(57)【要約】  【課題】  プラズマなどにより切断された金属材料から，残った材料を容易に切り離すことができる，金属材料切断装置を提供すること。  【解決手段】  入力された所望の展開形状データに基づいて上記展開形状データに対応する形状の金属部材を金属製薄板から自動で切り出す金属部材の切り出し装置において，上記金属製薄板の，上記金属部材が切り出されたあとに残る部分を自動的に細かく切断する残部切断処理が実行可能であることを特徴とする金属部材の切り出し装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された所望の展開形状データに基づいて上記展開形状データに対応する形状の金属部材を金属製薄板から自動で切り出す金属部材の切り出し装置において，上記金属製薄板の，上記金属部材が切り出されたあとに残る部分を自動的に細かく切断する残部切断処理を実行する残部切断処理手段を備えてなることを特徴とする金属部材の切り出し装置。
【請求項２】
上記残部切断処理が，上記金属部材の切り出しの前，途中，或いは後のいずれか，或いはその複合された形で実行される請求項１記載の金属部材の切り出し装置。
【請求項３】
上記残部切断処理が，予め定められた一定寸法での切断処理である請求項１或いは２のいずれかに記載の金属部材の切り出し装置。
【請求項４】
上記残部切断処理が，予め入力された所望の切断軌跡に基づく切断処理である請求項１或いは２のいずれかに記載の金属部材の切り出し装置。
【請求項５】
上記残部切断処理における切断線と上記金属部材の輪郭線との交点において，上記残部切断処理における切断アークを，上記金属部材の内側に入らない程度の位置に制御するトーチ位置制御手段を備えてなる請求項１〜４のいずれかに記載の金属部材の切り出し装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，ダクト構成部材などの金属部材を金属薄板から自動的に切り出すための金属部材の切り出し装置の改良に係り，特に，金属部材を切り取った後に残る残部の後処理を容易にすることのできる金属部材の切り出し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薄板から切り出される金属部材（ダクト構成部材）を溶接やかしめなどによりつなぎ合わせることにより組み立てられる。かかるダクトは，家屋，ビル，船舶，自動車，電車などの乗り物など，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，このような金属薄板から切り出される金属部材を組み立てることにより構成される。
【０００３】
図４は母材である金属薄板１０から斜線で示す複数のダクト構成部材などの金属部材１１ａ，１１ｂ，１１ｃ・・・を切り出す場合を示している。
通常このような金属薄板１０から金属部材１１を自動で切り出す場合，プラズマトーチなどの切断工具を図４に示す金属薄板１０の長さ方向（Ｙ方向）及び幅方向（Ｘ方向）に移動させながら，トーチから発生するアーク（炎）により金属薄板を切断する。上記切断工具の上記移動軌跡と，その場所，場所におけるアークの発生・停止が，予め記憶されたプログラムに従って時系列的に達成されることにより，上記金属部材１１ａ，１１ｂ，１１ｃ・・・が切り出される。
【０００４】
図３は，上記のような金属部材切り出し装置における上記金属部材の展開形状などのデータ入力処理から，上記入力データを用いた金属部材の切り出し処理の完了までのコンピュータを用いた概略の処理手順を示すフローチャートである。ここにＳ１０，Ｓ１１，Ｓ１２…は処理手順（ステップ）の番号を示す。
図に示すように金属部材の切り出し装置を制御するプログラムが立ち上げられると，切り出そうとする全ての金属部材（この場合ダクト構成部材）に関するデータの入力が行われる。即ち，Ｓ１０において，最初に入力すべきダクトについての製品番号，その他の諸情報が自動的或いは手動で入力される。諸情報には，ダクト構成部材の番号（一般に相番という）及びダクト構成部材同士の（上下左右その他の）つながりを示す情報からなる組符号，個数，ダクトの先部，元部などが含まれる。
【０００５】
上記諸情報の入力或いは設定が行われると，ダクト構成部材の展開形状データが入力される（Ｓ１１）。ダクトの場合には，ダクトの型と立体状のダクトに関する寸法が入力されると，各ダクト構成部材個々の寸法が決まる。
上記Ｓ１０，Ｓ１１の処理は，上記プログラムにより駆動されるコンピュータへの作業者による入力処理或いは，予め定められたコンピュータによる自動設定処理である。
【０００６】
次に，入力すべき別のダクトがあるかどうか，即ちデータ入力がすべて終了したかどうかがコンピュータにより判断される。別のダクトがある場合（Ｓ１２でＮＯ）には処理はＳ１０に戻り，Ｓ１０〜Ｓ１２の処理が繰り返される。
一連の切り取りが行われる全てのダクトについての入力が終了すると（Ｓ１２でＹＥＳ），入力された全てのダクト構成部材の展開形状の組み合わせから，出来うるかぎり無駄の無い（歩留りのよい）展開形状の配置，即ち板取配置が決定される（Ｓ１３）。通常このような板取配置の決定手法は，ネスティングと呼ばれており，周知の手法である。図４は，このようなネスティング結果を示す図である。
