JP5923347B2

JP5923347B2 - 製品分離方法及び装置並びにスケルトン台車

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Publication number: JP5923347B2
Application number: JP2012052647A
Authority: JP
Inventors: 優二荒木; 輝樹西村
Original assignee: Amada Holdings Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2016-05-24
Anticipated expiration: 2032-03-09
Also published as: JP2013184805A

Description

本発明は、レーザ切断加工機によってレーザ切断加工された板状のワークの製品とスケルトンとを分離する製品分離方法及び装置並びに前記装置に使用するスケルトン台車に係り、さらに詳細には、加工パレット上のスケルトンと製品との分離を迅速に行うことができると共に、スケルトンの集積を能率良く行うことができ、さらには、前記加工パレットに対する次のワークの供給載置を能率よく行うことのできる製品分離方法及び装置並びにスケルトン台車に関する。

従来、板状のワークのレーザ切断加工を行う場合、加工パレットに備えた、例えば剣山やスキッドなどのごとき複数のワーク支持部材上にワークを水平に載置してレーザ切断加工を行うことがある。この場合、板状のワークと切断分離した製品とを微細な連結部（ミクロジョイント）を介して連結した状態にレーザ切断加工を行い、後工程で前記ミクロジョイントを切断して、ワークと製品とを分離することがある。

また、加工パレット上においてワークと製品とを切断分離した後、加工パレットに備えた剣山等のワーク支持部材の列の間へ進入自在なフオークによってワークと製品とを同時に搬出することも行われている。

前述の従来の方法においては、加工パレット上からワークと製品とを搬出した後に、ワーク（スケルトン）と製品とを分離する必要があり、後工程としての製品分離作業が厄介であると共に、製品分離作業のためのスペースが必要であるという問題がある。

そこで、レーザ切断加工機によってレーザ切断加工されたワークを載置した状態の加工パレットを、製品分離装置へ移送して、製品とスケルトンとの分離を行うことも提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開平５−１３９５１４号公報

前記特許文献１に記載の発明によれば、レーザ切断加工後のスケルトンと製品との分離を容易に行い得るものの、加工パレットの上下反転を行うなど、構成が複雑であると共に、分離された形状寸法の異なる製品が混在するなどの問題がある。

本発明は、前述のごとき従来の問題に鑑みてなされたもので、レーザ切断加工機によってレーザ切断加工された板状のワークの製品とスケルトンとを分離する製品分離方法であって、
（ａ）加工パレット上に板状のワークを載置し、レーザ切断加工機において前記ワークのレーザ切断加工を行う工程、
（ｂ）前記加工パレットを、前記レーザ加工機に隣接した位置のスケルトン分離位置へ移動した後、当該スケルトン分離位置の上方に上下動可能に備えたスケルトン分離ユニットによりスケルトンを保持して持上げることによってスケルトンと製品とを分離する工程、
（ｃ）前記加工パレット上からスケルトンを持上げた後、前記加工パレットと上昇した状態の前記スケルトン分離ユニットとの中間の高さ位置において前記スケルトン分離位置に出入自在なスケルトン台車を退避位置から前記スケルトン分離位置へ移動して、当該スケルトン台車の下部に上下動自在に備えたフオークを、前記加工パレット上の製品の下側へ進入し、前記加工パレット上から製品を持上げる工程、
（ｄ）前記スケルトン分離位置に位置する前記スケルトン台車上の上面に備えられたスケルトン載置部に、前記スケルトン分離ユニットによって持上げたスケルトンを載置する工程、
（ｅ）前記フオークを上昇して前記加工パレットから製品を持上げた後、前記スケルトン分離位置に隣接して備えられた製品集積位置へ、前記スケルトン載置部にスケルトンを載置した状態の前記スケルトン台車を移動し、当該製品集積位置に備えた製品受部材上へ製品を載置する工程、
の各工程を備えていることを特徴とするものである。

また、前記製品分離方法において、前記スケルトン分離位置を間にして前記レーザ切断加工機の反対側に備えられたワーク供給位置において一枚取りされたワークの下方位置へ前記加工パレットを移動する（ｆ）工程と、前記加工パレット上に次の前記ワークを載置した後、前記スケルトン分離位置を通過して、前記レーザ切断加工機の位置へ前記加工パレットを移動する（ｇ）工程、の各工程を備えていることを特徴とするものである。

