(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め木取りに適した長尺寸法に製造された集成材を貯留し徐々に搬送する搬送手段を備えた集成材貯留ステーションと、順次搬送された前記集成材を制御装置から出力される指示寸法に切断して建物毎に使用する所定数の構造部材を製造する切断ステーションと、切断された前記構造部材を前記建物別に仕分けする仕分けステーションとを有する木取りシステムであって、
前記集成材貯留ステーションと前記切断ステーションの間には、供給された前記集成材のヤング係数及び含水率を測定し、所定の品質を有する前記集成材に対してのみ前記切断ステーション側に払い出す検査ステーションが設けられ、
前記制御装置が、予め貯留されている前記集成材の長さを記憶する集成材記憶手段と、１以上の前記建物のそれぞれの識別記号及びそれぞれの前記建物に使用する前記構造部材の長さが入力される入力記憶手段と、前記集成材記憶手段及び前記入力記憶手段に保存された数値に基づき、１本の前記集成材から発生する余材が最小となるように、複数の前記建物に使用する前記構造部材の切断寸法の組み合わせ計算を一括して行い、前記指示寸法を出力する演算手段とを有し、
最終的な切断が行われて前記構造部材が完成する場合は、前記指示寸法を該構造部材の長さに最終切断に使用する切断装置に合わせた加工代を加えた全体の長さとし、最終的な切断が行われない場合は、前記指示寸法を前記構造部材の長さとすることを特徴とする木取りシステム。
【請求項２】
請求項１記載の木取りシステムにおいて、前記入力記憶手段には、前記集成材の断面寸法及び材質も合わせて入力されて、前記指示寸法は、前記建物の構造部材の断面寸法及び材質毎に出力されることを特徴とする木取りシステム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の木取りシステムにおいて、前記仕分けステーションの上流側には、それぞれの前記構造部材の製造番号又はこれに対応する記号を印字する印字ステーションを備えることを特徴とする木取りシステム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の木取りシステムにおいて、前記入力記憶手段に記憶されている前記集成材の長さには、前処理で残った所定寸法以上の余材の寸法が合わせて入力され、前記演算手段には、入力された前記所定寸法以上の余材を優先的に使用するプログラムを備えていることを特徴とする木取りシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、範囲軸組及びポスト・アンド・ビーム工法における木取りシステムに係り、特に、１本の集成材から複数の建物用の構造部材を切り出す際に発生する余材の長さが最小となるように木取りを行うことが可能な木取りシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図１４に示すように、木材加工業者８０はユーザー８１から寸法の指定された建物用の構造部材を受注した場合、切出加工する構造部材の設計を建物毎に、例えばＣＡＤ等を用いて行い、建物毎に構造部材の木取り方法を決定して材木業者８２に規定寸法の集成材を発注していた。材木業者８２から納品された集成材８３は、在庫倉庫８４で切出加工の順番が来るまで保管され、切出加工時に在庫倉庫８４より払い出され、切断機８５で決定した木取り方法に基づいて所要の長さに切断され、次いで孔開け等の諸加工が加工機８６を用いて行われて構造部材となり、梱包されてユーザー８１に出荷されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、木材加工業者８０では受注納期の制約から、各ユーザー８１からの受注順に、集成材８３から寸法が指定された構造部材の切出加工を行っている。そのため、集成材８３から寸法が指定された構造部材を切出加工する場合、１本の集成材８３をすべて有効に使用することは不可能で、必ず余材（切り出し時に発生する端材）が発生し、構造部材の歩留り率（１本の集成材８３から構造部材を製作するために切り出される切出材の割合）は平均すると８５％前後と低い状態となっている。また、発生した余材は別の建物用の構造部材の製造に転用できる保証もないことから廃材として処理されることが多く、資源の有効利用の観点からも問題があった。更に、木材加工業者８０が材木業者８２から集成材８３を入手する場合、入手する全ての集成材８３に対して品質検査を実施しないため、構造部材の製造中に集成材８３に不具合が発見されると製造を中断せねばならず、それまでに要した切断、加工が無駄になるという問題が存在していた。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、１本の長尺の集成材から複数の建物用の構造部材を切り出す際に発生する余材の長さが最小となるように木取りを行うと共に、品質の保証された構造部材の出荷が可能な木取りシステムを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係る木取りシステムは、予め木取りに適した長尺寸法に製造された集成材を貯留し徐々に搬送する搬送手段を備えた集成材貯留ステーションと、順次搬送された前記集成材を制御装置から出力される指示寸法に切断して建物毎に使用する所定数の構造部材を製造する切断ステーションと、切断された前記構造部材を前記建物別に仕分けする仕分けステーションとを有する木取りシステムであって、
前記集成材貯留ステーションと前記切断ステーションの間には、供給された前記集成材のヤング係数及び含水率を測定し、所定の品質を有する前記集成材に対してのみ前記切断ステーション側に払い出す検査ステーションが設けられ、
