(57)【要約】【課題】板材に対する組符号等の情報の記録と板材からの目的部材（前記ダクト構成部材等）の切り出し（裁断）とに要する時間を短縮できること。【解決手段】板材１の表面に情報を記録するプリンタ６０と，プリンタ６０を保持して板材１上を走行する走行装置３０と，走行装置３０の位置を検出する装置と，加工部２を目的部材を切り出す経路に沿って移動させつつ板材１を裁断する処理と並行して，板材１へ記録する情報の記録位置へ至る走行装置３０の走行予定経路に沿って走行装置３０を移動させてプリンタ６０によりその情報の記録する処理を実行させる。また，走行装置３０と加工部２との接触を回避するよう，走行装置３０の走行や裁断の一時中断或いは経路変更を行う。【選択図】図１
2008207197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象である板材に対し，予め取得される形状情報に基づいて前記板材を切る加工部を前記形状情報に対応する形状に沿って移動させることにより，前記板材から所望の形状の目的部材を切り出す板材裁断装置であって，
前記板材の表面に情報を記録する情報記録手段と，
前記情報記録手段を保持して前記板材上を走行するものであってそのステア角の調節手段を備えた走行装置と，
前記板材上における前記走行装置の位置を検出する走行位置検出手段と，
前記走行位置検出手段による検出位置と予め設定される情報であって前記板材の表面に記録されるべき記録対象情報の記録位置の情報とに基づいて，該記録位置の情報に対応する位置へ至る前記走行装置の走行予定経路を設定する走行装置走行予定経路設定手段と，
前記形状情報に基づいて該形状情報に対応する形状に沿う前記加工部の移動予定経路を設定する加工部移動予定経路設定手段と，
前記走行装置のステア角，進行及び停止を制御することにより前記走行装置の走行予定経路に沿って前記走行装置を走行させる走行装置制御手段と，
前記走行装置制御手段による制御によって前記走行装置が前記記録対象情報の記録位置に到達した状態において，前記情報記録手段を制御することによって前記記録対象情報を前記板材の表面に記録させる情報記録制御手段と，
前記走行装置の走行又は前記記録対象情報の記録と並行して，前記加工部を移動させる手段を制御することにより前記加工部の移動予定経路に沿って前記加工部を移動させる加工部移動制御手段と，
を具備してなることを特徴とする板材裁断装置。
【請求項２】
前記走行装置の走行予定経路及び前記走行位置検出手段による検出位置の一方若しくは両方と前記加工部の移動予定経路とに基づいて前記走行装置と前記加工部とが所定範囲内で近接する近接状態になり得るか否かを判別する近接判別手段と，
前記近接判別手段により前記近接状態になり得ると判別された場合に，前記走行装置制御手段による制御又は前記加工部移動制御手段による制御の少なくとも一方を一時中断又は修正させることにより前記近接状態となることを回避させる近接回避制御手段と，
を具備してなる請求項１に記載の板材裁断装置。
【請求項３】
前記加工部が，前記板材を溶断するプラズマ又はレーザ光を前記板材に対して出射するものである請求項１又は２のいずれかに記載の板材裁断装置。
【請求項４】
前記情報記録手段がインク噴射方式のプリンタである請求項１〜３のいずれかに記載の板材裁断装置。
【請求項５】
前記走行装置が四輪ステアリング機構によりステア角を調節する四輪車である請求項１〜４のいずれかに記載の板材裁断装置。
【請求項６】
前記走行位置検出手段が，無線信号により前記走行装置の位置を検出するものである請求項１〜５のいずれかに記載の板材裁断装置。
【請求項７】
前記走行装置に対して制御情報を無線信号により送信する制御情報無線送信手段と，
前記走行装置に保持されて前記制御情報無線送信手段により送信される無線信号を受信する制御情報無線受信手段と，を具備し，
前記走行装置制御手段及び前記情報記録制御手段が，前記制御情報無線送信手段及び前記制御情報無線受信手段を通じて前記走行装置及び前記情報記録手段を制御するものである請求項１〜６のいずれかに記載の板材裁断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，プラズマやレーザ等の加工手段を用いて板材から所望の形状の目的部材を切り出す板材裁断装置に関し，詳しくは，板材に対する組符号の記録と加工手段による板材の加工とを並行して実行できる板材裁断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空調用，換気用などに用いられるダクトは，金属製の薄板材から必要に応じた形状で切り出された部材が，溶接やかしめなどによってつなぎ合わせられることにより組み立てられる。このようなダクトは，家屋，ビル，乗り物（船舶，自動車，電車等）など，幅広く用いられている。また，ダクトのみならず，船体を形作る構造物，車両の構造物なども，金属製の板材から切り出される部材を組み立てることにより構成される。
一般に，母材となる板材からダクトを構成する各部材（以下，ダクト構成部材という）やその他の構造物を構成する部材を自動的に切り出すために，レーザやプラズマ等の加工手段（切断手段といってもよい）を用いる板材裁断装置が用いられる。以下，母材となる板材から切り出される部材のことを目的部材と称する。
前記板材裁断装置は，例えば数メートル×数メートル程度の板材が載置されるワークテーブルと，板材を溶断するプラズマやレーザ等を板材に対して（下方に）出射する部分である加工部（プラズマトーチやレーザ光の出射部など）と，その加工部を少なくとも前記ワークテーブルの上面に平行な二次元方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）に移動させる移動装置と，その移動装置を制御する制御装置とを備えている。前記移動装置は，通常，前記加工部を前記ワークテーブルに対して離接させる方向（Ｚ軸方向）に移動（昇降）させる昇降装置と，その昇降装置を支持するヘッド部を二次元方向に移動させるＸ−Ｙ移動装置とを備えている。
