JP6710234B2 - 搬送装置及び製造システム - Google Patents

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ワークを搬送する搬送装置及びワークを加工する製造システムに関する。
近年、レーザ加工機等の加工機におけるワークの加工及び該加工に係るワークの搬入及び搬出を自動化した搬送システムが知られている。とりわけ、ワークがロードされるロードエリアと、加工後のワークがアンロードされるアンロードエリアとを備え、加工エリアでワークの加工中に、ロードエリアに加工待ちワークを準備しておき、加工後に、加工済ワークをアンロードエリアに退避させるとともに、ロードエリアから加工待ちワークを加工エリアに搬入できる搬送システムが提案されている(特許文献1参照)。
上述した搬送システムは、加工エリアからワークが完全にアンロードされるのを待たずに、ロードエリアに次のワークをロードできるため、加工工程以外の待機時間の低減に寄与する。
特開2017−109284号公報
ワークの加工工程では、例えば、ワークの後工程で利用するための目印、溶接のための罫書きライン、製造日付、製造ロット等をワークにマーキングする処理が行われる場合がある。
しかし、レーザ加工機において、レーザ加工とマーキング処理とを組み合わせて実行した場合には、レーザ加工機におけるワークの滞在時間が長くなるため、作業工程全体としてみると、作業効率の低下に繋がることがあった。
そこで、本発明は、ワーク加工の作業効率を高めることが可能な搬送装置及び製造システムを提供することを目的とする。
本発明の一態様としての搬送装置は、ワークにレーザ加工を施すレーザ加工機に前記ワークが載置されたパレットを搬送する搬送装置であって、前記ワークに対して施される付加処理を実行する付加処理部と、前記パレットの上方において前記付加処理部を直交二軸方向に移動させる駆動部と、前記付加処理のための付加処理情報に基づいて、前記ワークにおける特定位置に前記付加処理部を移動するように前記駆動部を制御する駆動制御部と、を備え、前記パレットの上方を開放する位置に前記付加処理部の待機位置と前記駆動部とを有する。
本発明に係る搬送装置によれば、ワークに対して付加的に施される付加処理がレーザ加工機以外の付加処理部によって実行されるため、ワーク加工の作業効率を向上させることができる。
また、付加処理部は、駆動部によって、パレットの上方において直交二軸方向に移動可能とされており、駆動部は、付加処理のための付加処理情報に基づいて、ワークにおいて、付加処理が施される特定位置に付加処理部を移動することができる。
これらの態様によれば、ワーク加工の作業効率を高めることが可能な搬送装置及び製造システムを提供できる。
図1は、本発明の実施形態に係る搬送装置1及びレーザ加工機100を側方からみた側面図である。 図2は、本発明の実施形態に係る搬送装置1及びレーザ加工機100を上方からみた平面図である。 図3は、本発明の実施形態に係る搬送装置1を説明する斜視図である。 図4は、本発明の実施形態に係る搬送装置1の構成を説明するブロック図である。 図5は、本発明の実施形態に係る搬送装置1における駆動制御を説明するフローチャートである。 図6は、付加処理部としてのピッキング装置60が適用された搬送装置1を説明する斜視図である。
[搬送装置の説明]
本発明の実施形態に係る搬送装置1について、図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態に係る搬送装置1及びレーザ加工機100を側方からみた側面図である。図2は、本発明の実施形態に係る搬送装置1及びレーザ加工機100を上方からみた平面図である。また、図3は、本発明の実施形態に係る搬送装置1を説明する斜視図である。
搬送装置1は、ワークWを搬送するものであり、ワークWに熱切断加工等を施すための加工機に隣接して配置される。本実施形態では、加工機がレーザ加工機100の場合について説明する。
本実施形態において、ワークWとは、金属を板状に成形したものであり、レーザ加工機100により所定のパーツを切断する加工或いはパーツに穴あけ加工が施されるものである。本実施形態では、レーザ加工機100によるレーザ加工前のワークWを未加工ワークと表し、レーザ加工済のワークWを加工済ワークと表す。また、加工済ワークから切り抜かれたパーツを製品ワークと表し、製品にならない部分を残材ワークと表す。
