JP5532991B2 - 板材搬出システム - Google Patents

Description

この発明は、タレットパンチプレスにより板状の素材から切断されたワークを、前記タレットパンチプレスの側方に位置する搬出部へ吸着して搬出する板材搬出システムに関する。

タレットパンチプレスにより板状の素材から切断されたワークは、ローダにより、タレットパンチプレスから離れた位置にある搬出部へ搬出される。上記ローダとして、例えば、複数の吸着パッドが平面上に並ぶ保持部材を有し、この保持部材によりワークの表面を吸着して保持しながら搬送するものが使用されている。

上記構成のローダは、保持部材によりワークを安定して保持するためには、ワークの中心部の広い範囲を吸着する必要がある。ワークが長尺である場合、加工終了時にワークの中心部がタレットの下側に位置しており、そのまま保持部材でワークを保持して搬送できないことがある。その場合、タレットの外側に出ているワークの端部を保持部材で吸着し、タレットパンチプレスのテーブル面に沿って搬出部側へ引きずって移動させ、その移動位置でワークの中心部を吸着するように保持し直してから、搬出部までワークを持ち上げて搬送するようにしている。この搬出方法は、保持部材がワークを保持し直す間もワークがタレットパンチプレスの加工エリア内にあるため、その間タレットパンチプレスによる加工を停止しなければならないという問題がある。

上記問題の対策として、タレットパンチプレスの主テーブルの延長位置にあって主テーブルと共にタレットパンチプレスのテーブルを構成する補助テーブルを設置し、加工されたワークを補助テーブルの上まで引きずって移動させ、そこで保持し直してから、搬出部までワークを持ち上げて搬送する提案がなされている（特許文献１）。

特開２００７−３２６１０７号公報

しかし、上記提案についても、補助テーブルがタレットパンチプレスの加工エリア内にあるため、次回加工するワークの寸法や形状によっては、補助テーブルからワークが搬出されるまでは加工をできない場合がある。また、上記提案のようにタレットパンチプレスの主テーブル、補助テーブル、および搬出部を直列に配置すると、タレットパンチプレスから搬出部へ至るラインの全長が長くなり、広い設置スペースを要する。

この発明の目的は、ワーク搬出のためのタレットパンチプレスの加工停止時間を短縮できる板材搬出システムを提供することである。
この発明の他の目的は、板材搬出システムを狭いスペースに設置できるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、タレットパンチプレスの加工停止時間をさらに短縮できるようにすることである。

この発明の板材搬出システムは、板材状の素材からワークを切断するタレットパンチプレスと、前記ワークの表面に吸着してこのワークを保持する保持部材を有し、保持したワークを前記タレットパンチプレスから側方の搬出部に搬出するローダと、前記タレットパンチプレスの加工エリア外に設けられた持ち替え用テーブルと、パンチプレスの加工エリア外に設けられた持ち替え用テーブルと、前記タレットパンチプレスの加工エリア内に位置するワークを、前記保持部材が前記ワークの表面の一部に吸着して保持する状態で搬出して、前記持ち替え用テーブル上に一旦載置する第１工程動作、および前記持ち替え用テーブル上のワークを、前記保持部材が前記第１工程動作時よりも広い吸着範囲に保持し直してから、前記搬出部まで搬出する第２工程動作を行うように前記ローダを制御する制御手段とを備える。

この構成の板材搬出システムによると、タレットパンチプレスにより長尺なワークが切断加工された場合、ローダは、第１工程および第２工程を経て、上記ワークをタレットパンチプレスの加工エリア内から搬出部へ搬出する。すなわち、第１工程では、前記加工エリア内のワークを、保持部材がワークの表面の一部に吸着して保持する状態で搬出し、持ち替え用テーブル上に一旦載置する。第２工程では、持ち替え用テーブル上のワークを、保持部材が第１工程時よりも広い吸着範囲に保持し直してから、搬出部まで搬出する。

ワークが長尺であって、加工終了時のワーク位置では保持部材によりワークを安定して保持できない場合でも、上記のように、保持部材がワークの表面の一部に吸着して保持する状態でワークを持ち替え用テーブルまで搬出することにより、加工終了後すぐにワークが加工エリア外に搬出される。そのため、持ち替え用テーブル上のワークが次のワークの加工の邪魔にならず、タレットパンチプレスの加工停止時間を短くできる。

