JP4569569B2 - 回転式ワークリフタおよび加工機 - Google Patents
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Description
本発明は、加工機の加工テーブル上へのワーク搬出入を容易にする回転式ワークリフタおよび回転式ワークリフタを備えた加工機に関するもので、回転式ワークリフタ回転時の回転式ワークリフタと加工テーブル等との間への加工片の挟み込み等による回転式ワークリフタや加工テーブル等の破損を防止できるようにしたものである。
従来のレーザ加工機においては、曰本国実公平６−２３３号公報に開示されたように、加工テーブルに回転式のワークリフタを備え、回転式ワークリフタを１８０°回転させることで、加工テーブル上へのワークの搬入あるいは搬出を容易にできる構成にしているものがある。
ところで、回転式ワークリフタが回転の途中で加工テーブル等との間に加工片等を挟み込んだ場合、それ以上回転できずに回転は中断するが、そのまま回転式ワークリフタの駆動源がトルクの発生を続行すると回転式ワークリフタもしくは加工テーブルの破損に到る。そのため、回転式ワークリフタの回転が中断した場合、回転を停止させる必要がある。
しかし、従来の回転式ワークリフタには、回転式ワークリフタの回転状況を随時検出する手段を有していないため、加工片等の挟み込みにより回転式ワークリフタの回転が中断しても検出することができなかった。そのため、回転の完了位置まで到達していないことから、駆動源がトルクの発生を続行してしまい、回転式ワークリフタや加工テーブル等の破損に到るという問題点があった。
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、回転式ワークリフタと加工テーブル等との間への加工片の挟み込み等による回転式ワークリフタや加工テーブル等の破損を防止する保護装置を備えた回転式ワークリフタおよび該回転式ワークリフタを備えた加工機を提供するものである。
ところで、回転式ワークリフタが回転の途中で加工テーブル等との間に加工片等を挟み込んだ場合、それ以上回転できずに回転は中断するが、そのまま回転式ワークリフタの駆動源がトルクの発生を続行すると回転式ワークリフタもしくは加工テーブルの破損に到る。そのため、回転式ワークリフタの回転が中断した場合、回転を停止させる必要がある。
しかし、従来の回転式ワークリフタには、回転式ワークリフタの回転状況を随時検出する手段を有していないため、加工片等の挟み込みにより回転式ワークリフタの回転が中断しても検出することができなかった。そのため、回転の完了位置まで到達していないことから、駆動源がトルクの発生を続行してしまい、回転式ワークリフタや加工テーブル等の破損に到るという問題点があった。
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、回転式ワークリフタと加工テーブル等との間への加工片の挟み込み等による回転式ワークリフタや加工テーブル等の破損を防止する保護装置を備えた回転式ワークリフタおよび該回転式ワークリフタを備えた加工機を提供するものである。
本発明に係る回転式ワークリフタおよび加工機においては、回転式ワークリフタの回転状況を随時検出する手段と、該手段により検出された回転式ワークリフタの回転状態により回転式ワークリフタの動作を停止するかどうか判定する判定部を設けたものである。前記検出手段が回転式ワークリフタの回転状況を示す値を検出して、検出した値を前記判定部に出力し、前記判定部は、入力された値により回転式ワークリフタの回転が中断した可能性があるとの判定をした場合、回転式ワークリフタの動作を停止させるよう回転式ワークリフタの制御装置に信号を送り停止させるものである。
本発明は、上記検出手段および上記判定部を設けたことにより、回転式ワークリフタが加工テーブル等との間に加工片等を挟み込むことにより回転を中断した場合、その他何らかの影響で回転が中断した場合、回転式ワークリフタの動作を停止することができる。このため、従来のように回転式ワークリフタの回転の中断後も駆動源がトルクの発生を続行して、回転式ワークリフタや加工テーブル等が破損に到ることを防止することができる。また、回転式ワークリフタや加工テーブル等の破損を防止することができるので、破損時の修復に要する費用や時間を削減することができ、加工機としての運用コストの削減や加工効率の向上を実現することができる。
本発明は、上記検出手段および上記判定部を設けたことにより、回転式ワークリフタが加工テーブル等との間に加工片等を挟み込むことにより回転を中断した場合、その他何らかの影響で回転が中断した場合、回転式ワークリフタの動作を停止することができる。このため、従来のように回転式ワークリフタの回転の中断後も駆動源がトルクの発生を続行して、回転式ワークリフタや加工テーブル等が破損に到ることを防止することができる。また、回転式ワークリフタや加工テーブル等の破損を防止することができるので、破損時の修復に要する費用や時間を削減することができ、加工機としての運用コストの削減や加工効率の向上を実現することができる。
第１図は、本発明の実施の形態１を示す回転式ワークリフタを備えたレーザ加工機を示す斜視図である。
第２図は、本発明の実施の形態１を示す回転式ワークリフタを備えたレーザ加工機の加工テーブルを示す部分平面図である。
第３図は、本発明の実施の形態１を示す回転式ワークリフタを示す第２図のＡ−Ａ断面拡大図である。
第４図は、本発明の実施の形態１を示す回転式ワークリフタを示す第２図のＢ矢視正面拡大図である。
第５図は、本発明の実施の形態１を示す回転式ワークリフタを示す第２図のＣ矢視側面拡大図である。
第６図は、本発明の実施の形態１を示す回転式ワークリフタの制御部を示すブロック図である。
第７図は、本発明の実施の形態１を示す回転式ワークリフタの制御方法を示すフローチャートである。
第８図は、本発明の実施の形態２を示す回転式ワークリフタを示す第４図と同方向から見た正面拡大図である。
第９図は、本発明の実施の形態２を示す回転式ワークリフタを示す第５図と同方向から見た側面拡大図である。
第１０図は、本発明の実施の形態２を示す回転式ワークリフタの制御部を示すブロック図である。
第１１図は、本発明の実施の形態２を示す回転式ワークリフタの制御方法を示すフローチャートである。
第１２図は、本発明の実施の形態３を示す回転式ワークリフタを示す第４図と同方向から見た正面拡大図である。
第１３図は、本発明の実施の形態３を示す回転式ワークリフタを示す第５図と同方向から見た側面拡大図である。
第１４図は、本発明の実施の形態３を示す回転式ワークリフタの制御部を示すブロック図である。
第１５図は、本発明の実施の形態３を示す回転式ワークリフタの制御方法を示すフローチャートである。
第１６図は、本発明の実施の形態４を示す回転式ワークリフタの制御方法を示すフローチャートである。
第２図は、本発明の実施の形態１を示す回転式ワークリフタを備えたレーザ加工機の加工テーブルを示す部分平面図である。
第３図は、本発明の実施の形態１を示す回転式ワークリフタを示す第２図のＡ−Ａ断面拡大図である。
第４図は、本発明の実施の形態１を示す回転式ワークリフタを示す第２図のＢ矢視正面拡大図である。
第５図は、本発明の実施の形態１を示す回転式ワークリフタを示す第２図のＣ矢視側面拡大図である。
第６図は、本発明の実施の形態１を示す回転式ワークリフタの制御部を示すブロック図である。
第７図は、本発明の実施の形態１を示す回転式ワークリフタの制御方法を示すフローチャートである。
第８図は、本発明の実施の形態２を示す回転式ワークリフタを示す第４図と同方向から見た正面拡大図である。
第９図は、本発明の実施の形態２を示す回転式ワークリフタを示す第５図と同方向から見た側面拡大図である。
第１０図は、本発明の実施の形態２を示す回転式ワークリフタの制御部を示すブロック図である。
第１１図は、本発明の実施の形態２を示す回転式ワークリフタの制御方法を示すフローチャートである。
第１２図は、本発明の実施の形態３を示す回転式ワークリフタを示す第４図と同方向から見た正面拡大図である。
第１３図は、本発明の実施の形態３を示す回転式ワークリフタを示す第５図と同方向から見た側面拡大図である。
第１４図は、本発明の実施の形態３を示す回転式ワークリフタの制御部を示すブロック図である。
第１５図は、本発明の実施の形態３を示す回転式ワークリフタの制御方法を示すフローチャートである。
第１６図は、本発明の実施の形態４を示す回転式ワークリフタの制御方法を示すフローチャートである。
実施の形態１．
第１図は、本発明を実施するための実施の形態１における回転式ワークリフタを取り付けた板材レーザ加工機を示す斜視図である。第２図は、第１図の板材レーザ加工機の加工テーブル２を上方から見た平面図である。第３図は、第２図のＡ−Ａ断面図であり回転式ワークリフタ１の拡大図であり、１本の回転式ワークリフタを示している。第３図（ａ）は、ワークを搬出もしくは搬入する場合の回転式ワークリフタの位置を示した図であり、第３図（ｂ）は、加工時の回転式ワークリフタの位置を示した図であり、第３図（ｃ）は、回転式ワークリフタがワークを持ち上げる時点の位置を示した図であり、第３図（ｄ）は、回転式ワークリフタが加工テーブルとの間に加工片を挟み込み回転を中断した図である。第４図は、第２図のＢ矢視図であり回転式ワークリフタにおける回転状況の検出手段の正面から見た図である。第５図は、第２図のＣ矢視図であり回転式ワークリフタにおける回転状況の検出手段を側面から見た図である。第６図は、本発明を実施するための実施の形態１における回転式ワークリフタの制御部を示すブロック図である。第７図は、前記制御部の制御方法を示すフローチャートである。
第１図において、回転式ワークリフタ１を備えた加工テーブル２上にはワーク３が載置されており、ワーク３の搬入および搬出が容易な構造となっている。回転式ワークリフタ１には保護装置が設けられている。発振器４から出力されたレーザビームはワーク３上方に配置された加工ヘッド５に導かれ、加工ヘッド５よりワーク３に照射される。加工テーブル２は、水平面内を第１図に示したＸ軸方向に移動することができ、加工ヘッド５は、加工テーブル２の移動軸とは垂直な面内を第１図に示したＹ軸とＺ軸の２軸方向に移動することができる。加工テーブル２と加工ヘッド５とを相対的に移動させることで、加工ヘッド５から照射されたレーザビームで、ワーク３を所望の形状に加工することができる。 第１図においては、回転式ワークリフタ１を備えたレーザ加工機を示して本発明に係る実施の形態１を説明したが、ガス切断機やプラズマ切断機等のその他の板材加工機において、回転式ワークリフタを備えていれば本実施の形態１に示す回転式ワークリフタの保護装置を適用することは可能であり、同様な効果が得られる。
第２図において、回転式ワークリフタ１は、加工テーブル２に並列に複数本取り付けられている。各回転式ワークリフタ１の回転軸にはスプロケット６が取り付けられており、それぞれ隣り合った回転式ワークリフタ１のスプロケット６は互いにチェーン７にて接続されている。そして、回転式ワークリフタ１の駆動源であるロータリアクチュエータ８に最も近い回転式ワークリフタ１のスプロケット６は、ロータリアクチュエータ８の回転軸に取り付けられているスプロケット９とチェーン７にて接続されている。このように、ロータリアクチュエータ８と各回転式ワークリフタ１がスプロケット９、６を介してチェーン７で接続されていることで、ロータリアクチュエータ８の回転と共に、同時に同じ方向に回転できるようになっている。ここで、ロータリアクチュエータ８は、空圧や油圧の流体圧力を動力源としている。
第３図において、回転式ワークリフタ１は、回転可能に保持された１本のシャフト１０と、シャフト１０に固定されシャフト１０に対し垂直に延びた互いに平行でほぼ等間隔に並んだ複数のスペーサ１１と、各スペーサ１１の先端に設置されたワークの移動を容易にするフリーベアリング１２とを備えており、シャフト１０は第２図に示したロータリアクチュエータ８により回転する。
