JP2001259957A - ワーク搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工作業における、ワーク加工後の製品と廃
材との分別，回収を、比較的簡単な構造によって自動化
することができ、且つ保守性の良いワーク搬送装置を得
ること。 【解決手段】 ワーク搬送装置において、加工前のワー
クを蓄積するワークストッカ部３と、このワークストッ
カ部３からワークを取り出し搬送する吸着ユニット３１
と、ワークを加工するレーザ加工機２と、吸着ユニット
３１によって供給されるワークを加工パレット５１に載
置しレーザ加工機２との間で授受を行うワーク・製品載
置部５と、レーザ加工機２により加工され分離すべき製
品と廃材とを形成したワークを加工パレット５１から掬
い上げ搬送するフォークユニット４と、フォークユニッ
ト４により搬送された廃材の外周縁部を把持する廃材ク
ランプ装置８と、廃材クランプ装置８により廃材の外周
縁部が把持された状態でフォークユニット４を引き抜く
ことにより廃材と分離される製品を回収する製品回収部
６と、製品と分離された廃材を回収する廃材回収部７と
を備えたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はワーク搬送装置に
関し、特に、加工処理後のワークを加工処理部から回収
し、且つ製品と廃材（スケルトン）とを自動的に分別す
るワーク搬送装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以下、加工の種類として、レーザ加工の
場合を例に挙げて説明することとする。従来のワーク搬
送装置を図１８及び図１９に示す。図１８及び図１９
は、従来のワーク搬送装置を説明するための概略図であ
り、図１８は平面図、図１９は正面図である。図１８及
び図１９に示すワーク搬送装置は、レーザ加工機１０２
の側方位置に設けられており、ワークストッカ部１０
３，フォークユニット１０４，ワーク・製品載置１０
５，製品パレット回収部１０７を備えている。

【０００３】このワーク搬送装置の動作について説明す
る。まず、ワークストッカ部１０３に収納されている複
数のワークパレット１３３から特定の１つを選択し、リ
フター１３４によってそのワークパレット１３３を吸着
ユニット１３１の下方へ移動させる。吸着ユニット１３
１は、吸着パット１３２によりワークパレット１３３に
積載されているワークのうち最上部にある１枚を吸着
し、吸着ユニット走行ガイド１３５上を図中右方向へ移
動する。ワークを吸着した吸着ユニット１３１は、ワー
ク・製品載置部１０５の上方まで移動した後、停止し、
加工パレット１５１上にワークを降ろし、載置する。ワ
ークを載置された加工パレット１５１は、レーザ加工機
１０２へ搬入され、ワークに対するレーザ加工が行われ
る。加工と同時に、吸着ユニット１３１は、ワークスト
ッカ部１０３内の待機位置へ戻る。レーザ加工が終了す
ると、加工パレット１５１はワーク・製品載置部１０５
へ戻される。

【０００４】次に、フォークユニット１０４のフォーク
１４１がその下降端まで下がり、フォークユニット走行
ガイド１４２上を、加工パレット１５１上に載置されて
いるワークの下部まで図中右方向へ移動し、一旦停止す
る。停止後、フォーク１４１がワークの底面に接するま
で上昇し、加工パレット１５１上の製品と廃材（スケル
トン）とが形成された状態のワークを掬い上げる。

【０００５】フォーク１４１にワークを載せた状態でフ
ォークユニット１０４は、製品パレット回収部１０７上
方まで移動する。次に、製品パレットリフタ１７１をワ
ーク積載高さ位置まで上昇させる。このワーク積載高さ
位置とは、製品パレット１７２に設けられた複数本の棒
状の製品ストッパー１７３がフォーク１４１の隙間を通
り、製品ストッパー１７３の上端部がフォーク１４１に
載せられたワークよりも高い位置に達する高さを指す。
この状態でフォーク１４１を図中左方向へ引き戻すと、
ワークは製品ストッパー１７３によって製品パレット１
７２上に残り、積載される。以上の動作を繰り返すこと
により、ワークパレット１３３上に積載されたワークを
レーザ加工機１０２へ供給し、加工されたワークを製品
パレット１７２上に回収していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来のワーク搬送装置においては、レーザ加工後のワー
クが製品と廃材とに分別されず、同一の製品パレット１
７２上に回収されるため、後工程で作業者等によって製
品と廃材とを分別しなければならないといった問題があ
った。

