JP2015104793A - 板材搬送システム、板材加工システム、及び仕分け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】板材の保管や移送、製品の抜き出しに必要なスペースを小さくして、加工装置の周囲に配置する周辺機器の設置スペースを縮小する。【解決手段】少なくとも、加工前の板材Ｗを載置する素材棚２５と、素材棚２５から板材Ｗが移送されて加工装置１に対する板材Ｗの搬入及び搬出を行う加工棚２６と、加工後の板材Ｗから抜き出した製品を載置する製品棚２７と、が上下方向に配置された棚本体２０と、棚本体２０に隣接して設置され、加工棚２６から加工済みの板材Ｗを受け取ってこの板材Ｗから製品Ｍを抜き出して製品棚２７に移送する仕分け装置５０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、板材搬送システム、板材加工システム、及び仕分け装置に関する。

レーザ加工機やプラズマ加工機など、板材に対して熱切断加工を行う加工装置は、未加工の板材の搬入や、加工済みの板材の搬出とともに、加工済み板材から製品の抜き出しを各種周辺機器によって行うことが提案されている。特許文献１では、加工装置の周辺機器として、ストッカに保管された板材を、加工装置への搬入・搬出領域に移送する装置や、加工装置による加工済みの板材を搬入・搬出領域から製品の抜き出し作業を行う領域まで移送する装置が開示されている。

特開平１１−２５４１６５号公報

特許文献１に示すものは、板材の搬入・搬出領域の両側に、未加工の板材の供給に関する装置と、加工済み板材の搬出に関する装置が配置されている。すなわち、加工装置への板材の搬入・搬出領域に隣接して、板材の移送領域、板材の保管領域、板材の搬出領域、製品の仕分け領域が加工装置の周りに配置された構成となっている。これでは加工装置の周囲に周辺機器を配置するための広いスペースが必要となり、工場建屋内において専有面積を拡大させるのでスペース効率が良くないといった問題がある。

以上のような事情に鑑み、本発明では、加工装置に対する板材の搬入・搬出だけでなく、加工後の板材から製品の抜き出しを効率よくかつ小さなスペースで行うことにより、加工装置の周囲に広いスペースを不要とし、スペース効率に優れた板材搬送システム、板材加工システム、及び仕分け装置を提供することを目的とする。

本発明の板材搬送システムでは、少なくとも、加工前の板材を載置する素材棚と、素材棚から板材が移送されて加工装置に対する板材の搬入及び搬出を行う加工棚と、加工後の板材から抜き出した製品を載置する製品棚と、が上下方向に配置された棚本体と、棚本体に隣接して設置され、加工棚から加工済みの板材を受け取って板材から製品を抜き出して製品棚に移送する仕分け装置と、を備える。

また、加工棚は、板材を載置して棚本体と加工装置との間を移動可能な加工パレットを有し、加工パレットは、板材を載置する上部が剣山状または鋸歯状に形成されてもよい。また、棚本体は、素材棚に補充するための板材を保管する保管棚と、製品の抜き出しが不良となった板材を収容する不良棚と、前記製品を抜いた後の残材を載置する残材棚と、のうち少なくとも１つを備え、棚本体において上下方向に配置されてもよい。また、棚本体に沿って上下方向に移動可能であり、各棚に対して収容物の移送を行うエレベータを備えてもよい。また、素材棚は、棚本体から退避可能に形成され、棚本体は、素材棚から１枚の板材を吸着するとともに素材棚が退避した後に板材を加工棚上に供給する供給装置を備えてもよい。

また、本発明の板材加工システムでは、板材を加工する加工装置と、加工装置に対して板材の搬入及び搬出を行う板材搬送システムと、を有する板材加工システムであって、上記した板材搬送システムが用いられる。

また、本発明の仕分け装置では、加工装置によって加工された板材を載置する加工棚から板材をすくい取るフォークユニットと、フォークユニット上の板材から製品を抜き出して製品棚に製品を移送するピッキングユニットと、を備える仕分け装置であって、ピッキングユニットは、板材の一辺と平行に設置されたキャリッジと、キャリッジから延びて形成されかつキャリッジに沿って移動可能なアームと、アームに設けられかつ板材中の製品を吸着する吸着部と、を備える。

また、フォークユニットの上方にピッキングユニットが配置されるとともに、それぞれが上下方向に移動可能に形成され、ピッキングユニットとフォークユニットとが相対的に離れることにより、吸着部によって吸着した製品を板材から抜き出すようにしてもよい。また、キャリッジは、複数のアームを備え、複数のアームのうち少なくとも１つは、キャリッジに対して移動可能に形成されてもよい。また、フォークユニットの一部が製品棚の下方に入り込んだ状態までフォークユニットを移動させる駆動装置を備えてもよい。また、フォークユニットは、載置した板材を送り出す送り出し装置を備えてもよい。また、送り出し装置は、フォークユニットのフォーク部の一部または全部に配置され、フォーク部の長手方向に沿って配置される無端状のベルトと、ベルトを駆動する駆動部と、を備えてもよい。

本発明によれば、棚本体の上下方向に素材棚、加工棚、及び製品棚が配置され、さらに棚本体に隣接して仕分け装置が設置されるので、板材の保管や移送、製品の抜き出しに必要なスペースが小さく、加工装置の周囲に配置する周辺機器の設置スペースを縮小することができる。

また、加工棚が加工パレットを有するものでは、加工パレットが移動することによって板材を容易に搬入または搬出することができる。また、板材は剣山状または鋸歯状の部分に載置されるので、加工後の板材との接触面積が少なく、板材の加工部分が加工パレットに溶着するのを抑制できる。また、棚本体が保管棚や不良棚、残材棚のうち少なくとも１つを備えるものでは、保管棚等が棚本体において上下方向に配置されるので、設置スペースを横方向に広げることなく板材の保管や、製品の抜き出しが不良となった板材、または製品抜き取り後の残材を収容できる。また、同一の棚には同種のものがまとめて載置されるので、棚上の載置物を効率よく移送することができる。

