JP2005246524A

JP2005246524A - 板材加工システム

Info

Publication number: JP2005246524A
Application number: JP2004058861A
Authority: JP
Inventors: Koji Kawaguchi; 晃司川口; Koji Tsuda; 浩司津田
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2004-03-03
Filing date: 2004-03-03
Publication date: 2005-09-15

Abstract

【課題】ロボット機構を有効に活用した工程統合機を導入することで、省スペース化、省力化、人員配置の効率化、製品品質の向上、生産性・収益性の改善が期待できる板材加工システムの提供。
【解決手段】母材Ｂから製品部材Ｗを切り出して加工する板材加工システムであって、ブランク工程後のミクロジョイントでつながった母材の曲げ加工工程に到るまでの中間工程部分に工程統合機Ｋｊを配し、工程統合機Ｋｊは、製品種分けテーブル１上に搬入された母材Ｂとミクロジョイント部Ｍｊで接続された製品部材Ｗにタッピング及びバリ取り加工を施すタッピングヘッド２、バリ取りヘッド３と、これに対向して設けられたＸ軸方向に移動自在の移動機構５を備えた製品分離・種分け機能を有するロボット機構６を配し、製品積載パレット８と端材引出し手段９を備えて成ることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、レーザー加工、パンチング加工、タッピング・バリ取り加工、曲げ加工等の一連の加工工程中に工程統合機を配してなる板材加工システムに関する。

従来、レーザー加工やパンチング加工等のブランク加工の後工程（タッピング加工、製品のバリ取り加工やミクロジョイントバラシ）は、それぞれの専用機に人が材料を運び、そこでそれぞれの加工が行われていた。

また、１）同一の加工原点と基準座標軸を用いて、レーザー加工と曲げ加工を行い、省スペース化と製品精度と作業効率の向上を図ったレーザー複合加工装置として、「曲げ加工装置の前側に、板材を把持するクランプ装置をＸ軸、Ｙ軸方向へ移動位置決め自在のワーク位置決め装置を設けると共に、板材を上下方向より挟持して水平に回転自在のワーク回転装置を設け、かつ板材のレーザー加工を行うレーザー加工装置を設けてなるレーザー複合加工装置において、前記ワーク回転装置に上部回転軸と下部回転軸とを上下に対向して備えると共に同期して水平に回転自在に設け、前記上部回転軸の軸芯部に前記レーザー加工装置のレーザーノズルを設けたことを特徴とする。」という公報が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、２）システムの加工効率を向上させると共に、製品板材の仕分けが行えるようにする目的で、「板材加工機と別に、ミクロジョイントを切断して板状母材から製品板材を分離する専用の製品板材分離機を設け、板状母材を板材加工機から製品板材分離機に供給する加工済み母材搬送手段を設け、分離された製品板材を製品板材分離機から搬出し、載置部に仕分け状態に積む仕分けアンローダを設ける。」という板材加工システムの公報が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
特許第３０２９８８５号公報特開２００１−２０５３６３号公報

然しながら上述の従来例では、タッピング加工、バリ取り加工、ミクロジョイントバラシは、これら専用機に所定の材料を供給するためにそれぞれの前工程として製品種分け工程が必要となってくる。設置スペースや自動化費用が問題となり、更にブランク工程から曲げ工程に渡す時に、不良製品がその侭移行することがあった場合、最終製品の品質低下、生産性の低下が問題となる。

１）の場合、レーザー加工機と曲げ加工機の単なる複合機であって、多品種生産には不向きである。

２）の場合は、ミクロジョイントバラシとして専用の分離機を配しているが、１）の場合と同様に多品種生産には不都合な構成である。

本発明は、上述の事情に鑑みて成されたもので、ロボット機構を有効に活用した工程統合機を導入することで、省スペース化、省力化、人員配置の効率化、製品品質の向上、生産性・収益性の改善が期待できる板材加工システムを提供することを目的とする。

本発明は、下記構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。

（１）素板となる母材から製品部材を切り出して加工する板材加工システムであって、Ｘ軸に沿ってコンベアを配し、ブランク工程後のミクロジョイントでつながった母材の曲げ加工工程に到るまでの中間工程部分に多目的、多機能な工程統合機を配し、該工程統合機は、製品種分けテーブル上にブランク工程を経て搬入された母材とミクロジョイント部で接続された製品部材にタッピング及びバリ取り加工を施すＸ-Ｙ軸方向に移動自在のタッピングヘッド、バリ取りヘッドと、Ｘ軸方向に移動自在の移動機構を備えた製品分離・種分け機能を有するロボット機構をコンベアの側方一側に配し、次いでこのロボット機構を跨いで背面側に隣接して製品積載パレットと、更にロボット機構とコンベアを挟んで他側に対向し、且つＸ軸方向側方に端材引出し手段を備えて成る板材加工システム。

