(57)【要約】【課題】  タレット等の工具支持体に対する工具入替えの段取り回数を削減することができる工具段取・オーダー実行順生成装置を提供する。【解決手段】  この工具段取・オーダー実行順生成装置２０は、複数の工具６を支持可能な工具支持体７を使用する板材加工機１に適用される。板材加工を行う部品Ｗａの形状および数量の定められた情報である加工オーダー５を、所定分記憶したオーダー記憶手段２１を設ける。各加工オーダー５毎に部品Ｗａの加工に必要な工具６を抽出する工具抽出手段２２を設ける。全加工オーダー５を順次実行するについて、抽出された工具６を比較し、加工オーダー５間で工具支持体７に対して工具６を入替える段取回数が最少または近似的に最少となるように加工オーダー５の実行順を組み換えるオーダー順組替え手段２３を設ける。各加工オーダー５毎に、工具抽出手段２２で抽出された工具６を工具支持体７の工具番地Ｓ１，Ｓ２，…に対して設定する工具段取情報生成手段２４を設ける。【選択図】        図１
2005296984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の工具を支持可能な工具支持体を使用する板材加工機の運用データの作成に使用される工具段取・オーダー実行順生成装置であって、
板材加工を行う部品の形状および数量の定められた情報である加工オーダーを、所定分記憶したオーダー記憶手段と、各加工オーダー毎に部品の加工に必要な工具を抽出する工具抽出手段と、前記オーダー記憶手段に記憶された全加工オーダーを順次実行するについて、前記工具抽出手段で抽出された工具を比較し、加工オーダー間で前記工具支持体に対して工具を入替える処理である段取の回数が最少または近似的に最少となるように加工オーダー実行順を組み換えるオーダー順組替え手段と、各加工オーダー毎に前記工具抽出手段で抽出された工具を前記工具支持体の工具番地に対して設定する工具段取情報生成手段とを備えることを特徴とする工具段取・オーダー実行順生成装置。
【請求項２】
前記工具段取情報生成手段は、前記オーダー順組替え手段により組み替えられたオーダー実行順において、前の加工オーダーで用いられた工具と同じ工具を今回の加工オーダーでも使用する場合に、その同じ工具について、前の加工オーダーに対して設定されている工具番地を設定するものとした請求項１記載の工具段取・オーダー実行順生成装置。
【請求項３】
前記工具抽出手段は、前記部品に対して設定基準に従い工具の配置を行う工具配置機能を有するものであり、前記オーダー順組替え手段による加工オーダー実行順の決定、および工具段取情報生成手段による工具番地に対する工具の設定が行われた後、前記加工オーダーについて、工具配置の行われた部品の素材板材に対するネスティングを行うネスティング手段を設けた請求項１または請求項２記載の工具段取・オーダー実行順生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パンチプレス等の板材加工機により、各加工オーダーの加工を行うについて、例えば１日分の加工オーダーをどの順で実行するか、また工具支持体のどの番地にどの工具を設定するか等の情報を生成する工具段取・オーダー実行順生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タレットパンチプレス等による板金加工においては、加工オーダーに応じて生産が行われる。加工オーダーは、加工の注文の単位であり、素材板材から打ち抜く各部品の形状、およびその各部品の数量が定められた情報である。
【０００３】
