JP3529803B2 - 板材加工機の製品搬出装置およびその装置を用いた搬出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は板材加工機の製品搬出
装置およびその装置を用いた搬出方法に係り、さらに詳
しくは、製品の整列仕分けを同時に自動的に行うことの
できる板材加工機の製品搬出装置およびその装置を用い
た搬出方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、パンチプレスやレーザ加工機
等を用いる板金加工用システムラインにおける加工製品
の流れは、被加工材の特性（厚板，薄板）よりベルト又
はパイプローラコンベアにて搬送して所定のパレットへ
落としたり、あるいは、多関節ロボットを用いて製品の
仕分けを行うのが一般的である。このような板金加工ラ
インでは一つのパレットに製品を重ねて収納することに
なる。

【０００３】また、ロボットにて積み重ねられた製品収
納用のパレットを取出してセットする場合には、上から
順に取出す必要があるためセンサを併設して空パレット
がいくつあるかを検出している。

【０００４】そして、ロボットを作動させるための位置
データを入力するためすべてのポイントで教示を行い、
移動座標をプログラム中に数値（又は教示点番号）とし
て記述するのが一般的である。また、ロボットプログラ
ムは加工機のプログラムとは別に作成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術にあっては、以下のような問題点があ
る。

【０００６】加工された製品は平ベルト又はローラコ
ンベア等で流されて、パレットにただ入れられているだ
けだから、次工程（例えば、曲げ，塗装，組立，溶接
等）へ製品を渡す際にはあらためて製品を整列，仕分け
することが必要であり、面倒であると共に作業工数を増
加させている。

【０００７】製品仕分け用ロボット，パレット搬送用
ロボットのように、一つの作業に対してロボットが一台
づつ必要とされる場合が多く、作業の数だけロボットが
必要となるのでコストの面および設置面積の面でも不利
である。

【０００８】加工機，コンベア，仕分け装置と直列に
並べられているので設置面積が大きくなる。

【０００９】レーザ加工のような平板加工では何枚も
重ねることができるが、ＮＣＴによる成形加工（例え
ば、エンボス，ルーバー，バーリング等）では多数枚重
ねることができない。

【００１０】積載された製品用のパレットを検出する
センサを設ける柱が床から突出するので邪魔になる。ま
た、センサを多数必要とするし、ロボット以外に種々の
装置，部品が必要となるのでコストの面で不利である。

【００１１】ロボットが複雑な動きをする場合には位
置データを教示する点が多くなるし、取出す製品によっ
てロボットのプログラムを変更する必要がある。また、
ロボットと加工機の二本のプログラムを管理する必要が
あり、面倒である。

【００１２】加工された製品に反りがある場合など、
溝と製品の厚さとの差が１ｍｍもなく、くし歯の取付け
状況に誤差があるため、くし歯間に挿入できず製品を傷
つけたり、無理に挿入すると過負荷のためサーボアラー
ムが発生する。

【００１３】この発明の目的は、上記種々の問題点を解
決することのできる板材加工機の製品搬出装置およびそ
の装置を用いた搬出方法を提供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述のごとき
問題に鑑みてなされたれもので、矩形状の枠組の上部に
Ｘ軸方向へ移動自在に設けられたＹ軸ガイドにスライダ
ユニットをＹ軸方向へ移動自在に支持して設けると共
に、前記枠組の上部にＹ軸方向へ移動自在に設けられた
Ｘ軸ガイドに前記スライダユニットをＸ軸方向へ移動自
在に支持して設け、加工機において加工された製品を、
当該加工機から離れた位置の製品パレット上へ搬送する
ための製品搬送部を前記スライダユニットに上下動自在
に備え、前記製品搬送部において製品を保持する製品ハ
ンドを、前記製品を水平に保持する状態と垂直に保持す
る状態とに回動自在に備えていることを特徴とするもの
である。

【００１５】また、本発明は、上記製品搬出装置におい
て、空の製品パレットを搬送自在の製品パレット搬送部
を、前記スライダユニットに上下動自在に備えたことを
特徴とするものである。

【００１６】また、本発明は、矩形状の枠組の上部にＸ
軸方向へ移動自在に設けられたＹ軸ガイドにスライダユ
ニットをＹ軸方向へ移動自在に支持して設けると共に、
前記枠組の上部にＹ軸方向へ移動自在に設けられたＸ軸
ガイドに前記スライダユニットをＸ軸方向へ移動自在に
支持して設け、加工機において加工された製品を、当該
加工機から離れた位置の製品パレット上へ搬送するため
の製品搬送部を前記スライダユニットに上下動自在に備
え、空の製品パレットを搬送自在の製品パレット搬送部
を、前記スライダユニットに上下動自在に備えたことを
特徴とするものである。

【００１７】また、本発明は、上記製品パレット搬送部
に空の製品パレットを検出する光学センサを備えてなる
ことを特徴とするものである。

【００１８】また、本発明は、矩形状に組まれた枠組を
設けると共に、この枠組で囲繞された領域内の上方をＸ
軸、Ｙ軸方向へ移動自在なスライダユニットを設け、こ
のスライダユニットに上下動自在な製品を搬送せしめる
製品搬送部を設け、前記領域内に適数の板材加工機、加
工後の製品取出し域と、製品搬送装置用製品収納部又は
次加工機への製品取入れ域を設けてなり、前記製品搬送
装置用収納部が製品をほぼ垂直状態に収納すべく適宜な
間隔で複数のくし歯プレートを内部に設けた製品パレッ
トで構成されており、制御部へ連結された一方の電極
を、製品を保持する製品搬送部に設け、制御部へ連結さ
れた他方の電極を、製品を挿入するくし歯プレートに設
けてなることを特徴とするものである。

【００１９】また、本発明は、矩形状に組まれた枠組を
設けると共に、この枠組で囲繞された領域内の上方をＸ
軸、Ｙ軸方向へ移動自在なスライダユニットを設け、こ
のスライダユニットに上下動自在な製品を搬送せしめる
製品搬送部およびパレット搬送部を設け、前記領域内に
適数の板材加工機、加工後の製品取出し域と、製品搬送
装置用製品収納部又は次加工機への製品取入れ域を設け
てなる板材加工機の製品搬出装置において、積載された
空の製品パレットを前記製品収納部へ搬入するに当た
り、製品パレットの高さをパラメータとして製品パレッ
トの搬入動作を予めプログラムしておき、パレット搬送
部に設けられた光学センサにより最上段にある製品パレ
ットの高さを検出し、検出された高さを用いて製品パレ
ットを製品収納位置へ搬入し、その後製品搬送部により
製品を製品パレットに収納するものである。

