(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材に対して一つまたは複数の工具を用いて複数の孔を開けるパンチプレスのための加工順決定装置であって、板材への加工位置および使用工具の定まった複数の孔の加工を行う板材加工データに対して所定の加工順探索基準に従い前記複数の孔の加工順を探索して出力する加工順出力手段と、工具交換回数などの複数の評価基準の重視割合である重みを設定する重み設定手段と、この重み設定手段に設定される重みを、使用者の操作により入力可能な入力手段で変更操作する重み変更操作手段と、前記加工順出力手段で探索された加工順に対応する評価値を前記重み設定手段に設定された重みを用いて計算する評価手段とを備え、前記評価手段は、前記加工順出力手段に、前記所定の加工順探索基準を変更して同じ板材加工データに対して他の加工順を探索する処理を繰り返させることにより、評価値の優れた加工順を探していくものとしたパンチプレスの加工順決定装置。
【請求項２】
前記評価基準として、工具交換の回数と、パンチプレスのワークホルダで板材を持ち替える回数と、複数の各孔間の板材移動距離の総和とにそれぞれ係る基準を備える請求項１記載のパンチプレスの加工順決定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パンチプレスを制御する加工プログラムの自動プログラミング過程等で、板材に対する加工位置および使用工具が定まった板材加工データに対して、各孔の加工順を決定するパンチプレスの加工順決定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パンチプレスでは、図６に示すように、テーブル２１上の板材Ｗを板材送り装置２２のワークホルダ２３で把持し、ワークホルダ２３のＸ，Ｙ方向の移動により、板材Ｗの任意箇所を所定のパンチ位置Ｐに移動させパンチ加工を行う。このパンチ加工では、タレット等の工具支持体２４に支持された複数の工具Ｔのうちから、希望の寸法，形状の工具Ｔをパンチ位置Ｐに割り出し、パンチ加工に用いる。
【０００３】
また、パンチ加工では、パンチプレス２０による加工可能範囲を超える長さの板材Ｗの加工を行う場合がある。例えば、図６では、ワークホルダ２３が最も左側に移動した状態を示しているが、同図の板材Ｗでは、斜線を施すエリアＥが、板材送り装置２２でパンチ位置Ｐへ移動させることができず、加工が行えない。このような場合は、ワークホルダ２３による板材Ｗの把持位置を変更することで、対処している。すなわち、板材Ｗの現在の把持位置よりも右側の部分をワークホルダ２３で把持することで、加工が可能となる。図７の例では、初期状態では加工ゾーン１での加工が可能であり、持ち替え後は加工ゾーン２の加工が可能となる。
ワークホルダ２３により上記のように板材Ｗを持ち替える場合、板材Ｗが不測に移動して把持位置に誤差が生じないように、板材Ｗを押付けパッド２６でテーブル２１上に押し付けておいた状態で把持を解除し、別の部位を把持する。以下、この一連の持替動作をレポジション（またはＲＥＰ）と称す。
【０００４】
このようなパンチプレスを制御する加工プログラムの作成過程では、例えば図７に示すように、板材Ｗから部品Ｍを加工する場合、図形データで示される部品図形に対して、工具Ｔを配置した工具配置済み部品データである板材加工データを作成する。同図は、板材Ｗに対して３枚の部品Ｍをそれぞれ各辺を複数回のパンチ加工で打ち抜く加工を示し、各部品Ｍの長辺を工具Ｔ１で、短辺を工具Ｔ２で加工する例を示している。図の左側の部品Ｍについては、各回のパンチ位置の工具Ｔ１，Ｔ２の図形を示しているが、他の２枚の部品Ｍについては加工範囲のみを示して工具Ｔ１，Ｔ２の符号を付し、各回のパンチ時の工具の図形は省略している。
【０００５】
従来、自動加工順決定装置では、このような工具配置済み部品データからなる板材加工データを入力として、自動的にＲＥＰ位置、工具交換順を決定し、最適とされる加工順（すわわち抜き順）を決定してオペレータに提示していた。加工順の決定は、種々の基準を設定しておいて、最適とされる加工順が出力されるようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、生産形態は、パンチプレスを使用する顧客により多種多様であり、必要とされる加工順が異なる。そのため加工順を修正して加工する場合が多く見られる。すなわち、必要とされる加工順は、パンチプレスの機種、後工程、素材、精度など、色々な要因があり、顧客によって異なる。したがって、一定の評価基準では、期待される加工順を提示することが困難である。
