(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の板厚、材質、大きさの板材であるシートを保管する棚からシートを取り出す搬入装置と、前記シートを切断するＮＣ工作機と、切断後の材料を搬出する搬出装置との動作の連携を考慮した制御データである連携加工データを作成する連携加工データ作成方法において、
前記シートから切断される複数の部品の展開形状である展開部品形状を、表示部に表示されたシート形状に配置したネスティングデータを作成するネスティングデータ作成工程と、
前記ネスティングデータと、シートが棚の何処の位置に収納されているかを特定する情報であるスケジュールデータとを関連づけた連携加工データを作成する連携加工データ作成工程と、
前記連携加工データに基づき、前記搬入装置と、前記ＮＣ工作機と、前記搬出装置との動作を関連づけて制御を行うライン制御工程とを含み、
前記シート形状と、このシート形状に配置される部品の展開部品形状のデータは３次元立体モデルのデータであるとともに、前記展開部品形状のデータは、面のデータと該面の外形を構成する線データとを含み、
切断加工が中断したとき、加工対象の線データを記憶し、どこまで加工を行ったかを該線データにより判断することを特徴とする連携加工データ作成方法。
【請求項２】
切断加工が中断したとき、シート形状に配置された展開部品形状を再配置する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の連携加工データ作成方法。
【請求項３】
所定の板厚、材質、大きさの板材であるシートを保管する棚からシートを取り出す搬入装置と、前記シートを切断するＮＣ工作機と、切断後の材料を搬出する搬出装置との動作の連携を考慮した制御データである連携加工データを作成する連携加工データ作成システムにおいて、
前記シートから切断される複数の部品の展開形状である展開部品形状を、表示部に表示されたシート形状に配置したネスティングデータを作成するネスティングデータ作成手段と、
前記ネスティングデータと、シートが棚の何処の位置に収納されているかを特定する情報であるスケジュールデータとを関連づけた連携加工データを作成する連携加工データ作成手段と、
前記連携加工データに基づき、前記搬入装置と、前記ＮＣ工作機と、前記搬出装置との動作を関連づけて制御を行うライン制御手段とを有し、
前記シート形状と、このシート形状に配置される部品の展開部品形状のデータは３次元立体モデルのデータであるとともに、前記展開部品形状のデータは、面のデータと該面の外形を構成する線データとを有し、
切断加工が中断したとき、加工対象の線データを記憶し、どこまで加工を行ったかを該線データにより判断することを特徴とする連携加工データ作成システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、連携加工データ作成方法及びそのシステムに関し、さらに詳細には、板金加工ラインに配置された各機械（例えば、周辺装置）の制御を行う制御用データと、ＮＣ工作機械の制御用データをリンクさせた連携加工データ作成方法及びそのシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、例えば、図７に示すように事務所に備えられている自動プログラミング装置７０１においては、製品形状を部品形状に分割して、この部品形状の展開形状を作成する処理７０３を行う。そして、加工マシンの決定処理７０５を行う。続いて、多数個取りの場合、ネスティング処理７０７を行いシート形状に複数の展開された部品形状を配置する。これに、板厚、材質、シートの大きさの情報等が加わりシート情報の作成処理７０９が実行される。
【０００３】
そして、Ｇコードプログラム作成処理７１１が実行される。続いて、前記Ｇコードプログラムが、ＮＣ工作機７１５側に送信される。ＮＣ工作機７１５がＧコードプログラムに基づきシートの加工を行う。このとき、スケジュールデータ７２１の情報を読み込み搬入装置７１７が棚から適宜、使用するシートを取り込む。最後に搬出装置７１９によりＮＣ加工機７１５から切断製品、残材等が取り外される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の制御データ作成方法は、以下のような問題があった。すなわち、加工中に割り込み仕事（加工）が入ったとき、現在加工中のシートから全製品を加工後、割り込み仕事を入れる。この場合、割り込み仕事に取りかかるまで時間が掛かるという問題があった。さらにスケジュールデータに記憶されているシートの枚数を変更しなければならないという問題があった。