従来は、このような加工オーダーの発生順や、納期順等の適宜の順で加工オーダーの実行順序を決定し、加工していた。またタレットは複数の工具を搭載可能であるが、工具搭載数に限りがあるため、一つの加工オーダー内で段取り替えが発生しないように、加工オーダー毎にタレットに搭載する工具の編制を行っていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、加工オーダー毎に、タレットに搭載する工具の入替えの段取作業が発生する可能性がある。加工オーダーの実行の順番によっては、工具入替えにより一部の工具をタレットから抜き出した後、次の加工オーダーの加工時に、その抜き出された工具を再度タレットに戻すなどの段取り作業が発生することがある。このような無駄な段取りの発生により、加工の効率が低下するという問題がある。
【０００５】
この発明の目的は、工具支持体に対する工具入替えの段取り回数を削減することができる工具段取・オーダー実行順生成装置を提供することである。
この発明の他の目的は、部品に対する必要工具の抽出が容易で、加工オーダー実施順の作成が効率良く行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の工具段取・オーダー実行順生成装置（２０）は、複数の工具（６）を支持可能な工具支持体（７）を使用する板材加工機（１）の運用データの作成に使用される工具段取・オーダー実行順生成装置（２０）であって、次のオーダー記憶手段（２１）、工具抽出手段（２２）、オーダー順組替え手段（２３）、および工具段取情報生成手段（２４）を備えることを特徴とする。
オーダー記憶手段（２１）は、板材加工を行う部品（Ｗａ）の形状および数量の定められた情報である加工オーダー（５）を、所定分記憶した手段である。前記工具抽出手段（２２）は、各加工オーダー（５）毎に部品（Ｗａ）の加工に必要な工具（６）を抽出する手段である。オーダー順組替え手段（２３）は、前記オーダー記憶手段（２１）に記憶された全加工オーダー（５）を順次実行するについて、前記工具抽出手段（２２）で抽出された工具（６）を比較し、加工オーダー（５）間で前記工具支持体（７）に対して工具（６）を入替える処理である段取の回数が最少または近似的に最少となるように加工オーダー（５）の実行順を組み換える手段である。工具段取情報生成手段（２４）は、各加工オーダー（５）毎に前記工具抽出手段（２２）で抽出された工具（６）を前記工具支持体（７）の工具番地（Ｓ１，Ｓ２，…）に対して設定する手段である。上記加工オーダー（５）の実施順の情報、および工具支持体（７）の工具番地（Ｓ１，Ｓ２，…）に対する設定情報である工具編制情報（ＤＴ）は、それぞれ上記運用データとなる。
【０００７】
この構成によると、工具抽出手段（２２）により各加工オーダー毎に部品（Ｗａ）の加工に必要な工具（６）を抽出し、オーダー順組替え手段（２３）は、その抽出された工具（６）を比較し、全加工オーダー（５）を実行するについて、加工オーダー（５）間で段取の回数が近似的に最少となるように加工オーダー実行順を組み換える。この後、工具段取情報生成手段（２４）により、各加工オーダー（５）毎に、抽出された工具（６）を前記工具支持体（７）の工具番地（Ｓ１，Ｓ２，…）に対して設定する。
このように、工具支持体（７）に対する工具編制を決定する前に、必要工具（６）によって加工オーダー（５）の実施順を決定するため、最少限の段取りとなる加工オーダー（５）の実行順を適切に決定することができる。すなわち、工具支持体（７）に対する工具編制の決定後に加工オーダー（５）の実行順を決定するのでは、固定された工具編制の条件下で加工オーダー（５）の実施順を決定しなくはならず、その条件下で段取り回数最少であっても、工具編制を変えればさらに段取り回数が削減できる場合が考慮されないことになる。そのため、実際に段取り回数最少の加工オーダー実施順が得られる可能性が低い。この発明では、工具編制まで決定せずに、必要工具（６）のみで加工オーダー（５）の実行順を決定し、その後に工具編制を行うため、加工オーダー（５）の実行順に応じて工具編制を行うことができ、実際に段取り回数の少ない加工オーダー（５）の実行順が作成される。
【０００８】