【０００７】
この発明の目的は、使用者毎に、その使用者の要望にできるだけ近い加工順を出力することができるパンチプレスの加工順決定装置を提供することである。
この発明の他の目的は、より使用者の要望に近い加工順を出力できるものとすることである。
この発明のさらに他の目的は、加工時間、加工精度、加工品質につき、要望に応じたものとなる加工順を出力可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のパンチプレスの加工順決定装置は、板材（Ｗ）に対して一つまたは複数の工具を用いて複数の孔を開けるパンチプレスのための加工順決定装置であって、板材（Ｗ）への加工位置および使用工具の定まった複数の孔の加工を行う板材加工データ（Ｄ１）に対して所定の加工順探索基準（Ｒ１）に従い前記複数の孔の加工順を探索して出力する加工順出力手段（２）と、工具交換回数などの複数の評価基準の重視割合である重みを設定する重み設定手段（３）と、この重み設定手段（３）に設定される重みを、使用者の操作により入力可能な入力手段で変更操作する重み変更操作手段（４）と、前記加工順出力手段（２）で探索された加工順に対応する評価値を前記重み設定手段（３）に設定された重みを用いて計算する評価手段（５）とを備える。
【０００９】
この構成によると、一応定めた加工順の結果に対して、評価手段（５）は、重み設定手段（３）に設定された重みを用いて評価値を計算する。前記重みは複数の評価基準の重視割合であり、評価手段（５）は、例えば評価基準毎に、設定された重みを最良値として、その最良値に対する評価基準別の評価値を所定の基準で計算し、この評価基準別の評価値の総和を、加工順の評価値とする。評価値の計算された加工順の結果は、加工順出力手段（２）によって画面表示装置の画面等に出力される。評価値を用いるため、加工順の結果を簡易に評価することができる。この場合に、工具交換、板材移動距離などの複数の評価基準が定めてあり、その各評価基準の重みを用いて評価値を計算するものとされ、またその重みが、重み変更操作手段（４）によって変更することができる。そのため、使用者毎にパンチプレスの機種，素材，加工品質等の都合に応じて、各評価基準の重みを適宜変更することで、使用者にとって最適の評価値が計算される。したがって、使用者毎に、その使用者の要望にできるだけ近い加工順結果を出力することができる。
【００１０】
前記評価手段（５）は、前記加工順出力手段（２）に、所定の加工順探索基準（Ｒ１）に従い前記所定の加工順探索基準（Ｒ１）を変更して同じ板材加工データ（Ｄ１）に対して他の加工順を探索する処理を繰り返させることにより、評価値の優れた加工順を探していくものとする。
この構成の場合、加工順出力手段（２）は、所定の加工順探索基準（Ｒ１）の内容を変更して同じ板材加工データ（Ｄ１）に対する加工順を探索する処理を繰り返すため、加工順の探索処理毎に異なる加工順の結果が得られる。そのため、加工順探索毎に評価手段（５）による評価値の計算を行い、その評価値が満足できない場合は、再度の加工順の探索を行うという処理を繰り返すことで、評価値の高い加工順を探し出すことができ、より一層、使用者の要望にできるだけ近い加工順結果を出力することができる。
【００１１】
前記評価基準として、工具交換の回数と、パンチプレスのワークホルダで板材を持ち替える回数と、複数の各孔間の板材移動距離の総和にそれぞれ係る基準を備えるものであっても良い。