そして，前記制御装置が，前記移動装置を制御することにより，プラズマやレーザ光を出射する前記加工部を前記目的部材の形状（輪郭）に沿って移動させ，これによって板材から前記目的部材が切り出される。
また，前記移動装置は，前記加工部に加えて組符号記録用のペンも支持しており，そのペンを移動させるプロッタとしても機能する。そして，従来の板材裁断装置は，前記加工部による前記目的部材の切り出しの前に，前記制御装置が，ワークテーブル上に板材が載置された状態で前記移動装置によって前記ペンを移動させることにより，そのペンによって板材の表面に組符号を記録する。ここで，組符号は，前記ダクト構成部材等の目的部材の識別情報（一般に相番という）及び前記目的部材相互のつながり（上下左右その他のつながり）を表すつながり情報とを含む情報である。
以上に示したような板材裁断装置の一例（金属部材の切り出し装置又はダクト材切断装置）が，例えば特許文献１や特許文献２等に示されている。
なお，本明細書において，板材に対する情報の記録とは，その情報を表す像を記録する（画像を形成する）ことを意味する。
【特許文献１】特開平６−３２０４９５号公報
【特許文献２】特開２００５−２４６３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら，従来の板材裁断装置は，ワークテーブル上の板材に対し，組符号の記録と前記目的部材（前記ダクト構成部材等）の切り出しとを別々に時間を変えて実行するため，それらの処理に長い時間を要するという問題点があった。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，板材に対する組符号等の情報の記録と板材からの目的部材（前記ダクト構成部材等）の切り出し（裁断）とに要する時間を短縮できる板材裁断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために本発明は，加工対象である板材に対し，予め取得される形状情報に基づいて前記板材を切る加工部を前記形状情報に対応する形状に沿って移動させることにより，前記板材から所望の形状の目的部材を切り出す板材裁断装置であり，次の（１）〜（８）に示す各構成要素を備える。
（１）前記板材の表面に情報を記録する情報記録手段。
（２）前記情報記録手段を保持して前記板材上を走行するものであってそのステア角の調節手段を備えた走行装置。
（３）前記板材上における前記走行装置の位置を検出する走行位置検出手段。
（４）前記走行位置検出手段による検出位置と予め設定される情報であって前記板材の表面に記録されるべき記録対象情報の記録位置の情報とに基づいて，その記録位置の情報に対応する位置へ至る前記走行装置の走行予定経路を設定する走行装置走行予定経路設定手段。
（５）前記形状情報に基づいてその形状情報に対応する形状に沿う前記加工部の移動予定経路を設定する加工部移動予定経路設定手段。
（６）前記走行装置のステア角，進行及び停止を制御することにより前記走行装置の走行予定経路に沿って前記走行装置を走行させる走行装置制御手段。
（７）前記走行装置制御手段による制御によって前記走行装置が前記記録対象情報の記録位置に到達した状態において，前記情報記録手段を制御することによって前記記録対象情報を前記板材の表面に記録させる情報記録制御手段。
（８）前記走行装置の走行又は前記記録対象情報の記録と並行して，前記加工部を移動させる手段を制御することにより前記加工部の移動予定経路に沿って前記加工部を移動させる加工部移動制御手段。
【０００５】
以上に示した本発明に係る板材裁断装置は，前記板材に対する前記記録対象情報（前記組符号がその典型例である）の記録と，前記板材からの前記目的部材（前記ダクト構成部材等）の切り出し（裁断）とを並行して実行できる。このため，前記記録対象情報の記録及び前記目的部材の切り出し（裁断）に要する総加工時間が，従来よりも大幅に短縮する。
また，本発明に係る板材裁断装置が，さらに次の（９）及び（１０）に示す構成要素を備えればなお好適である。
（９）前記走行装置の走行予定経路及び前記走行位置検出手段による検出位置の一方若しくは両方と前記加工部の移動予定経路とに基づいて前記走行装置と前記加工部とが所定範囲内で近接する近接状態になり得るか否かを判別する近接判別手段。なお，前記近接状態は，前記走行装置と前記加工部とが干渉（接触）する状態を含む。
（１０）前記近接判別手段により前記近接状態になり得ると判別された場合に，前記走行装置制御手段による制御又は前記加工部移動制御手段による制御の少なくとも一方を一時中断又は修正させることにより前記近接状態となることを回避させる近接回避制御手段。
これら（９）及び（１０）に示す構成要素をさらに備える板状裁断装置では，前記近接回避制御手段により，前記走行装置と前記加工部との干渉（接触）が確実に回避される。このため，例えば前記板材における複数の前記目的部材の位置（切り出し位置）が近接しており，ある目的部材の領域内に前記記録対象情報を記録中に，その隣の目的部材の切り出し処理を実行すると前記加工部と前記走行装置とが干渉するような場合でも問題なく処理が完結される。
【０００６】
また，本発明に係る板材裁断装置のより具体的な構成としては，以下のようなものが考えられる。
例えば，前記加工部が，前記板材を溶断するプラズマ又はレーザ光を前記板材に対して出射するものであることが考えられる。
また，前記情報記録手段がインク噴射方式のプリンタであれば，比較的小型の装置で高精細の情報記録を行うことができ好適である。
