JP2005215720A - パンチプレス用スケジューリング装置および自動プログラミング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の生産ロットの加工を行うについて、段取り所要時間の総和が最短となる生産ロットの加工実施順序が得られ、かつ実用化が容易なパンチプレス用スケジューリング装置を提供する。
【解決手段】パンチプレス２に加工を行わせる複数の生産ロットＬ１，Ｌ２，…の加工実施順序を生成するスケジューリング装置であり、段取り時間総和演算手段４およびスケジューリング手段５を設ける。手段４は、複数の生産ロットＬ１，Ｌ２，…を任意の順序で加工する場合のパンチプレス２について必要となる段取り所要時間の総和を演算する。手段５は、各生産ロットＬ１，Ｌ２，…の加工順序を遺伝的アルゴリズムにより組み換えて、段取り所要時間の総和が近似的に最短となる加工順序のデータＤ４を生成する。手段５は、加工順序の組み換えの都度、手段４に段取り所要時間の総和を演算させ、その総和から評価値を求めて上記最短となる加工順序データＤ４を生成する。
【選択図】図１

Description

この発明は、複数の生産ロットについて、段取り時間の短縮のための加工実施順序を生成するパンチプレス用スケジューリング装置、およびこれを用いた自動プログラミング装置に関する。

パンチプレスにおいて、タレット式やカートリッジ式のものにおいては、多数の工具が機内に備えられ、孔径や孔形状等の種々異なる多彩な加工が可能とされている。しかし、機内に装備可能な工具の本数は機種により限られており、より多彩な加工を可能とするために、機内に備える工具を生産ロットに応じて交換することが行われている。すなわち、ある生産ロットでは使用されない工具が、別の生産ロットでは必要な場合があり、このような生産ロットに応じた工具が機内に備えられるように、一部の工具を段取替えによって交換しておく。

生産ロットを変更した場合の段取りとしては、工具交換の他に、材料交換や、ワークホルダ位置の変更等が必要なことがあり、また多数のパンチプレスを担当する作業者がパンチプレスに近づくまでの時間となる準備時間も必要となる。
従来のタレットパンチプレスでは、スケジューリングを行う専門の人が各ライン毎に配属され、生産計画からの指示書を基に、工具交換がどの程度発生するか、材料の入れ替えや流れ具合等を考慮してスケジューリングを常に策定している。
なお、パンチプレスにおける板取り方法としては、遺伝的アルゴリズムを用いることが提案されている（例えば、特許文献１）。
特許第３０７３６１３号公報

工具交換を伴う生産ロットの順を変えると、そのロット順変更後に機内に備えられた工具がどの工具であるかが、後の生産ロットの段取りにおける工具交換に影響する。そのため、人が適切なスケジューリングを行うことは難しい。
カートリッジ式のパンチプレスでは、複数の工具を保持するカートリッジがパンチプレスに対して着脱可能であるため、機外でカートリッジに対して工具交換を行っておくことも可能であり、段取りの利便性に優れている。しかし、段取りを人が行うのでは、複雑なために上記のカートリッジ式パンチプレスにおける外段取り利便性を有効に発揮させることが難しい。また、カートリッジ式のパンチプレスにおいて、機内の工具割出が高速に行えるようにしたものも提案されており、このような高速加工が行えるパンチプレスでは、生産時間のうちに段取り時間が占める割合が多くなり、機械の機能を生かした生産性向上のためには、段取り時間の短縮が重要な課題となる。

このため、生産ロットの加工実施順序の生成を、コンピュータに行わせることを考えたが、コンピュータに演算させるとしても、全ての生産ロットの順を演算して比較するには演算量が膨大なものとなり、演算時間が長くなり過ぎて実用化が図れない。

また、従来の生産ロットの加工実施順序の生成は、パンチプレス自体の段取りのみを考慮して専門の人が行っていたが、生産ロットの順を変更すると、後工程に影響することがある。例えば、パンチプレスの後工程として、曲げ加工機による曲げ工程が実施されることが多いが、パンチプレスで加工された製品の材料や形状が大きく異なっていると、曲げ加工機における曲げ金型の交換や、前記パンチ加工済み製品であるワークの搬送，搬入のための治具類の段取り変更等を要することがある。このため、パンチプレスにおいて適切な加工実施順であっても、加工ライン全体としては却って段取り時間が長くなることがあった。

この発明の目的は、複数の生産ロットの加工を行うについて、段取り所要時間の総和が最短となる生産ロットの加工実施順序が得られ、かつ実用化が容易なパンチプレス用スケジューリング装置を提供することである。
この発明の他の目的は、各種の段取り要因を考慮した適切な生産ロットの加工実施順序が得られるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、複数の生産ロットの加工を行うについて、後工程の段取り時間を含めて、段取り所要時間の総和が最短となる生産ロットの加工実施順序が得られ、かつ実用化が容易なパンチプレス用スケジューリング装置を提供することである。
この発明のさらに他の目的は、板取りを見直してより一層の段取り時間の短縮が簡単に図れるようにしたパンチプレス用自動プログラミング装置を提供することである。

この発明における第１の発明のパンチプレス用スケジューリング装置（３）は、パンチプレス（２）にそれぞれ所定の加工を行わせる複数の生産ロット（Ｌ１，Ｌ２，…）の加工実施順序を生成するパンチプレス用スケジューリング装置であって、次の構成の実施順別段取り時間総和演算手段（４）およびスケジューリング手段（５）を備えることを特徴とする。
前記実施順別段取り時間総和演算手段（４）は、前記複数の生産ロット（Ｌ１，Ｌ２，…）を任意の加工実施順序で実施する場合に、その加工実施順序で上記パンチプレス（２）について必要となる段取り所要時間の総和を、各生産ロット（Ｌ１，Ｌ２，…）の段取り時間要因のデータと、所定の記憶手段（１９）に設定された前記段取り時間要因に対応する段取り所要時間とから演算する手段である。
スケジューリング手段（５）は、生成対象となる各生産ロット（Ｌ１，Ｌ２，…）の加工実施順序を遺伝的アルゴリズムにより組み換えて、前記実施順別段取り時間総和演算手段（４）で演算される段取り所要時間の総和が近似的に最短となる生産ロットの加工実施順序（Ｄ４）を生成する手段である。

この構成のスケジューリング装置（３）によると、スケジューリング手段（５）により生成対象となる複数の生産ロット（Ｌ１，Ｌ２，…）の加工実施順序を遺伝的アルゴリズムにより組み換えて、段取り所要時間の総和が近似的に最短となる生産ロット（Ｌ１，Ｌ２，…）の加工実施順序（Ｄ４）を生成する。この場合に、組み換え毎に、評価対象とする段取り所要時間の総和を、前記実施順別段取り時間総和演算手段（４）で演算し、その演算結果である段取り所要時間の総和を評価し、次の組み換えに用いる。
個々の生産ロット（Ｌ１，Ｌ２，…）の相互間の段取り所要時間は、加工実施順序の組み換えによって相互に影響するため、段取り時間の総和は加工実施順序を仮に定めなくては演算できず、組み換え毎に演算する必要がある。また、生産ロット（Ｌ１，Ｌ２，…）の任意の組み合わせ数は、膨大な数となる。しかし、遺伝的アルゴリズムを用いるため、段取り所要時間の総和が最短となる生産ロット（Ｌ１，Ｌ２，…）の加工実施順序の適切な近似解が、少ない演算回数で得られ、実用に耐え得る短い演算時間で段取り所要時間最短の加工実施順序（Ｄ４）が生成できる。
また、実施順別段取り時間総和演算手段（４）は、パンチプレス（２）について必要となる段取り所要時間の総和を、各生産ロット（Ｌ１，Ｌ２，…）の段取り時間要因のデータと、所定の記憶手段（１９）に設定された前記段取り時間要因に対応する段取り所要時間とから演算するものとしたため、簡易にかつ迅速に段取り所要時間の総和が演算でき、これによっても段取り所要時間最短の加工実施順序（Ｄ４）の生成が短時間で行える。