【００２０】また、本発明は、矩形状に組まれた枠組を
設けると共に、この枠組で囲繞された領域内の上方をＸ
軸、Ｙ軸方向へ移動自在なスライダユニットを設け、こ
のスライダユニットに上下動自在な製品を搬送せしめる
製品搬送部を設け、前記領域内に適数の板材加工機、加
工後の製品取出し域と、製品搬送装置用製品収納部又は
次加工機への製品取入れ域を設けてなる板材加工機の製
品搬出装置において、製品を保持した製品搬送部を下降
させた際に製品搬送部に設けられた電極と製品パレット
のくし歯に設けられた他方の電極間が導通したときは製
品がくし歯に接触したと判断して製品搬送部を移動さ
せ、所定量以上製品搬送部を下降させても導通しない場
合には製品がくし歯間にあると判断し、導通しない場合
にのみ製品をくし歯間に収納すべく制御することを特徴
とするものである。

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【実施例】以下、この発明の好適な一実施例を図面に基
づいて説明する。

【００２７】図１〜図３には板材加工装置１の全体が示
してある。この板材加工装置１は製品仕分け装置として
の製品搬出ロボット３と加工機としてのパンチプレス５
を備えている。このパンチプレス５には、固定式のワー
クテーブル７が設けられており、このワークテーブル７
の上方には、被加工材である板材Ｗ０を把持して図２中
上下方向に移動自在のクランパ９を備えたキャレッジベ
ース１１が図２左右方向へ移動自在に設けられている。
従って、板材Ｗ０はクランパ９とキャレッジベース１１
がＸ軸およびＹ軸方向へ移動することにより加工位置Ｒ
に移動位置決めされる。

【００２８】また、ワークテーブル７の上方で図２中手
前側にはパンチプレス５により加工された製品Ｗ１を搬
出する製品搬出ロボット３が設けられている。製品搬出
ロボット３は４本の支柱１３により支持される矩形に組
まれたロボット本体枠１５を有している。

【００２９】図４および図５を参照するに、このロボッ
ト本体枠１５内部には平行な一対のＸ軸リニアシャフト
１７とＸ軸タイミングベルト１９、または平行な一対の
Ｙ軸リニアシャフト２１とＸ軸タイミングベルト２３が
直交して設けられている。Ｘ軸タイミングベルト１９は
Ｙ軸リニアシャフト２１の両端に設けられたＸ軸従動プ
ーリ２５に巻回されている。

【００３０】また、図中左側のＹ軸リニアシャフト２１
の一端にはＸ軸駆動プーリ２７が設けられており、この
Ｘ軸駆動プーリ２７はＸ軸モータ２９の軸に取付けられ
ている駆動プーリ３１とタイミングベルト３３により連
結されている。従って、Ｘ軸モータ２９が回転するとＹ
軸リニアシャフト２１が回転し、Ｘ軸タイミングベルト
１９を走行させる。これによりＸ軸タイミングベルト１
９にベルトテンショナー３５で固定されているＸ軸キャ
レッジ３７がＸ軸方向へ移動することになる。ここで、
図中上側のＸ軸タイミングベルト１９および下側のＸ軸
タイミングベルト１９は一対の平行なＹ軸リニアシャフ
ト２１，２１の働きにより同期して走行するので、上側
のＸ軸キャレッジ３７および下側のＸ軸キャレッジ３７
は同期して移動する。

【００３１】Ｙ軸キャレッジ３９はＸ軸キャレッジ３７
と全く同様に移動する。すなわち、Ｙ軸モータ４１が回
転するとＸ軸リニアシャフト１７が回転し、Ｘ軸タイミ
ングベルト２３を走行させ、Ｘ軸タイミングベルト２３
に固定されているＹ軸キャレッジ３９がＹ軸方向へ移動
することになる。そして、図中左側のＹ軸キャレッジ３
９および右側のＹ軸キャレッジ３９は同期して移動す
る。

【００３２】一対のＹ軸キャレッジ３９，３９間にはＸ
軸ガイド４３が設けられ、一対のＸ軸キャレッジ３７，
３７間にはＹ軸ガイド４５が設けられている。そして、
Ｘ軸ガイド４３およびＹ軸ガイド４５の交点には、スラ
イダーユニット４７がリニアボールナット４９によりＸ
軸ガイド４３およびＹ軸ガイド４５に回転摺動自在に設
けられている。

【００３３】このように同期シャフトとしてＸ軸，Ｙ軸
リニアシャフト１７，２１を兼用すると、部品点数が減
少すると共に、従来のようにＬＭシャフト内に同期シャ
フトを内装する必要がないので径を大きくとって強度を
確保できる。このため、従来のようにねじれの振動が発
生せず、精度の高い高速位置決めができる。

【００３４】また、図６に示すように、上述のＸ軸タイ
ミングベルト１９およびＸ軸タイミングベルト２３の代
わりに、Ｘ軸ボールネジ５１およびＹ軸ボールネジ５３
を用いてもよい。すなわち、Ｘ軸キャレッジ５５，５５
にはボールナット５７が取付けられていて、Ｘ軸ボール
ネジ５１の回転に伴いＸ軸ボールネジ５１に沿って移動
するようになっている。そして、一対のＸ軸ボールネジ
５１，５１はＸ軸タイミングベルト５９により同期して
回転するようになっているので、Ｘ軸モータ６１がＸ軸
ボールネジ５１を回転駆動するとＸ軸キャレッジ５５，
５５が移動する。

【００３５】同様に、Ｙ軸キャレッジ６３，６３にはボ
ールナット５７が取付けられていて、Ｙ軸ボールネジ５
３に沿って移動するようになっている。そして、一対の
Ｙ軸ボールネジ５３，５３はＹ軸タイミングベルト６５
により同期して回転するようになっているので、Ｙ軸モ
ータ６７がＹ軸ボールネジ５３を回転駆動するとＹ軸キ
ャレッジ６３，６３が移動する。