（２）素板となる母材から製品部材を切り出して加工する板材加工システムであって、Ｘ軸に沿ってコンベアを配し、ブランク工程後のミクロジョイントでつながった母材の曲げ加工工程に到るまでの中間工程部分に多目的、多機能な工程統合機を配し、該工程統合機は、製品種分けテーブル上にブランク工程を経て搬入された母材とミクロジョイント部で接続された製品部材にタッピング及びバリ取り加工を施すＸ-Ｙ軸方向に移動自在のタッピングヘッド、バリ取りヘッドと、Ｘ軸方向に移動自在の移動機構を備えた製品分離・種分け機能を有するロボット機構をコンベアの側方一側に配し、次いでこのロボット機構を跨いで背面側に隣接して製品積載テーブルと、Ｘ軸方向に隣接して端材搬出テーブルと、これに続いて端材切断用シャー及びスクラップボックスとを配して成る板材加工システム。

（３）素板となる母材から製品部材を切り出して加工する板材加工システムであって、Ｘ軸に沿ってコンベアを配し、ブランク工程後のミクロジョイントでつながった母材の曲げ加工工程に到る中間工程部分に多目的、多機能な工程統合機を配し、該工程統合機は、ブランク工程を経て搬入された母材とミクロジョイント部で接続された製品部材にタッピング及びバリ取り加工を施すタッピング及びバリ取り加工機と、ミクロジョイントバラシテーブル上にＸ軸方向に移動自在の移動機構を備えた製品分離・種分け機能を有するロボット機構と、このロボット機構とコンベアを挟んで対向配設した製品引出し手段と、前記ミクロジョイントバラシテーブル前進方向に隣接して端材引出し手段付き端材搬出テーブルを設けて成る板材加工システム。

（４）前記ロボット機構は、少なくとも製品の形状、大きさ、母材との位置関係を含む加工プログラムを記憶した記憶媒体を備えた制御装置の指示に従って、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸に沿って回動自在であって、このロボットのアーム先端に、製品を把持して所定場所に移送、集積するための把持部と、母材と製品を接続しているミクロジョイント部を溶断分離するための上下伸縮自在の電極とを、一体的に装着してヘッド部を形成し、前記制御装置に記憶された加工プログラムに従って製品分離、分離済みの製品種分け、製品の把持移送、製品の集積操作を可能とした前項（１）〜（３）いずれか記載の板材加工システム。

ロボット機構を有効に活用した工程統合機を導入することで、省スペース化、省力化、人員配置の効率化、製品品質の向上、生産性・収益性の改善が期待できる板材加工システムを提供することができる。

以下、本発明に係る板材加工システムの実施の形態を説明する。

図１は、実施例１における板材加工システム構成の一例を示す平面図、図２は、実施例２における板材加工システム構成の一例を示す平面図、図３は、実施例３における板材加工システム構成の一例を示す平面図、図４は、実施例４における板材加工システム構成の一例を示す平面図、図５は、本発明に係る板材加工システムに導入したロボット機構の構成を示す説明図、（ａ）は全体概略構成を示す平面図、（ｂ）はアーム先端ヘッド部の構成を示す説明図である。

本発明に係る実施の形態は、レーザー加工機またはパンチング加工機等の前段加工機のブランク工程後のミクロジョイントバラシ工程から次工程となる、例えば曲げ工程に到るまでの中間工程にロボット機構を最大限に活用した工程統合機を導入し、省スペース化、省力化、人員配置の効率化、製品品質の向上、生産性・収益性の改善を図るものである。

例えば、素板（もといた）となる母材Ｂから１乃至複数の製品部材Ｗを切り出してまたは打ち抜いて加工する板材加工システムであって、Ｘ軸に沿ってコンベアを配し、図１に示すように、レーザー加工機またはパンチング加工機等の前段加工機１０のブランク工程後において、ブランク工程後のミクロジョイントでつながった母材を、例えば次工程となる曲げ加工工程に到るまでの中間工程部分にロボット機構を活用した多目的、多機能な工程統合機Ｋｊを配し、この工程統合機Ｋｊは、製品種分けテーブル１上にブランク工程を経て搬入された母材Ｂとミクロジョイント部Ｍｊで接続された製品部材Ｗにタッピング及びバリ取り加工を施すＸ軸方向に移動自在のタッピングヘッド２、バリ取りヘッド３と、Ｘ軸方向に移動自在の、例えばボールネジ式の移動機構５を備えた製品分離・種分け機能を有するロボット機構６をコンベアの側方一側に配し、次いでこのロボット機構６を跨いで背面側に隣接して製品積載パレット８と、更にロボット機構６とコンベアを挟んで他側に対向し、且つＸ軸方向側方に端材引出し手段９を備えた構成としてある。

