特開 2024-129221 プレカット加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024129221

(43)【公開日】2024-09-27

(54)【発明の名称】プレカット加工方法

(51)【国際特許分類】

   B27B 31/08 20060101AFI20240919BHJP

   B27C 9/00 20060101ALI20240919BHJP

【ＦＩ】

B27B31/08 B

B27C9/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023038279

(22)【出願日】2023-03-13

(71)【出願人】

【識別番号】596008231

【氏名又は名称】株式会社トーアエンジニアリング

(74)【代理人】

【識別番号】100102923

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 雄二

(72)【発明者】

【氏名】野口 睦

(57)【要約】      （修正有）

【課題】羽柄材や構造材のような長尺材を加工するプレカットラインにおいて、加工機の製品排出側における作業者の負荷を軽減し、さらに、設備コストを抑制して、素材の歩留まりの向上を図る。
【解決手段】素材２０にプレカット対象製品２４を割付けて加工機１２に投入する。加工機１２で加工された製品２４を排出側に排出する。プレカット加工で発生した残材２８を再利用するときには、残材２８に相当する部分が素材２０の加工機１２の投入側に位置するように、素材２０に製品２４を割付ける。残材２８を加工機１２の投入側から取り出して保管する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

羽柄材もしくは構造材をプレカットするための装置において、
残材に相当する部分が、素材の加工機の投入側に位置するように、素材にプレカット対象の製品を割付けてから加工機に投入し、
加工機で加工された製品を排出側に排出し、
プレカット加工で発生した残材を、加工機の投入側から取り出すことを特徴とするプレカット加工方法。

【請求項2】

上記の残材を再利用するときには、加工機の投入側から残材を取り出して、加工機の投入側に保管することを特徴とする請求項１に記載のプレカット加工方法。

【請求項3】

１本の素材に対して排出順序の早い製品が先に加工機でプレカットされるように、全ての素材に対して割付けがされ、先に加工機に投入されてプレカットされる素材の一部に割付けられる製品の排出順序よりも、次に加工機に投入される素材に割付けられる最初にプレカットされる製品の排出順序が先のときは、先に加工機に投入された素材の排出順序の遅い製品を割付ける部分を残し、加工機の投入側からプレカットされる前に取り出して保管し、保管した部分を排出順序に従って加工機に再投入してプレカットをすることを特徴とする請求項１に記載のプレカット方法。

【請求項4】

素材置き場には、材幅または材高さの寸法の異なる複数種類の素材が仕分けされて配置されることを特徴とする請求項１または２に記載のプレカット加工方法。

【請求項5】

素材置き場には、素材が山積みされて配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のプレカット加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、羽柄材や構造材を無駄なく効率よくプレカットするためのプレカット加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

羽柄材は筋違や間柱やまぐさ等に使われる木材で、構造材は土台、柱、粱などの構造に使われる木材である。これらの建設材料は、いずれも、３ｍ～４ｍの長さの素材をプレカットして製品化される。

【0003】

建設材料を加工するプレカットラインでは、材料置き場から取り出された素材が加工機に投入されて切り分けられながらプレカットされ、製品として排出される。
１本の素材に１本あるいは複数本の製品が割付けられる。割り付けできなかった部分は残材として排出される。多くの残材は廃棄されるが、他の製品のプレカットに使用可能な長さのものまで廃棄するのは資源の無駄になる。

【0004】

そこで、加工機から製品とともに排出された残材のうち、再利用可能な長さのものは、経験を積んだ作業者が判断して保管しておき、まとめて投入側に戻していた。
しかし、素材が長尺で、プレカットラインは数十メートルにもなるから、長さも重量もある残材を人力で加工機の投入側に戻すのは作業者の負荷が大きい。これを機械化するには設備コストが増大する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１６－６９０８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、羽柄材や構造材のような長尺材を加工するプレカットラインにおいて、加工機の製品排出側における作業者の負荷を軽減し、さらに、設備コストを抑制して、素材の歩留まりの向上を図ることを主たる目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。

【0008】

＜構成１＞
羽柄材もしくは構造材をプレカットするための装置において、
残材に相当する部分が、素材の加工機の投入側に位置するように、素材にプレカット対象の製品を割付けてから加工機に投入し、
加工機で加工された製品を排出側に排出し、
プレカット加工で発生した残材を、加工機の投入側から取り出すことを特徴とするプレカット加工方法。