工具交換、ワークホルダによる板材の持ち替え、および板材移動距離の総和などの要因は、いずれもパンチプレスによる加工時間に大きく影響するが、パンチプレスの機種によって、上記のうちのどの要因の影響が大きいかが異なる。また、加工精度の確保のためには、板材の持ち替えは少ないほど良く、板材裏面に傷がつくことの防止のためには、移動距離が短いことが好ましい。したがって、評価基準として、工具交換の回数と、パンチプレスのワークホルダで板材を持ち替える回数と、複数の各孔間の板材移動距離の総和に係る基準を備えるものとすることで、加工時間、加工精度、加工品質につき、要望に応じたものとなる加工順を出力することができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明のパンチプレスの加工順決定装置は、板材に対して一つまたは複数の工具を用いて複数の孔を開けるパンチプレスのための加工順決定装置であって、板材への加工位置および使用工具の定まった複数の孔の加工を行う板材加工データに対して所定の加工順探索基準に従い前記複数の孔の加工順を探索して出力する加工順出力手段と、工具交換回数などの複数の評価基準の重視割合である重みを設定する重み設定手段と、この重み設定手段に設定される重みを、使用者の操作により入力可能な入力手段で操作する重み変更操作手段と、前記加工順出力手段で探索された加工順に対応する評価値を前記重み設定手段に設定された重みを用いて計算する評価手段とを備えるため、使用者毎に、その使用者の要望にできるだけ近い加工順を出力することができる。
前記評価手段は、前記加工順出力手段に、前記所定の加工順探索基準を変更して同じ板材加工データに対して他の加工順を探索する処理を繰り返させることにより、評価値の優れた加工順を探していくものであるため、より使用者の要望に近い加工順を出力することができる。
前記評価基準として、工具交換の回数と、パンチプレスのワークホルダで板材を持ち替える回数と、複数の各孔間の板材移動距離の総和に係る基準を備える場合は、加工時間、加工精度、加工品質につき、使用者の要望に応じたものとなる加工順を出力することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の一実施形態を図１ないし図５と共に説明する。この加工順決定装置１は、パンチプレスのための各パンチ孔の加工順を定める装置であって、例えば加工プログラムを作成する自動プログラミング装置（図示せず）の一部からなり、コンピュータおよびこれに実行させるプログラムによって構成される。自動プログラミングの対象となるパンチプレスは、例えば図６と共に説明したものなどである。この加工順決定装置１は、加工順出力手段２、重み設定手段３、重み変更操作手段４、および評価手段５を備える。
【００１４】
加工順出力手段２２は、加工順探索部６および加工順結果出力部７を有する。加工順結果出力部７は、加工順探索部６で探索された加工順の結果を、液晶表示装置等の画面表示装置の画面に出力する手段である。
【００１５】
加工順探索部６は、板材Ｗに加工位置および使用工具の定まった複数の孔の加工を行う板材加工データＤ１に対して、所定の加工順探索基準Ｒ１で加工順の探索を行って加工順結果データＤ２を得る手段である。板材加工データＤ１は、例えば、板材Ｗの工具配置済みの部品が配置されたレイアウトのデータである。加工順探索基準Ｒ１は、加工順探索部６に設定しておき、例えば、設定された条件内で、複数のパンチ孔をどの順で加工すると最短距離となるかなどを定める基準である。加工順探索基準Ｒ１は、一部の内容が異なる種々の基準を設けておき、後述の繰り返し過程で、異なる内容の加工順探索基準Ｒ１を用いて異なる加工順が得られるようにする。
【００１６】
重み設定手段３は、加工順評価における複数の評価基準の重みを設定する手段である。複数の評価基準としては、例えば、工具交換回数、レポジション回数（ＲＥＰ回数）、板材Ｗの移動距離の総和（以下、単に「移動距離」と称す）等に対する基準とされる。
前記重みは、複数の評価基準の重視割合であり、評価基準毎に設定された重みが、その評価基準の最良値とされる値である。例えば、評価基準が工具交換回数、ＲＥＰ回数、および移動距離の３つであって、評価値の全体を「２」と設定する場合、この「２」のうちの「０．５」を工具交換回数の重み、１．０をＲＥＰ回数の重み、０．５を移動距離の重みとなるように設定される。
【００１７】
重み変更操作手段４は、重み設定手段３に設定される重みを、キーボード等の入力手段（図示せず）で変更操作する手段である。重み設定手段３には、例えばデフォルト値が設定され、重み変更操作手段４によって任意の値が設定される。なお、重み変更操作手段４で設定する重みの設定可能な範囲については、自由としても良く、また制限範囲を設けても良い。
