JP3737531B2 - 板材加工装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は板材加工装置に関する。さらに詳細には、主として金属の板材から多数個の製品を打抜き加工し、その製品を分離し、分離された各製品を仕分けして集積する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばパンチプレスまたはタレットパンチプレス等の如き板材加工機に対する、板状材料Ｗの供給装置および製品搬出装置は、特開平３−２６４２４１号（以後単に先行例という。）の第１図、または第２図および特許請求範囲の請求項１に開示されている様に板材加工機１のキャリッジベース１３（本願発明の実施例のＹ軸キャリッジ１１に相当。）と共に移動する可動テ−ブルからかなり離隔した側方に設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述の先行例の場合、板材加工装置に対する被加工材の供給装置および製品搬出装置が板材加工機の材料位置決め装置とから、かなり離隔した側方に設けられているため、板材加工装置全体の占める床面積が大きくなると言う問題がある。また、板状材料の供給装置および製品搬出装置が板材加工装置の加工ヘッドから離隔した遠い位置に在るため、板材加工装置の加工ヘッドまで板状材料を供給するのに多くの時間がかかると言う問題がある。
【０００４】
また占有する床面積の低減は別として、被加工材を供給する速度を上げれば時間的問題は解決する様にも思われるが、速度を上げるには余計な動力を必要とし、また、単に速度を上げるのみでは位置決め精度が悪くなるという問題もある。機械的剛性を保ちながら速度を上げるには装置の軽量化も図る必要があり、それらは最終的に装置のコストの上昇につながるという問題がある。仮に時間的問題を解決できたとしても占有する床面積の低減が出来ないと言う問題は未解決で残ることになる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述のごとき問題に鑑みて、本発明は板材加工装置の加工ヘッドに隣接した一側に、材料位置決め装置の板材搬送面において板状の被加工材の下面を支持する固定テーブルを設けると共に、該固定テーブルの上部に板材加工装置で加工された製品を前記の加工ヘッド部から搬出すると共に仕分け操作が可能な加工済み材料搬出仕分け装置を設け、前記加工ヘッドに隣接した他側には前記板材加工装置へ被加工材を供給し、かつ板材加工装置で加工された加工済み材料を搬出するワーク搬出入装置を設け、該ワーク搬出入装置の被加工材ローディングステーションおよび加工済み材料のアンロディングステーションの前記板材搬送面において被加工材および前記加工済み材料の下面を支持自在のスラットコンベアとを開閉自在に設け、前記スラットコンベアにはパレット上に載置された被加工材および前記加工済み材料の上面を少なくとも前記板材搬送面まで上下動自在のパレットリフタを設け、前記ワーク搬出入装置の被加工材搬入または加工済み材料搬出ステーションにパレットリフタを設けると共に、前記ワーク搬出入装置に被加工材搬入または加工済み材料搬出用のパレット搬入出コンベアを設けてなるものである。
【０００６】
【作用】
本発明は前述の通り、板材加工装置へ板状の被加工材を供給するワーク搬出入装置を加工ヘッドに隣接して設けたので、従来の装置に比較して装置の占める床面積を極めて少なくすることが可能となり、装置のコストパフォーマンスを向上させる事ができる。さらに上記の構成としたので被加工材を板材加工装置の加工ヘッド部まで供給する時間が短縮され加工能率が向上する。
【０００７】
【実施例】
さて図１および図２を参照するに、図１には板材加工装置の正面図が、図２にはその平面図が、図３には左側面図が示してある。板状の被加工材Ｗを加工する板材加工機１として、本実施例ではタレットパンチプレスが例示されている。ここに例示した板材加工機１の主たる構成は公知であるが、その概略的構成について説明する。
