JPH11262844A - 板金加工システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の板金加工ラインを用いて板金を所定の
形状に加工するための板金加工システムに関し、多品種
少量生産においても複数の板金加工ラインを効率よく稼
働させ、処理能力を向上させることを目的とする。 【解決手段】 複数の板金加工ライン１と、これら板金
加工ラインを制御する制御手段２，３と、制御手段に送
る板金加工情報を記憶する板金加工情報記憶手段４と、
生産品種や生産数などの生産情報を記憶する生産情報記
憶手段６とを備え、板金加工情報は板厚および材質を表
す加工材情報と、板金を打ち抜く加工位置座標および抜
き型形状を表す加工抜き型形状情報とを有し、制御手段
は板金加工情報を変換して各板金加工ライン毎に使用す
る抜き型情報およびそのセット位置情報を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の板金加工ラ
インを用いて板金を所定の形状に加工するための板金加
工システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、製品の多様化および個性化に伴
い、多品種少量生産の傾向が強く、同一品種の繰り返し
生産は減少傾向にある。このような生産背景の中で、生
産品種切り替え時に行うデータ変換および生産指示等の
イニシャル工数が製造原価に占める割合が高くなってき
ている。このような傾向に伴って、ユーザのニーズに適
合した外観構造をサポートするために、多品種な板金品
が加工されている。

【０００３】一般に、板金品は予め定尺サイズにカット
された板金を、目的とする所定の形状に打ち抜き、カッ
トを行い加工する。コンピュータから板金を加工する板
金加工ラインへ送られる加工データのフォーマットは、
板金の打ち抜き位置を示すＸＹ座標データと抜き型のセ
ット位置を示すデータとからなる。板金の加工に際して
は抜き型とそのセット位置および使用する板金の板厚お
よび材質を示す帳票が添付され、それに基づいて抜き型
のセットおよび板金の供給を行い、作業が開始されるよ
うになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の板金加工ライン
においては、ライン毎の加工装置の構成が異なると、ラ
イン毎に加工対象板金の厚さ、材質、抜き型のセット可
能品種およびセット位置が異なるため、予め作成された
加工データはライン毎の専用データになってしまうとい
う不都合がある。

【０００５】また、板金生産品種数および生産量が変動
すると、全体のラインの稼働率がアンバランスとなり、
あるラインのみ生産時間が長くなるという不都合が生じ
る。また、帳票に基づき抜き型の段取り替えを行うた
め、設備の稼働率や作業能力の低下を招くなどの不都合
がある。

【０００６】また、抜き型の段取り替えの回数が増える
ほど、それに比例して抜き型の誤セットなどの作業エラ
ーが発生しやすくなり、品質の低下およびリワーク作業
による作業能率の低下を招くなどの不都合が生じる。

【０００７】また、このような板金加工ラインのアンバ
ランスを是正するために、新たに別ライン用に加工デー
タを作成した場合、板金加工ラインを構成する板金加工
装置毎に加工対象抜き型の形状が異なり、かつ板金加工
装置の抜き型セット部へセットできる対象抜き型がサイ
ズにより制約条件が生じるため、データ作成に習熟を要
し、多くの時間を費やすことになるという不都合が生じ
る。

【０００８】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、多品種少量生産においても複
数の板金加工ラインを効率よく稼働させ、処理能力を向
上させることができる板金加工システムを提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
板金加工システムは、複数の板金加工ラインと、これら
板金加工ラインを制御する制御手段と、制御手段に送る
板金加工情報を記憶する板金加工情報記憶手段と、生産
品種や生産数などの生産情報を記憶する生産情報記憶手
段とを備え、板金加工情報は板厚および材質を表す加工
材情報と、板金を打ち抜く加工位置座標および抜き型形
状を表す加工抜き型形状情報とを有し、前記制御手段は
板金加工情報を変換して各板金加工ライン毎に使用する
抜き型情報およびそのセット位置情報を出力するもので
ある。

【００１０】本発明によれば、板金加工情報として加工
対象板金の板厚および材質の情報を有し、さらに加工位
置座標と加工抜き型形状からなる中間データ形式を取る
ことにより、各板金加工ラインにおいて使用する抜き型
およびそのセット位置を示すデータに容易に変換するこ
とができる。

【００１１】請求項２記載の板金加工システムは、請求
項１記載の発明において、制御手段は各板金加工ライン
毎の板金収納情報と、板金加工可能サイズ情報と、加工
時間算出のための装置情報とを有し、生産情報に基づい
て生産時間を割り出し、各板金加工ラインに加工効率の
最もよい加工品の分配決定および作業指示を行うもので
ある。