【０００７】ここで、第二の従来例として、加工された
ワークを製品と廃材とに自動で仕分けする機能を有する
ワーク搬送装置として、例えば、特開平５−９６３９０
号公報に示されるものがあった。この第二の従来のワー
ク搬送装置は、主として、チェ−ンリフター装置と、パ
レット受渡装置と、ワーク搬入装置と、パレット引出装
置と、製品廃材搬出仕分け装置とで構成されている。

【０００８】しかしながら、この第二の従来のワーク搬
送装置は、加工されたワークを製品と廃材とに自動で仕
分けする為に、ワークのみではなく加工パレット等を含
むパレット引出し装置全体を上下反転させる仕組みであ
り、構造が複雑となり、特に大型のワークの場合等には
適さない。また、加工パレット及びワークを反転すると
いった複雑な構造のため、保守性が著しく悪いといった
問題があった。さらに、この第二の従来装置の場合、連
続運転するためには、一定の寸法精度が要求される加工
パレットが、複数枚必要となる等の問題があった。

【０００９】この発明は、上述の課題を解決するために
なされたものであり、加工作業におけるワーク供給から
加工後の製品と廃材（スケルトン）の分別，回収を、比
較的簡単な構造によって自動化することができ、且つ保
守性の良いワーク搬送装置を得るものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係るワーク搬
送装置は、加工前のワークを蓄積するワーク蓄積部と、
このワーク蓄積部から前記ワークを取り出し搬送するワ
ーク搬送手段と、前記ワークを加工する加工処理部と、
前記ワーク搬送手段によって供給される前記ワークを加
工パレットに載置し前記加工処理部との間で授受を行う
ワーク加工受け渡し部と、前記加工処理部により加工さ
れ分離すべき第一のワーク部と第二のワーク部とを形成
した前記ワークを前記加工パレットから掬い上げ搬送す
るフォーク状搬送手段と、このフォーク状搬送手段によ
り搬送された前記第二のワーク部の外周縁部を把持する
第二ワーク把持手段と、この第二ワーク把持手段により
前記第二のワーク部の外周縁部が把持された状態で前記
フォーク状搬送手段を引き抜くことにより前記第二のワ
ーク部と分離される前記第一のワーク部を回収する第一
のワーク部回収部と、前記第一のワーク部と分離された
前記第二のワーク部を回収する第二のワーク部回収部と
を備えたものである。

【００１１】また、回収した第一のワーク部を蓄積する
ための複数枚のワーク部回収パレットと、このワーク部
回収パレットを収容する回収パレット収容部と、第一の
ワーク部回収部に設置された前記ワーク部回収パレット
と前記回収パレット収容部に収容されている前記ワーク
部回収パレットとを交換する回収パレット交換手段とを
備えたものである。

【００１２】また、第一のワーク部回収部に設けられ回
収した第一のワーク部を次の工程まで搬送するコンベヤ
ーを備えたものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
第一の実施の形態によるワーク搬送装置を、図１乃至図
１５を用いて説明する。図１及び図２は、この発明の第
一の実施の形態によるワーク搬送装置を説明するための
概略説明図であり、図１はこのワーク搬送装置を上方か
ら見た平面図、図２はこのワーク搬送装置の正面図であ
る。

