカット
加工処理を施して構造材とする加工部と、プレカット加
工処理が施された前記構造材について、その所定の部位
に必要なデータが印字処理がなされる印字部と、プレカ
ット加工処理および印字処理が施された前記構造材の貯
蔵がなされる第２の貯木部とからなる材木加工ラインと
を備えた材木加工処理制御方式であって、前記制御部に
基本モジュールの値を入力し、さらに前記表示部に基本
モジュール間隔の格子を発生させ、前記格子を発生させ
た表示部を利用し、前記入力部から伏せ図中の構造材の
位置情報を入力して、前記記憶部にこれを記憶し、前記
記憶部において、入力された各構造材に、演算機能を用
いて通番を付与すると共に、その構造材の位置情報をそ
の通番を持つ構造材の属性として前記記憶部に記憶し、
前記第１の貯木部より送られてきた材木を前記加工部に
て加工し、これを前記構造材とし、この構造材に対応す
る通番の位置情報を前記記憶部から呼び出し、前記印字
部にてこの位置情報を、前記構造材に印字するようにし
た木材加工制御方式が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記従来の建方
工法や木材加工制御方式では、何れもプレカット加工ラ
インの最終工程でプレカット加工された木材の木口や加
工部に番付や構造材の位置情報などを印字している。こ
のためプレカット加工ライン上に複数基のプレカット加
工機を配置して、これらプレカット加工機で木材を順次
加工する場合、柱などのように加工個所が少なくて、加
工ラインの途中で全ての加工個所の加工が完了した場合
でも、加工ラインの最終工程まで木材を搬送して木口や
加工部に印字を施さなければならず、工程が長くなって
生産性が悪いなどの不具合があると共に、最終工程に印
字手段を設けるようにしたものでは、木材の搬出手段が
複数ある場合、各搬出手段毎に印字装置を設けなければ
ならないため、不経済であるなどの不具合もある。

【０００６】また最終工程で加工部に印字がなされるこ
とから、加工途中では加工や印字が正しく行われている
かがチェックできないと共に、印字直後に加工ラインよ
り木材が搬出されるため、作業者が木材を荷役する際印
字部に触れて印字が消えたり、作業者の手や衣類がイン
クで汚れるなどの不具合もある。この発明はかかる従来
の不具合を改善するためになされたもので、木材をプレ
カット加工する前に木材に印字を施すことにより、加工
ラインの途中からも加工の完了した木材を搬出できるよ
うにしたプレカット木材の加工装置を提供して、生産性
の向上を図ることを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び効果】この発明は上記
目的を達成するために、加工ラインの上流側に設置さ
れ、かつ加工すべき木材を加工ラインへ供給する木材供
給手段と、上記木材供給手段により加工ラインへ供給さ
れた木材を所定の寸法に切断する切断手段と、上記切断
手段の前側または後側に設けられ、かつ木材の木口や加
工個所の近傍に組立て順序や継手の位置情報などを印字
する印字手段と、上記加工ライン上に設けられ、かつ木
材搬送手段と該木材搬送手段により搬送位置決めされた
木材をプレカット加工するプレカット加工機とよりなる
複数の加工セルと、加工ラインの下流側に設けられ、加
工の完了した木材を加工ラインより搬出する木材搬出手
段とを具備したものである。また加工ラインの途中に、
加工の完了した木材を搬出する木材搬出手段を設けたも
のである。

【０００８】

【効 果】上記構成により加工ラインに搬入された木材
を所定の寸法に切断する前や、切断した直後に木材の木
口や継手などの加工個所に印字手段により組立順序や継
手の位置情報などを予め印字した後、複数の加工セルに
よりプレカット加工を行うため、加工ラインの途中で加
工の完了した木材を、加工ラインの途中に設けられた木
材搬出手段により搬出することができるため、全ての木
材を加工ラインの終端より搬出する場合に比べて、加工
ラインに木材が滞留する時間が短縮できるため、生産性
の向上が図れると共に、木材の搬出手段が複数ある場合
でも、上流側の１個所に印字手段を設けるだけでよいた
め、経済的である。また木材をプレカットする前に木口
や加工位置近傍に位置情報などを印字するため、加工ラ
インの途中で加工や印字が正確に行われているかがチェ
ックできるようになり、不良品の発生を未然に防止でき
ると共に、加工が完了して木材搬出手段により加工ライ
ンより木材が搬出される際には印字部分が乾いているた
め、手作業で木材の搬出作業を行う場合でも、印字部分
が摺れて印字が不鮮明となったり、インクが作業者の手
や衣服に付着して、手や衣服を汚染するなどの不具合も
解消することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明の第１実施例を図１ない
し図６を参照して詳述する。図１は複数の加工セルをシ
リアル（直列）に配列したシリアル加工ラインのブロッ
ク図、図２はシリアル加工ラインの具体的な構成図、図
３はプレカット加工機の説明図、図４はプレカット加工
機の概略的な斜視図、図５は工具の説明図、図６は作用
を示すフローチャートである。