【0009】

＜構成２＞
上記の残材を再利用するときには、加工機の投入側から残材を取り出して、加工機の投入側に保管することを特徴とする構成１に記載のプレカット加工方法。

【0010】

＜構成３＞
１本の素材に対して排出順序の早い製品が先に加工機でプレカットされるように、全ての素材に対して割付けがされ、先に加工機に投入されてプレカットされる素材の一部に割付けられる製品の排出順序よりも、次に加工機に投入される素材に割付けられる最初にプレカットされる製品の排出順序が先のときは、先に加工機に投入された素材の排出順序の遅い製品を割付ける部分を残し、加工機の投入側からプレカットされる前に取り出して保管し、保管した部分を排出順序に従って加工機に再投入してプレカットをすることを特徴とする構成１に記載のプレカット方法。

【0011】

＜構成４＞
素材置き場には、材幅または材高さの寸法の異なる複数種類の素材が仕分けされて配置されることを特徴とする構成１または２に記載のプレカット加工方法。

【0012】

＜構成５＞
素材置き場には、素材が山積みされて配置されていることを特徴とする構成１または２に記載のプレカット加工方法。

【発明の効果】

【0013】

＜構成１の効果＞
素材の加工機の投入側に残材に相当する部分があれば、プレカットされた製品が排出側に排出されたときに、加工機の投入側で残材を掴んで取り出すことができる。
＜構成２の効果＞
プレカットの残材を加工機の投入側から取り出して保管し、残材を有効に再利用できる。加工機の投入側に保管場所を設けておけば、素材投入用のロボットアーム等の届く範囲で残材の搬送ができる。
＜構成３の効果＞
歩留まりを優先して素材に割付けをすると梱包順の割付けが難しい。排出順序の遅い製品を割付けた部分を一時退避させて保管すれば、その後に排出順序に従ってプレカットをして排出できる。
＜構成４の効果＞
ロボットアームを使えば素材置き場に複数種類の素材がストックされていても、これらを区別して取り出すことができる。大がかりな投入用コンベアを複数設ける必要がない。
＜構成５の効果＞
ロボットアームを使えば素材置き場に素材が山積みされていても、一本ずつ取り出すことができる。コンベア上に素材を１本ずつ整列させる作業が要らなくなる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】残材ストックを設けたプレカットラインの平面図

【図2】プレカット制御システムのブロック図

【図3】素材への製品割り付け例の説明図

【図4】実施例１の動作手順の説明図

【図5】実施例２の動作手順の説明図

【図6】複数種類の素材を置いた素材置き場の説明図

【図7】素材を山積みした素材置き場の説明図

【発明を実施するための形態】

【実施例0015】

図１に示したプレカットラインでは、素材置き場１８に搬入された素材２０が、ロボットアーム２２によって取り上げられて投入側コンベア１４に投入される。素材２０は投入側コンベア１４から矢印Ａ方向に送られて、加工機１２に進入する。加工機１２の内部でプレカットされた製品２４は、排出側コンベア１６に排出された後、製品置き場２６に運ばれて、その後梱包される。

【0016】

図２に示すように、プレカットラインを制御するためのコンピュータ４８では、例えば、プレカット制御装置５０が動作して、プレカットデータ５２に従って、加工機１２やロボットアーム２２を制御する。

【0017】

コンピュータ４８の記憶装置５４には、プレカットデータ５２から抽出された、割り付けデータ５６やロボット制御データ５８や排出順序データ６０が記憶されている。割り付けデータ５６は、素材２０に歩留まり良く製品を割り付けるためのデータである。ロボット制御データ５８は、ロボットアーム２２を制御して素材２０や残材２８をタイミング良く搬送するために使用される制御データである。排出順序データ６０は、加工機１２から排出される製品の順序を管理するためのデータである。排出順序データ６０は、実施例２でのみ使用される。

【0018】

図１に示した加工機１２では、上記のように、投入された素材２０をプレカットして、加工された製品２４を排出側に排出する。ここで、プレカット加工で発生した残材２８を再利用するときには、ロボットアーム２２で、その残材２８を、加工機１２の投入側から取り出して、残材ストック３０に保管する。

【0019】

残材ストック３０に搬送された残材２８には、所定のタイミングで、プレカット制御装置５０が、プレカットデータ５２に従って製品の割り付けをする。割付けられた残材２８は、ロボットアーム２２により残材ストック３０から取り出して加工機１２に投入される。残材２８に、投入前に予め割り付けがされていてもよい。これは、実施例２で説明する。