【００１４】ワーク搬送装置は、図１及び図２に示すよ
うに、加工処理部としてのレーザ加工機２の側方位置に
設けられており、ワーク蓄積部としてのワークストッカ
部3、フォーク状搬送手段としてのフォークユニット
４、ワーク加工受け渡し部としてのワーク・製品載置部
５、加工パレット５１、第一のワーク部回収部としての
製品回収部６、第二のワーク部回収部としての廃材回収
部７、第二ワーク把持手段としての廃材クランプ装置
８、及びワーク搬送手段としての吸着ユニット３１を備
えている。

【００１５】ワークストッカ部３は、図２に示すよう
に、複数枚のワークパレット３３を収納できる棚段を備
えており、棚段からワークパレット３３を搬出入するワ
ークリフター３４、内部に吸着ユニット３１を有し、吸
着ユニット３１には、下方に向う複数個の吸着パット３
２が組込まれている。吸着ユニット３１は、吸着パット
３２に負圧を供給し吸引力を発生させる機能を有してお
り、その吸引力によりワークパレット３３に積置された
ワーク（図示せず）を吸着し、ワークストッカ部３とワ
ーク・製品載置部５との間で上下・水平方向へ移動す
る。水平方向の移動は、吸着ユニット走行ガイド３５上
を走行することによる。

【００１６】フォークユニット４は、その下部にフォー
ク４１が取付けられている。レーザ加工後のワークすな
わち製品及び廃材を、フォーク４１によって掬い上げ、
フォークユニット走行ガイド４２上を走行するとともに
上下方向の移動動作も行う。

【００１７】ワーク・製品積置部５は、レーザ加工機２
の側方位置に設けられ、レーザ加工前後のワークを積置
した状態でレーザ加工機２とワーク・製品積置部５との
間を往復移動する加工パレット５１を有している。加工
パレット５１の上面は、床面から一定高さを有して立設
された複数の棒状部材により略剣山状に形成されている
（図示せず）。また、加工パレット駆動装置９は、加工
パレット５１をワーク・製品積置部５とレーザ加工機２
との間の搬入及び搬出を行う機能を備えている。

【００１８】廃材クランプ装置８は、図１４及び図１５
に示すように、製品回収部６の上方に位置し、吸着ユニ
ットガイドレ−ル３５の上部位置に設けられ、複数個の
固定側クランプユニット８１と移動側クランプユニット
８２とを有している。固定側クランプユニット８１及び
移動側クランプユニット８２は、それぞれ先端にクラン
プが取り付けてある。移動側クランプユニット８２は、
水平方向に移動可能な構造となっている。また、廃材ク
ランプ装置８は、Ｚ軸ガイド８１１により廃材クランプ
ユニット８３を上下方向へ移動する機構を備えている。

【００１９】製品回収部６は、製品パレットリフター６
１を備えている。製品パレットリフター６１は製品取出
し作業を容易にするため、台車式で移動が可能となって
いる。製品パレット６２への製品の集積は、廃材の外周
縁部を廃材クランプユニット８３により固定された状態
からフォーク４１を水平方向へ移動し製品を製品パレッ
ト６２上へ落下集積される。

【００２０】廃材回収部７は、廃材パレットリフター７
１を備えている。廃材パレットリフター７１は取出し作
業を容易にするため、台車式で移動が可能となってい
る。廃材回収部７の廃材パレット７２には、その床面か
ら所定高さで略棒状に立設された複数本の廃材ストッパ
ー７３を備えている。この廃材ストッパー７３は、フォ
ーク４１に載置された廃材を廃材パレット７２上に集積
する際に用いられる。

【００２１】図１６に、クランプユニット８１，８２
と、フォーク４１と、ワークＷすなわち製品Ｗ１及び廃
材Ｗ２との関係を示す。クランプユニット８１，８２
は、ワークＷの外周縁部である廃材Ｗ２の部分をクラン
プしている。

