JP2001113392A - 熱切断加工機における板材搬入搬出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 素材の供給、加工済み素材の搬出、製品とス
ケルトンとの分離、および製品の倉庫収納までを連続自
動運転可能な熱切断加工機における板材搬入搬出装置の
提供。 【解決手段】 熱切断加工機の加工テーブル１９を立体
倉庫１１最下段のパレット収納棚９Ｌ内へ進退自在に設
け、該最下段のパレット収納棚内の素材パレット５上の
素材Ｗおよび前記加工テーブル上の加工済み素材Ｗ’の
周辺部を吸着把持可能な吸着手段３９を設け、該加工テ
ーブル上の素材の下方へ進退自在かつ昇降自在なフォー
ク５１と、前記最下段のパレット収納棚内へ進退自在な
製品パレット３５とを前記最下段のパレット収納棚に隣
接して設け、該製品パレットまたは素材パレットを昇降
保持可能な走行リフタ３５を前記隣接位置と前記最下段
のパレット収納棚位置との間を移動自在に設け、前記素
材パレットの下へ進退自在のスクラップボックス３６を
設けた熱切断加工機における板材搬入搬出装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は熱切断加工機におけ
る板材搬入搬出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の熱切断加工機における板材搬入搬
出装置として、例えば、実公平４−３７４１号公報に
は、２軸光軸移動タイプのレーザ加工機（１）の加工ス
テーション（Ｓ）の両側に、パレットの搬送装置（３
３，３５）を設けた例が開示されている。

【０００３】上述の板材搬入搬出装置は、一側のパレッ
トの搬送装置（３３）のパレット（９）にワーク（Ｗ）
を載置の後、加工ステーション（Ｓ）に搬入し、レーザ
加工機（１）でレーザ加工を実施している間に、他側の
パレットパレットの搬送装置（３５）で加工ステーショ
ン（Ｓ）から搬出したパレット（９）上の製品を作業者
が取り出して、新たなワークＷを載置するという段取り
を行うものである。

【０００４】この板材搬入搬出装置によって、レーザ加
工機へのワークの供給および製品の搬出が自動化され、
またレーザ加工機の稼働率を向上させることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述の如き従来のレー
ザ加工に対する機板材搬入搬出装置においては、素材の
搬入と製品の搬出とを自動化し、また加工中に次の素材
搬入の段取りを実施することによりレーザ加工機の稼働
率を向上させる大きな効果があった。

【０００６】しかし、作業者には、加工ステーション
（Ｓ）か搬出したパレット（９）上の素材から製品部分
とスケルトン（骨格残材）とを分離するという面倒な作
業が残っており、素材の搬入から製品の搬出および製品
とスケルトンの分別までの完全自動化とはなっていな
い。

【０００７】本発明は上述の如き問題を解決するために
成されたものであり、本発明の課題は、素材の供給、加
工済み素材の搬出、加工済み素材から製品とスケルトン
（骨格残材）との分離、および分離した製品の倉庫収納
までの一連の工程が連続自動運転可能な熱切断加工機に
おける板材搬入搬出装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
として請求項１に記載の熱切断加工機における板材搬入
搬出装置は、軌道上を移動可能な加工テーブルを備えた
熱切断加工機を多段立体倉庫に隣接して設け、前記熱切
断加工機の加工テーブルを前記多段立体倉庫最下段のパ
レット収納棚内へ進退自在に設け、前記最下段のパレッ
ト収納棚内へ搬入した素材パレット上の素材および前記
最下段のパレット収納棚内へ移動した前記加工テーブル
上の加工済み素材の周辺部を吸着把持可能な吸着手段を
昇降自在に設け、前記加工テーブルの素材支持面下方へ
進退自在かつ昇降自在なフォークと、前記最下段のパレ
ット収納棚内へ進退自在な製品パレットとを前記最下段
のパレット収納棚に隣接して設け、該製品パレットまた
は素材パレットを昇降保持可能な走行リフタを前記隣接
位置と前記最下段のパレット収納棚位置との間を移動自
在に設けると共に、前記最下段のパレット収納棚に搬入
した素材パレットの下方空間へスクラップボックスを進
退自在に設けたことを要旨とするものである。