【００１０】図１及び図２において１は複数基、例えば
４基の加工セルで、加工ラインＢ上に上流側より第１加
工セル１₁ 、第２加工セル１₂ 、第３加工セル１₃ 、第
４加工セル１₄ の順で配列され、プレカット加工すべき
木材３は上流側より矢印Ａで示す木材搬送方向へ搬送さ
れて、プレカット加工が行われるようになっている。２
は加工ラインＢの最上流に設置された木材供給装置で、
柱や梁となる木材３を木材搬送方向Ａと平行する方向に
並べた状態で載置された木材ストッカ２ａと、この木材
ストッカ２ａより１本づつ送り出された木材３を木材搬
送方向Ａへ送り出す木材搬入手段２ｂよりなる。

【００１１】上記木材ストッカ２ａは、長さの異なる木
材３でも左端を基準に収容できるよう、基準側より順次
間隔を広くした複数列のチェーンコンベヤよりなり、木
材搬入手段４ｂは、ローラコンベヤと、このローラコン
ベヤ上に載置された木材３を把持して木材搬送方向Ａへ
移動させる把持手段（図示せず）より構成されている。
そして木材搬入手段２ａと第１加工セル１₁ の間には、
搬入された木材３を所定の寸法に切断する図３の（イ）
で示すような電動鋸よりなる切断手段４が設けられてい
る。上記切断手段４は搬入された木材３の基準端となる
端部（実施例では左端）をまず端切して、この基準端を
基準にして木材３を所定の寸法に切断するようになって
いる。

【００１２】そして切断手段４により所定の寸法に切断
された木材３は、切断手段４と第１加工セル１₁ の間に
設けられた印字手段７によりこれからプレカット加工す
る木材３の木口や継手加工部などの近傍に印字が施され
るようになっている。この印字はプレカット加工の完了
した例えば住宅１棟分の木材３を建設現場へ搬入してこ
れを組立てる際に組立て順序や、互に接続すべき継手な
どの位置情報を表示するもので、木材３の粗れた面にも
鮮明に印字できるように、インクを霧状にして吹き付け
るインクジェット方式の印字手段７が採用されている。
上記印字手段７により木口や、未だプレカット加工の施
されていない加工部近傍に印字がなされた木材３は第１
加工セル１₁ へ搬入されるようになっている。

【００１３】第１加工セル１₁ は木材搬送手段５とタレ
ット６ａを備えたプレカット加工機６よりなり、第２，
第３加工セル１₂ ，１₃ は木材搬送手段５と４軸の直交
型ロボットよりなるプレカット加工機６₁ よりなり、そ
して第４加工セル１₄ は木材搬送手段５と５軸の直交型
ロボットよりなるプレカット加工機６₂ よりなる。

【００１４】なお木材搬送手段５は第１加工セル１₁ な
いし第４加工セル１₄ とも移載手段５ａとローラコンベ
ヤ５ｂの配置が異なるだけで、同一構成のため、第１加
工セル１₁ の木材搬送手段５のみ説明する。上記木材搬
送手段５は加工ラインＢ上に搬入された木材３をプレカ
ット加工機６の加工ライン上に移載する移載手段５ａ
と、プレカット加工機６の加工ライン上に設けられたロ
ーラコンベヤよりなる搬送手段５ｂよりなり、移載手段
５ａには、木材３の上端（うわば）と木端（こば）及び
下端（したば）を反転する反転機構（図示せず）が、そ
して搬送手段５ｂにはプレカット加工機６の加工ライン
上に移載された木材３を把載してプレカット加工機６へ
搬入し、また加工位置を位置決めする把持手段（図示せ
ず）が設けられている。