【０００７】
こうして，電子データ上での板取配置が決定され，この電子データ上での板取配置に基づいて，以下の処理がなされる。
即ち，ダクト構成部材の切り出し開始のボタンが操作者により押されるなどの行為により，ダクト構成部材の切り出し開始指令が入力される（Ｓ１４でＹＥＳ）と，次にコンピュータは，前記切断工具の近傍に取り付けられたサインペン，放電ペンなどの接触型或いは非接触型の記録部材を，金属薄板への接触，離間を繰り返させつつ移動させ，金属薄板上に，前記組符号などの諸情報を書き込む（Ｓ１５）。このような組符号などは，その後に切り出されるダクト構成部材に対応したものであり，各々対応したダクト構成部材の内側に書き込まれる。ダクト構成部材の内側に記載するのは，切り出された後にダクトとして組み立てるときに，それぞれのダクト構成部材に関すつつながり情報などを参照する必要があるからである。
【０００８】
上記組符号などの書き込みが終了すると，続いて，コンピュータは前記ネスティング結果である金属薄板上に配置されるダクト構成部材の輪郭線に従って前記切断工具を移動させつつプラズマのオン・オフを繰り返して金属部材の切り出しを実行する。その結果，前記図４に斜線で示したダクト構成部材１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，・・・が切り出される（Ｓ１６）。
【０００９】
上の処理における組符号の書き込み処理（Ｓ１５）は省略することも可能である。また製品番号や組符号など諸情報の入力処理（Ｓ１０）と，展開形状データの入力処理（Ｓ１１）との順番は入れ替わっても差し支えない。
【００１０】
ダクト構成部材の切り出しは上記のようにして行われるが，実際には，ダクト構成部材の切り出しが終了した時点で，切り出されるべきダクト構成部材（図４における斜線をつけた部材）と，切り出された結果残る残部１２（図４における斜線部を除く部分）とは，図４に示すようにそのまま切断用ベッド（切断用常盤）上に載置されたままとなる。
そこで，操作者は，上記切断用常盤上のダクト構成部材を製品ごとに集めて取り込み，後のダクトの組み立てに備える。また操作者は，ダクト構成部材の取り去られた残りの部分を取り除いて廃棄する。
【００１１】
上記したようなデータ入力作業，ネスティング作業，組符号書き込み作業及びダクト構成部材の切り出し作業が，特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特許第２５０５７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来の金属部材の切り出し装置は，上記のようにして，金属薄板の母材から，金属部材を切り出すものである。従って，最終的には，切り出された金属部材を取り除いた後に，残った残部を人手で除去するものである。この時，設備の整った工場などでは，残部をロール状に巻いてクレーンやリフトで排出し，このような設備がない工場などでは，人間ができるだけ小さな破片になるように自分で切断し，キャリアなどで運び出すようにしている。
しかしながら，上記のようにロール状に巻いた状態では，かさばるため，その後のトラックによる搬送が非効率的であるなどの問題がある。また，人手で切断するには限界があるし，切りきれない大きい破片は搬送にも限度があるなど，極めて効率の悪い作業を強いられるものとなっている。
本発明はこのような残部の搬送或いは取り扱い上の不便や非効率性を解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために本発明は，入力された所望の展開形状データに基づいて上記展開形状データに対応する形状の金属部材を金属製薄板から自動で切り出す金属部材の切り出し装置において，上記金属製薄板の，上記金属部材が切り出されたあとに残る部分を自動的に細かく切断する残部切断処理を実行する残部切断処理手段を備えてなることを特徴とする金属部材の切り出し装置として構成されている。
【００１４】
上記残部切断処理は，上記金属部材の切り出しの前，途中，或いは後のいずれか，或いはその複合された形で実行される。
【００１５】
また，本発明では，上記残部切断処理として，予め定められた一定寸法での切断に設定することも可能である。これにより切断片を定形にすることができるので，全ての切断片を人手で持ち運べるようにすることが出来，またトラックに整然と積むことができる。
【００１６】
更に上記残部切断処理として，予め入力された所望の切断軌跡に基づいて切断するようにすることも可能である。これにより，切断片の大きさを任意に調整することが出来，搬送するトラックの大きさなどに対応することも可能である。
【００１７】