この発明のスケジューリング装置（３）において、前記段取り所要時間の総和が、パンチプレス（２）に備える工具（４０）の交換に必要な工具段取所要時間と、材料の交換に必要な材料段取所要時間と、工場内の作業者がパンチプレス周辺に近づくのに必要な時間として設定された段取準備時間とを含むものとしても良い。
段取り所要時間の総和は、工具（４０）の交換に必要な工具段取所要時間が多くを占めるが、材料（Ｗ）の交換に必要な材料段取所要時間も大きい。また、一般的にライン上の複数台のパンチプレス（２）を一人の作業者が担当することが多いため、工場内の作業者がパンチプレス（２）の周辺まで近づく時間も必要となる。そのため、段取り所要時間の総和として、工具段取所要時間、材料段取所要時間、および段取準備時間を含めることにより、段取り所要時間の総和がより短い生産ロットの加工実施順序を生成することができる。

なお、工具段取所要時間は、工具（４０）の交換数や交換形態等によって変わるため、その工具交換数や交換形態に応じた時間とすることが好ましい。段取り準備時間については、作業者が一旦近づくとその周辺で作業が行われることになるため、生産ロット（Ｌ１，Ｌ２，…）の間で工具交換および材料交換のいずれかが一度でも必要であると、工具交換数等にかかわらずに一定の時間とすることが、演算の簡易の面で好ましい。

この発明における第２の発明のスケジューリング装置（３）は、この発明の上記構成のパンチプレス用スケジューリング装置において、後工程への影響を考慮したものである。 この発明のパンチプレス用スケジューリング装置（３）は、パンチプレス（２）にそれぞれ所定の加工を行わせる複数の生産ロット（Ｌ１，Ｌ２，…）の加工実施順序を生成するパンチプレス用スケジューリング装置であって、次の構成の実施順別段取り時間総和演算手段（４）およびスケジューリング手段（５）を備えることを特徴とする。
実施順別段取り時間総和演算手段（４）は、上記複数の生産ロット（Ｌ１，Ｌ２，…）を任意の加工実施順序で実施する場合に、その加工実施順序で上記パンチプレス（２）について必要となる段取り所要時間、および上記パンチプレスの後工程装置（６０）について必要となる段取り所要時間の総和を、各生産ロット（Ｌ１，Ｌ２，…）の段取り時間要因のデータと、所定の記憶手段（１９）に設定された前記段取り時間要因に対応する段取り所要時間と、各生産ロット（Ｌ１，Ｌ２，…）の後工程段取り影響要因データと、他の所定の記憶手段（４２）に設定された前記後工程段取り影響要因に対応する後工程段取り所要時間とから演算するものとする。
スケジューリング手段（５）は、前記生成対象となる各生産ロット（Ｌ１，Ｌ２，…）の加工実施順序を遺伝的アルゴリズムにより組み換えて、前記実施順別段取り時間総和演算手段（４）で演算される前記パンチプレス（２）および後工程装置（６０）についての段取り所要時間の総和が近似的に最短となる生産ロットの加工実施順序を生成するものとする。

後工程装置（６０）は、例えば、パンチプレス（２）の次工程の加工を行う装置であるが、これに限らずに、同じワークに対してパンチプレス（２）よりも後に加工を施す装置であって、生産ロット（Ｌ１，Ｌ２，…）の加工実施順序によって段取りに影響を受ける装置であれば良い。後工程装置（６０）が曲げ加工機である場合、前記後工程段取り影響要因は、例えば曲げ金型の交換に影響する要因であり、その影響要因に対応する後工程段取り所要時間として、例えばパンチプレス（２）で加工された個々の生産ロット（Ｌ１，Ｌ２，…）毎の製品板材の場合に必要とされる曲げ金型の交換時間の平均時間を用いる。

この構成の場合は、第１の発明と同じく、各生産ロット（Ｌ１，Ｌ２，…）の加工実施順序を遺伝的アルゴリズムにより組み換え、段取り所要時間の総和が近似的に最短となる生産ロットの加工実施順序を生成するが、この遺伝的アルゴリズムによる評価対象とする段取り所要時間の総和に、パンチプレスの後工程装置（６０）について必要となる段取り所要時間を含める。つまり、パンチプレス（２）について必要となる段取り所要時間、およびパンチプレス（２）の後工程装置（６０）について必要となる段取り所要時間の総和を評価対象とする。そのため、複数の生産ロット（Ｌ１，Ｌ２，…）の加工を行うについて、後工程の段取り時間を含めて、段取り所要時間の総和が最短となる生産ロットの加工実施順序が得られ、かつ実用化が容易なパンチプレス用スケジューリング装置とすることができる。

この発明のパンチプレスの自動プログラミング装置（１）は、パンチプレス（２）を制御する加工プログラム（５０）を生成する自動プログラミング装置（１）であって、工具割付手段（７）、板取手段（８）、生産ロットデータ蓄積手段（９）、スケジューリング装置（３）、段取り時間評価手段（１０）、および実行ＮＣデータ化手段（１１）を備える。前記スケジューリング装置（３）としてこの発明の前記構成のスケジューリング装置（３）を用いることを特徴とする。また、前記段取り時間評価手段（１０）を設け、段取り時間が満足できない場合に、板取手段（８）による板取からやり直して段取り時間を短縮させるようにしたことに特徴を有する。

前記工具割付手段（７）は、一群の加工図形データ（Ｄ１）に対して所定規則に従って工具（４０）の割付けを行う手段である。前記板取手段（８）は、前記一群の加工図形データ（Ｄ１）の材料に対する板取りを設定規則に従って行う手段である。前記生産ロットデータ蓄積手段（９）は、前記工具割付手段（７）および板取手段（８）により、工具割付および板取りの定まった生産ロット（Ｌ１，Ｌ２，…）のデータ（Ｄ３）を複数蓄積する手段である。前記スケジューリング装置（３）は、前記生産ロットデータ蓄積手段（９）に蓄積された一群の生産ロット（Ｌ１，Ｌ２，…）の加工実施順序を生成する装置である。前記段取り時間評価手段（１０）は、スケジューリング装置（３）で生成された加工実施順序のロット間段取り所要時間の総和をオペレータに評価させ、または所定の基準で自動評価して評価結果が不良の場合に上記板取手段（８）に再度の板取りを行わせる手段である。前記実行ＮＣデータ化手段（１１）は、前記段取り時間評価手段（１０）による評価結果が良の場合に、前記スケジューリング装置（３）で加工実施順序の定まった各生産ロットデータ（Ｄ３）を実行可能な形式のＮＣデータからなる加工プログラム（５０）に変換する手段である。

この構成のパンチプレスの自動プログラミング装置（１）は、この発明のパンチプレス用スケジューリング装置（３）を用いるため、一群の生産ロット（Ｌ１，Ｌ２，…）の加工を行うについて、段取り所要時間の総和が最短となる生産ロットの加工実施順序が得られ、かつ実用化が容易な自動プログラミング装置（１）とできる。
この場合に、前記段取り時間評価手段（１０）を設け、段取り時間が満足できない場合に、板取手段（８）による板取からやり直すようにしたため、より一層の段取り時間の短縮が図れる。板取状態が変わると、これに伴って機内に備える工具（４０）の種類が異なるようになるため、段取り内容も変わる。そのため、板取りを見直して段取り時間を比較することにより、より一層の段取り時間の短縮が図れる。このように、段取り時間評価手段（１０）を設け、板取手段（８）の拡張機能としてスケジューリング装置（３）を設けたため、板取と連動したスケジューリングが可能になり、例えば工具支持体（２７）の組み合わせで効率的な段取りができないことが発生した場合に、板取りする板材片の配置を変更することで対応が可能になる。