前記制御装置が、予め貯留されている前記集成材の長さを記憶する集成材記憶手段と、１以上の前記建物のそれぞれの識別記号及びそれぞれの前記建物に使用する前記構造部材の長さが入力される入力記憶手段と、前記集成材記憶手段及び前記入力記憶手段に保存された数値に基づき、１本の前記集成材から発生する余材が最小となるように、複数の前記建物に使用する前記構造部材の切断寸法の組み合わせ計算を一括して行い、前記指示寸法を出力する演算手段とを有し、
最終的な切断が行われて前記構造部材が完成する場合は、前記指示寸法を該構造部材の長さに最終切断に使用する切断装置に合わせた加工代を加えた全体の長さとし、最終的な切断が行われない場合は、前記指示寸法を前記構造部材の長さとしている。
【０００５】
入力記憶手段には、複数の建物で使用する各構造部材の長さが予め入力されているので、全ての構造部材に対しての全ての場合の組合せを求めて、そのときの各組合せ結果に基づく構造部材の全長を計算することができる。また、集成材記憶手段には、貯留されている集成材の長さが入力されている。このため、各集成材に関して、各集成材の長さを超えない範囲で、各集成材の長さに最も近い長さとなる構造部材の組合せ（最適組合せ）を決定することができる。従って、最適組合せに基づいて木取りを行うと、集成材から発生する余材の長さを最小とすることができる。また、複数の建物に使用する構造部材を一括して組合せを求める対象としているので、種々の長さの構造部材が存在して、各構造部材を組み合わせたときの全長を種々の長さに調整することができる。このため、各集成材に対して、容易に最適組合せを見出すことができる。更に、最適組合せに使用された各構造部材は構造部材の長さの組合せ計算に再使用しないようにしておけば、入力記憶手段に入力されている構造部材を用いて、常に最適組合せの条件で集成材から木取りすることができる。
また、集成材貯留ステーションと切断ステーションの間には、供給された集成材のヤング係数及び含水率を測定する検査ステーションを設けるので、集成材のヤング係数測定による強度評価を行うことにより、集成材の強度を非破壊で調べることができる。また、含水率の測定を行うことにより、これとヤング係数測定による強度評価を組み合わせて強度等級を確認することができる。更に、含水率の測定を行うことにより、乾燥による変形程度を推測することもでき、形状安定性を判定することができる。ここで、ヤング係数の測定方法としては、曲げ試験法による測定方法が利用できる。集成材の切断を行う前に集成材の検査を行うため、所定の品質を有する集成材に対してのみ切断を行うことができ、不合格の集成材に関しては、品質の適合する他の構造部材の製造に振り替えることや、返品することが可能となる。
更に、構造部材には最終的に切断される複数の構成部材を含み、構成部材には最終切断に使用する切断装置に合わせた加工代を含んでいる。製造された構造部材の中には、木材加工業者において更に最終的な切断が行われて、構造部材として完成するものも存在する。最終切断を行う各木材加工業者では、使用する鋸歯の厚さ、回転中の鋸歯の振れ幅、切断条件等が異なり、それらに伴って切断除去される加工代がそれぞれ異なる。このため、構造部材の最終的な寸法に対して、各木材加工業者毎にこの加工代を考慮して木取りを行う必要がある。そこで、この加工代を各木材加工業者毎の固有パラメータとして記憶しておき、木材加工業者が特定されると構造部材の設計寸法に対して固有パラメータを考慮して木取り計算を行う。
【０００６】
本発明に係る木取りシステムにおいて、前記入力記憶手段には、前記集成材の断面寸法及び材質も合わせて入力されて、前記指示寸法は、前記建物の構造部材の断面寸法及び材質毎に出力されることが好ましい。
集成材の断面寸法、材質が入力記憶手段に合わせて入力されているため、集成材を材質別、断面寸法別に分けて在庫管理することができる。また、指示寸法は構造部材の断面寸法及び材質毎に出力されるので、在庫管理している集成材の中から材質と断面寸法が該当する集成材を引き当てて、これらから構造部材を一括して木取りすることができる。
【０００７】
本発明に係る木取りシステムにおいて、前記仕分けステーションの上流側には、それぞれの前記構造部材の製造番号又はこれに対応する記号を印字する印字ステーションを備えることが好ましい。
仕分けステーションに搬送される前に印字ステーションにより構造部材に製造番号又はこれに対応する記号が印字がされるため、印字情報に基づいて仕分けステーションにおける構造部材の仕分けの自動化が可能となる。
【０００８】
【０００９】
【００１０】
本発明に係る木取りシステムにおいて、前記入力記憶手段に記憶されている前記集成材の長さには、前処理で残った所定寸法以上の余材の寸法が合わせて入力され、前記演算手段には、入力された前記所定寸法以上の余材を優先的に使用するプログラムを備えていることが好ましい。
所定寸法以上の余材の寸法を入力記憶手段に記憶させることにより、発生した余材の中から再利用可能な余材を選定して、その在庫管理を効率的に行うことができる。また、木取り計算を行う場合、新規の集成材に優先して在庫管理されている余材を優先的に引き当てるため、余材の在庫量を確実に低減させることが可能となる。
【００１１】
【００１２】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の第１の実施の形態に係る木取りシステムのラインレイアウト図、図２〜図４は同木取りシステムのブロック図、図５〜図８は同木取りシステムを使用した木取り方法の流れ図、図９は本発明の第２の実施の形態に係る木取りシステムのラインレイアウト図、図１０〜図１２は同木取りシステムのブロック図、図１３は同木取りシステムを使用した木取り方法の部分流れ図である。図１、図２〜図４に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る木取りシステム１０は、予め長尺に製造された集成材１６から、建物毎に使用する所定数の構造部材１２を製造する木取りシステムであって、木材加工業者１１から受注した複数の建物のそれぞれの識別記号、並びにそれぞれの建物に使用する構造部材１２に関する注文情報を管理する受注処理装置１３と、受注処理装置１３からの指示を受けて構造部材１２の製造を計画する生産計画処理ステーション１４と、生産計画処理ステーション１４からの指示で在庫倉庫１５から払い出された集成材１６を貯留する集成材貯留ステーション１７と、集成材貯留ステーション１７から搬送された集成材１６の検査を行う検査ステーション１８と、検査済みの集成材１６を指示寸法に切断し研削する切断ステーション１９と、製造された構造部材１２に製造番号又はこれに対応する記号を印字する印字ステーション２０と、印字された構造部材１２を各建物別に仕分けする仕分けステーション２１とを有している。以下、これらについて詳細に説明する。
