JPH1165630A - 自動板取り装置 - Google Patents

自動板取り装置

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JPH1165630A
JPH1165630A JP21643797A JP21643797A JPH1165630A JP H1165630 A JPH1165630 A JP H1165630A JP 21643797 A JP21643797 A JP 21643797A JP 21643797 A JP21643797 A JP 21643797A JP H1165630 A JPH1165630 A JP H1165630A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 歩留りを向上させる部品配置を可能とし、ま
た機械の板送りストローク内への部品配置も保証する。 【解決手段】 板材W上のワークホルダ9の位置および
形状を登録する手段3を設ける。この手段3に登録され
たワークホルダ9の位置および形状を条件に含めて板材
Wに各部品wの配置を定める部品配置手段6を設ける。
ワークホルダ9による板材Wの把持位置を変更する場合
に、板材把持位置毎に板材Wの加工領域R1〜R3を設
定する加工領域設定手段5を設ける。部品配置手段6
は、加工領域R1〜R3毎にワークホルダ9の位置およ
び形状を条件に含めて部品配置を定めるものとする。

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、レーザ加工機や
パンチプレス機等の板材加工機における加工プログラム
の自動プログラミング過程などに応用される自動板取り
装置に関する。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】定寸の素
材板材から複数の部品を切り抜く場合、板材の無駄が少
なくなるように、部品の配置をできるだけ詰めて定める
板取り、いわゆるネスティングがなされる。この板取り
は、従来より自動的になされている。しかし、従来の自
動板取り装置は、単に歩留り向上を目的とした部品配置
のみに終始しており、機械の加工上の制限を十分に考慮
せずに自動配置するものであるため、却って、満足でき
る歩留りが得られないものとなっている。
【0003】例えば、レーザ加工やパンチ加工による場
合、一般に図4に示すように、板材Wはワークホルダ5
0により縁部を把持してワークテーブル(図示せず)上
での送りを行う。この把持部分には部品wを配置するこ
とができない。そのため、従来は、部品配置の処理を容
易にするために、ワークホルダ50による把持部分だけ
でなく、この把持部分を含む板材Wの一辺の所定幅部分
Dの全体を、部品配置の禁止領域とし、残りの矩形部分
Cに部品配置を行うようにしている。したがって、部品
wが配置されない部分が多くなってしまい、満足できる
歩留りを得ることができない。
【0004】また、板材加工において、素材となる板材
Wの横幅が機械の横送り可能なストロークに対して長い
場合、板材Wを途中まで加工した後、同図に鎖線で示す
ようにワークホルダ50で板材Wを把持する位置を変更
し、後の加工を続けることが行われている。この把持位
置の変更により、加工可能な領域が同図にQ1〜Q3で
示すように変わり、短い送りストロークの板材加工機で
あっても、長尺の板材Wの全体に加工を行うことができ
る。しかし、従来の自動板取装置は、このようなワーク
ホルダ50による把持位置の変更を考慮せずに、素材と
なる板材Wの全体に各部品wの配置を定めるものとして
いる。そのため、板取結果となる部品配置情報をNCデ
ータとして直接に利用しようとした場合に、不必要にワ
ークホルダ50の把持位置変更動作が増えることがあ
る。これを防止するために、自動板取りする部品の最大
寸法を制限することも行われているが、その場合、大き
な寸法の部品の板取りを自動的に行えず、板取り処理に
手間がかかる。また、単に部品寸法を制限しても、例え
ば同図の右側の部品waを加工する場合に、加工領域Q
1に対応するワークホルダWの把持位置で加工を始める