【００１２】本発明によれば、複数の板金加工ライン毎
に板金の加工可能サイズを有し、生産情報に基づいて生
産時間を割り出し、複数の板金加工ラインへ加工効率の
最もよい最適なデータの分配決定および作業指示を行う
ことができることから、各板金加工ラインの稼働率や処
理能力の向上が図れる。

【００１３】請求項３記載の板金加工システムは、請求
項１記載の発明において、制御手段は前段取り時間にセ
ットした抜き型情報および板金サイズ変更情報を有し、
生産品種切り替え時の段取り時間と加工正味時間を考慮
して最小化するように板金加工情報の変換を行うもので
ある。

【００１４】本発明によれば、前段取り時にセットした
抜き型形状のセット情報を有し、同一の抜き型を使用す
る場合は、抜き型のセット替えを最小化するように中間
データの変換を行うようにしたので、板金加工に際して
加工データを分配する板金加工ラインの選定、品種切り
替えによる段取り替え、正味時間を含め最小化の組み合
わせデータの分配および作業指示を行うことができるた
め、設備稼働率および作業処理能力の向上が図れる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明による板金加工シ
ステムの一実施の形態を示す全体的な構成図である。こ
の板金加工システムは複数の板金加工ライン１−１，１
−２，１−３を有し、これらを個々に制御するコントロ
ーラ２−１，２−２，２−３と、ライン全体を制御する
ラインコントローラ３と、ラインコントローラ３に送ら
れるデータを中間データ形式でセーブする板金加工情報
記憶手段としてのファイルサーバ４と、板金品を設計し
て加工データを作成するＣＡＤ（コンピュータ支援設計
機）５と、日単位または週単位などで生産計画を管理す
る生産情報記憶手段としての生産管理情報ファイル６と
からなる。

【００１６】ラインコントローラ３、ファイルサーバ
４、ＣＡＤ５および生産管理情報ファイル６はバスライ
ン７を介して接続されており、ラインコントローラ３お
よびコントローラ２−１〜２−３はバスライン８を介し
て接続されている。

【００１７】図２は、板金加工ライン１（１−１〜１−
３）の概略的側面図で、図の右から材料ストッカ１１、
材料供給ユニット１２、板金加工装置１３、トラバーサ
１４および加工品収納部１５が配置された構成となって
いる。

【００１８】材料ストッカ１１は垂直方向に配置された
複数の材料収納棚１１ａと、この材料収納棚１１ａに収
納されている材料（板金）を取り出してライン上に移動
させる材料昇降ユニット１１ｂとを備える。

【００１９】材料供給ユニット１２は材料ストッカ１１
から取り出した材料を吸着して水平方向に移動させる吸
着パッド１２ａと、この吸着パッド１２ａによって移動
させた材料を一時的に載置する材料待機台１２ｂとを備
える。この図では、吸着パッド１２ａによって板金１６
が材料待機台１２ｂ上に移動させられる状態を示してい
る。

【００２０】板金加工装置１３は板金１６を打ち抜くた
めの抜き型をセットする抜き型セット部１３ａを備え、
さらに図３（図２のＡ−Ａ線上の断面図）および図４
（図２のＢ−Ｂ線上の断面図）に示すように、板金１６
を載せるベッド部１３ｂ、板金１６をクランプしてＸＹ
方向に移動させるクランプ部１３ｃ、クランプ部１３ｃ
をＸ方向に駆動するＸ軸駆動部１３ｄおよびＹ方向に駆
動するＹ軸駆動部１３ｅを備える。なお、図４には２つ
のタイプの抜き型１３ａ−１，１３ａ−２を重複して示
している。

【００２１】トラバーサ１４は板金加工装置１３で打ち
抜いた加工後の板金１６を移動させて加工品収納部１５
に収納する。

【００２２】この構成において、ＣＡＤ５で板金品が設
計されると、加工データがファイルサーバ４に送られ、
中間データ形式でセーブされる。生産管理情報ファイル
６から日または週単位の生産計画データがラインコント
ローラ３に送られると、現在の仕掛かりを考慮してコン
トローラ２−１〜２−３へファイルサーバ４の加工デー
タが分配される。