【０００９】請求項２に記載の熱切断加工機における板
材搬入搬出装置は、請求項１に記載の熱切断加工機にお
ける板材搬入搬出装置において、前記吸着手段は、吸着
パッドを格子状に配列してなる吸着手段において、前記
吸着パッドの一部を複数種の定尺素材の四辺または２辺
に対応する位置に配列し、該一部の吸着パッドを定尺素
材の種類に応じて個別に吸着制御可能に設けたことを要
旨とするものである。

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
によって説明する。

【００１０】図１〜図４は本発明に係る熱切断加工機に
おける板材搬入搬出装置の説明図である。なお、図１は
板材搬入搬出装置１の正面図、図２および図３は図１の
右側面図と上面図である。

【００１１】図１、図３に示すように、熱切断加工機と
してのレーザ加工機３の右側（図１、図３において右
側）には、板金材などの板状の素材Ｗを積載した素材パ
レット５を収納する収納棚９Ｗおよび製品Ｐを積載した
製品パレット７を収納する収納棚９Ｐを複数段備えた多
段立体倉庫１１が設置してある。

【００１２】前記レーザ加工機３は、いわゆる２軸光軸
移動タイプのレーザ加工機であって、レーザ加工機本体
１３の前側に基台１５を設け、この基台１５上部のレー
ザ加工ステーションＳ１に素材Ｗを支持する多数のスキ
ッド板１７を適当な間隔で配置したレーザ加工テーブル
１９が配置してある。

【００１３】上述のレーザ加工テーブル１９は、レーザ
加工ステーションＳ１と、後に詳述する多段立体倉庫１
１の板材供給搬出ステーションＳ２との間に敷設した軌
道２１上を走行自在に設けてある。なお、レーザ加工テ
ーブル１９のサイズは前記多段立体倉庫１１の素材パレ
ット５（または製品パレット７）とほぼ同サイズに設け
てあり、ＮＣ制御装置（図示省略）の制御の下に両ステ
ーション（Ｓ１、Ｓ２）間を往復自在に設けてある。

【００１４】レーザ加工テーブル１９の上方空間には、
レーザ加工機３からＹ軸方向（図３の上下方向）に水平
に延伸するアーム２３が設けてある。このアーム２３は
Ｘ軸方向（図３の左右方向）に移動位置決め自在に設け
てあり、さらにアーム２３にはＹ軸方向に移動位置決め
自在、かつＺ軸方向に昇降自在のレーザ加工ヘッド２５
が設けてある。なおアーム２３およびレーザ加工ヘッド
２５の移動位置決め手段は公知であり、かつ本発明の要
旨に係わらないのでその説明を省略する。

【００１５】上記構成のレーザ加工機３において、レー
ザ加工テーブル１９のスキッド板１７上に載置された素
材Ｗに対して、レーザ加工ヘッド２５をＸ軸方向および
Ｙ軸方向に移動すると同時にレーザ発振器（図示省略）
からのレーザビームを集光照射することにより所望のレ
ーザ加工を行うことができる。

【００１６】さて、図１、図２に示すように、前記多段
立体倉庫１１の最下段のパレット収容棚９Ｌには、素材
パレット５が軌道２７上に移動可能に配置してある。こ
の軌道２７は前記レーザ加工機３のＹ軸に平行に、かつ
最下段のパレット収容棚９Ｌ右方の製品パレット待避ス
テーションＳ３まで延伸して設けてあり、また、後述す
る多段立体倉庫１１のエレベータ上に設けた軌道２９に
接続可能である。

【００１７】なお、上述の製品パレット待避ステーショ
ンＳ３は、多段立体倉庫１１のエレベータ４１と反対側
の位置に隣接して設けてある。また、軌道２７および軌
道２９は、前記レーザ加工テーブル１９が走行する軌道
２１に直交する方向に設けてある。

【００１８】素材パレット５および製品パレット７に
は、前記軌道２７および軌道２９を走行するための走行
用の車輪３１が設けてある。また、前記最下段のパレッ
ト収容棚９Ｌに素材パレット５が在るときには、製品パ
レット７は製品パレット待避ステーションＳ３に在る。