と、一つの部品waの加工の途中で把持位置変更を行う
ことが必要になる。レーザ加工の場合、このような一つ
の部品waの途中での把持位置変更は、加工品質の大き
な低下を招くため、極力避ける必要がある。そのため、
自動板取りした部品配置情報を、NCデータへの変換に
際して、大幅に修正,変更することが必要な場合があ
る。
【0005】この発明は、このような課題を解消するも
のであり、ワークホルダを用いて加工を行う板材に対し
て、歩留りを向上させることのできる自動板取り装置を
提供することを目的とする。この発明の他の目的は、板
材の把持位置変更を行う場合に、一つの部品の加工途中
で把持位置変更が生じることが防止でき、かつ把持位置
変更の前にワークホルダで板材を把持していた箇所にも
部品の配置が可能で、より一層の歩留りの向上が図れる
ようにすることである。この発明のさらに他の目的は、
板材の把持位置変更を行う加工につき、ワークホルダに
よる板材の確実な把持を可能としながら、歩留りの一層
の向上が図れるようにすることである。
【0006】
【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。この自動板取り装置
は、ワークホルダ(9)により把持される板材(W)に
切断加工される部品(w)を配置する自動板取り装置で
あって、前記板材(W)上のワークホルダ(9)の位置
および形状を登録するワークホルダ登録手段(3)と、
この手段(3)に登録されたワークホルダ(9)の位置
および形状を条件に含めて所定の規則((8)で板材
(W)に各部品(w)の配置を定める部品配置手段
(6)とを備えたものである。この構成によると、部品
配置に際して、まず最初に、ワークホルダ(9)の位置
および形状を板材(W)に対して配置する。この後、部
品配置手段(6)により、板材(W)に各部品(w)を
所定の規則(8)に従って配置していく。この所定の規
則(8)は、歩留りを最小とする条件などである。この
歩留り最小等の条件に従うように部品配置を行うにつ
き、ワークホルダ(9)の把持箇所は、例えば配置の定
まった部品の一つとして板材配置手段(6)に認識させ
るようにしても良い。このように、ワークホルダ(9)
の位置および形状を、部品配置につき条件の一つとして
考慮し、ワークホルダ(9)による把持位置に干渉しな
いように部品配置を行うことにより、例えば、板材
(W)の一辺に沿った所定幅部分の全体を部品配置の禁
止範囲とするような、余分な範囲まで部品配置を禁止範
囲とすることが不要となり、歩留りを向上させることが
できる。
【0007】上記構成において、ワークホルダ(9)に
よる板材(W)の把持位置を変更する場合に、板材把持
位置毎に板材(W)の加工領域(R1)〜(R3)を設
定する加工領域設定手段(5)を設け、前記部品配置手
段(6)は、前記加工領域(R1)〜(R3)毎にワー
クホルダ(9)の位置および形状を条件に含めて所定の
規則(8)で板材(W)に各部品(w)の配置を定める
ものとしても良い。このように、加工領域(R1)〜
(R3)毎に各部品(w)の配置を定めるようにした場
合、把持位置の変更の前にワークホルダ(9)で板材
(W)を把持していた箇所にも部品(w)を配置するこ
とができる。そのため、より一層の歩留り向上が図れ
る。また、各加工領域(R1)〜(R3)毎に部品配置
を行うため、異なる加工領域(R1)〜(R3)に渡っ
て一つの部品(w)の加工が行われるような部品配置と
なることが防止される。したがって、切断線の継ぎ目に
よる加工品質,加工精度の低下が防止される。
【0008】また、この構成において、加工領域(R
1)〜(R3)毎に各部品(w)の配置を定める所定の
規則(8)として、異なる加工領域(R1)〜(R3)
となるときのワークホルダ(9)の把持位置に干渉する
箇所に部品(w5 ),(w6 )を配置するにつき、ワー
クホルダ(9)で板材(W)の把持が行える所定の把持
部(a)を残して部品(w)の配置を行う条件を含むも
のとしても良い。このように、ワークホルダ(9)の把
持位置に干渉する箇所に部品(w5 ),(w6 )を配置
するにつき、ワークホルダ(9)で板材(w)の把持が