レーザ加工機100は、ワークWに対してレーザ光を照射して、ワークWに切断加工或いは穴あけ加工を施す。レーザ加工機100は、図示しないレーザ光源、レーザ駆動部、レーザ射出部等を備え、ワークWに対して熱密度の高いレーザ光を照射し、切断、穴あけ等の加工が可能とされている。レーザ加工機100は、後述する外部PCに接続されており、外部PCを介して、ワークWに対する加工情報を取得することができる。
図1に示すように、搬送装置1は、レーザ加工機100に向けてワークWを搬送するための搬送部10を備える。搬送部10は、ワークWが載置されたパレットPを支持して、レーザ加工機100の搬入出口101に隣接する位置において待機させる。パレットPは、所定のタイミングで、レーザ加工機100に向けて搬送されるように構成されている。
また、搬送装置1は、ワークWに対して施される付加的な処理を実行する付加処理部20と、パレットPの上方において直交二軸方向に付加処理部20を移動させる駆動部30とを備える。付加処理部20及び駆動部30は、レーザ加工機100の搬入出口101に隣接された搬送部10において、待機状態にあるパレットPの上方に配置されている。
搬送部10には、レーザ加工機100に向けて延びる搬送レール11が取り付けられている。
また、搬送レール11は、レーザ加工機100の搬入出口101から、レーザ加工機100の内部の搬送部(図示しない)に連結可能とされている。これにより、ワークWが載置されたパレットPは、搬送レール11に沿って、レーザ加工機100に搬送される、或いはレーザ加工機100から搬送部10に向けて搬出される。本実施形態では、レーザ加工機100に設けられた機構により、パレットPは、ワークWを載せた状態で、レーザ加工機100に搬出入される。
パレットPは、複数の突出した桟部(スラットという)が所定の間隔で配置された、いわゆるスキッドパレットである。
本実施形態において、搬送部10は、複数のパレットPを支持するパレット支持部12,13を備え、加工済ワークを載置したパレットPをレーザ加工機100から搬出した後、連続して、未加工ワークを載置したパレットPをレーザ加工機100へ搬入可能に構成された、いわゆるパレットチェンジャー機能を備える。
付加処理部20は、レーザ加工以外に、ワークWに対して施される付加的な処理を実行する。本実施形態においては、ワークWに、特定情報を印字することのできる印字装置である。印字装置として、インクを印字対象物に吹き付けて印字するインクジェットマーカを用いることができる。本実施形態では、インクジェットマーカによる印字処理は、レーザ加工機100への搬入前の未加工ワークに対して実行される。
インクジェットマーカによって、ワークWに印字される特定情報としては、バーコード、二次元コード等の識別コードや、製造日付、製造ロット等の製品を識別するための識別情報、後工程で利用するための目印、溶接のための罫書きライン等が挙げられる。
駆動部30は、ワークWが載置されたパレットPの上方において、搬送部10の搬送方向(X方向という)及び搬送方向に直交する方向(Y方向という)の直交二軸方向に付加処理部20を移動可能にする。
駆動部30は、付加処理部20をセットすることのできる可動部31と、可動部31をY方向に移動させるためのY軸レール32とを有するY軸ユニット33と、このY軸ユニット33の全体をX方向に移動させるためのX軸レール34とを有する。また、図示されていないが、可動部31をY軸レール32に沿って移動させるためのモータ、Y軸ユニット33の全体をX方向に移動させるためのモータ等が備えられている。
本実施形態では、付加処理部20によって付加処理が実行される前及び後は、搬送部10により搬送されるパレットPの上方を開放する位置に、駆動部30の可動部31を待機させる待機位置が設けられている。
また、図1及び図2には図示されていないが、搬送装置1は、駆動部30を制御するための駆動制御部40を備える。駆動制御部40の詳細は後述する。駆動部30は、駆動制御部40により制御されて、ワークWへ施す付加処理のための付加処理情報に基づいて、パレットPに載置されたワークWにおける特定位置に付加処理部20を移動するように構成されている。