【００１８】
評価手段５は、評価値計算手段８、評価値判定手段９、および評価値記憶手段１０を有している。
評価値計算手段８は、加工順探索部６で出力された加工順結果データＤ２につき、その評価値を、重み設定手段に設定された重みを用いて計算する手段である。評価値計算手段８は、各評価基準毎に、重み設定手段に設定された重みを最良値として、その最良値に対する割値である評価基準別評価値を計算し、これら評価基準別評価値を加算した値を、加工順全体の評価値とする。
【００１９】
評価値計算手段８において、評価基準別評価値は、例示すると次のように計算される。工具交換回数については、１回を最良値（例えば「１」）とし、５回であれば、０．５、１０回であれば０．１などのように、適宜定めた基準で最良値に対する割合を計算する。この計算された値につき、工具交換回数についての重みが「１」であると、最良値に対する割合がそのまま評価基準別評価値となるが、重みが「０．５」であると、その重み「０．５」に対して、最良値に対する割合を乗算した値が評価基準別評価値となる。例えば、重みが０．５であり、最良値に対する割合が０．５であると、評価基準別評価値は０．２５（＝０．５×０．５）となる。
ＲＥＰ回数や移動距離にについても、工具交換回数の場合と同様にして、評価基準別評価値が計算される。
【００２０】
評価値判定手段９は、同じ板材加工データＤ１に対する前回以前の加工順の評価値の最高値と今回の評価値とを比較し、高い方の評価値で評価値記憶手段１０の記憶内容を更新する手段である。
【００２１】
また、評価値判定手段９は、評価値計算手段８で計算した今回の評価値が、過去の評価値の最高値である評価値記憶手段１０の記憶値を超えない場合は、加工順探索部６に対して、所定の加工順探索基準Ｒ１の内容を変更して加工順の探索処理を繰り返す指令を与えるものとされる。この場合に、評価値記憶手段１０は、許容評価値を設定しておいて、今回の評価値が許容評価値に達するか否かを判定し、許容評価値に達した場合は加工順探索部６よる加工順探索の繰り返しを止めるものとしても良い。
なお、加工順探索部６よる加工順探索の繰り返しを止める指令は、所定の入力手段（図示せず）によりオペレータにより与えるようにしても良い。
【００２２】
上記構成の加工順決定装置１による処理の例を説明する。この加工順決定装置１は、例えば図２に示すように、図１の加工順探索部６よる加工順の探索と、評価手段５による評価とを繰り返す。
加工順の探索は、例えば、図３に示すように板材Ｗの工具Ｔの配置済みの３つの部品Ｍが配置されたレイアウトのデータである板材加工データＤ１に対して、所定の加工順探索基準Ｒ１に従い、複数のパンチ孔をどの順に加工するか、またレポジションを複数の孔加工のなかのどの時点で行うかなどを定める処理である。
評価手段５による評価が満足されない場合は、加工順探索部６により加工順探索基準Ｒ１を変更して、再度の加工順の探索を行い、その結果を評価手段５により評価する。
【００２３】
なお、図３では、左側の部品Ｍについては、各回のパンチ位置の工具Ｔ１，Ｔ２の図形を示しているが、他の２枚の部品Ｍについては加工範囲のみを示し、その加工範囲に工具Ｔ１，Ｔ２の符号を付して、各回のパンチ時の工具の図形は省略している。いずれの部品Ｍも、横方向に延びる長辺は工具Ｔ１で、縦方向に延びる短辺は工具Ｔ２で加工するものとしている。また、板材Ｗは、レポジションが必要な横幅であり、パンチプレスへの板材Ｗの搬入時には加工ゾーン１が、レポジション後は加工ゾーン２が加工可能となる。
【００２４】
図３〜図５は、いずれも重み設定手段３に設定される各評価基準が工具交換回数、ＲＥＰ回数、および移動距離の３つであって、その重みを図中に示したように設定した場合の加工順の決定例を示す。この例は、いずれも各評価基準に対する重みの和を「２」としている。各図において、部品Ｍの各辺の加工順を丸囲み数字で示す。
【００２５】
