JP6704875B2 - プレカット加工方法及びそのシステム - Google Patents

Description

本発明は、住宅用の部材をプレカットするプレカット加工方法及びそのシステムに関する。更に詳しくは、プレカット加工した部材から、住宅を構成する部材を開口部等の構成部材別に梱包する作業を容易にしたプレカット加工方法及びそのシステムに関する。

伝統的な木造住宅に使用される木造軸組工法や金物工法は、大きく分けて構造材、羽柄材、造作材等に分類される。この羽柄材である窓等の開口部は、複数の部材で構成され、木材の断面形状が異なる部材で構成されている。建築現場で住宅の開口部の組み付け作業を効率的に行うためには、開口部を構成する部材をプレカット加工工場で加工した後、開口部別に梱包して建築現場に輸送することが必要となる。しかし、従来のプレカット加工工場は、プレカット加工した部材の中から各開口部に必要な部材を選別するのに、時間が掛かり、仕分けに必要な作業場所として広い面積が必要になる。特許文献１には、組み立てに必要な情報をプレカット加工した部材に印字する加工システムが開示されている。

特許第５３６２４４３号公報

本発明は、以上のような背景で発明されたものであり、以下の目的を達成するものである。本発明の目的は、木造軸組工法や金物工法の住宅を構成する構成部材を、プレカット後に選別して梱包する作業を容易にした、プレカット加工方法及びそのシステムを提供することにある。

本発明は、前記課題を解決するために、次の手段を採る。
本発明１のプレカット加工方法は、
木造軸組工法や金物工法による住宅を構成する複数の構成部材をＣＡＤデータからプレカット加工機で加工するプレカット加工システムにおいて、
前記ＣＡＤデータに前記構成部材毎に構成部材情報を付与し、
前記ＣＡＤデータから前記プレカット加工機で加工する特定の前記構成部材を指定し、
前記プレカット加工機に材料である木材を搬入する搬入コンベアの近傍に、複数種類の前記木材を載置するための木材載置台を配置し、
前記木材載置台から前記搬入コンベアに搬送ハンドで前記木材を搬送し、
前記指定された前記構成部材を前記プレカット加工機で加工し、
前記加工された前記構成部材に前記構成部材情報を印字し、
前記構成部材情報毎に、同一の前記加工された前記構成部材を選択して梱包し、
前記構成部材は、前記住宅の開口部を構成する部材であり、前記構成部材情報は、開口部情報であり、
前記木材載置台は、種類の異なる前記木材をそれぞれ載置するために高さの異なる複数段からなる
ことを特徴とする。
本発明２のプレカット加工方法は、本発明１のプレカット加工方法において、前記搬入コンベアが並列に2台配置されていることを特徴とする。

本発明１のプレカット加工システムは、
木造軸組工法や金物工法による住宅を構成する複数の構成部材をＣＡＤデータからプレカット加工機で加工するプレカット加工システムにおいて、
前記構成部材の前記ＣＡＤデータに前記構成部材毎に構成部材情報を付与する付与手段と、
前記ＣＡＤデータから前記プレカット加工機で加工する前記構成部材を指定する指定手段と、
前記プレカット加工機に材料である木材を搬入する搬入コンベアの近傍に、複数種類の前記木材を載置するための木材載置台と、
前記木材載置台から前記搬入コンベアに搬送ハンドで前記木材を搬送する搬送手段と、
前記指定された構成部材をプレカット加工するためのプレカット加工機と、
前記加工された前記構成部材に構成部材情報を印字するための印字手段とからなり、
前記構成部材は、前記住宅の開口部を構成する部材であり、前記構成部材情報は、開口部情報であり、
前記木材載置台は、種類の異なる前記木材をそれぞれ載置するために高さの異なる複数段からなることを特徴とする。
本発明２のプレカット加工システムは、本発明１のプレカット加工システムにおいて、前記搬入コンベアが並列に２台配置されている ことを特徴とする。

本発明のプレカット加工方法及びそのシステムは、木造軸組工法や金物工法を構成する同一箇所の構成部材が、プレカット加工機で連続して加工されて搬出コンベアから搬出されるので、加工が完了した構成部材の選別に必要な作業時間が短縮され、かつ仕分けに必要な作業場所が少なくて済む効果がある。