他の符号について、１１は、レーザー加工機またはパンチング加工機等の前段加工機１０で加工された材料、即ちブランク加工品をロード、アンロードするＬＵＬパッドを備えたローディング手段であって、このローディング手段１１によって工程統合機Ｋｊを構成する製品種分けテーブル１（兼ミクロジョイントバラシテーブル１００）上にブランク加工品を形成する母材Ｂが供給され、１）タッピング加工、２）バリ取り加工、が施され、次いでロボット機構６の把持部（吸着パッド）７ｂと電極７ａを有するヘッド部７によって、３）ミクロジョイントバラシ、４）製品種分け、更に５）製品積載パレット８への製品（製品部材）移動、積載が行われ、６）ミクロジョイントバラシ後の端材（スケルトン）Ｓｋを端材引出し手段９としての端材引出しテーブルを介して端材集積棚に集積保管される。

１２は、ローディング手段１１のガイドレールであって、後部フレーム１３に支持されている。４ａ、４ｂはクランプを備えたキャレッジである。

動作について説明すると、実施例１のライン構成の場合は、製品部材Ｗがミクロジョイント部Ｍｊでつながった母材Ｂはローディング手段１１によりＸ軸方向にのみ移動して、工程統合機内に搬入された後は、固定されており、母材Ｂと製品部材Ｗの位置は動かずにタッピング加工ヘッド２、バリ取り加工ヘッド３がＸ軸、Ｙ軸方向に移動して加工が行われる。

実施例１における端材（スケルトン）Ｓｋの処理は、例えば端材（スケルトン）Ｓｋのクランプをアンロックした後、すだれ式テーブルを動作させ下方に落下させ、端材（スケルトン）Ｓｋを載置した端材引出し手段（端材引出しテーブル）９を移動して所定の棚に集積する。

実施例２は、端材の処理工程を変えたもので、図２に示すように、実施例１のライン構成の端材引出し手段９の代りに、端材搬出テーブル１４をＸ軸方向に接続し、導かれた端材を切断して細かくする端材切断用シャー１５及びスクラップボックス１６を連接して設けた構成としたものである。

即ち、実施例２の工程統合機Ｋｊは、製品種分けテーブル１上にブランク工程を経て搬入された母材Ｂとミクロジョイント部Ｍｊで接続された製品部材Ｗにタッピング及びバリ取り加工を施すＸ-Ｙ軸方向に移動自在のタッピングヘッド２、バリ取りヘッド３と、Ｘ軸方向に移動自在の移動機構５を備えた製品分離・種分け機能を有するロボット機構６をコンベアの側方一側に配し、次いでこのロボット機構６を跨いで背面側に隣接して製品積載パレット８と、Ｘ軸方向に隣接して端材搬出テーブル１４と、これに続いて端材切断用シャー１５及びスクラップボックス１６とを備えた構成としてある。

実施例２の場合の概略動作は、ミクロジョイント部Ｍｊで接続された母材Ｂと製品部材Ｗとはローディング手段１１によりＸ軸方向に移動し、タッピングヘッド２とバリ取りヘッド３がＹ軸方向に移動して加工が行われる。次いで実施例１の場合と同様にロボット機構６の電極７ａを介して母材Ｂに通電することでミクロジョイントバラシが行われ、端材（スケルトン）Ｓｋ部分のみクランプで固定され、分離済みの製品部材Ｗが製品積載パレット８に種分けして集積される。

実施例１と異なるのは、端材（スケルトン）Ｓｋのクランプをアンロックした後、端材（スケルトン）Ｓｋは、そのまま端材搬出テーブル１４で搬出され端材切断用シャー１５で小さく切断され、スクラップボックス１６に集積される。

その他、実施例１と同様の部分は説明を省略する。

実施例３の場合は、工程統合機Ｋｊをタッピング及びバリ取り加工機と、ロボット機構６を載設した製品種分けテーブル１と、その先に端材受テーブルを配した構成としたことが実施例１及び２と異なる部分である。