【００３６】図７〜図９を参照して前記スライダーユニ
ット４７を説明する。スライダーユニット４７のスライ
ダーベース６９が前述のようにリニアボールナット４９
を介してＸ軸ガイド４３およびＹ軸ガイド４５の交点に
設けられている。このスライダーベース６９には、後述
するパレットハンド７１を上下動させるＺ１軸７３と、
吸着して製品Ｗ１を持ち上げる製品ハンド７５を上下動
させるＺ２軸７７とが設けられている。

【００３７】まず、Ｚ１軸７３について説明する。スラ
イダーベース６９の上面には、ブレーキ付きのＺ１軸モ
ータ７９が設けられており、このＺ１軸モータ７９の軸
には駆動プーリ８１が取付けられている。Ｚ１軸モータ
７９の近傍にはスライダーベース６９を貫通してＺ１軸
ボールネジ８３が設けられており、このＺ１軸ボールネ
ジ８３を上下動せしめる図示省略のボールナットがスラ
イダーベース６９に回転自在に設けられている。このボ
ールナットには従動プーリ８５が一体的に取付けられて
おり、この従動プーリ８５は前記駆動プーリ８１とタイ
ミングベルト８７にて連結されている。

【００３８】このＺ１軸ボールネジ８３の図９中左右両
側には一対の丸ガイド８９，８９がスライダーベース６
９に設けられた図示省略の摺動軸受により上下動自在に
設けられている。

【００３９】従って、Ｚ１軸モータ７９がタイミングベ
ルト８７を介してボールナットを回転させることにより
Ｚ１軸ボールネジ８３を上下動させる。この時、Ｚ１軸
ボールネジ８３は丸ガイド８９，８９によりガイドされ
ると共に回転を阻止された状態で一体となって上下動す
るものである。

【００４０】前記丸ガイド８９，８９の下端には、一対
の横棒９１，９１が設けられており、この横棒９１，９
１の両端にはブラケット９３が取付けられている。この
ブラケット９３には、各々両端に引っ掛け部９５を取付
けたアーム９７が回動自在に軸支されており、このアー
ム９７を回動させるエアーシリンダ９９がブラケット９
３の上側に設けられている。すなわち、エアーシリンダ
９９がアーム９７を回動させ、これにより引っ掛け部９
５を回動させるものである。

【００４１】また、前記横棒９１には図９に示されてい
るように、反射型光学式センサ１０１が設けられてい
る。この光学式センサ１０１は台車１０３（図１および
図２参照）の上に積み上げられている空の製品パレット
１０５を検出するためのものであり、製品パレット１０
５の内部へ光線を発し、その反射光を受信して製品パレ
ット１０５の位置を検出するものである。この光学式セ
ンサ１０１は光学式反射型のものであるため、台車１０
３の上面を黒色に塗装しておいて光学式センサ１０１の
誤操作が生じないようにしている。

【００４２】パレットハンド７１を制御するロボット制
御部を図１０に示す。ＨＯＳＴ１０７には製品パレット
１０５の大きさ等のパラメータが入力されている。Ｍ１
はＺ１軸７３およびＺ２軸７７の位置をコントロールす
るものであり、サーボアンプ１０９を介してＺ１軸モー
タ７９に接続されている。Ｍ２は軸補間を行うものであ
り、Ｍ３はプログラム実行部であり、光学式センサ１０
１のオン／オフ信号により次の座標を選ぶかの処理を行
う。ＭＩＯ１１１にはＩＯＢ１１３を経てシーケンサ１
１５が接続されており、このシーケンサ１１５にはパン
チプレス５等の加工機の制御部１１７等が接続されてい
る。また、前記光学式センサ１０１もシーケンサ１１５
に接続されており、製品パレット１０１を検出して信号
をシーケンサ１１５に伝達し、シーケンサ１１５に接続
されているバルブ１１９によりパレットハンド７１のエ
アーシリンダ９９を制御して製品パレット１０５をつか
む。

【００４３】このようにパレットハンド７１に光学式セ
ンサ１０１を設けたので、従来のように複数のセンサを
必要とせずに自動的に最上段の製品パレット１０５を検
出することができる。これに伴いセンサを設置していた
支柱も不要となる。

【００４４】なお、横棒９１の左側端部（図１における
左側に対応する）のブラケット９３の左側には図９に示
されているように、例えば、ウレタンゴムのごとき緩衝
材でできたダンパー１２１が取付けられている。

【００４５】再び図７および図９を参照するに、スライ
ダーベース６９の上面にはＺ２軸モータ１２３が設けら
れ、スライダーベース６９を貫通してＺ２軸ボールネジ
スプライン１２５が設けられており、Ｚ２軸ボールネジ
スプライン１２５の下端には製品ハンド７７が取付けら
れている。前記Ｚ２軸モータ１２３の軸には図１１に示
されているように、駆動プーリ１２７が取付けられてい
る。また、このＺ２軸ボールネジスプライン１２５を上
下動せしめるボールナット１２９が図１１、図１２に示
されているように、スライダーベース６９に回転自在に
設けられている。このボールナット１２９には従動プー
リ１３１が取付けられており、この従動プーリ１３１は
前記駆動プーリ１２７とタイミングベルト１３３にて連
結されている。また、スライダーベース６９の下側には
スプラインナット１３５が設けられている。

【００４６】従って、Ｚ２軸モータ１２３がタイミング
ベルト１３３を介してボールナット１２９を回転させる
とＺ２軸ボールネジスプライン１２５が上下動するが、
Ｚ２軸ボールネジスプライン１２５はスプラインナット
１３５により軸支されているので回転は阻止される。

【００４７】製品ハンド７５は図７に示されているよう
に、製品Ｗ１を吸着するバキュームパッド１３７を多数
装着した吸着板１３９を先端に備え、この吸着板１３９
を回転中心Ａ回りに回転せしめる回転装置としてのエア
ーシリンダ１４１を備えている。従って、エアーシリン
ダ１４１のピストンロッド１４３を上，下させることに
より吸着板１３９は反時計回り，時計回りに回転するこ
とになる。