【００１５】一方第２加工セル１₂ 及び第３加工セル１
₃ に設けられたプレカット加工機６₁ は、例えば図４に
示すように構成されている。すなわちＹ軸（木材搬送方
向Ａと同じ方向）方向へ移動自在な基台６ａ上にコラム
６ｂが立設されていて、このコラム６ａにＺ軸方向へ上
下動自在にアーム６ｃの一端が支持されている。上記ア
ーム６ｃはＹ軸と直交するＸ軸方向に水平に突設されて
いて、このアーム６ｃにスピンドル支持部材６ｄがＸ軸
方向へ移動自在に支承されている。そしてこのスピンド
ル支持部材６ｄに水平軸６ｅを中心にγ軸方向へ旋回自
在にスピンドル６ｆが支承されていると共に、このスピ
ンドル６ｆにはスピンドルモータ６ｇにより回転される
スピンドル軸６ｈが設けられていて、このスピンドル軸
６ｈに木材３のプレカットに供する工具９が着脱自在に
取付けられている。上記工具９はプレカットすべき継手
形状に応じて複数種類のものが予め用意されている。

【００１６】なお図５の（イ）ないし（ニ）に工具９の
例を示す。図５の（イ）はホゾ穴などを加工する角の
み、図５の（ロ）はホゾ穴や長穴などを加工するチェー
ンのみ、図５の（ハ）はアリ溝を加工する総型工具、そ
して図５の（ニ）は各種の溝などを加工するルータを示
す。そしてこれら工具９は工具自動交換装置１０により
自動交換されるようになっている。

【００１７】自動工具交換装置１０は図４に示すよう
に、予め複数の工具９を格納したマガジン１０ａと、こ
のマガジン１０ａより所定の工具９を取出して上記スピ
ンドル軸６ｈへ取付け、また用済となった工具９をスピ
ンドル軸６ｈより取外してマガジン１０ａの所定の位置
へ格納するチェンジアーム１０ｂよりなる。以上は第２
加工セル１₂ 及び第３加工セル１₃ に設けられた４軸の
プレカット加工機６₁ であるが、第４加工セル１₄ に設
けられたプレカット加工機６₂ は上記４軸のプレカット
加工機６₁ にスピンドル６ｆを垂直軸を中心に旋回させ
るα軸を追加した５軸構成となっている。なお５軸のプ
レカット加工機６₂ は図４に示す４軸のプレカット加工
機６₁ にα軸方向の旋回を行うα軸モータ６ｉを追加し
た以外は同一構成なので、その説明は省略する。

【００１８】一方上流側に設けられた第１加工セル１₁
のプレカット加工機６は図３の（ニ）や（ホ）に示すよ
うにタレット加工機よりなる。このプレカット加工機６
は主として木材３の木口の継手、すなわちアリ継手やカ
マ継手、ホゾ及びホゾ穴、胴差しなどを能率よくプレカ
ットするために、図３の（ニ）に示すような六角形状の
タレット６ｊや図３の（ホ）に示すように四角形状のタ
レット６ｋをそれぞれ有していて、これらタレット６
ｊ，６ｋに６本または４本の工具９が予め取付けられて
いる。そして後述する制御装置１２からの指令に基づい
てタレット６ｊ，６ｋを回転することにより使用する工
具９が選択されて、木材３の主として木口のプレカット
加工を行うようになっている。

【００１９】また第２加工セル１₂ の近傍や、第４加工
セル１₄ の下流側にはプレカット加工の完了した木材３
を搬出する木材搬出手段１１が設置されている。第２加
工セル１₂ の近傍に設置された木材搬出手段１１は加工
ラインＢの途中で全ての加工個所の加工が完了し、もし
くは加工ラインＢ上では加工できない特殊な加工形状を
有する木材３を加工ラインＢの途中より搬出するための
もの、そして第４加工セル１₄ の下流側に設置された木
材搬送手段１１は、第４加工セル１₄ を経て全ての加工
が完了した木材３を搬出するためのもので、何れも搬出
された木材３を並べて載置する製品ストッカ１１ａを有
している。

【００２０】以上が複数の加工セル１₁ 〜１₄ がシリア
ルに配列されたシリアル加工ラインの構成であるが、次
にこのシリアル加工ラインを使用して木材３のプレカッ
トを行う加工方法を図６に示すフローチャートも参照し
て説明する。上記加工ラインＢの制御系は加工すべき柱
や梁などの寸法やプレカットすべき継手の形状などの加
工データを入力する入力手段（ＣＡＤ）と、入力された
データをプレカット加工機６やその周辺装置を制御する
制御装置１２へ制御データに変換して送るデータ変換手
段（ＣＡＭ）及び変換手段より送られた制御データを基
に各プレカット加工機６や周辺装置を制御する上記制御
装置１２よりなる。