また、エレベータを備えるものでは、各棚の収容物をエレベータに載置することで容易に移送できる。また、素材棚が棚本体から退避可能に形成され、供給装置を備えるものでは、素材棚が退避したスペースを利用して供給装置により板材を加工棚上に容易に供給できる。

また、本発明の板材加工システムによれば、板材を加工する加工装置と、上記した板材搬送システムと、を有するので、板材の加工を安定して確実に行うとともに、システム全体として設置スペースが増大することを防止できる。

また、本発明の仕分け装置によれば、フォークユニットによって加工棚からすくい取った板材からピッキングユニットのアームに形成された吸着部により製品を抜き出すので、簡単な構成で板材から容易に製品を抜き出すことができる。また、フォークユニット上の板材から製品を抜き出すので仕分け領域を小さくすることができる。

また、ピッキングユニットとフォークユニットとが相対的に離れることにより、吸着部によって吸着した製品を板材から容易に抜き出すことができる。また、キャリッジが複数のアームを備え、複数のアームのうち少なくとも１つは、キャリッジに対して移動可能に形成されたものでは、板材中の製品に対して複数の吸着部で対応でき、また、複数の製品を一度に板材から抜き出すことができる。また、アームを移動させることにより、板材中の製品の位置に吸着部を容易に対応させることができる。

また、フォークユニットの一部が製品棚の下方に入り込んだ状態までフォークユニットを移動させる駆動装置を備えるものでは、ピッキングユニットをＹ方向（水平方向）に移動させることなく、板材中の製品をアームの先端部分の吸着部で吸着させることができる。また、フォークユニットが送り出し装置を備えるものでは、載置した板材を各棚に対して容易に移送させることができる。また、送り出し装置が無端状のベルトを備えるものでは、駆動部を駆動してベルトを駆動することにより、載置した板材を容易に送り出すことができる。

板材搬送システム及び板材加工システムの実施形態の一例を示す斜視図である。 図１に示す板材搬送システムの側面図である。 フォークユニットおよび加工パレットを示す斜視図である。 図１に示す板材搬送システムの平面図である。 ピッキングユニットの一例であって、（ａ）は要部の斜視図、（ｂ）は要部の側面図である。 板材搬送システムの動作を説明する側面図を示し、（ａ）は供給装置及びフォークユニットの動作を示す側面図、（ｂ）は供給装置、素材棚、及びフォークユニットの動作を示す側面図である。 図６に続いて、（ａ）は素材棚、フォークユニット、及びピッキングユニットの動作を示す側面図、（ｂ）はピッキングユニットの動作を示す側面図である。 図７に続いて、（ａ）はピッキングユニットの動作を示す側面図、（ｂ）はフォークユニット及びピッキングユニットの動作を示す側面図である。 図８に続いて、（ａ）はピッキングユニットの動作を示す側面図、（ｂ）はピッキングユニットの動作を示す側面図である。 図９に続いて、（ａ）はフォークユニット及びピッキングユニットの動作を示す側面図、（ｂ）はフォークユニットの動作を示す側面図である。 製品の抜き出し不良を説明する側面図であって、（ａ）はピッキングユニットの動作を示す側面図、（ｂ）はフォークユニット及びピッキングユニットの動作を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は以下説明する実施形態に限定されるものではない。また、図面においては、実施形態を説明するため、一部または全部を模式的に記載するとともに、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表している。以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、水平面に平行な平面をＸＹ平面とする。加工装置１に対して板材Ｗを搬入及び搬出する方向をＸ方向とし、Ｘ方向と直交する方向をＹ方向とする。ＸＹ平面に垂直な上下方向をＺ方向とする。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。

本実施形態に係る板材搬送システム１０を備える板材加工システム１００について、図１及び図２を参照して説明する。図１及び図２に示すように、板材加工システム１００は、加工装置１と、板材搬送システム１０と、制御装置９０と、を備える。

加工装置１は、例えばレーザ加工機が用いられる。レーザ加工機は、板材搬送システム１０から搬入された板材（ワーク）Ｗに対してレーザ加工を施すことにより、所望の形状の製品Ｍ（図３参照）に切断する熱切断加工機である。加工装置１は、制御装置９０により制御される。なお、熱切断加工機としてはレーザ加工機に代えて、例えばプラズマ加工機が用いられてもよい。また、熱切断加工機であることに代えて他の切断加工機が使用されてもよい。板材Ｗにおいて切断された製品Ｍは、周りの残材Ｎ（図３参照）に対して接続部が形成されないジョイントレス製品である。ただし、加工装置１においてジョイントレス製品が形成されることに限定されず、製品Ｍと残材Ｎとの間に接続部（ジョイント）を残して形成されてもよい。

板材搬送システム１０は、加工装置１に対してＸ方向に隣接して設置されている。板材搬送システム１０は、棚本体２０と、仕分け装置５０と、エレベータ８０とを備える。棚本体２０は、鋼材等により矩形状でかつ上下方向に高く枠組みされたフレーム２１を有している。フレーム２１は、建屋の床面ＦＬ等に固定される。フレーム２１の内側には、上段から順に５つの保管棚２２、不良棚２３、残材棚２４、素材棚２５、加工棚２６、製品棚２７が形成されている。これら保管棚２２等は、フレーム２１の内側に形成されたＹ方向の突出片にパレット２８が載置されて形成される。また、パレット２８は、ＸＹ平面に平行にそれぞれ配置される。

パレット２８は、例えば、鋼材または木材で枠組みされて形成されたものや、鋼製または木製の板材が用いられる。また、パレット２８は、下面の左右両側に車輪が形成されており、Ｙ方向に移動可能となっている。ただし、パレット２８によって各棚を形成することに限定されない。また、パレット２８に車輪が設けられることは任意である。また、パレット２８に車輪が形成される場合、フレーム２１から飛び出すことを規制するためのストッパーがフレーム２１に形成されてもよい。