また、レーザ切断加工機によってレーザ切断加工された板状のワークの製品とスケルトンとを分離する製品分離装置であって、
前記レーザ切断加工機によってレーザ切断加工される板状のワークを載置して、前記レーザ切断加工機に対応した位置と前記レーザ加工機に隣接した位置のスケルトン分離位置との間を往復動自在な加工パレットと、
前記スケルトン分離位置に備えられ、当該スケルトン分離位置に位置する加工パレット上の製品とスケルトンとを分離するために、前記加工パレット上のスケルトンを保持して持上げ自在なスケルトン分離ユニットと、
前記加工パレットの移動方向及び前記スケルトン分離ユニットの上下移動方向に対して直交する方向に移動自在かつ上昇した状態の前記スケルトン分離ユニットと前記加工パレットとの中間高さ位置において、退避位置と前記スケルトン分離位置及び当該スケルトン分離位置に隣接して備えた製品集積位置へ移動自在かつスケルトン載置部を上面に備えたスケルトン台車と、
前記スケルトン台車の下側に備えられ、前記加工パレット上の製品の下側へ進入自在かつ当該製品を持上げるべく上下動自在なフオークと、
前記スケルトン分離位置に位置する前記スケルトン台車の前記スケルトン載置部にスケルトンを載置自在な前記スケルトン分離ユニットと、
を備えていることを特徴とするものである。

また、前記製品分離装置において、前記スケルトン分離位置を間にして、前記レーザ切断加工機の反対側に、前記加工パレットに載置するための次のワークの一枚取りを行う一枚取り装置を上下動自在に備えたワーク供給位置を備えていることを特徴とするものである。

また、前記製品分離装置に使用するスケルトン台車であって、加工パレット上の製品とスケルトンとを分離するためのスケルトン分離位置と退避位置との間を往復動自在な台車本体の上面に、スケルトンを載置するスケルトン載置部を備え、前記スケルトン分離位置に位置する前記加工パレットに支持されている製品の下側へ進入自在かつ前記製品を持上げるべく上下動自在なフオークを、前記台車本体の下側に備えていることを特徴とするものである。

本発明によれば、加工パレット上の製品とスケルトンとの分離を迅速に行うことができると共に、スケルトンの集積を能率よく行うことができる。また、加工パレットに対する次のワークの載置を能率よく行い得るものである。

本発明の実施形態に係る製品分離装置とレーザ切断加工機との配置関係を概念的、概略的に示した平面説明図である。前記製品分離装置の構成を概念的、概略的に示した正面説明図である。図２におけるIII−III線に沿った断面説明図である。レーザ切断加工後の加工パレットの動作を示す作用説明図である。スケルトン分離動作を示す作用説明図である。スケルトン分離動作を示す作用説明図である。製品を加工パレットから持上げ搬出する動作の作用説明図である。加工パレットに次のワークを供給載置する動作の作用説明図である。レーザ切断加工機への加工パレットの移動動作を示す作用説明図である。製品の搬出積載の動作を示す作用説明図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態に係る製品分離装置について説明するに、レーザ切断加工機１によってレーザ切断加工された板状のワークの製品とスケルトンとを分離する製品分離装置３は、図１、２に概念的、概略的に示すように、前記レーザ切断加工機１のＸ軸方向に隣接して配置してある。前記レーザ切断加工機１は、板状のワークＷを支持する加工パレット５をＸ軸方向へ移動自在に支持するガイドレール７を備えている。そして、前記加工パレット５上のワークＷのレーザ切断加工を行うためのレーザ加工ヘッド９を、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向へ移動自在に備えている。

なお、この種のレーザ切断加工機１の構成は既に良く知られた構成であるから、レーザ切断加工機１の構成についてのより詳細な説明は省略する。また、前記加工パレット５は、前記ガイドレール７上を移動するための複数の車輪を備えると共に、ワークＷを支持するための剣山やスキッドなどの複数のワーク支持部材１１を複数列備えた構成であって、この種の加工パレット５の構成も周知であるから、加工パレット５の構成についての詳細な説明は省略する。