なお、オーダー順組替え手段（２３）により段取回数が最少または近似的に最少となる解を得る手法としては、加工オーダー実行順の全ての組み合わせについて計算して実際に最少となる解を得る方法を採用しても良く、また適宜の近似解を得る方法を採用しても良い。このような近似解を得る手法としては、例えば、遺伝的アルゴリズムと呼ばれ手法が採用できる。この他に、仮に定めた加工オーダー（５）の順序に対して、前の加工オーダー（５）と同じ工具が多い加工オーダー（５）を次の順となるように定めるような簡易的な手法を採用しても良い。
【０００９】
この発明において、前記工具段取情報生成手段（２４）は、前記オーダー順組替え手段（２２）により組み替えられたオーダー順において、前の加工オーダー（５）で用いられた工具（６）と同じ工具（６）を今回の加工オーダー（５）でも使用する場合に、その同じ工具（６９について、前の加工オーダー（５）に対して設定されている工具番地（Ｓ１，Ｓ２，…）を設定するものとしても良い。これにより、一層の段取り回数の削減が図れる。
【００１０】
また、この発明において、前記工具抽出手段（２２）は、前記部品（Ｗａ）に対して設定基準に従い工具（６）の配置を行う工具配置機能を有するものであり、前記オーダー順組替え手段（２３）による加工オーダー順の決定、および前記工具段取情報生成手段（２４）による工具番地（Ｓ１，Ｓ２，…）に対する工具（６）の設定が行われた後、前記加工オーダー（５）について、工具配置の行われた部品（Ｗａ）の素材板材（Ｗ）に対するネスティングを行うネスティング手段（２５）を設けても良い。
この構成の場合、部品（Ｗａ）に対する工具配置の情報から必要工具（６）の抽出が行え、必要工具（６）の抽出処理が容易に行える。そのため、加工オーダー実行順の作成が効率良く行える。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の工具段取・オーダー実行順生成装置は、板材加工を行う部品の形状および数量の定められた情報である加工オーダーを、所定分記憶したオーダー記憶手段と、各加工オーダー毎に部品の加工に必要な工具を抽出する工具抽出手段と、前記オーダー記憶手段に記憶された全加工オーダーを順次実行するについて、前記工具抽出手段で抽出された工具を比較し、加工オーダー間で前記工具支持体に対して工具を入替える処理である段取の回数が最少または近似的に最少となるように加工オーダー順を組み換えるオーダー順組替え手段と、各加工オーダー毎に前記工具抽出手段で抽出された工具を前記工具支持体の工具番地に対して設定する工具段取情報生成手段とを備えるため、工具支持体に対する工具入替えの段取り回数を削減することができる。
【００１２】
前記工具段取情報生成手段が、前記オーダー順組替え手段により組み替えられたオーダー順において、前の加工オーダーで用いられた工具と同じ工具を今回の加工オーダーでも使用する場合に、その同じ工具について、前の加工オーダーに対して設定されている工具番地を設定するものとした場合は、工具支持体に対する工具入替えの段取り回数を、より一層削減することができる。
前記工具抽出手段が、前記部品に対して設定基準により工具の配置を行う工具配置機能を有するものであり、前記オーダー順組替え手段による加工オーダー順の決定、および前記工具段取情報生成手段による工具番地に対する工具の設定が行われた後、前記加工オーダーについて、工具配置の行われた部品の素材板材に対するネスティングを行うネスティング手段を設けた場合は、必要工具の抽出処理が容易に行え、そのため加工オーダー実施順の作成が効率良く行える。
【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３と共に説明する。この工具段取・オーダー実行順生成装置２０は、板材加工機１の数値制御データ３を自動生成する自動プログラミング装置４に設けられたものである。
【００１４】