【０００５】
また、例えば３ピース目の製品を加工後、割り込み仕事を入れた場合、割り込み仕事が終了した後、元のシートをセットし、４ピース目の先頭まで空運転で進めなければならないという問題があった。さらに、３ピース目の途中で即加工停止し、割り込み仕事を入れる場合、割り込み仕事から戻ったときに、３ピース目の製品は不良になるという問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、所定の板厚、材質、大きさの板材であるシートを保管する棚からシートを取り出す搬入装置と、前記シートを切断するＮＣ工作機と、切断後の材料を搬出する搬出装置との動作の連携を考慮した制御データである連携加工データを作成する連携加工データ作成方法において、
前記シートから切断される複数の部品の展開形状である展開部品形状を、表示部に表示されたシート形状に配置したネスティングデータを作成するネスティングデータ作成工程と、
前記ネスティングデータと、シートが棚の何処の位置に収納されているかを特定する情報であるスケジュールデータとを関連づけた連携加工データを作成する連携加工データ作成工程と、
前記連携加工データに基づき、前記搬入装置と、前記ＮＣ工作機と、前記搬出装置との動作を関連づけて制御を行うライン制御工程とを含み、
前記シート形状と、このシート形状に配置される部品の展開部品形状のデータは３次元立体モデルのデータであるとともに、前記展開部品形状のデータは、面のデータと該面の外形を構成する線データとを含み、
切断加工が中断したとき、加工対象の線データを記憶し、どこまで加工を行ったかを該線データにより判断することが望ましい。
【０００９】
切断加工が中断したとき、シート形状に配置された展開部品形状を再配置する工程を含むことが好ましい。
【００１０】
そして、所定の板厚、材質、大きさの板材であるシートを保管する棚からシートを取り出す搬入装置と、前記シートを切断するＮＣ工作機と、切断後の材料を搬出する搬出装置との動作の連携を考慮した制御データである連携加工データを作成する連携加工データ作成システムにおいて、
前記シートから切断される複数の部品の展開形状である展開部品形状を、表示部に表示されたシート形状に配置したネスティングデータを作成するネスティングデータ作成手段と、
前記ネスティングデータと、シートが棚の何処の位置に収納されているかを特定する情報であるスケジュールデータとを関連づけた連携加工データを作成する連携加工データ作成手段と、
前記連携加工データに基づき、前記搬入装置と、前記ＮＣ工作機と、前記搬出装置との動作を関連づけて制御を行うライン制御手段とを有し、
前記シート形状と、このシート形状に配置される部品の展開部品形状のデータは３次元立体モデルのデータであるとともに、前記展開部品形状のデータは、面のデータと該面の外形を構成する線データとを有し、
切断加工が中断したとき、加工対象の線データを記憶し、どこまで加工を行ったかを該線データにより判断することが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、本例でＮＣ加工機はレーザ加工機を想定している。
【００１２】
図１に連携加工データ作成システム１の概略の構成を示す。
【００１３】
前記連携加工データ作成システム１は、事務所に備えられた自動プログラミング装置３により連携加工データ（本例ではスケジュールデータがリンクされた加工データを想定する）を作成するために、図形データの編集を行う。すなわち、展開処理１０１により、製品モデルから分割された部品モデルの展開を行い展開部品形状（３次元の展開部品のモデル、又は２次元の展開部品の平面形状）を作成する。続いて、加工マシン決定処理１０３により加工マシン（例えば、レーザ加工作機）の決定を行う。
【００１４】
多数個取りのとき、ネスティング処理１０５により、展開部品形状をシート形状（３次元のシートのモデル、又は２次元のシートの形状）にネスティングして配置する。一方、シート情報作成処理１０７により、シートの大きさ、板厚、材質等の情報を作成する。
【００１５】
これにより、単なるプロダクトモデル１１１がシートモデルＳＴＡのどこに配置されているかの情報１０９が作成される。なお、単なるプロダクトモデルとは３次元立体モデルである。
【００１６】
続いて、スケジュールメモリ３７に記憶されているスケジュールデータと、シート形状に配置された展開部品形状（単なるプロダクトモデルでもある）とが関連付けされて連携加工データ（プロダクトモデルでもある）が作成される。この連携加工データは連携加工データメモリ３９に記憶される。