【００２３】このとき、ラインコントローラ３は加工デ
ータのフォーマットが中間データ形式であるため、板金
加工ライン１における実行レベルのデータに変換すると
同時に、生産品種切り替え時に加工品種と生産数および
そのときに発生する抜き型のセット位置指示データを画
面表示またはプリントにより出力する。

【００２４】そして、板金加工ライン１における準備作
業としてコントローラ２から出力される作業指示データ
に基づいて抜き型セット部１３ａに抜き型をセットす
る。加工データがコントローラ２から板金加工ライン１
に流されると、予め材料ストッカ１１に収納された板金
１６が材料収納棚１１ａから材料昇降ユニット１１ｂに
よって取り出され、所定の位置に停止する。

【００２５】次いで、板金１６は材料供給ユニット１２
の吸着パッド１２ａによって吸着され、材料待機台１２
ｂに搬送される。そして、板金１６は板金加工装置１３
で加工され、加工後の板金１６はトラバーサ１４によっ
て加工品収納部１５に搬送され収納される。

【００２６】次に、図５に示すフローチャート図を参照
しながら、加工作業が開始されるまでの一連のデータの
流れとその処理について説明する。まず、生産管理情報
ファイル６から生産品種および生産数がラインコントロ
ーラ３にロードされる（ステップＳ１）。この例では、
生産品Ａが３５個、Ｂが１００個、Ｃが２０個、Ｄが１
５個となっている。

【００２７】また、ファイルサーバ４から該当する加工
データが中間データ形式でラインコントローラ３にロー
ドされる（ステップＳ２）。この加工データは加工材情
報として板厚データおよび材質データを有し、加工情報
として抜き位置（ＸＹ座標）データ、抜き角度データ、
抜き型形状データを有する。

【００２８】次に、板金加工ライン１の選定を行う（ス
テップＳ３）。図６は、この処理の詳細を示すフローチ
ャート図である。まず、ラインコントローラ３はファイ
ルサーバ４から生産品Ａ〜Ｄの加工データを読み出し
（ステップＳ１１）、各板金加工ライン１毎の処理能力
を示す板金加工ライン情報テーブル（図７）と、抜き型
テーブル（図８）とを参照して、板金加工ライン１の選
定を行う（ステップＳ１２）。

【００２９】ここで、板金加工ライン情報テーブル（図
７）は各板金加工ライン１−１〜１−ｎ毎にセット可能
なワークサイズ（縦・横・厚さの最大／最小）、材質別
加工可能厚さ（アルミ・ＳＵＳ・ＳＰＣ・真鍮の最大／
最小）、抜き型セット可能品種数の各情報を格納してい
る。また、抜き型テーブル（図８）は抜き型形状とタイ
プ名を格納する。

【００３０】そして、加工板金の厚さおよび材質と、加
工対象抜き型がセット可能かをみて板金加工ライン１の
選定を行う（ステップＳ１３〜Ｓ１６）。一般に板金加
工装置１３の抜き型セット部１３ａへは、抜き型のタイ
プ別にセット可能品種数を持ち、かつ抜き型形状毎にセ
ット可否を判断するタイプ名（図８）を持っているの
で、セット可能可否の判断は加工データを読み込むと抜
き型形状に付与されたタイプ別にセット品種数を集計
し、図７の情報と整合性を取り、加工可能の判断をす
る。この判断を生産品毎に行う。

【００３１】図５に戻り、ステップＳ３で対象板金加工
ラインの可否区分が求まると、板金加工ライン１毎の加
工時間を示す加工時間算出マスターテーブル（図９）に
基づいて加工時間テーブル（図１０）を作成する（ステ
ップＳ４）。

【００３２】加工時間算出マスターテーブル（図９）
は、各板金加工ライン１−１〜１−ｎ毎に段取り時間
（ストッカへの板金セット時間・抜き型タイプ別の変更
時間）、正味時間（板金搬入時間・板金加工品搬出時間
・抜き型切り替え時間・抜き型タイプ別の板金打ち抜き
時間）の各データを格納する。

【００３３】加工時間テーブル（図１０）は加工デー
タ、加工時間算出マスターおよび生産数量をもとに作成
する。すなわち、加工時間算出マスターテーブル（図
９）から下記の式〜を用いて求める。

【００３４】すなわち、一品種毎の加工時間をＴｉ、段
取り時間（生産品種切替時に発生するイニシャル時間）
をＤｉ、正味時間（一枚当りの加工時間）をＳｉとする
と、加工時間Ｔｉは、 Ｔｉ＝Ｄｉ＋（Ｓｉ×生産数量） … となる。