図２に示すように、保管棚２２は、フレーム２１の最上段から５段目まで、上下方向に並んで配置される。保管棚２２は、後述する素材棚２５に板材Ｗを補充するための板材Ｗの保管用として用いられる。ただし、保管棚２２は、未加工の板材Ｗが保管されることに限定されず、後述する製品Ｍや、残材Ｎ、不良板材Ｓが保管されてもよい。保管棚２２のそれぞれは、同一の高さ（Ｚ方向の幅）で設定されているが異なってもよい。保管棚２２のパレット２８上には、複数枚の板材Ｗが積層されて載置されている。また、保管棚２２の数は任意であり、１段から４段または６段以上形成されてもよい。また、保管棚２２は、設けられなくてもよい。

不良棚２３は、保管棚２２の下方に配置される。保管棚２２は、板材Ｗから製品Ｍの抜き出しが不良となった不良板材Ｓがパレット２８上に積層される。不良棚２３の高さ（Ｚ方向の幅）は、後述するフォークユニット６０のフォーク部６２を差し込むことが可能な高さに設定される。なお、不良棚２３は、設けられなくてもよい。

残材棚２４は、不良棚２３の下方に配置される。残材棚２４は、製品Ｍが抜き出された後の残材Ｎがパレット２８上に積載される。残材棚２４の高さ（Ｚ方向の幅）は、不良棚２３と同様に、フォークユニット６０のフォーク部６２を差し込むことが可能な高さに設定される。

残材棚２４の下方には、供給装置３５が設置されている。供給装置３５の下部は、昇降可能に形成され、不図示の駆動装置を駆動することより、後述する素材棚２５や加工棚２６まで降りることが可能に形成されている。また、供給装置３５の下面には、複数の吸着部３６が設けられている。吸着部３６は、不図示の吸引装置に接続され、板材Ｗを吸着可能に形成される。なお、供給装置３５の下部の昇降や、吸着部３６の駆動は制御装置９０によって制御される。

素材棚２５は、供給装置３５の下方に配置される。素材棚２５は、供給装置３５によって板材Ｗを１枚ずつ供給するために板材Ｗをパレット２８に積層して載置している。また、素材棚２５は、フレーム２１内から退避可能に形成される。素材棚２５は、仕分け装置５０の支持フレーム５１まで−Ｙ方向に延びたガイド２５ａと、不図示の退避機構とを備えている。退避機構は、支持フレーム５１側からガイド２５ａに沿ってパレット２８を引き寄せる構成でもよく、フレーム２１側から支持フレーム５１に向けて押し出す構成のいずれでもよい。また、退避機構は、パレット２８を自走させるものでもよい。なお、退避機構は、素材棚２５をフレーム２１内から退避させるとともに、フレーム２１内に復帰させる機能を有している。

この退避機構により、素材棚２５は、仕分け装置５０の支持フレーム５１内に退避可能となっている。なお、素材棚２５が退避する方向は仕分け装置５０側に限定されない。例えば、＋Ｙ方向（エレベータ８０側）や＋Ｘ方向（加工装置１の上方）に素材棚２５を退避させてもよい。また、パレット２８が車輪を有していない場合は、専用の台車が素材棚２５に配置され、この台車に乗って退避するものでもよい。なお、素材棚２５の退避または復帰は、制御装置９０によって制御される。

素材棚２５は、フレーム２１から退避することにより、後述する加工棚２６の上方を開放した状態となる。従って、上記した供給装置３５の下部が降りることにより、予め素材棚２５から吸着した板材Ｗを加工棚２６まで移送することができる。

加工棚２６は、素材棚２５の下方に配置される。加工棚２６は、図３に示すように、供給装置３５から供給された板材Ｗを載置する加工パレット３０を備えている。加工パレット３０は、矩形状のベースプレート３１に複数の支持プレート３２を並列に起立させた状態で形成される。支持プレート３２は、上端が鋸歯状に形成された上端部３２ａを有している。この上端部３２ａにより、載置した板材Ｗとの接触面積を少なくすることができる。ただし、上端部３２ａは、鋸歯状とすることに限定されず、例えば、剣山状や波形状としてもよい。また、加工パレット３０は、複数の支持プレート３２を用いることに限定されず、例えば、複数のピンがベースプレート３１上に配置されたものでもよい。

各支持プレート３２間の間隔４０は、後述するフォークユニット６０のフォーク部６２を挿入可能な幅にそれぞれ設定される。また、加工パレット３０は、ベースプレート３１の下面の四隅に車輪３３が取り付けられ、加工棚２５に形成されたレール３４に沿って移動可能に形成される。加工パレット３０の移動は、不図示の駆動装置を駆動することにより行われる。この駆動装置は、制御装置９０によって制御される。レール３４は、加工棚２６から加工装置１の加工領域まで＋Ｘ方向に設置される。

加工パレット３０は、棚本体２０のフレーム２１内において供給装置３５から板材Ｗが載置され、板材Ｗを乗せたままレール３４に沿って移動し、板材Ｗを加工装置１の加工領域に配置させる。加工パレット３０は、加工装置１の加工領域において、加工テーブルとしても機能する。なお、加工パレット３０は、加工済みの板材Ｗを載置してフレーム２１内に戻る。すなわち、加工パレット３０は、加工装置１とフレーム２１とを往復移動するように構成される。また、加工パレット３０は、複数台が使用されてもよい。この場合、複数の加工パレット３０は、例えば、加工装置１内において搬入経路と搬出経路とを異ならせて、フレーム２１内のレール３４に戻るように構成されてもよい。また、図３に示す加工済みの板材Ｗは一例であって、板材Ｗには任意の形状の製品Ｍが形成される。