【００２２】次に、この実施の形態によるワーク搬送装
置の動作について以下に説明する。図３は、ワーク搬送
装置の動作開始直前の状態を示している。ワークストッ
カ部３の内部には、複数枚のワークを積載したワークパ
レット３３が積置され、リフター３４，製品パレットリ
フター６１，廃材パレットリフター７１は、それぞれ下
降端の待機位置に待機している。吸着ユニット３１，フ
ォークユニット４，廃材クランプ装置８は、それぞれ上
昇端の待機位置で待機している。尚、説明の便宜上、図
中左方向の移動を後退側、図中右方向の移動を前進側の
移動とする。

【００２３】上述のワーク搬送装置によるワークの搬送
過程を、図４乃至図１３を用いて説明する。運転が開始
されると最初に、図４に示すように、ワークストッカ部
３内にあるワークパレット３３のうち、スケジュールで
指定されたものを、リフター３４によって搬出し、図５
に示すように、吸着ユニット３１の下方へ搬入する。搬
入されたワークパレット３３上のワークに吸着ユニット
３１の吸着パット３２をワーク表面まで下降させ接触さ
せる。そして、吸着パット３２に負圧を与えワークパレ
ット３３の一番上に載せられているワークの上面を吸着
させる。

【００２４】次に、吸着ユニット３１は、吸着パット３
２でワークを１枚吸着した状態で吸着ユニット走行ガイ
ド３５上を駆動モータ３６により前進し、ワーク・製品
積置部５の上方で停止し、加工パレット５１の上部へ吸
着パット３２を下降させ位置決めし、ワークを加工パレ
ット５１の上へ積置する（図６）。

【００２５】ワークが載置された加工パレット５１は、
加工パレット駆動装置９によりレーザ加工機２へ搬入さ
れ、ワークに対するレーザ加工が開始される。レーザ加
工開始とほぼ同時に吸着ユニット３１の吸着パット３２
が上昇、後退し、ワークストッカ部３内の待機位置へ戻
る。

【００２６】レーザ加工が終了すると、レーザ加工機２
から加工パレット５１がワーク・製品積置部５へ搬出さ
れる。

【００２７】次に、図７に示すように、フォークユニッ
ト４のフォーク４１が下降端まで下がり、フォークユニ
ット走行ガイド４２上を駆動モータ４３により前進し、
ワーク・製品積置部５へ戻った加工パレット５１上の加
工済みのワークすなわち製品及び廃材（図示せず）の下
部まで移動した後、停止する。フォーク４１が製品及び
廃材の下部へ進入した状態で停止後、フォーク４１が上
昇端まで上がることにより加工パレット５１上の製品及
び廃材がフォーク４１上に載せられる。

【００２８】製品及び廃材を載せたフォークユニット４
がフォークユニット走行ガイド４２上を駆動モータ４３
により製品回収部６上まで前進し、停止する。その位置
で、廃材クランプ装置８の廃材クランプユニット８３が
フォーク４１上の製品と廃材との位置まで廃材Ｚ軸ガイ
ド８１１により下降し、さらに移動側廃材クランプ８２
が水平移動して廃材の外周縁部を複数の固定側廃材クラ
ンプ８１及び移動側廃材クランプ８２によってクランプ
する（図８）。廃材の外周縁部をクランプした後に、フ
ォーク４１を後退させることにより、フォーク４１上の
製品が製品パレット６２上へ落下し回収される（図
９）。

【００２９】次に、クランプ固定されている廃材の下部
までフォークユニット４を再び前進させ、廃材クランプ
装置８の固定側廃材クランプ８１及び移動側廃材クラン
プ８２のクランプを解除して、フォーク４１上へ廃材を
載せる。その後、廃材クランプ装置８が上昇し、元の待
機位置で停止する（図１０）。