搬送装置1は、上述した構成を備えることにより、付加処理部20(インクジェットマーカ)が駆動部30によって、パレットPに載置されたワークW、具体的には、未加工ワークにおいて切り抜かれる予定の製品ワークの特定位置に、識別コード、製品情報等の特定情報を印字することができる。
本実施形態においては、搬送装置1とレーザ加工機100とを備えた製造システムを構成することができる。
[搬送装置の機能構成の説明]
図4は、本発明の実施形態に係る搬送装置1を説明するブロック図である。搬送装置1は、上述した、搬送部10と、付加処理部20と、駆動部30と、これらに接続される駆動制御部40を備える。
駆動制御部40は、インタフェース41,42,43を介して、搬送部10,付加処理部20及び駆動部30のそれぞれと接続されている。
駆動制御部40は、ROM(Read Only Memory)44と、ROM44に記憶されている各種制御プログラムに従って各部を制御するCPU(Central Processing Unit)45と、CPU45のワークエリアとしてのRAM(Random Access Memory)46とを備える。
また、駆動制御部40は、外部PCと通信するための通信用インタフェース47を備える。駆動制御部40は、通信用インタフェース47により、ワークWに対する付加処理情報を、外部PCから取得する。
本実施形態において、外部PCとは、搬送装置1とは異なる装置として構成されており、搬送装置1の外部に設置されるものである。また、外部PCは、レーザ加工機100におけるレーザ加工のための加工情報及び付加処理部20における付加処理のための付加処理情報を作成したり編集したりすることのできる制御装置である。
本実施形態では一例として、外部PCでは、パレットP上におけるワークWの座標軸に関する情報に基づく未加工ワークへの製品ワークの配置(割り付け)や、レーザ加工に伴うレーザ出力等を含むレーザ加工のための加工情報を作成するための処理が行われる。
また、外部PCでは、パレットP上におけるワークWの座標軸に関する情報に基づく、製品ワークにおける付加処理(本実施形態においては、後述するマーキング処理)を施す位置や、付加処理に関する種々の情報等を含む付加処理情報を作成するための処理が行われる。
外部PCは、レーザ加工のための加工情報と、付加処理情報とを分離し、レーザ加工のための加工情報をレーザ加工機100に送り、付加処理情報を駆動制御部40を介して付加処理部20に送るように構成されている。
通信用インタフェース47としては、有線又は無線により外部PCと直接接続されるものであってもよい。また、いわゆるインターネット、無線LAN等の通信ネットワークを介する通信であってもよい。また、制御装置としては、外部PCのほか、種々の情報処理端末であってもよい。
また、外部PCは、上述の通信用インタフェース47を介して駆動制御部40に接続されているとともに、有線又は無線通信により直接、或いは、いわゆるインターネット、無線LAN等の通信ネットワークを介して、レーザ加工機100とも接続されており、レーザ加工のための加工情報を、レーザ加工機100に送ることができる。
駆動制御部40は、取得した付加処理情報を記憶するための記憶部48を備える。記憶部48には、搬送部10にワークWをレーザ加工機100へ搬出入するための動作を実行させるためのプログラムや、駆動部30を制御するためのプログラムが記憶されている。
また、駆動制御部40は、表示部49、操作部50等を備え、作業者に対して搬送装置1の稼働状況を表示できる。また、作業者からワークWに対する付加処理に関する入力を受け付けることができる。
本実施形態では、付加処理部20によって、未加工ワークに対して行う付加処理として、レーザ加工により切り出されて得られる製品ワークの所定位置に特定情報を印字することができる。
本実施形態では、駆動制御部40は、外部PCから付加処理情報を取得し、この付加処理情報に基づいて、ワークWにおける特定情報の印字位置を決定している。付加処理部20が特定情報を印字するために必要なワークWにおける印字位置の情報は、ワークWを平面とするXY座標系で特定することができる。この座標情報は、レーザ加工のための加工情報と共通化されている。