【0020】

上記のように、この実施例では、プレカットされた素材２０の残材２８を、加工機１２の排出側に排出せずに投入側から取り出して、加工機１２の投入側にある残材ストック３０に保管する。さらに、その残材２８を、プレカット制御装置５０の制御により加工機１２に再投入することができる。これで、残材２８を自由に有効利用できる。

【0021】

上記の処理を可能にするには、次のような割り付けが必要になる。図３において、（ａ）に示した素材２０ａには、割り付け済み部分３２と未割り付け部分３４がある。未割り付け部分３４が残材２８に相当する部分である。素材２０は矢印Ａの方向に加工機１２に投入される。この、残材２８に相当する部分が、素材２０の加工機１２の投入側に位置するように、製品２４を割付ける。

【0022】

このように、素材２０の加工機１２の投入側に残材２８に相当する部分があれば、プレカットされた製品２４が排出側に排出されるときに、加工機１２の投入側に露出した残材２８を、ロボットアーム２２で掴んで取り出すことができる。

【0023】

図４には、上記のプレカット制御装置５０の動作手順をフローチャートで示した。まず、ステップＳ１１では、素材２０を素材置き場１８からロボットアーム２２が取り出して加工機１２に投入する。ステップＳ１２では、加工機１２がその素材２０のプレカット処理をする。ステップＳ１３では、加工機１２が加工後の製品２４の排出をする。

【0024】

ステップＳ１４では、プレカット制御装置５０が、再利用可能な残材が残ったかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ１５の処理に移行し、ノーのときはステップＳ１６の処理に進む。ステップＳ１５では、残材２８を残材ストック３０へ保管する。ステップＳ１６では、プレカット制御装置５０が、残材ストックにある残材をプレカットするかどうかという判断をする。即ち、ここで、既に残材ストックに保管されている残材について、次にプレカットをするかどうかを判断する。この判断の結果がイエスのときはステップＳ１１の処理に移行し、ノーのときはステップＳ１７の処理に移行する。ステップＳ１７では、残材ストックにある残材２８を加工機１２に投入する。以上のような処理を繰り返す。

【0025】

素材２０の素材置き場１８から加工機１２への投入だけでなく、残材２８の残材ストック３０への搬送と、残材ストック３０から加工機１２への投入にロボットアーム２２を使用すれば、コンベアを設備するよりもラインの構造を簡素化することができる。残材ストック３０は加工機１２の投入側にあればよく、素材置き場１８と一体になっていても構わない。

【0026】

図１に示した加工機１２とその製品排出側の長さは、かなり縮小して図示しており、羽柄材もしくは構造材をプレカットするための装置では、実際には１０メートル以上あるため、製品排出側から図示したロボットアーム２２の届く範囲で残材を取り出すのは困難である。従って、この実施例のように加工機１２の投入側で残材２８を取り出して、加工機１２の投入側の残材ストック３０に保管することで、ロボットアーム２２を活用できるようにした。

【0027】

なお、上記の残材に割り付け可能な製品を、プレカット処理の前後に決めておいてもよいし、その寸法が十分長いと判断される場合には、割り付ける製品が未定でも残材ストックに取り出すとよい。一方、当面は使用する予定が無ければ、残材をそのまま排出側に送り出しても構わない。

【実施例0028】

実施例２では、図１のプレカットラインを使用して、図３（ｂ）と（ｃ）に示した素材２０ｂと２０ｃとを使用して、図５に示した手順でプレカット制御を行う。

【0029】

まず、図３の（ｂ）と（ｃ）により、よく知られたファーストフィット法を用いて、素材２０ｂと２０ｃとに製品を割付ける方法を説明する。はじめに、素材２０ｂに排出順序１番の製品３６を割り付ける。この素材２０ｂにはこのほかに排出順序２番の製品３８を割り付けるだけの長さがないので、素材２０ｃに排出順序２番の製品３８を割り付ける。

【0030】

次の排出順序３番の製品４０は素材２０ｂに割り付けることができる。そして、次の排出順序４番の製品４２と排出順序５番の製品４４を素材２０ｃに割り付ける。

【0031】

この実施例では、実施例１と同様に、１本の素材に対してどの製品を割り付ける場合でも、排出順序の早い製品が先に加工機１２でプレカットされるように、全ての素材にこの順序を守って割付けをする。

【0032】

ここで、このままプレカットをすると、排出順序１番の製品３６、排出順序３番の製品４０、排出順序２番の製品３８、排出順序４番の製品４２の順番にプレカットされて排出されてしまう、例えば、特許文献1には、柱状の建設材料を現場に搬入する前に、梱包順に材料を並べ変える技術が紹介されている。しかし、これは設備コストの増大を招く。