【００２１】いま例えば木造住宅１棟分に使用する柱や
梁などの木材３をプレカットするに当って、まず住宅の
間取図を作成し、この間取図に応じて使用する柱や梁な
どの種類や数量などを入力手段（ＣＡＤ）へ入力する。
入力手段（ＣＡＤ）は入力されたデータを基にまず伏図
を自動的に作成し、次にこの伏図より全ての柱や梁など
の加工図を作成して、この加工図より柱や梁などの加工
順序や加工個所などの加工データを作成する。そしてこ
の加工データをデータ変換手段（ＣＡＭ）へ送って、加
工データを木材搬送手段やプレカット加工機６などを制
御する制御データへ変換すると共に、複数のプレカット
加工機６の負荷（加工時間）を平準化するためのスケジ
ューリングを行う。

【００２２】このプレカット加工機６の負荷の平準化
は、まず各プレカット加工機６の機能が異なる部分で加
工可能な加工形状（ＩＤ）を洗い出して、その加工が必
要な木材３を各プレカット加工機６へそれぞれ振り分け
る。そして残ったデータの負荷積、すなわち加工ＩＤ×
加工個数×１個当りの加工時間より総加工時間を算出
し、それぞれのプレカット加工機６の総加工時間が等し
くなるように振分ける。これによって各プレカット加工
機６に異なる工具９が装着されていて、加工時間がそれ
ぞれ異なる場合でも、負荷が平準化されるように木材３
が供給されるため、木材３の加工中は休止しているプレ
カット加工機６がなくなり、生産性の向上が図れるよう
になる。上記のようにしてデータ変換手段（ＣＡＭ）で
変換された制御データは加工ラインＢを管理する工程管
理コンピュータを有する制御装置１２を経て各プレカッ
ト加工機６や、これらプレカット加工機６へ木材３を供
給する周辺装置へ送られて、プレカット加工機６や周辺
装置が次のように制御される。

【００２３】加工ラインＢの上流側に設置された木材供
給手段２には、これから加工する木材３を並べて木材ス
トッカ２ａ上に載置し、加工ラインＢの運転を開始す
る。まず木材供給手段２ははじめに加工する木材３を木
材搬入手段２ｂ上へ搬入し、搬入された木材３は図示し
ない把持手段により把持されて木材搬送方向Ａへ送ら
れ、切断手段４により端部が端切される。この端部の端
切は木材３の端部は通常精度よく切断されていなかった
り、端面に傷などがあって品質が安定していないため、
この部分を除去するために行うものである。木材３の端
切が完了すると、制御装置１２より把持手段へ制御デー
タが送られ、この制御データを基に木材３が切断手段４
へ移動されて、木材３が所定の寸法に切断される。

【００２４】そして所定の寸法に切断された木材３は、
木口や上端（うわば）、木端（こば）、下端（したば）
などにプレカット加工が施される前に、印字手段７によ
り木口や加工部の近傍に組立て順序や互に接続する継手
などの位置情報が印字される。そして印字の完了した木
材３は第１加工セル１₁ ないし第４加工セル１₄ の何れ
かへ送られる。すなわち、加工する木材３の加工個所が
第１ないし第４加工セル１₁ 〜１₄ に設けられたプレカ
ット加工機６の１台でしか加工できない場合は、その木
材３はそのプレカット加工機６の設けられた第１ないし
第４加工セル１₁ 〜１₄ へ送ってまずその個所を加工
し、次に複数台のプレカット加工機６で加工が可能な個
所を加工するに当って、各プレカット加工機６の負荷が
平準化するように木材６が振分けられる。各加工セル１
₁ 〜１₄ に振分けられた木材３は各加工セル１₁ 〜１₄
に設けられたプレカット加工機６により所定の加工が施
される。各加工セル１₁ 〜１₄ における加工は木材３の
上端を基準に行われるが、木端や下端を加工するため木
材３を反転する必要がある場合は、各加工セル１₁ 〜１
₄ に設けられた搬送手段５の移載手段５ａへ一旦木材３
を戻して、図示しない反転機構により反転した後再び搬
送手段５ｂ上に移載して加工を行う。