【００１９】図２によく示されているように、前記最下
段のパレット収容棚９Ｌの下方には、前記軌道２７に平
行な軌道３３が製品パレット待避ステーションＳ３から
多段立体倉庫１１のエレベータ４１の下方位置まで延伸
して設けてある。

【００２０】軌道３３上には、素材パレット５または製
品パレット７を昇降させる車輪３４を備えた自走式走行
リフタ３５と自走式のスクラップボックス３６とが移動
自在に設けてある。なお、スクラップボックス３６は、
前記最下段のパレット収容棚９Ｌに配置された素材パレ
ット５の下と、前記エレベータ４１の下との間を移動自
在であり、常時は素材パレット５の下方に位置してい
る。

【００２１】前記最下段のパレット収容棚９Ｌに位置す
る素材パレット５または製品パレット７の上方空間に
は、枠組構造体３８にバキュームパットまたはマグネッ
トなどの吸着パッド３７を格子状に配列した吸着手段３
９が図示省略のシリンダにより昇降自在に設けてある。

【００２２】図４は、上述の吸着パッド３７の配列を示
したものであり、吸着パッド３７の位置を４行６列の行
列Ａij（ｉ＝1，2，3，4、ｊ＝1，2，…，6）で表して
ある。

【００２３】例えば、３’×６’（914mm×1,829mm）の
定尺材のエリア内には、Ａij（ｉ＝2，3，4，j＝1，2，
3，4）の成分（Ａ21，Ａ22，Ａ23，Ａ24，Ａ31，Ａ32，
Ａ33，Ａ34，Ａ41，Ａ42，Ａ43，Ａ44）が含まれ、４’
×８’（1,219mm×2,438mm）の定尺材のエリア内には、
Ａij（ｉ＝1，2，3，4、ｊ＝1，2，…，6 ）の全成分が
含まれている。

【００２４】上述の如く配列した吸着パッド３７は、個
別に吸着操作を制御できる様に設けてあり、例えば、
３’×６’の定尺材全体を吸着把持する場合には、Ａij
（ｉ＝1，2，3，4、ｊ＝1，2，…，6）の内、ｉ＝2，
3，4，、j＝1，2，3，4 に位置する吸着パッド３７（Ａ
21，Ａ22，Ａ23，Ａ24，Ａ31，Ａ32，Ａ33，Ａ34，Ａ4
1，Ａ42，Ａ43，Ａ44）のみを作動させる。

【００２５】また、３’×６’定尺材において４辺の周
辺部のみを吸着把持したい場合には、上述の３’×６’
定尺材全体を吸着把持する場合において、Ａ32，Ａ33を
オフにすることにより内部（周辺部以外）を吸着しない
様にできる。また、２辺の周辺部のみを吸着把持させる
こともできる。

【００２６】次に、４’×８’の定尺材全体を吸着把持
する場合には、Ａij（ｉ＝1，2，3，4、ｊ＝1，2，…，
6）の全吸着パッド３７を作動させる。また、４’×
８’定尺材において、４辺の周辺部のみを吸着把持した
い場合には、全吸着パッド３７の内、Ａ22，Ａ23，Ａ2
4，Ａ25，およびＡ32，Ａ33，Ａ34，Ａ35，をオフにす
ることにより内部（周辺部以外）を吸着しない様にでき
る。また、２辺の周辺部のみを吸着把持させることもで
きる。

【００２７】なお、上述の定尺材以外の不定形の素材に
おいても、素材の形状に対応する位置の吸着パッド３７
を使用することにより、効率的な吸着を行うことが可能
である。

【００２８】前記最下段のパレット収容棚９Ｌに位置す
る素材パレット５（または製品パレット７）と吸着手段
３９の間の空間には、前記レーザ加工テーブル１９が出
入する板材供給搬出ステーションＳ２が設けてある。

【００２９】なお、板材供給搬出ステーションＳ２と
は、素材パレット５からレーザ加工テーブル１９へ素材
を供給する操作、加工済み素材Ｗ’から製品Ｐとスケル
トン（骨格残材）Ｓとを分離する操作、および分離した
製品Ｐとスケルトン（骨格残材）Ｓの搬出操作等を行う
ステーションを意味するものとする。