ワークを加工する場合は、回転式ワークリフタは第３図（ｂ）に示すように、スペーサ１１およびフリーベアリング１２がほぼ鉛直下向きになるように、シャフト１０が回転する。スペーサ１１およびフリーベアリング１２が下向きになっているため、ワーク３は、ワークサポート取り付け板１３に取り付けられたワークサポート１４上に載置され、加工が行われる。
ワークを加工テーブル上に搬出もしくは搬入する場合は、回転式ワークリフタは、第３図（ａ）に示すように、スペーサ１１およびフリーベアリング１２がほぼ鉛直上向きになるように、シャフト１０が第３図（ｂ）の位置から約１８０°回転する。スペーサ１１およびフリーベアリング１２が上向きになっており、かつフリーベアリング１２がワークサポート１４上端よりも上方へ突出しているため、ワーク３は、フリーベアリング１２上に載置される。これにより、加工テーブルからワーク３の搬出入が容易になる。
加工が終了しワーク３を搬出する場合、回転式ワークリフタ１は第３図（ｂ）に示す位置から第３図（ａ）に示す位置へ１８０°回転する。ここで、第３図（ｄ）に示すように、加工片１５が加工テーブル２のワークサポート取り付け板１３やシュート１６上にある場合には、回転途中の回転式ワークリフタ１が、加工片１５をフリーベアリング１２やスペーサ１１とワークサポート取り付け板１３やシュート１６との間に挟み込み、第３図（ｄ）に示す位置から回転できなくなる。この時、すぐに回転式ワークリフタ１の動作を停止させない場合には、ロータリアクチュエータ８がトルクの発生を続行して回転式ワークリフタ２や加工テーブル２のワークサポート取り付け板１３やシュート１６の破損に到る。
第４図および第５図において、ロータリアクチュエータ８の回転軸１７のスプロケット９が取り付けられている側と逆の側に、近接センサドグ１８と光チョッパ１９が取り付けられており、回転軸１７と共に回転する。近接センサドグ１８の周囲には、位置を固定された３つの近接センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃが近接センサドグ１８の回転円周上で下記の位置に配置されている。第１の近接センサ２０ａは、回転式ワークリフタ１が第３図（ａ）の位置になったときに近接センサドグ１８と近接する位置に配置されており、第２の近接センサ２０ｂは、回転式ワークリフタ１が第３図（ｂ）の位置になったときに近接センサドグ１８と近接する位置に配置されており、第３の近接センサ２０ｃは、回転式ワークリフタ１が第３図（ｃ）の位置になったときに近接センサドグ１８と近接する位置に配置されている。また、光チョッパ１９を挟むようにフォトセンサ２１が位置を固定され配置されている。
このような構成により、近接センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃの効果としては、回転式ワークリフタ１が、第３図（ａ）に示したワーク搬出入時の位置になったとき近接センサドグ１８は近接センサ２０ａに近接し、第３図（ｂ）に示した加工時の位置になったとき近接センサドグ１８は近接センサ２０ｂに近接し、および第３図（ｃ）に示したワーク３と接触するときの位置になったとき近接センサドグ１８は近接センサ２０ｃに近接するので、それぞれの位置を検出することができる。光チョッパ１９の効果としては、回転軸１７が回転しているとき、すなわち回転式ワークリフタ１が回転しているときは、フォトセンサ２１がＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことにより、フォトセンサ２１からパルスが出力される。かつ、フォトセンサ２１の出力パルスの時間間隔は、回転軸３が一定の角度を回転するために必要な時間であることから回転の速度を示すため、フォトセンサ２１の出力パルスの時間間隔から、回転式ワークリフタ１が回転しているのか停止しているのかの回転速度を随時検出することができる。
上記のように、近接センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃにて回転式ワークリフタ１の位置を検出しつつフォトセンサ２１で回転式ワークリフタ１の回転状況を随時検出することで、回転式ワークリフタ１が第３図（ｂ）に示した加工時の位置から、第３図（ｃ）に示したワーク３を上昇させ始める位置に到達するまで、すなわち第４図に示した近接センサドグ１８が近接センサ２０ｂの位置から近接センサ２０ｃの位置に到達するまでに、フォトセンサ２１の出力パルスの時間間隔からロータリアクチュエータ８の回転が中断したことを検出した場合には、フリーベアリング１ｃやスペーサ１ｄとワークサポート取付板１ｂやシュート１６との間に加工片を挟み込み回転式ワークリフタ１の回転が中断した可能性が高いといえる。よって、このような場合には、回転式ワークリフタ１の動作を早急に停止させる必要がある。
ところで、回転式ワークリフタ１が第３図（ｃ）に示したワーク３を上昇させ始める位置から、第３図（ａ）に示したワーク３を搬出入する位置に到達するまでは、加工片の挟み込みによる回転式ワークリフタ１の回転の中断は発生しにくいが、発生が皆無では無い。また、加工終了時にワーク３に予期せぬ重みがかかり、回転式ワークリフタ１でワーク３を持ち上げられない状況も考えられる。よって、回転式ワークリフタ１がワーク３を持ち上げる位置からワーク３を搬出入する位置へ回転する間も、回転式ワークリフタ１の回転状況を随時検出しておくことが望ましい。
次に、本発明を実施するための実施の形態１における回転式ワークリフタの動作および制御について説明する。
第６図において、回転式ワークリフタ１の駆動源であるロータリアクチュエータ８は、駆動源制御部３０により回転開始、回転停止、回転方向切り替え等の動作を制御されている。前記動作制御は、オペレータが手動で行う場合もあれば、駆動源制御部３０に入力されたプログラムによって自動的に行われる場合もある。ロータリアクチュエータ８には、ロータリアクチュエータ８の回転速度を検出する速度検出手段３１として、前述した光チョッパ１９とフォトセンサ２１との組み合わせとフォトセンサ２１からの出力パルスの時間間隔を求めるためのパルス周期測定器３２が接続されている。パルス周期測定機３２の出力は、速度判定部３３に送られ速度判定部３３において設定値と比較することにより、回転式ワークリフタの回転を停止するかどうか判定し、停止する場合、駆動源制御部３０に停止信号を送り駆動源制御部３０はロータリアクチュエータの回転を停止させる。一方、ロータリアクチュエータ８には、ロータリアクチュエータ８の回転位置を検出する位置検出手段３４として、前述した近接センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃが接続されている。近接センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃの出力は位置判定部３５に送られ、位置判定部３５において所定の位置に回転式ワークリフタが達したかどうか判定し、所定の位置に停止する場合、駆動源制御部３０に停止信号を送り駆動源制御部３０はロータリアクチュエータの回転を停止させる。
次に動作の流れを説明する。第７図において、加工終了後、ワークの搬出ができるように回転式ワークリフタ１をワーク搬出入位置へ回転するために、オペレータの入力もしくはプログラムによる自動運転により駆動源制御部３０はロータリアクチュエータ８を回転させる（ステップＳ０１）。位置判定部３５は、位置検出手段３１であるワークを持ち上げる位置を検出する近接センサ２０ｃがＯＮするかどうかで、回転式ワークリフタ１がワークを持ち上げる位置に達したかどうか判定する（ステップＳ０２）。ステップＳ０２で近接センサ２０ｃがＯＮになるまでの間は、速度検出手段３１により検出された回転式ワークリフタの回転速度の代替値であるフォトセンサ２１の出力パルス時間間隔を、速度判定部３３にて回転式ワークリフタ等が破損に至らない所定の値ｔ１と比較し、回転式ワークリフタが正常に回転しているかどうか判定する（ステップＳ０３）。回転式ワークリフタが所定の速度以上、すなわち速度検出手段３１の出力パルス時間間隔が所定の値ｔ１以下になっていれば回転式ワークリフタは問題なく回転していると判断し、再度ステップＳ０２を実施する。近接センサ２０ｃがＯＮになった場合、加工片の挟み込み等の障害無しにワークを持ち上げる位置まで回転式ワークリフタ１回転できたと判断し、次に、ワーク搬出入位置に達したかどうかを、近接センサ２０ａがＯＮになるかどうか位置判定部３５で判定を行う（ステップＳ０４）。ステップＳ０４で近接センサ２０ａがＯＮになるまでの間は、速度検出手段３１により検出された回転式ワークリフタの回転速度の代替値であるフォトセンサ２１の出力パルス時間間隔を、速度判定部３３にて回転式ワークリフタ等が破損に至らない所定の値ｔ２と比較し、回転式ワークリフタが正常に回転しているかどうか判定する（ステップＳ０５）。回転式ワークリフタが所定の速度以上、すなわち速度検出手段３１の出力パルス時間間隔が所定の値ｔ２以下になっていれば回転式ワークリフタは問題なく回転していると判断し、再度ステップＳ０４を実施する。近接センサ２０ａがＯＮになり位置判定部３５にてワーク搬出入位置に回転式ワークリフタ１が達したと判断したら、位置判定部３５は駆動源制御部３０に停止信号を出力し、回転式ワークリフタの回転を停止する（ステップＳ０６）。
ステップＳ０３にて、回転式ワークリフタの回転速度が所定の速度未満、すなわち速度検出手段３１の出力パルス時間間隔が所定の値ｔ１より大きくなったと速度判定部３３が判定した場合、加工片等の挟み込みにより回転式ワークリフタの回転が中断した可能性があるので、速度判定部３５は駆動源制御部３０に停止信号を出力し、回転式ワークリフタの回転を停止する（ステップＳ０７）。回転式ワークリフタが停止したら、加工機オペレータは回転式ワークリフタの回転の障害の原因を確認し、加工片の挟み込みによるものであれば加工片を取り除き、その他の原因であれば適宜障害を取り除く（ステップＳ０８）。オペレータにより加工片を取り除く等の障害除去作業の後は、再度回転式ワークリフタをワーク搬出入位置へ回転させるためにオペレータが駆動源制御部３０に指令を入力する（ステップＳ０９）。この後は、再度ステップＳ０２より一連の動作を実施する。
ステップＳ０５にて、回転式ワークリフタの回転速度が所定の速度未満、すなわち速度検出手段３１の出力パルス時間間隔が所定の値ｔ２より大きくなったと速度判定部３３が判定した場合、加工片等の挟み込みやその他の障害にて回転式ワークリフタの回転が中断した可能性があるので、速度判定部３５は駆動源制御部３０に停止信号を出力し、回転式ワークリフタの回転を停止する（ステップＳ１７）。回転式ワークリフタが停止したら、加工機オペレータは回転式ワークリフタの回転の障害の原因を確認し、加工片の挟み込みによるものであれば加工片を取り除き、その他の原因であれば適宜障害を取り除く（ステップＳ１８）。オペレータにより加工片を取り除く等の障害除去作業の後は、再度回転式ワークリフタをワーク搬出入位置へ回転させるためにオペレータが駆動源制御部３０に指令を入力する（ステップＳ１９）。この後は、再度ステップＳ０４より一連の動作を実施する。
ここで、回転式ワークリフタ１がワーク３を上昇させる回転式ワークリフタ２の回転範囲すなわち近接センサ２０ｃがＯＮしてから近接センサ２０ａがＯＮするまでの間では、近接センサ２０ｃがＯＮするまでの間に比較して、ワーク３の質量によりロータリアクチュエータ８への負荷が増加して回転式ワークリフタ１の回転速度は遅くなる。そのため、ｔ１＜ｔ２とすること、すなわちワークを上昇させるときはワークを上昇させないときに比較し遅い速度判定値が望ましい。もちろんｔ１＝ｔ２とし、回転式ワークリフタ１が加工時の位置からワーク搬出入時の位置へ回転する間、一定値にて速度を判定しても良いが、判定値をワークを持ち上げるときの回転速度よりも速い速度に設定できない。ワークを持ち上げるときに、判定部により回転を停止してしまうからである。一方、ワークを持ち上げる時の遅い速度を基準に判定値を設定してしまうと、ワークを持ち上げない回転速度が比較的速い範囲においては、加工片の挟み込み等による破損に至るまでの時間が短く、判定値の速度まで回転速度が遅くなったと判定する前に破損してしまうことも考えられるので、速い速度の範囲と遅い速度の範囲でそれぞれ適切な判定値を設定することが望ましい。