図１及び図２に戻り、製品棚２７は、加工棚２６の下方に配置される。製品棚２７は、板材Ｗから抜き出した製品Ｍが、例えば製品Ｍごとに積層された状態でパレット２８に載置される。なお、パレット２８のどの位置にどの製品Ｍを積載させるかは、予め制御装置９０の記憶部等に記憶されている。なお、図２等において、製品棚２７上の製品Ｍは、説明を容易にするため、複数の製品Ｍが積載された一例を示している。

なお、上記した各棚の配置は一例であって、素材棚２５及び加工棚２６を除いて、各棚の配置や数は任意である。例えば、供給装置３５の上方に製品棚２７が配置されてもよい。また、製品棚２７や不良棚２３、残材棚２４は、２段以上配置されてもよい。

仕分け装置５０は、棚本体２０に対して−Ｙ方向に隣接して設置されている。すなわち、仕分け装置５０は、棚本体２０に対して、加工棚２６が加工装置１に対して板材Ｗを搬入及び搬出する方向と直交する方向に配置されている。図１及び図２に示すように、仕分け装置５０は、鋼材等により矩形状に枠組みされた支持フレーム５１を有している。支持フレーム５１は、建屋の床面ＦＬ等に固定される。支持フレーム５１は、棚本体２０のフレーム２１に固定されてもよい。なお、図２では、理解を容易にするため支持フレーム５１の一部を省略して示している。

仕分け装置５０は、フォークユニット６０と、フォークユニット６０の上方に配置されるピッキングユニット７０と、を備える。フォークユニット６０は、図４に示すように、Ｘ方向に延びるベース部６１と、ベース部６１から＋Ｙ方向に延びる棒状のフォーク部６２と、を備えている。ベース部６１は、不図示の昇降装置によって支持フレーム５１内をＺ方向に昇降可能に形成される。この昇降装置は、制御装置９０によって制御される。昇降装置を駆動することにより、フォークユニット６０は、製品棚２７の−Ｙ側の下方から、不良棚２３の範囲でＺ方向に昇降可能であり、不良棚２３、残材棚２４、加工棚２６、及び製品棚２７に対応する位置に保持可能となっている。

フォーク部６２のぞれぞれは、図４に示すように、加工パレット３０の間隔４０に挿入可能な幅及びピッチで形成される。また、各フォーク部６２のＹ方向の長さやＸ方向の幅は、加工パレット３０の間隔４０に入り込んだ後に板材Ｗ（製品Ｍを含めて）を安定してすくい取ることが可能な長さに設定される。なお、各フォーク部６２の長さや幅は、互いに異なってもよい。

フォーク部６２には、送り出し装置６３が形成される。送り出し装置６３は、フォーク部６２の長手方向（Ｙ方向）に沿って掛け渡された無端状のベルト６４と、ベルト６４を駆動する駆動部６５とを備えている。ベルト６４は、フォーク部６２の上面側に露出した状態で配置される。従って、フォーク部６２にすくい取られた板材Ｗは、ベルト６４上に載置された状態となる。この状態で、駆動部６５によりベルト６４を駆動することにより、ベルト６４に載置された板材Ｗはベルト６４の移動方向に送り出される。なお、駆動部６５の駆動は、制御装置９０によって制御される。

ベルト６４は、板材Ｗと接触する表面にすべり防止加工が施されてもよい。また、ベルト６４は、例えば、表面に凹凸が形成されたものや、複数の貫通孔が形成されたものが使用されてもよい。これらを用いることにより、後述するピッキングユニット７０の吸着部７３によりベルト６４が吸着されるのを抑制できる。

なお、図３では、各フォーク部６２のそれぞれに送り出し装置６３が形成されるが、一部のフォーク部６２に送り出し装置６３が形成されてもよい。例えば、Ｘ方向の両端のフォーク部６２と中央のフォーク部６３との３箇所に送り出し装置６３が形成されたものや、１本又は数本ごとに送り出し装置６３が形成されたものでもよい。また、フォーク部６２の長手方向の一部にベルト６４が配置されたものでもよい。また、送り出し装置６３としてベルト６４を用いることに代えて、モータ等により回転駆動するローラがフォーク部６２に配置されたものでもよい。

フォークユニット６０は、図３に示すように、Ｙ方向に移動するための駆動装置６６を備えている。フォークユニット６０は、不図示のＹ方向ガイドによってＹ方向に移動可能に形成される。このＹ方向ガイドは、上記した昇降装置によって支持フレーム５１に沿って昇降可能に形成される。駆動装置６６を駆動することによりフォークユニット６０を＋Ｙ方向に移動させ、加工パレット３０の間隔４０にフォーク部６２を挿入できる。さらに、上記した昇降装置を駆動してフォークユニット６０を上昇させることにより、加工パレット３０に載置された板材Ｗを加工パレット３０からすくい取ることができる。また、駆動装置６６を駆動することにより、フォークユニット６０は、不良棚２３の上方や、残材棚２４の上方、製品棚２７の下方にフォーク部６２を差し込むことが可能となる。なお、駆動装置６６の駆動は、制御装置９０によって制御される。

ピッキングユニット７０は、図４に示すように、Ｘ方向に沿って配置されたキャリッジ７１と、キャリッジ７１からＹ方向に延びる３本のアーム７２ｃと、これらアーム７２の下面に形成された複数の吸着部７３と、を備えている。キャリッジ７１は、上記したフォークユニット６０上に載置された板材Ｗの１辺と平行に配置される。キャリッジ７１は、不図示の昇降装置によって支持フレーム５１内をＺ方向に昇降可能に形成される。この昇降装置は、制御装置９０によって制御される。また、ピッキングユニット７０とフォークユニット６０とは、それぞれ独立して昇降するが、互いに干渉しないように制御装置９０により制御される。

