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    公开号:WO1992013808A1
    申请号:PCT/JP1992/000118
    申请日:1992-02-05
    公开日:1992-08-20
    发明作者:Hideyuki Fujita；Masaharu Okafuji；Mitsunori Kawabe
    申请人:Nippon Sheet Glass Co., Ltd.；
    IPC主号:C03B33-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 板ガラス切断機の板取り方式
    [0003] 技 術 分 野
    [0004] 本発明は、 矩形素板ガラ スより複数の矩形製品ガラ スを切断する 板ガラ ス切断機において、 歩留りの良い製品配置を計画する扳取り 方式に関する。
    [0005] 背 景 技 術
    [0006] 板ガラス切断機は、 切断要求のある矩形製品ガラ スを矩形素板ガ ラスから板取りするが、 従来の板取り方式では、 板取りすべき製品 ガラ スの割り当て配置方向 （縦長または横長方向） や、 カ ッ ター線 の方向 （縦または横方向） は経験的なアルゴ リ ズムによ って決定さ れている。 従来の扳取り方式のフ ローチャー トを第 1図に示す。 ま ず、 板取りすべき製品種類の情報 （製品番号， 製品寸法， 残り製品 枚数） が格納された指図と呼ばれるデータ構造を、 その面積が大き い順にソー トする （ステ ップ S 1 ) 。 これは、 面積が大きい製品を 先に割り当て配置することによって、 トータルの歩留りを高めるた めである。 次に初期余白として素板ガラ スの寸法をセ ッ トする （ス テツプ S 2 ) 。 そして、 指図リ ス トから指図を順に一つずつ取り出 し （ステ ッ プ S 3 ) 、 その製品を全ての余白に可能なだけ割り当て ていく。 余白は製品を割り当てる際にカッ ター線で分断されて複数 存在する。 そこで、 小さな余白を先に板取りして歩留ま りを高める ように、 余白を小さい順にソー トして （ステ ッ プ S 4 ) 、 その順番 に余白を取り出し （ステ ッ プ S 5 ) 、 その余白に製品を板取りする。 一つの余白に製品を板取りする場合、 まず、 縦長方向で一枚板取り する。 それが不可能なら横長方向で板取りする。 さらに、 残り枚数 があるなら、 カッター線を橫方向に伸ばし、 同じ方向で連続して板 取りする。 1枚しか取れない場合は、 余白を分断するカ ッ ター線を 面積の大きな余白が残るような方向に延ばす （ステ ッ プ S 6 ) 。 次 の余白の有無を判断し （ステップ S 7 ) 、 次の余白がなければ、 分 断余白を追加し （ステ ッ プ S 8 ) 、 次の指図を取り出し （ステ ッ プ S 9 ) 、 同じステ ップを繰り返していく。 上記のように、 従来の板 取り方式では、 製品の割り当て配置方向と力ッタ一線を入れる方向 を経験的なアルゴリ ズムによって決定している。 そのため、 扳取り する製品の種類， 割り当て配置方向， カッター線方向については一 つの組合せしか調べておらず、 歩留りが向上しないという問題点が ある。 たとえば、 第 2 A図に示すように一種類の製品 Aを素扳ガラ ス 10に扳取りした場合、 従来方式では 6枚しか板取りしないが、 第 2 B図に示すように下の列の製品 Aを横長方向に配置すると 1枚多 く取れるようになる。
    [0007] 発 明 の 開 示