【００４８】なお、前記バキュームパッド１３７の代わ
りにマグネットを用いてもよいし、グリッパを用いても
よい。タレットパンチプレスのように成形加工を行う可
能性がある場合には、バキュームパッド１３７の使用が
できずこのようなグリッパを用いると便利である。但
し、このようなグリッパを使用する場合には、母材から
製品Ｗ１を取出す際に必要なグリッパを挿入するための
切欠きを設ける必要がある。

【００４９】以上説明したように、Ｚ１軸７３とＺ２軸
７７を一つのスライダーユニット４７に設けたので、ス
ライダ位置決め用のモータが２個ですみコストの面およ
び装置の簡略化に有利である。

【００５０】図１１には、Ｚ２軸７７の落下に対する安
全装置１４５が示されている。前述のようにＺ２軸７７
の上下駆動には、ナット回転を応用したボールネジスプ
ライン（ボールネジのみの場合もある）を用いる場合が
多い。この際、ナット回転の駆動伝達の手段として多く
はベルトや歯車にて減速してトルクを稼ぐ方法を用いて
いるが、タイミングベルト１３３を交換するとき、ある
いは、事故が発生してタイミングベルト１３３が切断さ
れた時に、Ｚ２軸７７が自重および製品の重量によりボ
ールナット１２９回して落下する恐れがあり危険であ
る。

【００５１】また、タイミングベルト１３３の切断では
なく、停電等の非常時に対処するため駆動用モータにプ
レーキ付きサーボモータであるＺ２軸モータ１２３を使
用しているが、Ｚ２軸モータ１２３が完全停止するまで
に遅れが生じてその分落下してしまい危険である。

【００５２】このため、図に示すようにボールナット１
２９と一体化している従動プーリ１３１の回転を止める
安全装置１４５が設けられている。

【００５３】図１１に示すように、スライダーベース６
９に取付けられたハウジング１４７の中心には、常時ス
プリング１４９により下方へ付勢されて従動プーリ１３
１に押し付けられているブレーキシュー１５１が上下動
自在に設けられている。ハウジング１４７の上端には、
スプリング１４９の上端を押圧するストローク調整ネジ
１５３が螺合している。従って、このストローク調整ネ
ジ１５３の高さを調整することによりスプリング１４９
の反発力を調整してブレーキ力を調整するものである。
また、ブレーキシュー１５１の上側にはブレーキシュー
磨耗検出用の近接スイッチ１５５が設けられている。

【００５４】スプリング１４９の強さは以下のように設
定する。ブレーキシュー１５１と従動プーリ１３１との
間の摩擦係数をμとし、スプリング１４９によりブレー
キシュー１５１を押さえる力をｆとすると、ブレーキ力
Ｆは、Ｆ＝μ×ｆ で与えられる。従って、従動プーリ
１３１が回転してＺ１軸７３およびＺ２軸７７が落下し
ないようにするためには、μ×ｆ×Ｌ＞Ｔ でなければ
ならない。ここでＬはボールネジスプライン１２５の中
心からブレーキシュー１５１までの距離を示す。

【００５５】ブレーキが発生するトルクＴ１（＝μ×ｆ
×Ｌ）を大きくすればＺ１軸７３およびＺ２軸７７は落
下しないが、その分Ｚ２軸モータ１２３の容量を大きく
しなければならなくなるため、Ｔ１の目安は、Ｔ１＝
（１．０〜１．５）×Ｔ とする。

【００５６】このブレーキは常時従動プーリ１３１の回
転を止める状態にあるので、タイミングベルト１３３の
切断や交換、あるいは電源が切れた時等の原因でＺ２軸
モータ１２３からの駆動力が従動プーリ１３１に伝達さ
れなくなると従動プーリ１３１に作用するのはブレーキ
シュー１５１からのブレーキ力のみとなる。従って、即
座に従動プーリ１３１の回転を停止することができるの
で、Ｚ２軸モータ１２３のブレーキの応答遅れによるＺ
２軸７７の落下やタイミングベルト１３１の切断により
自由落下するのを防止することができ安全が確保され
る。

【００５７】図１２にはＺ２軸７７の落下に対する安全
装置１４５の別の実施例が示されている。ここで、先に
説明した実施例と共通部分には共通の符号を付して重複
した説明を省略する。

【００５８】この実施例では、ボールナット１２９と従
動プーリ１３１とを連結する軸１５７の間にオン・オフ
クラッチ１５９を設けてある。このクラッチ１５９はエ
アーポート１６１からのエアーにより作動するものであ
り、このクラッチ１５９は、エアーシリンダの構造を呈
しており、シリンダ１６３の内部にピストンとしての外
輪１６５が移動自在に嵌め込まれており、この外輪１６
５は予圧バネ１６７により付勢されている。外輪１６５
の内側には多数のローラー１６９を介して内輪１７１が
設けられており、この内輪１７１は前記軸１５７に取付
けられている。

【００５９】このクラッチ１５９は、通常時にはシリン
ダ室１７３にエアーを供給して外輪１６５を移動させて
クラッチ断とし、内輪１７１に取付けられている軸１５
７を回転自在として使用する。すなわち、軸１５７が回
転自在の時のみボールナット１２９も回転自在となるの
でＺ２軸７７を上下動させることができる。また、非常
時にはエアーが抜けるようにしておけば、エアーが抜け
て外輪１６５は予圧バネ１６７に押されるのでクラッチ
続の状態となり、内輪１７１の一方向への回転が阻止さ
れるのでボールナット１２９の回転も一方向へは阻止さ
れる。

【００６０】従って、回転が阻止される一方向を、Ｚ２
軸７７を下降させるときにボールナット１２９が回転す
る方向と合わせておけば、Ｚ２軸７７は下降できなくな
るので安全を確保することができる。尚、この他にも種
々のクラッチを使用することができるのはいうまでもな
い。