【0033】

そこで、予め、先に加工機１２に投入されてプレカットされる素材２０ｂの一部に割付けられた製品（排出順序３番の製品４０）の排出順序と、次に加工機に投入される素材２０ｃに割付けられた最初にプレカットされる製品（排出順序２番の製品３８）の排出順序とを比較する。

【0034】

排出順序３番の製品４０よりも排出順序２番の製品３８の排出順序が先だから、先に加工機に投入された素材２０ｂ中の排出順序の遅い製品（排出順序３番の製品４０）を割付けた部分を、実施例１の残材と同様に扱う。即ち、排出順序３番の製品４０を割り付けた部分を残し、加工機１２の投入側からプレカットする前に取り出して、残材ストック３０に保管する。

【0035】

その後、素材２０ｃをプレカットして排出順序２番の製品３８を排出すると、今度は、排出順序４番の製品４２を割り付けた部分を加工機１２の投入側からプレカットする前に取り出して、残材ストック３０に保管する。

【0036】

続いて、排出順序３番の製品４０を割付けた部分を、残材ストック３０から取り出して、加工機１２に再投入してプレカットをする。最後に、排出順序４番の製品４２を割付けた部分を、残材ストック３０から取り出して、加工機１２に再投入してプレカットをする。これで、排出順序１番の製品３６、排出順序２番の製品３８、排出順序３番の製品４０、排出順序４番の製品４２の順番にプレカットされて排出されるから、そのまま梱包をすることができる。

【0037】

図５には、実施例２でのプレカット制御装置５０の動作手順をフローチャートで示した。このフローチャートのステップＳ２１～２３で、素材２０ｂの排出順序１番の製品３６をプレカットして排出し、ステップＳ２４で、排出順序３番の製品を割り付けた部分を残材と判断する。

【0038】

ステップＳ２５でこの残材を残材ストック３０に保存する。次のステップＳ２６では、既に残材ストックに保管された残材のプレカットをするかどうか判断して、このケースではステップＳ２１に戻り、新たな素材２０ｃのプレカット処理に移行する。その後、ステップＳ２２で排出順序２番の製品３８をプレカットし、ステップＳ２３でその製品を排出する。次にステップＳ２４で、排出順序４番の製品４２と排出順序５番の製品４４を割り付けた部分を残材と判断する。ステップＳ２５で、この残材を残材ストックに保管する。

【0039】

そして、ステップＳ２６で、今度は以前に残材ストックに保管された排出順序３番の製品４０をプレカットすると判断して、ステップＳ２７で残材ストック３０から残材２８を取り出して、加工機１２に再投入する。これでステップＳ２２に戻り、排出順序３番の製品４０をプレカットして排出する。その後はステップＳ２６とステップＳ２７で、排出順序４番の製品４２と排出順序５番の製品４４を割り付けた残材を取り出し、ステップＳ２２でプレカットすればよい。

【0040】

即ち、上記のように、プレカット制御装置５０は、製品の排出順序を指定し、素材置き場１８にある素材または残材ストックにある残材を使用して、上記の排出順序どおりにプレカットされるように、加工機に投入をすることができる。

【0041】

従って、歩留まりを優先して素材に割付けをすると梱包順の割付けが難しいが、排出順序の遅い製品を割付けた部分を残材として残材ストックに保管をして一時退避させれば、その後に排出順序に従ってプレカットをして順序よく排出できる。これで、無駄なく効率よくプレカットができる。

【0042】

なお、入荷する素材２０にはその長さに多少ばらつきがある。一部に傷があって使用可能な長さが予定より短くなることもある。従って、素材２０を加工機１２に投入する直前に素材２０の寸法を測り、使用可能な長さの範囲で割り付けをしてプレカットをすることがある。

【0043】

そのような場合には、まず、最初に投入された素材に排出順序１番の製品３６を割り付けてプレカットする。その残材に排出順序２番の製品３８が割り付けられないことがわかったら、とりあえず残材として保管しておく。次に投入される素材２０に排出順序２番の製品３８を割り付け、その後、残材を有効利用する製品を見つけてから割り付けをしてプレカットする、といった方法も可能である。

【0044】

即ち、予め全ての素材に製品の割り付けをして、図３に示したような素材毎の排出順を示す排出順序データ６０を生成しておいてもよいし、各素材を加工機１２に投入する直前に製品の割り付けをして、任意のタイミングで、残材への製品の割り付けをしても構わない。