実施例３の場合の動作は、実施例２の場合と同様に、ミクロジョイント部Ｍｊで接続された母材Ｂと製品部材Ｗとはローディング手段１１によりＸ軸方向に移動し、タッピング加工、バリ取り加工はタッピングヘッド２及びバリ取りヘッド３がＹ軸方向に移動して加工を行い、実施例１、２の場合と同様にロボット機構６の電極７ａを介して母材Ｂに通電することでミクロジョイントバラシが行われ、端材（スケルトン）Ｓｋ部分のみクランプで固定され、分離済みの製品部材Ｗが製品積載パレット８に種分けして集積される。この後、実施例３の場合、端材（スケルトン）Ｓｋは次の端材受テーブル９０を経由して、集積棚へ集積される。

実施例４の場合、ロボット機構６は実施例１〜３のように移動機構（例えば、ボールネジ式移動機構）５を備えず、図４に示すように、例えば、タッピング及びバリ取り加工機に隣接してフロア上に工程統合機Ｋｊを固定して設置し、この工程統合機Ｋｊは、ロボット機構６を主体としてミクロジョイントバラシテーブル１００と製品種分けパレット１０１を直交して配置し、次いで製品部材（完成部品）集積パレット１０２を配し、一方端材（スケルトン）Ｓｋは端材テーブル１０３を介して端材集積棚１０４へ集積される構成となっている。

実施例４の場合の動作は、レーザー加工機またはパンチング加工機等の前段加工機で、ミクロジョイントでつながった母材Ｂをキャレッジベース１０ａ上のキャレッジ１０ｂのクランプ１０ｃにて把持してＸ軸方向に移送し、次のタッピング及びバリ取り加工機でキャレッジベース２０ａ上のキャレッジ２０ｂのクランプ２０ｃにて把持し、タッピングヘッド２及びバリ取りヘッド３がＸ、Ｙ方向に移動しつつ加工を行い、次いでミクロジョイントバラシテーブル１００へ前記母材Ｂが運び込まれ、ミクロジョイントバラシテーブル１００に載置された母材Ｂと製品部材Ｗとを繋いでいるミクロジョイント部Ｍｊをロボット機構６の電極７ａを介して母材Ｂに通電することで、溶断分離し、ロボット機構６の把持部（吸着パッド）７ｂによって分離済みの製品部材Ｗを種分けと同時に把持（吸着）して直交隣接して配置された製品種分けパレット１０１上に移動集積し、次いで製品部材（完成部品）集積パレット１０２へ集積保管する。

一方端材（スケルトン）Ｓｋは端材テーブル１０３を介して端材集積棚１０４へ集積される。

他の符号について、６ａはロボット機構６のアーム、６ｂは躯体（胴部）、６ｃは据付のためのベースである。

以下、本発明に係る板材加工システムの主要構成を要約すると、（１）母材は一方向移動または固定し、タッピングヘッドとバリ取りヘッドが移動して加工する。（２）ミクロジョイントバラシは、本出願人の発明に成るロボット機構６を用いて行う。（３）端材（スケルトン）Ｓｋのみクランプで固定し、製品部材Ｗをロボット機構６が把持して製品集積パレットに種分け集積する。（４）端材（スケルトン）Ｓｋのクランプをアンロックして移送し、端材切断用シャーで小さく切断してスクラップボックスに集積するか、または端材（スケルトン）Ｓｋのクランプをアンロックした後、すだれ式テーブルを動かし下方に落として集積する。（５）端材（スケルトン）Ｓｋは、其の侭、端材引出しテーブルを移動し、棚に集積する。

以上により、ブランク工程後のタッピング加工、バリ取り加工、ミクロジョイントバラシ加工、製品の種分け、端材（スケルトン）の処理までを１台の機械または統合機で行い、人手を介さずに次工程の曲げ工程に渡すことが出来る。これにより、従来の人件費を曲げ工程や検査工程に廻し、生産性や収益性をアップし、且つ最終製品の品質を上げることが出来る。

尚、本発明に係る板材加工システムに導入するロボット機構は単一であると複数であるとを問わない。

板材加工システムを、ロボット機構を中心に工程統合機として組合せ、加工ラインを構成したことで、省スペース化、省力化、人員配置の効率化、製品品質の向上、生産性・収益性の改善が期待できる板材加工システムを提供することが出来る。