前記製品分離装置３は枠体構成であって、前記レーザ切断加工機１に隣接した位置に、前記加工パレット５上のレーザ切断加工されたワークＷから製品とスケルトンとを分離するためのスケルトン分離位置１３が備えられている。そして、当該スケルトン分離位置１３を間にして、前記レーザ切断加工機１の反対側の位置には、前記加工パレット５に対して次に加工すべきワークＷを供給載置するためのワーク供給位置１５が備えられている。

すなわち、前記レーザ切断加工機１、スケルトン分離位置１３及びワーク供給位置１５はＸ軸方向に直線状に配置してある。そして、製品分離装置３における前記スケルトン分離位置１３、ワーク供給位置１５には、レーザ切断加工機１における前記ガイドレール７と接続可能なガイドレール１７がＸ軸方向に長く備えられている。したがって、前記加工パレット５は、レーザ切断加工機１、スケルトン分離位置１３及びワーク供給位置１５の各位置へ移動自在かつ位置決め自在なものである。

前記ワーク供給位置１５には、前記ガイドレール１７に沿って移動して来た加工パレット５上に新しい次のワークを載置供給するための一枚取り装置１９が備えられている。より詳細には、前記ワーク供給位置１５において、前記ガイドレール１７の下方位置には、板状のワークＷを積載した素材パレット２１がＹ軸方向に出入自在に備えられている。そして、前記ガイドレール１７の上方位置には、前記素材パレット２１上の最上部のワークＷを吸着する複数の吸着具２３を備えた前記一枚取り装置１９が、例えば流体圧シリンダ等の上下作動装置（図示省略）の作動によって上下動自在に備えられている。

したがって、前記素材パレット２１をワーク供給位置１５内に位置決めした状態にあるときに、前記一枚取り装置１９を下降することにより、前記素材パレット２１上の最上部のワークＷを吸着具２３によって吸着し、前記ガイドレール１７よりも高位置に持上げることができるものである。

前記スケルトン分離位置１３の上方位置には、適宜の上下作動装置（図示省略）の作動によって上下動されるスケルトン分離ユニット２５が上下動自在に備えられている。前記スケルトン分離ユニット２５は、上下動自在な昇降フレーム２７を備えている。そして、この昇降フレーム２７には、スケルトン分離位置１３に移動位置決めされた加工パレット５上の、レーザ切断加工された状態のワークＷのＹ軸方向の両側縁をＹ軸方向の外側から保持（把持）自在な複数のスケルトンクランプ２９がＹ軸方向に互いに接近離反自在に備えられている。

複数の前記スケルトンクランプ２９は、前記加工パレット５における各ワーク支持部材１１の列の間に出入自在であって、上記ワーク支持部材１１の列間隔に対応してＸ軸方向にそれぞれ離隔して備えられている。なお、複数のスケルトンクランプ２９は、例えば流体圧シリンダや左ねじ、右ねじを備えたボールねじ機構などの作動装置（図示省略）の作動によって、Ｙ軸方向に同時に接近離反するものである。

したがって、加工パレット５上のワークＷをレーザ切断加工機１においてレーザ切断加工した後、加工パレット５を前記スケルトン分離位置１３に移動位置決めした状態にあるときに、前記スケルトン分離ユニット２５を、加工パレット５に対応した高さ位置に下降する。そして、スケルトン分離ユニット２５に備えた複数のスケルトンクランプ２９によってワークＷのＹ軸方向の両側縁をクランプして持上げると、加工パレット５上に製品を残してスケルトンのみを持上げることができるものである。すなわち、製品とスケルトンとの分離を行うことができるものである。

前記スケルトン分離位置１３において最上昇した前記スケルトン分離ユニット２５と前記ガイドレール１７との間の中間高さ位置には、Ｙ軸方向に長いガイドレール３３（図３参照）が備えられている。このガイドレール３３は、前記スケルトン分離位置１３のＹ軸方向に隣接して備えられた製品集積位置３１及び当該製品集積位置３１の反対側である退避位置３５に亘ってＹ軸方向に長く設けてある。そして、前記製品集積位置３１には、ワークＷからレーザ切断加工によって分離された製品ＷＰを集積支持する製品パレット、製品集積台などのごとき製品受部材３７が備えられている。