【００３０】図２、図３によく示されるように、前記多
段立体倉庫１１には、各段の収容棚９（Ｗ、Ｐ）に収納
した素材パレット５または製品パレット７を所望の棚へ
出し入れ可能な公知のエレベータ４１が設けてある。

【００３１】上述のエレベータ４１は、前記製品パレッ
ト待避ステーションＳ３と反対側の側面（図２の左側）
に設けてある。また、図示省略のウインチなどの駆動手
段により、多段立体倉庫１１の収容棚９（Ｗ、Ｐ）に沿
って上下動自在に設けてあり、かつ、素材パレット５や
製品パレット７に係脱自在のフックを備えた自走式のト
ラバーサ４３がガイドレール４５に沿ってＹ軸方向（図
２の左右方向、図３では上下方向）へ進退自在に設けて
ある。

【００３２】製品パレット待避ステーションＳ３の上方
にはローダ４７が設けてある。ローダ４７は、前記レー
ザ加工機３のＹ軸と平行に、かつ水平に設けた２本のロ
ーダレール４９に懸垂されており、図示省略の駆動手段
によって、板材供給搬出ステーションＳ２に位置するレ
ーザ加工テーブル１９に対して接近離反自在に設けてあ
る。

【００３３】ローダ４７には、板材供給搬出ステーショ
ンＳ２に位置するレーザ加工テーブル１９側に歯先を向
けたフォーク５１がほぼ水平に設けてあり、またこのフ
ォーク５１は図示省略のシリンダにより昇降自在に設け
てある。

【００３４】なお、フォーク５１の歯は、前記レーザ加
工テーブル１９のスキッド板１７の間に入る幅に設けて
あり、かつスキッド板１７の配列ピッチに対してと半ピ
ッチずらして設けてある。また、フォーク５１の昇降動
作は、レーザ加工テーブル１９の素材支持面ＷＬを中心
に適宜な上下ストロークが可能に設けてある。

【００３５】上述のフォーク５１の歯の長さは、レーザ
加工テーブル１９のＹ軸方向の長さにほぼ等しく設けて
あり、ローダ４７が製品パレット待避ステーションＳ３
の右端（図２において右端）に後退したとき、フォーク
５１はレーザ加工テーブル１９上から離脱可能となって
いる。

【００３６】なお、本発明の板材搬入搬出装置が対象と
する熱切断加工機には、上述の実施の形態におけるレー
ザ加工機に代えて、例えば、プラズマ切断加工機を当て
ることもできる。

【００３７】次に、上記構成の板材搬入搬出装置の動作
について、図５〜図１４を参照しながら説明する。な
お、動作説明は素材Ｗのサイズが４’×８’（1,219mm
×2,438mm）の定尺材を扱う場合を例に説明する。

【００３８】まず、これから加工する素材Ｗを積載した
素材パレット５を多段立体倉庫１１の収納棚９Ｗからエ
レベータ４１を使用して最下段のパレット収容棚９Ｌに
搬入し（図５の［１］）、続いて吸着手段３９を下降
（図５の［２］）させて、素材パレット５から一番上の
素材Ｗを全吸着パッド３７を作動させて吸着把持して持
ち上げ、素材パレット５上方空間に待機（図６の
［３］）させると共に、素材パレット５をエレベータ４
１上へ待避（図６の［４］）させる。

【００３９】なお、上述の［１］〜［４］の動作中、製
品パレット７、走行リフタ３５およびフォーク５１は製
品パレット待避ステーションＳ３に、スクラップボック
ス３６は最下段のパレット収容棚９Ｌへ搬入した素材パ
レット５の下に位置しており、レーザ加工機３では、こ
れから説明する工程によって先に搬入された素材Ｗが加
工中である。

【００４０】次に、先に搬入した素材Ｗのレーザ加工が
完了したら、レーザ加工テーブル１９を吸着手段３９の
下方の板材供給搬出ステーションＳ２へ移動（図７の
［５］）させ、続いて、ローダ４７を作動させ、フォー
ク５１をレーザ加工テーブル１９のスキッド板１７に支
持された加工済み素材Ｗ’の下に挿入（図８の［６］）
し、若干上方に持ち上げて加工済み素材Ｗ’をすくい上
げる（図８の［７］）。