【００１３】
受注処理装置１３は、複数の木材加工業者１１から受注した各構造部材１２に関する注文情報を入力する外部入力手段２２と、入力された注文情報を登録する注文登録手段２３とを備えている。ここで、注文情報とは、各建物の構造部材１２の受注日及び出荷日等の生産計画立案用の情報と、構造部材１２の品質区分、材質、長さ、及び断面寸法等の設計用の情報を含むものである。外部入力手段２２としては、例えば、注文情報がフロッピーディスク、コンパクトディスク、ミニディスク等の各種記録媒体を用いて入力される場合はそれぞれの記録媒体に対応した記録媒体の読み取り機、インターネット等の通信により注文情報が入力される場合はモデム等の通信回線用の接続機が使用できる。注文登録手段２３としては、例えばパーソナルコンピュータが使用できる。
【００１４】
生産計画処理ステーション１４は、注文登録手段２３に入力されている注文情報から構造部材１２の製造計画を立案する製造計画装置２４と、入荷する集成材１６の登録及び在庫倉庫１５から払い出される集成材１６の登録削除を行って在庫倉庫１５に保管されている集成材１６の管理を行うと共に、製造計画装置２４からの入力信号により製造計画に立案された構造部材１２を製造するための集成材１６を在庫の中から引き当て処理を行う在庫管理装置２５と、製造計画に組み込まれた構造部材１２を集成材１６から木取りする方法を決定し集成材１６の切断を制御し切断実績を判定する制御装置２６とを有している。また、制御装置２６は、製造計画装置２４からの製造計画データが入力される入力記憶手段２７と、在庫管理装置２５からの集成材１６の在庫データが入力される集成材記憶手段２７ａと、入力記憶手段２７及び集成材記憶手段２７ａに保存されたデータに基づいて集成材１６から発生する余材４２が最小となるように構造部材１２の切断寸法の組合せ計算を行い指示寸法を出力する、すなわち、集成材１６から木取りする方法を決定する演算手段２８と、演算手段２８で決定された木取り方法に基づいて集成材１６の切断を制御する切断制御手段２９とが設けられている。ここで、製造計画装置２４、在庫管理装置２５、及び制御装置２６には、例えばパーソナルコンピュータが使用できる。
【００１５】
集成材貯留ステーション１７は、在庫管理装置２５からの指示を受けて在庫倉庫１５から払い出された集成材１６を切断する順番に貯留し切断順に１本ずつ検査ステーション１８に供給する機能を有している。集成材貯留ステーション１７は、例えば、搬送方向が互いに平行になるように設置された搬送手段の一例である複数のローラーコンベア３０を備えており、集成材１６の軸芯が各ローラーコンベア３０の幅方向と一致するように各ローラーコンベア３０上に集成材１６を積載する構造を有している。複数のローラーコンベア３０を同期して駆動することにより集成材１６を順に検査ステーション１８へ搬送することができる。
【００１６】
検査ステーション１８は、集成材貯留ステーション１７から搬送された集成材１６のヤング係数を測定するヤング係数測定装置３１と、ヤング係数測定後の集成材１６をヤング係数測定装置３１から搬出する搬送コンベア３２と、搬送コンベア３２で搬出された集成材１６の含水率を測定する含水率測定装置３３と、ヤング係数及び含水率の測定値から集成材１６の切断の実施可否を判定する品質判定装置３４と、品質判定装置３４の判定に基づいて搬送コンベア３２により搬送された集成材１６を切断ステーション１９側又は不良の集成材１６を貯留する払出し貯木場３５側に搬送する払出し装置３６とを有している。
【００１７】
ヤング係数測定装置３１としては、例えば、集成材１６を曲げ試験方法により所定範囲の荷重を負荷して撓ませ、そのときの荷重と撓みからヤング係数を計算により求める荷重負荷試験機を使用することができ、例えば、荷重測定はロードセル等の荷重計により行い、撓みの測定は差動トランスを検出器とした変位計により行うことができる。また、含水率測定装置３３としては、マイクロ波透過型の水分計が使用できる。
【００１８】
品質判定装置３４としては、ヤング係数と含水率をパラメータとした集成材１６の強度に関するデータファイルを保有しているパーソナルコンピュータが使用できる。品質判定装置３４は入力されたヤング係数と含水率の値を用いて、品質判定装置３４内のデータファイルを用いて強度を推定する。集成材１６の推定強度が注文情報に基づく仕様を満足する範囲に含まれている場合は合格の判定を行い、払出し装置３６を駆動させて集成材１６を切断ステーション１９側に払い出す。また、集成材１６の推定強度が注文情報に基づく仕様を満足する範囲に含まれない場合は、払出し装置３６を駆動させて集成材１６を払出し貯木場３５側に払い出す。払出し装置３６としては、例えば、搬送方向が互いに平行になるように設置された複数のローラーコンベアにより構成することができる。
【００１９】