行える所定の把持部(a)を残すことにより、把持位置
に部品配置を可能として歩留りの向上を図りながら、把
持位置変更後にその部品配置された把持位置をワークホ
ルダ(9)で把持して板材(W)を無理なく把持し、板
材送りを行うことができる。
【0009】
【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図1ない
し図3と共に説明する。図3は、この自動板取り装置を
含む自動プログラミング装置のハードウェア構成を示す
ブロック図である。コンピュータ11に、固定ディスク
装置12およびフロッピィーディスク装置13等の記憶
手段と、キーボード,マウス等の入力手段14と、ディ
スプレイ15,グラフィックプリンタ16等の出力手段
が接続してある。コンピュータ11は、中央演算処理装
置の他に、内部記憶装置を含むものであり、この内部記
憶装置または固定ディスク装置12に、自動プログラミ
ング装置および自動板取り装置を構成するプログラムお
よびデータが記憶されている。自動プログラミング装置
は、レーザ加工機またはパンチプレス機等の板材加工機
のNCプログラムからなる加工プログラムを自動生成す
る装置であり、その一部の機能として、あるいは独立し
たものとして、この自動板取り装置が構成される。
【0010】この自動板取り装置は、図1(B)に示す
ように、長方形の素材となる板材Wに対して、切り抜き
加工する複数の部品wの配置を決定する装置であり、そ
の概念構成のブロック図を図1(B)に示す。同図に示
すように、この自動板取り装置は、板材Wの形状および
大きさを記憶する素材情報記憶手段1と、複数の部品w
のそれぞれの形状および大きさを記憶する部品形状記憶
手段2と、部品配置手段6とを備え、この他にワークホ
ルダ情報記憶手段3と、持ち替え動作有無判定手段4
と、加工領域設定手段5と、板取結果情報記憶手段7と
を備える。素材情報記憶手段1および部品情報記憶手段
2は、それぞれ板材Wおよび部品wの品番等の識別情報
と共に、前記形状および大きさを記憶する。
【0011】ワークホルダ情報登録手段3は、板材W上
のワークホルダ9の位置および形状を所定の記憶手段に
登録する手段であり、詳しくは板材8のワークホルダ9
で把持される範囲の位置およびその外周形状を登録す
る。この場合に、ワークホルダ9で把持される範囲より
も加工不可領域を加えた若干広い範囲を登録するように
しても良い。ワークホルダ9による板材Wの把持位置を
変更する場合は、その各変更する位置のワークホルダ9
の位置および形状を、区別して登録する。ワークホルダ
9は、板材加工機において、テーブル(図示せず)上の
板材Wの縁部を把持し、その移動によってテーブル上で
板材送りをするものであり、通常、複数個(2〜4個程
度)が同じ移動体(図示せず)に取付けられている。
【0012】持ち替え動作有無判定手段4は、機械の予
め登録された板材送りストロークと比較して、素材情報
記憶手段1に記憶された板材Wの長さが長い場合に、そ
の板材Wに対してワークホルダ9による板材Wの把持位
置の変更を行うと判定する手段である。加工領域設定手
段5は、持ち替え動作有無判定手段4により持ち替え有
りと判定された場合に、機械の予め登録された板材送り
ストロークに対応して、板材W上のワークホルダ9の各
把持位置に対応する加工領域R1〜R3を設定する手段
である。この加工領域R1〜R3は、板材をその長さ方
向に分割した範囲とされる。
【0013】部品配置手段6は、所定の規則8に従って
板材Wに各部品wを配置する手段である。この所定規則
8は、次の歩留り条件と、加工領域対応条件と、把持部
残存条件とを全て充足することであり、各条件の処理部
8a〜8c(図2)で定められる。また、部品配置手段
6は、配置した各部品wがどの加工領域に対して配置し
たものであるかを区別する加工領域情報を各部品wの位
置情報に付与する領域情報付与手段10を備える。
【0014】歩留り条件処理部8a(図2)は、板材W
上に各部品wを所定の選択基準で選んで仮に配置し、そ
の配置時の歩留りを演算し、最も歩留りが良い状態の部
品配置を判定する手段である。この歩留り条件処理部8
aにおいて、板材W上のワークホルダ9の位置および形