    [0008] そこで本発明の目的は、 板取りすべき矩形製品ガラ スを、 矩形素 扳ガラスに板取りするときに、 割り当て配置方向と力ヅ タ一線の方 向、 さらに扳取りする製品の種類を変えた板取り候捕を作成し、 最 適な板取りを行ってガラス切断機による板取りの歩留り向上を図る ことのできる板ガラス切断機の板取り方式を提供することにある。 本発明は、 矩形素板ガラスから複数種類， 複数枚数の矩形製品ガ ラスの扳取り計画を自動的に行う板ガラス切断機の板取り方式にお いて、 まず 1枚の製品ガラ スを素板ガラ スに割り当て配置し、 縦長 か横長の製品ガラ スの記置方向と、 その製品ガラ ス ^切り出すため の、 縦か横のカッター線方向との可能な組合せに対して、 その製品 ガラスとその製品ガラスを切り出すために素板ガラ スから分割され た複数の余白との位置情報を持つ板取り候捕を前記組合せの数だけ 作成し、 次に、 それぞれの候捕の余白に対して、 素板ガラ スに対す る最初の製品ガラ スの板取り候捕作成と同様の方法にて次の製品ガ ラ スの板取り侯捕を作成し、 これをそれ以上板取りすることができ なくなるまで再帰的に繰り返し、 それぞれの余白に対する候捕の最 終的な歩留りを決定し、 その中の最も歩留りの高いものを選択して、 最終的に素板ガラ スに対する最も歩留りの高い板取り候補を作成す ることを特徴とする。
    [0009] 本発明によれば、 同一種類の製品ガラスが 1枚の素扳ガラスに複 数個板取りできるとき、 この製品群を一枚の製品とみなして板取り する。
    [0010] また本発明によれば、 板取り候捕を作成する際に、 製品ガラ スの 種類を変えた候補も同時に作成して板取りをする。
    [0011] さらに本発明によれば、 製品ガラ スの種類を変えて板取り候捕を 作成する際に、 処理時間が余っていれば侯補とする製品ガラ スの種 類の数を 1から順番に増大させて板取り計画を作成し、 それぞれの 扳取り計画を比較して最も良いものを選択する。
    [0012] 以上に説明したように、 本発明では、 板取りすべき矩形製品ガラ スを矩形素板ガラスに割り当て配置するときに、 その配置方向と力 ッタ一線の方向、 さらに割り当て配置する製品ガラ スの種類を変え た板取り侯捕を作成し、 最適な板取りを行うこ とによ って板取りの 歩留りを大き く向上させることができる。
    [0013] 図 面 の 簡 単 な 説 明
    [0014] 第 1図は、 従来の板取り処理のフ ローチャー トである。
    [0015] 第 2 A図および第 2 B図は、 従来の板取り方式の問題点を示す板 取り結果の説明図である。
    [0016] 第 3図は、 本発明による板取り候捕の作成方法を示す図である。 第 4図は、 本発明の板取り方式に用いる板取り装置を示すブ口 ツ ク図である。
    [0017] 第 5図は、 本発明の板取り方式のメイ ン処理を示すフ ローチ ヤ一 トである。
    [0018] 第 6図は、 板取り再帰関数処理のフ ローチャー トである。
    [0019] 第 7図は、 扳取り候補のリ ス トを作成する処理のフ ロ ーチ ヤ一 ト でめる。
    [0020] 第 8図は、 扳取り処理における指図リ ス ト と候捕リ ス ト のデータ 構造およびそれらの関数を示す図である。
    [0021] 第 9図は、 同一製品群をクラ スタ化して 1枚の製品とみなす場合 の概念図である。
    [0022] 第 10図は、 クラスタ化を行う侯捕リス ト作成処理のフ ローチャー トである。
    [0023] 第 11図は、 指図種類を変えた扳取り候捕を作成する侯捕リ ス ト作 成処理のフ ローチャー トである。
    [0024] 第 12A図および第 I 2 B図は、 処理時間制限を持たせた場合の板取 り メイ ン処理と板取り再帰関数処理のフ ローチヤ一トである。
    [0025] 第 13A図および第 13 B図は、 従来方式の板取り結果と本発明の実 施例による板取り結果の比較図である。
    [0026] 第 UA図および第 U B図は、 従来方式の板取り結果と本発明の実 施例による扳取り結果の比較図である。
    [0027] 発明を実施するための最良の形態