切断ステーション１９は、払出し装置３６により払い出された検査後の集成材１６を搬送する搬送コンベア３７と、搬送コンベア３７で搬送された集成材１６を制御装置２６から出力される指示寸法に切断しその切断実績を制御装置２６に出力する切断機３９と、搬送コンベア３８で搬送されてきた切断材４０を制御装置２６からの指示寸法となるように切断材４０の両側面及び上下面を研削して構造部材１２に整形する４面研削機４１とを備えている。切断機３９は、例えば、電動の回転鋸機と、集成材１６の移動長さを測定する第１の距離計と、切断材４０の長さを測定する第２の距離計と、制御装置２６からの指示寸法及び第１の距離計の測定値を入力情報として電動の回転鋸機と搬送コンベア３７の駆動並びに停止を制御するシーケンサとを有する。ここで、第１及び第２の距離計としては、例えば、リニアスケールを使用した定寸位置決めユニット、レーザー式距離計等が使用できる。また、４面研削機４１は、例えば、電動の４面研削機本体と、切断材４０の移動長さを測定する第３の距離計と、制御装置２６からの指示寸法及び距離計の測定値を入力情報として電動の４面研削機本体及び搬送コンベア３８の駆動並びに停止を制御するシーケンサとを有する。また、第３の距離計としては、例えば、リニアスケールを使用した定寸位置決めユニット、レーザー式距離計等が使用できる。
【００２０】
印字ステーション２０は、搬送コンベア３８により搬送される構造部材１２、発生した余材４２に各種情報を印字する装置で、通常の印刷装置や各種情報をバーコードで印字するバーコード印字装置等が使用できる。例えば、構造部材１２には、注文登録手段２３及び製造計画装置２４からの指示に基づき、製造番号、木材加工業者１１の名称、出荷日、品質区分、材質、長さ、断面寸法等の注文情報を印字する。また、発生した余材４２については切断制御手段２９からの指示に基づき余材の長さを印字する。
【００２１】
仕分けステーション２１は、搬送コンベア３８により搬送された構造部材１２、余材４２を検知する図示しない検知装置と、搬送コンベア３８から、例えばローラーコンベア４３を介して分岐して各建物毎に設けられている複数の構造部材１２の貯木場４４と、搬送コンベア３８からローラーコンベア４３へ構造部材１２を送り出す電動又はエアシリンダーを用いた送り出し装置４５と、製造計画装置２４からの製造計画データと検知装置からの信号を入力情報としてローラーコンベア４３及び送り出し装置４５を同期して駆動させ構造部材１２を所定の貯木場４４に送り出す制御を行う仕分け装置４６とを有する。ここで、検出装置としては、構造部材１２、又は余材４２の通過をトラッキングする光電センサ、構造部材１２、又は余材４２にバーコードが印字されている場合はバーコード読取機が使用できる。なお、余材４２は、搬送コンベア３８の終端に設けられた余材用貯木場４７に払い出される。払い出された余材４２の中で、長さが所定寸法、例えば１ｍ以上の余材４２は、在庫管理装置２５に登録され在庫倉庫１５に搬送されて保管される。
【００２２】
次に、本発明の第１の実施の形態に係る木取りシステムの使用方法について詳細に説明する。
図２〜図８に示すように、木材加工業者１１から建物に使用する構造部材１２に関する注文情報、すなわち、受注日、出荷日、品質区分、材質、長さ、断面寸法等の注文データが、例えばフロッピーディスクに記録された状態で入手されると、このフロッピーディスクに書き込まれた情報を受注処理装置１３に設けられている外部入力手段２２の一例であるフロッピーディスク読み取り機を用いて読み取り、その内容を注文登録手段２３に入力する（ステップＳ−１）。入力された注文情報には、集成材１６から構造部材１２を製造するために必要な情報が全て存在しているか、長さ、断面形状が製造の許容範囲内であるかの確認がなされてから（ステップＳ−２）、注文登録手段２３の記録部に格納される。また、情報が不十分の場合は、木材加工業者１１に確認を行い完全なデータに修正してから注文登録手段２３の記録部に格納する（ステップＳ−３）。なお、製造の許容範囲外の注文の場合は記録部には格納せずに、注文登録手段２３から構造部材１２の製造が不可能な旨が出力され、その結果は木材加工業者１１に伝えられる。
【００２３】
続いて、生産計画処理ステーション１４に設けられている製造計画装置２４を起動させて、注文登録手段２３の記憶部に格納されている注文情報から、例えば当日から所定日数以降に発生する出荷予定日の建物を呼び出し、その中から１日に製造可能な建物の軒数の範囲内で出荷日の早いものから順に建物を選定する。ここで、所定日数以降に発生する出荷予定日の建物を対象とするのは、突発的な集成材１６の在庫切れに伴う集成材１６の入手期間や、設備故障の復旧期間等の納期遅延事態に対応可能な工程余裕を設けるためである。次いで、選定した建物に対して、各建物を識別する識別記号、各建物用の構造部材１２の製造番号、材質、長さ、断面寸法を有する１次製造情報を作成し登録して（ステップＳ−４）、次に、例えば、各構造部材１２を材質毎に区分し、材質毎に区分した構造部材１２を更に断面寸法が同一の構造部材１２をまとめてグループ化する２次製造情報を作成する（ステップＳ−５）。
【００２４】
製造計画装置２４によって材質及び断面寸法毎にグループとしてまとめられた構造部材１２に関する２次製造情報は、在庫管理装置２５に入力される。在庫管理装置２５は、在庫倉庫１５に保管されている集成材１６を、例えば、在庫符号、材質（含強度区分）、断面寸法、長さの４パラメータを用いて管理している。在庫管理装置２５に製造計画装置２４からの製造情報が入力されると、先ず、材質に関して在庫の集成材１６の検索を行い、次に断面寸法に関して検索を行って、材質と断面寸法が該当する集成材１６を選び出す（ステップＳ−６）。在庫倉庫１５内に保管されている集成材１６の中に該当する集成材１６が存在する場合、該当する集成材１６を用いて製造計画装置２４から入力された製造情報に基づく構造部材１２の製造が可能か判断する（ステップＳ−７）。構造部材１２の製造可能性の判断は、例えば、以下のように行う。構造部材１２が木材加工業者１１において最終的な切断が行われる場合、構造部材１２の長さに木材加工業者１１の加工代を加えた全体の長さを指示寸法として、各構造部材１２の指示寸法の総和を計算する。この総和に集成材１６の切断代を更に加えて全総和とする。また、構造部材１２が木材加工業者１１において最終的な切断が行われない場合、構造部材１２の長さを指示寸法として、各構造部材１２の指示寸法の総和に集成材１６の切断代を更に加えて全総和とする。