【００３５】式における段取り時間Ｄｉ、正味時間Ｓ
ｉは加工時間算出マスターテーブルから値を引用し、下
記の式〜から求める。

【００３６】 Ｄｉ＝Σｄni＋Σｄmi … Ｓｉ＝板金セット時間＋Σ（抜き型変更時間） ＋Σ（板金打ち抜き時間）＋加工品搬出時間 … ｄniは抜き型変更段取り時間、ｄmiは材料ストッカへの
板金セット時間で、前に段取りしてある内容を考慮して
同内容であれば段取り時間が発生しない内容で算出を行
う。こうして求めた加工時間Ｔｉを、各板金加工ライン
１−１〜１−３毎に加工時間テーブル（図１０）として
メモリに格納する。

【００３７】次に、板金加工ラインへ１へのデータの割
り付けを決定するまでの処理を、図１１に示すフローチ
ャート図を参照しながら説明する。まず、加工時間算出
マスターテーブル（図９）と加工時間テーブル（図１
０）をもとに、各組み合わせにおける板金加工ライン１
毎の加工時間を算出し（ステップＳ２１〜Ｓ２２）、各
組み合わせにおける板金加工ライン１毎の最大加工時間
ＭaxＴ２（図１２）を求める（ステップＳ２３）。な
お、図１２における丸付き数字は板金加工ラインを示し
（例えば、は板金加工ライン１−２を示し）、カッコ
内の数字は加工時間を示す。

【００３８】次に、各組み合わせの中で最大加工時間Ｍ
axＴ２の最小の値の組み合わせを抽出する（ステップＳ
２４）。そして、同じ値の組み合わせがあるか判断し
（ステップＳ２５）、同じ組み合わせがある場合は同じ
組み合わせにおける板金加工ラインの加工時間を積算す
る（図１２の「ΣＴ２」欄）（ステップＳ２６）。

【００３９】次に、積算した加工時間の最小の値を示す
組み合わせを選定し（ステップＳ２７）、加工データの
割り付けを行う（ステップＳ２８）。また、同じ組み合
わせがない場合は（ステップＳ２５）、各組み合わせの
中で最大加工時間ＭaxＴ２の最小の値を示す組み合わせ
を選定し（ステップＳ２９）、加工データの割り付けを
行う（ステップＳ２８）。

【００４０】図１０の加工時間テーブルを例にして説明
すると、板金加工品Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの全ての加工の割り
付けを求めると、図１２に示すように１２通りの組み合
わせができる。すなわち、板金加工品Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの
割り付け組み合わせは加工品Ａの割り付けが１通り、加
工品Ｂの割り付けが３通り、加工品Ｃの割り付けが２通
り、加工品Ｄの割り付けが２通りであるので、 １×３×２×２＝１２（通り） となる。

【００４１】各組み合わせ別に各板金加工ライン１の加
工時間Ｔｉをみて、その最大加工時間（図１２の「Ｍax
Ｔ２」）を割り出す。組み合わせ番号間の最大加工時間
の最小の値となる組み合わせが効率のよい割り付けとな
る。

【００４２】しかし、図１２に示すように、組み合わせ
Ｎo.８，Ｎo.10，Ｎo.12の「ＭaxＴ２」が同じになる場
合がある（この例では「７１」）。このときは組み合わ
せ番号内のトータル加工時間「ΣＴ２」を求め、その時
間の少ない組み合わせＮo.12を選定することにより（こ
の例では「１８０」）、板金加工ラインの空き時間がで
きる状態となり、次の作業投入が円滑に受け入られる最
もよい組み合わせとして選定する。

【００４３】その結果、加工データの分配の割り付け
は、組み合わせＮo.12が選定され、次のように決定す
る。

【００４４】 板金加工ライン１−１：板金加工品Ａ 板金加工ライン１−２：データ分配なし 板金加工ライン１−３：板金加工品Ｂ，Ｃ，Ｄ こうして板金加工ライン１の割り付けが決まると、次に
行うのがデータの変換（ステップＳ７）である。ライン
コントローラ３からの加工データをコントローラ２で受
け取る。コントローラ２には、抜き型セット部１３ｃに
セットされている抜き型の情報を持ち、かつ抜き型セッ
ト部１３ｃの各セット位置毎に抜き型セット可否の判断
となるセットタイプ情報を有している。