    [0028] 本発明では、 第 3図に示すように一つの矩形製品ガラス 12をある 矩形素板ガラス 10の余白に割り当て配置する際、 複数の板取り侯捕 14, 16 , 18， 20を作成する。 板取り候捕 Uは製品ガラ ス 12を縦長方 向に配置し、 カッター線 22を縦方向に延ばした例である。 板取り候 捕 1 Bは製品ガラ ス 12を縦長方向に配置し、 力ッター線 24を横方向に 延ばした例である。 扳取り候捕 18は製品ガラス 12を横長方向に配置 し、 カッター線 26を縦方向に延ばした例である。 板取り侯捕 20は製 品ガラス 12を横長方向に配置し、 力ッ ター線 28を横方向に延ばした 例である。
    [0029] 本発明では、 それぞれの侯捕の残り余白に対して同じ処理を再帰 的に繰り返すことが特徴である。 そして、 それ以上製品ガラスを割 り当て配置できなくなつたときの最終歩留りを比較し、 歩留りの高 い候捕を選択する。 この結果、 従来方式で生じる歩留りの低下を防 ぐことが可能になる。
    [0030] 以下に、 実際の実施例を示しながら本発明の板取り方式を説明す る。 まず板取り方式を実施する板取り装置を第 4図に示す。 この板 取り装置は、 板ガラ ス切断機 1 と、 この扳ガラ ス切断機を制御する 数値制御装置 2と、 この数値制御装置に数値制御データを与える板 ガラ ス切断機制御装置 3と、 この板ガラス切断機制御装置に板取り する製品ガラスのデータ （大きさ， 種類， 枚数） を入力する上位計 算機 4と、 キーボード， C R Tによる入力装置 5と、 製品データ等 を格納しておく外部記憶装置 6とから構成されている。
    [0031] ガラス切断機制御装置 3は上位計算機 4より、 板取りする製品ガ ラ スのデータ （大きさ， 種類， 枚数） を入力し、 歩留りの高い最適 な板取り計画を行う。 そして、 そのデータを数値制御データに変換 した後、 数値制御装置 2へ出力して板ガラ ス切断機 1 によ り ガラ ス の切断を行う。
    [0032] 板ガラス切断機制御装置 3での板取り計画は、 次のようにして行 われる。
    [0033] 第 5図の メイ ン処理フ ローチヤ一ト に示すように、 外部記憶装置 6に格納されている指図を面積順にソー トし （ステ ッ プ S 1 ) 、 素 板ガラ スを余白とする初期侯捕を作成した後 （ステ ッ プ S 2 ) 、 候 捕余白に再帰的に板取りを行って最高歩留りの候捕を返す関数、 す なわち板取り再帰関数を外部記憶装置 6から呼び出す。
    [0034] 板取り再帰関数には、 引数としてそれまでに板取り された製品リ ス トとカッター線によって分断された余白リ ス トを保持した板取り 侯捕が渡される。 そして、 それぞれの余白に最も歩留りが高くなる よう板取りを行い、 製品リ ス ト と余白リ ス トが更新された板取り候 捕を返す。 この板取り再帰関数による処理のフ ローチ ャー トを第 6 図に、 板取り候捕リ ス ト作成処理のフ ローチ ャー トを第 7図にそれ ぞれ示す。 また、 そのときの板取り侯捕と指図のデータ構造および それらの関数を第 8図に示す。
    [0035] 板取り侯捕は、 第 8図に示すように、 それまでに割り当て配置し た製品ガラ スの座標とその結果分断された余白の座標、 および製品 の残り枚数を保持するデータ構造である。 素板ガラスに割り当て配 置すべき指図は、 第 8図に示すようにその面積順にリ ス ト構造で並 ぺられており、 その侯捕残数ィ ンデックスが侯捕の残枚数配列での 対応するィンデヅ タ スを指している。
    [0036] 第 6図において、 板取り再帰関数による処理は、 与えられた侯捕 の余白を面積が小さい順にソートし （ステ ッ プ S l ) 、 その順に余 白への扳取りを行う。 まず、 一つの余白に対して （ステ ッ プ S 2 ) 、 第 8図に示す指図リス トの順番にその製品 1枚を割り当て配置でき るか否かを調べる。 もし割り当て配置可能ならば、 その製品の配置 方向と力ッタ一線方向に関して第 7図のフ ローチャー ト に示してい る処理に基づいて扳取り候捕のリス トを作成する （ステップ S 3 ) 。