【００１７】
すなわち、連携加工データ（プロダクトモデル）とは、シート形状に複数の展開部品形状がネスティングされ配置されたものに、スケジュールデータが関連づけられていて、加工のためのデータを作成するのに必要な情報を全て含んだものをいう。また、スケジュールデータはシートが棚の何処に収納されているかを特定するデータである。
【００１８】
この連携加工データにより加工ライン９（搬入機４７、ＮＣ工作機４９、搬出機５１を含む）が制御され実際の加工が行われる。
【００１９】
このとき、スケジュールデータが関連付けされているため、棚への収納位置や、収納枚数、及び切断後の材料のテイクアウト等を考慮して自動制御することができる。
【００２０】
図２は連携加工データ作成システム１の各処理の構成を示している。前記連携加工データ作成システム１は、展開部品形状をシート形状にネスティングして配置する等を行う自動プログラミング装置３と、展開部品をシートから切断加工する機械の制御を行うコントローラ５とを備えている。前記自動プログラミング装置３と、前記コントローラ５とはＬＡＮ等の通信システム７により通信可能である。また、前記コントローラ５には加工ライン９と接続されている。
【００２１】
なお、前記自動プログラミング装置３と、コントローラ５とは、コンピュータよりなるものであって入出力装置、表示画面、コンピュータ本体を備えている。
【００２２】
前記自動プログラミング装置３は、図形（例えば、製品の立体モデル）を編集するＣＡＤ部１１と、操作される図形等を表示する表示部１３と、情報の入出力処理を行う入出力部１５とを備えている。また、前記ＣＡＤ部１１により作成された展開部品形状は展開部品形状メモリ１７に記憶される。入出力部１５より入力されたシート情報（例えば、シートの板厚、材質、大きさ等）はシート情報メモリ１９に記憶される（シート情報は３次元のシートモデルより自動で抽出してもよい）。
【００２３】
前記自動プログラミング装置３は、複数の展開部品形状をシート形状に効率を考慮して配置するネスティング部２１と、シート形状と、ネスティングされシート形状に配置された展開部品形状とであるネスティングデータを記憶するネスティングデータメモリ２３と、ネスティングデータを読み込みコントローラ５に送信する送信部２５とを備えている。
【００２４】
前記コントローラ５は、送信されてきたネスティングデータを受信する受信部２７と、受信したネスティングデータを記憶するネスティングデータメモリ２９と、割り込み加工があったとき、割り込み加工に係るＮＣデータを記憶するＮＣデータメモリ３１と、コントローラ５の操作等を行う表示パネル３３とを備えている。
【００２５】
さらに、コントローラ５は、連携加工データ作成部３５と、スケジュールデータメモリ３７と、連携加工データメモリ３９とを備えている。
【００２６】
前記連携加工データ作成部３５は、ネスティングデータメモリ２９より、ネスティングデータを読み込み、かつ、スケジュールデータメモリ３７よりスケジュールデータを読み込む。そして、前記ネスティングデータと前記スケジュールデータとを関連付けした連携加工データを作成し連携加工データメモリ３９に記憶する。なお、前記スケジュールデータメモリ３７に記憶されているスケジュールデータは、オペレータが表示パネル３３より作成することもできる。一方、他のコンピュータ等で作成したスケジュールデータをスケジュールデータメモリ３７にインストールしてもよい。
【００２７】
図３、図４を参照する。図３は展開部品形状ＢＭＡ、ＢＭＢ（３次元モデルの場合）がシート形状ＳＴＡ（３次元モデルの場合）に配置された状態を示す。シート形状ＳＴＡには展開部品形状ＢＭＡが配置されている。これは元になる展開部品形状ＢＭＡがシート形状ＳＴＡ上に複数配置されているものである。展開部品形状ＢＭＡの基準点ＰＡがシート形状ＳＴＡ上の点ＰＡ１に合わせて配置される。同様にＰＡ２、及びＰＡ３を基準点にして展開部品形状ＢＭＡが配置される。これにより、配置された展開部品形状ＢＭＡのシート形状ＳＴＡ上の基準点ＰＴに対する位置が算出できる。
【００２８】
一方、前記展開部品形状ＢＭＡは切断形状である面ＰＬＡを含んでいる。前記面ＰＬＡは線分ＬＡ１、ＬＡ２、ＬＡ３、及びＬＡ４を含んでいる。そして、各線分（ＬＡ１、ＬＡ２、ＬＡ３、及びＬＡ４）の始点と終点から、レーザ加工の軌跡を算出することができる。
【００２９】
同様に、シート形状ＳＴＡには展開部品形状ＢＭＢ（３次元立体モデル）が配置されている。展開部品形状ＢＭＢの基準点ＰＢがシート形状上の点ＰＢ１に合わせて配置される。これにより、配置された展開部品形状ＢＭＢのシート形状ＳＴＡ上の基準点ＰＴに対する位置が算出できる。