また、ここでは回転速度をフォトセンサの出力パルスの時間間隔で検出するとしたが、速度を代替できる値であれば特に出力パルスの時間間隔にこだわるものではなく、時間間隔から速度を算出して真の速度値で判定してもよく、その他、例えば出力パルスのある一定時間中のパルス数をカウントしても良い。
本発明は、上記検出手段および上記判定部を設けたことにより、回転式ワークリフタが加工テーブル等との間に加工片等を挟み込むことにより回転を中断した場合、その他何らかの影響で回転が中断した場合、回転式ワークリフタの動作を停止することができる。このため、従来のように回転式ワークリフタの回転の中断後も駆動源がトルクの発生を続行して、回転式ワークリフタや加工テーブル等が破損に到ることを防止することができる。また、回転式ワークリフタや加工テーブル等の破損を防止することができるので、破損時の修復に要する費用や時間を削減することができ、加工機としての運用コストの削減や加工効率の向上を実現することができる。
なお、実施の形態１では回転式ワークリフタ１の駆動源をロータリアクチュエータ８としたが、流体圧力を動力源とする直動シリンダとラック＆ピニオンの組み合わせや電気を動力源とするモータとしてもよい。
また、実施の形態１では回転式ワークリフタ２の回転状況を随時検出する手段をフォトセンサ２１と光チョッパ１９の組み合わせとしたが、ロータリアクチュエータの回転軸１７にロータリエンコーダを取り付け、ロータリエンコーダから出力されるパルスの時間間隔を検出し比較しても同様の効果が得られる。
更に、実施の形態１では回転式ワークリフタ１の回転状況を随時検出する手段をロータリアクチュエータ８に取り付けたが、回転式ワークリフタ１の回転軸に取り付けてもよい。この場合、スプロケット９とスプロケット６とのギア比の関係から、フォトセンサ２１の出力パルスの時間間隔の判定値ｔ１およびｔ２を適宜変更する必要がある。
ところで、本実施の形態１では、回転式ワークリフタが加工時の位置からワーク搬出入時の位置へ回転する場合を例に、本発明に係る回転式ワークリフタの構成を説明したが、もちろん、ワーク搬出入時の位置からワーク加工時の位置へ回転する場合も、同様の構成とし同様の制御を行うことで全く同じ効果が得られることは言うまでもない。以下の実施の形態でも、回転式ワークリフタが加工時の位置からワーク搬出入時の位置へ回転するときを例に説明するが、逆向きの回転でも上述のとおり同様の効果が得られる。
実施の形態２．
前記実施の形態１では、回転式ワークリフタの回転状況を、光チョッパとフォトセンサの組み合わせにて検出したが、本実施の形態２では、回転式ワークリフタの回転状況を回転式ワークリフタの回転負荷により検出するものである。第１図および第２図に関しては、実施の形態２は実施の形態１とほぼ同構成である。第８図は、本発明を実施するための実施の形態２における回転式ワークリフタを示すものであり、実施の形態１の第４図と同様の方向から見た回転式ワークリフタにおける回転位置の検出手段の正面図である。第９図は、実施の形態１の第５図と同様の方向から見た回転式ワークリフタにおける回転位置および回転負荷の検出手段の側面図である。第１０図は、本発明を実施するための実施の形態２における回転式ワークリフタの制御部を示すブロック図である。第１１図は、前記制御部の制御方法を示すフローチャートである。
第８図および第９図において、ロータリアクチュエータ８の回転軸１７とスプロケット９とはトルクセンサ２５を介して接続されており、回転軸１７のスプロケット９が接続されている側と反対の側に、実施の形態１と同様に近接センサドグ１８が取り付けられており、回転軸１７と共に回転する。ただし、本実施の形態では、光チョッパ１９は備えていない。近接センサドグ１８の周囲には、位置を固定された３つの近接センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃが近接センサドグ１８の回転円周上で実施の形態１と同様の位置に配置されている。
近接センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃの効果は、実施の形態１と同様である。トルクセンサ２５の効果としては、回転式ワークリフタ１を回転させるための負荷として、ロータリアクチュエータ８の発生するトルクを随時検出することができる。
上記のように、近接センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃにて回転式ワークリフタ１の位置を検出しつつ、回転式ワークリフタ１の駆動源であるロータリアクチュエータ８のトルクを随時検出することで、回転式ワークリフタ１が第３図（ｂ）に示した加工時の位置から第３図（ｃ）に示したワーク３を上昇させ始める位置に到達するまで、すなわち第４図に示した近接センサドグ１８が近接センサ２０ｂの位置から近接センサ２０ｃの位置に到達するまでに、ロータリアクチュエータ８の発生するトルクが異常に増加したことを検出した場合には、加工片をフリーベアリング１ｃやスペーサ１ｄとワークサポート取付板１ｂやシュート１６との間に挟み込み回転式ワークリフタ１を回転させるための負荷が異常に増加した可能性が高いといえる。よって、このような場合には、回転式ワークリフタ１の動作を早急に停止させる必要がある。
もちろん、実施の形態１と同様に、回転式ワークリフタ１が第３図（ｃ）に示したワーク３を上昇させ始める位置から第３図（ａ）に示したワーク３を搬出入する位置に到達するまで、すなわち第４図に示した近接センサドグ１８が近接センサ２０ｃの位置から近接センサ２０ａの位置に到達するまでの間も、回転式ワークリフタ１の回転状況を随時検出しておくことが望ましい。
次に、本発明を実施するための実施の形態２における回転式ワークリフタの制御について説明する。
第９図において、回転式ワークリフタ１の駆動源であるロータリアクチュエータ８は、駆動源制御部３０により回転開始、回転停止、回転方向切り替え等の動作を制御されている。ロータリアクチュエータ８には、ロータリアクチュエータ８の回転動作の負荷を検出する負荷検出手段３７として、前述したトルクセンサ２５が接続されている。トルクセンサ２５の出力は、負荷判定部３８に送られ負荷判定部３８において設定値と比較することにより、回転式ワークリフタの回転を停止するかどうか判定し、停止する場合、駆動源制御部３０に停止信号を送り駆動源制御部３０はロータリアクチュエータの回転を停止させる。一方、ロータリアクチュエータ８の回転位置に関する位置検出手段３４および位置判定部３５については、実施の形態１と同様な構成である。
本実施の形態２における回転式ワークリフタの制御の流れは、ほぼ実施の形態１と同様である。異なる点を、第１１図を参照し説明する。実施の形態１においては、回転式ワークリフタの回転状況の判断をステップＳ０３およびＳ０５にて実施していたが、本実施の形態２では前記ステップＳ０３の代わりに、新ステップＳ２３およびＳ２５を実施する。
第１１図において、ステップＳ０２で近接センサ２０ｃがＯＮになるまでの間は、負荷検出手段３７により検出された回転式ワークリフタの回転動作の負荷を、負荷判定部３８にて回転式ワークリフタ等が破損に至らない所定の負荷Ｔ１と比較し、回転式ワークリフタが正常に動作しているかどうか判定する（ステップＳ２３）。所定の負荷Ｔ１以下であれば回転式ワークリフタは問題なく動作していると判断し、再度ステップ３０２を実施する。ステップＳ２３にて、回転式ワークリフタの回転動作の負荷が所定の負荷Ｔ１を越えたと負荷判定部３８が判定した場合、加工片等の挟み込みにより回転式ワークリフタの回転が中断し異常な負荷が発生した可能性があるので、負荷判定部３８は駆動源制御部３０に停止信号を出力し、回転式ワークリフタの回転を停止する（ステップＳ０７）。
ステップＳ０４で近接センサ２０ａがＯＮになるまでの間は、負荷検出手段３７により検出された回転式ワークリフタの回転動作の負荷を、負荷判定部３８にて回転式ワークリフタ等が破損に至らない所定の負荷Ｔ２と比較し、回転式ワークリフタが正常に動作しているかどうか判定する（ステップＳ２５）。所定の負荷Ｔ２以下であれば回転式ワークリフタは問題なく動作していると判断し、再度ステップＳ０４を実施する。ステップＳ２５にて、回転式ワークリフタの回転動作の負荷が所定の負荷Ｔ２を越えたと負荷判定部３８が判定した場合、加工片等の挟み込みやその他の障害にて回転式ワークリフタの回転が中断し異常な負荷が発生した可能性があるので、負荷判定部３８は駆動源制御部３０に停止信号を出力し、回転式ワークリフタの回転を停止する（ステップＳ１７）。
その他のステップは、実施の形態１と同様である。
ここで、回転式ワークリフタ１がワーク３を上昇させる回転式ワークリフタ２の回転範囲すなわち近接センサ２０ｃがＯＮしてから近接センサ２０ａがＯＮするまでの間では、近接センサ２０ｃがＯＮするまでの間に比較して、ワーク３の質量によりロータリアクチュエータ８への負荷が増加するため、Ｔ１＜Ｔ２とすること、すなわちワークを上昇させるときはワークを上昇させないときに比較し大きい負荷判定値が望ましい。もちろんＴ１＝Ｔ２とし、回転式ワークリフタ１が加工時の位置からワーク搬出入時の位置へ回転する間、一定値にて速度を判定しても良いが、判定値をワークを持ち上げるときの負荷よりも小さい負荷に設定できない。ワークを持ち上げるときに、判定部により回転を停止してしまうからである。一方、ワークを持ち上げる時の大きい負荷を基準に判定値を設定してしまうと、ワークを持ち上げない負荷が比較的小さい範囲においては、判定値よりも小さい負荷で回転し破損する場合も考えられる。例えば、ワークの持ち上げ時には、ワークの重量が複数の回転式ワークリフタに分散して負荷がかかるので、全体の負荷としては大きいが、個々の回転式ワークリフタに対する負荷は破損に至るものではない。しかし、図３ｄのようにただ１つの回転式ワークリフタに負荷が発生すると、該回転式ワークリフタが破損に至る負荷が発生しても、回転式ワークリフタ全体の負荷としてはワークを持ち上げるときの負荷以下の場合も考えられる。よって、負荷の大きい範囲と負荷の小さい範囲でそれぞれ適切な判定値を設定することが望ましい。
本実施の形態２は、実施の形態１の速度検出手段および速度判定部をそれぞれ負荷検出手段および負荷判定部に置き換えることで、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
また、回転式ワークリフタや加工テーブルを破損する直接の原因は負荷であり、例えば回転式ワークリフタ等が破損に至らない負荷であっても、回転式ワークリフタの速度が判定値よりも遅くなる可能性もある。例えば、ロータリアクチュエータの場合、動力源の流体圧力が低いときに上記状況が発生する可能性がある。この場合、回転速度で判定すると破損とは関係なく回転が停止してしまい、作業のロス時間が発生してしまう。よって、回転式ワークリフタの回転速度ではなく負荷を検出することで、実施の形態１よりもさらに作業効率を向上させることができる。
なお、実施の形態２ではトルクセンサ２５をロータリアクチュエータ８に取り付けているが、ロータリアクチュエータ８以外の回転式ワークリフタ１の回転軸に取り付けてもよい。
また、実施の形態２では、回転式ワークリフタ１を回転させるための負荷を検出する手段をトルクセンサ２５としたが、空圧や油圧の流体圧力を動力源とするロータリアクチュエータ８の場合には、回転式ワークリフタ１を回転させるための負荷が大きくなると動力源の流体圧力が大きくなることから流体圧力を検出する圧力センサを、回転式ワークリフタ１を回転させるための負荷を検出する手段としても良い。また、電気を動力源とする電動機を回転式ワークリフタ１の駆動源とした場合には、回転式ワークリフタ１を回転させるための負荷が大きくなると電流値が大きくなることから電流を検出する電流計を、回転式ワークリフタ１を回転させるための負荷を検出する手段としてもよい。これらの場合、圧力センサが異常な圧力増加を検出した場合や、電流計が異常な電流増加を検出した場合には、加工片の挟み込み等により回転式ワークリフタ１を回転させるための負荷が異常に増加した可能性が高く、第１１図と同様な流れにて回転式ワークリフタ１の動作を停止することで、実施の形態２と同様な効果が得られる。