図１は、本発明のプレカット加工システムを示す全体平面図である。 図２は、図１の搬入コンベア近傍を示す拡大平面図である。 図３は、図２のＰ矢視図である。 図４は、本発明のプレカット加工システムを示す制御ブロック図である。 図５は、本発明のプレカット加工システムの動作を示すフローチャートである。 図６は、本発明のプレカット加工機で加工された部材に印字される部材情報を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明のプレカット加工システム１を示す全体平面図である。本実施の形態のプレカット加工システム１は、窓等の開口部の加工システムであり、この開口部の加工システムで説明する。図１に示すように、本発明のプレカット加工システム１は、プレカット加工機２、搬入コンベア３、木材載置台４、搬送ハンド５、搬出コンベア６、部材載置台７で構成されている。搬入コンベア３は、並列に２台配置された搬入コンベア３１、３２で構成され、材料となる木材をプレカット加工機２に搬入して加工する。搬入コンベア３１、３２を並列に２台配置することで、プレカット加工機２に搬入する木材を常に切らさないようにして、プレカット加工機２を効率よく稼働するようにしている。搬入コンベア３の近傍に配置された木材載置台４には、材料となる長い木材が載置され、搬送ハンド５で搬入コンベア３に搬送される。搬入コンベア３によってプレカット加工機２に搬入された木材は、プレカット加工機２で加工され、所定の長さに切断されるとともに、端面等に所定の加工が施される。プレカット加工機２で加工が完了した部材は、並列に２台配置された搬出コンベア６１、６２によってプレカット加工機２の機外に搬出され、部材載置台７に載置されて、住宅の使用箇所ごとに梱包される。

図２は図１の搬入コンベア３近傍を示す拡大平面図、図３は図２のＰ矢視図である。図２、図３に示すように、木材載置台４は、４本の上載置台４１と４本の下載置台４２で構成され、上載置台４１の下に下載置台４２が配置されている。上載置台４１と下載置台４２は、搬入コンベア３に対して、その長手方向が直交する方向に配置されている。下載置台４２は上載置台４１よりも長く形成され、下載置台４２の右端（図３で見て）は上載置台４１の右端よりも搬入コンベア３２に接近して配置されている。上載置台４１と下載置台４２には、搬入コンベア３に平行に長い木材Ｗ１、Ｗ２が載置される。上載置台４１と下載置台４２には、木材の断面形状（木材の幅（材幅）と高さ（材成））ごとに区分して木材Ｗ１、Ｗ２を載置する。木材Ｗ１、Ｗ２は各々複数枚積み重ね、上載置台４１と下載置台４２に例えば３箇所づつ載置される。このように、木材Ｗ１、Ｗ２の断面形状ごとに区分して、木材Ｗ１、Ｗ２を載置する場所を決めるので、木材Ｗ１、Ｗ２のセッティングの間違いを防止することができる。

搬入コンベア３と木材載置台４の上方には、搬送ハンド５が配置されている。搬送ハンド５は、床に立設された４本の支柱５１〜５４と、支柱上に固定された２本のガイドレール５５、５５と、ガイドレール５５、５５に沿って走行する走行台５６と、走行台に垂直方向に移動可能に取り付けられたハンド装置５７で構成されている。ガイドレール５５、５５は、搬入コンベア３に対して直交する方向に配置されている。走行台５６は、木材載置台４と搬入コンベア３との間で、ガイドレール５５、５５に沿って走行する。ハンド装置５７は一対の把持爪５７１、５７１と木材検出板５７２を有し、空圧シリンダ５７３で垂直方向に移動する。ハンド装置５７が空圧シリンダ５７３で垂直方向下側に移動し、木材検出板５７２が木材載置台４に載置された木材に当接すると、ハンド装置５７の垂直方向下側への移動が停止し、把持爪５７１が閉じて木材Ｗ１またはＷ２を把持する。

図４は本発明のプレカット加工システム１を示す制御ブロック図である。図４に示すように、キーボード等の入力装置８１からＣＲＴ８２の画面を見ながらＣＡＤ／ＣＡＭ装置８３に住宅のデータを入力して、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置８３で住宅を構成する部材のＣＡＤデータを作成する。ＣＡＤ／ＣＡＭ装置８３は、このＣＡＤデータを投入指令装置８８に送る。投入指令装置８８はこのＣＡＤデータをＮＣ加工プログラムに変換し、加工制御装置８４に送る。加工制御装置８４は、このＮＣ加工プログラムに基づいて、搬入コンベア３、木材載置台４、搬送ハンド５を制御し、材料となる木材をプレカット加工機２に搬入して加工する。加工が完了した部材には、プレカット加工機２に内蔵された印字装置８５で部材情報が印字された後、搬出コンベア６によってプレカット加工機２から搬出され、部材載置台７に送られる。