この昇降装置を駆動することにより、ピッキングユニット７０は、製品棚２７の−Ｙ側から、不良棚２３の−Ｙ側の上方までの範囲でＺ方向に昇降可能であり、少なくとも製品棚２７に対応する位置に保持可能となっている。ピッキングユニット７０はキャリッジ７１をＹ方向に移動させるための不図示のＹ方向ガイド及び駆動装置を備えている。この駆動装置を駆動することにより、キャリッジ７１（ピッキングユニット７０）は、Ｙ方向ガイドに沿って移動し、例えば製品棚２７の上方まで移動可能となっている。なお、ピッキングユニット７０は、製品棚２７に対応する高さに保持された場合にＹ方向に移動可能に形成されてもよい。なお、Ｙ方向に移動するための駆動装置は、制御装置９０によって制御される。

キャリッジ７１から延びる３本のアーム７２は、不図示の駆動装置によって、それぞれキャリッジ７１に沿ってＸ方向に移動する。アーム７２のそれぞれは、後述する吸着部７３が、加工済みの板材Ｗ中の製品Ｍに対応する位置まで移動可能である。アーム７２のＸ方向の位置は、制御装置９０によって制御される。なお、３本のアーム７２は、同一の長さ及び断面形状のものが用いられるが、互いに異なってもよい。

図５は、ピッキングユニット７０の要部を示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。図５（ａ）に示すように、吸着部７３は、アーム７２の下面において、長手方向（Ｙ方向）に沿って配置される。吸着部７３としては、例えばマルチパッドが用いられる。マルチパッドは、１つのキャビティから吸引される複数の吸引部を有しており、比較的広い範囲を吸引する。吸着部７３のそれぞれは、配管７４を介して吸引装置７５に接続される。この吸引装置７５を駆動することにより、吸着部７３によって板材Ｗや製品Ｍ、残材Ｎを吸着することができる。

また、図５（ｂ）に示すように、各吸着部７３に対応する配管７４には電磁弁等のバルブ７６が設けられてもよい。このバルブ７６の開閉によって必要な吸着部７３にのみ吸着させることができる。また、各吸着部７３は、不図示の駆動装置によって下方へ突出可能に形成されてもよい。複数の吸着部のうち、いずれかを下方に突出させることにより、吸着作用を生じさせる吸着部７３を特定することができる。なお、上記した吸引装置７５の駆動や、バルブ７６の開閉、駆動装置による吸着部７３の突出は、制御装置９０によって制御される。なお、吸着部７３は、吸引により板材Ｗ等を吸着することに限定されず、例えば、板材Ｗが磁性材料である場合、電磁石等が用いられてもよい。

ピッキングユニット７０は、上記した昇降装置により、フォークユニット６０に対して近接または離間することができる。従って、フォークユニット６０上に加工済みの板材Ｗを載置している場合、吸引装置７５を駆動しつつ、ピッキングユニット７０を降下させることにより、吸着部７３は板材Ｗ中の製品Ｍを吸着することができ、この状態でピッキングユニット７０を上昇させることにより、吸着部７３で吸着した製品Ｍを板材Ｗから抜き取ることができる。このとき、バルブ７６の開閉や、吸着部７３の突出を選択することで、板材Ｗ中から特定の製品Ｍを容易に抜き出すことができる。

また、板材Ｗ中の１つの製品Ｍに対して複数の吸着部７３を吸着させてもよい。また、板材Ｗ中の１つの製品Ｍに対して、複数のアーム７２の吸着部７３を吸着させてもよい。例えば、製品Ｍの面積が広い場合（図３の板材Ｗ参照）、２本のアーム７２を用いて、それぞれの吸着部７３により製品Ｍを吸着させてもよい。また、板材Ｗから、製品Ｍを１つずつ順番に抜き出してもよく、また、同時に複数の製品Ｍを抜き出してもよい。

ピッキングユニット７０は、アーム７２の数を３本に限定するものではない。例えばキャリッジ７１に対してアーム７２が１本または２本、または４本以上配置されてもよい。また、複数のアーム７２は、Ｘ方向に同時に移動させてもよく、また、それぞれ独立してキャリッジ７１を移動させてもよい。複数のアーム７２を同時に移動させる場合、アーム７２同士は一定間隔を保持したままキャリッジ７１を移動する。複数のアーム７２のｚｅ全部または一部はキャリッジ７１に対して固定されたものでもよい。また、吸着部７３は、アーム７２の長手方向に一定間隔で配置されることに限定されず、間隔を異ならせて配置されてもよい。また、例えばアーム７２のＸ方向の幅が広く形成される場合、吸着部７３がアーム７２の長手方向に２列以上配置されてもよい。

図１及び図２に戻り、棚本体２０を挟んで仕分け装置５０と反対側には、エレベータ８０が設置される。エレベータ８０は、支柱８１と、支柱８１に沿って昇降可能な枠部８２と、枠部８２の内側に形成されるテーブル８３と、を有している。なお、図２では、説明を容易にするため支柱８１を省略して表している。支柱８１は、棚本体２０のフレーム２１に沿って床面ＦＬからＺ方向に形成される。支柱８１は、フレーム２１に固定されてもよい。枠部８２は、不図示の昇降装置を備えており、この昇降装置によって支柱８１に沿って昇降する。この昇降装置は、制御装置９０によって制御される。テーブル８３は、上記したパレット２８を載置可能な形状を有する。

枠部８２を支柱８１に沿って昇降させ、各棚のいずれかに位置付けることにより、各棚とテーブル８３との間でパレット２８を移送することができる。また、枠部８２は、各棚とテーブル８３との間でパレット２８を移送する不図示の移送装置を備えてもよい。この移送装置は、例えば、パレット２８の一部に係止されるフックと、このフックをＹ方向に移動させる駆動装置と、を有する。この駆動装置を駆動することにより、各棚からパレット２８をテーブル８３上に引き出すことや、テーブル８３上のパレット２８を各棚に入れることができる。なお、この駆動装置の駆動は、制御装置９０によって制御される。また、上記した移送装置は、棚本体２０のフレーム２１に形成されてもよい。また、エレベータ８０は、設置されなくてもよい。