この発明における第１の発明のパンチプレス用スケジューリング装置は、複数の生産ロットを任意の加工実施順序で実施する場合に、その加工実施順序で上記パンチプレスについて必要となる段取り所要時間の総和を、各生産ロットの段取り時間要因のデータと、所定の記憶手段に設定された前記段取り時間要因に対応する段取り所要時間とから演算する実施順別段取り時間総和演算手段を設け、かつ段取り所要時間の総和が最短となる生産ロットの加工実施順序を遺伝的アルゴリズムで演算するスケジューリング手段を設けたため、複数の生産ロットの加工を行うについて、段取り所要時間の総和が最短となる生産ロットの加工実施順序が得られ、かつ実用化が容易なスケジューリング装置とできる。
前記段取り所要時間の総和として、パンチプレスに備える工具の交換に必要な工具段取所要時間と、材料の交換に必要な材料段取所要時間と、工場内の作業者がパンチプレス周辺に近づくのに必要な時間として設定された段取準備時間とを含むものとした場合は、各種の段取り要因を考慮した適切な生産ロットの加工実施順序が得られる。

この発明における第２の発明のパンチプレス用スケジューリング装置は、第１の発明のスケジューリング装置において、パンチプレスについて必要となる段取り所要時間、およびパンチプレスの後工程装置について必要となる段取り所要時間の総和を評価対象とするものとしたため、複数の生産ロットの加工を行うについて、後工程の段取り時間を含めて、段取り所要時間の総和が最短となる生産ロットの加工実施順序が得られ、かつ実用化が容易なものとできる。

この発明のパンチプレスの自動プログラミング装置は、この発明のパンチプレス用スケジューリング装置を用ると共に、段取り時間評価手段を設け、段取り時間が満足できない場合に、板取手段による板取からやり直すようにしたため、板取りを見直してより一層の段取り時間の短縮を図ることが簡単に行える。

この発明の一実施形態を図面と共に説明する。図１は、このパンチプレス用スケジューリング装置３を備えた自動プログラミング装置１の概念構成を示すブロック図である。パンチプレス２は、自動プログラミング装置１で生成された加工プログラム５０を機械制御装置２０で実行することにより制御される。機械制御装置２０は、プログラマブルコントローラの機能を備えた数値制御装置である。パンチプレス２に対して、その後工程装置６０として曲げ加工機等が設けられる。

図２は制御対象となるパンチプレス２の平面図である。パンチプレス２は、パンチ加工を行うパンチプレス本体２１と、このパンチプレス本体２１に材料となる板材Ｗを搬入するローダ２２とを備える。ローダ２２は、所定の板材載置部３４に積載された板材Ｗを１枚ずつ吸着等により把持してパンチプレス本体２１のテーブル３１上に供給する装置である。

パンチプレス本体２１は、所定のパンチ位置Ｏに対して、テーブル３１上で板材Ｗを直交２軸（Ｘ軸，Ｙ軸）方向に送る板材送り機構２３と、複数の工具４０を保持して任意の工具４０をパンチ位置Ｏに割り出す工具割出機構２４と、パンチ位置Ｏに割り出された工具４０を昇降駆動してパンチ加工を行うパンチ駆動機構２５とを備える。工具４０にはパンチ工具とダイ工具とがあり、これらパンチ工具とダイ工具とは上下に対として用いられる。板材送り機構２３は、Ｙ軸方向に進退するキャリッジ２８にＸ軸方向に進退可能にクロススライド２９を設置し、板材Ｗの端部を把持する複数のワークホルダ３０を、クロススライド２９のＸ軸方向の複数箇所に取付けたものである。ワークホルダ３０は、クロススライド２９に対してＸ軸方向の取付位置を変更可能とされている。

工具割出機構２４は、工具４０を支持する工具支持手段２４ａとして、カートリッジを用いるものやタレットを用いるものなど、各種の形式のものが採用されるが、この実施形態では、複数の工具４０を搭載した工具支持体２７を、工具支持体マガジン２６に設けられた工具支持体保持部２６ａに保持する形式のものとされている。工具支持体２７は上記カートリッジに該当する。工具支持体マガジン２６とこれに保持された各工具支持体２７とで、上記工具支持手段２４ａが構成される。

工具支持体２７は、外周形状が円形に形成され、内部にそれぞれ工具４０を設置する複数の工具支持部２７ａを有している。工具支持体２７は、工具支持体マガジン２６の任意の工具支持体保持部２６ａに保持可能なように、外周形状が統一されているが、工具支持部２７ａの位置，個数，寸法等の異なる複数種類のものがある。工具支持体２７は上下一対のものが設けられて、それぞれパンチおよびダイとなる工具４０が設置される。

工具支持体マガジン２６は、水平旋回自在に設けられ、外周部の円周方向複数箇所に工具支持体保持部２６ａが設けられている。各工具支持体保持部２６ａは、制御上、アドレスＭ１〜Ｍ８が付される。工具支持体マガジン２６は、上下に一対設けられ、それぞれパンチ側およびダイ側の工具支持体２７を着脱可能に保持する。
なお、工具支持体マガジン２６、工具支持体２７、および工具４０は、それぞれ上記のようにパンチ側のものとダイ側のものとが上下に対として設けられるが、図では上下のものを一つとして示している。

工具割出機構２４は、工具支持体マガジン２６の任意の工具支持体保持部２６ａを、パンチ位置Ｏに対応する旋回角度位置となる割出位置Ｑに旋回割出するマガジン割出機構部（図示せず）と、割出位置Ｑに割り出された工具支持体保持部２６ａの工具支持体２７を保持してその工具支持体中心回りに回転させる工具支持体割出機構部（図示せず）とを有している。この工具支持体割出機構部で工具支持体２７を回転させることで、工具支持体２７に支持された任意の工具４０をパンチ位置Ｏに位置させることが可能である。

パンチプレス本体２１に対して、その近傍に工具支持体出し入れ装置３６と、入替え用作業台３７と、工具支持体保管部３８と、工具保管部（図示せず）とが設けられている。工具支持体出し入れ装置３６は、工具支持体マガジン２６の所定の出し入れ位置に割りだされた工具支持体保持部２６ａに対して、工具支持体２７の出し入れを行う装置である。その出し入れの操作は、スイッチ類等の操作部を作業者が操作することで行われる。入替え用作業台３７は、その上に工具支持体２７を置き、工具支持体２７の工具保持部２７ａに対して差業者４１が工具４０の交換作業を行うための台である。工具支持体保管部３８は、パンチプレス本体２２に装備するための工具支持体２７を保管しておく場所であり、棚などからなる。

このようなパンチプレス２において、パンチプレス本体２２に装備しておく工具４０を交換する場合、工具支持体マガジン２６に対する工具支持体２７の出し入れによって行われる。この場合に、予め使用予定の工具４０を支持させた工具支持体２７を工具支持体出し入れ装置３６に準備しておき、工具交換が必要となったときに、工具支持体マガジン２６の旋回により、不要な工具支持体２７を支持した工具支持体保持部２６ａを割り出す。この状態で、工具支持体出し入れ装置３６により工具支持体２７を機外に出し、その空になった工具支持体保持部２６ａに、準備しておいた工具支持体２７を工具支持体出し入れ装置３６で入れるようにしても良い。同じ工具支持体２７を用いて工具４０だけを交換する場合は、工具支持体マガジン２６の工具支持体保持部２６ａから工具支持体出し入れ装置３６で工具支持体２７を出し、これを入替え用作業台３７に運んで、その上で作業者４１により工具支持部２７ａに対する工具４０の交換を行う。工具交換の終了した工具支持体２７を、再度、工具支持体出し入れ装置３６へ運び、工具支持体出し入れ装置３６により工具支持体マガジン２６の元の工具支持体保持部２６ａに入れる。