【００４１】なお、動作［６］に先立ち、フォーク５１
の上面がレーザ加工テーブル１９の素材支持面ＷＬより
若干下降した状態にしてある。

【００４２】続いて、フォーク５１を前述の製品パレッ
ト待避ステーションＳ３に戻す（図９の［８］）。その
後、レーザ加工テーブル１９の上方空間に待機していた
吸着手段３９の吸着パッド３７を開放して、吸着してい
た素材Ｗをレーザ加工テーブル１９上に載置（図９の
［９］）する。次いで、レーザ加工テーブル１９をレー
ザ加工機３のレーザ加工ステーションＳ１に戻し、レー
ザ加工を開始（図９の［１０］）する。

【００４３】次いで、レーザ加工テーブル１９をレーザ
加工ステーションＳ１に戻した後、加工済み素材Ｗ’を
素材支持面ＷＬの若干上方の高さに保持した前記フォー
ク５１を板材供給搬出ステーションＳ２に移動させる
（図１０の［１１］）。続いて、スクラップボックス３
６をエレベータ４１の下方に移動させる（図１０の［１
２］）と共に、走行リフタ３５を上昇作動させて、製品
パレット７を持ち上げて製品パレット待避ステーション
Ｓ３から板材供給搬出ステーションＳ２に移動（図１０
の［１３］）させる。

【００４４】次いで、吸着手段３９を下降させ、フォー
ク５１上に保持している加工済み素材Ｗ’の周辺部（ス
ケルトン部分）のみを吸着パッド３７に吸着把持（図１
１の［１４］）すると共に、製品パレット７を積載した
最上層の製品Ｐがフォーク５１の直下に位置するように
上昇（図１１の［１５］）させる。

【００４５】なお、加工済み素材Ｗ’の周辺部（スケル
トン）のみを吸着把持する場合には、４行６列の格子状
に配列した吸着手段３９の全吸着パッド３７の内、Ａ2
2，Ａ23，Ａ24，Ａ25，およびＡ32，Ａ33，Ａ34，Ａ3
5，に位置する吸着パッド３７をオフにすることによ
り、加工済み素材Ｗ’の内側（製品部分）を吸着把持し
ない様にできる。

【００４６】上述の状態において、フォーク５１を後退
（図１２の［１６］）させると、加工済み素材Ｗ’から
切断加工した製品Ｐのみが分離して下の製品パレット７
の上に落下積載される。このとき製品Ｐは、その外周が
スケルトンＳの内周の厚み部分により止められるため、
フォーク５１と共に持ち去られることはなく、フォーク
５１が待避すると、製品Ｐは製品パレット７の上に垂直
に落下する。

【００４７】最後に、製品パレット７とスクラップボッ
クス３６とを元の位置に戻してから（図１３の［１７］
［１８］）、吸着手段３９をスクラップボックス３６の
直上まで下降（図１３の［１９］）させ、吸着パッド３
７をオフにして、加工済み素材Ｗ’の周辺部（スケルト
ン部分）の吸着把持を開放して、スケルトンＳをスクラ
ップボックス３６内に落下させた後、元の位置まで上昇
させる（図１４の［２０］）。

【００４８】以後、次の加工用の素材を供給する場合、
動作［１］から動作［２０］を繰り返す。

【００４９】なお、素材パレット５をエレベータ４１に
より、多段立体倉庫１１の上部の空棚９Ｗへ返納した
後、製品パレット７を最下段のパレット収容棚９Ｌに移
動すれば、エレベータ４１により多段立体倉庫１１の上
部の空棚９Ｐへ収納することができる。

【００５０】

【発明の効果】請求項１または請求項２の発明によれ
ば、素材の供給、加工済み素材の搬出、加工済み素材か
ら製品とスケルトン（骨格残材）との分離、および分離
した製品の倉庫収納までの一連の工程が連続自動運転可
能となる。