状は、各部品wよりも先に配置が固定されたものとする
他は、各部品wと同様に扱われる。加工領域対応処理部
8bは、歩留り条件処理部8aで部品配置する板材領域
として、持ち替え動作に対応する加工領域R1〜R3を
対象とし、各加工領域R1〜R3ごとにワークホルダ9
の位置および形状を条件に含めて演算させる手段であ
る。把持部残存条件処理部8cは、歩留り条件処理部8
aにより、異なる加工領域R1〜R3のワークホルダ9
の把持位置に干渉する箇所に部品wを配置する場合に、
ワークホルダ9で板材wの把持が行える所定の把持部a
を残せるように配置させ、残せない場合は配置不可とす
る手段である。この把持部aは、面積値で設定しても良
く、また横幅,縦幅,両者の所定関係範囲等で定めるよ
うにしても良い。
【0015】板取結果情報記憶手段7は、部品載置手段
6で定められた各部品wの位置情報を加工領域R1〜R
3の情報と共に記憶する手段であり、部品識別情報、部
品形状情報、部品位置情報、および加工領域情報が対応
して記憶される。
【0016】上記構成による部品配置方法を説明する。
部材配置手段6は、素材情報記憶手段1に記憶された板
材Wに対して、部品情報記憶手段2に記憶された各部品
wの配置を、所定規則8に従って行う。このとき、ワー
クホルダ9による把持位置変更を行わない場合は、まず
ワークホルダ情報登録手段3に登録されたワークホルダ
9の位置および形状を板材Wに設定し、板材Wの残り部
分に対して各部品wの配置を定める。
【0017】ワークホルダ9による把持位置変更を行う
場合、つまり持ち替え動作有無判定手段4で持ち替え有
りと判定された場合は、加工領域設定手段5により、ワ
ークホルダ9の各把持位置に対応した加工領域R1〜R
3を設定する。部品配置手段6は、この加工領域R1〜
R3毎にワークホルダ9の位置および形状を定め、その
加工領域R1〜R3の残り部分に部品wを配置する。配
置の決定された部品wについては、どの加工領域R1〜
R3に対して配置されたかを区別する加工領域情報を位
置情報に付与する。加工領域R1〜R3は、大部分は互
いに重なり、各部品wは、いずれの加工領域にも属する
場合があるが、各部品wに付与する加工位置情報は、部
品配置に際してどの加工領域R1〜R3に対して配置し
たかの区別情報とする。なお、加工領域R1……をいく
つ設定するかは、部品配置が完了した時点の加工領域数
で定まる。
【0018】このように、各加工領域R1〜R3毎に部
品配置を行うため、異なる加工領域に渡って一つの部品
wの加工が行われることが防止される。したがって、切
断線の継ぎ目による加工品質,加工精度の低下が防止さ
れる。また、各加工領域R1〜R3毎に部品配置を行う
ことから、板材Wのワークホルダ9で把持される位置に
対しても、部品配置が行える。例えば、加工領域R1と
なるときのワークホルダ9の位置(図1(B)に実線で
示す位置)に対しても、加工領域R3で部品加工すると
きは、同図に鎖線で示すように部品w5,w6を配置す
ることができ、このように配置しても加工時にワークホ
ルダ9で支障なく把持できる。このため、歩留りの高い
加工が行える。しかも、配置された各部品wに対して加
工領域情報が付与されているため、NCデータの作成に
際して、簡単で、完全な自動処理で持ち替え回数を少な
くし、高効率の加工が行えるようにできる。
【0019】ただし、各加工領域R1〜R3におけるワ
ークホルダ9の把持位置に対しては、異なる加工領域R
1〜R3に対して部品配置するときも、部品配置に一定
の制限がなされる。すなわち、その異なる領域R1〜R
3となるように、ワークホルダ9で板材Wを把持すると
きに、板材送りの支障なく把持が行える程度の把持部a
が残るように部品配置を把持部残存条件処理部8cで制
限する。これにより、把持位置変更後も無理なくワーク
ホルダ9による板材送りが行える。なお、加工領域R1
〜R3を複数設定する場合に、その加工領域R1〜R3
の変更順が定めらる場合は、把持部aの考慮を緩和でき
る。すなわち、いま部品配置を行う加工領域R1〜R3
よりも先に部品配置を定めた加工領域R1〜R3におけ
るワークホルダ位置に対しては、後にその位置で把持す