実施の形態３．
ところで、実施の形態１で採用した光チョッパ１９は等間隔のスリットを有しているので、フォトセンサ２１の出力パルス毎にロータリアクチュエータ８は一定の角度を回転していることになり、フォトセンサ２１の出力パルス回数からロータリアクチュエータ８の回転角度、すなわち回転式ワークリフタ１の回転角度を随時検出することができる。よって、フォトセンサ２１により、速度検出手段と位置検出手段の両方の働きを実施することができる。
第１２図は、本発明を実施するための実施の形態３における回転式ワークリフタを示すものであり、実施の形態１の第４図と同様の方向から見た回転式ワークリフタにおける回転位置および回転速度の検出手段の正面図である。第１３図は、実施の形態１の第５図と同様の方向から見た回転式ワークリフタにおける回転位置および回転速度の検出手段の側面図である。第１４図は、本発明を実施するための実施の形態３における回転式ワークリフタにおける制御部を示すブロック図である。第１１図は、前記制御部の制御方法を示すフローチャートである。
第１２図および第１３図において、ロータリアクチュエータ８の回転軸１７のスプロケット９が取り付けられている側と逆の側には、実施の形態１と同様に近接センサドグ１８と光チョッパ１９が取り付けられており、回転軸１７と共に回転する。近接センサドグ１８の周囲には、位置を固定された１つの近接センサ２０ｂのみが実施の形態１と同様な場所に配置されている。また、光チョッパ１９を挟むようにフォトセンサ２１が位置を固定され実施の形態１と同様に配置されている。
このような構成により、光チョッパ１９およびフォトセンサ２１の効果としては、実施の形態１と同様にフォトセンサ２１の出力パルスの時間間隔を検出することで、回転式ワークリフタ１の回転速度が検出できる。さらに、本実施の形態３ではフォトセンサ２１の出力パルスの数をカウントすることで回転式ワークリフタの回転角度を検出できる。ただし、出力パルスの数をカウントしているだけでは角度の変化量しかわからないため、絶対位置を決定するための原点検出が必要となる。これが、近接センサ２０ｂの効果である。近接センサ２０ｂは、回転式ワークリフタ１が、第３図（ｂ）に示した加工時の位置になったときにＯＮとなるので、この位置を原点とし、この位置にてパルス数のカウントをリセットすることで絶対位置を決定することができる。
上記のように、近接センサ２０ｂにて回転式ワークリフタ１の原点位置を決定し、フォトセンサ２１で回転式ワークリフタ１の回転速度および回転角度変化を随時検出し、原点位置からの角度変化にて絶対位置を決定することで、回転式ワークリフタ１が加工時の位置からワーク３を上昇させ始める位置に到達するまで、または回転式ワークリフタ１がワーク３を上昇させ始める位置からワーク搬出入の位置に到達するまでに、ロータリアクチュエータ８の回転がフォトセンサ２１の出力パルスの時間間隔から中断したことを検出することができる。この場合、加工片の挟み込み等により回転式ワークリフタ１の回転が中断した可能性が高いといえるので、回転式ワークリフタ１の動作を早急に停止させる必要がある。
次に、本発明を実施するための実施の形態３における回転式ワークリフタの制御について説明する。
第１４図において、回転式ワークリフタ１の駆動源であるロータリアクチュエータ８は、駆動源制御部３０により回転開始、回転停止、回転方向切り替え等の動作を制御されている。ロータリアクチュエータ８の回転速度に関する速度検出手段３１および速度判定部３３については、実施の形態１と同様な構成である。一方、ロータリアクチュエータ８の回転位置に関する位置検出手段３４は、速度検出手段３１を構成している光チョッパ１９とフォトセンサ２１を兼用し、この光チョッパ１９とフォトセンサ２１とフォトセンサ２１の出力パルス数をカウントするカウンタ３７より構成される。また、近接センサ２０ｂがＯＮになることにより原点位置を検出し、近接センサ２０ｂがＯＮになったときにカウンタ２１のカウント数をリセットする。リセット後の回転式ワークリフタの回転によるカウンタ２１のカウント数は原点位置からの角度変化量と一致するので、この値を位置判定部３５に出力し位置判定部３５にて所定の位置に達したかどうか判定する。例えば、原点すなわち第３図（ｂ）の位置から第３図（ｃ）の位置まで回転式ワークリフタが回転するときにカウントするパルスがｎ１個であるならば、第３図（ｃ）の位置に達したかどうかは、カウントしたパルスがｎ１個に達したかどうかで判定できる。また、駆動源制御部３０の指令によりロータリアクチュエータ８が逆回転した場合、カウンタ２１がカウント数を減らしてカウントするように、駆動制御部３０がカウンタ２１を制御することで、ロータリアクチュエータ８が逆回転したときも常に絶対位置を検出できる。
本実施の形態３における回転式ワークリフタの制御の流れは、基本的に実施の形態１と同様である。異なる点を、第１５図を参照し説明する。実施の形態１においては、回転式ワークリフタの回転角度の判断をステップＳ０２、Ｓ０４にて実施していたが、本実施の形態２では前記ステップＳ０２、Ｓ０４の代わりに、新ステップＳ３２、Ｓ３４を実施する。
第１５図において、位置判定部３５は、位置検出手段３１であるカウンタ３７のカウント数が、原点からワークを持ち上げる位置に至るまでのカウント数ｎ１以上になったかどうかで、回転式ワークリフタ１がワークを持ち上げる位置に達したかどうか判定する（ステップＳ３２）。ステップＳ３２でカウント数がｎ１以上になるまでの間は、速度検出手段３１により検出された回転式ワークリフタの回転速度の代替値であるフォトセンサ２１の出力パルス時間間隔を、速度判定部３３にて回転式ワークリフタ等が破損に至らない所定の値ｔ１と比較し、回転式ワークリフタが正常に回転しているかどうか判定する（ステップＳ０３）。回転式ワークリフタが所定の速度以上、すなわち速度検出手段３１の出力パルス時間間隔が所定の値ｔ１以下になっていれば回転式ワークリフタは問題なくの回転していると判断し、再度ステップＳ３２を実施する。カウンタ３７のカウント数がｎ１以上になった場合、加工片の挟み込み等の障害無しにワークを持ち上げる位置まで回転式ワークリフタ１が回転できたと判断し、次に、ワーク搬出入位置に達したかどうかを、カウンタ３７のカウント数が、原点からワーク搬出入の位置に至るまでのカウント数ｎ２以上になったかどうか位置判定部３５で判定を行う（ステップＳ３４）。ステップＳ３４でカウンタ３７のカウント数がｎ２以上になるまでの間は、速度検出手段３１により検出された回転式ワークリフタの回転速度の代替値であるフォトセンサ２１の出力パルス時間間隔を、速度判定部３３にて回転式ワークリフタ等が破損に至らない所定の値ｔ２と比較し、回転式ワークリフタが正常に回転しているかどうか判定する（ステップＳ０５）。その他のステップは、実施の形態１と同様である。
本実施の形態３は、実施の形態１の速度検出手段に使用しているフォトセンサを兼用し、フォトセンサの出力パルスをカウントすることで位置検出手段として動作することができ、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
また、実施の形態１では位置検出を近接センサで行っていたが、近接センサでは近接センサを配置した位置でしか判定できない。もし、別の位置にて判定したい場合、近接センサの配置を変更する必要が発生する。一方、本実施の形態３の場合、判定するカウント数を変えるだけで任意の位置を設定可能であり、実施の形態１に比較し簡易に検出位置を変更できる。
本実施の形態３では、フォトセンサ２１の出力パルスのパルス数をカウントすることとパルス時間間隔を測定することで、位置検出および速度検出を実施したが、回転軸１７に取り付けたロータリエンコーダの出力パルスを同様に処理しても同様の効果が得られる。また、回転軸１７に取り付けた近接センサドグと円周上に固定して一定の角度で多数配置した近接センサとしてもよい。この場合、隣り合った近接センサのＯＮする時間間隔で速度を検出でき、どの近接センサがＯＮになっているかで位置の検出が可能となる。
実施の形態４．
実施の形態１では、回転式ワークリフタ１が加工片の挟み込み等により停止した場合、加工機オペレータが回転式ワークリフタ２の回転の障害になっていた加工片１５等を取り除き、再びワーク搬出入の位置へ回転するように動作させるものであった。この場合、加工機オペレータが加工片等の障害を取り除くという作業が常に必要となり、自動加工の障害となる。この障害を低減するのが、本実施の形態４の目的である。
本実施の形態４における回転式ワークリフタの制御部を示すブロック図は第６図と同様である。第１６図は、前記制御部の制御方法を示すフローチャートである。
本実施の形態４においては、回転式ワークリフタ１の加工片の挟み込みによる停止の処理は以下のとおりである。
上昇途中に回転式ワークリフタ１が停止した場合、所定の時間だけ回転式ワークリフタ１を逆回転させ停止させる。再度、回転式ワークリフタ１を正回転させて回転の続行を試みる。再び回転式ワークリフタ１が停止した場合は、再度逆回転、停止、正回転の一連の動作を実施する。このサイクルを所定の回数実施し、所定の回数実施しても回転式ワークリフタ１が上昇途中で停止する場合は、実施の形態１と同様の後処理を行う。
次に、本発明を実施するための実施の形態４における回転式ワークリフタの制御について説明する。本実施の形態４における回転式ワークリフタの制御の流れは、基本的に実施の形態１と同様である。異なる点を、第１６図を参照し説明する。
第１６図において、ステップＳ０１の前に、駆動源制御部３０にて回転式ワークリフタ１の停止した回数を保持しておく変数ｍ、ｎを設定し回数を１にリセットする（ステップＳ４０）。ステップＳ０７で、回転式ワークリフタ１がワークを持ち上げるまでに速度が判定値以下になり停止した後、駆動制御部３０は停止回数ｎが設定値Ｎ以上になったかどうか判断する（ステップＳ４１）。停止回数ｎが設定値Ｎ未満であれば、駆動制御部３０は停止回数ｎを１増加させる（ステップＳ４２）。そして、駆動制御部３０は所定の時間だけ回転式ワークリフタを逆回転させ（ステップＳ４３）、所定の時間後回転式ワークリフタ１を停止させる（ステップＳ４４）。その後はステップＳ０９より再度回転式ワークリフタ１を回転させる。
上記、ステップＳ４２からステップＳ４４を何度か繰り返し、ステップＳ４１にて停止回数ｎが設定値Ｎ以上になったと駆動源制御部３０が判断した場合は、オペレータに警告を出してステップＳ０８を実施し、実施例１と同様の処理を行う。
ステップＳ１７で、回転式ワークリフタ１がワークを持ち上げた後、ワーク搬出入時の位置に至るまでに速度が判定値以下になり停止した後、駆動制御部３０は停止回数ｍが設定値Ｍ以上になったかどうか判断する（ステップＳ４５）。停止回数ｍが設定値Ｍ未満であれば、駆動制御部３０は停止回数ｍを１増加させる（ステップＳ４６）。そして、駆動制御部３０は所定の時間だけ回転式ワークリフタを逆回転させ（ステップＳ４７）、所定の時間後回転式ワークリフタ１を停止させる（ステップＳ４８）。その後はステップＳ１９より再度回転式ワークリフタ１を回転させる。
上記、ステップＳ４６からステップＳ４８を何度か繰り返し、ステップＳ４５にて停止回数ｍが設定値Ｍ以上になったと駆動源制御部３０が判断した場合は、オペレータに警告を出してステップＳ１８を実施し、実施例１と同様の処理を行う。その他のステップは、実施の形態１と同様である。
ここで、上記実施の形態４では、ステップＳ４３およびＳ４７にて所定の時間逆回転すると説明したが、例えば所定の角度逆回転しても良い。所定の角度については、位置検出手段にで検出できる位置を適宜設定すれば良い。また、加工片の挟み込みにより、回転式ワークリフタが逆回転もできないような状況になることも考えられるので、逆回転中も回転式ワークリフタの回転速度を検出することが望ましい。
上記処理を採用することにより、加工片が変形しやすい場合や加工片の挟まれ具合が簡単に取れるような状態の場合、回転式ワークリフタ１を加工片に数回当てることで加工片を障害にならないように変形させたり、加工片を障害とならないような場所へ排除させたりすることができる可能性があり、オペレータの手作業時間の削減すなわち自動加工の障害を削減できる。