生産ロットを変える場合の段取り作業としては、このような工具支持体２７の交換等による工具４０の交換作業と、材料となる板材Ｗを変える場合の板材載置部３４に対する板材Ｗの入れ替え作業とがある。この他に、板材Ｗの寸法や加工位置によって、ワークホルダ３０の取付位置を変更することが必要な場合があり、この取付位置変更の作業も段取り作業となる。また、段取り準備には、複数台のパンチプレス２やその他の機械を同じ作業者４１が担当している場合、作業者がこのパンチプレス２の近くまで歩いて来る時間となる時間が必要となる。

図１の後工程装置６０において、パンチプレス２で生産ロットが変わった場合の段取り作業としては、パンチプレス２で加工された製品板材の形状や寸法の違い、またはパンチプレス２で加工された製品板材をどのように曲げ加工するかの違いによって生じる曲げ金型（図示せず）の交換作業がある。

図１の自動プログラミング装置１におけるスケジューリング装置３は、このような生産ロット切り替え時に必要となる段取りの時間を短縮するための生産ロットの加工実施順序を生成する装置である。

図１において、自動プログラミング装置１の全体の構成を説明する。自動プログラミング装置１は、上記加工プログラム５０を自動生成する装置であり、コンピュータにより構成される。自動プログラミング装置１は、所定の処理を行う各手段として、次の工具編制手段６、工具割付手段７、板取手段８、スケジューリング装置３、段取り時間評価手段１０、および実行ＮＣデータ化手段１１を有し、記憶手段として、生産ロットデータ蓄積手段９、工具登録情報記憶手段１２、機械条件情報記憶手段１３、および要因別段取り所要時間記憶手段１９を有している。また、上記各処理手段で生成したデータを記憶する各記憶手段（図示せず）を有している。
スケジューリング装置３において、後工程の段取りを考慮するものとする場合は、記憶手段として、要因別段取り所要時間記憶手段１９の他に、後工程段取り所要時間記憶手段４２を設ける。

登録工具情報記憶手段１２および機械条件情報記憶手段１３は、工具割付や板取り、その他の処理を行うに際して必要なパンチプレス２に関するデータを記憶した手段であり、まずこれらの記憶手段１２，１３につき説明する。

登録工具情報記憶手段１２は、各工具４０について、図４に示すように工具番号（ｔ００１，ｔ００２，…）と、その工具番号で識別される工具の形状，サイズ，種類等を登録した手段である。工具の形状は、加工するパンチ孔の形状が丸形である角形であるか等のの形状の区別の情報である。サイズは、角形工具であれば、パンチ孔の横，縦方向の各寸法、丸形工具であれば直径寸法である。種類は、孔明け用の工具であるか、成形用の工具であるかの区別の情報である。

図１において、機械条件情報記憶手段１３は、工具割出機構２４における工具支持手段２４ａに関する情報を記憶した工具支持体情報記憶手段１４と、他条件情報記憶手段１８とを有する。他条件情報記憶手段１８は、工具支持手段２４ａに関する情報の他に、パンチプレス１について必要な情報を記憶する手段を総称したものであり、例えばパンチ駆動機構２５の能力やワークホルダに関する情報などが記憶される。

工具支持体情報記憶手段１４は、上記カートリッジ式のパンチプレス２の場合、次の工具支持体形式情報記憶手段１５と、工具支持体保有情報記憶手段１６と、マガジン情報記憶手段１７とが設けられる。

工具支持体形式情報記憶手段１５は、図５（Ａ）に示すように、工具支持体２７の形式に関する情報を形式毎に記憶した手段である。同図（Ｂ）のように、各工具支持体２７には、工具支持部２７ａの位置，個数，サイズ等の異なる複数種類のものがある。工具支持体形式情報記憶手段１５は、上記の工具支持体２７の種類を区別する番号（Ｔ０１，Ｔ０２…）毎に、工具支持体２７上における各工具支持部２７ａの位置，その工具支持部２７ａのサイズを登録した手段である。

図１の工具支持体保有情報記憶手段１６は、図６に示すように、工具支持体２７の種類番号別に、パンチプレス２に対して準備されている全ての工具支持体２７の個別番号を記憶した手段である。工具支持体２７の個別番号は、例えば個別番号であることを示す符号「ＴＭ」の後に、所定桁の番号を付したものとされる。この場合に、工具支持体２７の個別番号は、工具支持体２７の種類で整理して、例えば工具支持体２７の種類番号が「Ｔ０１」のものについては、「ＴＭ１１」，「ＴＭ１２」，「ＴＭ１３」のように、上位桁を工具支持体２７の種類番号とし、下位桁に個別の番号を付したものとする。その場合、工具支持体２７の種類番号が「Ｔ０２」のものについては、「ＴＭ２１」，「ＴＭ２２」，「ＴＭ２３」のように付される。
各工具支持体２７は、各工具支持部２７ａに、サイズの合う工具４０であれば任意のものが装着できる。このような同じ種類の工具支持体２７であっても支持する工具４０の異なった工具支持体２７が、工具支持体個別番号「ＴＭ１１」，「ＴＭ１２」，…によって識別可能となる。

図１のマガジン情報記憶手段１７は、図７に示すように、工具支持体マガジン２６における各工具支持体保持部２６ａの角度位置を、その工具支持体保持部２６ａのアドレス（Ｍ１，Ｍ２…）毎に記憶した手段である。上記角度位置は、工具支持体マガジン２６の旋回中心回りの原点位置、例えばアドレスＭ１の位置の工具支持体保持部２６ａの中心を原点位置とした場合の角度位置である。

図１の各処理手段の構成，機能を説明する。図３は、自動プログラミング装置１のプログラム作成過程の流れ図であり、同図を参照して、図１の各手段における以下の説明を行う。
工具編制手段６は、工具支持手段２４ａ（図５（Ｂ），図７（Ｂ））のどの工具支持部２７ａにどの工具４０を備えておくかを定める手段であり、図８のような工具編制データＤ６を生成し、記憶する。工具編制手段６は、このカートリッジ式のパンチプレス２の場合、工具支持体編制データＤ６ａとマガジン編制データＤ６ｂとを含む。

工具支持体編制データＤ６ａは、どの工具支持体２７（図５（Ｂ））のどの工具支持部２７ａに、どの工具番号の工具４０を支持させたかを定めたかを示すデータであり、工具支持体２７の個別番号別に、工具支持部２７ａのアドレスＳ１，Ｓ２，…毎に工具番号を設定したデータとされる。
マガジン編制データＤ６ｂは、上記のように工具４０の支持が定まった工具支持体２７を、工具支持体マガジン２６のどのアドレスＭ１〜Ｍ８に支持させるかを定めたデータであり、工具支持体マガジン２６の各工具支持体保持部２６ａのアドレスＭ１〜Ｍ８に対応して工具支持体２７の個別番号「ＴＭ１１，…」を定めたデータとされる。
図８（Ｂ）は、工具支持体マガジン２６への工具支持体２７の組み合わせ例を模式的に示した図である。