【００２５】
上記の全総和と材質と断面寸法が該当している集成材１６の長さの総和を比較し、集成材１６の長さの総和が全総和より長い場合、製造可能と判断する。製造可能と判断した場合、該当する全ての集成材１６に関して、在庫符号、材質、断面寸法、及び長さの各項目を有する集成材データを作成し、制御装置２６に出力する（ステップＳ−８）。集成材１６の長さの総和が全総和より短い場合は、構造部材１２の製造ができないため、全総和と集成材１６の長さの総和の差に相当する長さを賄うことが可能な本数の集成材１６を材木業者に注文する指示を出力する（ステップＳ−９）。なお、在庫が不足する場合でも、集成材１６を入手するまでの工程余裕を考慮して生産計画を立案しているので、在庫管理装置２５は不足する集成材１６の発注指示と同時に注文した集成材１６に対して仮在庫登録を行い、該当する全ての集成材１６に関して、在庫符号、材質、断面寸法、及び長さの各項目を有する集成材データを制御装置２６の入力記憶手段２７に出力する（ステップＳ−８）。
【００２６】
製造計画装置２４及び在庫管理装置２５からそれぞれ出力された製造情報、集成材データは、制御装置２６の入力記憶手段２７及び集成材記憶手段２７ａに入力される。演算手段２８は、入力記憶手段２７及び集成材記憶手段２７ａに保存されたデータに基づいて、材質及び断面寸法毎にグループ分けされている構造部材１２を指示寸法の長い順に並べ、最長の構造部材１２を抽出する。この最長の構造部材１２に対して、残りの全構造部材１２を用いて全ての組合せの場合を求め、各組合せにおいて各構造部材１２の指示寸法についての総和を計算し、これに集成材１６の切断代を加えて全長を求める。求めた全長と、材質と断面寸法が該当する１本の集成材１６の長さを比較して、集成材１６の長さを超えない範囲で集成材１６の長さに最も近い長さとなる構造部材１２の組合せ（最適組合せ）を求める（ステップＳ−１０）。なお、最適組合せを求める際は、在庫管理装置２５から出力された集成材データの中に含まれる所定寸法以上の余材４２を優先的に引き当てるようにプログラムされている。
【００２７】
最適組合せが決定すると、最適組合せ番号を所定の方式で定めて、各構造部材１２の製造番号、指示寸法、及び断面寸法、該当した集成材１６の在庫符号、材質を有する最適組合せデータを作成して、最適組合せに使用した各構造部材１２と、該当した集成材１６に関するデータを入力記憶手段２７及び集成材記憶手段２７ａから削除する（ステップＳ−１１）。続いて、入力記憶手段２７及び集成材記憶手段２７ａに保存されているデータに基づいて、同様に最適組合せを決定して、その都度、最適組合せ番号、各構造部材１２の製造番号、指示寸法、及び断面寸法、該当した集成材１６の在庫符号、材質を有する最適組合せデータを作成して、最適組合せに使用した各構造部材１２と、該当した集成材１６に関するデータを入力記憶手段２７及び集成材記憶手段２７ａから削除する。このような操作を、入力記憶手段２７に保存されている構造部材１２のデータがなくなるまで繰り返す（ステップＳ−１２）。演算手段２８における全ての処理が終了すると、演算手段２８で作成された最適組合せデータは、切断制御手段２９に出力される（ステップＳ−１３）。切断制御手段２９は、最適組合せデータに基づいて、例えば最適組合せ番号順に該当する集成材１６のリストを作成し、その結果を在庫管理装置２５に入力する。在庫管理装置２５では、入力された指示に基づいて在庫倉庫１５に保管中の集成材１６から、最適組合せ番号順に該当する集成材１６の払出しの指示を行い、払い出した集成材１６の登録を抹消する（ステップＳ−１４）。
【００２８】
在庫倉庫１５からは最適組合せ番号順に該当する集成材１６が払い出されるので、払い出された順番に集成材１６を集成材貯留ステーション１７に貯留していく（ステップＳ−１５）。次に、貯留された集成材１６は、集成材貯留ステーション１７に設けられた複数のローラーコンベア３０を駆動させることにより、集成材１６を１本毎に検査ステーション１８に搬送する。検査ステーション１８に搬送された集成材１６は、始めにヤング係数測定装置３１に搬送されて所定範囲の荷重が加えられて曲げられ、そのときの撓みからヤング係数を算出する（ステップＳ−１６）。ヤング係数が測定された集成材１６は搬送コンベア３２により含水率測定装置３３に搬送され、含水率が測定される（ステップＳ−１７）。ヤング係数と含水率の各測定結果は、品質判定装置３４に入力され集成材１６の品質判定が行われる（ステップＳ−１８）。品質判定装置３４では、ヤング係数と含水率の値をパラメータとした集成材１６の強度に関するデータファイルを用いて、測定されたヤング係数と含水率の値から集成材１６の強度を推定する。集成材１６の推定強度が注文情報に基づく仕様を満足する範囲に含まれている場合、品質判定装置３４は合格の判定を行う（ステップＳ−１９）。
【００２９】
また、集成材１６の推定強度が注文情報に基づく仕様を満足する範囲に含まれない場合、品質判定装置３４は集成材１６の当初予定されている製造の中止を制御装置２６に出力し（ステップＳ−２０）、この集成材１６の推定強度でも適合可能な製造が予定されているかを切断制御手段２９の有するデータを検索することにより調査する（ステップＳ−２１）。この集成材１６に適合可能な製造が予定されている場合、品質判定装置３４は集成材１６を合格と判定し、製造が予定されている構造部材１２用の集成材１６として振り替え、切断制御手段２９に登録されている最適組合せデータも振り替える（ステップＳ−２２）。品質判定装置３４は製造が中止された構造部材１２用に新たな集成材１６の払出しを在庫管理装置２５に指示する（ステップＳ−２３）。次いで、払出し装置３６を駆動させて搬送コンベア３７に振り替えられた集成材１６を払い出す（ステップＳ−２４）。この集成材１６の有する推定強度に適合する製造が今後予定されていない場合、品質判定装置３４は集成材１６を不合格と判定し、払出し装置３６を用いて払出し貯木場３５に払い出す（ステップＳ−２５）。払出し貯木場３５に払い出された集成材１６に対して予定されていた構造部材１２の製造中止の指令を出し（ステップＳ−２６）、切断制御手段２９に登録されている最適組合せデータを抹消して、製造計画装置２４に製造計画を再立案させる指示を出力する（ステップＳ−２７）。また、払出し貯木場３５に払い出された集成材１６は、在庫管理装置２５に再登録されて（ステップＳ−２８）、在庫倉庫１５で保管される（ステップＳ−２９）。