また、本実施の形態４は実施の形態１を基本としているが、実施の形態２もしくは実施の形態３に記載の回転式ワークリフタに付加しても、同様の効果が得られる。
第１図は、本発明を実施するための実施の形態１における回転式ワークリフタを取り付けた板材レーザ加工機を示す斜視図である。第２図は、第１図の板材レーザ加工機の加工テーブル２を上方から見た平面図である。第３図は、第２図のＡ−Ａ断面図であり回転式ワークリフタ１の拡大図であり、１本の回転式ワークリフタを示している。第３図（ａ）は、ワークを搬出もしくは搬入する場合の回転式ワークリフタの位置を示した図であり、第３図（ｂ）は、加工時の回転式ワークリフタの位置を示した図であり、第３図（ｃ）は、回転式ワークリフタがワークを持ち上げる時点の位置を示した図であり、第３図（ｄ）は、回転式ワークリフタが加工テーブルとの間に加工片を挟み込み回転を中断した図である。第４図は、第２図のＢ矢視図であり回転式ワークリフタにおける回転状況の検出手段の正面から見た図である。第５図は、第２図のＣ矢視図であり回転式ワークリフタにおける回転状況の検出手段を側面から見た図である。第６図は、本発明を実施するための実施の形態１における回転式ワークリフタの制御部を示すブロック図である。第７図は、前記制御部の制御方法を示すフローチャートである。
第１図において、回転式ワークリフタ１を備えた加工テーブル２上にはワーク３が載置されており、ワーク３の搬入および搬出が容易な構造となっている。回転式ワークリフタ１には保護装置が設けられている。発振器４から出力されたレーザビームはワーク３上方に配置された加工ヘッド５に導かれ、加工ヘッド５よりワーク３に照射される。加工テーブル２は、水平面内を第１図に示したＸ軸方向に移動することができ、加工ヘッド５は、加工テーブル２の移動軸とは垂直な面内を第１図に示したＹ軸とＺ軸の２軸方向に移動することができる。加工テーブル２と加工ヘッド５とを相対的に移動させることで、加工ヘッド５から照射されたレーザビームで、ワーク３を所望の形状に加工することができる。 第１図においては、回転式ワークリフタ１を備えたレーザ加工機を示して本発明に係る実施の形態１を説明したが、ガス切断機やプラズマ切断機等のその他の板材加工機において、回転式ワークリフタを備えていれば本実施の形態１に示す回転式ワークリフタの保護装置を適用することは可能であり、同様な効果が得られる。
第２図において、回転式ワークリフタ１は、加工テーブル２に並列に複数本取り付けられている。各回転式ワークリフタ１の回転軸にはスプロケット６が取り付けられており、それぞれ隣り合った回転式ワークリフタ１のスプロケット６は互いにチェーン７にて接続されている。そして、回転式ワークリフタ１の駆動源であるロータリアクチュエータ８に最も近い回転式ワークリフタ１のスプロケット６は、ロータリアクチュエータ８の回転軸に取り付けられているスプロケット９とチェーン７にて接続されている。このように、ロータリアクチュエータ８と各回転式ワークリフタ１がスプロケット９、６を介してチェーン７で接続されていることで、ロータリアクチュエータ８の回転と共に、同時に同じ方向に回転できるようになっている。ここで、ロータリアクチュエータ８は、空圧や油圧の流体圧力を動力源としている。
第３図において、回転式ワークリフタ１は、回転可能に保持された１本のシャフト１０と、シャフト１０に固定されシャフト１０に対し垂直に延びた互いに平行でほぼ等間隔に並んだ複数のスペーサ１１と、各スペーサ１１の先端に設置されたワークの移動を容易にするフリーベアリング１２とを備えており、シャフト１０は第２図に示したロータリアクチュエータ８により回転する。
ワークを加工する場合は、回転式ワークリフタは第３図（ｂ）に示すように、スペーサ１１およびフリーベアリング１２がほぼ鉛直下向きになるように、シャフト１０が回転する。スペーサ１１およびフリーベアリング１２が下向きになっているため、ワーク３は、ワークサポート取り付け板１３に取り付けられたワークサポート１４上に載置され、加工が行われる。
ワークを加工テーブル上に搬出もしくは搬入する場合は、回転式ワークリフタは、第３図（ａ）に示すように、スペーサ１１およびフリーベアリング１２がほぼ鉛直上向きになるように、シャフト１０が第３図（ｂ）の位置から約１８０°回転する。スペーサ１１およびフリーベアリング１２が上向きになっており、かつフリーベアリング１２がワークサポート１４上端よりも上方へ突出しているため、ワーク３は、フリーベアリング１２上に載置される。これにより、加工テーブルからワーク３の搬出入が容易になる。
加工が終了しワーク３を搬出する場合、回転式ワークリフタ１は第３図（ｂ）に示す位置から第３図（ａ）に示す位置へ１８０°回転する。ここで、第３図（ｄ）に示すように、加工片１５が加工テーブル２のワークサポート取り付け板１３やシュート１６上にある場合には、回転途中の回転式ワークリフタ１が、加工片１５をフリーベアリング１２やスペーサ１１とワークサポート取り付け板１３やシュート１６との間に挟み込み、第３図（ｄ）に示す位置から回転できなくなる。この時、すぐに回転式ワークリフタ１の動作を停止させない場合には、ロータリアクチュエータ８がトルクの発生を続行して回転式ワークリフタ２や加工テーブル２のワークサポート取り付け板１３やシュート１６の破損に到る。
第４図および第５図において、ロータリアクチュエータ８の回転軸１７のスプロケット９が取り付けられている側と逆の側に、近接センサドグ１８と光チョッパ１９が取り付けられており、回転軸１７と共に回転する。近接センサドグ１８の周囲には、位置を固定された３つの近接センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃが近接センサドグ１８の回転円周上で下記の位置に配置されている。第１の近接センサ２０ａは、回転式ワークリフタ１が第３図（ａ）の位置になったときに近接センサドグ１８と近接する位置に配置されており、第２の近接センサ２０ｂは、回転式ワークリフタ１が第３図（ｂ）の位置になったときに近接センサドグ１８と近接する位置に配置されており、第３の近接センサ２０ｃは、回転式ワークリフタ１が第３図（ｃ）の位置になったときに近接センサドグ１８と近接する位置に配置されている。また、光チョッパ１９を挟むようにフォトセンサ２１が位置を固定され配置されている。
このような構成により、近接センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃの効果としては、回転式ワークリフタ１が、第３図（ａ）に示したワーク搬出入時の位置になったとき近接センサドグ１８は近接センサ２０ａに近接し、第３図（ｂ）に示した加工時の位置になったとき近接センサドグ１８は近接センサ２０ｂに近接し、および第３図（ｃ）に示したワーク３と接触するときの位置になったとき近接センサドグ１８は近接センサ２０ｃに近接するので、それぞれの位置を検出することができる。光チョッパ１９の効果としては、回転軸１７が回転しているとき、すなわち回転式ワークリフタ１が回転しているときは、フォトセンサ２１がＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことにより、フォトセンサ２１からパルスが出力される。かつ、フォトセンサ２１の出力パルスの時間間隔は、回転軸３が一定の角度を回転するために必要な時間であることから回転の速度を示すため、フォトセンサ２１の出力パルスの時間間隔から、回転式ワークリフタ１が回転しているのか停止しているのかの回転速度を随時検出することができる。
上記のように、近接センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃにて回転式ワークリフタ１の位置を検出しつつフォトセンサ２１で回転式ワークリフタ１の回転状況を随時検出することで、回転式ワークリフタ１が第３図（ｂ）に示した加工時の位置から、第３図（ｃ）に示したワーク３を上昇させ始める位置に到達するまで、すなわち第４図に示した近接センサドグ１８が近接センサ２０ｂの位置から近接センサ２０ｃの位置に到達するまでに、フォトセンサ２１の出力パルスの時間間隔からロータリアクチュエータ８の回転が中断したことを検出した場合には、フリーベアリング１ｃやスペーサ１ｄとワークサポート取付板１ｂやシュート１６との間に加工片を挟み込み回転式ワークリフタ１の回転が中断した可能性が高いといえる。よって、このような場合には、回転式ワークリフタ１の動作を早急に停止させる必要がある。
ところで、回転式ワークリフタ１が第３図（ｃ）に示したワーク３を上昇させ始める位置から、第３図（ａ）に示したワーク３を搬出入する位置に到達するまでは、加工片の挟み込みによる回転式ワークリフタ１の回転の中断は発生しにくいが、発生が皆無では無い。また、加工終了時にワーク３に予期せぬ重みがかかり、回転式ワークリフタ１でワーク３を持ち上げられない状況も考えられる。よって、回転式ワークリフタ１がワーク３を持ち上げる位置からワーク３を搬出入する位置へ回転する間も、回転式ワークリフタ１の回転状況を随時検出しておくことが望ましい。
次に、本発明を実施するための実施の形態１における回転式ワークリフタの動作および制御について説明する。
第６図において、回転式ワークリフタ１の駆動源であるロータリアクチュエータ８は、駆動源制御部３０により回転開始、回転停止、回転方向切り替え等の動作を制御されている。前記動作制御は、オペレータが手動で行う場合もあれば、駆動源制御部３０に入力されたプログラムによって自動的に行われる場合もある。ロータリアクチュエータ８には、ロータリアクチュエータ８の回転速度を検出する速度検出手段３１として、前述した光チョッパ１９とフォトセンサ２１との組み合わせとフォトセンサ２１からの出力パルスの時間間隔を求めるためのパルス周期測定器３２が接続されている。パルス周期測定機３２の出力は、速度判定部３３に送られ速度判定部３３において設定値と比較することにより、回転式ワークリフタの回転を停止するかどうか判定し、停止する場合、駆動源制御部３０に停止信号を送り駆動源制御部３０はロータリアクチュエータの回転を停止させる。一方、ロータリアクチュエータ８には、ロータリアクチュエータ８の回転位置を検出する位置検出手段３４として、前述した近接センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃが接続されている。近接センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃの出力は位置判定部３５に送られ、位置判定部３５において所定の位置に回転式ワークリフタが達したかどうか判定し、所定の位置に停止する場合、駆動源制御部３０に停止信号を送り駆動源制御部３０はロータリアクチュエータの回転を停止させる。
次に動作の流れを説明する。第７図において、加工終了後、ワークの搬出ができるように回転式ワークリフタ１をワーク搬出入位置へ回転するために、オペレータの入力もしくはプログラムによる自動運転により駆動源制御部３０はロータリアクチュエータ８を回転させる（ステップＳ０１）。位置判定部３５は、位置検出手段３１であるワークを持ち上げる位置を検出する近接センサ２０ｃがＯＮするかどうかで、回転式ワークリフタ１がワークを持ち上げる位置に達したかどうか判定する（ステップＳ０２）。ステップＳ０２で近接センサ２０ｃがＯＮになるまでの間は、速度検出手段３１により検出された回転式ワークリフタの回転速度の代替値であるフォトセンサ２１の出力パルス時間間隔を、速度判定部３３にて回転式ワークリフタ等が破損に至らない所定の値ｔ１と比較し、回転式ワークリフタが正常に回転しているかどうか判定する（ステップＳ０３）。回転式ワークリフタが所定の速度以上、すなわち速度検出手段３１の出力パルス時間間隔が所定の値ｔ１以下になっていれば回転式ワークリフタは問題なく回転していると判断し、再度ステップＳ０２を実施する。近接センサ２０ｃがＯＮになった場合、加工片の挟み込み等の障害無しにワークを持ち上げる位置まで回転式ワークリフタ１回転できたと判断し、次に、ワーク搬出入位置に達したかどうかを、近接センサ２０ａがＯＮになるかどうか位置判定部３５で判定を行う（ステップＳ０４）。ステップＳ０４で近接センサ２０ａがＯＮになるまでの間は、速度検出手段３１により検出された回転式ワークリフタの回転速度の代替値であるフォトセンサ２１の出力パルス時間間隔を、速度判定部３３にて回転式ワークリフタ等が破損に至らない所定の値ｔ２と比較し、回転式ワークリフタが正常に回転しているかどうか判定する（ステップＳ０５）。回転式ワークリフタが所定の速度以上、すなわち速度検出手段３１の出力パルス時間間隔が所定の値ｔ２以下になっていれば回転式ワークリフタは問題なく回転していると判断し、再度ステップＳ０４を実施する。近接センサ２０ａがＯＮになり位置判定部３５にてワーク搬出入位置に回転式ワークリフタ１が達したと判断したら、位置判定部３５は駆動源制御部３０に停止信号を出力し、回転式ワークリフタの回転を停止する（ステップＳ０６）。