工具編制手段６は、オペレータの入力操作によって上記工具編制データＤ６を生成するものであっても、また設定規則に従って、加工図形データＤ１および素材データＤ２から工具編制データＤ６を自動生成するものであっても良い。例えば、工具編制データＤ６のうち、工具支持体編制データＤ６ａについてはオペレータの入力操作によって定めて準備しておき、マガジン編制データＤ６ｂについては、設定規則に従って加工図形データＤ１および素材データＤ２から自動生成するものとしても良い。
工具編制手段６の行う処理は、図３の流れ図ではステップＲ３の処理に該当する。

図１の工具割付手段７は、図３のステップＲ１，Ｒ２に示すように、入力される加工図形データＤ１に対して、図９（Ｂ）のように工具４０の割付を行う手段である。加工図形データＤ１は、ＣＡＤ等により作成された図形データであり、パンチ加工しようとする図形Ｇを、線データで示したものである。図形Ｇは、例えば、材料板材Ｗから切り取る板材片の外形やその内部に加工するパンチ孔等を示した図形である。工具割付は、図形Ｇに沿って、各回のパンチを行う工具４０の位置および使用工具の種類を定める処理であり、工具割付の行った工具割付済みデータ（図示せず）は、所定の記憶領域に記憶される。

工具割付による使用工具の特定は、工具指定番号により行う。この工具指定番号は、登録工具情報記憶手段１２に登録した工具番号（「ｔ０００１，…」等）であっても、また使用する工具支持体２７の個別番号（例えば「ＴＭ１１」）と、この個別番号で特定される工具支持体２７の工具支持部２７ａのアドレス（Ｓ１，Ｓ２，…）等を併記したのであってもよい。

図１の板取手段８は、素材データＤ２で示される材料板材Ｗの形状に対して、加工図形データＤ１の各図形Ｇを所定の規則に従って配置する手段である。板取りと工具割付とはいずれを先に行っても良いが、この実施形態では工具割付を先に行っているため、図形Ｇの配置は、図９（Ｃ）のように工具割付を行った図形Ｇ′の状態で行うようにしている（図３のステップＲ４）。
板取手段８による板取りは、入力等により指定された範囲の図形データＤ１について行う。この範囲は、例えば１注文単位としても、また複数の注文を適宜まとめた範囲としても良い。板取手段８による板取りは、材料板材Ｗの１枚に行うようにしても、複数枚に渡って行うようにしても良い。

このような板取りおよび工具割付が定まった一群のデータである生産ロットデータＤ３を、生産ロットデータ蓄積手段９に蓄積する（図３のステップＲ５）。
生産ロットデータＤ３となる個々の生産ロットＬ１，Ｌ２，…のデータは、図１０に示すように、加工データとなる工具割付けおよび板取りデータの他に、使用する材料の種類や板厚等を定めた材料データと、工具編制データと、ワークホルダに関するデータとを含む。この他、何枚の加工を行うかを示す数量データが含まれる。工具編制データは、上記のように工具支持体マガジン２６の各アドレスＭ１，Ｍ２，…に、工具支持体２７の個別番号を対応させたデータ等である。ワークホルダに関するデータは、ワークホルダ３０の位置を示すデータである。ワークホルダデータは、ワークホルダ取付位置の変更が不能のパンチプレス２もあるため、必ずしも生産ロットデータＤ３に含めなくても良い。生産ロットデータＤ３のうち、材料データ、工具編制データ、およびワークホルダデータは、生産ロット別の段取り時間要因データとなる。

なお、ここで言う個々の生産ロットＬ１，Ｌ２，…は、例えば、材料板材Ｗの１枚毎のデータとされ、同じ加工を複数枚の材料板材Ｗに行う場合は、単に１枚毎のデータに枚数を付加したデータとされるが、複数枚の材料板材Ｗに異なる加工を行う場合であっても、段取り変更なく行える加工を一つの生産ロットとしてまとめても良い。

図１の要因別段取り所要時間記憶手段１９は、生産ロットＬ１，Ｌ２，…を変える場合の段取り作業について、要因別に時間を設定した手段である。設定する時間については、試運転や過去の運転結果に基づいて、適宜の値を設定する。
図１１に示すように、要因別段取り所要時間記憶手段１９に設定する要因としては、実段取時間と段取り準備時間とがある。段取準備時間は、工場内の作業者がこのパンチプレス２の近くまで移動するのに必要な時間であり、例えば平均的に必要とされる時間を設定しておく。

実段取時間の要因としては、材料段取り所要時間、工具支持体２７の工具マガガン２６に対する取り出しまたは入れ込みの時間、および工具支持体２７を工具マガガン２６に対して取り出して同じ工具支持体２７の工具４０の交換を行い、再度工具支持体２７を工具マガガン２６に入れ込む工具入替作業時間、およびワークホルダ３０の取付位置変更の時間がある。工具支持体２７の入替えに際して、工具支持体マガジン２６から単に出すだけや、準備しておいた工具支持体２７を工具支持体マガジン２６の空き状態の工具支持体保持部２６ａに単に入れるだけであれば、短時間（例えば１０秒程度）で行えるが、工具支持体２７を出した後に工具４０の交換をして再度同じ工具支持体２７を入れるまでを行う工具入替作業では、単に出す場合や入れる場合に比べて長い時間（例えば３００秒程度）必要となる。
上記工具支持体２７の取り出しの時間、入れ込みの時間、および工具支持体２７の工具入替の時間が、パンチプレスに備える工具の交換に必要な工具段取所要時間となる。

図１における後工程段取り所要時間記憶手段４２は、後工程段取り影響要因に対応する後工程段取り所要時間を記憶した手段である。後工程段取り影響要因は、例えば、後工程の加工形態、材料種類、パンチ加工済みの製品形状等である（図１２参照）。考慮対象とする後工程段取り影響要因は、何か特定の一つの要因だけとしても良く、複数であっても良い。後工程段取り所要時間は、この考慮対象とする後工程段取り影響要因に対して、後工程装置６０（図１）で必要であるとして適宜定めされる段取り時間である。後工程装置６０が曲げ加工機である場合、例えば、曲げ金型の交換時間が後工程段取り時間とされる。この後工程段取り時間には、試運転や過去の実際の加工によって得られたデータ等が用いられる。例えば、パンチ加工されたある材料，形状の製品板材に後工程として、所定の曲げ加工を行う場合において、金型交換が必要であるときに、その金型交換時間の平均時間とする。後工程は、製品空パレットの準備時間を入れてもよい。又、ロット切替時に、積載時間の段取りも後工程としてもよい。

図１のスケジューリング装置３は、このように要因別段取り所要時間記憶手段１９に設定された要因別データを用いて、複数の生産ロットＬ１，Ｌ２，…の加工実施順序を、段取り所要時間の総和が近似的に最短となるように生成する手段である。すなわち図３のステップＲ６のスケジューリングの処理を行う。
また、スケジューリング装置３は、後工程を考慮するものとする場合は、さらに後工程段取り所要時間記憶手段４２に設定された後工程段取り所要時間を用いて、複数の生産ロットＬ１，Ｌ２，…の加工実施順序を、段取り所要時間の総和が近似的に最短となるように生成するものとする。
このスケジューリング装置３については、後に詳しく説明する。

図１の段取り時間評価手段１０は、スケジューリング装置３で生成された加工実施順序のロット間段取り所要時間の総和をオペレータに評価させ、または所定の基準で自動評価して、評価結果が不良の場合に上記板取手段８に再度の板取りを行わせる手段である。段取り時間評価手段１０は、例えば液晶画面表示装置やＣＲＴ等の表示装置の画面に、ロット間段取り所要時間の総和を表示させ、かつこの画面上にオペレータによる評価結果の「可」，「否」の入力を促す表示を行い、「否」の入力があった場合に、板取手段８に再度の板取りを行わせる。板取手段８は、段取り時間評価手段１０から再板取りの指令があると、所定の規則、またはオペレータの入力に従って、設定条件を一部変更するなどして再度の板取り行う。その再度の板取り行った生産ロットＬ１，Ｌ２，…を生産ロットデータ蓄積手段９に蓄積し、スケジューリング装置３により、再度の加工実施順序の生成を行わせる。