本実施形態においては、ワークWは、パレットPに載置されたままレーザ加工機100に搬出入される。このため、ワークWをパレットPから取り出して、別のパレットに移動させる必要がない。
上述した構成を有する搬送装置1によれば、外部PCから付加処理情報を取得し、この付加処理情報に基づいて、駆動部30を制御することによって、付加処理部20をワークWにおける特定位置に移動させることができる。また、付加処理部20(インクジェットマーカ)によって、ワークWの特定位置に、バーコード、二次元コード等の識別コード、製造日付、製造ロット等の製品情報、後工程で利用される目印、溶接のための罫書きライン等を印字することができる。
[駆動制御の説明]
図5は、本発明の実施形態に係る搬送装置1における駆動制御を説明するフローチャートである。
駆動制御部40は、搬送部10に未加工ワークがパレットPにセットされると、ステップS1において、付加処理部20による付加処理を実行するか否か判定する。本実施形態においては、インクジェットマーカによる印字の要否を判定する。
駆動制御部40は、印字が必要な場合には、ステップS2において、外部PCに対して、付加処理のための付加処理情報を要求する。駆動制御部40は、印字が不要な場合には、ステップS5に進む。
駆動制御部40は、ステップS3において、外部PCから取得した付加処理情報に含まれたXY座標情報を含む付加処理情報を駆動部30に送信する。また、ワークWに印字するための印字用データを付加処理部20に送信する。
ステップS4において、駆動制御部40は、付加処理部20及び駆動部30からの完了信号を待機する。
駆動制御部40は、付加処理部20から付加処理の完了信号を受信すると、ステップS5において、レーザ加工機100からのレーザ加工の完了信号を待機する。駆動制御部40は、完了信号を受信すると、ステップS6において、搬送部10に、ワークWの入れ替え動作を実行する指示を送る。
これにより、搬送部10において、レーザ加工機100から搬出された加工済ワークが載置されたパレットPが受け取られ、特定情報の印字が完了した未加工ワークが搬送部10からレーザ加工機100に搬入される。
また、ステップS7において、駆動制御部40は、次のワークWがあるか否か判定する。駆動制御部40は、次のワークがあれば、ステップS1に戻り、次のワークWがなければ、一連の処理を終了する。
[効果]
本実施形態に係る搬送装置1によれば、ワークWに対して施される加工の一部である識別コード、製品情報等の特定情報のマーキング処理が、レーザ加工機100の外において、先のワークWに対してレーザ加工が施されている待機時間に、付加処理部20によって実行される。
このため、レーザ加工機が切断加工或いは穴あけ加工以外の付加処理のために占有される時間を省略することができ、レーザ加工機100のパフォーマンスを、レーザによる切断加工或いは穴あけ加工に注力できる。したがって、作業工程全体としての作業効率を向上させることができる。
また、駆動部30によって、付加処理部20がパレットPの上方において直交二軸方向に移動可能とされている。また、駆動部30は、付加処理情報に基づいて、付加処理部20を、ワークWにおける必要な位置に移動させることができる。
通常、製品ワークの製造過程においては、1つのワークWから、残材ワークを可能な限り少なくして、複数の製品ワークを効率的に切り出すことが行われる。また、形状の異なる製品ワークを1つのワークWに多数配置するようにデザインされる場合もあり、この場合には、特定情報の印字位置の特定処理は複雑化する。
これに対して、本実施形態によれば、付加処理情報に含まれたワークWにおける印字位置を特定するためのXY座標情報は、レーザ加工機100によって使用される加工情報に含まれるXY座標情報と共通化されている。
このため、搬送装置1は、外部PCから送られた付加処理情報を使用することにより、パレットPに載置されたワークWの情報をCCDカメラ等を用いて改めて取得してXY座標情報を生成する処理等が不要であり、付加処理部20による処理時間を短縮することができる。また、搬送装置1は、外部PCから付加処理情報を取得することにより、ワークW上の位置を高精度で特定することができるため、ワークW上の正確な位置に付加処理を施すことができる。