    [0037] 候補リ ス トの作成を第 7図のフ ローチャートに従って、 詳し く説 明する。 まず指図を抽出し （ステッ プ S 1 ) 、 残枚数をチ ッ クす る （ステップ S 2 ) 。 残枚数があれば、 余白 30に対し製品 32を縦長 および横長方向に割り当て配置し （ステ ップ S 3 ) 、 配置可能であ るか否かを調べる （ステ ッ プ S 4 ) 。 もし割り当て配置可能ならば、 その製品の配置方向と力ッタ一線方向に関して、 4つの板取り侯捕 34 , 36 , 38 , 40よりなる リ ス トを作成する （ステ ッ プ S 5 ) 。
    [0038] 第 6図に戻り、 侯捕リ ス トが作成されると、 候捕を抽出して （ス テツプ S 4 ) 、 全侯捕に対して板取り関数自身を再帰呼び出しし、 それぞれの候捕の持つ余白に可能な限り製品を板取りする （ステツ プ S 5 ) 。 そして、 各々の候捕の歩留りを比較し （ステ ッ プ S 6 ) 、 最大歩留りの侯捕を選択する （ステ ップ S 7， S 8 ) 。 得られた最 良侯捕の製品， 余白リ ス トを現在の候捕に追加し、 次の余白に対し I
    [0039] て同じ処理を繰り返す （ステップ S 9) 。 全ての余白に板取りすれ ば、 与えられた候捕に対して最大歩留りで製品を板取りした候補が でき上がる。 最後にこの候捕を戻り値として返す。
    [0040] 上記の板取り方式では、 小さな製品を多数板取りする場合、 候捕 が大量に作成されて処理時間が急激に増大するという欠点がある。 この問題は複数の同一製品が板取り可能であれば、 それらをク ラ ス タ化し、 一つの別な製品とみなすこ とによって解決できる。 この例 を第 9図に示す。 このように、 小さな製品 50の群を等価的に大きな 1枚の製品 52とみなすと、 作成される候捕の数が大幅に減少し処理 速度が向上する。 製品群をクラ スタ化して板取り候捕を作成する例 として、 第 10図にそのフローチャー トを示す。 ステップ S 1〜S 5 は、 図 4の板取り候補リ ス ト作成フ ローチャー ト のステ ッ プ S l〜 S 5と同じである。 第 10図のステ ッ プ S 5において配置可能ならば、 クラ スタ化が可能か否かを判断する （ステ ッ プ S 6) 。 ク ラ ス タ化 が可能であれば、 小さな製品 50の群によりク ラ スタ 52を作成する （ ステ ッ プ S 7) 。 このク ラ スタ 52を 1製品とみなして、 カ ッ ター線 を入れた板取り候捕 54， 56, 58， 60を作成する （ステ ッ プ S 8) 。
    [0041] 以上に示した扳取り方式では、 侯補を作成する際に一つの指図に 限っていたが、 他の指図を選択した方が良い場合も多い。 たとえば、 製品 Aが 1枚しか板取りできないとき、 製品 Aを取らずにより小さ な製品 Bを複数枚板取りする方が歩留りが向上する場合がある。 こ の方式は、 第 7図に示した候補リ ス ト の作成処理部分において、 ス テツプ S 1の指図抽出を指定された最大指図処理数だけ行うように すれば容易に実現できる。
    [0042] この例を第 11図のフ ローチ ャー トに示す。 nを指図処理数、 Nを 最大指図処理数とした場合、 ステ ッ プ S 1において n = 0とする。 続く ステ ップ S 2~S 6は、 第 7図のフ ローチャー ト のステ ッ プ S 1〜S 5と同じである。 第 11図のステ ッ プ S 7で n= l とし、 同様 の処理でこの場合の板取り候捕を作成する。 ステ ッ プ S 8において nが Nに等し くなつたときに処理を終了する。