ステップＳ０３にて、回転式ワークリフタの回転速度が所定の速度未満、すなわち速度検出手段３１の出力パルス時間間隔が所定の値ｔ１より大きくなったと速度判定部３３が判定した場合、加工片等の挟み込みにより回転式ワークリフタの回転が中断した可能性があるので、速度判定部３５は駆動源制御部３０に停止信号を出力し、回転式ワークリフタの回転を停止する（ステップＳ０７）。回転式ワークリフタが停止したら、加工機オペレータは回転式ワークリフタの回転の障害の原因を確認し、加工片の挟み込みによるものであれば加工片を取り除き、その他の原因であれば適宜障害を取り除く（ステップＳ０８）。オペレータにより加工片を取り除く等の障害除去作業の後は、再度回転式ワークリフタをワーク搬出入位置へ回転させるためにオペレータが駆動源制御部３０に指令を入力する（ステップＳ０９）。この後は、再度ステップＳ０２より一連の動作を実施する。
ステップＳ０５にて、回転式ワークリフタの回転速度が所定の速度未満、すなわち速度検出手段３１の出力パルス時間間隔が所定の値ｔ２より大きくなったと速度判定部３３が判定した場合、加工片等の挟み込みやその他の障害にて回転式ワークリフタの回転が中断した可能性があるので、速度判定部３５は駆動源制御部３０に停止信号を出力し、回転式ワークリフタの回転を停止する（ステップＳ１７）。回転式ワークリフタが停止したら、加工機オペレータは回転式ワークリフタの回転の障害の原因を確認し、加工片の挟み込みによるものであれば加工片を取り除き、その他の原因であれば適宜障害を取り除く（ステップＳ１８）。オペレータにより加工片を取り除く等の障害除去作業の後は、再度回転式ワークリフタをワーク搬出入位置へ回転させるためにオペレータが駆動源制御部３０に指令を入力する（ステップＳ１９）。この後は、再度ステップＳ０４より一連の動作を実施する。
ここで、回転式ワークリフタ１がワーク３を上昇させる回転式ワークリフタ２の回転範囲すなわち近接センサ２０ｃがＯＮしてから近接センサ２０ａがＯＮするまでの間では、近接センサ２０ｃがＯＮするまでの間に比較して、ワーク３の質量によりロータリアクチュエータ８への負荷が増加して回転式ワークリフタ１の回転速度は遅くなる。そのため、ｔ１＜ｔ２とすること、すなわちワークを上昇させるときはワークを上昇させないときに比較し遅い速度判定値が望ましい。もちろんｔ１＝ｔ２とし、回転式ワークリフタ１が加工時の位置からワーク搬出入時の位置へ回転する間、一定値にて速度を判定しても良いが、判定値をワークを持ち上げるときの回転速度よりも速い速度に設定できない。ワークを持ち上げるときに、判定部により回転を停止してしまうからである。一方、ワークを持ち上げる時の遅い速度を基準に判定値を設定してしまうと、ワークを持ち上げない回転速度が比較的速い範囲においては、加工片の挟み込み等による破損に至るまでの時間が短く、判定値の速度まで回転速度が遅くなったと判定する前に破損してしまうことも考えられるので、速い速度の範囲と遅い速度の範囲でそれぞれ適切な判定値を設定することが望ましい。
また、ここでは回転速度をフォトセンサの出力パルスの時間間隔で検出するとしたが、速度を代替できる値であれば特に出力パルスの時間間隔にこだわるものではなく、時間間隔から速度を算出して真の速度値で判定してもよく、その他、例えば出力パルスのある一定時間中のパルス数をカウントしても良い。
本発明は、上記検出手段および上記判定部を設けたことにより、回転式ワークリフタが加工テーブル等との間に加工片等を挟み込むことにより回転を中断した場合、その他何らかの影響で回転が中断した場合、回転式ワークリフタの動作を停止することができる。このため、従来のように回転式ワークリフタの回転の中断後も駆動源がトルクの発生を続行して、回転式ワークリフタや加工テーブル等が破損に到ることを防止することができる。また、回転式ワークリフタや加工テーブル等の破損を防止することができるので、破損時の修復に要する費用や時間を削減することができ、加工機としての運用コストの削減や加工効率の向上を実現することができる。
なお、実施の形態１では回転式ワークリフタ１の駆動源をロータリアクチュエータ８としたが、流体圧力を動力源とする直動シリンダとラック＆ピニオンの組み合わせや電気を動力源とするモータとしてもよい。
また、実施の形態１では回転式ワークリフタ２の回転状況を随時検出する手段をフォトセンサ２１と光チョッパ１９の組み合わせとしたが、ロータリアクチュエータの回転軸１７にロータリエンコーダを取り付け、ロータリエンコーダから出力されるパルスの時間間隔を検出し比較しても同様の効果が得られる。
更に、実施の形態１では回転式ワークリフタ１の回転状況を随時検出する手段をロータリアクチュエータ８に取り付けたが、回転式ワークリフタ１の回転軸に取り付けてもよい。この場合、スプロケット９とスプロケット６とのギア比の関係から、フォトセンサ２１の出力パルスの時間間隔の判定値ｔ１およびｔ２を適宜変更する必要がある。
ところで、本実施の形態１では、回転式ワークリフタが加工時の位置からワーク搬出入時の位置へ回転する場合を例に、本発明に係る回転式ワークリフタの構成を説明したが、もちろん、ワーク搬出入時の位置からワーク加工時の位置へ回転する場合も、同様の構成とし同様の制御を行うことで全く同じ効果が得られることは言うまでもない。以下の実施の形態でも、回転式ワークリフタが加工時の位置からワーク搬出入時の位置へ回転するときを例に説明するが、逆向きの回転でも上述のとおり同様の効果が得られる。
実施の形態２．
前記実施の形態１では、回転式ワークリフタの回転状況を、光チョッパとフォトセンサの組み合わせにて検出したが、本実施の形態２では、回転式ワークリフタの回転状況を回転式ワークリフタの回転負荷により検出するものである。第１図および第２図に関しては、実施の形態２は実施の形態１とほぼ同構成である。第８図は、本発明を実施するための実施の形態２における回転式ワークリフタを示すものであり、実施の形態１の第４図と同様の方向から見た回転式ワークリフタにおける回転位置の検出手段の正面図である。第９図は、実施の形態１の第５図と同様の方向から見た回転式ワークリフタにおける回転位置および回転負荷の検出手段の側面図である。第１０図は、本発明を実施するための実施の形態２における回転式ワークリフタの制御部を示すブロック図である。第１１図は、前記制御部の制御方法を示すフローチャートである。
第８図および第９図において、ロータリアクチュエータ８の回転軸１７とスプロケット９とはトルクセンサ２５を介して接続されており、回転軸１７のスプロケット９が接続されている側と反対の側に、実施の形態１と同様に近接センサドグ１８が取り付けられており、回転軸１７と共に回転する。ただし、本実施の形態では、光チョッパ１９は備えていない。近接センサドグ１８の周囲には、位置を固定された３つの近接センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃが近接センサドグ１８の回転円周上で実施の形態１と同様の位置に配置されている。
近接センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃの効果は、実施の形態１と同様である。トルクセンサ２５の効果としては、回転式ワークリフタ１を回転させるための負荷として、ロータリアクチュエータ８の発生するトルクを随時検出することができる。
上記のように、近接センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃにて回転式ワークリフタ１の位置を検出しつつ、回転式ワークリフタ１の駆動源であるロータリアクチュエータ８のトルクを随時検出することで、回転式ワークリフタ１が第３図（ｂ）に示した加工時の位置から第３図（ｃ）に示したワーク３を上昇させ始める位置に到達するまで、すなわち第４図に示した近接センサドグ１８が近接センサ２０ｂの位置から近接センサ２０ｃの位置に到達するまでに、ロータリアクチュエータ８の発生するトルクが異常に増加したことを検出した場合には、加工片をフリーベアリング１ｃやスペーサ１ｄとワークサポート取付板１ｂやシュート１６との間に挟み込み回転式ワークリフタ１を回転させるための負荷が異常に増加した可能性が高いといえる。よって、このような場合には、回転式ワークリフタ１の動作を早急に停止させる必要がある。
もちろん、実施の形態１と同様に、回転式ワークリフタ１が第３図（ｃ）に示したワーク３を上昇させ始める位置から第３図（ａ）に示したワーク３を搬出入する位置に到達するまで、すなわち第４図に示した近接センサドグ１８が近接センサ２０ｃの位置から近接センサ２０ａの位置に到達するまでの間も、回転式ワークリフタ１の回転状況を随時検出しておくことが望ましい。
次に、本発明を実施するための実施の形態２における回転式ワークリフタの制御について説明する。
第９図において、回転式ワークリフタ１の駆動源であるロータリアクチュエータ８は、駆動源制御部３０により回転開始、回転停止、回転方向切り替え等の動作を制御されている。ロータリアクチュエータ８には、ロータリアクチュエータ８の回転動作の負荷を検出する負荷検出手段３７として、前述したトルクセンサ２５が接続されている。トルクセンサ２５の出力は、負荷判定部３８に送られ負荷判定部３８において設定値と比較することにより、回転式ワークリフタの回転を停止するかどうか判定し、停止する場合、駆動源制御部３０に停止信号を送り駆動源制御部３０はロータリアクチュエータの回転を停止させる。一方、ロータリアクチュエータ８の回転位置に関する位置検出手段３４および位置判定部３５については、実施の形態１と同様な構成である。
本実施の形態２における回転式ワークリフタの制御の流れは、ほぼ実施の形態１と同様である。異なる点を、第１１図を参照し説明する。実施の形態１においては、回転式ワークリフタの回転状況の判断をステップＳ０３およびＳ０５にて実施していたが、本実施の形態２では前記ステップＳ０３の代わりに、新ステップＳ２３およびＳ２５を実施する。
第１１図において、ステップＳ０２で近接センサ２０ｃがＯＮになるまでの間は、負荷検出手段３７により検出された回転式ワークリフタの回転動作の負荷を、負荷判定部３８にて回転式ワークリフタ等が破損に至らない所定の負荷Ｔ１と比較し、回転式ワークリフタが正常に動作しているかどうか判定する（ステップＳ２３）。所定の負荷Ｔ１以下であれば回転式ワークリフタは問題なく動作していると判断し、再度ステップ３０２を実施する。ステップＳ２３にて、回転式ワークリフタの回転動作の負荷が所定の負荷Ｔ１を越えたと負荷判定部３８が判定した場合、加工片等の挟み込みにより回転式ワークリフタの回転が中断し異常な負荷が発生した可能性があるので、負荷判定部３８は駆動源制御部３０に停止信号を出力し、回転式ワークリフタの回転を停止する（ステップＳ０７）。