【０００８】
板材加工機１のフレーム本体３はＣ型あるいは門型を成しており、このフレーム本体３には多数のパンチ（図示省略）を支承した上部タレットとダイ（図示省略）を支承した下部タレットとを上下に対向して備えたタレット装置５が水平に回転自在に装着されていると共に、加工ヘッド７に対し割出し位置決めされたパンチを打圧する打撃子（図示省略）が上下動自在に備えられている。
【０００９】
さらに、材料位置決め装置９は、Ｘ軸方向（図１，図２において左右方向）に延伸したＹ軸キャリッジ１１が前記フレーム本体の両側に設けられたＹ軸ガイドレール（１３Ｒ、１３Ｌ）に係合するＹ軸ガイド部材（１５Ｒ、１５Ｌ）によってＹ軸方向（図２で上下方向）に位置決め自在にガイドされ、このＹ軸キャリッジ１１にはＸ軸キャリッジ１７が前記Ｘ軸方向に位置決め自在に支承されている。このＸ軸キャリッジ１７には被加工材Ｗをクランプする複数のワーククランプ１９が装着されている。
【００１０】
以上の構成において、図示しない制御装置が各装置の適宜な駆動装置を作動させることにより、ワーククランプに被加工材Ｗをククランプし、前記タレット装置に支承されている必要なパンチ、ダイのセットを選択し、前記材料位置決め装置９を作動させ、被加工材Ｗの加工すべき位置を加工ヘッド７に位置決めし、打撃子を作動させてパンチを打圧することにより被加工材Ｗの加工がなされる。
【００１１】
次に、板材加工装置に対して被加工材Ｗを搬入し、かつ板材加工装置において加工された比較的に小さい製品ＳＷおよび加工済み材料Ｓ（本明細書中で加工済み材料Ｓとは、加工後の大形の残材であるスケルトンまたはスケルトン自体が大形の製品となる場合をも含めて使用している）を搬出する新規な板材加工装置について説明する。
【００１２】
図２および図３（図１の左側面図）から理解されるように、ワーク搬出入装置２１は被加工材Ｗの供給装置と加工済み材料Ｓの搬出装置とからなり、前記Ｙ軸キャリッジ１１および前記Ｘ軸キャリッジ１７により前記被加工材Ｗの移動領域内で、かつ板材加工機１の加工ヘッド７に隣接した一側方の搬出入装置配置空間２２（図２では左側）に配置されている。
【００１３】
前記ワーク搬出入装置２１は次の三つのステーションからなっている。この三つのステーションはＹ軸方向（図２の上下方向）に一列に隣接して設けられ、板状の被加工材を前記材料位置決め装置９へ供給する被加工材ローディングステーションＳＴ３は、前記材料位置決め装置９の左側（図２において左側）に設けられた加工基準原点位置５６（後に詳述する。）に近接した位置に設けられ、また加工済み材料Ｓを板材加工装置から搬出するための加工済み材料ＳのアンロディングステーションＳＴ２は被加工材ローディングステーションＳＴ３の隣に設けられている。また板材加工機１への被加工材Ｗの搬入および板材加工機１から加工済み材料Ｓを搬出する搬入出ステーションＳＴ１は、前記アンロディングステーションＳＴ２の隣に設けられている。すなわち各ステーションＳＴ３，ＳＴ２，ＳＴ１は板材加工機１の正面から見て左側（正面図の図１の左側）に、前記タレット装置５に隣接して前記の順番でＹ軸方向（図２の上下方向）に一列に配置されている。前記被加工材ローディングステーションＳＴ３と前記アンロディングステーションＳＴ２とには、前記材料位置決め装置９の板材搬送面ＰＬにおいて被加工材Ｗの下面を支持自在のスラットコンベア装置（２３Ａ，２３Ｂ）が前記Ｘ軸方向に開閉自在に設けられている。
【００１４】