【００３０】
搬送コンベア３７に払い出された集成材１６は、搬送コンベア３７により切断機３９に搬送されて、切断制御手段２９に入力された最適組合せデータに基づく指示により指示寸法の長さに切断される（ステップＳ−３０）。このときの切断の方法は、例えば、以下のように行う。集成材１６は、最適組合せ番号順に搬送されてくるので、搬送コンベア３７に設けられている、例えば光電センサで集成材の通過を判断することにより、切断機３９に搬送されてくる集成材１６がどの最適組合せ番号であるかが判り、最適組合せ番号が判明すると集成材１６の先端から順に各構造部材１２の切断位置を示す指示寸法が判る。このため、シーケンサを用いて、切断機３９に設けられている第１の距離計の一例である定寸位置決めユニットで切断機３９の所定位置を通過してからの集成材１６の移動距離を計測し、移動距離が切断制御手段２９から指示される指示寸法に一致したときに搬送コンベア３７の駆動を停止して、回転鋸機を駆動して集成材１６の切断を行うようにする。この操作を繰り返すことにより、１本の集成材１６から複数の切断材４０を切り出すことができる。
【００３１】
切断機３９から排出された切断材４０は、切断機３９の出口側に設けられている第２の距離計の一例である定寸位置決めユニットを用いて切断材４０の長さ、すなわち切断実績値が測定され、その結果は切断制御手段２９に入力されて、指示寸法と切断実績値とが比較され切断処理の合否が判定される（ステップＳ−３１）。合格と判定された切断材４０は搬送コンベア３８で４面研削機４１に搬送される（ステップＳ−３２）。また、切断制御手段２９において不合格と判定された切断材４０に対しては、対応する構造部材１２の製造番号から構造部材１２の特定を行い、製造計画装置２４に再製造の製造計画を立案するように指示する（ステップＳ−３３）。なお、不合格と判定された切断材４０は、切断制御手段２９において余材として登録する振り替え処理を行う（ステップＳ−３４）。余材登録された切断材４０は搬送コンベア３８で４面研削機４１に搬送される（ステップＳ−３２）。
【００３２】
４面研削機４１に搬送された切断材４０は、切断制御手段２９の指示により所定の断面寸法を有する構造部材１２になるように４面研削機４１により両側面と上下面が研削される（ステップＳ−３５）。なお、余材４２については、切断制御手段２９より４面研削機４１に駆動停止の指示が伝えられ、余材４２は４面研削機４１により研削されないで通過する。
搬送コンベア３８により４面研削機４１から搬送された構造部材１２、又は余材４２は、次に印字ステーション２０に搬送される。構造部材１２、又は余材４２は、製造番号順に搬送されてくるため、構造部材１２の場合ではどの建物に使用する構造部材１２か、余材４２の場合はどの在庫符号の集成材１６の切断の際に発生したものであるかが判る。このため、例えば、構造部材１２に対しては、注文登録手段２３、製造計画装置２４からの注文情報、及び製造情報に基づき、製造番号、木材加工業者１１の名称、出荷日、品質区分、材質、長さ、断面寸法の情報を印字する。また余材４２に対しては、切断制御手段２９からの最適組合せデータに基づき材質、長さ、断面寸法の情報を印字する（ステップＳ−３６）。
【００３３】
印字された構造部材１２、又は余材４２は、搬送コンベア３８により、仕分けステーション２１に搬送され、このとき検知装置の一例である光電センサを用いたトラッキングシステムにより搬送順番が判断される。搬送番号と構造部材１２又は余材４２の製造番号とは対応関係にあるため、トラッキングシステムでトラッキングされると構造部材１２であるか余材４２であるかが判別できる（ステップＳ−３７）。構造部材１２として判別されると、構造部材１２としての仕様内容は全て特定できる。このため、構造部材１２に対しては、どの建物に使用する構造部材であるかが判るため、製造計画装置２４及びトラッキングシステムからの信号を送り出し装置４５、及びローラーコンベア４３の駆動を制御するシーケンサーに入力することにより、予め設定されている建物毎の構造部材１２用の貯木場４４へ該当する構造部材１２が搬送されるように搬送コンベア３８、送り出し装置４５、及びローラーコンベア４３を同期して駆動させ構造部材１２を所定の貯木場４４に搬送する（ステップＳ−３８）。各貯木場４４に集積された構造部材１２は、製造計画装置２４の作成した製造情報の内容と照合され梱包されて木材加工業者１１に発送される。なお、余材４２は、搬送コンベア３８の終端に設けられた余材用貯木場４７まで搬送されて払い出される（ステップＳ−３９）。払い出された余材４２については、長さが調査され（ステップＳ−４０）、例えば、１ｍ以上の余材４２は、在庫管理装置２５に在庫登録し在庫倉庫１５に搬送して保管する（ステップＳ−４１）。１ｍ未満の余材４２は、廃材として処分される（ステップＳ−４２）。
【００３４】
図９〜図１２に示すように、本発明の第２の実施の形態に係る木取りシステム４８は、木材加工業者１１から受注した構造部材１２に関する注文情報を管理する受注処理装置１３と、受注処理装置１３からの指示を受けて構造部材１２の製造を計画する生産計画処理ステーション１４と、生産計画処理ステーション１４からの指示で在庫倉庫１５から払い出された集成材１６を貯留する集成材貯留ステーション１７と、集成材貯留ステーション１７から搬送された集成材１６を指示寸法に切断して構造部材１２を製造する切断ステーション１９と、製造された構造部材１２の検査を行う検査ステーション４９と、検査済みの構造部材１２に製造番号又はこれに対応する記号を印字する印字ステーション２０と、印字された構造部材１２を各建物別に仕分けする仕分けステーション２１とを有している。また、使用している各機器の構成は、検査ステーション４９を除いて全て第１の実施の形態に係る木取りシステム１０と同一であり、検査ステーション４９の構成と、検査ステーション４９が切断ステーション１９の下流側に設けられていることが特徴となっている。従って、本発明の第１の実施の形態に係る木取りシステム１０と異なる点に関してのみ説明する。