【００３０】廃材を載せたフォークユニット４が廃材回
収部７の上方までフォーク走行ガイド４２上を駆動モー
タ４３により前進する。そして、これと連動して廃材リ
フター７１を廃材積載高さ位置まで上昇させる（図１
１）。この廃材積載高さ位置とは、廃材パレット７２に
設けられた棒状の廃材ストッパー７３がフォーク４１の
隙間を通り、廃材ストッパー７３の上端部がフォーク４
１に載せられた廃材よりも高い位置に達する高さを指
す。そして、実際にフォーク４１の前進と廃材リフター
７１の上昇とにより廃材ストッパー７３がフォーク４１
の隙間を通り抜け、廃材ストッパー７３の上端部がフォ
ーク４１に載せられた廃材よりも高い位置に達した後、
図１２に示すようにフォーク４１を後退させる。

【００３１】これにより、フォーク４１に載せられた廃
材は、フォーク４１と共に後方へ移動しようとするが、
廃材ストッパー７３と接触し、後方への移動を阻止され
る。従って、フォーク４１だけが後方へ移動し、フォー
ク４１上の廃材は廃材パレット７２上に回収される。

【００３２】そして、廃材パレットリフター７１を待機
位置まで下降させる（図１３）。これにより、レーザ加
工機２から搬出された加工パレット５１上の製品と廃材
とを製品パレット６２と廃材パレット７２とへ分離回収
することができる。以上がこのワーク搬送装置の１サイ
クルの運転動作を説明したものである。

【００３３】図１４及び図１５に、この実施の形態によ
るワーク搬送装置の廃材クランプ装置８を示す。図１４
は廃材クランプ装置の正面図、図１５は図１４の矢印Ａ
から見た側面図を示す。レーザ加工後のワークすなわち
製品と廃材とをフォーク４１により廃材クランプ装置８
の下方位置まで水平移動させ、廃材クランプユニット８
３がフォーク４１上の製品及び廃材の高さまでクランプ
装置Z軸ガイド８１１によりガイドされて下降し、固定
側廃材クランプ８１と可動側廃材クランプ８２とにより
廃材の外周縁部を複数箇所クランプする。廃材をクラン
プした状態でフォーク４１を後退させることにより製品
のみが製品回収部６の製品パレット６２上に落下し、回
収される。

【００３４】なお、この実施の形態のものについては、
製品を分離した後の廃材を、クランプを解除して再びフ
ォーク４１によって廃材回収部７の上方まで搬送される
構成として説明したが、廃材クランプ装置８を水平方向
に移動可能な構成として、廃材の廃材回収部７までの搬
送を、フォーク４１ではなく廃材クランプ装置８によっ
て行なう様に構成したものでもよい。さらに、これまで
の説明では、製品を第一のワーク部、廃材を第二のワー
ク部として説明してきたが、これを逆にして、例えば、
元のワークの外周側が製品となり、内側が廃材となる様
な場合等については、製品の方をクランプする対象とし
てもよいことは言うまでもない。

【００３５】実施の形態２．以下、この発明の第二の実
施の形態によるワーク搬送装置を、図１７の概略説明図
を用いて説明する。図１７においては、図１乃至図１３
に示したものと異なり、製品回収部６が、廃材回収部７
よりもワーク・製品載置部５から離れた位置に設置され
ている。この第二の実施の形態に示した装置の場合、製
品パレット６２に回収された製品が製品パレット６２内
に満載されたとき、製品パレットリフター９１により、
製品が満載された製品パレット６２ａを複数枚の製品パ
レット６２を収納できる製品パレットストッカ９０へ収
納し、製品パレットストッカ９０から空の製品パレット
６２ｂを製品回収部６へ自動で搬入することができる。

【００３６】また、上述のワーク搬送装置において、製
品を製品搬送コンベヤー上に集積落下させ後工程ライン
へ、製品を製品搬送コンベヤーにより自動搬送するよう
にしてもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、加工
後の製品と廃材の分別，回収作業を、比較的簡単な構造
によって自動化することができ、且つ保守性の良いワー
ク搬送装置を得ることができる、といった効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の第一の実施の形態によるワーク搬
送装置の概略を説明するための平面図。