また，上記残部切断処理における切断線と上記金属部材の輪郭線との交点において，上記残部切断処理における切断アークを，上記金属部材の内側に入らない程度の位置に制御するトーチ位置制御手段を備えることが望ましい。これにより，残部切断処理での切断アークによって，金属部材に傷がつくといった問題が回避される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば，上記金属部材の切り出しの前，途中，或いはその後に残部を定形或いは任意形状の破片に切断するので，機械によらずとも人手で簡単に搬出することができるばかりか，トラックに整然と載置することができるので搬送効率を著しく向上させることができる。また，切り取られる金属部材に切断アークによる傷がつくことが回避される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
【００２０】
ここに，図１は本発明の第１の実施形態に係る金属部材切り出し装置における金属部材の展開形状データや組符号などのデータ入力→ネスティング→残部切断線設定処理及び金属部材の切り出し処理・残部切断処理の手順を示すフローチャート，図２は，このようにして切り出される金属部材の配置と残部切断線の配置を示す平面図である。
【００２１】
先ず，図１を用いて，本発明の実施形態に係る金属部材切断装置におけるコンピュータを用いた処理手順を説明する。かかる処理手順，は，切断装置或いは汎用コンピュータにインストールされたプログラムにより達成される。
図１は，上記のような金属部材の一例としてのダクト構成部材切り出し装置における上記ダクト構成部材の展開形状などのデータ入力処理から，上記入力データを用いたダクト構成部材の切り出し処理の完了までのコンピュータを用いた概略の処理手順を示すフローチャートである。ここにＳ２０，Ｓ２１，Ｓ２２…は処理手順（ステップ）の番号を示す。
【００２２】
以下に説明する手順は，金属部材切り出し装置全体を統括する単一のコンピュータにより達成されるものでもよいが，例えばＳ２０〜Ｓ２４をデータを作成するための専用或いは汎用のコンピュータにより達成し，Ｓ２５〜Ｓ２８を金属部材切り出し装置を駆動する専用のコンピュータにより達成しても良い。これらの制御主体であるコンピュータの切り分けはこれに限らず任意に設定可能である。
【００２３】
また以下の実施形態では，ネスティング（Ｓ２３）の後に，残部切断線（詳細は後述する）の設定処理を行っているが，これを省いて，実際の金属部材の切断時（金属部材の切断がおこなわれる前，その途中，或いはその後）に上記全部切断線の設定を自動的に行うことも可能である。
【００２４】
図に示すように金属部材の切り出し装置を制御するプログラムが立ち上げられると，Ｓ２０において，切り出そうとするダクトに関するデータの入力が行われる。即ち従来と同様に，最初に入力すべきダクトについての製品番号，その他の諸情報が自動的或いは手動で入力される。諸情報には，ダクト構成部材の番号（一般に相番という）及びダクト構成部材同士の（上下左右その他の）つながりを示す情報からなる組符号，ダクトの型式，個数などが含まれる。
【００２５】
上記諸情報の入力或いは設定が行われると，ダクト構成部材の展開形状データが入力される（Ｓ２１）。展開形状データとは，例えば角錐型のダクトであれば，天板，底板，右側板，左側板の各寸法やはぜ部の寸法などである。曲がりダクトであれば，円弧の半径やその中心点位置などが含まれる。即ち，ダクト構成部材の展開形状（輪郭線）である，
【００２６】
上記Ｓ２０，Ｓ２１の処理は，上記プログラムにより駆動されるコンピュータへの作業者による入力処理であるが，ダクト等の形式が決められていれば，はぜ等の寸法や組符号などはコンピュータによる自動設定であってもよい。
尚，上記処理Ｓ２０，Ｓ２１の順番は上記の通りである必要はなく，逆であっても良い。
あるダクトについてのデータ入力が終了すると，次に，入力すべき別のダクトがあるかどうか，即ちデータ入力がすべて終了したかどうかがコンピュータにより判断される。別のダクトがある場合（Ｓ２２でＮＯ）には処理はＳ２０に戻り，Ｓ２０〜Ｓ２２の処理が繰り返される。
【００２７】
切り取り処理を行おうとする一連のダクトに関する入力が終了すると（Ｓ２２でＹＥＳ），入力された全てのダクトに関するその構成部材の展開形状の組み合わせから，出来うるかぎり無駄の無い（歩留りのよい）展開形状の配置，即ち板取配置が決定される（Ｓ２３）。通常このような板取配置の決定手法は，ネスティングと呼ばれており，周知の手法である。図４は，このようなネスティング結果を示す図である。図４において，すでに述べたとおり，斜線部はダクト構成部材１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，・・・であり，それを除く白地の部分が残部１２である。
【００２８】
こうして，電子データ上での板取配置が決定されると，続いて，上記残部１２についての切断線の配置が決定される。（すでに述べたとおりこの処理は，後の実際の切断処理の前後或いは途中で行われても良い。）
ここでいう切断線は図２に描かれた２点鎖線１３のように残部１２を碁盤目のように切断するためのものである。もちろん切断線は碁盤目である必要はなく，任意の方向性を持たせたり，或いは曲線であっても良い。またこの切断線の配置については，定形（例えば９００×９００の矩形など）として自動で線引きしてもよく，またネスティングされた金属薄板母材１０上のダクト部材（１１ａ，１１ｂ，・・・）の配置をモニタ上で見ながら，作業者が任意に設定することも可能である。残部切断線の配置データは，上記のような定形切断線の座標データと，該切断線とネスティングされて決定されたダクト構成部材の輪郭線の座標データとの交点を決定することで，電子データ上の座標データとして設定される。