板材加工機１は、複数の工具６を支持可能な工具支持体７を使用するものである。板材加工機１は、例えば図３に示すようなタレット式のパンチプレスであり、工具支持体７はタレットからなる。このタレットからなる工具支持体７の円周方向複数箇所に工具支持部７ａが設けられ、各工具支持部７ａにパンチ加工の工具６が交換可能に設置される。各工具支持部７ａに工具番地Ｓ１，Ｓ２，…が設定される。
タレットからなる工具支持体７は、同心位置で上下一対設けられ（図では上側のタレットのみ図示）、上下の工具支持体７にそれぞれパンチおよびダイとなる工具６が設置される。工具支持体７は、モータ等の割出駆動手段８により、任意の工具支持部７ａが所定のパンチ位置Ｑに来るように割出回転させられる。
【００１５】
板材加工機１は、パンチ位置Ｑにある工具６を昇降駆動してパンチ加工を行うパンチ駆動手段９、およびテーブル１０上の板材Ｗをその希望位置がパンチ位置Ｑに来るように前後（Ｙ軸方向），左右（Ｘ軸方向）に移動させる板材送り手段１１を有している。板材送り手段１１は、前後移動するキャリッジ１２に左右移動自在にクロススライド１３を搭載し、板材Ｗを把持する複数のワークホルダ１４をクロススライド１３に取付けたものである。キャリッジ１２およびクロススライド１３は、各軸のサーボモータ１５，１６により進退駆動される。
【００１６】
図１おいて、数値制御装置２は、数値制御データ３を実行して板材加工機１を制御するコンピュータ式の制御装置である。数値制御データ３は、ＮＣコード等で記述されたものである。
自動プログラミング装置４は、スケジュール生成機能を兼ねるものであり、複数の加工オーダー５に対する実行順の生成処理が、工具段取・オーダー実行順生成装置２０によって可能なものとされている。
【００１７】
この工具段取・オーダー実行順生成装置２０は、主に、次のオーダー記憶手段２１、工具抽出手段２２、オーダー順組替え手段２３、および工具段取情報生成手段２４を備える。この他にネスティング手段２５およびＮＣデータ化手段２６を備える。
【００１８】
オーダー記憶手段２１は、加工オーダー５を所定分記憶した手段である。加工オーダー５は、一注文単位となる情報であり、板材加工を行う複数種類または１種類の部品Ｗａの形状、およびその部品の数量を定めた情報である。部品Ｗａの形状の情報（Ｄ１）は、線データの集まり等からなる図形データとされる。オーダー記憶手段２１に記憶される加工オーダー５の所定分は、オーダー順を生成しようとする数であり、例えば板材加工機１で加工する１日分の加工オーダー５である。
【００１９】
工具抽出手段２２は、各加工オーダー５毎に部品Ｗａの加工に必要な工具６を抽出する手段である。工具抽出手段２２は、工具配置処理部２２ａと抽出処理部２２ｂとを有している。
工具配置処理部２２ａは、部品Ｗａの図形データに対して、設定基準に従って工具６を配置する手段である。工具６の配置は、工具マスタファイル２７に登録された工具６の工具番号を、部品Ｗａの図形データに割付けることにより行う。工具マスタファイル２７は、種々の工具６について、個々の工具６に付された工具番号と、その工具６についての詳細情報である形状および寸法のデータを対応させて記憶した手段である。
抽出処理部２２ｂは、工具配置処理部２２ａにより配置された工具６の情報を用い、各加工オーダー５毎に部品Ｗａの加工に必要な工具６を抽出する処理を行う手段である。
【００２０】
オーダー順組替え手段２３は、オーダー記憶手段２１に記憶された全加工オーダー５を順次実行するについて、加工オーダー５の間で工具支持体７に対して工具６を入替える処理である段取の回数が最少または近似的に最少となるように加工オーダー実行順を組み換える手段である。加工オーダー５の間の段取り回数の計算は、工具抽出手段２２で抽出された工具６を比較し、加工オーダー５の間で異なる異なる工具６があれば、その工具６の異なり本数だけ工具入替えの段取りが発生するとして計算する。
【００２１】