【００３５】
生産計画処理ステーション１４に設けられ製造情報を作成する製造計画装置２４は、製造情報を在庫管理装置２５と共に品質判定装置３４にも出力する。また、検査ステーション４９は、切断ステーション１９で製造された構造部材１２、又は発生した余材４２を搬送する搬送コンベア３８と、構造部材１２の打音式ヤング係数測定による強度評価を行うヤング係数測定装置５０と、含水率測定装置３３と、品質判定装置３４と、構造部材１２、又は余材４２を印字ステーション２０に払い出す払出し装置３６と有している。ここで、払出し装置３６としては、例えば、ベルトコンベアを使用することができる。
【００３６】
続いて、本発明の第２の実施の形態に係る木取りシステム４８の使用方法について説明する。
本発明の第２の実施の形態に係る木取りシステム４８では、木材加工業者１１から建物に使用する構造部材１２を受注し、最適組合せデータを作成して、該当する集成材１６を集成材貯留ステーション１７に貯留するまでの過程は、本発明の第１の実施の形態に係る木取りシステム１０と同一であるので説明を省略し、集成材貯留ステーション１７から搬送れた集成材１６が切断ステーション１９で切断される過程より説明する。
図１３に示すように、集成材貯留ステーション１７に貯留されている集成材１６は、集成材貯留ステーション１７に設けられている複数のローラーコンベア３０により搬送コンベア３７に払い出され、搬送コンベア３７により切断機３９に搬送されて、切断制御手段２９に入力された最適組合せデータに基づく指示により指示寸法の長さに切断される（ステップＳ−１ａ）。なお、このときの切断の方法は、第１の実施の形態で説明した方法と同一なので説明は省略する。
【００３７】
切断機３９から排出された切断材４０は、切断機３９の出口側に設けられている第２の距離計の一例である定寸位置決めユニットを用いて切断材４０の長さ、すなわち切断実績値が測定され、その結果は切断制御手段２９に入力されて、指示寸法と切断実績値とが比較され切断処理の合否が判定される（ステップＳ−２ａ）。合格と判定された切断材４０は搬送コンベア３８で４面研削機４１に搬送される（ステップＳ−３ａ）。また、切断制御手段２９において不合格と判定された切断材４０に対しては、対応する構造部材１２の製造番号から構造部材１２の特定を行い、製造計画装置２４に再製造の製造計画を立案するように指示する（ステップＳ−４ａ）。なお、不合格と判定された切断材４０は、切断制御手段２９において余材として登録する振り替え処理を行う（ステップＳ−５ａ）。余材登録された切断材４０は搬送コンベア３８で４面研削機４１に搬送される（ステップＳ−６ａ）。
【００３８】
４面研削機４１に搬送された切断材４０は、切断制御手段２９の指示により所定の断面寸法を有する構造部材１２になるように４面研削機４１により両側面と上下面が研削される（ステップＳ−７ａ）。なお、余材４２については、切断制御手段２９より４面研削機４１に駆動停止の指示が伝えられ、余材４２は４面研削機４１により研削されないで通過する。
切断ステーション１９で製造された構造部材１２、又は発生した余材４２は、４面研削機４１から製造番号順に搬送されてくるので、トラッキングシステムでトラッキングされると、構造部材１２と余材４２の中から構造部材１２だけを区別し、構造部材１２の特定を行うことができる（ステップＳ−８ａ）。構造部材１２は、検査ステーション４９に搬送され、始めにヤング係数測定装置５０により強度が評価される。次いで、構造部材１２は搬送コンベア３８により含水率測定装置３３に搬送され、含水率が測定される。なお、余材４２に関しては測定が行われず、検査ステーション４９をそのまま通過する。
【００３９】
強度と含水率の各測定結果は、品質判定装置３４に入力され構造部材１２の品質判定が行われる（ステップＳ−９ａ）。品質判定装置３４では、強度と含水率の値をパラメータとした構造部材１２の品質に関するデータファイルを用いて、測定された強度と含水率の値から構造部材１２の品質を推定する。構造部材１２の推定品質が注文情報に基づく仕様を満足する範囲に含まれている場合、品質判定装置３４は合格の判定を行う。合格と判定された場合、構造部材１２は印字ステーション２０に搬送されて印字される（ステップＳ−１０ａ）。また、構造部材１２の推定品質が注文情報に基づく仕様を満足する範囲に含まれない場合、品質判定装置３４は製造計画装置２４に製造計画を再度立案させる指示を出力して（ステップＳ−１１ａ）、構造部材１２の登録を抹消し余材４２として再登録する（ステップＳ−１２ａ）。なお、再登録した余材４２は印字ステーション２０に搬送する。印字ステーション２０に搬送された構造部材１２、及び余材４２は印字が行われて（ステップＳ−１０ａ）、仕分けステーション２１に搬送される。なお、仕分けステーション２１に搬送された構造部材１２及び余材４２に対する取り扱い方法は、第１の実施の形態で説明した方法と同一なので説明は省略する。