ステップＳ０４で近接センサ２０ａがＯＮになるまでの間は、負荷検出手段３７により検出された回転式ワークリフタの回転動作の負荷を、負荷判定部３８にて回転式ワークリフタ等が破損に至らない所定の負荷Ｔ２と比較し、回転式ワークリフタが正常に動作しているかどうか判定する（ステップＳ２５）。所定の負荷Ｔ２以下であれば回転式ワークリフタは問題なく動作していると判断し、再度ステップＳ０４を実施する。ステップＳ２５にて、回転式ワークリフタの回転動作の負荷が所定の負荷Ｔ２を越えたと負荷判定部３８が判定した場合、加工片等の挟み込みやその他の障害にて回転式ワークリフタの回転が中断し異常な負荷が発生した可能性があるので、負荷判定部３８は駆動源制御部３０に停止信号を出力し、回転式ワークリフタの回転を停止する（ステップＳ１７）。
その他のステップは、実施の形態１と同様である。
ここで、回転式ワークリフタ１がワーク３を上昇させる回転式ワークリフタ２の回転範囲すなわち近接センサ２０ｃがＯＮしてから近接センサ２０ａがＯＮするまでの間では、近接センサ２０ｃがＯＮするまでの間に比較して、ワーク３の質量によりロータリアクチュエータ８への負荷が増加するため、Ｔ１＜Ｔ２とすること、すなわちワークを上昇させるときはワークを上昇させないときに比較し大きい負荷判定値が望ましい。もちろんＴ１＝Ｔ２とし、回転式ワークリフタ１が加工時の位置からワーク搬出入時の位置へ回転する間、一定値にて速度を判定しても良いが、判定値をワークを持ち上げるときの負荷よりも小さい負荷に設定できない。ワークを持ち上げるときに、判定部により回転を停止してしまうからである。一方、ワークを持ち上げる時の大きい負荷を基準に判定値を設定してしまうと、ワークを持ち上げない負荷が比較的小さい範囲においては、判定値よりも小さい負荷で回転し破損する場合も考えられる。例えば、ワークの持ち上げ時には、ワークの重量が複数の回転式ワークリフタに分散して負荷がかかるので、全体の負荷としては大きいが、個々の回転式ワークリフタに対する負荷は破損に至るものではない。しかし、図３ｄのようにただ１つの回転式ワークリフタに負荷が発生すると、該回転式ワークリフタが破損に至る負荷が発生しても、回転式ワークリフタ全体の負荷としてはワークを持ち上げるときの負荷以下の場合も考えられる。よって、負荷の大きい範囲と負荷の小さい範囲でそれぞれ適切な判定値を設定することが望ましい。
本実施の形態２は、実施の形態１の速度検出手段および速度判定部をそれぞれ負荷検出手段および負荷判定部に置き換えることで、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
また、回転式ワークリフタや加工テーブルを破損する直接の原因は負荷であり、例えば回転式ワークリフタ等が破損に至らない負荷であっても、回転式ワークリフタの速度が判定値よりも遅くなる可能性もある。例えば、ロータリアクチュエータの場合、動力源の流体圧力が低いときに上記状況が発生する可能性がある。この場合、回転速度で判定すると破損とは関係なく回転が停止してしまい、作業のロス時間が発生してしまう。よって、回転式ワークリフタの回転速度ではなく負荷を検出することで、実施の形態１よりもさらに作業効率を向上させることができる。
なお、実施の形態２ではトルクセンサ２５をロータリアクチュエータ８に取り付けているが、ロータリアクチュエータ８以外の回転式ワークリフタ１の回転軸に取り付けてもよい。
また、実施の形態２では、回転式ワークリフタ１を回転させるための負荷を検出する手段をトルクセンサ２５としたが、空圧や油圧の流体圧力を動力源とするロータリアクチュエータ８の場合には、回転式ワークリフタ１を回転させるための負荷が大きくなると動力源の流体圧力が大きくなることから流体圧力を検出する圧力センサを、回転式ワークリフタ１を回転させるための負荷を検出する手段としても良い。また、電気を動力源とする電動機を回転式ワークリフタ１の駆動源とした場合には、回転式ワークリフタ１を回転させるための負荷が大きくなると電流値が大きくなることから電流を検出する電流計を、回転式ワークリフタ１を回転させるための負荷を検出する手段としてもよい。これらの場合、圧力センサが異常な圧力増加を検出した場合や、電流計が異常な電流増加を検出した場合には、加工片の挟み込み等により回転式ワークリフタ１を回転させるための負荷が異常に増加した可能性が高く、第１１図と同様な流れにて回転式ワークリフタ１の動作を停止することで、実施の形態２と同様な効果が得られる。
実施の形態３．
ところで、実施の形態１で採用した光チョッパ１９は等間隔のスリットを有しているので、フォトセンサ２１の出力パルス毎にロータリアクチュエータ８は一定の角度を回転していることになり、フォトセンサ２１の出力パルス回数からロータリアクチュエータ８の回転角度、すなわち回転式ワークリフタ１の回転角度を随時検出することができる。よって、フォトセンサ２１により、速度検出手段と位置検出手段の両方の働きを実施することができる。
第１２図は、本発明を実施するための実施の形態３における回転式ワークリフタを示すものであり、実施の形態１の第４図と同様の方向から見た回転式ワークリフタにおける回転位置および回転速度の検出手段の正面図である。第１３図は、実施の形態１の第５図と同様の方向から見た回転式ワークリフタにおける回転位置および回転速度の検出手段の側面図である。第１４図は、本発明を実施するための実施の形態３における回転式ワークリフタにおける制御部を示すブロック図である。第１１図は、前記制御部の制御方法を示すフローチャートである。
第１２図および第１３図において、ロータリアクチュエータ８の回転軸１７のスプロケット９が取り付けられている側と逆の側には、実施の形態１と同様に近接センサドグ１８と光チョッパ１９が取り付けられており、回転軸１７と共に回転する。近接センサドグ１８の周囲には、位置を固定された１つの近接センサ２０ｂのみが実施の形態１と同様な場所に配置されている。また、光チョッパ１９を挟むようにフォトセンサ２１が位置を固定され実施の形態１と同様に配置されている。
このような構成により、光チョッパ１９およびフォトセンサ２１の効果としては、実施の形態１と同様にフォトセンサ２１の出力パルスの時間間隔を検出することで、回転式ワークリフタ１の回転速度が検出できる。さらに、本実施の形態３ではフォトセンサ２１の出力パルスの数をカウントすることで回転式ワークリフタの回転角度を検出できる。ただし、出力パルスの数をカウントしているだけでは角度の変化量しかわからないため、絶対位置を決定するための原点検出が必要となる。これが、近接センサ２０ｂの効果である。近接センサ２０ｂは、回転式ワークリフタ１が、第３図（ｂ）に示した加工時の位置になったときにＯＮとなるので、この位置を原点とし、この位置にてパルス数のカウントをリセットすることで絶対位置を決定することができる。
上記のように、近接センサ２０ｂにて回転式ワークリフタ１の原点位置を決定し、フォトセンサ２１で回転式ワークリフタ１の回転速度および回転角度変化を随時検出し、原点位置からの角度変化にて絶対位置を決定することで、回転式ワークリフタ１が加工時の位置からワーク３を上昇させ始める位置に到達するまで、または回転式ワークリフタ１がワーク３を上昇させ始める位置からワーク搬出入の位置に到達するまでに、ロータリアクチュエータ８の回転がフォトセンサ２１の出力パルスの時間間隔から中断したことを検出することができる。この場合、加工片の挟み込み等により回転式ワークリフタ１の回転が中断した可能性が高いといえるので、回転式ワークリフタ１の動作を早急に停止させる必要がある。
次に、本発明を実施するための実施の形態３における回転式ワークリフタの制御について説明する。
第１４図において、回転式ワークリフタ１の駆動源であるロータリアクチュエータ８は、駆動源制御部３０により回転開始、回転停止、回転方向切り替え等の動作を制御されている。ロータリアクチュエータ８の回転速度に関する速度検出手段３１および速度判定部３３については、実施の形態１と同様な構成である。一方、ロータリアクチュエータ８の回転位置に関する位置検出手段３４は、速度検出手段３１を構成している光チョッパ１９とフォトセンサ２１を兼用し、この光チョッパ１９とフォトセンサ２１とフォトセンサ２１の出力パルス数をカウントするカウンタ３７より構成される。また、近接センサ２０ｂがＯＮになることにより原点位置を検出し、近接センサ２０ｂがＯＮになったときにカウンタ２１のカウント数をリセットする。リセット後の回転式ワークリフタの回転によるカウンタ２１のカウント数は原点位置からの角度変化量と一致するので、この値を位置判定部３５に出力し位置判定部３５にて所定の位置に達したかどうか判定する。例えば、原点すなわち第３図（ｂ）の位置から第３図（ｃ）の位置まで回転式ワークリフタが回転するときにカウントするパルスがｎ１個であるならば、第３図（ｃ）の位置に達したかどうかは、カウントしたパルスがｎ１個に達したかどうかで判定できる。また、駆動源制御部３０の指令によりロータリアクチュエータ８が逆回転した場合、カウンタ２１がカウント数を減らしてカウントするように、駆動制御部３０がカウンタ２１を制御することで、ロータリアクチュエータ８が逆回転したときも常に絶対位置を検出できる。
本実施の形態３における回転式ワークリフタの制御の流れは、基本的に実施の形態１と同様である。異なる点を、第１５図を参照し説明する。実施の形態１においては、回転式ワークリフタの回転角度の判断をステップＳ０２、Ｓ０４にて実施していたが、本実施の形態２では前記ステップＳ０２、Ｓ０４の代わりに、新ステップＳ３２、Ｓ３４を実施する。
第１５図において、位置判定部３５は、位置検出手段３１であるカウンタ３７のカウント数が、原点からワークを持ち上げる位置に至るまでのカウント数ｎ１以上になったかどうかで、回転式ワークリフタ１がワークを持ち上げる位置に達したかどうか判定する（ステップＳ３２）。ステップＳ３２でカウント数がｎ１以上になるまでの間は、速度検出手段３１により検出された回転式ワークリフタの回転速度の代替値であるフォトセンサ２１の出力パルス時間間隔を、速度判定部３３にて回転式ワークリフタ等が破損に至らない所定の値ｔ１と比較し、回転式ワークリフタが正常に回転しているかどうか判定する（ステップＳ０３）。回転式ワークリフタが所定の速度以上、すなわち速度検出手段３１の出力パルス時間間隔が所定の値ｔ１以下になっていれば回転式ワークリフタは問題なくの回転していると判断し、再度ステップＳ３２を実施する。カウンタ３７のカウント数がｎ１以上になった場合、加工片の挟み込み等の障害無しにワークを持ち上げる位置まで回転式ワークリフタ１が回転できたと判断し、次に、ワーク搬出入位置に達したかどうかを、カウンタ３７のカウント数が、原点からワーク搬出入の位置に至るまでのカウント数ｎ２以上になったかどうか位置判定部３５で判定を行う（ステップＳ３４）。ステップＳ３４でカウンタ３７のカウント数がｎ２以上になるまでの間は、速度検出手段３１により検出された回転式ワークリフタの回転速度の代替値であるフォトセンサ２１の出力パルス時間間隔を、速度判定部３３にて回転式ワークリフタ等が破損に至らない所定の値ｔ２と比較し、回転式ワークリフタが正常に回転しているかどうか判定する（ステップＳ０５）。その他のステップは、実施の形態１と同様である。
本実施の形態３は、実施の形態１の速度検出手段に使用しているフォトセンサを兼用し、フォトセンサの出力パルスをカウントすることで位置検出手段として動作することができ、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
また、実施の形態１では位置検出を近接センサで行っていたが、近接センサでは近接センサを配置した位置でしか判定できない。もし、別の位置にて判定したい場合、近接センサの配置を変更する必要が発生する。一方、本実施の形態３の場合、判定するカウント数を変えるだけで任意の位置を設定可能であり、実施の形態１に比較し簡易に検出位置を変更できる。
本実施の形態３では、フォトセンサ２１の出力パルスのパルス数をカウントすることとパルス時間間隔を測定することで、位置検出および速度検出を実施したが、回転軸１７に取り付けたロータリエンコーダの出力パルスを同様に処理しても同様の効果が得られる。また、回転軸１７に取り付けた近接センサドグと円周上に固定して一定の角度で多数配置した近接センサとしてもよい。この場合、隣り合った近接センサのＯＮする時間間隔で速度を検出でき、どの近接センサがＯＮになっているかで位置の検出が可能となる。
実施の形態４．