実施例１における板材加工システム構成の一例を示す平面図実施例２における板材加工システム構成の一例を示す平面図実施例３における板材加工システム構成の一例を示す平面図実施例４における板材加工システム構成の一例を示す平面図本発明に係る板材加工システムに導入したロボット機構の構成を示す説明図、（ａ）全体概略構成を示す平面図、（ｂ）アーム先端ヘッド部の構成を示す説明図

符号の説明

１製品種分けテーブル
２タッピングヘッド
３バリ取りヘッド
４ａ、４ｂキャレッジ
５移動機構
６ロボット機構
６ａアーム
６ｂ躯体（胴部）
６ｃベース
７ヘッド部
７ａ電極
７ｂ把持部（吸着パッド）
８製品集積パレット
９端材引出し手段（端材引出しテーブル）
１０前段加工機
１１ローディング手段（ローディングパッド）
１２ガイドレール
１３後部フレーム
１４端材搬出テーブル
１５端材切断用シャー
１６スクラップボックス
９０端材受テーブル
１００ミクロジョイントバラシテーブル
１０１製品種分けパレット
１０２完成部品（製品部材）集積パレット
１０３端材テーブル
１０４端材集積棚
Ｂ母材
Ｋｊ工程統合機
Ｍｊミクロジョイント部
Ｓｋスケルトン（端材）
Ｗ製品部材

Claims

素板となる母材から製品部材を切り出して加工する板材加工システムであって、Ｘ軸に沿ってコンベアを配し、ブランク工程後のミクロジョイントでつながった母材の曲げ加工工程に到るまでの中間工程部分に多目的、多機能な工程統合機を配し、該工程統合機は、製品種分けテーブル上にブランク工程を経て搬入された母材とミクロジョイント部で接続された製品部材にタッピング及びバリ取り加工を施すＸ-Ｙ軸方向に移動自在のタッピングヘッド、バリ取りヘッドと、Ｘ軸方向に移動自在の移動機構を備えた製品分離・種分け機能を有するロボット機構をコンベアの側方一側に配し、次いでこのロボット機構を跨いで背面側に隣接して製品積載パレットと、更にロボット機構とコンベアを挟んで他側に対向し、且つＸ軸方向側方に端材引出し手段とを備えて成ることを特徴とする板材加工システム。
素板となる母材から製品部材を切り出して加工する板材加工システムであって、Ｘ軸に沿ってコンベアを配し、ブランク工程後のミクロジョイントでつながった母材の曲げ加工工程に到るまでの中間工程部分に多目的、多機能な工程統合機を配し、該工程統合機は、製品種分けテーブル上にブランク工程を経て搬入された母材とミクロジョイント部で接続された製品部材にタッピング及びバリ取り加工を施すＸ-Ｙ軸方向に移動自在のタッピングヘッド、バリ取りヘッドと、Ｘ軸方向に移動自在の移動機構を備えた製品分離・種分け機能を有するロボット機構をコンベアの側方一側に配し、次いでこのロボット機構を跨いで背面側に隣接して製品積載テーブルと、Ｘ軸方向に隣接して端材搬出テーブルと、これに続いて端材切断用シャー及びスクラップボックスとを配して成ることを特徴とする板材加工システム。
素板となる母材から製品部材を切り出して加工する板材加工システムであって、Ｘ軸に沿ってコンベアを配し、ブランク工程後のミクロジョイントでつながった母材の曲げ加工工程に到るまでの中間工程部分に多目的、多機能な工程統合機を配し、該工程統合機は、ブランク工程を経て搬入された母材とミクロジョイント部で接続された製品部材にタッピング及びバリ取り加工を施すタッピング及びバリ取り加工機と、ミクロジョイントバラシテーブル上にＸ軸方向に移動自在の移動機構を備えた製品分離・種分け機能を有するロボット機構と、このロボット機構とコンベアを挟んで対向配設した製品引出し手段と、前記ミクロジョイントバラシテーブル前進方向に隣接して端材引出し手段付き端材搬出テーブルとを設けて成ることを特徴とする板材加工システム。
前記ロボット機構は、少なくとも製品の形状、大きさ、母材との位置関係を含む加工プログラムを記憶した記憶媒体を備えた制御装置の指示に従って、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸に沿って回動自在であって、このロボットのアーム先端に、製品を把持して所定場所に移送、集積するための把持部と、母材と製品を接続しているミクロジョイント部を溶断分離するための上下伸縮自在の電極とを、一体的に装着してヘッド部を形成し、前記制御装置に記憶された加工プログラムに従って製品分離、分離済みの製品種分け、製品の把持移送、製品の集積操作を可能としたことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の板材加工システム。