前記持ち替え用テーブルは、前記搬出部の上方に被さる位置と、外れた位置とにスライド自在である。
この構成であれば、タレットパンチプレスと搬出部の間に持ち替え用テーブルが介在しないので、タレットパンチプレスから搬出部へ至るラインの全長を短くできる。それにより、板材搬出システムを狭いスペースに設置できる。

この発明において、前記ローダは、軌道に沿って走行する複数の走行体に前記保持部材をそれぞれ設けたものであるのが望ましい。
複数の保持部材でワークの搬出を行うことにより、ワークの搬出が効率良く行え、タレットパンチプレスの加工停止時間をより一層短縮できる。

この発明の板材搬出システムは、板材状の素材からワークを切断するタレットパンチプレスと、前記ワークの表面に吸着してこのワークを保持する保持部材を有し、保持したワークを前記タレットパンチプレスから側方の搬出部に搬出するローダと、前記タレットパンチプレスの加工エリア外に設けられた持ち替え用テーブルと、前記タレットパンチプレスの加工エリア内に位置するワークを、前記保持部材が前記ワークの表面の一部に吸着して保持する状態で搬出して、前記持ち替え用テーブル上に一旦載置する第１工程動作、および前記持ち替え用テーブル上のワークを、前記保持部材が前記第１工程動作時よりも広い吸着範囲に保持し直してから、前記搬出部まで搬出する第２工程動作を行うように前記ローダを制御する制御手段とを備え、前記持ち替え用テーブルは、前記搬出部の上方に被さる位置と、外れた位置とにスライド自在とされるため、ワーク搬出のためのタレットパンチプレスの加工停止時間を短縮できる。

前記持ち替え用テーブルは、前記搬出部の上方に被さる位置と、外れた位置とにスライド自在であるため、板材搬出システムを狭いスペースに設置できる。

前記ローダが、軌道に沿って走行する複数の走行体に前記保持部材をそれぞれ設けたものである場合は、タレットパンチプレスの加工停止時間をさらに短縮できる。

この発明の一実施形態にかかる板材搬出システムの機構部分の平面図と制御手段のブロック図とを組み合わせた図である。 同板材搬出システムの機構部分の斜視図である。 （Ａ）は素材に対するワークの板取りの一例を示す図、（Ｂ）は１つ目のワークを分離する直前の状態を示す図、（Ｃ）は２つ目のワークを分離する直前の状態を示す図である。 同板材搬出システムによる板材搬出過程の一例を示す説明図である。 この発明の異なる実施形態にかかる板材搬出システムの機構部分の平面図と制御手段のブロック図とを組み合わせた図である。 同板材搬出システムの機構部分の斜視図である。 同板材搬出システムによる板材搬出過程の一例を示す説明図である。

この発明の一実施形態を図面と共に説明する。この板材搬出システムは、機構部分とこの機構部分を制御するシステム制御装置とで構成される。図１は機構部分の平面図にシステム制御装置のブロック図を組み合わせた図、図２は機構部分の斜視図である。

まず、機構部分について説明する。機構部分は、板材である素材Ｗ０から打ち抜き等によってワークを切り取る機能を有するタレットパンチパンチプレス（以下、パンチプレスとする）１と、このパンチプレス１により切り取られたワークをパンチプレス１の側方に停車される搬出部としての製品台車３へ搬送するローダ２とを備える。また、パンチプレス１と製品台車３の停車位置との間には、持ち替え用テーブル４が設置されている。

パンチプレス１は、素材Ｗ０を載せる本体テーブル５と、この本体テーブル５上の素材Ｗ０を加工する加工部６と、素材Ｗ０を本体テーブル５上で移動させる素材送り装置７とを備える。

本体テーブル５は、フレーム８に固定された固定テーブル部５ａと、後述するキャリッジ１２と一体に前後方向（Ｙ軸方向）に進退する進退テーブル部５ｂとで構成される。また、本体テーブル５と前記持ち替え用テーブル４間には、補助テーブル９が設置されている。本体テーブル５および補助テーブル９はパンチプレス１のワークテーブルを構成し、これら両テーブル５，９を含む範囲がパンチプレス１の加工エリアとされる。