【００２９】
この場合，切断線に沿って金属薄板を切断するときのアークが，切り取られる金属部材に傷を与えないように，金属部材との交点より若干外側に設定されることが望ましい。金属部材との交点からの離間の程度は，使用するアークの大きさなどにより自動或いは手動で設定される。このように，残部切断処理における切断線と上記金属部材の輪郭線との交点において，上記残部切断処理における切断アークを，上記金属部材の内側に入らない程度の位置に制御するプログラムを実行する手段が，トーチ位置制御手段の一例である。
【００３０】
上記のようにネスティングと残部の切断線の配置が決定されると，いつでも切断処理を行いうる状態となる。
切断処理においては，この電子データ上での板取線及び残部切断線の配置に基づいて，以下の処理がなされる。
【００３１】
即ち，ダクト構成部材の切り出し開始のボタンが操作者により押されるなどの行為により，ダクト構成部材の切り出し開始指令が入力される（Ｓ２５でＹＥＳ）と，次にコンピュータは，前記切断工具の近傍に取り付けられたサインペンなどの接触型或いは非接触型の記録部材を，金属薄板への接触，離間（非接触型の場合は接触，離間といった処理は不要）を繰り返させつつ移動させ，金属薄板上に，前記組符号などの諸情報を書き込む（Ｓ２６）。このような組符号などは，その後に切り出されるダクト構成部材に対応したものであり，各々対応したダクト構成部材の内側に書き込まれる。
【００３２】
上記組符号などの書き込みが終了すると，続いて，コンピュータは前記ネスティング結果である金属薄板上に配置されるダクト構成部材の輪郭線に従って前記切断工具を移動させつつプラズマのオン・オフを繰り返して金属部材の切り出しを実行する。その結果，前記図２に斜線で示したダクト構成部材１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，・・・が切り出される（Ｓ２７）。
【００３３】
上の処理における組符号の書き込み処理（Ｓ２６）は省略することも可能である。
ダクト構成部材の切り出しは上記のようにして行われるが，このダクト構成部材の切り出しが終了した時点で，切り出されるべきダクト構成部材（図２における斜線をつけた部材）と，切り出された結果残る母材部分（残部１２）とは，図２に示すようにそのまま切断用ベッド（切断用常盤）上に載置されたままとなる。
【００３４】
続いて，コンピュータは，前記残部切断線１３の座標データに従って，トーチを移動させ，ダクト切断線に対応して残部を切断する。この時，前記のように残部切断線に沿った切断のアークが金属部材自身には掛からないように金属部材との接触直前までしか切断しないので，金属部材が損傷するような不都合が回避される。但し，上記残部切断の処理は上述のように，ダクト構成部材の切り出し後に行っても，あるいは，ダクト構成部材の切り出し前，更には，これと並行して途中に行っても良く，それらの複合されたものでも良い。
【００３５】
以上の処理によって，切断ベッド上には，切り取られた金属部材であるダクト構成部材と，定形に切り取られた残部が載置された状態となるので，操作者は，上記切断用常盤上のダクト構成部材を製品ごとに取得し，後のダクトの組み立てに備える。
上記のように，金属製薄板の，金属部材が切り出された後に残る部分を細かく切断する処理を自動的に実行する手段が，残部切断処理手段である。
【００３６】
また操作者は，持ち運びやすい定形に切り取られた残部を，手動或いはリフトなどを用いて取り除いて廃棄する。このように適当な大きさの定形に切り取られているので，残部を人手で搬送することが容易でありまた，残部をトラックに載せるときも整然と載せることが出来，搬送効率が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は，家屋，ビル，船舶，自動車，電車などの乗り物など空調用，換気用などに用いられるダクト構成部材の切り出し，或いは船体を形作る構造物，車両の構造物，などの金属板板の切り出し装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る金属部材（ダクト構成部材）の切り出し装置の処理手順を示すフローチャート。
【図２】ダクト構成部材（金属部材）のネスティング結果と，残部の切断線とを模式的に描いた図。
【図３】従来のダクト構成部材の切り出し装置の処理手順を示すフロ−チャート。
【図４】従来のダクト構成部材切り出し装置におけるネスティングの状態を模式的に示す図。
【符号の説明】
【００３９】
１０…金属薄板
１１…金属部材
１２…金属薄板（母材）
１３…切断線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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