前記ガイドレール３３には、スケルトン台車３９がＹ軸方向へ移動自在に支持されている。このスケルトン台車３９は、例えばサーボモータ（図示省略）によって正逆回転されるエンドレス状のタイミングベルト（図示省略）に連結してあって、前記スケルトン分離位置１３、製品集積位置３１及び退避位置３５へ移動位置決め自在なものである。このスケルトン台車３９の上面には、前記スケルトン分離ユニット２５に保持されていたスケルトン４１を載置支持するためのスケルトン載置部４３が備えられている。

また、前記スケルトン台車３９には、前記加工パレット５上の製品ＷＰを持上げ自在なフオーク４５が備えられている。より詳細には、前記スケルトン台車３９において、前記製品集積位置３１と反対側のＹ軸方向の一側には、例えば流体圧シリンダ等のごとき適宜の昇降作動装置（図示省略）によって上下動される上下作動部材４７が備えられており、この上下作動部材４７にはＹ軸方向に長い複数の前記フオーク４５が片持式に支持されている。なお、前記各フオーク４５のＸ軸方向の間隔は、前記加工パレット５における前記ワーク支持部材１１の間隔に対応して備えられている。

したがって、製品ＷＰを載置した加工パレット５がスケルトン分離位置１３に位置決めされた状態にあるときに、前記スケルトン台車３９を退避位置３５に位置せしめた状態において、前記フオーク４５の高さ位置を、加工パレット５におけるワーク支持部材１１に対応した高さ位置に調節する。そして、前記退避位置３５からスケルトン分離位置１３へスケルトン台車３９を移動すると、前記フオーク４５は加工パレット５におけるワーク支持部材１１の間に進入することになる。

よって、スケルトン台車３９をスケルトン分離位置１３へ移動した後に、前記フオーク４５を上昇することにより、前記加工パレット５上から製品ＷＰを持上げることができるものである。そして、前記フオーク４５に製品ＷＰを支持した状態のスケルトン台車３９を製品集積位置３１へ移動位置決めした後、前記フオーク４５を下降することにより、製品受部材３７上に製品ＷＰを積載することができるものである。

さて、前記構成において、図４に示すように、レーザ切断加工機１において、加工パレット５上のワークＷのレーザ切断加工が行われると、前記加工パレット５はスケルトン分離位置１３へ移動位置決めされる。前述のごとく、加工パレット５がスケルトン分離位置１３へ移動位置決めされると、図５に示すように、上昇した状態のスケルトン分離ユニット２５が下降され、当該スケルトン分離ユニット２５に備えたスケルトンクランプ２９によってワークＷのＹ軸方向の両側縁が外側からクランプされる。そして、前記スケルトン分離ユニット２５が最上昇されると、図６に示すように、スケルトン４１が持上げられて、製品ＷＰが加工パレット５上に残されることになる。

前述のごとく、加工パレット５上からスケルトン４１が持上げられて、スケルトン４１と製品ＷＰとが分離されると、退避位置３５に退避していたスケルトン台車３９が、図７に示すように、スケルトン分離位置１３に移動する。そして、スケルトン台車３９に備えたフオーク４５が加工パレット５上の製品ＷＰの下側に進入する。したがって、前記フオーク４５を上昇することにより、加工パレット５上から製品ＷＰを持上げることができる。そして、前記スケルトン分離ユニット２５を下降し、スケルトンクランプ２９によるスケルトン４１のクランプを解除すると、スケルトン４１は、スケルトン台車３９におけるスケルトン載置部４３上に積載されることになる。

前述のように、製品ＷＰを持上げられることによって空になった加工パレット５は、図８に示すように、ワーク供給位置において予めワークＷを吸着して持上げた状態にある一枚取り装置１９の下側へ移動位置決めされて、次に加工すべきワークＷが供給載置されることになる。そして、次のワークＷを載置された加工パレット５は、図９に示すように、スケルトン分離位置１３を通過してレーザ切断加工機１へ移動位置決めされ、次のレーザ切断加工が行われることになる。そして、前記加工パレット５がレーザ切断加工機１へ送られると、前記一枚取り装置１９の下方位置へ素材パレット２１が移動位置決めされ、次に加工すべきワークＷの一枚取りが行われる。