板取り内容が変わると、これに伴って機内に備える工具４０の種類が異なるようになるため、各生産ロットＬ１，Ｌ２，…の内容が変わり、段取り内容も変わる。そのため、板取りを見直して段取り時間を比較することにより、より一層の段取り時間の短縮が図れる。上記段取り時間評価手段１０を設け、評価に連動して板取手段８に指令を与えるようにしたため、このような板取りの見直しが容易に行える。

図１の実行ＮＣデータ化手段１０は、段取り時間評価手段１０による評価結果が良の場合に、スケジューリング装置３で加工実施順序の定まった各生産ロットＬ１，Ｌ２，…のデータＤ３を、実行可能な形式のＮＣデータからなる加工プログラム５０に変換する手段である。例えば、工具割付および板取りの定まったデータに対して、各工具割付位置のパンチ加工の順序や、その順序に応じた板材送り量等を演算し、加工プログラム５０の各命令を生成する。
このように、各生産ロットＬ１，Ｌ２，…の加工実施順序を定めてからＮＣデータ化することにより、適切な加工プログラム５０の生成が行え、また段取り変更の必要が後に分かってＮＣデータ化の再処理が必要になるなどの無駄が省ける。

スケジューリング装置３について説明する。このスケジューリング装置３は、次の機能を持つ実施順別段取り時間総和演算手段４およびスケジューリング手段５を備える。

実施順別段取り時間総和演算手段４は、複数の生産ロットＬ１，Ｌ２，…を任意の加工実施順序で実施する場合に、その加工実施順序で上記パンチプレス２について必要となる段取り所要時間の総和を、各生産ロットＬ１，Ｌ２，…の段取り時間要因のデータＤ３ａ（図１０）と、所定の記憶手段である要因別段取り所要時間記憶手段１９に設定された前記段取り時間要因に対応する段取り所要時間とから演算する手段である。この手段４の演算は、スケジューリング手段５で後述のように遺伝的アルゴリズムにより生産ロットの加工実施順序を組み換える毎に行われる。実施順別段取り時間総和演算手段４は、図３のステップではＱ１〜Ｑ４の処理を行う。

段取り所要時間の総和の演算は、複数の生産ロットＬ１，Ｌ２，…の仮に定めた加工実施順序において、ロット間段取所要時間を演算し、その総和を演算することで行う。ロット間段取所要時間には、図１１と共に前述したように、パンチプレスに備える工具の交換に必要な工具段取所要時間と、材料の交換に必要な材料段取所要時間と、工場内の作業者がパンチプレス周辺に近づくのに必要な時間として設定された段取準備時間とがある。実施順別段取り時間総和演算手段４による演算において、工具段取所要時間は、工具の交換数や交換形態等によって変わるため、その工具交換数や交換形態に応じた時間とする。段取り所要時間については、作業者が一旦近づくとその周辺で作業が行われることになるため、生産ロットの間で工具交換および材料交換のいずれかが一度でも必要であると、工具交換数等にかかわらずに一定の時間とする。

なお、実施順別段取り時間総和演算手段４は、初期工具配置の考慮が必要な場合は、工具支持体マガジン２６における工具支持体２７の初期配置から、最初の生産ロットＬ１，Ｌ２，…の実施を行うために必要な段取り時間も含めるものとする。この初期配置は、例えば、基準となる工具支持体２７の配置、または加工実施順序の生成対象とする複数の生産ロットＬ１，Ｌ２，…の加工に移る前の工具支持体配置である。
このスケジューリング装置３において、加工実施順序の生成対象とする生産ロットＬ１，Ｌ２，…をどれだけとするかは、設定入力によってオペレータが任意に設定できるものとされる。

実施順別段取り時間総和演算手段４は、このスケジューリング装置３を後工程の段取り時間を考慮するものとする場合は、演算対象の加工実施順序でパンチプレス２について必要となる段取り所要時間、および後工程装置６０について必要となる段取り所要時間の総和を演算する。この演算は、各生産ロットＬ１，Ｌ２，…の段取り時間要因のデータと、所定の記憶手段である要因別段取り所要時間記憶手段１９に設定された前記段取り時間要因に対応する段取り所要時間と、各生産ロットＬ１，Ｌ２，…の後工程段取り影響要因データと、他の所定の記憶手段である後工程段取り所要時間記憶手段４２に設定された後工程段取り影響要因に対応する後工程段取り所要時間とから行う。後工程段取り影響要因は、生産ロットデータＤ３に含まれる材料等のデータ、あるいは生産ロットデータＤ３にパンチ加工用とは別に設定しておいた後工程の区別のためのデータ等から得られる。

スケジューリング手段５は、生成対象となる各生産ロットＬ１，Ｌ２，…の加工実施順序を遺伝的アルゴリズムにより組み換えて、実施順別段取り時間総和演算手段４で演算される段取り所要時間の総和が近似的に最短となる生産ロットＬ１，Ｌ２，…の加工実施順序を生成する手段である。スケジューリング手段５は、遺伝的アルゴリズムを用いて加工実施順序を組み換える毎に、その加工実施順序の評価のために、実施順別段取り時間総和演算手段４に段取り所要時間の総和の演算を行わせる。

図１６，図１７に示す生産ロットの具体例について、このスケジューリング装置３の行う処理を説明する。各生産ロットＬ１，Ｌ２，…，Ｌ１４における工具支持体マガジン２６への工具支持体２７の組み合わせが図１６に示すように定められていたとする。
すなわち、生産ロットＬ１では、材料がＡであって、工具支持体マガジン２６の各工具支持体保持部２６ａのアドレスＭ１〜Ｍ８について、Ｍ１には個別番号が「ＴＭ１１」、Ｍ２には「ＴＭ２１」、Ｍ３には「ＴＭ３１」、…の各工具支持体２７が配置されるとする。生産ロットＬ２〜Ｌ１４ついては、同図に示す通りである。また、基準配置、つまり初期工具配置は、同図のようにアドレスＭ１には「ＴＭ１１」、Ｍ２には「ＴＭ２１」、…の各工具支持体２７が配置されているとする。この実施形態では、初期工具配置を含めて総段取り演算するものとしている。

図１６において、材料種類、および各工具支持体の個別番号「ＴＭ１１」、「ＴＭ２１」、…の下に行を変えて示した数字は、図の生産ロットＬ１，Ｌ２，…の順に加工実施する場合において、次の生産ロットに変更するときに、その材料の交換、および工具支持体２７の工具交換を行う場合に必要な時間を示す。単位は秒である。

例えば、生産ロットＬ１から生産ロットＬ２に移る場合に、材料は材料種類Ａから材料種類Ｂに変わっており、この材料段取変更時間が「３２０秒」だけかかることを示している。アドレスＭ６では、生産ロットＬ１からＬ２に変わるときに、個別番号が「ＴＭ７１」から「ＴＭ７２」に変わっており、これは同じ工具支持体２７を用いて工具を交換するすること、つまり工具支持体２７を出して、その出した工具支持体２７の工具４０を交換して、再度その工具支持体２７を同じアドレスＭ６に入れることを意味する。この場合は、上記一連の工具支持体２７の入れ替え作業のうち、工具の交換作業に、図に示す「３００」（秒）を要するとしている。工具支持体２７を出す時間は、個別番号「ＴＭ７１」を示した箇所と同じ箇所に所要時間「１０」（秒）を付記してある。工具支持体２７を入れる時間「１０」（秒）は、次の生産ロットＬ２において示している。