【００２５】また加工個所が少なく、第１加工セル１₁
と第２加工セル１₂ で全ての加工個所の加工が完了する
木材３や、特殊な加工形状が含まれていて、第４加工セ
ル１₄ を経ても未加工個所が残る木材３は、第１加工セ
ル１₁ 及び第２加工セル１₂で加工が完了したら、第２
加工セル１₂ の近傍に設置された木材搬出手段１１によ
り加工ラインＢより搬出され、製品ストッカ１１ａ上に
並べられて載置される。第１加工セル１₁ ないし第４加
工セル１₄ を経て全ての個所の加工が完了した木材３
は、下流側に設置された木材搬出手段１１へ搬出され
て、木材搬出手段１１の製品ストッカ１１ａ上に並べた
状態で載置される。

【００２６】なお主として柱などの木材３は一般的に加
工個所が少なく、かつ木口のみにホゾやアリ、鎌などの
継手を加工することが多いことから、第１加工セル１₁
にタレット型のプレカット加工機６を設置して、加工ラ
インＢの途中から木材３を搬出する場合でも、タレット
型プレカット加工機６により木口の継手加工などが能率
よく行えるようにしている。

【００２７】以上は複数の加工セル１₁ 〜１₄ をシリア
ルに配列した場合の第１実施例であるが、図７に示す第
２実施例のように加工ラインＢを第１加工セル１₁ から
第３加工セル１₃ で構成してもよく、また図８に示す第
３実施例のように各加工セル１₁ 〜１₄ をパラレルに配
列したり、図９に示す第４実施例のようにシリアルとパ
ラレルを組合せた混合ラインで加工ラインＢを構成する
ようにしてもよい。何れの場合も木材供給手段２により
加工ラインＢ上に搬入された木材３を切断手段５で切断
した後に、予め印字手段７により位置情報などを印字す
ることから、加工ラインＢの途中に木材搬出手段１１を
設置することにより、加工ラインＢの途中より加工の完
了した木材３を搬出することできるようになる。また上
記実施例では何れも木材３を切断した後に印字を施すよ
うにしたが、木材３の切断個所は予め加工データにより
決められているため、切断前に印字するようにしても勿
論よい。また印字個所はプレカット加工しても切除され
ない部分に施すことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例になるプレカット木材加
工装置のブロック図である。

【図２】この発明の第１実施例になるプレカット木材加
工装置の具体的な構成図である。

【図３】（イ）ないし（ホ）はこの発明の第１実施例に
なるプレカット木材加工装置に設けられたプレカット加
工機の説明図である。

【図４】この発明の第１実施例になるプレカット木材加
工装置に設けられたプレカット加工機の概略的な構成を
示す斜視図である。

【図５】（イ）ないし（ニ）はこの発明の第１実施例に
なるプレカット木材加工装置に設けられたプレカット加
工機に使用される工具の説明図である。

【図６】この発明の第１実施例になるプレカット木材加
工装置の作用説明図である。

【図７】この発明の第２実施例になるプレカット木材加
工装置の構成図である。

【図８】この発明の第３実施例になるプレカット木材加
工装置のブロック図である。

【図９】この発明の第４実施例になるプレカット木材加
工装置のブロック図である。

【符号の説明】

１₁ 〜１₄ …加工セル ２…木材供給手段 ３…木材 ４…切断手段 ５…木材搬送手段 ６…プレカット加工機 ７…印字手段 １１…木材搬出手段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工ラインＢの上流側に設置され、かつ
   加工すべき木材３を加工ラインＢへ供給する木材供給手
   段２と、上記木材供給手段２により加工ラインＢへ供給
   された木材３を所定の寸法に切断する切断手段４と、上
   記切断手段４の前側または後側に設けられ、かつ木材３
   の木口や加工個所の近傍に組立て順序や継手の位置情報
   などを印字する印字手段７と、上記加工ラインＢ上に設
   けられ、かつ木材搬送手段５と、該木材搬送手段５によ
   り搬送位置決めされた木材３をプレカット加工するプレ
   カット加工機６とよりなる複数の加工セル１₁ 〜１
   ₄ と、加工ラインＢの下流側に設けられ、加工の完了し
   た木材３を加工ラインＢより搬出する木材搬出手段１１
   とを具備したことを特徴とするプレカット木材の加工装
   置。
2. 【請求項２】 加工ラインＢの途中に、加工の完了した
   木材３を搬出する木材搬出手段１１を設けてなる請求項
   １記載のプレカット木材の加工装置。