一方、前記スケルトン台車３９は、前述のごとくフオーク４５上に製品ＷＰを載置し持上げると、図１０に示すように、製品集積位置３１へ移動して製品受部材３７上に製品ＷＰを積載する。その後、前記スケルトン台車３９は、スケルトン４１を積載した状態において、スケルトン分離位置１３を通過して元の退避位置３５へ戻されることになる。

その後、前記加工パレット５上のワークＷのレーザ切断加工が行われると、前述したごとき動作が繰り返されて、スケルトン４１と製品ＷＰとの分離が行われ、スケルトン４１はスケルトン台車３９上に積載され、製品ＷＰは製品集積位置３１の製品受部材３７上に積載される。そして、スケルトン４１、製品ＷＰが搬出されて空になった加工パレット５には、ワーク供給位置１５において一枚取り装置１９によって予め一枚取りされている次のワークＷが載置されることになる。

以上のごとき説明より理解されるように、加工パレット５上の製品ＷＰを持上げるフオーク４５を上下動自在に備えたスケルトン台車３９を、スケルトン分離位置１３、製品集積位置３１及び退避位置３５へ移動位置決め自在に備え、かつ前記スケルトン台車３９上にスケルトン４１を積載するためのスケルトン載置部４３を備えた構成であるから、省スペース化を図ることができる。

また、加工パレット５上からのスケルトン４１の持上げ搬出と製品ＷＰの持上げ搬出を迅速に行うことができ、かつ空になった加工パレット５上への次のワークＷの載置供給を迅速に行うことができるものである。すなわち、加工パレット５上から、スケルトン４１と製品ＷＰとを分離しての搬出動作と空になった加工パレット５に対する次のワークの供給載置の動作を一連の動作として迅速に行うことができ、ワークＷのレーザ切断加工の能率向上を図ることができるものである。

なお、本発明は前述したごとき実施形態のみに限るものではなく、適宜の変更を行うことにより、その他の形態により、実施可能なものである。例えば、スケルトン台車３９上に加工すべきワーク（素材）を載置し、スケルトン分離位置１３の上方に、スケルトン分離ユニット２５に代えて一枚取り装置１９を配置する。そして、ワーク供給位置１５における一枚取り装置１９に代えてスケルトン分離ユニット２５を配置すると共に、素材パレット２１上にスケルトン４１を積載する構成とすることも可能である。

上記構成においては、レーザ切断加工機１においてレーザ切断加工を行った後、加工パレット５をワーク供給位置１５に配置したスケルトン分離ユニット２５の下方位置へ移動位置決めし、スケルトン４１を持上げ搬出してスケルトン４１と製品ＷＰとを分離する。その後、製品ＷＰを載置した状態の加工パレット５をスケルトン分離位置１３に移動位置決めした後、スケルトン台車３９を退避位置３５からスケルトン分離位置１３へ移動して、前述したように、フオーク４５によって加工パレット５上の製品を持上げる。

上述のように、スケルトン台車３９がスケルトン分離位置１３に位置するときに、上方に配置した一枚取り装置１９によってスケルトン台車３９上に積載されているワークＷの一枚取りを行う。その後、スケルトン台車３９が製品集積位置３１へ移動した後に、スケルトン分離位置１３に空の加工パレット５を移動位置決めし、前記一枚取り装置１９を下降して、この空の加工パレット５上に次のワークＷを供給載置するものである。

上記形態においても、前述した実施形態と同様の効果を奏し得るものである。

１レーザ切断加工機
３製品分離装置
５加工パレット
１３スケルトン分離位置
１５ワーク供給位置
１９一枚取り装置
２５スケルトン分離ユニット
２９スケルトンクランプ
３１製品集積位置
３５退避位置
３７製品受部材
３９スケルトン台車
４１スケルトン
４３スケルトン載置部
４５フオーク
４７上下作動部材