生産ロットＬ１におけるアドレス「Ｍ８」では、個別番号「ＴＭ９１」の工具支持体２７が用いられている。このアドレス「Ｍ８」において、次の生産ロットＬ２では工具支持体２７が不要であり、後の生産ロットＬ６で別の個別番号「ＴＭ９２」の工具支持体２７を必要としている。このような場合は、最初にその工具支持体２７が不要となる生産ロットＬ２の前の生産ロットＬ１で工具支持体２７を出すものとし、その出す段取りに必要な時間「１０」（秒）を生産ロットＬ１のアドレス「Ｍ８」で加えている。
段取り準備時間は、段取り要因のうちの何か一つでも生じていると、段取り要因の数にかかわらずに一定の時間「３００」（秒）を加算するものとしている。

生産ロットＬ１から生産ロットＬ２に移る場合のロット間段取り所要時間は、上記のような各段取り時間を合計した時間であり、同図に示すように、時間「１０７０」（秒）となっている。なお、実施順別段取り時間総和演算手段４において、段取り準備時間については、必ずしも演算対象に含めなくても良い。図示の例では、段取り準備時間は、例えば３００秒と長い時間を要しているが、各パンチプレス２の直ぐ側に作業者が居るような場合は、無視できる時間となるからである。

同図の例において、基準配置から全ての生産ロットＬ１〜Ｌ１４を実施する間の実段取り所要時間の総和は時間「４４２０」（秒）（＝７３．７分）である。生産ロットＬ１〜Ｌ１４を図１６の順に行うとすれば、これだけの段取り所要時間の総和が必要となる。
実施順別段取り時間総和演算手段４は、このような各ロット間段取り所要時間の演算、およびその合計を求めて段取り所要時間の総和とする演算を行う。

図１７は、上記スケジューリング手段５で生産ロットＬ１〜Ｌ１４の加工実施順序を生成した最適化スケジュールの結果例である。この例では、実段取り時間の総和「２６２０」（秒）（＝４３．７分）であり、ロット間段取り所要時間の総和が、図１６の計画スケジュールの７４分に比べて大幅に短縮されている。

スケジューリング装置３において、後工程の段取り時間を考慮する場合は、図１６に示すされるように、各生産ロットＬ１〜Ｌ１４毎の後工程段取り所要時間を求め、その加工実施順序における後工程段取り所要時間の総和とパンチプレス２における段取り時間の総和とを加算し、得られた値を評価対象とする。演算順は、各生産ロットＬ１〜Ｌ１４毎にロット間段取り所要時間と後工程段取り所要時間を加算しても良い。

図１のスケジューリング手段５の機能を説明する。スケジューリング手段５は、生成対象となる各生産ロットＬ１，Ｌ２，…の加工実施順序を、遺伝的アルゴリズムにより組み換えて、その組み換えられた加工実施順序の段取り所要時間の総和を評価し、最終的にその段取り所要時間の総和が近似的に最短となる生産ロットの加工実施順序を生成する手段である。遺伝的アルゴリズムは、ダーウィンの進化論のメカニズムをコンピュータのプログラムに応用したものであり、次のような処理を行う。

遺伝的アルゴリズムの概要を図１３と共に説明する。初期設定（Ｕ１）として、ランダムに並べたある配列（生産ロット列）を、設定数だけ用意する。この実施形態では、個体は生産ロットの配列であり、個々の生産ロットＬ１，Ｌ２が遺伝子に例えられる。初期設定された生産ロット列の中から２つを選んで「親」とし（Ｕ２，Ｕ３）、「親」の特徴を生かしたまま交配し（Ｕ４）、「子」を２つ作成する。生まれた「子」の評価値を計算し（Ｕ６）、評価の高い「子」だけを残す。評価値は、この実施形態では段取り所要時間の総和であり、この総和が短いほど評価値が高い。たまに、「乱数種」のパラメータの影響により、「子」の突然変異を促し、今までとは違った特徴を持つ「子」を作成する（Ｕ５）。交配を繰り返して行くうちに評価の高い「子」だけが生き残って行く。この交配を、世代数だけ繰り返して（Ｕ７，Ｕ８，Ｕ９）、全ての「子」の中で、評価の高かったものを結果として出力する（Ｕ１０）。

図１３の遺伝的アルゴリズムを、図１４，図１５に示す具体例と共に説明する。
（Ｕ１）初期設定
初期配列として、図１４（Ａ）のように、生産ロットＬ１，Ｌ２，…の列を、設定数だけ生成する。同図では生産ロットＬ１，Ｌ２，…の区別につき、頭文字の「Ｌ」を省いて数字１，２で示している。また、生産ロットＬ１，Ｌ２，…の配列の区別を数字１，２，…で示す。設定数は、生産ロットの数とし、ここでは９個としている。生産ロット列は、生産ロットＬ１，Ｌ２，…をランダムに並べた列とする。なお、図１４では、処理内容を判り易くするために、順に並べている。

（Ｕ２）親の評価
各生産ロット列の総段取り時間を計算し、評価値を計算する（図１４（Ｂ））。評価値は、総段取時間が短いほど評価が高いので、総段取り時間の逆数、つまり１／（総段取時間）とする。
この評価値の計算の都度、その前処理として実施順別段取り時間総和演算手段４に段取り所要時間の総和を演算させる。
（Ｕ３）選択
初期設定の生産ロット列から、評価値の良い（すなわち総段取り時間の短い）２つの生産ロット列を所定の選択基準で選択する。例えばランダムに選択する。図１４（Ｃ）において、黒丸印を付した２つの生産ロット列Ａ，Ｂが選択されたものである。

（Ｕ４）交配
選ばれた２つの親となる生産ロット列Ａ，Ｂについて、図１５（Ａ）のように、交配開始位置ｐ１と終了位置ｐ２をランダムに決め、交配する範囲を指定する。この交配は、交叉のことである。
交配により作成される「子」となる生産ロット列Ａ，Ｂにおいて、親生産ロット列Ａ，Ｂの交配範囲に選ばれなかった数字（生産ロット番号）は、そのまま移動する（図１５（Ｂ））。
残り、つまり交配範囲の中から、同じ数字がある場合、その位置を確保しながら、相手の子生産ロット列Ａ，Ｂに移動する（図１５（Ｃ））。すなわち、図１５（Ｂ）では、２つの親生産ロット列Ａ，Ｂの交配範囲に、同じ数字として「５」と「６」の数字があるため、これら「５」と「６」について、その位置を変えることなく、子生産ロット列Ａ，Ｂにおける相手生産ロット列（親生産ロット列Ａについては子生産ロット列Ｂ、親生産ロットＢについては子生産ロット列Ａ）に移動させる。
残りの数字は、前からつめて代入して行く（図１５（Ｄ））。したがって、残りの数字については位置が変わることになる。

（Ｕ５）突然変異
適宜設定した突然変異数から無作為に生産ロット列を選び、ランダムに選択された２点の数字（生産ロット番号）を入れ替える（図１５（Ｅ））。同図では、２つの子生産ロット列Ｎが選ばれ、２点ｐ３，ｐ４の数字「２」と「８」を入れ替えている。突然変異の子生産ロット列は、通常の交配により得られる子生産ロット列の代わりとする。突然変異を行うことによって、通常の交配では辿り着けない結果に導かれる場合がある。