また，前記走行装置が，四輪ステアリング機構によりステア角を調節する四輪車であれば好適である。このような走行装置は，小回りがきくとともに，前記板材に対する車輪の滑りが少ないため，そのステア角と走行方向とのずれが少なく，精度の高い走行方向の制御が可能となる。
また，前記走行位置検出手段としては，例えば超音波や電磁波，赤外線等の無線信号により前記走行装置の位置を検出するものが考えられる。
また，本発明に係る板材裁断装置が，前記走行装置に対して制御情報を無線信号により送信する制御情報無線送信手段と，前記走行装置に保持されて前記制御情報無線送信手段により送信される無線信号を受信する制御情報無線受信手段とをさらに備えることが考えられる。この場合， 前記走行装置制御手段及び前記情報記録制御手段が，前記制御情報無線送信手段及び前記制御情報無線受信手段を通じて前記走行装置及び前記情報記録手段を制御する。
これにより，前記走行装置や前記情報記録手段の制御演算を行うための比較的演算能力の高いプロセッサ，即ち，消費電力が比較的大きなプロセッサを，前記走行装置に搭載せずに固定して配置することができる。その結果，前記走行装置の駆動用電力を低減でき，その駆動用電力が前記走行装置に搭載されたバッテリから供給される場合に，前記走行装置の動作時間を長くできる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る板材裁断装置は，板材に対する前記組符号などの記録対象情報の記録と，その板材からの目的する部材（前記ダクト構成部材等）の切り出し（裁断）とを並行して実行できる。このため，前記記録対象情報の記録及び部材の切り出し（裁断）に要する総加工時間が，従来よりも大幅に短縮する。
さらに，本発明に係る板材裁断装置が，前記近接判別手段及び前記近接回避制御手段を備える場合，前記走行装置と前記加工部との干渉（接触）が確実に回避され，前記板材における複数の前記目的部材の位置（切り出し位置）が近接しているような場合でも問題なく処理を完結させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施形態に係る板材裁断装置Ｘの概略平面図，図２は板材裁断装置Ｘが備えるヘッド部の正面図，図３は板材裁断装置Ｘが備えるメイン制御ユニット４の概略構成を表すブロック図，図４は板材裁断装置Ｘが備える走行装置３０の正面図及び平面図，図５は走行装置３０が備える制御部ユニット５０の概略構成を表すブロック図，図６は板材裁断装置Ｘによる板材裁断及び組符号記録の処理手順を表すフローチャートである。
【０００９】
本発明の実施形態に係る板材裁断装置Ｘは，加工対象である板材（その典型例は金属製の板材）に対し，予め取得される展開形状情報に基づいて，その板材を溶断する（切る）加工部を，前記展開形状情報に対応する形状に沿って移動させることにより，前記板材から所望の形状のダクト構成部材（前記目的部材の一例）を切り出す装置である。
まず，図１に示す概略平面図及び図２に示すヘッド部の正面図を参照しつつ，板材裁断装置Ｘの構成について説明する。
図１に示すように，板材裁断装置Ｘは，ワークテーブル１０，加工部２，ヘッド部３，Ｘ軸移動装置１１ｘ，Ｙ軸移動装置１１ｙ，Ｚ軸移動装置１１ｚ，３つの超音波送受信機５ａ〜５ｃ，メイン制御ユニット４及び走行装置３０等を備えている。
前記ワークテーブル１０は，目的部材１ａの切り出しの母材（加工対象）である板材１が水平に載置される台である。
前記加工部２は，板材１を溶断するプラズマを板材１に対して（下方に）出射するプラズマトーチである。
前記ヘッド部３は，前記加工部２及び前記Ｚ軸移動装置１１ｚを支持する支持部である。
【００１０】
前記Ｘ軸移動装置１１ｘは，前記Ｙ軸移動装置１１ｙを図１に向かって左右の方向（以下，Ｘ軸方向という）に直線的に移動させる装置である。また，前記Ｙ軸移動装置１１ｙは，前記ヘッド部３をＸ軸方向に直交するＹ軸方向（図１に向かって上下の方向）に直線的に移動させる装置である。これらＸ軸移動装置１１ｘ及びＹ軸移動装置１１ｙは，ステッピングモータ等により駆動する周知のＸ−Ｙプロッタと同様の構成を有している。
また，図２に示すように，前記ヘッド部３に保持された前記Ｚ軸移動装置１１ｚは，前記加工部２を保持するとともに，その加工部２をＸ軸方向及びＹ軸方向に直交するＺ軸方向（図２に向かって上下方向）に移動（昇降）させ，これによってワークテーブル１０上の板材１に対して前記加工部２を離接させる装置である。このＺ軸移動装置１１ｚは，例えばエアシリンダにより構成されている。
以下，Ｘ軸移動装置１１ｘ，Ｙ軸移動装置１１ｙ及びＺ軸移動装置１１ｚを総称して，加工部移動装置１１という。この加工部移動装置１１は，後述するように，予め取得される展開形状情報に基づいて，加工対象である板材１に対し，前記加工部２をその展開形状情報に対応する形状に沿って移動させる装置である。
そして，前記加工部移動装置１１が，前記加工部２を板材１に近接する高さに保持し，さらに，前記加工部２からプラズマが出射されている状態で，前記加工部２の水平面内における位置を移動させることにより，前記目的部材１ａの切り出し（裁断）が行われる。
【００１１】
また，図２に示すように，前記Ｚ軸移動装置１１ｚが，前記加工部２を少なくとも板材１から最も離れた位置に移動させた状態において，板材１と加工部２との間に前記走行装置３０の高さ以上の隙間（空間）が生じる。このように，板材１と加工部２との間に前記走行装置３０の高さ以上の隙間が生じるときの前記加工部２のＺ軸方向の位置のことを，以下，Ｚ軸退避位置という。また，板材１に近接して溶断を行う前記加工部２の位置のことを，以下，Ｚ軸加工位置という。
本実施形態において，前記加工部移動装置１１は，板材１を溶断するときにのみ前記加工部２を前記Ｚ軸加工位置に保持させ，その他のときは前記加工部２を前記Ｚ軸退避位置に保持する。