また、加工済ワークでは、通常、個々の製品ワークと残材ワークとの間に切断による隙間が発生するため、搬送時などに、パレットPに対する製品ワークの位置関係が、この隙間分だけずれる可能性がある。
これに対して、搬送装置1は、外部PCにおいてレーザ加工のための加工情報とともに作成され、該加工情報と共通の座標軸情報を有する付加処理情報を使用することにより、製品ワークの切り出されていない未加工ワークであっても、ワークW上において、製品ワークになり得る予定の位置を高精度で特定できるため、製品ワークにおける所定の対応位置に、特定情報の印字を正確に行うことができる。
搬送装置1によれば、パレットPの上方に付加処理部20が移動可能に配置される。従来であれば、パレットPに対して付加処理を行う場合に、付加処理のための付加処理部を、パレットPを搬送するための搬送装置に並列して、或いは、搬送装置の搬送方向に連続する位置に設置する必要があった。これに対して、本願発明に係る搬送装置1によれば、パレットPの上方に付加処理部20が移動可能に配置されるため、付加処理部20を設置するスペースを省略できる。
搬送部10が、いわゆるパレットチェンジャー機能を備えることにより、前のワークWにレーザ加工機100においてレーザ加工が実行されている間に、次のパレットPの搬入準備が可能となるため、レーザ加工機100への搬出入にかかる時間を短縮することができる。これにより、作業効率を一層高めることができる。
また、付加処理部20によって付加処理が実行される前及び後は、搬送部10により搬送されるパレットPの上方を開放する位置に、駆動部30の可動部31を待機させる待機位置が設けられている。このため、パレットPの入れ替え作業を阻害することがない。
[変形例]
本実施形態に係る搬送装置1は、ワークWに対する付加処理を行う付加処理部として、ピッキング装置60を適用することも可能である。図6は、付加処理部としてのピッキング装置60が適用された搬送装置1を説明する斜視図である。
ピッキング装置60は、パレットPに載置されたワークWの表面に対する鉛直方向(Z軸方向)に移動させるためのZ軸レールと、図6には図示されていないモータ等から構成されるZ軸搬送機構61と、Z軸搬送機構61によってZ軸方向に移動可能に取り付けられたピッキング機構62とを有する。本変形例において、ピッキング機構62の一例として、例えば、吸引機構、マグネット機構、クランプ機構等が挙げられる。吸引機構が使用される場合、吸引機構は、ワークに吸着するための真空パットと、負圧を発生させるための負圧発生器等を備える。
ピッキング装置60が吸引機構を備える場合には、吸引機構をワークWに押し当てるまで下降させて、負圧によってワークWを吸引し搬送することができる。この状態で、ワークWをZ軸方向に上昇させて、さらに、上述の駆動部30を動作させることにより、パレットPの上方において、X軸方向、Y軸方向にも可動とされている。
この構成により、加工済ワークから吸引搬送された製品ワークを、搬送部10に並行して配置されたワーク台70に移動することができる。
すなわち、ピッキング装置60は、駆動部30と併せることで、加工済ワークから製品ワークを取り外して仕分けする仕分装置を構成することができる。
本変形例においても同様に、駆動制御部40は、外部PCにおいてレーザ加工のための加工情報とともに作成され、該加工情報と共通の座標軸情報を有する付加処理情報を取得し、この付加処理情報に基づいて、ピッキング装置60をピックアップすべきワークWの位置に高精度に移動させることができる。
このため、ワークW上に複数種類の製品ワークが形成される場合や、小サイズの製品ワークが形成される場合であっても、精度良く、所望の製品ワークをピックアップすることが可能となる。
なお、本変形例において、ピッキング装置60によって、仕分け作業が実行される前及び後は、パレットPの上方を開放する位置に、ピッキング装置60の待機位置が設けられている。このため、パレットPの入れ替え作業を阻害することがない。
[その他の実施形態]
本実施形態では、搬送装置1は、レーザ加工機100の代わりに、例えば、プレス機等、他の加工装置とともに用いてもよい。この場合であっても、外部PCから、例えば、プレス機等、他の加工装置等において用いられる加工情報とともに作成され、該加工情報と共通の座標軸情報を有する付加処理情報を取得することができる。