【００４０】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、例えば、木材加工業者からの注文情報がフロッピーディスクを介してコンピュータに入力されたが、注文情報がインターネットを介して通信によりコンピュータに入力されることも可能である。また、注文登録手段、製造計画装置、在庫管理装置、制御装置には、いずれもパーソナルコンピュータを使用したが、端末操作機器を各部に配置して１台のミニコンピュータで一括処理する構成とすることもできる。更に、制御装置の処理結果を受注納期変更等の生産計画変更に対応して再処理して、集成材の払出し順番、切断順番の組み換え変更を可能とすることもできる。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１〜４記載の木取りシステムにおいては、制御装置が、予め貯留されている集成材の長さを記憶する集成材記憶手段と、１以上の建物のそれぞれの識別記号及び建物に使用する構造部材の長さが入力される入力記憶手段と、集成材記憶手段及び入力記憶手段に保存された数値に基づき、集成材から発生する余材が最小となるように、構造部材の切断寸法の組み合わせ計算を行い、指示寸法を出力する演算手段とを有するので、個別の建物毎に受注した構造部材の製造を、複数の建物毎にまとめて長尺の集成材から木取りして行うため、構造部材の歩留り率を向上させることができる。
集成材貯留ステーションと切断ステーションの間には、供給された集成材のヤング係数及び含水率を測定する検査ステーションが設けられているので、品質の保証された集成材から構造部材を製造することができ、構造部材としての信頼性を高めることができる。また、事前に調査された集成材に対して木取りを行うため品質不良に伴う木取り作業の中断が防止でき、木取りコストを低減させることが可能となる。
構造部材には最終的に切断される複数の構成部材を含み、構成部材には最終切断に使用する切断装置に合わせた加工代を含んでいるので、最終切断における構造部材の歩留り率を９０％とすることができる。
【００４２】
特に、請求項２記載の木取りシステムにおいては、入力記憶手段には、集成材の断面寸法及び材質も合わせて入力されて、指示寸法は、建物の構造部材の断面寸法及び材質毎に出力されるので、材質別、形状別に管理されている集成材の中から該当する集成材を引き当てて、複数の建物の構造部材を一括して木取りすることができ、木取り作業の効率と歩留りが向上する。
【００４３】
請求項３記載の木取りシステムにおいては、仕分けステーションの上流側には、それぞれの構造部材の製造番号又はこれに対応する記号を印字する印字ステーションを備えるので、印字された情報に基づいて構造部材の仕分けを行うことができ、複数の建築物用の構造部材が一括して製造されても効率的に仕分けを行うことができる。
【００４４】
【００４５】
【００４６】
請求項４記載の木取りシステムにおいては、入力記憶手段に記憶されている集成材の長さには、前処理で残った所定寸法以上の余材の寸法が合わせて入力され、演算手段には、入力された所定寸法以上の余材を優先的に使用するプログラムを備えているので、発生した再利用可能な余材が新規の木取り計算に引き当てられて使用されるため、結果的に発生する余材量を低減させることが可能となり、構造部材の歩留り率を向上させることができる。
【００４７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る木取りシステムのラインレイアウト図である。
【図２】同木取りシステムの部分ブロック図である。
【図３】同木取りシステムの部分ブロック図である。
【図４】同木取りシステムの部分ブロック図である。
【図５】同木取りシステムを使用した木取り方法の部分流れ図である。
【図６】同木取りシステムを使用した木取り方法の部分流れ図である。
【図７】同木取りシステムを使用した木取り方法の部分流れ図である。
【図８】同木取りシステムを使用した木取り方法の部分流れ図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る木取りシステムのラインレイアウト図である。
【図１０】同木取りシステムの部分ブロック図である。
【図１１】同木取りシステムの部分ブロック図である。
【図１２】同木取りシステムの部分ブロック図である。
【図１３】同木取りシステムを使用した木取り方法の部分流れ図である。
【図１４】従来の木取り方法における処理の系統フローを示すフロー図である。
【符号の説明】
１０：木取りシステム、１１：木材加工業者、１２：構造部材、１３：受注処理装置、１４：生産計画処理ステーション、１５：在庫倉庫、１６：集成材、１７：集成材貯留ステーション、１８：検査ステーション、１９：切断ステーション、２０：印字ステーション、２１：仕分けステーション、２２：外部入力手段、２３：注文登録手段、２４：製造計画装置、２５：在庫管理装置、２６：制御装置、２７：入力記憶手段、２７ａ：集成材記憶手段、２８：演算手段、２９：切断制御手段、３０：ローラーコンベア、３１：ヤング係数測定装置、３２：搬送コンベア、３３：含水率測定装置、３４：品質判定装置、３５：払出し貯木場、３６：払出し装置、３７：搬送コンベア、３８：搬送コンベア、３９：切断機、４０：切断材、４１：４面研削機、４２：余材、４３：ローラーコンベア、４４：貯木場、４５：送り出し装置、４６：仕分け装置、４７：余材用貯木場、４８：木取りシステム、４９：検査ステーション、５０：ヤング係数測定装置
【図１】
0004633922.tif 000002
【図２】
0004633922.tif 000003
【図３】
0004633922.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0004633922.tif 000007
【図７】
0004633922.tif 000008
【図８】
0004633922.tif 000009
【図９】
0004633922.tif 000010
【図１０】
0004633922.tif 000011
【図１１】
0004633922.tif 000012
【図１２】
0004633922.tif 000013
【図１３】
0004633922.tif 000014
【図１４】
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