また，走行装置３０は，板材の表面に組符号（情報の一例）を記録するプリンタ６０（前記情報記録手段の一例）を保持して板材１上を走行する車両である。この走行装置３０は，車輪のステア角の調節機構（ステア角の調節手段）を備え，前記メイン制御ユニット４から出力される無線信号によるリモートコントロールによってその動きが制御される。
また，前記プリンタ６０は，板材１に対してインクを噴射することによって像を記録（印字）するインク噴射方式のプリンタである。
【００１２】
前記超音波送受信機５ａ〜５ｃは，それぞれ超音波信号（無線信号の一例）を出力する超音波送信部と，送信された超音波の反射波を受信する超音波受信部とを備えるものである。これら超音波送受信機５ａ〜５ｃは，それぞれ異なる位置に配置（固定）され，後述する位置検出回路４８によって制御される。
前記超音送受信機５ａ〜５ｃの超音波のカバーエリアは，前記ワークテーブル１０上における板材１が載置され得るＸ軸方向及びＹ軸方向の全範囲である。即ち，前記超音送受信機５ａ〜５ｃの超音波のカバーエリアは，前記ワークテーブル１０上における板材１が載置され得るＸ軸方向及びＹ軸方向の全範囲に対し，超音波を放射し，また，その全範囲のうちのいずれの位置で反射された超音波も受信可能である。
また，前記超音波送受信機５ａ〜５ｃそれぞれの前記超音波送信部は，前記Ｚ軸退避位置にある前記加工部２と板材１との隙間の領域（高さの範囲）において超音波を放射するための高さ方向のフォーカス機能を備えている。そのフォーカス機能の実現手段は，例えば周知の音響レンズ等である。これにより，前記超音波送受信機５ａ〜５ｃは，前記Ｚ軸退避位置にある前記加工部２に対しては超音波を照射せず，その反射波も検出しない。
【００１３】
次に，図３に示すブロック図を参照しつつ，前記メイン制御ユニット４の構成について説明する。
前記メイン制御ユニット４は，当該板材裁断装置Ｘの全体的な制御を行う計算機及びその計算機により制御される制御回路を備えている。
図３に示すように，前記メイン制御ユニット４は，メイン制御部４１，情報入力部４２，データ記憶部４３，無線通信部４４，信号入出力インターフェース４５，駆動部制御回路４６，プラズマ制御回路４７及び位置検出回路４８等を備えている。
前記メイン制御部４１は，ＭＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え，そのＭＰＵが，ＲＯＭや前記データ記憶部４３に予め記憶されて所定のプログラムを実行することによって各種演算及び制御を実行する演算手段である。
前記情報入力部４２は，キーボードやマウス等により構成され，ユーザによる操作に応じて情報を入力するものである。
前記データ記憶部４３は，例えばハードディスクドライブ等の読み書き可能な情報記憶手段である。
前記無線通信部４４は，例えばＩＥＥＥ規格の無線ＬＡＮプロトコル等の所定の無線通信プロトコルに準拠して無線通信を実行する通信機である。この無線通信部４４の通信相手は，前記走行装置３０に搭載された無線通信部５２（図５参照）である。即ち，無線通信部４４は，走行装置３０に対して制御情報を無線信号により送信する前記制御情報無線送信手段の一例である。
信号入出力インターフェース４５は，メイン制御部４１と各回路４６〜４８との間で信号伝送の中継を行うものである。なお，以上に示したメイン制御部４１，情報入力部４２，データ記憶部４３，無線通信部４４及び信号入出力インターフェース４５は，バスなどによって相互に接続され，全体として計算機を構成している。
前記駆動部制御回路４６は，前記メイン制御部４１からの制御指令に従って，前記加工部移動装置１１の駆動源であるステッピングモータやエアシリンダ等に対して制御信号を出力し，前記加工部２の移動及び停止を制御する回路である。
前記プラズマ制御回路４７は，前記メイン制御部４１からの制御指令に従って，プラズマトーチである前記加工部４７によるプラズマ出力を制御する回路である。
【００１４】
前記位置検出回路４８は，前記超音波送受信機５ａ〜５ｃを制御することにより，板材１上に存在する物体の位置を検出し，その検出結果を前記メイン制御部４１に伝送するものである。また，前記メイン制御部４１は，前記位置検出回路４８の検出結果に基づいて，前記走行装置３０の位置を特定する。
以下，前記位置検出回路４８及び前記メイン制御部４１による前記走行装置３０の位置の検出方法について説明する。
前記位置検出回路４８は，まず，前記超音波送受信機５ａ〜５ｃそれぞれの前記超音波送信部から超音波を出射させ，その出射時点と，その超音波が板材１上の物体（前記走行装置３０又は前記加工部２）に反射した反射波（受信波のピーク）が前記超音波受信部で受信された時点との時間差を測定し，その時間差によって前記超音波送受信機５ａ〜５ｃそれぞれから前記走行装置３０までの距離を計算する。なお，前記位置検出回路４８は，受信波のピークを複数検出した場合は，それぞれのピークに対応する距離を計算する。
【００１５】
次に，前記位置検出回路４８は，３つの超音波送受信機５ａ〜５ｃのうちから２つを選択し，選択した２つについて計算した距離と，予め前記データ記憶部４３に記憶された２つの超音波送受信機５ａ，５ｂの位置（既知の位置）とに基づいて，板材１上の物体の位置を算出（検出）する。
ここで，前記加工部２が前記Ｚ軸退避位置にある場合，前記位置検出回路４８は，１つの物体の位置（即ち，前記走行装置３０の位置）を算出することになる。この場合，前記メイン制御部４１は，その１つの物体の位置を前記走行装置３０の位置として採用（検出）する。
一方，前記加工部２が前記Ｚ軸加工位置にある場合，前記位置検出回路４８は，２つの物体（前記走行装置３０と前記加工部２）それぞれの距離を算出し，さらに，その４つの距離について考え得る組合せに応じて４つの位置を算出することになる。