【図２】 この発明の第一の実施の形態によるワーク搬
送装置の概略を説明するための正面図。

【図３】 この発明の第一の実施の形態によるワーク搬
送装置の動作開始直前の状態図。

【図４】 この発明の第一の実施の形態によるワーク搬
送装置の動作過程の説明図。

【図５】 この発明の第一の実施の形態によるワーク搬
送装置の動作過程の説明図。

【図６】 この発明の第一の実施の形態によるワーク搬
送装置の動作過程の説明図。

【図７】 この発明の第一の実施の形態によるワーク搬
送装置の動作過程の説明図。

【図８】 この発明の第一の実施の形態によるワーク搬
送装置の動作過程の説明図。

【図９】 この発明の第一の実施の形態によるワーク搬
送装置の動作過程の説明図。

【図１０】 この発明の第一の実施の形態によるワーク
搬送装置の動作過程の説明図。

【図１１】 この発明の第一の実施の形態によるワーク
搬送装置の動作過程の説明図。

【図１２】 この発明の第一の実施の形態によるワーク
搬送装置の動作過程の説明図。

【図１３】 この発明の第一の実施の形態によるワーク
搬送装置の動作過程の説明図。

【図１４】 この発明の第一の実施の形態による廃材ク
ランプ装置の正面図。

【図１５】 この発明の第一の実施の形態による廃材ク
ランプ装置の側面図。

【図１６】 この発明の第一の実施の形態によるクラン
プユニットとフォークとワークとの関係を示す説明図。

【図１７】 この発明の第二の実施の形態によるワーク
搬送装置の概略を説明するための正面図。

【図１８】 従来のワーク搬送装置の概略を説明するた
めの平面図。

【図１９】 従来のワーク搬送装置の概略を説明するた
めの正面図。

【符号の説明】

２ レーザ加工機 ３ ワークストッカ部 ４ フォークユニット ５ ワーク・製品積置部 ６ 製品回収部 ７ 廃材回収部 ８ 廃材クランプ装置 ３１ 吸着ユニット ５１ 加工パレット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工前のワークを蓄積するワーク蓄積部
   と、このワーク蓄積部から前記ワークを取り出し搬送す
   るワーク搬送手段と、前記ワークを加工する加工処理部
   と、前記ワーク搬送手段によって供給される前記ワーク
   を加工パレットに載置し前記加工処理部との間で授受を
   行うワーク加工受け渡し部と、前記加工処理部により加
   工され分離すべき第一のワーク部と第二のワーク部とを
   形成した前記ワークを前記加工パレットから掬い上げ搬
   送するフォーク状搬送手段と、このフォーク状搬送手段
   により搬送された前記第二のワーク部の外周縁部を把持
   する第二ワーク把持手段と、この第二ワーク把持手段に
   より前記第二のワーク部の外周縁部が把持された状態で
   前記フォーク状搬送手段を引き抜くことにより前記第二
   のワーク部と分離される前記第一のワーク部を回収する
   第一のワーク部回収部と、前記第一のワーク部と分離さ
   れた前記第二のワーク部を回収する第二のワーク部回収
   部とを備えたことを特徴とするワーク搬送装置。
2. 【請求項２】 回収した第一のワーク部を蓄積するため
   の複数枚のワーク部回収パレットと、このワーク部回収
   パレットを収容する回収パレット収容部と、第一のワー
   ク部回収部に設置された前記ワーク部回収パレットと前
   記回収パレット収容部に収容されている前記ワーク部回
   収パレットとを交換する回収パレット交換手段とを備え
   たことを特徴とする請求項１に記載のワーク搬送装置。
3. 【請求項３】 第一のワーク部回収部に設けられ回収し
   た第一のワーク部を次の工程まで搬送するコンベヤーを
   備えたことを特徴とする請求項１に記載のワーク搬送装
   置。