オーダー順組替え手段２３により段取回数が最少または近似的に最少となる解を得る手法としては、加工オーダー実行順の全ての組み合わせについて計算して実際に最少となる解を得る方法を採用しても良く、また適宜の近似解を得る方法を採用しても良い。このような近似解を得る手法としては、例えば遺伝的アルゴリズムと呼ばれ手法が採用できる。この他に、仮に定めた加工オーダーの順序に対して、前の加工オーダーと同じ工具が多い加工オーダーを次の順となるように定めるような簡易的な手法を採用しても良い。
【００２２】
工具段取情報生成手段２４は、各加工オーダー５毎に、工具抽出手段２２で抽出された工具６を工具支持体７の工具番地Ｓ１，Ｓ２，…に対して設定する手段である。すなわち工具支持体７のどの工具番地Ｓ１，Ｓ２，…にどの工具番号の工具６を設定するかの情報（工具編制情報）ＤＴを生成する。工具段取情報生成手段２４は、オーダー順組替え手段２３により組み替えられたオーダー実行順において、前の加工オーダー５で用いられた工具６と同じ工具６を今回の加工オーダーでも使用する場合に、その同じ工具６について、前の加工オーダー５に対して設定されている工具番地Ｓ１，Ｓ２，…を設定するものとする。
【００２３】
ネスティング手段２５は、加工オーダー５毎に、工具配置の行われた部品Ｗａの素材板材Ｗに対する板取りを、設定基準に従って行う手段である。すなわち、加工オーダー５に含まれる各形状および枚数の部品Ｗａを、どの素材板材Ｗのどの部位に配置して加工するかのデータＤ３を生成する手段である。設定基準は、例えば、歩留り最少や、素材板材Ｗの全体のうちの部品配置不可領域、素材板材Ｗのどの位置を基準に部品Ｗａを配置するかなどの基準とされる。ネスティング手段２５による板取りの処理は、オーダー順組替え手段２３による加工オーダー実行順の決定、および工具段取情報生成手段２４による工具番地Ｓ１，Ｓ２，…に対する工具６の設定が行われた後に行われる。
【００２４】
ＮＣデータ化手段２６は、そのネスティング済データＤ３から実行可能な形式の数値制御データ３を生成する手段である。工具段取情報生成手段２４による工具番地Ｓ１，Ｓ２，…に対する工具６の設定が行われると、ＮＣデータ３の工具選択命令であるＴコードが定まる。Ｔコードは、工具支持体７のどの工具番地Ｓ１，Ｓ２，…の工具支持部７ａを加工位置Ｐに割り出すかを定める命令である。ＮＣデータ化手段２６は、このようなＴコードの生成の他に、ネスティング済データＤ３における部品図形の情報または工具位置の情報から、板材移動指令を生成する。この他に、工具割出に際する各部のクランプの命令や各部の最適化等の所定の処理を行い、数値制御データ３を生成する。
【００２５】
上記構成の工具段取・オーダー実行順生成装置２０の動作を、図２に示す簡略化した例と共に説明する。図２（Ａ）のように、オーダー名称がそれぞれ「オーダー（１）」，「オーダー（２）」，「オーダー（３）」で示される３つの加工オーダー５があり、これらの加工オーダー５に図中に示すように部品名称「Ａ」〜「Ｑ」の部品Ｗａが、それぞれ図示の個数だけ含まれるとする。各加工オーダー５（オーダー（１）〜（３））は、その加工オーダー５に含まれる部品Ｗａを加工するために、図２（Ｂ）の中に加工オーダー５毎に示した工具番号Ｐ１〜Ｐ６で示される工具６が必要であるとする。図１の工具抽出手段２２は、このような加工オーダー５毎の必要工具６の抽出を行う。
【００２６】
このような３つのオーダー（１），（２），（３）を、このままの順で実行する場合（従来の例）を考える。この場合、オーダー（２）の加工のためには、オーダー（１）では含まれない３つの工具６（Ｐ４，Ｐ５、Ｐ６）が含まれるため、オーダー（１）とオーダー（２）との間で工具段取りは３回となる。これと同様に、オーダー（２）とオーダー（３）との間では、最低でも、工具番号Ｐ１，Ｐ２の工具６を入替える２回の段取りが必要となる。ここで最低としたのは、Ｐ４の工具６の位置を変更しない場合は２回であるが、変更する場合は３回となるためである。このように、３つのオーダー（１），（２），（３）を実行するのに、このオーダー順で実行すると、最低でも５（＝３＋２）回の工具段取りが必要となる。