これに対し，前記加工部移動装置１１を制御する前記メイン制御部４１は，前記加工部２の位置を把握（記憶）している。この場合，まず，前記メイン制御部４１は，前記位置検出回路４８によって算出（検出）された４つの位置のうち，既知の前記加工部２の位置と一致するものを特定する。そして，前記メイン制御部４１は，特定した位置（即ち，前記加工部２の位置）に対応する距離（距離の算出結果）の組合せを除外したときの残りの距離の組合せに基づき計算された位置を，前記走行装置３０の位置として採用する。これにより，前記加工部２のＺ軸方向の位置にかかわらず，前記走行装置３０の位置が正確に検出される。
【００１６】
また，前記Ｚ軸加工位置にある前記加工部２と前記走行装置３０とが前記超音波送受信機５ａ〜５ｃから見て重なる位置に存在する場合，前記位置検出回路４８は，３つの前記超音波送受信機５ａ〜５ｃのうち，２つについては２つの距離を計算するが，残りの１つについては１つの距離しか計算しない。この場合，前記位置検出回路４８は，２つの超音波（反射波）のピークが検出された２つの前記超音波送受信機（５ａ〜５ｃのうちの２つ）について，距離の計算結果に基づく物体（前記走行装置３０）の位置の計算を行う。一方，その他の場合，前記位置検出回路４８は，予め定められた２つの前記超音波送受信機（例えば，５ａと５ｂ）について，距離の計算結果に基づく位置の計算を行う。
これにより，前記Ｚ軸加工位置にある前記加工部２のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置にかかわらず，前記走行装置３０の位置が正確に検出される。
以上に示した超音波送受信機５ａ〜５ｃ，位置検出回路４８及びメイン制御部４１が，無線信号（超音波信号）により前記走行装置３０の位置を検出する前記走行位置検出手段の一例である。
【００１７】
次に，図４に示す正面図及び平面図と，図５に示すブロック図とを参照しつつ，前記走行装置３０の構成について説明する。
図４に示すように，前記走行装置３０は，その車体３１にインク噴射方式のプリンタ６０及び制御ユニット５０が取り付けられ（保持し），周知の四輪ステアリング機構によりそのステア角を調節可能な四輪車である。図４に示すように，走行装置３０は，４つの車輪３２を同時に同じステア角にする機構を備えている。これにより，走行装置３０は，その向きが変わることなる走行方向を制御できる。
また，前記走行装置３０は，少なくとも前記超音波送受信機５ａ〜５ｃから超音波を受ける方向（以下，超音波受信方向という）に，その表面に超音波を吸収する周知のバッキンズ材が形成された超音波吸収壁３４を備えている。さらに，前記走行装置３０は，その超音波吸収壁３４よりも前記超音波受信方向の位置に，超音波を反射する反射部材３３（例えば，金属部材）を備えている。この反射部材３３の左右方向の幅は，前記走行措置３０の幅よりも小さい。
また，前記超音波吸収壁３４は，前記超音波受信方向から見て走行装置３０における前記反射部材３３を除く部分ほぼ全体を隠すように設けられている。これにより，前記超音波送受信機５ａ〜５ｃから出射された超音波は，主として比較的幅の狭い前記反射部材３３においてのみ反射し，その反射波が前記超音波送受信機５ａ〜５ｃに到達するため，前記位置検出回路４８は，高い精度で前記走行装置３０の位置を検出できる。
なお，図４（ａ）に示す前記走行装置３０の正面図は，前記超音波受信方向から見た図を表す。
【００１８】
また，図５に示すように，前記制御ユニット５０は，制御部５１，無線通信部５２，モータ駆動回路５３，ステアリング駆動回路５４，プリンタ駆動回路５５及びバッテリ５６等を備えている。
前記制御部５１は，ＭＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え，そのＭＰＵが，ＲＯＭに予め記憶されて所定のプログラムを実行することにより，前記無線通信部５２を通じた信号伝送，各回路５３〜５５の制御等を実行する演算手段である。
前記無線通信部５２は，前記メイン制御部４１側の前記無線通信部４４との間で所定の無線通信プロトコルに準拠して無線通信を実行する通信機である。即ち，この無線通信部５２は，走行装置３０に保持されて前記メイン制御装置４１側の無線通信部４４により送信される無線信号を受信する前記制御情報無線受信手段の一例である。
前記モータ駆動回路５３は，制御部５１から伝送される制御信号に従って，車輪３２を駆動するモータの駆動（回転），停止及び回転速度の制御を行う回路である。
前記ステアリング駆動回路５４は，制御部５１から伝送される制御信号に従って，車輪３２のステア角を調節する回路である。
前記プリンタ駆動回路５５は，制御部５１から伝送される制御信号及びプリントデータ（記録する画像情報）に従って前記プリンタ６０を制御することにより，所望の像を板材１の表面に記録（印字）させる回路である。
前記バッテリ５６は，不図示の電源回路を通じて，前記走行装置３０が備える各機器に電力を供給する電源である。
本実施形態では，前記制御部５１は，前記無線通信部５２を通じて前記メイン制御部４１側から伝送されてくる制御信号（制御指令）に従って，各回路５３〜５５を制御する。即ち，前記制御部５１は，前記走行装置３０が前記メイン制御部４１によってリモートコントロールされるための制御の中継装置として機能する。
【００１９】
次に，図６に示すフローチャートを参照しつつ，板材裁断装置Ｘによる板材裁断及び組符号記録の処理手順について説明する。なお，以下に示すＳ１，Ｓ２，…は，処理手順（ステップ）の識別符号を表す。
［ステップＳ１］