このように、本実施形態の板材搬送システム１０によれば、棚本体２０の上下方向に保管棚２２、不良棚２３、残材棚２４、素材棚２５、加工棚２６、及び製品棚２７が配置され、さらに棚本体２０に隣接して仕分け装置５０が設置されるので、板材Ｗの保管や移送、製品Ｍの抜き出しに必要なスペースが小さく、加工装置１の周囲に配置する周辺機器の設置スペースを縮小することができる。また、棚本体２０に保管棚２２を備えるものでは、いわゆるストッカとして利用することができる。また、板材搬送システム１０は、自動倉庫に適用されてもよい。

次に、上記した板材加工システム１００について、主に板材搬送システム１０の動作を図６〜図１１を参照して説明する。なお、図６〜図１１では、動作の要部に関する部分について表している。以下に説明する各部材の動作は、制御装置９０からの指示に基づいて行われる。なお、図６（ａ）では、加工棚２６の加工パレット３０上に加工済みの板材Ｗが載置された状態を示している。すなわち、図６（ａ）では、加工装置１により加工されて製品Ｍを有する板材Ｗが、加工パレット３０に載置されてフレーム２１まで搬送された状態を示している。

図６（ａ）に示すように、フォークユニット６０は、加工棚２６（加工パレット３０）の高さに保持された後、＋Ｙ方向に移動してフォーク部６２を加工パレット３０の間隔４０（図３参照）に入り込ませる。続いて、フォークユニット６０は、＋Ｚ方向に上昇することにより、加工パレット３０上の板材Ｗをフォーク部６２ですくい取る。このとき、フォークユニット６０に備える送り出し装置６３は駆動されず、ベルト６４は停止した状態で保持されている。なお、図示しないが、ピッキングユニット７０は、フォークユニット６０の上方（＋Ｚ方向）で待機している。

また、供給装置３５は、吸着部３６を有する下部が−Ｚ方向に降りて、吸着部３６によって素材棚２５上の板材Ｗを吸着する。これにより、供給装置３５によって未加工の１枚の板材Ｗが保持される。なお、図示しないが、吸着部３６によって板材Ｗを吸着した後、吸着部３６を＋Ｚ方向に移動させ、吸着した板材Ｗを素材棚２５上の他の板材Ｗから引き離してもよい。

次に、図６（ｂ）に示すように、フォークユニット６０は、フォーク部６２上に板材Ｗを保持したまま−Ｙ方向に移動して、支持フレーム５１内に板材Ｗを搬送する。このフォークユニット６０の移動により、加工パレット３０上は板材Ｗがない状態となる。また、素材棚２５は、ガイド２５ａに沿って−Ｙ方向に移動し、フレーム２１から退避している。従って、供給装置３５の下方は、素材棚２５があったスペースを介して加工パレット３０に接続可能となっている。

フォークユニット６０の移動後、供給装置３５の下部は、−Ｚ方向に降りて加工パレット３０上まで板材Ｗを移送する。続いて、吸着部３６による吸着を解放することにより、板材Ｗは加工パレット３０上に載置される。なお、加工パレット３０上に板材Ｗが載置された後、加工パレット３０は＋Ｘ方向に移動して板材Ｗを加工装置１に搬入する。なお、図示しないが、ピッキングユニット７０は、フォークユニット６０の上方（＋Ｚ方向）で待機したままの状態が保持される。

次に、図７（ａ）に示すように、供給装置３５の下部が＋Ｚ方向に上昇した後、素材棚２５は、ガイド２５ａに沿って＋Ｙ方向に移動し、フレーム２１内に配置される。なお、素材棚２５に板材Ｗがなくなった場合は、エレベータ８０を駆動して、空のパレット２８を素材棚２５から取り出すとともに、保管棚２２の１つからパレット２８を取り出して素材棚２５に搬送して板材Ｗを補充する（図２参照）。また、フォークユニット６０は、−Ｚ方向に降下して、製品棚２７の高さより低い位置に保持される。フォークユニット６０の降下後または降下中に、ピッキングユニット７０は、−Ｚ方向に降下を開始し、フォークユニット６０に近接した状態まで移動する。

また、アーム７２をキャリッジ７１に移動させ、複数の吸着部７３のうちいずれかを板材Ｗ中の製品Ｍに対して位置合わせする。この状態で吸引装置７５（図５参照）を駆動するとともに、ピッキングユニット７０を降下させて製品Ｍに吸着部７３を吸着させる。このとき、複数の製品Ｍに対してそれぞれ別の吸着部７３で吸着させてもよく、また、複数の吸着部７３で１つの製品Ｍを吸着させてもよい。また、図５（ｂ）に示すように、製品Ｍに対して位置合わせされた特定の吸着部７３を下方に突出させてもよい。

次に、図７（ｂ）に示すように、ピッキングユニット７０は、製品棚２７の上方に入り込むことが可能な高さまで上昇する。ピッキングユニット７０の上昇により、吸着部７３に吸着された製品Ｍは板材Ｗから抜き出される。なお、製品Ｍが抜き出された板材Ｗは、フォークユニット６０のフォーク部６２上に残った状態で維持される。このように、ピッキングユニット７０とフォークユニット６０とが相対的に離れることにより、吸着部７３で吸着した製品Ｍを板材Ｗから容易に抜き出すことができる。なお、製品Ｍに対して吸着部７３を位置合わせするため、キャリッジ７１を＋Ｙ方向に移動させてもよい。

次に、図８（ａ）に示すように、ピッキングユニット７０は、＋Ｙ方向に移動して製品棚２７の上方に入り込む。ピッキングユニット７０は、吸着部７３で吸着した製品Ｍを、製品棚２７上において設定された積載位置まで＋Ｙ方向に移動する。このとき、アーム７２をＸ方向に移動させて、製品Ｍを積載位置に位置合わせしてもよい。製品Ｍの位置合わせ後、吸着部７３による吸着を停止することにより、製品Ｍは吸着部から離れて積載位置に載置される。なお、製品棚２７上の製品Ｍの積載量に合わせて、ピッキングユニット７０を下方に移動させた後に吸着部７３による吸着を停止させてもよい。製品棚２７上の製品Ｍの積載量は、制御装置９０によって製品Ｍの数がカウントされてもよく、また、センサ等によって計測されてもよい。製品Ｍの積載後、ピッキングユニット７０は、−Ｙ方向に移動して支持フレーム５１内に戻り、降下可能な状態となる。