図５は本発明のプレカット加工システム１の動作を示すフローチャートである。本発明の実施の形態では、住宅を構成する構成部材として開口部を加工する例について説明する。図５に示すように、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置８３に住宅のデータを入力して、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置８３で住宅のＣＡＤ図面を作成する（Ｓ１０）。ＣＡＤ図面が作成された部材のうち、開口部に使用される部材に対して、開口部ごとに開口部情報を付与する（Ｓ２０）。開口部情報の付与は、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置８３で自動的に行ってもよいし、ＣＲＴ８２を見ながら入力装置８１でＣＡＤオペレータが手動で行っても良い。図６は、本発明のプレカット加工機２で加工された部材に印字される部材情報を示す説明図である。図６にはＣＡＤ図面で作成された８個の部材（１）〜（８）の部材情報を示す。各部材には１０種類の部材情報が付与される。部材情報は、図６の左端から見て、材要素、樹種、等級、材番号、材幅、材成、材長、使用階、使用位置、開口部情報である。（１）、（３）及び（４）の部材が同一開口部Ａで使用する部材である。（５）、（６）及び（８）の部材が同一開口部Ｂで使用する部材である。（２）の部材が開口部以外の場所で使用する部材である。

次に、機械オペレータが入力装置８６からプレカット加工機２で加工する開口部を指定する（Ｓ３０）。例えば、図６の開口部Ａをプレカット加工機２で最初に加工する開口部に指定すると、ＣＲＴ８７の画面に、（１）、（３）及び（４）の３種類の部材の部材情報が表示される。開口部Ａに使用される部材の断面形状は、材幅が１０５で材成が３０と、材幅が１２５で材成が８０の２種類であることがわかる。機械オペレータは、この２種類の木材を上載置台４１と下載置台４２に載置する（Ｓ４０）。例えば、上載置台４１には、材幅が１０５で材成が３０の木材Ｗ１を複数枚積み重ねて載置し、下載置台４２には、材幅が１２５で材成が８０の木材Ｗ２を複数枚積み重ねて載置する。

次に、加工が指定された開口部Ａの３種類の部材（１）、（３）及び（４）のＮＣ加工プログラムを投入指令装置８８で作成する（Ｓ５０）。機械オペレータは入力装置８６から、部材（１）及び（３）のＮＣ加工プログラムで使用する木材が載置された木材載置台４として、上載置台４１を指定する。また、部材（４）のＮＣ加工プログラムで使用する木材が載置された木材載置台４として、下載置台４２を指定する。図示しない加工開始ボタンを押すと、部材（１）、（３）及び（４）のＮＣ加工プログラムが順次実行される。最初に部材（１）用の木材Ｗ１が上載置台４１から一方の搬入コンベア３１に搬送ハンド５によって搬入される（Ｓ６０）。次に搬入コンベア３１が作動して部材（１）用の木材Ｗ１がプレカット加工機２に搬入される（Ｓ７０）。

部材（１）がプレカット加工機２で加工され（Ｓ８０）、加工が完了した部材（１）に印字装置８５で部材情報が印字される（Ｓ９０）。印字される部材情報は、図６の部材（１）に示すように開口部情報Ａを含む１０種類の情報である。次に搬出コンベア６１が作動して加工が完了した部材（１）をプレカット加工機２から搬出する（Ｓ１００）。次に、部材（３）がプレカット加工機２で加工され（Ｓ８０）、加工が完了した部材（３）に印字装置８５で部材情報が印字される（Ｓ９０）。印字される部材情報は、図６の部材（３）に示すように開口部情報Ａを含む１０種類の情報である。次に搬出コンベア６１が作動して加工が完了した部材（３）をプレカット加工機２から搬出する（Ｓ１００）。