【００３０】
一方、前記展開部品形状ＢＭＢは切断形状である面ＰＬＢを含んでいる。前記面ＰＬＢは線分ＬＢ１、ＬＢ２、ＬＢ３、ＬＢ４、ＬＢ５及びＬＡ６を含んでいる。そして、各線分（ＬＢ１、ＬＢ２、ＬＢ３、ＬＢ４、ＬＢ５及びＬＡ６）の始点と終点から、レーザ加工の軌跡を算出することができる。
【００３１】
さらに、展開部品形状ＢＭＡ、ＢＭＢは３次元立体モデルであるため、例えば、面ＰＬＡ、ＰＬＢの内側と外側の判断はプログラムで容易にできる。これにより、レーザ加工のアプローチ位置を自動で決定することができる。
【００３２】
図４はスケジュールデータのファイルレイアウトを示している。このファイルレイアウトは以下の項目を含む。すなわち、番号項目４０１、シート名項目４０３、収納枚数項目４０５、棚位置項目４０７、及びその他の項目４０９である。
【００３３】
上述のように、連携加工データは、シート形状、展開部品形状、スケジュールデータがそれぞれ関連づけられているので、搬入装置４７、ＮＣ工作機械４９、搬出装置５１の動作を関連づけた制御を行うことができる。例えば、作成された連携加工データはレーザの加工軌跡となる線分（図３においてはＬＡ１〜ＬＡ４等）を加工順に並べてある。そして、１つのシートの加工が終了したときに、何処の棚の何処の位置からシートを取り出すかの制御データが付加されている。これをシーケンスに実行すれば所定の加工ができる。
【００３４】
再び、図２を参照する。前記コントローラ５は、また、ライン制御部４１と、割込管理部４３と、連携加工データサブメモリ４５とを備えている。
【００３５】
前記ライン制御部４１は、連携加工データメモリ３９より連携加工データを抽出して実際のラインの制御を行う。
【００３６】
前記割込管理部４３は、製品（展開された部品）の加工中に、他の製品（展開された部品）の加工依頼が有ったとき、現在までどこまで加工したかのデータを連携加工データサブメモリ４５に記憶する。
【００３７】
また、この割込管理部４３は、割り込まれた加工のＮＣデータを読み込み連携加工データメモリ３９に出力する。これにより、割り込み加工を実行することができる。
【００３８】
前記加工ライン９は、シートを収納しておく棚からシートを搬入する搬入装置４７と、シートから展開部品を切断するＮＣ工作機４９（レーザ加工機、ＮＣタレットパンチプレス等）と、切断された展開部品等を取り出す搬出装置５１とを備えている。
【００３９】
図５、図６は連携加工データ作成システム１の動作を示している。
【００４０】
ステップＳ５０１では板金加工業者が板金製品製作依頼者より板金製品の製作依頼を受注する。このとき、受注した製品の三面図を電子データ等により受信する。
【００４１】
ステップＳ５０３では板金加工業者のＣＡＤオペレータ等が前記三面図から製品の立体モデルを作成する。
【００４２】
ステップＳ５０５では、加工が効率良く行えるように複数の部品モデルに分割する。そして、前記部品モデルそれぞれを曲げの伸び等を考慮して展開し、展開図を作成する。
【００４３】
ステップＳ５１７では、シートから展開部品を切断するためのＮＣ加工機（例えば、レーザ加工機、ＮＣタレットパンチプレス等）を決定する。
【００４４】
ステップＳ５１９では、板金の材質、板厚、ＸＹ方向の大きさ等のデータであるシート情報を作成する。
【００４５】
ステップＳ５１１では所定の大きさ、板厚の板金であるシートから展開図の通り展開された展開部品を複数切断するためのデータを作成するためＣＡＤ部１１にリンクされているネスティング部２１により自動で展開部品形状をシート形状に配置する（ネスティングデータの作成）。このとき、歩留まりが良くなるように考慮され配置される。
【００４６】
ステップＳ５１３では、送信部２５が作成されたネスティングデータを自動プログラミング装置３からコントローラ５に送信する。
【００４７】
ステップＳ５１５では、コントローラ５に備えられた受信部２７がネスティングデータを受信し、ネスティングデータメモリ２９に記憶する。
【００４８】
ステップＳ５１７では、連携加工データ作成部３５がネスティングデータメモリ２９からネスティングデータを読み込み、かつ、スケジュールデータメモリ３７からスケジュールデータを読み込む。両者を関連づけて連携加工データを作成し、連携加工データメモリ３９に記憶する。
【００４９】
ステップＳ５１９ではライン制御部４１が前記連携加工データを読み込み、製品（部品）の加工を行う。なお、加工中にシートの交換があったときはスケジュールデータの書き換えが行なわれる。
【００５０】