（Ｕ６）子の評価
ステップＵ２の親の評価で説明したと同様に、それぞれの子生産ロット列について、評価値を計算する。したがって、ここでも評価の前処理として実施順別段取り時間総和演算手段４に段取り所要時間の総和を演算させる。
（Ｕ７）交配の繰り返し
上記ステップＵ２〜Ｕ６の処理を、子生産ロット列数が、初期設定の親生産ロット列数と同じにとなるように、交配の繰り返し、つまり親の評価（Ｕ２）、選択（Ｕ３）、交配（Ｕ４）、突然変異（Ｕ５）、子の評価（Ｕ６）を繰り返す。なお、突然変異（Ｕ５）は通常は行われず、たまに行われる。

（Ｕ８）世代交代，（Ｕ９）終了判定
子生産ロット列数が親生産ロット列数と同じになると、子生産ロット列を親生産ロット列として定め、上記の親の評価（Ｕ２）から世代交代（Ｕ８）までの処理を繰り返す。
所定の終了判定条件、例えば世代交代の繰り返し回数を設定して終了判定を行い（Ｕ９）、終了判定条件を充足すると、次の最適化スケジュールの選択（Ｕ１０）を行う。

（Ｕ１０）最適化スケジュールの選択
これまでの処理で評価した全ての生産ロット列の評価を記憶しておき、評価の最も高い生産ロット列を、最終的に、ロット間段取り所要時間の総和が近似的に最短となる生産ロットの加工実施順序のデータＤ４（図１）として出力する。

このように、スケジューリング手段５は遺伝的アルゴリズムを用いるため、段取り所要時間の総和が最短となる生産ロットの加工実施順序の適切な近似解が、少ない演算回数で得られる。そのため、演算にパーソナルコンピュータ等を用いても、実用に耐え得る短い演算時間で段取り所要時間最短の加工実施順序が生成できる。

なお、上記実施形態では、パンチプレス２がカートリッジ式のものである場合につき説明したが、この発明は、タレット式等のパンチプレスにおいても、その自動プログラミングやスケジューリングに適用することができる。

この発明の一実施形態にかかるスケジューリング装置を備えた自動プログラミング装置の概念構成を示すブロック図である。 制御対象となるパンチプレスの一例の平面図である。 同自動プログラミング装置の行う処理の流れ図である。 同自動プログラミング装置における登録工具情報記憶手段の概念図である。 （Ａ）は工具支持体形式情報記憶手段の概念図、（Ｂ）はその工具支持体の形式例の説明図である。 工具支持体保有情報記憶手段の概念図である。 （Ａ）はマガジン情報記憶手段の概念図、（Ｂ）は工具支持体マガジンの説明図である。 （Ａ）は工具編制データの概念構成の説明図、（Ｂ）は工具支持体マガジンの編制例の説明図である。 工具割付および板取りの説明図である。 生産ロットデータの説明図である。 要因別段取り所要時間記憶手段の説明図である。 後工程段取り所要時間記憶手段の説明図である。 スケジューリング手段の遺伝的アルゴリズムの流れ図である。 同遺伝的アルゴリズムの各処理の前段を示す説明図である。 同遺伝的アルゴリズムの各処理の後段を示す説明図である。 生産ロット毎の工具支持体の配置例と段取り時間を示す説明図である。 生産ロット毎の最適化後の工具支持体の配置例と段取り時間を示す説明図である。

符号の説明

１…自動プログラミング装置
２…パンチプレス
３…スケジューリング装置
４…実施順別段取り時間総和演算手段
５…スケジューリング手段
７…工具割付手段
８…板取手段
９…生産ロットデータ蓄積手段
１０…段取り時間評価手段
１１…実行ＮＣデータ化手段
１２…工具登録情報記憶手段
１４…工具支持体情報記憶手段
１５…工具支持体形式情報記憶手段
１６…工具支持体保有情報記憶手段
１７…マガジン情報記憶手段
１９…要因別段取り所要時間記憶手段
２０…機械制御装置
２１…パンチプレス本体
２２…ローダ
２４…工具割出機構
２４ａ…工具支持手段
２６…工具支持体マガジン
２６ａ…工具支持体保持部
２７…工具支持体
２７ａ…工具支持部
３４…板材載置部
３６…工具支持体出し入れ装置
３７…入替え用作業台
３８…工具支持体保管部
４０…工具
４２…後工程段取り所要時間記憶手段
５０…加工プログラム
６０…後工程装置
Ｄ１…加工図形データ
Ｄ２…素材データ
Ｄ３…生産ロットデータ
Ｄ４…加工実施順序のデータ
Ｍ１〜Ｍ８…アドレス

Claims (4)

1. パンチプレスにそれぞれ所定の加工を行わせる複数の生産ロットの加工実施順序を生成するパンチプレス用スケジューリング装置であって、
   上記複数の生産ロットを任意の加工実施順序で実施する場合に、その加工実施順序で上記パンチプレスについて必要となる段取り所要時間の総和を、各生産ロットの段取り時間要因のデータと、所定の記憶手段に設定された前記段取り時間要因に対応する段取り所要時間とから演算する実施順別段取り時間総和演算手段と、
   前記生成対象となる各生産ロットの加工実施順序を遺伝的アルゴリズムにより組み換えて、前記実施順別段取り時間総和演算手段で演算される段取り所要時間の総和が近似的に最短となる生産ロットの加工実施順序を生成するスケジューリング手段
   とを備えたパンチプレス用スケジューリング装置。
2. 前記段取り所要時間の総和が、パンチプレスに備える工具の交換に必要な工具段取所要時間と、材料の交換に必要な材料段取所要時間と、工場内の作業者がパンチプレス周辺に近づくのに必要な時間として設定された段取準備時間とを含む請求項１記載のパンチプレス用スケジューリング装置。
3. パンチプレスにそれぞれ所定の加工を行わせる複数の生産ロットの加工実施順序を生成するパンチプレス用スケジューリング装置であって、
   上記複数の生産ロットを任意の加工実施順序で実施する場合に、その加工実施順序で上記パンチプレスについて必要となる段取り所要時間、および上記パンチプレスの後工程装置について必要となる段取り所要時間の総和を、各生産ロットの段取り時間要因のデータと、所定の記憶手段に設定された前記段取り時間要因に対応する段取り所要時間と、各生産ロットの後工程段取り影響要因データと、他の所定の記憶手段に設定された前記後工程段取り影響要因に対応する後工程段取り所要時間とから演算する実施順別段取り時間総和演算手段と、
   前記生成対象となる各生産ロットの加工実施順序を遺伝的アルゴリズムにより組み換えて、前記実施順別段取り時間総和演算手段で演算される前記パンチプレスおよび後工程装置についての段取り所要時間の総和が近似的に最短となる生産ロットの加工実施順序を生成するスケジューリング手段
   とを備えたパンチプレス用スケジューリング装置。
4. パンチプレスを制御する加工プログラムを生成する自動プログラミング装置であって、一群の加工図形データに対して所定規則に従って工具の割付けを行う工具割付手段と、前記一群の加工図形データの材料に対する板取りを設定規則に従って行う板取手段と、これら工具割付手段および工具割付手段により工具割付および板取りの定まった生産ロットのデータを複数蓄積する生産ロットデータ蓄積手段と、この生産ロットデータ蓄積手段に蓄積された一群の生産ロットの加工実施順序を生成するスケジューリング装置と、このスケジューリング装置で生成された加工実施順序のロット間段取り所要時間の総和をオペレータに評価させ、または所定の基準で自動評価して評価結果が不良の場合に上記板取手段に再度の板取りを行わせる段取り時間評価手段と、この段取り時間評価手段による評価結果が良の場合に、前記スケジューリング装置で加工実施順序の定まった各生産ロットデータを実行可能な形式のＮＣデータからなる加工プログラムに変換する実行ＮＣデータ化手段とを備え、前記スケジューリング装置に請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のパンチプレス用スケジューリング装置を用いたことを特徴とするパンチプレスの自動プログラミング装置。

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