【００２７】
図１のオーダー順組替え手段２３は、全加工オーダー５（（１），（２），（３））を順次実行するについて、工具抽出手段２２で抽出された工具６（Ｐ１〜Ｐ６）を比較し、加工オーダー５（（１），（２），（３））間で工具支持体７に対して工具６を入替える段取の回数が最少または近似的に最少となるように加工オーダー実行順を組み替える。
【００２８】
この組み替え結果が、図２（Ｃ）に示すようにオーダー（１），オーダー（３），オーダー（２）の順であったとする。この場合、オーダー（１）とオーダー（３）とでは、異なる工具６が「Ｐ４」の１本であるため、オーダー（１），（３）の間での段取り回数は１回となる。また、オーダー（３）とオーダー（２）とでは、異なる工具６が「Ｐ５」，「Ｐ６」の２本であるため、オーダー（３），（２）の間での段取り回数は２回となる。したがってこのオーダー順で全てのオーダー（１）〜（３）を実行に必要な段取り回数は３（＝１＋２）回となり、上記の５回に対して少なくなる。ただし、この回数は、同じ工具６については、工具番地を変えない場合の回数であり、異なる工具番地の工具支持部７ａに入れ替えると段取り回数は増える。
【００２９】
工具段取情報生成手段２４は、図２（Ｄ）に示すように、加工オーダー５が変わっても工具支持体７に対する工具６を入れる工具番地は維持するものとする。すなわち、同図のようにオーダー（１）で工具「Ｐ１」，「Ｐ２」がそれぞれ工具番地「Ｓ１」，「Ｓ２」の位置に入れられていて、オーダー（３）では工具「Ｐ１」，「Ｐ２」を使う場合、オーダー（３）において工具「Ｐ１」，「Ｐ２」を入れる工具番地も「Ｓ１」，「Ｓ２」とする。オーダー（３）からオーダー（２）への移行では、工具「Ｐ４」の位置が工具番地「Ｓ４」の位置を維持することになる。
【００３０】
上記の例は理解の容易のために、工具支持部３ａが３つで、また加工オーダー５が全体で３つの場合につき説明したが、工具支持部３ａの個数が増え、また加工オーダー５の数が増えても、上記と同様な加工オーダー実行順の組み替え、および加工オーダー５毎の工具支持体７に対する工具番地の設定が行われる。
【００３１】
このように、工具支持体７に対する工具編制を決定する前に、必要工具６によって加工オーダー５の実行順を設定し、かつ工具支持体７の工具６の配置につき、前加工オーダー５の配置を維持するようにしたため、工具段取り回数を最少とでき、工具段取り時間の削減を図ることができる。
【００３２】
なお、上記実施形態は板材加工機１がタレットパンチプレスである場合につき説明したが、板材加工機１がカートリッジ式等のパンチプレスにおいても、またパンチプレス以外の板材加工機であっても、この発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の一実施形態にかかる工具段取・オーダー実行順生成装置の概念構成を示すブロック図である。
【図２】同工具段取・オーダー実行順生成装置の処理内容例の説明図である。
【図３】板材加工機の具体例の平面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…板材加工機
２…数値制御装置
３…数値制御データ
４…自動プログラミング装置
５…加工オーダー
６…工具
７…工具支持体
７ａ…工具支持部
２０…工具段取・オーダー実行順生成装置
２１…オーダー記憶手段
２２…工具抽出手段
２２ａ…工具配置処理部
２２ｂ…抽出処理部
２３…オーダー順組替え手段
２４…工具段取情報生成手段
２５…ネスティング手段
２６…ＮＣデータ化手段
２７…工具マスタファイル
Ｓ１，Ｓ２，…工具番地
Ｗ…板材
Ｗａ…部品
【図１】
2005296984.tif 000003
【図２】
2005296984.tif 000004
【図３】
2005296984.tif 000005