【００４５】実行レベルでのデータの変換は、まず第１
ステップとして抜き型の割り付けに際して抜き型段取り
時間が最小になるように前段取りセットしてある抜き型
と同一抜き型がある場合は、同じ抜き型を使用するよう
にデータを変換する。

【００４６】次に、セットを要する抜き型であるが、抜
き型セット部１３ｃのセット区分別に整合性を取り、抜
き型切り替えにおいて切り替え時間が最小化になるよう
に割り付けを決定する。そして、最後に抜き型の使用
量、セット位置の段取り替え指示をディスプレイ上かプ
リントアウトにより指示する（ステップＳ８）。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、板金加工データとして
加工対象板金の板厚データおよび材質データを有し、か
つこの板金加工データが加工位置座標と加工抜き型形状
からなる中間データ形式を取ることにより、複数の板金
加工ラインへのデータ変換を容易に行うことができる。

【００４８】また、本発明によれば、複数の板金加工ラ
イン毎に板金の加工可能サイズを有し、生産情報に基づ
いて生産時間を割り出し、複数の板金加工ラインへ加工
効率の最もよい最適なデータの分配決定および作業指示
を行うことができることから各板金加工ラインの稼働率
や処理能力の向上が図れる。

【００４９】また、本発明によれば、前段取り時にセッ
トした抜き型形状のセット情報を有し、同一の抜き型を
使用する場合は、抜き型のセット替えを最小化するよう
に中間データの変換を行うようにしたので、板金加工に
際して加工データを分配する板金加工ラインの選定、品
種切り替えによる段取り替え、正味時間を含め最小化の
組み合わせデータの分配および作業指示を行うことがで
きるため、設備稼働率および作業処理能力の向上が図れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による板金加工システムの一実施の形態
を示す構成図である。

【図２】板金加工ラインの概略的側面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線上の断面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ線上の断面図である。

【図５】加工作業が開始されるまでの処理を示すフロー
チャート図である。

【図６】対象板金加工ラインの選定処理を示すフローチ
ャート図である。

【図７】板金加工ライン情報テーブルの一例を示す図で
ある。

【図８】抜き型テーブルの一例を示す図である。

【図９】加工時間算出マスターテーブルの一例を示す図
である。

【図１０】加工時間テーブルの一例を示す図である。

【図１１】板金加工データ分配決定までの処理を示すフ
ローチャート図である。

【図１２】板金加工ラインと板金加工組み合わせ時間の
算出例を示す図である。

【符号の説明】

１，１−１〜１−３ 板金加工ライン ２，２−１〜２−３ コントローラ ３ ラインコントローラ ４ ファイルサーバ ５ ＣＡＤ ６ 生産管理情報ファイル ７，８ バスライン １１ 材料ストッカ １１ａ 材料収納棚 １１ｂ 材料昇降ユニット １２ 材料供給ユニット １２ａ 吸着パッド １２ｂ 材料待機台 １３ 板金加工装置 １３ａ 抜き型セット部 １３ｂ ベッド部 １３ｃ クランプ部 １４ トラバーサ １５ 加工品収納部 １６ 板金

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 七海 賢司 福島県郡山市字船場向94番地 株式会社日 立テレコムテクノロジー内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の板金加工ラインと、これらの板金
   加工ラインを制御する制御手段と、前記制御手段に送る
   板金加工情報を記憶する板金加工情報記憶手段と、生産
   品種や生産数などの生産情報を記憶する生産情報記憶手
   段とを備え、 前記板金加工情報は板厚および材質を表す加工材情報
   と、板金を打ち抜く加工位置座標および抜き型形状を表
   す加工抜き型形状情報とを有し、前記制御手段は前記板
   金加工情報を変換して前記各板金加工ライン毎に使用す
   る抜き型情報およびそのセット位置情報を出力すること
   を特徴とする板金加工システム。
2. 【請求項２】 前記制御手段は前記各板金加工ライン毎
   の板金収納情報と、板金加工可能サイズ情報と、加工時
   間算出のための装置情報とを有し、前記生産情報に基づ
   いて生産時間を割り出し、前記各板金加工ラインに加工
   効率の最もよい加工品の分配決定および作業指示を行う
   ことを特徴とする請求項１記載の板金加工システム。
3. 【請求項３】 前記制御手段は前段取り時間にセットし
   た抜き型情報および板金サイズ変更情報を有し、生産品
   種切り替え時の段取り時間と加工正味時間を考慮して最
   小化するように前記板金加工情報の変換を行うことを特
   徴とする請求項１記載の板金加工システム。