このような図７（ｂ）から図８（ａ）に示す動作が繰り返されることにより、板材Ｗに形成された複数の製品Ｍがそれぞれ製品棚２７に移送される。なお、製品棚２７上では、同一の製品Ｍが積層されるが、同一の製品Ｍを２か所以上で積層させてもよい。また、異なる製品Ｍを積層させてもよい。

また、板材Ｗ中の−Ｙ側に形成された製品Ｍを抜き出す場合、ピッキングユニット７０を降下させると、アーム７２の−Ｙ側の吸着部７３で製品Ｍを吸着することになる。この製品Ｍを製品棚２７の＋Ｙ側に積載させるにはピッキングユニット７０を＋Ｙ方向に大きく移動させる必要があるが、アーム７２がフレーム２１から＋Ｙ方向に突出してエレベータ８０と干渉する可能性や、ピッキングユニット７０のＹ方向の移動範囲が広がるため設置コストを上昇させることになる。また、板材Ｗ中の−Ｙ側に形成された製品Ｍをアーム７２の先端側で吸着させるため、アーム７２を複雑に移動させることも考えられるが、製造コストの増加を招くだけでなく、故障等の要因となる。本実施形態では、次のように対応する。

図８（ｂ）に示すように、先ず、フォークユニット６０は、＋Ｙ方向に移動し、フォーク部６２の先端部分を製品棚２７の下方に入り込ませて、板材Ｗ中の製品Ｍがピッキングユニット７０のアーム７２の先端側に対応する位置で保持される。この状態でピッキングユニット７０を降下させることにより、アーム７２の先端側に配置された吸着部７３により製品Ｍを吸着させることができる。

続いて、図９（ａ）に示すように、ピッキングユニット７０が＋Ｚ方向に上昇することにより、製品Ｍは、アーム７２の先端側の吸着部７３に吸着されて板材Ｗから抜き出される。その後、図９（ｂ）に示すように、ピッキングユニット７０は、＋Ｙ方向に移動して製品棚２７の上方において吸着部７３の吸着を停止することにより、製品Ｍを製品棚２７上の所定の積載位置に載置する。このとき、積載位置が製品棚２７の＋Ｙ側に設定されている場合でも、ピッキングユニット７０を上記した図８（ａ）と同様のＹ方向の移動範囲で移動させることにより、製品Ｍを製品棚２７の＋Ｙ側に載置できる。

このように、フォーク部６２の先端部分が製品棚２７の下方に入り込ませるようにフォークユニット６０を移動させることにより、板材Ｗ中の−Ｙ側に形成された製品Ｍをアーム７２の先端側で容易に吸着できる。また、製品Ｍを吸着した位置から製品棚２７までが近くなるので、製品Ｍの移送時間を短縮することができる。また、フォークユニット６０は、上記したようにＹ方向に移動する構造が採用されているので、この構造を利用することによりコストの増加を抑制できる。ピッキングユニット７０による製品Ｍの抜き出しが終わると、フォークユニット６０は、−Ｙ方向に移動して支持フレーム５１内に戻る。また、フォークユニット６０には、板材Ｗから全ての製品Ｍまたは一部の製品Ｍが抜き出された残材Ｎを載置している。

次に、図１０（ａ）に示すように、ピッキングユニット７０は、残材棚２４よりも高い位置まで＋Ｚ方向に上昇して待機状態となる。ピッキングユニット７０の上昇後または上昇中に、フォークユニット６０は、＋Ｚ方向に上昇した後、＋Ｙ方向に移動して残材棚２４の上方に入り込む。

次に、図１０（ｂ）に示すように、送り出し装置６３の駆動部６５によりベルト６４を駆動するとともに（図３参照）、ベルト６４の駆動に同期させてフォークユニット６０を−Ｙ方向に移動させる。これにより、ベルト６４上の残材Ｎは、ベルト６４の移動に伴いフォーク部６２に対して＋Ｙ方向に移動するが、フォークユニット６０が−Ｙ方向に移動しているのでＹ方向の位置は変化しない。残材Ｎは、ベルト６４が離れることにより、残材棚２４のパレット２８上に積層される。フォークユニット６０は、−Ｙ方向に移動して支持フレーム５１内に戻る。

なお、図示しないが、図７に示す状態以降において、加工パレット３０には、加工装置１により加工された板材Ｗが載置されて既にフレーム２１に戻っている状態であってもよい。加工パレット３０に加工済みの板材Ｗが載置されている場合、フォークユニット６０は、その板材Ｗをすくい取るように次の動作を開始する。このような図６から図１０に示す一連の動作が繰り返されることにより、加工パレット３０によって未加工の板材Ｗを加工装置１に搬入するとともに、加工後の板材Ｗから製品Ｍと残材Ｎとに仕分ける動作が連続して行われる。

また、図１１（ａ）に示すように、製品Ｍを抜き出すためにピッキングユニット７０が上方に移動した際、吸着部７３による製品Ｍの吸着に失敗する可能性がある。この場合、再度ピッキングユニット７０を降下させて吸着部７３による吸着を複数回試みてもよい。製品Ｍの吸着不良は、例えば、吸着部７３に接続された配管７４（図５参照）の圧力変化を検出する方法や、光学式センサの出力やカメラの画像等に基づく方法などがある。製品Ｍの吸着不良が判断された場合、製品Ｍの一部を吸着している吸着部７３を含めて、全ての吸着部７３の吸着を停止させる。これにより、吸着不良の製品Ｍを含む不良板材Ｓは、フォークユニット６０に載置された状態となる。