ることがないため、把持部aを残すことが不要となる。
ただし、加工完了後に元の把持位置に戻して板材Wの搬
出を行うような場合は、最初の加工領域R1〜R3にお
けるワークホルダ9の把持位置に対して、別の加工領域
R1〜R3の部品配置を行うときも、前記の把持部aを
残すようにする。これらの把持部aの考慮の有無を場合
により異ならせる処理は、把持部残存条件処理部8cで
適宜定める。
【0020】なお、加工領域R1〜R3毎に部品wの配
置を行うにつき、どのような条件でどの加工領域R1〜
R3に部品配置を行うかは、部品配置手段6の所定規則
として適宜設定しておく。例えば、板材寸法が同図のよ
うに短い場合、すなわち板材Wの横幅寸法が機械の横幅
方向の所定寸法に対して短い場合は、次のように部品配
置を行う。まず、第1の加工領域R1で部品配置を行
い、この配置過程において加工領域R1に配置できない
部品が生じた場合に、別の加工領域R3に部品配置を行
う。全ての部品配置が終われば、その板材Wについての
部品配置(ネスティング)を終了する。配置過程におい
て、前記の別の加工領域R3でも配置できない部品が生
じた場合、さらに別の加工領域R2を設定して部品配置
を行う。なお、第1の加工領域R1は、板材Wの基準辺
(図の左辺)から所定の長さの範囲、第3の加工領域R
3は基準辺と反対の辺から所定の長さ範囲、第2の加工
領域R2は、その中間の範囲である。実際の加工順序
は、基準辺に近い加工領域R1,R2,R3の順であ
る。
【0021】板材寸法が長い場合、すなわち板材Wの横
幅寸法が機械の横幅方向の所定寸法に対して長い場合
は、次のように部品配置を行う。まず、第1の加工領域
R1で部品配置を行い、部品配置過程において加工領域
R1に配置できない部品が生じた場合は、第2の加工領
域R2を設定して部品配置を行う。全ての部品配置が終
われば、その板材Wについての部品配置を終了する。配
置過程において、第2の加工領域でも配置できない部品
が生じた場合は、第3の加工領域R3を設定して部品配
置を行う。このようにして、必要なだけ、加工領域の設
定と部品配置を繰り返す。複数の一般の加工領域で部品
配置ができない場合は、微小変更の加工領域の設定を行
い、部品配置を行う。この微小変更の加工領域とは、任
意の加工領域を略ワークホルダ9の把持領域分だけずら
せた加工領域のことである。なお、隣の通常の加工領域
まではずれない範囲のずれ量とする。例えば、第1の加
工領域R1をワークホルダ9の把持領域分として200
mm(加工領域R2まではずれない)だけずらせた加工領
域とする。第1の加工領域R1をマイナス方向に200
mmずらせた範囲に設定しても良い。第2,第3の加工領
域R2,R3にも前記と同様に微小変更の加工領域の設
定が適用できる。板材寸法が長い場合において、前記の
順に部品配置を行った場合でも、実際の加工順序は、第
1,第2,第3の加工領域R1,R2,R3の順序とな
る。微小変更の加工領域が設定されている場合は、一般
の個々の加工領域の加工に続けて、その一般加工領域に
対する微小変更の加工領域の加工を行う。例えば、R
1,R1+200,R2,R3の順となる。なお、前記
いずれの板材寸法の場合にも、部品配置を行うにき、そ
の優先度は、基準辺から逆の順の加工領域を優先度大と
してもよい(例えばR3,R2,R1の順)。これは、
実際の加工時にはR1,R2,R3となるから、持ち替
え動作時に必要となる板押さえ部分が第1の加工領域R
1側に多く残り、板押さえ位置の自由度があり有利とな
る。
【0022】このように、この自動板取り装置による
と、配置部品はワークホルダ位置の回避、加工可能な板
材送り範囲が自動で保証されており、自動板取り結果を
NCプログラムに変換する場合の修正論理が単純で済
む。また、部品寸法の制限に対しても、自動命令分割の
行い難いレーザ加工でも、横送りストロークの最大値が
保証できる。
【0023】
【発明の効果】この発明の自動板取り装置は、板材上の
ワークホルダの位置および形状を登録するワークホルダ
登録手段と、この手段に登録されたワークホルダの位置
および形状を条件に含めて所定の規則で前記板材に各部