Claims

レーザ切断加工機によってレーザ切断加工された板状のワークの製品とスケルトンとを分離する製品分離方法であって、
（ａ）加工パレット上に板状のワークを載置し、レーザ切断加工機において前記ワークのレーザ切断加工を行う工程、
（ｂ）前記加工パレットを、前記レーザ加工機に隣接した位置のスケルトン分離位置へ移動した後、当該スケルトン分離位置の上方に上下動可能に備えたスケルトン分離ユニットによりスケルトンを保持して持上げることによってスケルトンと製品とを分離する工程、
（ｃ）前記加工パレット上からスケルトンを持上げた後、前記加工パレットと上昇した状態の前記スケルトン分離ユニットとの中間の高さ位置において前記スケルトン分離位置に出入自在なスケルトン台車を退避位置から前記スケルトン分離位置へ移動して、当該スケルトン台車の下部に上下動自在に備えたフオークを、前記加工パレット上の製品の下側へ進入し、前記加工パレット上から製品を持上げる工程、
（ｄ）前記スケルトン分離位置に位置する前記スケルトン台車上の上面に備えられたスケルトン載置部に、前記スケルトン分離ユニットによって持上げたスケルトンを載置する工程、
（ｅ）前記フオークを上昇して前記加工パレットから製品を持上げた後、前記スケルトン分離位置に隣接して備えられた製品集積位置へ、前記スケルトン載置部にスケルトンを載置した状態の前記スケルトン台車を移動し、当該製品集積位置に備えた製品受部材上へ製品を載置する工程、
の各工程を備えていることを特徴とする製品分離方法。
請求項１に記載の製品分離方法において、
（ｆ）前記スケルトン分離位置を間にして前記レーザ切断加工機の反対側に備えられたワーク供給位置において一枚取りされたワークの下方位置へ前記加工パレットを移動する工程、
（ｇ）前記加工パレット上に次の前記ワークを載置した後、前記スケルトン分離位置を通過して、前記レーザ切断加工機の位置へ前記加工パレットを移動する工程、
の各工程を備えていることを特徴とする製品分離方法。
レーザ切断加工機によってレーザ切断加工された板状のワークの製品とスケルトンとを分離する製品分離装置であって、
前記レーザ切断加工機によってレーザ切断加工される板状のワークを載置して、前記レーザ切断加工機に対応した位置と前記レーザ加工機に隣接した位置のスケルトン分離位置との間を往復動自在な加工パレットと、
前記スケルトン分離位置に備えられ、当該スケルトン分離位置に位置する加工パレット上の製品とスケルトンとを分離するために、前記加工パレット上のスケルトンを保持して持上げ自在なスケルトン分離ユニットと、
前記加工パレットの移動方向及び前記スケルトン分離ユニットの上下移動方向に対して直交する方向に移動自在かつ上昇した状態の前記スケルトン分離ユニットと前記加工パレットとの中間高さ位置において、退避位置と前記スケルトン分離位置及び当該スケルトン分離位置に隣接して備えた製品集積位置へ移動自在かつスケルトン載置部を上面に備えたスケルトン台車と、
前記スケルトン台車の下側に備えられ、前記加工パレット上の製品の下側へ進入自在かつ当該製品を持上げるべく上下動自在なフオークと、
前記スケルトン分離位置に位置する前記スケルトン台車の前記スケルトン載置部にスケルトンを載置自在な前記スケルトン分離ユニットと、
を備えていることを特徴とする製品分離装置。
請求項３に記載の製品分離装置において、前記スケルトン分離位置を間にして、前記レーザ切断加工機の反対側に、前記加工パレットに載置するための次のワークの一枚取りを行う一枚取り装置を上下動自在に備えたワーク供給位置を備えていることを特徴とする製品分離装置。
請求項３又は４に記載の製品分離装置に使用するスケルトン台車であって、加工パレット上の製品とスケルトンとを分離するためのスケルトン分離位置と退避位置との間を往復動自在な台車本体の上面に、スケルトンを載置するスケルトン載置部を備え、前記スケルトン分離位置に位置する前記加工パレットに支持されている製品の下側へ進入自在かつ前記製品を持上げるべく上下動自在なフオークを、前記台車本体の下側に備えていることを特徴とするスケルトン台車。