加工部６は、回転割出可能な上下一対のタレット１０を備え、各タレット１０の外周部に円周方向に並んで複数のパンチ工具（図示せず）およびダイ工具（図示せず）がそれぞれ搭載されている。パンチ工具およびダイ工具には、孔開け加工用のもの、成形加工用のもの等がある。これらパンチ工具およびダイ工具が所定のパンチ位置Ｐに割り出された状態で、パンチ駆動機構（図示せず）によりパンチ工具を叩くことで、素材Ｗ０に対し所定の加工を行う。

また、加工部６には、パンチ位置Ｐと並んで、サブヘッド１１がタレット１０の近くに設置されている。サブヘッド１１は、素材Ｗ０から外周加工されて一部が素材Ｗ０と繋がった状態にあるワークＷ１，Ｗ２（図３（Ｂ），（Ｃ））を素材Ｗ０から切り離す手段であり、専用のパンチ工具およびダイ工具を有するパンチ機構で構成される。

素材送り機構７は、フレーム８に対して前後方向（Ｙ軸方向）移動可能に設置されたキャリッジ１２に、その直交方向となる左右方向（Ｘ軸方向）移動可能にクロススライド１３を搭載し、クロススライド１３に、ワークＷの縁部を把持する複数のワークホルダ１４を取付けたものである。キャリッジ１２およびクロススライド１３は、それぞれサーボモータによりボールねじ機構（いずれも図示せず）を介して進退駆動される。

ローダ２は、それぞれワークの表面に吸着してワークを保持する前後２つの保持部材２０を有する。この実施形態の保持部材２０は、真空吸着パッドからなる複数の吸着パッド２１が前後左右方向に並べて配置され、これら吸着パッド２１によりワークの上面を吸着して保持する構成である。吸着パッド２１はブロア等の負圧源（図示せず）に配管で接続されている。吸着パッド２１は、電磁石からなり磁力でワークを吸着する構成であってもよい。保持部材２０は左右方向（Ｘ軸方向）に長く、左端部に吸着パッド２１が密に配置されている。各保持部材２０は、次に説明する移動機構２ａにより、左右方向（Ｘ軸方向）、前後方向（Ｙ軸方向）、および上下方向（Ｚ軸方向）にそれぞれ移動自在である。

図２に示すように、移動機構２ａは、パンチプレス１と製品台車３の停車位置間に、左右方向に延びる２本の軌道２２が平行に設けられ、これら軌道２２に沿って２台の走行体２３がそれぞれ独立して走行可能に設けられている。各走行体２３は昇降可能な昇降ロッド２４を備え、この昇降ロッド２４の下端に保持部材２０が取付けられている。２本の軌道２２は、左右両端で互いに連結されて一体とされており、左右一対の前後移動フレーム２５に支持されている。各前後移動フレーム２５はいずれも、前後移動用レール２６に沿って移動自在である。保持部材２０は、走行駆動源（図示せず）により走行体２３が軌道２２に沿って走行することで左右移動し、昇降駆動源（図示せず）により昇降ロッド２４が走行体２３に対し昇降することで上下移動し、前後移動駆動源（図示せず）により左右一対の前後移動フレーム２５が前後移動用レール２５に沿って移動することで前後移動する。

製品台車３は、例えば人力により移動自在である。持ち替え用テーブル４は定位置に固定して設置されている。製品台車３および持ち替え用テーブル４のワーク載置面３ａ，４ａの広さは、いずれも最大寸法の板状素材Ｗ０を載せることができる広さとされている。

次に、システム制御装置について説明する。図１に示すように、システム制御装置３０は、パンチプレス１を制御するパンチプレス制御装置３１と、ローダ２を制御する制御手段であるローダ制御装置３２とを備える。

パンチプレス制御装置３１は、コンピュータ式の数値制御装置およびプログラマブルコントローラ等からなり、加工プログラム３３を演算制御部３４で解読して実行することにより、パンチプレス１を制御する。加工プログラム３３には、それぞれの孔開け加工、成形加工ごとに、使用するパンチ工具およびダイ工具のパンチ位置Ｐへの割出の命令、素材Ｗ０の移動の命令、パンチ駆動の命令、サブヘッド１１の駆動の命令等が記述されている。