次に、部材（４）用の木材Ｗ２が下載置台４２から他方の搬入コンベア３２に搬送ハンド５によって搬入される（Ｓ６０）。次に搬入コンベア３２が作動して部材（４）用の木材Ｗ２がプレカット加工機２に搬入される（Ｓ７０）。部材（４）がプレカット加工機２で加工され（Ｓ８０）、加工が完了した部材（４）に印字装置８５で部材情報が印字される（Ｓ９０）。印字される部材情報は、図６の部材（４）に示すように開口部情報Ａを含む１０種類の情報である。次に搬出コンベア６２が作動して加工が完了した部材（４）をプレカット加工機２から搬出する（Ｓ１００）。このようにして、開口部Ａで使用する３種類の部材（１）、（３）及び（４）が連続して加工され、搬出コンベア６から部材載置台７に移される。機械オペレータは、３種類の部材（１）、（３）及び（４）に印字された開口部情報を見て、開口部Ａに必要な３種類の部材（１）、（３）及び（４）を集めて梱包する（Ｓ１１０）。このように、同一開口部で使用する部材が連続して加工され、搬出コンベア６から部材載置台７に移されるので、部材の選別に必要な作業時間が短縮され、仕分けに必要な作業場所が少なくて済む。

上記実施の形態では、プレカット加工機２で加工する開口部として一箇所の開口部を指定しているが、複数の開口部を同時に指定してもよい。その場合、各開口部に必要な部材が開口部ごとに順次連続して加工される。

［他の実施の形態］
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されることはない。上記実施の形態では、窓等の開口部を構成する羽柄材で説明したが、加工されるものは、他の羽柄材である筋違、根太、野地の垂木、貫等であっても良い。また、例えば、前述した実施例では、木材載置台は上載置台と下載置台の二段で構成されているが、二段以上の複数段で構成してもよい。

１…プレカット加工システム
２…プレカット加工機
３、３１、３２…搬入コンベア
４…木材載置台
４１…上載置台
４２…下載置台
５…搬送ハンド
５１、５２、５３、５４…支柱
５５…ガイドレール
５６…走行台
５７…ハンド装置
５７１…把持爪
５７２…木材検出板
５７３…空圧シリンダ
６、６１、６２…搬出コンベア
７…部材載置台
８１…入力装置
８２…ＣＲＴ
８３…ＣＡＤ／ＣＡＭ装置
８４…加工制御装置
８５…印字装置
８６…入力装置
８７…ＣＲＴ
８８…投入指令装置

Claims (4)

1. 木造軸組工法や金物工法による住宅を構成する複数の構成部材をＣＡＤデータからプレカット加工機で加工するプレカット加工システムにおいて、
   前記ＣＡＤデータに前記構成部材毎に構成部材情報を付与し、
   前記ＣＡＤデータから前記プレカット加工機で加工する特定の前記構成部材を指定し、
   前記プレカット加工機に材料である木材を搬入する搬入コンベアの近傍に、複数種類の前記木材を載置するための木材載置台を配置し、
   前記木材載置台から前記搬入コンベアに搬送ハンドで前記木材を搬送し、
   前記指定された前記構成部材を前記プレカット加工機で加工し、
   前記加工された前記構成部材に前記構成部材情報を印字し、
   前記構成部材情報毎に、同一の前記加工された前記構成部材を選択して梱包し、
   前記構成部材は、前記住宅の開口部を構成する部材であり、前記構成部材情報は、開口部情報であり、
   前記木材載置台は、種類の異なる前記木材をそれぞれ載置するために高さの異なる複数段からなる
   ことを特徴とするプレカット加工方法。
2. 請求項１に記載のプレカット加工方法において、
   前記搬入コンベアが並列に２台配置されている
   ことを特徴とするプレカット加工方法。
3. 木造軸組工法や金物工法による住宅を構成する複数の構成部材をＣＡＤデータからプレカット加工機で加工するプレカット加工システムにおいて、
   前記構成部材の前記ＣＡＤデータに前記構成部材毎に構成部材情報を付与する付与手段と、
   前記ＣＡＤデータから前記プレカット加工機で加工する前記構成部材を指定する指定手段と、
   前記プレカット加工機に材料である木材を搬入する搬入コンベアの近傍に、複数種類の前記木材を載置するための木材載置台と、
   前記木材載置台から前記搬入コンベアに搬送ハンドで前記木材を搬送する搬送手段と、
   前記指定された構成部材をプレカット加工するためのプレカット加工機と、
   前記加工された前記構成部材に構成部材情報を印字するための印字手段とからなり、
   前記構成部材は、前記住宅の開口部を構成する部材であり、前記構成部材情報は、開口部情報であり、
   前記木材載置台は、種類の異なる前記木材をそれぞれ載置するために高さの異なる複数段からなる
   ことを特徴とするプレカット加工システム。
4. 請求項３に記載のプレカット加工システムにおいて、
   前記搬入コンベアが並列に２台配置されている
   ことを特徴とするプレカット加工システム。

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