【００６１】一方、再び図１〜図３を参照するに、前記
ロボット本体枠１５の下方には、空の製品パレット１０
５を複数積み重ねた台車１０３を移動してきて製品パレ
ット１０５を供給するパレット置き場１７５が設けられ
ている。また、このパレット置き場１７５の図中左側に
は、パレット台１７７が設けられている。このパレット
台１７７の上面には、エアーシリンダ１７９により上下
動自在の位置決めピン１８１が設けられており、この位
置決めピン１８１により製品パレット１０５を所定位置
に確実に載置するようになっている。このパレット台１
７７の上方には、パレット置き場１７５の台車１０３か
ら製品パレット１０５を取り出してパレット台１７７に
載置するためにパレットハンド７１が位置決めされるよ
うになっている。また、パレット台１７７の左側に隣接
して製品搬出用のコンベアとしての傾斜コロコンベア１
８３が設けられており、この傾斜コロコンベア１８３の
左側端部にはストッパ１８５が設けられている。

【００６２】従って、スライダーユニット４７をパレッ
ト台１７７の上方へ位置させ、Ｚ１軸７３の働きにより
パレット置き場１７５の台車１０３に積載された製品パ
レット１０５をパレットハンド７１が取り出してパレッ
ト台１７７に搬入する。また、スライダーユニット４７
をワークテーブル７の加工位置Ｒへ位置せしめ、製品ハ
ンド７５により加工済みの製品Ｗ１を上側から吸着して
持ち上げる。そして、スライダーユニット４７をパレッ
ト台１７７の上方へ移動させて、製品Ｗ１を整列仕分け
しながらパレット台１７７上の製品パレット１０５に順
次収納していく。このようにして製品Ｗ１を収納した製
品パレット１０５は傾斜コロコンベア１８３の上を重力
により図中左側へ移動し、ストッパ１８５に当接して停
止する。

【００６３】ここで、図１３〜図１５に基づいて製品パ
レット１０５の一例を示す。通常市販されているプラス
チック製のパレット箱１８７の底部に設けられたベース
プレート１８９にくし歯プレート１９１，１９１がボル
ト１９３により取付けられている。ベースプレート１８
９には多数列のボルト穴１９５が設けられており、収容
する製品Ｗ１の大きさに合わせてくし歯プレート１９
１，１９１の取付け位置を調整するようになっている。

【００６４】前記くし歯プレート１９１のうち最も外側
に取付けられたものの外側には、くし歯プレート１９１
に挿入された製品Ｗ１の両端を押さえる横ずれ防止材１
９７が取付けられるようになっている。この横ずれ防止
材１９７は断面Ｌ字形状をしている。

【００６５】くし歯プレート１９１にはくし歯１９９が
垂直に形成されており、くし歯１９９とくし歯１９９の
間隔である歯間部２０１は当然垂直に形成されている。
この歯間部２０１の幅は板厚よりも若干大きめである。
あるいは、図示しないがくし歯１９９を若干傾斜させた
り、歯間部２０１に製品Ｗ１を押さえる製品押え（図示
せず）を設けたりしてもよい。

【００６６】このようなくし歯１９９を有する製品パレ
ット１０５を使用すると、平板はもとより成形加工され
た製品Ｗ１も所定間隔をおいて収納できるので互いに干
渉して傷つけることがないし、多数収納することができ
る。

【００６７】次に、全体の動作の流れについて説明す
る。ロボット側の制御部はパレットハンド７１に設けら
れている光学式センサ１０１や、スライダーユニット４
７の移動，Ｚ１軸７３の上下動，Ｚ２軸７７の上下動を
行う各モータが接続されている。また、パンチプレス５
側の制御部には、製品Ｗ１のサイズ等の加工データを含
むＧコードが記憶されている。ロボット側制御部とパン
チプレス側制御部は接続されており、ロボット側制御部
からパンチプレス側制御部へ加工命令を発したり、パン
チプレス側制御部からロボット側制御部へ製品Ｗ１の取
り出し命令や取り出し位置の座標を発する。

【００６８】まず、図１６〜図１８に基づいて、製品パ
レット１０５の搬入，加工した製品Ｗ１の取り出し作業
等におけるスライダーユニット４７の移動経路のティー
チングについて説明する。待機位置Ｔ１（Ｘ１，プログ
ラム転送値Ｙ，ロボットの最大Ｚ）において待機してお
き、位置Ｔ６（Ｘ１，プログラム転送値Ｙ，テーブル高
さ＋β）（ここでβはパンチプレスカバー２０３（図３
参照）と干渉しないための余裕量を示す）へ下降する。
位置Ｔ７（プログラム転送値Ｘ，プログラム転送値Ｙ，
テーブル高さ＋β）へ移動して、位置Ｔ８（プログラム
転送値Ｘ，プログラム転送値Ｙ，テーブル高さ）まで下
降する。再び位置Ｔ７から位置Ｔ６を経て位置Ｔ１に戻
る。位置Ｔ２（Ｘ１，機械パラメータ＋α，ロボットの
最大Ｚ）（ここでαは製品Ｗ１を回転し始める位置を示
す）へ移動し、その後製品パレット１０５のある位置Ｔ
３（Ｘ１，Ｙ１，ロボットの最大Ｚ）へ移動する。

【００６９】次に、製品パレット１０５のくし歯１９９
を検索し始める位置Ｔ４（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１＋パラメー
タ）まで高速で下降し、くし歯１９９を検索しながら位
置Ｔ５（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１＋パラメータ）へ下降する。
以上のＴ１〜Ｔ８の座標はＸ１，Ｙ１，Ｚ１が既知であ
れば自動的に与えられるのでティーチングの必要がな
い。

【００７０】そして、位置Ｔ８からさらに下降してティ
ーチングポイントである位置Ｔ９（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）
へ移動して、この位置をティーチングする。このティー
チングポイントにおけるティーチングは、パレット台１
７７に製品パレット１０５を搬入した時にティーチング
釦を押して行う。そして、再び位置Ｔ３まで上昇すると
共に吸着板１３９を水平にして位置Ｔ１へ移動する。

【００７１】ここで、パンチプレス５に関するデータ、
例えば、テーブル可動範囲やパンチプレス５の寸法等一
定のデータは固定パラメータとして与えておき、その他
加工作業により変動するデータ、例えば、製品Ｗ１の形
状や大きさ、加工データ、傾斜コロコンベア１８３の設
置位置や大きさ、製品パレット１０５の寸法等は、変動
パラメータとして与える。