ローダ制御装置３２は、コンピュータ式のプログラマブルコントローラ等からなり、搬出プログラム３５を演算制御部３６で解読して実行し、ローダ２の各駆動源に制御指令を与えることにより、ローダ２を制御する。搬出プログラム３５には、パンチプレス１から搬出するワークごとに、保持部材２０の吸着作動の命令、保持部材２０をＸＹＺ３軸方向に移動させる命令等が記述されている。

比較的小さなワークについては、サブヘッド１１により素材Ｗ０からワークが切り離されると、保持部材２０の左端部の吸着パッド２１によりワークを吸着して保持し、そのまま製品台車３へ搬出する。長尺なワークの場合は、保持部材２０がワークの右端部に吸着して保持する状態で搬出して、持ち替え用テーブル４上に一旦載置する第１工程動作、および持ち替え用テーブル４上のワークを、保持部材２０が前記第１工程動作時よりも広い吸着範囲に保持し直してから、製品台車４まで搬出する第２工程動作を行う。

長尺なワークについての具体的な搬出動作を説明する。図３（Ａ）のように、素材Ｗ０から長尺なワークＷ１，Ｗ２を板取りする場合を例にする。パンチプレス１では、パンチ工具およびダイ工具による孔開け加工をワークＷ１の外周に沿って位置を変えて複数回行うことにより、図３（Ｂ）のように、ワークＷ１となる部分の周囲に打ち抜き孔４０が形成され、ワークＷ１が外周の一部である繋がり部分４１だけで素材Ｗ０と繋がった状態とする。そして、最後にサブヘッド１１により前記繋がり部分４１を切断することで、図３（Ｃ）のように、素材Ｗ０からワークＷ１を切り離す。長尺なワークの場合、順にワークの打ち抜き孔４０が形成されていっても、なるべく最後までワークＷ１が素材Ｗ０に対し安定した位置関係に保たれるように、最後まで残る繋がり部分４１をワークＷ１における長手方向の中央部に設定にしている。ワークＷ２についても同様である。なお、以下の説明では、便宜上、前側の保持部材を２０Ａ、後側の保持部材を２０Ｂと記述する。

まず、素材Ｗ０からワークＷ１が切り離される。この時点では、ワークＷ１の大半は上タレット１０の下側またはそれよりも左側方に位置し、右端部だけが上タレット１０から右側方に出た状態となっている（図４（Ａ））。この上タレット１０から出たワークＷ１の右端部を前側の保持部材２０Ａの左端部で吸着保持し、走行体２３の走行により、そのまま保持部材２０Ａを右方向へ移動させ、ワークＷ１を持ち替え用テーブル４の上まで引きずり出す（図４（Ｂ））。ここまでが第１工程である。第１工程が終了し、ワークＷ１が加工エリアから完全に搬出されると、パンチプレス１は次のワークに対する加工動作を再開する。

次に、保持部材２０Ａは、吸着パッド２１の吸着を止めて持ち替え用テーブル４上のワークＷ１の保持を一旦解除し、昇降ロッド２４の上昇、走行体２３の走行、昇降ロッド２４の下降、吸着パッド２１の再吸着により、保持部材２０Ａ全体でワークＷ１を保持するように保持し直す。今度は昇降ロッド２４の上昇によりワークＷ１を持上げて、走行体２３の走行により製品台車３の上方まで搬送する。そして、昇降ロッド２４の下降、吸着パッド２１の吸着解除により、ワークＷ１を製品台車３の上に載置する（図４（Ｃ））。ここまでが第２工程であり、これによりワークＷ１の搬出が完了する。なお、図４（Ｃ）は、保持部材２０ＡがワークＷ１を製品台車３に載置した後、後側の保持部材２０Ｂによる次のワークＷ２の搬出に備えて、両保持部材２０Ａ，２０Ｂを前方へ移動させた状態を示す。