スラットコンベア装置単体としては前記先行例の６頁右下欄２行目から１０行目および第４図に開示されている構成とほぼ同様であるが、板材加工機１との関連においてその構成と作用について説明することにする。前記２組のスラットコンベア装置（２３Ａ，２３Ｂ）の構成は同一であって、スラットコンベア装置２３Ａ（１図および３図参照）は、枠組体２５に回転自在に支承された複数のチェインスプロケット２７にエンドレスの一対のチェイン２９を掛回し、該チェインに適宜な材質、例えば金属材料または非金属材料等からなる割板、パイプまたはロッド状部材等の板材支持部材からなる複数のスラット部材３１が回転自在に支承されている。なおスラット部材３１の設けられている範囲は、該スラットコンベアが回転してスラット部材３１が上面にきた時に少なくとも前記被加工材Ｗを支持できる範囲以上に設けられている。また前記チェイン２９は適宜位置に設けたモータ３３によって前記Ｘ軸方向に走行駆動されるものである。
【００１５】
なお前記枠組体２５は、前記材料位置決め装置９が前記Ｙ軸方向に移動した時に干渉しない様に前記材料位置決め装置９側の柱をなくした片持梁構造となっている。
【００１６】
前記複数のスラット部材３１は、その上部において板状の被加工材Ｗを支持するものであるが、前記被加工材Ｗと前記スラット部材３１との摩擦により被加工材Ｗの下面または裏面に傷を付けない様に、スラット部材３１の被加工材Ｗを支持する側に、植毛またはフリーベアリング等による減摩手段または傷発生防止手段を設けるのが好ましい。なお植毛の材質には被加工材Ｗより硬度が小さい動植物の繊維、プラスチックスの繊維等の材質を用いるのが好ましい。
【００１７】
従来のスラットコンベア装置は、被加工材を板材加工装置に供給する時、被加工材としてパレット上に積載された複数枚の板材の最上層の板材を、吸着装置などからなる一枚取り装置を用いて持ち上げた後に、その一枚の板材をパレット上方で一時的に保持したり、加工済みの材料を製品集積用のパレット上に戻す場合に、その加工済みの材料をパレット上方で一時的に保持するのが目的である。
【００１８】
これに対して、前記の構成からなる本発明のスラットコンベア装置（２３Ａ，２３Ｂ）は、従来のスラットコンベア装置の目的と効果の他に、板材加工機１が被加工材Ｗを加工している時には、前記スラット部材３１が板材搬送面ＰＬの位置にあって、加工中の板材を板材搬送面ＰＬにおいて水平に支持するテーブルに相当する機能のも兼ねている。
【００１９】
また前記タレット５の部分を除く、前記スラットコンベア装置（２３Ａ，２３Ｂ）の右側方には（図２において右方向）、前記板材搬送面ＰＬにおいて被加工材Ｗの下面を支持する固定テーブル３５が設けられている。この固定テーブル３５は、前記スラットコンベア装置（２３Ａ，２３Ｂ）と協働して加工中の被加工材Ｗを前記板材搬送面ＰＬにおいて水平に支持するものである。なお固定テーブル３５の表面にも、前記スラットコンベア（２３Ａ，２３Ｂ）のスラット部材３１と同様に前記板材搬送面ＰＬにおいて、被加工材Ｗを支持するための植毛またはフリーベアリング等による減摩手段または傷発生防止手段を設けるのが好ましい。
【００２０】
前記被加工材ローディングステーションＳＴ３、アンロディングステーションＳＴ２および搬入出ステーションＳＴ１とには図３に示されるように、パレット３７を支持して適宜高さに上下動するパレットリフタ（３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃ）が配置されている。このパレットリフタ（３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃ）は、Ｘ字形状の一対のリンクでもって支持テーブル４１を図示しない流体圧シリンダーによって前記リンクを作動させ、支持テーブル４１を上下動させる構成であって、通常の一般的なリフター装置の構造と同様の構造であるので詳細な説明は省略する。
【００２１】
前記被加工材ローディングステーションＳＴ３において、パレットリフタ３９Ａ上のパレット３７に載置された最上層の被加工材Ｗを取るために、ローディングステーションＳＴ３には、被加工材Ｗの表面を吸着して持上げる吸着持上げ装置４３Ａが設けられている。すなわち、第３図によく示されるように、ローディングステーションＳＴ３には、枠組体２５に適数の流体圧シリンダー４５が装着してあり、この流体圧シリンダー４５のピストンロッド４７は、吸着パッドホルダー４９に連結されている。そしてこの吸着パッドホルダー４９には、複数の吸着パッド５１が垂設されている。