【００７２】従って、位置Ｔ９をティーチングしてやり
変動パラメータを加工順序等により決定してやれば製品
Ｗ１の取り出し作業を行うことができるので、製品Ｗ１
の取り出し動作における移動位置はＴ９の一点のみのテ
ィーチングで可能となり、従来のように９個の点をティ
ーチングする場合に比してティーチング工数が大幅に削
減できる。また、パラメータとして座標をパンチプレス
５からもらうことで製品Ｗ１に対するプログラムが一本
化できるので、プログラミング作成時間を大幅に削減す
ることができると共に、ロボットプログラムを意識せず
に使用できるためロボットの知識がない者でも容易に使
用することができる。

【００７３】各位置をティーチングすることも可能であ
るが、この場合にはティーチングに当たって平面上の二
点から他の一点を自動的に求めることができる場合があ
る。例えば、ある点から軸（例えば、Ｙ軸）と平行に移
動し、さらに他の軸（例えば、Ｘ軸）と平行に移動する
ことにより他点へ移動する場合の、方向変換点などはあ
らためて入力することなくその座標値が得られる。これ
を利用することによりティーチング点数を減らすことが
できる。

【００７４】次に、以上のようにティーチングされたロ
ボットによる製品パレット１０５の取り出し設置，製品
Ｗ１の取り出し，搬送，整理・仕分け，搬出等の動作に
ついて説明する。

【００７５】まず、製品Ｗ１を収納する製品パレット１
０５を以下のようにしてセットする。すなわち、空の製
品パレット１０５を３個積み重ねた台車１０３を作業者
がパレット置き場１７５へ搬入する。スライダーユニッ
ト４７をパレット置き場１７５の上方へ移動させてパレ
ットハンド７１に装備されている光学式センサ１０１に
より空の製品パレット１０５を検出しながらＺ１軸７３
を下降させる。光学式センサ１０１が最上段の製品パレ
ット１０５を検出したら、エアーシリンダ９９を作動さ
せて引っ掛け部９５を回動させて製品パレット１０５を
つかむ。

【００７６】Ｚ１軸７３を上昇（例えば、３９０ｍｍ）
させ且つスライダーユニット４７を図中左側へ移動（例
えば、９００ｍｍ）させてパレット台１７７の上方へ移
動する。Ｚ１軸７３を下降（例えば、７００ｍｍ）させ
て製品パレット１０５をパレット台１７７の上へ載置す
る。この際、パレット台１７７に設けられているエアー
シリンダ１７９を作動させて位置決めピン１８１を上昇
させておき、製品パレット１０５の底部に設けられてい
る位置決め穴２０５に位置決めピン１８１を嵌合させる
ことにより正確な位置に確実に固定する。

【００７７】次に、パンチプレス５で加工した製品Ｗ１
をワークテーブル７から取出す動作を以下のように行
う。すなわち、吸着板１３９を水平にした状態でＺ２軸
７７をワークテーブル７の上方に待機させておく。Ｚ２
軸７７を下降（例えば、５１０ｍｍ）させて製品Ｗ１を
バキュームパッド１３７により吸いつける。パンチプレ
ス５が最終パンチして製品Ｗ１を切離す。パンチプレス
カバー２０３を避けながらスライダーユニット４７をＸ
軸方向へ移動（例えば、８２３ｍｍ）させ、製品Ｗ１が
パンチプレスカバー２０３に当たらない位置にくると、
Ｚ２軸７７を上昇（例えば、５１０ｍｍ）させながらエ
アーシリンダ１４１を作動させて吸着板１３９を９０度
回転して製品Ｗ１を鉛直に吊るす。このように鉛直に製
品Ｗ１を吊るすことにより製品Ｗ１の腰折れを防止する
ことができるし、高速移動が可能になる。

【００７８】製品Ｗ１を鉛直に吊るした状態でスライダ
ーユニット４７を移動させてパレット台１７７の上方へ
移動（図中左側へ所定距離移動）させ、製品Ｗ１を例え
ば製品パレット１０５の右側端部のくし歯１９９から順
に左側のくし歯１９９へ収納していく。

【００７９】次に、図１９を参照して、製品Ｗ１を製品
パレット１０５のくし歯プレート１９１に挿入する場合
について説明する。図には、製品ハンド７５としてグリ
ッパ２０７を用いた場合を例示しているが、バキューム
パッド１３７を用いても製品Ｗ１等と製品ハンド７５を
導通させれば全く同様であるので、以下ではグリッパ２
０７を用いた場合について説明する。なお、このグリッ
パ２０７はＺ２軸７７とは電気的に絶縁されたものであ
る。

【００８０】製品ハンド７５を一方の電極Ｅ１とし、製
品パレット１０５のくし歯１９９を他方の電極Ｅ２とす
る。この電極Ｅ１および電極Ｅ２は、図１０に示すセン
サに接続されており、両電極間に電流が流れることによ
りグリッパ２０７に把持された製品Ｗ１がくし歯プレー
ト１９１に接触したことを検出できる。

【００８１】以下、図２０を併せて参照しながら製品Ｗ
１の挿入動作を説明する。まず、製品Ｗ１がその製品パ
レット１０５に収納される製品Ｗ１の何枚目に当たるか
で、挿入されるくし歯１９９位置を決定して製品ハンド
７５を該当するくし歯１９９位置近傍に移動し、スライ
ダーユニット４７のＺ２軸７７を下降させて導通チェッ
ク領域２０９の手前で停止する。導通チェック領域２０
９にあればＺ２軸７７を下降させて導通を見る。

【００８２】導通するとそのＺ座標を記憶し、Ｚ２軸を
上昇させてＸ軸方向へ数ｍｍ移動して再び導通するまで
下降する。この時の高さを記憶しておいたＺ座標と比較
し、記憶しておいたＺ座標の方が高いとＸ軸正方向（図
中右方向）へ、逆の場合はＸ軸負方向へ移動する。再
び、導通チェック領域２０９を越えたか否かを判断し
て、越えていなければ前述の過程を繰り返し、越えた場
合には下降して製品Ｗ１が歯間部２０１の底２１１に達
する手前で製品Ｗ１をはなしてくし歯１９９に収納す
る。