保持部材２０Ａが上記第２工程動作を行っている間に、パンチプレス１はワークＷ２に対して加工を行う。そして、素材Ｗ０からワークＷ２が切り離される（図４（Ｃ））。前記同様、第１工程において、上タレット１０から出たワークＷ２の右端部を後側の保持部材２０Ｂの左端部で吸着保持し、そのまま保持部材２０Ｂを右方向へ移動させ、ワークＷ２を持ち替え用テーブル４の上まで引きずり出す（図４（Ｄ））。この時点で、パンチプレス１は次のワークに対する加工動作を再開する。前側の保持部材２０Ａは待機位置へ戻る。

また、第２工程おいて、保持部材２０Ｂは、持ち替え用テーブル４上のワークＷ２を保持し直して、製品台車３まで搬送して載置する（図４（Ｅ））。なお、図４（Ｅ）は、保持部材２０ＢがワークＷ２を製品台車３に載置した後、前側の保持部材２０Ａによる次のワークの搬出に備えて、両保持部材２０Ａ，２０Ｂを後方へ移動させた状態を示す。

上述したように、ワークＷ１，Ｗ２が長尺であって、加工終了時のワーク位置では保持部材２０Ａ，２０ＢによりでワークＷ１，Ｗ２を安定して保持できない場合、保持部材２０Ａ，２０ＢがワークＷ１，Ｗ２の表面の一部に吸着して保持する状態でワークＷ１，Ｗ２を持ち替え用テーブル４まで搬出することにより、加工終了後すぐにワークＷ１，Ｗ２が加工エリア外に搬出される。そのため、持ち替え用テーブル４上のワークＷ１，Ｗ２が次のワークの加工の邪魔にならず、パンチプレス１の加工停止時間を短くできる。また、互いに独立して走行する２台の走行体２３にそれぞれ設けられた２つの保持部材２０Ａ，２０Ｂでワークの搬出を行うため、ワークの搬出が効率良く行え、パンチプレス１の加工停止時間をより一層短縮できる。

図５および図６は、この発明の異なる実施形態を示す。この板材搬出システムは、持ち替え用テーブル４が可動式であって、搬出部である製品台車３の停車位置の上方に被さる位置と、外れた位置とに前後方向にスライド自在である。持ち替え用テーブル４のスライドは、人力を行なってもよく、動力源を用いて行なっても良い。パンチプレス１およびローダ２は、前記実施形態のものと同じ構成である。ただし、前記実施形態を比べて、パンチプレス１から製品台車３の停車位置までのラインの長さが短いため、その分だけローダ２の軌道２２も短い。システム制御装置３０の構成も、前記実施形態と同じである。持ち替え用テーブル４のスライドが動力源（図示せず）を用いて行われ、その動力源を自動制御する場合は、ローダ制御装置３２の加工プログラム３３に、上記動力源による持ち替え用テーブル４のスライドの命令が加わる。

この板材搬出システムによるワークの搬出動作を、図３のワークＷ１，Ｗ２を例にして説明する。
まず、素材Ｗ０からワークＷ１が切り離される。この時点では、ワークＷ１の大半は上タレット１０の下側またはそれよりも左側方に位置し、右端部だけが上タレット１０から右側方に出た状態となっている（図７（Ａ））。この上タレット１０から出たワークＷ１の右端部を前側の保持部材２０Ａの左端部で吸着保持し、そのまま保持部材２０Ａを右方向へ移動させ、ワークＷ１を持ち替え用テーブル４の上まで引きずり出す（図７（Ｂ））。ここまでが第１工程である。第１工程が終了し、ワークＷ１が加工エリアから完全に搬出されると、パンチプレス１は次のワークに対する加工動作を再開する。

次に、保持部材２０Ａは、持ち替え用テーブル４上のワークＷ１の保持を一旦解除し、保持部材２０Ａ全体でワークＷ１を保持するように保持し直す。次いで、ワークＷ１を持ち替え用テーブル４から浮かし、持ち替え用テーブル４を前方へスライドさせて、保持部材２０Ａの直下に製品台車３を位置させた後、ワークＷ１を下ろして製品台車３の上に載置する（図７（Ｃ））。ここまでが第２工程であり、これによりワークＷ１の搬出が完了する。

ワークＷ１の搬出が完了したなら、後側の保持部材２０Ｂによる次のワークＷ２の搬出に備えて、両保持部材２０Ａ，２０Ｂが前方へ移動する（図７（Ｄ））。保持部材２０Ａは待機位置へ戻り、持ち替え用テーブル４が製品台車３の上側に被さる位置へスライドする（図７（Ｅ））。