【００２２】
従って、前記スラットコンベア装置２３Ａを反時計回りに回転駆動して、前記スラット部材３１を設けた範囲をパレットリフタ３９Ａの上方から退避した位置にして、パレット３７上に載置された最上層の被加工材Ｗを前記板材搬送面ＰＬ近傍の位置まで上昇させ、前記吸着持上げ装置４３Ａの流体圧シリンダー４５を作動させ、吸着パッドホルダー４９を下降させ、前記複数の吸着パッド５１を被加工材Ｗに接触押圧させることにより、前記パレット３７上に載置された最上層の被加工材Ｗを吸着分離して持上げることができる。
【００２３】
図１、図３に示される上記構成により、前記吸着持上げ装置４３Ａによって、被加工材Ｗを前記板材搬送面ＰＬよりも上方で、かつ板材搬送面ＰＬ近傍の位置に水平に保持した後、つぎに前記スラットコンベア装置２３Ａのモータ３３を駆動させ、前記一対のチェイン２９を第１図において時計回りの方向に走行させることにより、前記スラットコンベア２３Ａの適宜範囲に設けられた前記複数のスラット部材３１を該スラットコンベア２３Ａの上側に位置せしめた後、吸着持上げ装置４３Ａの吸着パッド５１に吸着保持されている被加工材Ｗを解放すれば、被加工材Ｗが前記スラットコンベア２３Ａ上に落下して水平に支持されことになる。
【００２４】
続けて公知の原点位置決め装置、例えば、前記先行例の第１図および５頁右上欄５行目から１６行目に開示されている原点位置決め装置のような装置により、板材加工機１の材料位置決め装置９に設けられた複数のワーククランプ１９のＹ軸基準線２０に一致する突当て面（図示省略）と、前記Ｙ軸キャリッジ１１に水平方向に出没自在に設けたＸ軸基準部材５３の右側面とに、被加工材Ｗの直交する２端面を当接させることにより、前記材料位置決め装置９の右側面を通るＸ軸基準線５４と前記Ｙ軸基準線２０との交点である加工基準原点位置５６に被加工材Ｗが位置決めされると同時にクランプされ板材加工の次工程が開始される。
【００２５】
また、図３によく示されるように、前記アンローディングステーションＳＴ２に配置されたパレットリフタ３９Ｂ上のパレット３７に加工された大形の製品あるいは大形の残材Ｓ（スケルトンと呼ぶこともある）を載置するために、被加工材Ｗの表面を吸着して持上げる吸着持上げ装置４３Ｂが設けられている。該吸着持上げ装置４３Ｂは前記吸着持上げ装置４３Ａと同様な装置でもよいが、残材の場合は加工により穴部分が多くを占めていることが多いので、吸着装置としては電磁石を用いたものが好ましい。この吸着持上げ装置４３Ｂの主たる構成は前記吸着パッド５１の部分が相違する他は前記吸着持上げ装置４３Ａと同一のため説明を省略する。
【００２６】
さて上記構成において、板材加工機１から大形の製品あるいは大形の残材を搬出する場合、板材加工機１が板材を加工中は当然ながら、ローディングステーションＳＴ３とアンロディングステーションＳＴ２における前記スラットコンベア（２３Ａ、２３Ｂ）は、前記板材搬送面ＰＬの位置において閉じた状態にしてあり、前記固定テーブル３５と協働して被加工材Ｗの下面または裏面を支持している状態にある。さらにまた、前記パレットリフタ３９Ｂを適宜駆動し、その上に載置されているパレット上の残材または製品の最上面が前記板材搬送面ＰＬの近傍で、かつその位置よりは下方の位置に待機している状態にしておく。
【００２７】
この状態において、前記板材加工機１の材料位置決め装置９により、前記アンロディングステーションＳＴ２の位置まで大形の製品あるいは大形の残材を持ってくる。ついで前記吸着持上げ装置４３Ｂの流体圧シリンダー４５を作動させ、吸着パッドホルダー４９を下動させ、前記複数の吸着パッド５１を前記大形の製品あるいは大形の残材の表面に押圧接触させこれを吸着して持上げる。ついで前記スラットコンベア２３Ｂを図１において反時計方向回りの方向に走行させ、スラットコンベア２３Ｂを開いた状態にさせ、吸着持上げ装置４３Ｂの吸着パッド５１に吸着保持されている大形の製品あるいは大形の残材を解放すれば、前記パレットリフタ３９Ｂのパレット３７上に大形の製品あるいは大形の残材が載置される。なお、これらの製品または残材がパレット３７上に載置されると、その板材の厚みの分だけパレットリフタ３９Ｂの位置が低くなるように制御されている。