まず，前記メイン制御部４１が，前記情報入力部４２を通じて（即ち，ユーザの操作入力に基づいて），板材１から切り出そうとする全ての前記目的部材（この場合ダクト構成部材）に関する諸情報を入力し，その入力情報を前記データ記憶部４３に記憶させる処理を実行する（Ｓ１）。ここで入力される前記諸情報には，例えば，前記目的部材により組み立てられる製品（ここではダクト）についての製品番号，前記目的部材の番号（一般に相番という）及び複数の前記目的部材１ａ相互のつながり（上下左右その他のつながり）を表す情報からなる組符号１ｂ（図１参照），個数，ダクトの先部，元部などの情報が含まれ，その諸情報が手動で入力される。
【００２０】
［ステップＳ２，Ｓ３］
次に，前記メイン制御部４１は，前記目的部材の展開形状情報を入力し，その入力情報を前記データ記憶部４３に記憶させる処理を実行する（Ｓ２）。例えば，前記目的部材が前記ダクト構成部材である場合，前記メイン制御部４１は，前記情報入力部４２を通じてダクトの型と立体状のダクトに関する寸法を入力（手動入力）し，その入力情報に基づいて各ダクト構成部材の寸法を自動的に算出する。
なお，前記ステップＳ１及びＳ２において，前記メイン制御部４１が，前記無線通信部４４や不図示の通信手段を通じて，外部装置から情報を自動入力することも考えられる。
次に，前記メイン制御部４１は，ワークテーブル１０上に載置された板材１から切り出す全ての前記目的部材について，入力すべき全ての情報の入力が終了したかどうかの判別を行う（Ｓ３）。ここで，前記メイン制御部４１は，未入力の情報が存在すると判別した場合，前述したステップＳ１及びＳ２の処理を繰り返し，そうでない場合は，処理を次のステップＳ４へ移行させる。
【００２１】
［ステップＳ４］
一連の切り取りが行われる全ての前記目的部材についての情報入力が終了すると（Ｓ３のＹ），前記メイン制御部４１は，入力された全ての前記目的部材の展開形状の組み合わせから，極力無駄の無い（歩留りのよい）展開形状の配置，即ち板取配置を自動的に設定するネスティング設定処理を実行し，その設定結果をデータ記憶部４３に記憶させる（Ｓ４）。板取配置の自動設定を行う前記ネスティング設定処理は，周知の処理である。図１における板材１上に破線で示す前記目的部材１ａの輪郭は，前記ネスティング設定処理の結果を表す。
さらに，このステップＳ４において，前記メイン制御部４１は，ステップＳ１及びＳ２での入力情報及び前記ネスティング設定処理の結果（板取配置）に基づいて，前記目的部材の輪郭の内側（領域内）に記録すべき情報である前記組符号を表す画像情報（以下，組符号画像情報という），その組符号画像情報の記録位置を自動設置して前記データ記憶部４３に記憶させる。
なお，ステップＳ４で設定される組符号１ｂの記録位置の情報が，板材１の表面に記録されるべき記録対象情報の記録位置の情報の一例である。
また，このステップＳ４において，前記メイン制御部４１は，予め定められた規則に従って，複数の前記目的部材１ａを板材１から切り出す順序を自動設定して前記データ記憶部４３に記憶させる。例えば，前記規則は，Ｙ軸座標の原点に近いものを優先し（先に切り出す），さらにその中でＸ軸座標の原点に近いものを優先するといったものである。以下，このようにして設定された切り出し順序のことを前記目的部材の番号といい，その順序に従ってｉ番目（又はｊ番目）に切り出される前記目的部材のことをｉ番目目的部材（又はｊ番目目的部材）という。
以上のようにして電子情報として前記板取配置と前記組符号画像情報及びその記録位置情報とが設定され，この電子情報に基づいて，以下の処理がなされる。
即ち，前記メイン制御部４１が，前記走行装置３０及び前記プリンタ６０を前記無線通信部４４を通じてリモートコントロールすることにより，前記組符号１ｂを板材１に記録する処理（Ｓ５〜Ｓ１５）と，前記加工部移動装置１１及び前記加工部２を制御することにより前記目的部材１ａを切り出す処理（Ｓ２１〜Ｓ３０）とを並行して実行する。以下，その詳細について説明する。
【００２２】
まず，前記組符号１ｂを記録する処理について説明する。
［ステップＳ５〜Ｓ７］
前記組符号１ｂの記録処理において，まず，前記メイン制御部４１は，前記目的部材１ａの番号を表すカウンタ変数ｉを初期値（＝１）に設定する（Ｓ５）。
さらに，前記メイン制御部４１は，前記位置検出回路４８の検出結果に基づいて前記走行装置３０の現在位置を検知（特定）する（Ｓ６）。その検知方法は前述した通りである。
さらに，前記メイン制御部４１は，ステップＳ６での検出位置と，ステップＳ４で設定されたｉ番目目的部材の組符号１ｂの記録位置の情報とに基づいて，前記走行装置３０を現在の位置からｉ番目目的部材の組符号１ｂの記録位置へ至る前記走行装置３０の走行予定経路を自動設定し，その設定結果をデータ記憶部４３に記憶させる（Ｓ７，前記走行装置走行予定経路設定手段の一例）。この走行予定経路は，例えば，ステップＳ６での検出位置からｉ番目目的部材の組符号１ｂの記録位置までの直線経路である。
【００２３】
［ステップＳ８〜Ｓ１０］
次に，前記メイン制御部４１は，前記加工部２により板材１の裁断中であるか否か，即ち，前記加工部２を前記加工位置に保持している（前記退避位置に保持していない）状態であるか否かを判別する（Ｓ８）。このステップＳ８の処理は，前記走行装置３０を走行させた場合に，その走行装置３０の走行経路によって前記加工部２と接触する可能性があるか否かを判別する処理である。
前記メイン制御部４１は，板材１の裁断中であると判別すると，ステップＳ７で設定した走行装置３０の走行予定経路と，後述するステップＳ２３の処理により設定した前記加工部２の最新の移動予定経路とに基づいて，走行装置３０と加工部２とが予め設定された範囲内で近接する状態（以下，近接状態という）になり得るか否かを予測（判別）する近接判別処理を実行する（Ｓ９）。