実施の形態１では、回転式ワークリフタ１が加工片の挟み込み等により停止した場合、加工機オペレータが回転式ワークリフタ２の回転の障害になっていた加工片１５等を取り除き、再びワーク搬出入の位置へ回転するように動作させるものであった。この場合、加工機オペレータが加工片等の障害を取り除くという作業が常に必要となり、自動加工の障害となる。この障害を低減するのが、本実施の形態４の目的である。
本実施の形態４における回転式ワークリフタの制御部を示すブロック図は第６図と同様である。第１６図は、前記制御部の制御方法を示すフローチャートである。
本実施の形態４においては、回転式ワークリフタ１の加工片の挟み込みによる停止の処理は以下のとおりである。
上昇途中に回転式ワークリフタ１が停止した場合、所定の時間だけ回転式ワークリフタ１を逆回転させ停止させる。再度、回転式ワークリフタ１を正回転させて回転の続行を試みる。再び回転式ワークリフタ１が停止した場合は、再度逆回転、停止、正回転の一連の動作を実施する。このサイクルを所定の回数実施し、所定の回数実施しても回転式ワークリフタ１が上昇途中で停止する場合は、実施の形態１と同様の後処理を行う。
次に、本発明を実施するための実施の形態４における回転式ワークリフタの制御について説明する。本実施の形態４における回転式ワークリフタの制御の流れは、基本的に実施の形態１と同様である。異なる点を、第１６図を参照し説明する。
第１６図において、ステップＳ０１の前に、駆動源制御部３０にて回転式ワークリフタ１の停止した回数を保持しておく変数ｍ、ｎを設定し回数を１にリセットする（ステップＳ４０）。ステップＳ０７で、回転式ワークリフタ１がワークを持ち上げるまでに速度が判定値以下になり停止した後、駆動制御部３０は停止回数ｎが設定値Ｎ以上になったかどうか判断する（ステップＳ４１）。停止回数ｎが設定値Ｎ未満であれば、駆動制御部３０は停止回数ｎを１増加させる（ステップＳ４２）。そして、駆動制御部３０は所定の時間だけ回転式ワークリフタを逆回転させ（ステップＳ４３）、所定の時間後回転式ワークリフタ１を停止させる（ステップＳ４４）。その後はステップＳ０９より再度回転式ワークリフタ１を回転させる。
上記、ステップＳ４２からステップＳ４４を何度か繰り返し、ステップＳ４１にて停止回数ｎが設定値Ｎ以上になったと駆動源制御部３０が判断した場合は、オペレータに警告を出してステップＳ０８を実施し、実施例１と同様の処理を行う。
ステップＳ１７で、回転式ワークリフタ１がワークを持ち上げた後、ワーク搬出入時の位置に至るまでに速度が判定値以下になり停止した後、駆動制御部３０は停止回数ｍが設定値Ｍ以上になったかどうか判断する（ステップＳ４５）。停止回数ｍが設定値Ｍ未満であれば、駆動制御部３０は停止回数ｍを１増加させる（ステップＳ４６）。そして、駆動制御部３０は所定の時間だけ回転式ワークリフタを逆回転させ（ステップＳ４７）、所定の時間後回転式ワークリフタ１を停止させる（ステップＳ４８）。その後はステップＳ１９より再度回転式ワークリフタ１を回転させる。
上記、ステップＳ４６からステップＳ４８を何度か繰り返し、ステップＳ４５にて停止回数ｍが設定値Ｍ以上になったと駆動源制御部３０が判断した場合は、オペレータに警告を出してステップＳ１８を実施し、実施例１と同様の処理を行う。その他のステップは、実施の形態１と同様である。
ここで、上記実施の形態４では、ステップＳ４３およびＳ４７にて所定の時間逆回転すると説明したが、例えば所定の角度逆回転しても良い。所定の角度については、位置検出手段にで検出できる位置を適宜設定すれば良い。また、加工片の挟み込みにより、回転式ワークリフタが逆回転もできないような状況になることも考えられるので、逆回転中も回転式ワークリフタの回転速度を検出することが望ましい。
上記処理を採用することにより、加工片が変形しやすい場合や加工片の挟まれ具合が簡単に取れるような状態の場合、回転式ワークリフタ１を加工片に数回当てることで加工片を障害にならないように変形させたり、加工片を障害とならないような場所へ排除させたりすることができる可能性があり、オペレータの手作業時間の削減すなわち自動加工の障害を削減できる。
また、本実施の形態４は実施の形態１を基本としているが、実施の形態２もしくは実施の形態３に記載の回転式ワークリフタに付加しても、同様の効果が得られる。
以上のように、本発明に係る回転式ワークリフタおよび加工機は、特にレーザ加工機、ガス切断機、プラズマ切断機等の板材加工機および板材加工に用いられるのに適している。
Claims (15)
- ワークを載置する加工テーブルに回転可能に保持され先端にフリーベアリングを設けたスペーサと、このスペーサを回転駆動する駆動源およびこの駆動源を制御する駆動源制御部とを備え、前記スペーサを回転することで前記フリーベアリングが上向きになる場合、加工テーブル上のワークを保持するワークサポート上端よりも前記フリーベアリングが上方へ突出しワークが前記フリーベアリング上に載置され、前記スペーサを回転することで前記フリーベアリングが下向きになる場合、ワークが前記ワークサポート上に載置される回転式ワークリフタにおいて、
前記回転式ワークリフタの回転位置を検出するための位置検出手段と、
前記位置検出手段で検出された位置情報により前記回転式ワークリフタがワークを持ち上げない第１の回転範囲と、ワークを持ち上げる第２の回転範囲とのどちらの範囲に位置しているかを判定する位置判定部と、
前記回転式ワークリフタの回転速度を検出するための速度検出手段と、
前記速度検出手段で検出された速度情報により前記回転式ワークリフタが所定の速度以下になった時に前記駆動源制御部に前記回転式ワークリフタを停止させるよう信号を出力するとともに、前記回転式ワークリフタが前記第１の回転範囲に位置しているときは第１の速度を前記所定の速度として判定し、前記回転式ワークリフタが前記第２の回転範囲に位置しているときは第２の速度を前記所定の速度として判定し、前記第１の速度と前記第２の速度を個別に設定した速度判定部と、
を備えたことを特徴とする回転式ワークリフタ。 - 前記第１の速度を前記第２の速度よりも早い速度にて設定したことを特徴とする請求項１に記載の回転式ワークリフタ。
- ワークを載置する加工テーブルに回転可能に保持され先端にフリーベアリングを設けたスペーサと、このスペーサを回転駆動する駆動源およびこの駆動源を制御する駆動源制御部とを備え、前記スペーサを回転することで前記フリーベアリングが上向きになる場合、加工テーブル上のワークを保持するワークサポート上端よりも前記フリーベアリングが上方へ突出しワークが前記フリーベアリング上に載置され、前記スペーサを回転することで前記フリーベアリングが下向きになる場合、ワークが前記ワークサポート上に載置される回転式ワークリフタにおいて、
前記回転式ワークリフタの回転位置を検出するための位置検出手段と、
前記位置検出手段で検出された位置情報により前記回転式ワークリフタがワークを持ち上げない第１の回転範囲と、ワークを持ち上げる第２の回転範囲とのどちらの範囲に位置しているかを判定する位置判定部と、
前記回転式ワークリフタの回転動作の負荷を検出するための負荷検出手段と、
前記負荷検出手段で検出された負荷情報により前記回転式ワークリフタの回転動作の負荷が所定の負荷以上になった時に前記駆動源制御部に前記回転式ワークリフタを停止させるよう信号を出力するとともに、前記回転式ワークリフタが前記第１の回転範囲に位置しているときは第１の負荷を前記所定の負荷として判定し、前記回転式ワークリフタが前記第２の回転範囲に位置しているときは第２の負荷を前記所定の負荷として判定し、前記第１の負荷と前記第２の負荷を個別に設定した負荷判定部と、
を備えたことを特徴とする回転式ワークリフタ。 - 前記第１の負荷を前記第２の負荷よりも小さい負荷にて設定したことを特徴とする請求項３に記載の回転式ワークリフタ。
- 前記位置検出手段は、
前記駆動源の回転軸もしくは前記駆動源の回転軸に同期して回転する他の回転軸に取り付けられた近接センサドグと、
前記近接センサドグが取り付けられた回転軸の周りに前記回転軸が所定の角度回転したときに前記近接センサドグと近接する位置に固定された近接センサとであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の回転式ワークリフタ。 - 前記位置検出手段は、
前記駆動源の回転軸もしくは前記駆動源の回転軸に同期して回転する他の回転軸に取り付けられた光チョッパと、
前記光チョッパにより透過または遮断される光を検出するフォトセンサと、
前記光チョッパが回転することにより前記フォトセンサから出力されるパルスをカウントするカウンタとであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の回転式ワークリフタ。 - 前記位置検出手段は、
前記駆動源の回転軸もしくは前記駆動源の回転軸に同期して回転する他の回転軸に取り付けられたエンコーダと、
前記エンコーダが回転することにより前記エンコーダから出力されるパルスをカウントするカウンタとであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の回転式ワークリフタ。 - 前記速度検出手段は、
前記駆動源の回転軸もしくは前記駆動源の回転軸に同期して回転する他の回転軸に取り付けられた光チョッパと、
前記光チョッパにより透過または遮断される光を検出するフォトセンサと、
前記光チョッパが回転することにより前記フォトセンサから出力されるパルスの時間間隔を測定するパルス周期測定器とであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転式ワークリフタ。 - 前記速度検出手段は、
前記駆動源の回転軸もしくは前記駆動源の回転軸に同期して回転する他の回転軸に取り付けられたエンコーダと、
前記エンコーダが回転することにより前記エンコーダから出力されるパルスの時間間隔を測定するパルス周期測定器とであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転式ワークリフタ。 - 前記速度検出手段は、
前記駆動源の回転軸もしくは前記駆動源の回転軸に同期して回転する他の回転軸に取り付けられた近接センサドグと、
前記近接センサドグが取り付けられた回転軸の周りに前記回転軸が回転したときに前記近接センサドグと近接する円周上に等間隔に配置固定された近接センサとであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転式ワークリフタ。 - 前記負荷検出手段は、
前記駆動源の回転軸もしくは前記駆動源の回転軸に同期して回転する他の回転軸に取り付けられたトルクセンサであることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の回転式ワークリフタ。 - 前記負荷検出手段は、
前記駆動源が流体圧力を動力源とする場合、前記流体の圧力を測定する圧力計であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の回転式ワークリフタ。 - 前記負荷検出手段は、
前記駆動源が電気を動力源とする場合、前記駆動源を流れる電流を測定する電流計であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の回転式ワークリフタ。 - 前記速度判定部もしくは前記負荷判定部から出力された停止信号により前記回転式ワークリフタが停止したとき、
前記駆動源制御部は、
前記回転式ワークリフタを所定の時間または所定の角度だけ、停止する前の回転方向とは逆の方向に回転させ、再度もとの回転方向で回転させ、
前記一連の動作を繰り返し、所定の回数繰り返した場合には前記回転式ワークリフタを停止させるものであることを特徴とする請求項１から請求項４に記載の回転式ワークリフタ。 - 加工テーブル上に載置されるワークの搬送を可能とするための回転式ワークリフタを備えた加工機において、
前記請求項１から請求項１４に記載の回転式ワークリフタを備えたことを特徴とする加工機。
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