【００２８】
上記説明におけるワーク搬出入装置２１のローディングステーションＳＴ３、アンロディングステーションＳＴ２および搬入出ステーションＳＴ１のそれぞれの位置へ、またはそれぞれの位置から、前記パレット３７を搬入出するためにパレット搬入出コンベア５５で各ステーション間が連結されている。該パレット搬入出コンベア５５はコンベア枠体５７に設けた複数のローラ５９が図示しない駆動手段、例えばチェインとスプロケットによる駆動装置などにより、正転逆転自在に設けてある。
【００２９】
また上記パレット搬入出コンベア５５は前記パレットリフタ（３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃ）が上下動する場合、相互に干渉しないようにパレットリフタ（３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃ）の外側に設けてある。
【００３０】
さて、板材加工機１により被加工材から複数の製品に加工された製品ＳＷは、図１によく示されている製品搬出仕分け装置５９により、前記固定テーブルの右側方（図１、図２において右端部）に設けた集積棚６１の決められた棚に分類整理されて集積される。
【００３１】
前記製品搬出仕分け装置５９は、前記Ｘ，Ｙ軸に平行な第２の座標軸であるｘ，ｙ軸と、このｘ，ｙ軸２軸に直交するｚ軸（図２において紙面に直交する方向）と、ｚ軸を中心とする回転軸のＡ軸との５軸を有するアンローダクランプ６３を有している。このアンローダクランプ６３は、アンローダクランプ駆動部６５に設けられた図示されない駆動手段、例えばサーボモータで駆動されるラックアンドピニオン機構または歯付きベルトとプーリ機構などにより前記の５軸方向に移動制御されるようになっている。
【００３２】
さらに詳細には、前記アンローダクランプ６３のｚ軸キャリッジ部６７は、前記アンローダクランプ駆動部６５を貫通して前記ｚ軸方向に移動位置決め自在に係合している。また前記アンローダクランプ駆動部６５は、前記フレーム本体３と集積棚６１の上部に設けられた一対のｙ軸ガイドレール６９にガイドされる一対のｙ軸ガイド部材７１の間に懸架された一対のｙ軸キャリッジ７３により、前記ｙ軸方向に移動位置決め自在に支承されている。また前記アンローダクランプ駆動部６５は、前記ｙ軸ガイドレール６９と高さを段違いにして設けられた一対のｘ軸ガイドレール７５によりガイドされる一対のｘ軸ガイド部材７７の間に懸架されたｘ軸キャリッジ７９により、前記ｘ軸方向に移動位置決め自在に支承されている。
【００３３】
上記の構成により、前記アンローダクランプ駆動部６５は前記５軸方向に移動位置決めが可能である。従って、前記アンローダクランプ６３を使用して、板材加工機１で加工され、多数個に分割された製品を前記集積棚６１の任意の棚に分類整理して集積することができる。
【００３４】
図１におけるＩＶ−ＩＶ矢視である図４を参照するに、前記集積棚６１の右側面図が示してある。集積棚６１は、その内部の集積棚部材８１を摺動自在に包囲している集積棚外枠８３と前記集積棚部材８１を上下に移動位置決め自在のリフター装置８５とから構成されている。前記リフター装置８５の構造は前記パレットリフタ３９Ａと同一であるので、その構成の説明は省略する。
【００３５】
上述のように、集積棚部材８１を上下に移動位置決め自在の構成としてあるので、集積棚部材中の製品を取り出す場合には、集積棚部材８１を低い位置にすることにより、例えばフォークリフトなどが使いやすいなどの効果がある。
【００３６】