ここで，前記近接状態は，前記走行装置３０と前記加工部２とが干渉（接触）する状態を含み，前記近接状態ではないということは，前記走行装置３０と前記加工部２及びその周辺の部材（加工部２の保持部材など）とが干渉（接触）しないことを意味するものとする。
例えば，前記近接判別処理は，前記走行装置３０をその走行予定経路に沿って走行させた場合の走行装置３０全体が描く軌跡と，前記加工位置にある前記加工部２をその移動予定経路に沿って移動させた場合の加工部２及びその周辺部（走行装置３０の高さの範囲内に位置する部分）が描く軌跡とが，予め定められた余裕間隔以下に接近する部分があるか否かを判別する処理等である。
そして，前記メイン制御部４１は，前記近接状態になり得ると判別すると，ステップＳ８〜Ｓ１０の処理を繰り返ことにより，次のステップＳ１１に進んで前記走行装置３０を走行させる制御（前記走行装置制御手段による制御の一例）を一時中断し，前記走行装置３０を現在位置に停止させたままにする（前記近接回避制御手段の一例）。その結果，前記近接状態となることが確実に回避される。
なお，本実施形態においては，前記近接状態になり得ると判別された場合，前記走行装置３０は，その時点で裁断中の前記目的部材についてその裁断が終了するまで（前記加工部２が前記退避位置に退避されるまで）停止したままとなる。
【００２４】
［ステップＳ１１］
一方，前記メイン制御部４１は，板材１の裁断中ではないと判別（Ｓ８），又は前記近接状態になり得ることはないと判別（Ｓ１０）した場合，前記無線通信部４４を通じたリモートコントロールにより，前記走行装置３０のステア角，進行及び停止を制御し，これによって前記走行装置３０をステップＳ７で設定した走行予定経路に沿ってｉ番目目的部材の前記組符号１ｂの記録位置まで走行させる（Ｓ１１，前記走行装置制御手段の一例）。
このステップＳ１１において，前記メイン制御部４１は，前記位置検出回路４８の検出結果に基づいて前記走行装置３０の現在位置を随時検知し，その検知結果と前記前記走行予定経路との偏差をなくすように走行装置３０のステア角をフィードバック制御する。
【００２５】
［ステップＳ１２〜Ｓ１４］
次に，メイン制御部４１は，前記走行装置３０をｉ番目目的部材の前記組符号１ｂの記録位置まで走行させて停止させると，ステップＳ４で設定した前記組符号画像情報の中からｉ番目目的部材に対応するものをデータ記憶部４３から読み出し，その組符号画像情報に基づく画像が板材１に記録（印字）されるように，前記無線通信部４４を通じたリモートコントロールによって前記プリンタ６０を制御する（Ｓ１２）。その際，メイン制御部４１は，前記組符号画像データに基づくプリントデータと前記プリンタ６０の制御コマンドとを前記無線通信部４４を通じて送信する。これにより，ｉ番目目的部材の内側（輪郭内）に前記組符号が記録される。
そして，前記メイン制御部４１は，前記カウンタ変数ｉを順次１ずつカウントアップ（Ｓ１３）しながら，全ての前記目的部材についての前記組符号の記録が終了するまで（Ｓ１４），ステップＳ６〜Ｓ１２の処理を繰り返す。
【００２６】
続いて，前記目的部材を切り出す処理（裁断処理）について説明する。
［ステップＳ２１〜Ｓ２２］
前記目的部材の裁断処理において，まず，前記メイン制御部４１は，前記目的部材１ａの番号を表すカウンタ変数ｊを初期値（＝１）に設定する（Ｓ２１）。
さらに，前記メイン制御部４１は，カウンタ変数ｊの値が，組符号記録用の前記カウンタ変数ｉの値より１つ以上小さい値となるまで待機する（Ｓ２２）。
このステップＳ２２の処理は，ｊ番目目的部材の切り出しを開始する前に，必ずそのｊ番目目的部材についての前記組符号の記録が終了していることを確認する処理である。
【００２７】
［ステップＳ２３，Ｓ２４］
次に，前記メイン制御部４１は，ステップＳ４において前記展開形状情報に基づいて設定されたｊ番目目的部材の板取配置の情報（即ち，前記展開形状情報に対応する形状を表す情報）をデータ記憶部４３から読み出し，その板取配置の情報が表す形状に沿うように前記加工部２の移動予定経路を自動設定する（Ｓ２３，前記加工部移動予定経路設定手段の一例）。具体的には，前記展開形状情報に対応する形状に沿う経路自体は，前記板取配置の情報として既にステップＳ４において設定されているので，前記メイン制御部４１は，このステップＳ２３において，ｊ番目目的部材の板取配置の情報が表す経路（輪郭）上の１点を，予め定められた規則に従って裁断開始位置（裁断終了位置でもある）として設定する。
次に，前記メイン制御部４１は，前記加工部移動装置１１を制御することにより，前記加工部２を前記退避位置に保持したままで前記裁断開始位置の上方の位置へ移動させる（Ｓ２４）。
【００２８】
［ステップＳ２５，Ｓ２６］
次に，前記メイン制御部４１は，前記位置検出回路４８の検出結果に基づいて前記走行装置３０の現在位置を検知（特定）する（Ｓ２５）。さらに，前記メイン制御部４１は，その検知位置と，ステップＳ７で設定した前記走行装置３０の最新の走行予定経路と，ステップＳ２４で設定した前記加工部２の最新の移動予定経路とに基づいて，前記近接状態になり得るか否かを予測（判別）する近接判別処理を実行する（Ｓ２６）。
このステップＳ２６では，前記メイン制御部４１は，前述したステップＳ９の処理と同様に，前記走行装置３０の走行予定経路に基づく軌跡と，前記加工部２の移動予定経路に基づく奇跡との接近度合いに基づいて前記近接状態になり得るか否かを予測（判別）するが，前記走行予定経路と現在の前記走行装置３０の位置とにずれが生じている場合，そのずれの分だけ走行装置３０の走行予定経路に基づく軌跡を膨らませる（補正する）処理を実行する。これにより，前記走行装置３０の走行誤差が考慮され，前記近接状態判別処理の判別精度が高まる。
【００２９】
［ステップＳ２７］