【００５１】また、製品のみがパレットに集積できるの
で、次の工程へパレットをそのまま搬送することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる熱切断加工装置に対する板材搬
入搬出装置の説明図（正面図）。

【図２】本発明に係わる熱切断加工装置に対する板材搬
入搬出装置の説明図（図１の右側面図）。

【図３】本発明に係わる熱切断加工装置に対する板材搬
入搬出装置の説明図（図１の上面図）。

【図４】本発明に係わる吸着手段の吸着パッドの配列お
よび吸着把持動作を説明する図。

【図５】本発明に係わる熱切断加工装置に対する板材搬
入搬出装置の動作説明図。

【図６】本発明に係わる熱切断加工装置に対する板材搬
入搬出装置の動作説明図。

【図７】本発明に係わる熱切断加工装置に対する板材搬
入搬出装置の動作説明図。

【図８】本発明に係わる熱切断加工装置に対する板材搬
入搬出装置の動作説明図。

【図９】本発明に係わる熱切断加工装置に対する板材搬
入搬出装置の動作説明図。

【図１０】本発明に係わる熱切断加工装置に対する板材
搬入搬出装置の動作説明図。

【図１１】本発明に係わる熱切断加工装置に対する板材
搬入搬出装置の動作説明図。

【図１２】本発明に係わる熱切断加工装置に対する板材
搬入搬出装置の動作説明図。

【図１３】本発明に係わる熱切断加工装置に対する板材
搬入搬出装置の動作説明図。

【図１４】本発明に係わる熱切断加工装置に対する板材
搬入搬出装置の動作説明図。

【符号の説明】

１ 板材搬入搬出装置 ３ レーザ加工機 ５ 素材パレット ７ 製品パレット ９Ｌ 最下段のパレット収容棚 ９Ｐ、９Ｗ 収納棚 １１ 多段立体倉庫 １３ レーザ加工機本体 １５ 基台 １７ スキッド板 １９ レーザ加工テーブル ２１、２７、２９、３３ 軌道 ２３ アーム ２５ レーザ加工ヘッド ３１、３４ 車輪 ３５ 走行リフタ ３６ スクラップボックス ３７ 吸着パッド ３８ 枠組構造体 ３９ 吸着手段 ４１ エレベータ ４３ トラバーサ ４５ ガイドレール ４７ ローダ ４９ ローダレール ５１ フォーク Ｐ 製品 Ｓ スケルトン（骨格残材） Ｓ１ レーザ加工ステーション Ｓ２ 板材供給搬出ステーション Ｓ３ 製品パレット待避ステーション Ｗ 素材 Ｗ’ 加工済み素材 ＷＬ 素材支持面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軌道上を移動可能な加工テーブルを備え
   た熱切断加工機を多段立体倉庫に隣接して設け、前記熱
   切断加工機の加工テーブルを前記多段立体倉庫最下段の
   パレット収納棚内へ進退自在に設け、前記最下段のパレ
   ット収納棚内へ搬入した素材パレット上の素材および前
   記最下段のパレット収納棚内へ移動した前記加工テーブ
   ル上の加工済み素材の周辺部を吸着把持可能な吸着手段
   を昇降自在に設け、前記加工テーブルの素材支持面下方
   へ進退自在かつ昇降自在なフォークと、前記最下段のパ
   レット収納棚内へ進退自在な製品パレットとを前記最下
   段のパレット収納棚に隣接して設け、該製品パレットま
   たは素材パレットを昇降保持可能な走行リフタを前記隣
   接位置と前記最下段のパレット収納棚位置との間を移動
   自在に設けると共に、前記最下段のパレット収納棚に搬
   入した素材パレットの下方空間へスクラップボックスを
   進退自在に設けたことを特徴とする熱切断加工機におけ
   る板材搬入搬出装置。
2. 【請求項２】 前記吸着手段は、吸着パッドを格子状に
   配列してなる吸着手段において、前記吸着パッドの一部
   を複数種の定尺素材の四辺または２辺に対応する位置に
   配列し、該一部の吸着パッドを定尺素材の種類に応じて
   個別に吸着制御可能に設けたことを特徴とする請求項１
   に記載の熱切断加工機における板材搬入搬出装置。