品の配置を定める部品配置手段とを備えたものであるた
め、ワークホルダを用いて加工を行う板材に対して、歩
留りを向上させることができる。また、ワークホルダに
よる板材の把持位置を変更する場合に、板材把持位置毎
に板材の加工領域を設定する加工領域設定手段を設け、
前記部品配置手段は、前記加工領域毎にワークホルダの
位置および形状を条件に含めて所定の規則で前記板材に
各部品の配置を定めるものとしたときは、一つの部品の
加工途中で把持位置変更が生じることが防止でき、かつ
把持位置変更の前にワークホルダで板材を把持している
位置にも部品の配置が可能で、より一層の歩留りの向上
が図れる。さらに、加工領域毎に各部品の配置を定める
所定の規則として、異なる加工領域で加工を行うときの
ワークホルダに干渉する箇所に部品を配置するにつき、
ワークホルダで板材の把持が行える所定の把持部を残し
て部品の配置を行う条件を含むものとした場合は、把持
位置に部品配置を可能として歩留りの向上を図りなが
ら、把持位置変更後にその部品配置された把持位置をワ
ークホルダで把持して板材を無理なく把持し、板材送り
を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)はこの発明の一実施形態にかかる自動板
取り装置の概念構成を示すブロック図、(B)はその素
材,部品,ワークホルダの関係を示す平面図である。
【図2】同自動板取り装置の部品配置手段の構成を示す
ブロック図である。
【図3】同自動板取り装置を含む自動プログラミング装
置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図4】従来の自動板取り装置による板取り方法を示す
説明図である。
【符号の説明】
1…素材情報記憶手段 2…部品情報記憶手段 3…ワークホルダ情報登録手段 4…持ち替え動作有無判定手段 5…加工領域設定手段 6…部品配置手段 8…所定規則 9…ワークホルダ R1〜R3…加工領域 W…板材 w…部品

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ワークホルダにより把持される板材に切
    断加工される部品を配置する自動板取り装置であって、
    前記板材上のワークホルダの位置および形状を登録する
    ワークホルダ登録手段と、この手段に登録されたワーク
    ホルダの位置および形状を条件に含めて所定の規則で前
    記板材に各部品の配置を定める部品配置手段とを備えた
    自動板取り装置。
  2. 【請求項2】 ワークホルダによる板材の把持位置を変
    更する場合に、板材把持位置毎に板材の加工領域を設定
    する加工領域設定手段を設け、前記部品配置手段は、前
    記加工領域毎にワークホルダの位置および形状を条件に
    含めて所定の規則で前記板材に各部品の配置を定めるも
    のとした請求項1記載の自動板取り装置。
  3. 【請求項3】 加工領域毎に各部品の配置を定める所定
    の規則として、異なる加工領域となるときのワークホル
    ダの把持位置に干渉する箇所に部品を配置するにつき、
    ワークホルダで板材の把持が行える所定の把持部を残し
    て部品の配置を行う条件を含むものとした請求項2記載
    の自動板取り装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007283367A (ja) * 2006-04-18 2007-11-01 Murata Mach Ltd 板材生産制御装置
JP2008123275A (ja) * 2006-11-13 2008-05-29 Sumitomo Electric Ind Ltd ネスティング装置とネスティング方法
JP2009282802A (ja) * 2008-05-23 2009-12-03 Murata Mach Ltd ネスティング装置および板材加工方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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