そして，前記メイン制御部４１は，前記近接状態になり得ると判別すると，ステップＳ２５〜Ｓ２７の処理を繰り返ことにより，次のステップＳ２８に進んで板材１の裁断処理（即ち，前記加工位置にある前記加工部２の移動処理）を実行する制御（前記加工部移動制御手段による制御の一例）を一時中断し，前記加工部２を前記退避位置に保持させたままにする（前記近接回避制御手段の一例）。その結果，前記近接状態となることが確実に回避される。
なお，本実施形態においては，前記近接状態になり得ると判別された場合，前記加工部２は，少なくともその時点で前記組符号を記録中の前記目的部材についてその記録が終了して次の組符号の記録位置へ移動するまで前記退避位置に保持されたままとなる。
【００３０】
［ステップＳ２８］
一方，前記メイン制御部４１は，前記近接状態になり得ることはないと判別（Ｓ２７）した場合，前記加工部移動装置１１（即ち，前記駆動部制御回路４６）及び前記プラズマ制御回路４７を制御することにより，前記加工部２によるｊ番目目的部材についての裁断処理（切り出し）を実行する（Ｓ２８）。即ち，前記メイン制御部４１は，前記加工部２を前記加工位置に降下させるとともに，前記加工部２からプラズマを出力させ，さらに，前記加工部を，前記加工位置に保持したままステップＳ２３で設定した移動予定経路に沿って移動させる（前記加工部移動制御手段の一例）。ここで，メイン制御部４１は，ステップＳ８〜Ｓ１１の処理によって前記走行装置３０の走行制御を一時中断していない限り，前記走行装置３０の走行（Ｓ１１）又は前記プリンタ６０による組符号１ｂ（記録対象情報）の記録（Ｓ１２）の実行と並行して，前記加工部２による板材１の裁断処理（加工部２の移動処理）が実行される。
そして，前記メイン制御部４１は，前記カウンタ変数ｊを順次１ずつカウントアップ（Ｓ２９）しながら，全ての前記目的部材についての裁断（切り出し）が終了するまで（Ｓ３０），ステップＳ２２〜Ｓ２８の処理を繰り返す。
【００３１】
以上に示したように，前記板材裁断装置Ｘは，板材１に対する組符号１ｂの記録（Ｓ１２）と，前記目的部材１の切り出し（Ｓ２８）とを並行して実行できる。このため，組符号１ｂの記録及び前記目的部材１ａの切り出し（裁断）に要する総加工時間が，従来よりも大幅に短縮する。
また，前記板状裁断装置Ｘでは，前記近接状態となることを回避する処理（Ｓ８〜Ｓ１０，Ｓ２５〜Ｓ２７）により，走行装置３０と加工部２との干渉（接触）が確実に回避される。
【００３２】
以上に示した実施形態における前記加工部２は，板材１を溶断するプラズマを板材１に対して出射するものであったが，その他，前記加工部２が，板材１を溶断するレーザ光を板材１に対して出射するものや，板材１を切断する刃物等であっても同様の作用効果を奏する。
また，前述した実施形態では，前記走行装置３０の位置を超音波により検出する例を示したが，それ以外にも，例えばタッチパネル等に採用されている赤外線方式や静電容量方式の位置検出センサ等の他の周知の位置検出センサにより前記走行装置３０の位置を検出することも考えられる。
また，前述した実施形態では，１つの目的部材についての走行装置３０の走行予定経路や加工部２の移動予定経路に基づいて前記近接状態の判別処理を行う例を示したが，さらにきめ細かな単位で前記近接状態の判別を行うことも考えられる。例えば，１つの目的部材について組符号の記録や裁断に要する時間よりも短い時間間隔で，次の時間帯における走行装置３０の走行予定経路と加工部２の移動予定経路とに基づいて，前記近接状態の判別処理を行うこと等も考えられる。
また，前記走行装置３０は，必ずしも四輪ステアリング機構を備える必要はなく，二輪ステアリング機構やその他のステアリング機構を備えるものであってもよい。
また，前述した実施形態では，前記メイン制御部４１は，前記近接状態になり得ると判別した場合に，走行装置３０の走行制御又は加工部２の移動制御の少なくとも一方を一時中断させることにより前記近接状態となることを回避させるものであったが，その他の例も考えられる。
例えば，前記メイン制御部４１が，前記近接状態になり得ると判別した場合に，一度設定した前記走行装置３０の走行予定経路を，前記近接状態とならないような経路に修正（補正）し，その修正した走行予定経路に沿うように前記走行装置３０を走行させること等も考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は，板材から部材を切り出す板材裁断装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係る板材裁断装置Ｘの概略平面図。
【図２】板材裁断装置Ｘが備えるヘッド部の正面図。
【図３】板材裁断装置Ｘが備えるメイン制御ユニットの概略構成を表すブロック図。
【図４】板材裁断装置Ｘが備える走行装置の正面図及び平面図。
【図５】板材裁断装置Ｘにおける走行装置が備える制御部ユニットの概略構成を表すブロック図。
【図６】板材裁断装置Ｘによる板材裁断及び組符号記録の処理手順を表すフローチャート。
【符号の説明】
【００３５】
Ｘ…板材裁断装置
１…板材
２…加工部
３…ヘッド部
４…メイン制御ユニット
５ａ，５ｂ，５ｃ…超音波送受信機
１０…ワークテーブル
１１…加工部移動装置
３０…走行装置
３１…車体
３２…車輪
３３…反射部材
３４…超音波吸収壁
４１…メイン制御部
４２…情報入力部
４３…データ記憶部
４４…無線通信部
４５…入出力インターフェース
４６…駆動部制御回路
４７…プラズマ制御回路
４８…位置検出回路
５０…制御ユニット
５１…制御部
５２…無線通信部
５３…モータ駆動回路
５４…ステアリング駆動回路
５５…プリンタ駆動回路
６０…プリンタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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