図３は、各重みを、工具交換回数：０．５、ＲＥＰ回数：１、および移動距離：０．５としてＲＥＰ回数を重視した場合の加工順決定例である。この例では、同図（Ｂ）のように、加工ゾーン１で、工具Ｔ２による加工、工具Ｔ１による加工を行い、レポジション後に、加工ゾーン２で工具Ｔ２による加工、工具Ｔ１による加工を行う加工順となっている。この場合、工具交換回数は２または３回、ＲＥＰ回数は１回、移動距離は２６となり、１回のＲＥＰで加工するが、工具交換回数は増える。
【００２６】
図４は、各重みを、工具交換回数：１、ＲＥＰ回数：０．５、および移動距離：０．５として工具交換回数を重視した場合の加工順決定例である。この例では、同図（Ｂ）のように、加工ゾーン１で工具Ｔ２による加工を行った後、ＲＥＰを行い、加工ゾーン２で工具Ｔ２による加工、工具Ｔ１による加工を順に行った後、加工ゾーン２から加工ゾーン１へのＲＥＰを行い、加工ゾーン１の工具Ｔ１による加工を行う。この場合、工具交換回数は１回、ＲＥＰ回数は２回、移動距離は２６となり、工具交換は１回で加工できるが、ＲＥＰ回数は増える。
【００２７】
図５は、各重みを、工具交換回数：０．５、ＲＥＰ回数：０．５、および移動距離：１として移動距離を重視した場合の加工順決定例である。この例では、加工方向が同図（Ａ）に矢印で示すように定められ、同図（Ｂ）のように、加工ゾーン１で工具Ｔ２による１辺の加工、工具Ｔ１による１辺の加工、工具Ｔ２による他の１辺の加工、工具Ｔ２によるさらに他の１辺の加工、工具Ｔ１による他の１辺の加工、工具Ｔ２によるさらに他の１辺の加工、加工ゾーン１から加工ゾーン２へのＲＥＰ、加工ゾーン２での工具Ｔ２による１辺の加工、工具Ｔ１による１辺の加工、工具Ｔ２による他の１辺の加工、工具Ｔ１による他の１辺の加工、加工ゾーン２から加工ゾーン１へのＲＥＰ、加工ゾーン１での工具Ｔ１による残り１辺の加工を順に行う。この加工順の場合、工具交換回数、ＲＥＰとも増えるが、最短の移動距離で加工できる。
【００２８】
この加工順決定装置１は、このように、工具交換回数、ＲＥＰ回数、および移動距離等の複数の評価基準の重視割合である重みを設定する重み設定手段３を設け、この重み設定手段３に設定される重みを重み変更操作手段４によって変更操作可能としたため、パンチプレスの機種や生産形態等に応じた使用者の要望にできるだけ近い加工順結果を出力することができる。
【００２９】
例えば、工具交換数が増えると、工具交換に多くの時間がかかる機種の使用者では好ましくないとされ、図３〜図５の例のうち、図４の例が好ましい加工順となる。
また、ＲＥＰ回数の増加は、加工精度を求める使用者では嫌われるため、図３〜図５の例のうち、図３の例が好ましい加工順となる。
移動距離の増加は、板材Ｗへの傷付きを求める使用者は嫌うため、図３〜図５の例のうち、図５の例が好ましい加工順となる。
このような選択が、使用者による重み変更操作手段４の操作によって可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の一実施形態にかかる加工順決定装置の概念構成を示すブロック図である。
【図２】同加工順決定装置による加工順と評価の繰り返し過程例の説明図である。
【図３】同加工順決定装置による所定の重み設定の場合の加工順決定例の説明図である。
【図４】図３とは重みを変えた場合の加工順決定例の説明図である。
【図５】重みをさらに変えた場合の加工順決定例の説明図である。
【図６】従来のパンチプレスの平面図である。
【図７】板材、部品、工具、および加工ゾーンの関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…加工順決定装置
２…加工順出力手段
３…重み設定手段
４…重み変更操作手段
５…評価手段
６…加工順探索部
７…加工順結果出力部
８…評価値計算手段
９…評価値判定手段
１０…評価値記憶手段
２０…パンチプレス
Ｄ１…板材加工データ
Ｄ２…加工順結果データ
Ｍ…部品
Ｐ…パンチ位置
Ｒ１…加工順探索基準
Ｔ，Ｔ１，Ｔ２…工具
Ｗ…板材
【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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【図７】
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