板材加工機１での加工により生ずる大形の残材以外の残材は、板材加工機１の下方に設けられたスクラップシュータまたはスラグシュータ８７から公知のスクラップコンベア８９上に重力により落下排出される。
【００３７】
本発明の実施例において、板材加工機の１例としてタレットパンチプレスを示したが、本発明の効果を享受できる板材加工機であればどんな板材加工機でもよくパンチプレスは当然として、例えばレーザ加工機を用いても同一のメリットを得ることができる。また本実施例のワーク搬出入装置２１には被加工材Ｗの供給装置と加工済み材料Ｓを搬出するワーク搬出装置との両方を備えた例を示してあるが、被加工材Ｗの供給装置のみを前記Ｙ軸キャリッジ１１および前記Ｘ軸キャリッジ１７によって移動される前記被加工材Ｗの移動領域内に設けることもできる。
【００３８】
【発明の効果】
以上の実施例から理解されるように、本発明によれば、被加工材の自動供給装置および大形の製品の自動搬出装置を備えた板材加工装置でも装置全体の設置床面積を小さくできるとともにその加工能率を著しく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる板材加工装置の実施例を示す正面図。
【図２】本発明に係わる板材加工装置の実施例を示す平面図。
【図３】本発明に係わる板材加工装置の実施例を示す左側面図。
【図４】本発明に係わる板材加工装置の実施例を示す図１のＩＶ−ＩＶ矢視図。
【符号の説明】
１ 板材加工機
３ フレーム本体
５ タレット装置
７ 加工ヘッド
９ 材料位置決め装置
１１ Ｙ軸キャリッジ
１７ Ｘ軸キャリッジ
１９ ワーククランプ
２１ ワーク搬出入装置
２２ 搬出入配置空間
２３Ａ，２３Ｂ スラットコンベア装置
３５ 固定テーブル
ＰＬ 板材搬送面
３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃ パレットリフタ
５５ パレット搬入出コンベア

Claims (2)

1. 被加工材の加工位置に加工を加える加工ヘッドを有し、前記被加工材の加工位置を前記加工ヘッドに対してＸ軸方向とＹ軸方向とへ移動位置決め自在の材料位置決め装置を備えた板材加工機と、該板材加工機の前記加工ヘッドに隣接したＸ軸方向の一側に、前記材料位置決め装置の板材搬送面において前記被加工材の下面を支持する固定テーブルを設けると共に、該固定テーブルの上方に前記板材加工機で加工された製品を前記加工ヘッドから機外へ搬出すると共に仕分け操作が可能な製品仕分け装置を設け、前記加工ヘッドに隣接したＸ軸方向の他側には前記板材加工機へ被加工材を供給し、かつ板材加工機で加工された加工済み材料をＹ軸方向へ搬出するワーク搬出入装置を設け、該ワーク搬出入装置上の前記被加工材の移動領域内にローディングステーションとアンローディングステーションとを前記Ｙ軸方向に一列に隣接して設け、該ローディングステーションとアンローディングステーションにおける前記板材搬送面において前記被加工材および前記加工済み材料の下面を支持自在のスラットコンベアを前記Ｘ軸方向に開閉自在に設けると共に、前記ローディングステーションとアンローディングステーションの前記板材搬送面の上方に、被加工材吸着持ち上げ装置および加工済み材料の吸着持ち上げ装置をそれぞれ設け、前記スラットコンベアの下方にはパレットに積載された前記被加工材および前記加工済み材料の最上面を少なくとも前記板材搬送面まで上下動自在のパレットリフタを設けると共に、前記ワーク搬出入装置に被加工材搬入または加工済み材料搬出用のパレット搬出入コンベアを前記アンローディングステーションのＹ軸方向に隣接して一列に設けたことを特徴とする板材加工装置。
2. 請求項１に記載の板材加工装置において、前記製品仕分け装置により搬出される製品を区分けして集積する上下方向に位置決め自在の製品集積棚を該製品仕分け装置に隣接して設けたことを特徴とする板材加工装置。

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