ステップＳ５２１では、製品（部品）の加工中に他の割り込み加工があるかどうかを判断する。他の割り込みがあると判断したとき、処理はステップＳ５２３に進む。他の割り込みか無いと判断したとき、処理はステップＳ５２９に進む。
【００５１】
ステップＳ５２３では加工ライン（ＮＣ加工機４９、搬入装置４７、搬出装置５１等）の処理を一時的に停止する。続いて、停止直前までの加工内容が連携加工データサブメモリ４５に記憶される。このとき、どこまで加工を行ったかは、展開部品形状の加工対象の線分をメモリに記憶することにより判断できる。図３を参照する。展開部品形状ＢＭＡは面ＰＬＡを含んでいる。この面ＰＬＡは線分ＬＡ１、ＬＡ２、ＬＡ３、及びＬＡ４を含んでいる。連携加工データは線分（ＬＡ１〜ＬＡ４等）を加工順に並べてある。そして、ライン制御部４１は前記線分を一本毎に連携加工データメモリ３９より抽出しながら加工データ（例えば、Ｇコード）を作成している。そして、線分ＬＡ３を抽出して加工中に、この加工が中断したとき、この線分ＬＡ３をメモリに記憶する。これにより、加工は線分ＬＡ３前まで行われたことが分かる。
【００５２】
続いて、一時的に残材が棚に収納されたとき、割り込み管理部４３はスケジュールデータの書き換えを行う。これにより、処理を再開したとき新たなこの書き換えられたスケジュールデータを考慮した連携加工データを作成することができる。
【００５３】
ステップＳ５２５では、割り込み加工を行う。この割り込み加工を行う場合、受信部２７が割り込み加工用のＮＣデータを受信し、ＮＣデータメモリ３１に記憶する。そして、割込管理部４３が連携加工データメモリ３９に格納されている連携加工データを連携加工データサブメモリ４５に、一旦保管する。前記ＮＣデータを連携加工データメモリ３９に出力してライン制御部４９がＮＣデータに基づき割り込み加工を行う。
【００５４】
ステップＳ５２７では、元の加工を復帰する。すなわち、割り込み加工が終了したとき、連携加工データメモリ３９に記憶されている割り込み加工用のＮＣデータを削除すると同時に、一旦、連携加工データサブメモリ４５に保管されている連携加工データを連携加工データメモリ３９に移す。前述したように連携加工データから何処まで加工さらたかが線分で識別できる。続いて、ライン制御部４１が連携加工データを読み込み加工の再開を行う。このとき、棚に収納されているシートの位置はスケジュールデータが書き換えられているため特定することができる。
【００５５】
なお、加工されていない展開部品モデルを再度ネスティングして、切断時間の効率化を図ることができる。
【００５６】
ステップＳ５２９では、加工処理が終了する。そして、搬出装置５１が加工終了のトリガを取得して、切断後に残った残材等の搬出を行う。残材が棚に収納されたときは、スケジュールデータの書き換えが行われる。
【００５７】
なお、本発明は、上述した実施の態様の例に限定されることなく、適宜の変更を加えることにより、その他の態様で実施できるものである。
【００５８】
【発明の効果】
上述の如く本発明に係る連携加工データ作成方法によれば、割込仕事（加工）が入ったとき、この加工中のシートに配置されている全製品を加工しなくても割り込み仕事を入れることができる。このため、割り込み仕事に取りかかるまで時間が掛からないという効果がある。
【００５９】
スケジュールデータとネスティングデータが関連づけられているため、加工の進捗状況によりスケジュールデータの変更が自動で行える。このため、割り込み加工のシートの取り出し処理等が自動で行えるという効果がある。
【００６０】
シートモデル、展開部品モデルは３次元立体モデルであるので、板厚、形状等のデータを自動で抽出でき、またアプローチ位置等を自動で決定できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】連携加工データ作成システムの概略の構成を示す概略図である。
【図２】連携加工データ作成システムの各処理の概略を示す概略図である。
【図３】単なるプロダクトモデルを説明する説明図である。
【図４】スケジュールデータを説明する説明図である。
【図５】連携加工データ作成システムの流れを説明するフローチャート図である。
【図６】図５の続きのフローチャート図である。
【図７】従来の加工データの作成方法を示す従来図である。
【符号の説明】
１  連携加工データ作成システム
３  自動プログラミング装置
５  コントローラ
７  ＬＡＮ
９  加工ライン
【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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