【００８３】この際、製品Ｗ１の大きさが一定でないよ
うな場合には、製品Ｗ１が歯間部２０１の底２１１に達
して再び電流が流れるのを確認してからグリッパ２０７
をはなすようにしてもよいが、製品Ｗ１が底２１１に激
突しないようにグリップする際に緩衝スペース２１３を
設けておく必要がある。

【００８４】このようにすれば、製品Ｗ１が反っていて
も先端をくし歯プレート１９１の歯間部２０１に確実に
挿入することができるし、くし歯プレート１９１のくし
歯１９９にばらつきがあっても確実に挿入することがで
きるので、自動化を図ることができる。

【００８５】そして、所定枚数の製品Ｗ１を製品パレッ
ト１０５に収納すると、以下のようにして製品パレット
１０５を傾斜コロコンベア１８３上へ移動させる。製品
Ｗ１を収納した製品パレット１０５はパレットハンド７
１の左側のブラケット９３に装着されているダンパー１
２１により図１中左側へ押され、パレット台１７７から
傾斜コロコンベア１８３上へ押し出される。

【００８６】なお、パレットハンド７１のダンパー１２
１により製品パレット１０５を移動させる代わりに図示
しないがプッシャーをパレット台１７７に設けておき、
製品Ｗ１の収納が完了するとこのプッシャーで製品パレ
ット１０５を傾斜コロコンベア１８３上へ押し出しても
よい。

【００８７】傾斜コロコンベア１８３上へ押し出された
製品パレット１０５は傾斜コロコンベア１８３上を滑っ
て行き、次工程へ流れる。このように傾斜したコンベア
を使用するので、従来製品パレット１０５を移動させる
のに必要だった種々の部品を省略することができ、コス
トの面で有利となる。

【００８８】なお、製品Ｗ１を収納する製品パレット１
０５を始めから傾斜コロコンベア１８３上へ載置すると
共にストッパ（図示せず）により移動しないようにして
おき、所定枚数の製品Ｗ１の収納が完了した時点でエア
ーシリンダのごとき駆動手段（図示せず）によりストッ
パを解除して製品パレット１０５を移動させるようにし
てもよい。

【００８９】以上のように、パンチプレス５で加工され
た製品Ｗ１を取り出して製品パレット１０５へ収納して
いく仕分け工程と、製品パレット１０５内へきちんと収
納していく整列工程を同時に行うことができるので、自
動化を図ることができる。

【００９０】尚、上記実施例においては加工機であるパ
ンチプレス５とは別個に製品搬出ロボット３を設置した
が、図２１に示すように加工機としてのパンチプレス５
のフレームを利用して製品搬出ロボット３を設置しても
よい。すなわち、図２１には、パンチプレス５の両側に
製品搬出ロボット３を設置した場合を示している。この
場合は、パンチプレス５の両側からロボット本体枠１５
を張出し、他端側を各々支柱１３にて支持した構造であ
る。ロボット本体枠１５はゴム，ウレタン等の吸震材を
介してパンチプレス５のフレームに取付けられている。

【００９１】このようにパンチプレス５のフレームを製
品搬出ロボット３の一部として使用しているので、支柱
１３が作業者の作業の邪魔になることが避けられるし、
設置面積を小さくすることができる。また、矩形に組ま
れたロボット本体枠１５の内部のみで作業が行われるの
で危険領域が明確であり、作業の安全性を高めることが
できるし、ロボット本体枠１５で構成される立方体の中
で製品搬出ロボット３が製品Ｗ１等を三次元的に搬送で
きるので作業面積を小さくすることができる。

【００９２】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、適宜変更して実施しうるものである。

【００９３】

【発明の効果】この発明に係る板材加工機の製品搬出装
置およびその装置を用いた搬出方法は以上説明したよう
な構成のものであり、矩形状の枠組内をスライダユニッ
トがＸ軸，Ｙ軸方向へ移動して、製品パレット搬送部に
て製品パレットをセットする。空の製品パレットを取出
す際、製品パレット搬送部に設けた光学センサが製品パ
レットを検出するので上から順に取出すことができる。
そして、スライダユニットを加工位置へ移動して製品搬
送部で製品を取り出すと共に上昇し、さらに製品搬送部
に設けた回転装置にて製品を垂直状態に吊り下げる。こ
の状態で製品パレット位置へ移動するので製品の腰折れ
を防止すると共に高速で移動することができる。そし
て、垂直状態に吊るした製品を製品パレットの内部に設
けられているくし歯プレートに上から挿入する。このく
し歯プレートは、くし歯を板厚より大きめの間隔で複数
設けているので、間隔をおいて製品を多数支持すること
ができる。

【００９４】また、製品搬送部とくし歯プレートに設け
た電極間の電気的導通をみることで製品がくし歯プレー
トに接触したことを検出できるので、導通した場合には
製品搬送部を移動させる。そして、製品搬送部を下降さ
せても導通しない場合に製品を挿入するので、くし歯に
接触することなくくし歯間に製品を挿入することができ
る。このため、製品に傷を付けたりすることが避けられ
る。

【００９５】上述のように、スライダユニットには製品
パレット搬送部と製品搬送部とを上下動自在に設けてい
るので、一つのスライダユニットで二つ以上の作業を行
うことのできる。また、製品を整理しなおすことなく仕
分け，整列という二つの作業を行うことのできるので無
駄な工数を削減して効率を上げることができる。

【００９６】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る板材加工機の製品搬出装置の一
実施例を示す正面図である。