また、搬送部10において、付加処理が施される順番は、上述の例に限定されない。加工済ワークを載せたパレットがレーザ加工機100から搬出され、続いて、次の未加工ワークを載せたパレットがレーザ加工機100に搬入された後に、搬出後の加工済ワークに、上述した付加処理を実行するように構成することもできる。
搬送装置1では、付加処理部20として、ワークWに表面処理加工を施す表面処理装置が用いられてもよい。また、付加処理部20として、パレットPを清掃するための装置が用いられてもよい。
搬送装置1は、付加処理部20をセットすることのできるY軸ユニット33を、X軸レール34の一方の端部と他方の端部とに2つ備えることもできる。例えば、上述した付加処理部20として、一方のユニットにインクジェットマーカを備え、他方のユニットに表面処理装置を備えれば、レーザ加工機100によるレーザ加工の待機時間の間に、複数の付加処理を実行することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は、本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
1 搬送装置
10 搬送部
11 搬送レール
12 パレット支持部
20 付加処理部
30 駆動部
31 可動部
32 Y軸レール
33 Y軸ユニット
34 X軸レール
40 駆動制御部
41 インタフェース
44 ROM
45 CPU
46 RAM
47 通信用インタフェース
48 記憶部
49 表示部
50 操作部
60 ピッキング装置
61 Z軸搬送機構
62 ピッキング機構
70 ワーク台
100 レーザ加工機
101 搬入出口

Claims (5)

  1. ワークにレーザ加工を施すレーザ加工機に前記ワークが載置されたパレットを搬送する搬送装置であって、
    前記ワークに対して施される付加処理を実行する付加処理部と、
    前記レーザ加工機による加工済ワークを載置した前記パレットを前記レーザ加工機から搬出した後、連続して、未加工ワークを載置した前記パレットを前記レーザ加工機へ搬入可能に構成された搬送部と、
    前記搬送部に設けられて、前記パレットの上方において前記付加処理部を直交二軸方向に移動させる駆動部と、
    前記付加処理のための付加処理情報に基づいて、前記ワークにおける特定位置に前記付加処理部を移動するように前記駆動部を制御する駆動制御部と、
    を備え、
    前記駆動部は、前記パレットの搬送方向に沿って延在する一対のX軸レールと、前記搬送方向と直交する方向に沿って延在するY軸レールと、前記付加処理部を前記Y軸レールに沿って移動させる可動部と、前記可動部及び前記Y軸レールを前記X軸レールに沿って移動させる移動部とを含み、
    前記一対のX軸レールは、平面視において、前記パレットに重ならない位置に配置されるとともに、前記搬送方向における前記レーザ加工機側と反対側のそれぞれの端部が、少なくとも前記パレットの支持面を超えて延在し、
    前記Y軸レールは、前記一対のX軸レールに跨がって設けられ、
    前記X軸レールの少なくとも反対側の端部に、前記付加処理部の待機位置が構成される、
    搬送装置。
  2. 請求項1に記載の搬送装置において、
    前記付加処理情報は、前記レーザ加工機において実行されるレーザ加工のための加工情報と共通の座標軸情報に基づいて作成されたものである、
    搬送装置。
  3. 請求項1又は2に記載の搬送装置において、
    前記付加処理部は、前記ワークに識別情報を印字するための印字装置である、
    搬送装置。
  4. 請求項1又は2に記載の搬送装置において、
    前記付加処理部は、レーザ加工済みの製品ワークをピッキングするためのピッキング装置である、
    搬送装置。
  5. 請求項1からのいずれか1項に記載の搬送装置と、
    前記搬送装置から前記ワークを受け取ってレーザ加工を施すレーザ加工機と、
    を備えた製造システム。
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