次に、図１１（ｂ）に示すように、ピッキングユニット７０は、不良棚２３よりも高い位置まで＋Ｚ方向に上昇して待機状態となる。ピッキングユニット７０の上昇後または上昇中に、フォークユニット６０は、＋Ｚ方向に上昇した後、＋Ｙ方向に移動して不良棚２３の上方に入り込む。その後、図示しないが、送り出し装置６３のベルト６４を駆動するとともに、フォークユニット６０を−Ｙ方向に移動させることにより、ベルト６４上の不良板材Ｓは、ベルト６４が離れて不良棚２３のパレット２８上に積層される。なお、不良板材Ｓが積層されたパレット２８は、エレベータ８０により取り出されて、他の処理により製品Ｍが抜き出されてもよい。

以上、実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。上記した板材搬送システム１０において、仕分け装置５０は一例であって他の仕分け装置が適用されてもよい。例えば、上記したピッキングユニット７０に代えて、板材Ｗから製品Ｍを抜き出すことが可能な他のピッキングユニットが適用されてもよい。また、上記した仕分け装置５０において、支持フレーム５１の外側にピッキングユニット７０が形成されてもよい。また、上記した仕分け装置５０において、ピッキングユニット７０が形成されなくてもよい。この場合、棚本体２０には不良棚２３や残材棚２４が不要となり、その位置に保管棚２２が形成されてもよい。

また、上記した実施形態では、保管棚２２等のパレット２８上に板材Ｗの積層体を１つ形成しているが、板材Ｗの面積が小さい場合は、パレット２８上に板材Ｗの積層体が複数形成されてもよい。この場合、加工パレット３０上には複数の板材Ｗが載置されてもよく、フォークユニット６０は複数の板材Ｗをまとめてすくい取るようにしてもよい。

Ｍ・・・製品
Ｎ・・・残材（製品の全部または一部が抜き取られた板材）
Ｗ・・・板材
Ｓ・・・不良板材（製品の抜き出しが不良となった板材）
１・・・加工装置
１０・・・板材搬送システム
２０・・・棚本体
２２・・・保管棚
２３・・・不良棚
２４・・・残材棚
２５・・・素材棚
２６・・・加工棚
２７・・・製品棚
３０・・・加工パレット
３５・・・供給装置
５０・・・仕分け装置
６０・・・フォークユニット
６２・・・フォーク部
６３・・・送り出し装置
６４・・・ベルト
６５・・・駆動部
６６・・・駆動装置
７０・・・ピッキングユニット
７１・・・キャリッジ
７２・・・アーム
７３・・・吸着部
８０・・・エレベータ
１００・・・板材加工システム

Claims (12)

1. 少なくとも、加工前の板材を載置する素材棚と、前記素材棚から板材が移送されて加工装置に対する板材の搬入及び搬出を行う加工棚と、加工後の板材から抜き出した製品を載置する製品棚と、が上下方向に配置された棚本体と、
   前記棚本体に隣接して設置され、前記加工棚から加工済みの板材を受け取ってこの板材から製品を抜き出して前記製品棚に移送する仕分け装置と、を備える板材搬送システム。
2. 前記加工棚は、板材を載置して前記棚本体と前記加工装置との間を移動可能な加工パレットを有し、
   前記加工パレットは、板材を載置する上部が剣山状または鋸歯状に形成される請求項１記載の板材搬送システム。
3. 前記棚本体は、前記素材棚に補充するための板材を保管する保管棚と、製品の抜き出しが不良となった板材を収容する不良棚と、前記製品を抜いた後の残材を載置する残材棚と、のうち少なくとも１つを備え、前記棚本体において前記上下方向に配置される請求項１または請求項２記載の板材搬送システム。
4. 前記棚本体に沿って上下方向に移動可能であり、各棚に対して収容物の移送を行うエレベータを備える請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の板材搬送システム。
5. 前記素材棚は、前記棚本体から退避可能に形成され、
   前記棚本体は、前記素材棚から１枚の板材を吸着するとともに前記素材棚が退避した後に板材を前記加工棚上に供給する供給装置を備える請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の板材搬送システム。
6. 板材を加工する加工装置と、前記加工装置に対して板材の搬入及び搬出を行う板材搬送システムと、を有する板材加工システムであって、
   前記板材搬送システムとして、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の板材搬送システムが用いられる板材加工システム。
7. 加工装置によって加工された板材を載置する加工棚から前記板材をすくい取るフォークユニットと、前記フォークユニット上の板材から製品を抜き出して製品棚に製品を移送するピッキングユニットと、を備える仕分け装置であって、
   前記ピッキングユニットは、前記板材の一辺と平行に設置されたキャリッジと、前記キャリッジから延びて形成されかつ前記キャリッジに沿って移動可能なアームと、前記アームに設けられかつ前記板材中の製品を吸着する吸着部と、を備える仕分け装置。
8. 前記フォークユニットの上方に前記ピッキングユニットが配置されるとともに、それぞれが上下方向に移動可能に形成され、
   前記ピッキングユニットと前記フォークユニットとが相対的に離れることにより、前記吸着部によって吸着した製品を前記板材から抜き出す請求項７記載の仕分け装置。
9. 前記キャリッジは、複数の前記アームを備え、
   前記複数のアームのうち少なくとも１つは、前記キャリッジに対して移動可能に形成される請求項７または請求項８記載の仕分け装置。
10. 前記フォークユニットの一部が前記製品棚の下方に入り込んだ状態まで前記フォークユニットを移動させる駆動装置を備える請求項７〜請求項９のいずれか１項に記載の仕分け装置。
11. 前記フォークユニットは、載置した板材を送り出す送り出し装置を備える請求項７〜請求項１０のいずれか１項に記載の仕分け装置。
12. 前記送り出し装置は、前記フォークユニットのフォーク部の一部または全部に配置されかつ前記フォーク部の長手方向に沿って配置される無端状のベルトと、前記ベルトを駆動する駆動部と、を備える請求項１１記載の仕分け装置。

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