【図２】図１中II方向から見た平面図である。

【図３】図１中III 方向から見た側面図である。

【図４】製品搬出ロボットの本体枠組およびスライダー
ユニットの一実施例を示す平面図である。

【図５】図４中Ｖ方向から見た正面図である。

【図６】製品搬出ロボットの本体枠組およびスライダー
ユニットの別の実施例を示す平面図である。

【図７】スライダユニットの構造を示す構造図である。

【図８】図７中VIII方向から見た平面図である。

【図９】図８中IX方向から見た正面図である。

【図１０】ロボット制御部を示すブロック図である。

【図１１】Ｚ２軸の上下動駆動系を示す断面図である。

【図１２】Ｚ２軸落下防止用の安全装置の別の実施例を
示す構造図である。

【図１３】製品パレットの一例を示す平面図である。

【図１４】図１３中XIV −XIV 線に沿った断面図であ
る。

【図１５】図１３中XV−XV線に沿った断面図である。

【図１６】スライダーユニットの移動経路のティーチン
グを示す説明図である。

【図１７】図１６中XVII方向から見た図である。

【図１８】図１６中XVIII 方向から見た図である。

【図１９】製品をくし歯プレートに挿入する時の動作を
示す説明図である。

【図２０】製品をくし歯プレートに挿入する時の動作の
流れを示すフローチャートである。

【図２１】板材加工機の製品搬出装置のさらに別の実施
例を示す斜視図である。

【符号の説明】 ３ 製品搬出ロボット（製品搬出装置） ５ パンチプレス（加工機） １５ ロボット本体枠（ロボット枠組） ４７ スライダユニット ７１ パレット搬送部 ７５ 製品搬送部 １０１ 光学センサ １０５ 製品パレット １１９ ダンパー（緩衝材） １４１ エアーシリンダ（回転装置） １８３ 傾斜コロコンベア（製品搬出用のコンベア） １８９ くし歯プレート １９９ くし歯 Ｅ１，Ｅ２ 電極

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−306415（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−111340（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−178743（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−113584（ＪＰ，Ｕ) 特公 平２−49556（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B65G 47/91 B21D 43/24 B25J 9/02

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 矩形状の枠組の上部にＸ軸方向へ移動自
   在に設けられたＹ軸ガイドにスライダユニットをＹ軸方
   向へ移動自在に支持して設けると共に、前記枠組の上部
   にＹ軸方向へ移動自在に設けられたＸ軸ガイドに前記ス
   ライダユニットをＸ軸方向へ移動自在に支持して設け、
   加工機において加工された製品を、当該加工機から離れ
   た位置の製品パレット上へ搬送するための製品搬送部を
   前記スライダユニットに上下動自在に備え、前記製品搬
   送部において製品を保持する製品ハンドを、前記製品を
   水平に保持する状態と垂直に保持する状態とに回動自在
   に備えていることを特徴とする板材加工機の製品搬出装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の製品搬出装置におい
   て、空の製品パレットを搬送自在の製品パレット搬送部
   を、前記スライダユニットに上下動自在に備えたことを
   特徴とする板材加工機の製品搬出装置。
3. 【請求項３】 矩形状の枠組の上部にＸ軸方向へ移動自
   在に設けられたＹ軸ガイドにスライダユニットをＹ軸方
   向へ移動自在に支持して設けると共に、前記枠組の上部
   にＹ軸方向へ移動自在に設けられたＸ軸ガイドに前記ス
   ライダユニットをＸ軸方向へ移動自在に支持して設け、
   加工機において加工された製品を、当該加工機から離れ
   た位置の製品パレット上へ搬送するための製品搬送部を
   前記スライダユニットに上下動自在に備え、空の製品パ
   レットを搬送自在の製品パレット搬送部を、前記スライ
   ダユニットに上下動自在に備えたことを特徴とする板材
   加工機の製品搬出装置。
4. 【請求項４】 前記製品パレット搬送部に空の製品パレ
   ットを検出する光学センサを備えてなることを特徴とす
   る請求項１，２又は３記載の板材加工機の製品搬出装
   置。
5. 【請求項５】 矩形状に組まれた枠組を設けると共に、
   この枠組で囲繞された領域内の上方をＸ軸、Ｙ軸方向へ
   移動自在なスライダユニットを設け、このスライダユニ
   ットに上下動自在な製品を搬送せしめる製品搬送部を設
   け、前記領域内に適数の板材加工機、加工後の製品取出
   し域と、製品搬送装置用製品収納部又は次加工機への製
   品取入れ域を設けてなり、前記製品搬送装置用収納部が
   製品をほぼ垂直状態に収納すべく適宜な間隔で複数のく
   し歯プレートを内部に設けた製品パレットで構成されて
   おり、制御部へ連結された一方の電極を、製品を保持す
   る製品搬送部に設け、制御部へ連結された他方の電極
   を、製品を挿入するくし歯プレートに設けてなることを
   特徴とする板材加工機の製品搬出装置。
6. 【請求項６】 矩形状に組まれた枠組を設けると共に、
   この枠組で囲繞された領域内の上方をＸ軸、Ｙ軸方向へ
   移動自在なスライダユニットを設け、このスライダユニ
   ットに上下動自在な製品を搬送せしめる製品搬送部およ
   びパレット搬送部を設け、前記領域内に適数の板材加工
   機、加工後の製品取出し域と、製品搬送装置用製品収納
   部又は次加工機への製品取入れ域を設けてなる板材加工
   機の製品搬出装置において、積載された空の製品パレッ
   トを前記製品収納部へ搬入するに当たり、製品パレット
   の高さをパラメータとして製品パレットの搬入動作を予
   めプログラムしておき、パレット搬送部に設けられた光
   学センサにより最上段にある製品パレットの高さを検出
   し、検出された高さを用いて製品パレットを製品収納位
   置へ搬入し、その後製品搬送部により製品を製品パレッ
   トに収納することを特徴とする板材加工機の製品搬出方
   法。
7. 【請求項７】 矩形状に組まれた枠組を設けると共に、
   この枠組で囲繞された領域内の上方をＸ軸、Ｙ軸方向へ
   移動自在なスライダユニットを設け、このスライダユニ
   ットに上下動自在な製品を搬送せしめる製品搬送部を設
   け、前記領域内に適数の板材加工機、加工後の製品取出
   し域と、製品搬送装置用製品収納部又は次加工機への製
   品取入れ域を設けてなる板材加工機の製品搬出装置にお
   いて、製品を保持した製品搬送部を下降させた際に製品
   搬送部に設けられた電極と製品パレットのくし歯に設け
   られた他方の電極間が導通したときは製品がくし歯に接
   触したと判断して製品搬送部を移動させ、所定量以上製
   品搬送部を下降させても導通しない場合には製品がくし
   歯間にあると判断し、導通しない場合にのみ製品をくし
   歯間に収納すべく制御することを特徴とする板材加工機
   の製品搬出方法。