    [0043] しかし、 この処理の欠点として、 板取り侯捕として考慮する指図 数を多くすると処理時間が増大し、 与えられた時間内に板取りを終 了することができなくなることがある。 そこで、 まず、 考慮する最 大指図数を 1 として板取り計画を作成し、 処理時間が余っていれば その最大指図処理数を一つずつ増加させて板取り計画を作成する。 最後に、 最も歩留りの高い板取り計画を選択する。 この方式によつ て与えられた処理時間内に最良の板取り計画を行うことが可能にな る。 この時間制限処理は、 第 12 A図のフ ローチャー ト に示す板取り - メイ ン処理と、 第 12 B図のフ ローチヤ一トに示す扳取り再帰関数処 理とによって実現できる。 なお、 第 12A図のフ ローチャー トにおい て、 Nは最大指図処理数である。
    [0044] 本発明による扳取り方式を従来方式と比較した例を以下に説明す る。 まず、 1 820BB X 2300BBの素扳ガラスに対して扳取りをした場合 - について、 第 13A図は従来方式、 第 13 B図は本発明方式によった場 合の扳取り結果を示す。 図中、 内部の数字は製品番号を示しており、 製品番号のない部分はそれ以上扳取りできない余白である。 従来方 式では歩留りが 63， 7 %であったのに対し、 本発明方式では 33 .2 %で あり、 およそ 23 %の歩留り向上が得られた。 1 829ιηιπ Χ 2515ηιιπの素扳 に対して板取りをした場合について、 第 14 A図は従来方式、 第 U B 図は本発明方式によつた場合の板取り結果を示す。 従来方式では 82 . Β %の歩留りであったのが、 本発明方式では 83 .4 %となり、 およそ 6 %の歩留り向上が得られた。
    [0045] これらの結果は 1枚の素板ガラスに対してであるが、 実際の切断 要求データを使って多数の素板に連続的に板取りした ト一タル歩留 りも、 従来方式より平均 5 %以上向上する結果が得られた。
    权利要求:
    Claims 請 求 の 範 囲
    1 . 矩形素扳ガラ スから複数種類， 複数枚数の矩形製品ガラ スの板 取り計画を自動的に行う板ガラス切断機の板取り方式において、
    まず、 一枚の製品ガラ スを素扳ガラ スに割り当て配置し、 縦長か 横長の製品ガラスの配置方向と、 その製品ガラ スを切り出すための、 縦か横のカツター線方向との可能な組合せに対して、 その製品ガラ スとその製品ガラスを切り出すために素板ガラスから分割された複 数の余白との位置情報を持つ板取り候捕を前記組合せの数だけ作成 し、
    次に、 それぞれの侯捕の余白に対して、 素板ガラ スに対する最初 の製品ガラ スの板取り侯補作成と同様の方法にて次の製品ガラ スの 板取り侯捕を作成し、 これをそれ以上板取りすることができなく な るまで再帰的に繰り返し、 それぞれの余白に対する侯補の最終的な 歩留りを決定し、 その中の最も歩留りの高いものを選択して、 最終 的に素板ガラ スに対する最も歩留りの高い扳取り候補を作成するこ とを特徴とする板ガラ ス切断機の板取り方式。
    2 . 同一種類の製品ガラ スが 1枚の素扳ガラ スに複数個扳取りでき るとき、 この製品群を一枚の製品ガラスとみなして板取りする請求 項 1記載の扳ガラ ス切断機の板取り方式。
    3 . 板取り候補を作成する際に、 製品ガラ スの種類を変えた候補も 同時に作成して扳取りをする請求項 1記載の板ガラ ス切断機の板取 り方式。
    4 . 製品ガラ スの種類を変えて板取り候捕を作成する際に、 処理時 間が余っていれば候補とする製品ガラスの種類の数を 1つから順番 に増大させて板取り計画を作成し、 それぞれの板取り計画を比較し て最も良いものを選択する請求項 3記載の板ガラス切断機の板取り 方式。
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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