保持部材２０Ａが上記第２工程動作を行っている間に、パンチプレス１はワークＷ２に対する加工を行う。そして、素材Ｗ０からワークＷ２が切り離される（図７（Ｅ））。前記同様、第１工程において、上タレット１０から出たワークＷ２の右端部を後側の保持部材２０Ｂの左端部で吸着保持し、そのまま保持部材２０Ｂを右方向へ移動させ、ワークＷ２を持ち替え用テーブル４の上まで引きずり出す（図７（Ｆ））。この時点で、パンチプレス１は次のワークに対する加工動作を再開する。

そして、第２工程おいて、保持部材２０Ｂは、持ち替え用テーブル４上のワークＷ２を保持し直してから、ワークＷ２を持ち替え用テーブル４から浮かし、持ち替え用テーブル４を前方へスライドさせ（図７（Ｇ））、製品台車３にワークＷ２を載置する（図７（Ｈ））。なお、図７（Ｈ）は、保持部材２０ＢがワークＷ２を製品台車３に載置した後、前側の保持部材２０Ａによる次のワークの搬出に備えて、両保持部材２０Ａ，２０Ｂを後方へ移動させた状態を示す。

この実施形態の場合も、前記同様、ワークＷ１，Ｗ２が長尺であって、加工終了時のワーク位置では保持部材２０Ａ，２０ＢによりでワークＷ１，Ｗ２を安定して保持できない場合、保持部材２０Ａ，２０ＢがワークＷ１，Ｗ２の表面の一部に吸着して保持する状態でワークＷ１，Ｗ２を持ち替え用テーブル４まで搬出することにより、加工終了後すぐにワークＷ１，Ｗ２が加工エリア外に搬出させる。そのため、持ち替え用テーブル４上のワークＷ１，Ｗ２が次のワークの加工の邪魔にならず、パンチプレス１の加工停止時間を短くできる。また、互いに独立して走行する２台の走行体２３にそれぞれ設けられた２つの保持部材２０Ａ，２０Ｂでワークの搬出を行うため、ワークの搬出が効率良く行え、パンチプレス１の加工停止時間をより一層短縮できる。さらに、この実施形態は、持ち替え用テーブル４を搬出部である製品台車３の停車位置の上方に被さる位置と外れた位置とにスライドさせる構成としたことにより、パンチプレス１から製品台車３の停車位置までのラインの長さが短くなり、狭いスペースに設置することができる。

上記各実施形態は２つの保持部材２０を有するが、１台の走行体２３に設けられた１つの保持部材２０でワークを搬出する構成としてもよい。

１…タレットパンチプレス
２…ローダ
３…製品台車（搬出部）
４…持ち替え用テーブル
１０…タレット
２０，２０Ａ，２０Ｂ…保持部材
２１…吸着パッド
２３…走行体
３２…ローダ制御装置（制御手段）
Ｗ０…素材
Ｗ１，Ｗ２…ワーク

Claims (2)

1. 板材状の素材からワークを切断するタレットパンチプレスと、
   前記ワークの表面を吸着してこのワークを保持する保持部材を有し、保持したワークを前記タレットパンチプレスから側方の搬出部に搬出するローダと、
   前記タレットパンチプレスの加工エリア外に設けられた持ち替え用テーブルと、
   前記タレットパンチプレスの加工エリア内に位置するワークを、前記保持部材が前記ワークの表面の一部に吸着して保持する状態で搬出して、前記持ち替え用テーブル上に一旦載置する第１工程動作、および前記持ち替え用テーブル上のワークを、前記保持部材が前記第１工程動作時よりも広い吸着範囲に保持し直してから、前記搬出部まで搬出する第２工程動作を行うように前記ローダを制御する制御手段とを備え、
   前記持ち替え用テーブルは、前記搬出部の上方に被さる位置と、外れた位置とにスライド自在とされた板材搬出システム。
2. 前記ローダは、軌道に沿って走行する複数の走行体に前記保持部材をそれぞれ設けたものである請求項１に記載の板材搬出システム。

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