この板材仕分装置は、板材Pを板材加工機250に対し搬入、板材加工機250によりミクロジョイントレス加工(微小連結部無し)された板材Wを搬出し、板材Wを製品Sと残材Zとに仕分けするものである。板材加工機250で加工する板材Pは、主に定尺の板材Pを使用する。そして、定尺の板材Pの端は曲がっていたり、凹んでいたりするので、図1のように、板材Pの端を残し、製品Sは切り取られる。そのため、板材Pの周縁部は常に残材Zになる。製品Sと製品Sとの間の残材Zは周縁部の残材Zと繋がっている。そして、加工済みの板材Wは、主に、板材Wの周縁部を含み互いに繋がった残材Z(スケルトン)と複数の製品Sとに分けられる。
板材Pの周縁部いわゆる残材Zの部分を保持具で保持した後、製品Sと残材Zを相対的に移動して、板材Wを製品Sと残材Zとに仕分けする。板材Pの周縁部いわゆる残材Zを保持する方法としては、残材Zを吸着パッドで吸着して保持する方法、板材Pの周縁部の残材Z、及び製品Sと製品Sとの間の残材Zを吸着パッドで吸着して保持する方法、残材Zの表裏面を挟んで保持する方法、又は、残材Zの部分に加工をし、その加工を利用して残材Zを保持する方法などがある。以下の実施例では板材加工機により板材Pの周縁部に加工された、貫通した丸穴を利用して残材Zを保持する方法について説明する。以後、貫通した丸穴を穴Hと呼称して説明する。
以下、図面に基づき、本発明を実施するための形態を説明する。本発明の実施の形態に係る板材加工機の例としてレーザ加工機が概念的に例示されている。本発明はレーザ加工機に限ることなく、その他の板材加工機や板材を載置して処理する台などの処理装置にも容易に適用できるものである。
なお、説明の便宜上、複数の板材Pを積層状に載置するパレットを素材パレット12と呼称し、1枚の板材P又は製品Sを載置するパレットを板材パレット13と呼称し、加工済みの製品Sを載置するパレットを製品パレット15と呼称し、板材Pを載置して板材Pを位置決めするパレットを位置決めパレット16と呼称して説明する。
実施例1の板材仕分装置について、図2〜図11を参照して説明する。この板材仕分装置は、板材パレット13を出入自在な収納棚6を上下方向に複数、棚フレーム1に備えている。最下段の収納棚6の下方には保持部400が設けてある。そして、棚フレーム1の一側の柱2に沿って昇降する昇降台55を設け、各収納棚に対して各パレットを出入自在に出し入れする第1移送機構64を昇降台55に備えている。前後動部111が、垂直軸周りに回転自在又は回動自在に第1移送機構64の下方又は昇降台55の下部に備えられている。棚フレーム1は昇降台55が昇降する側を前側と呼称し、背面側を後側と呼称して説明する。
保持部400の下方で、かつ棚フレーム1の後側の左右の柱2には支持部651が設けられている。また、棚フレーム1の前側下部の左右の柱2にはストッパ680が設けられている。また、収納棚6の下方には残材搬送装置700が設けられている。そして、板材加工機250が昇降台55に対して棚フレーム1と反対側に設置されている。
棚フレーム1は、前面に板材パレット13を出し入れするための開口を有する。そして、棚フレーム1の内側には、板材パレット13を収納するために、上下方向に複数段の収納棚6が左右対称に設けられている。各収納棚6に板材パレット13を収納する。棚フレーム1の前側に設けた左右の柱2には、昇降台55の昇降を案内するガイドレール3が、それぞれ取り付けられている。
板材パレット13には、前部の左右に凹部17を有するプレートと、後部の左右に凹部18を有するプレートとがそれぞれ設けられている。また、側面に複数の車輪19を備え、第1移送機構64により収納棚6を車輪19が転動して板材パレット13を移送することができる。
また、板材パレット13の上面には、断面が長方形状の板材載置部材27が長手方向を板材パレット13の移送方向と平行になるように複数備えられている。板材載置部材27は互いに隙間を設けて並行に配設されている。板材載置部材27の上には1枚の板材Pが載せられる。板材載置部材27は、互いに隣接する板材載置部材27の間に後述する載置部112の載置棒115が挿入できる空間28をそれぞれ形成するように設けてある。その空間28に載置部112の載置棒115を挿入し、載置部112を昇降させ、板材Pを載置したり、板材Pを掬い上げたりすることができる。
昇降機構181は、図2で示すように、主に2本の駆動軸183、各スプロケット、チェーン184及びモータ付減速機182で構成されている。棚フレーム1の上面には2本の駆動軸183が回転自在に配設されている。その2本の駆動軸183の左右両端にはそれぞれ駆動スプロケット185と駆動スプロケット186とが固定されている。駆動軸183の内側(棚フレーム1の中心側)の駆動スプロケット185と、モータ付減速機182の両側の出力軸に固定された駆動スプロケット188との間には無端チェーン189が掛け渡されている。そして、駆動軸183の外側(棚フレーム1の側面側)の駆動スプロケット186の下方にはそれぞれ回転自在に従動スプロケット187が棚フレーム1の柱2に設けられている。
チェーン184は駆動軸183の外側の駆動スプロケット186と従動スプロケット187とに掛け渡され、チェーン184の両端は昇降台55に接続されている。モータ付減速機182が正逆回転駆動すると昇降台55は柱2に設けたガイドレール3に沿って移動(昇降)することができる。昇降機構181については従来、周知であるから、詳細な構成及び動作の説明は省略する。
昇降台55について図4、図5を参照して説明する。昇降台55は、棚フレーム1の前面の左右の柱2に設けたガイドレール3に沿って転がる複数のガイドローラ56を備えている。昇降台55の内側には、板材パレット13を第1移送機構64により移送するときに車輪19が転動する走行面57が左右対称に設けられている。
第1移送機構64は板材パレット13の移送方向と平行になるように昇降台55の内側に、いわゆる、チェーンコンベアを左右対称に配置してある。第1移送機構64は、駆動スプロケット69、複数の従動スプロケット70、テンションスプロケット71及び無端チェーン66を有している。そして、駆動スプロケット69と複数の従動スプロケット70とテンションスプロケット71との間には無端チェーン66が掛け渡されている。
無端チェーン66には、突起プレート67及び突起プレート68が設けられている。そして左右の駆動スプロケット69は駆動軸72に固定され、駆動軸72は昇降台55の両側の側板に回転可能に固定されている。駆動軸72にはスプロケット73が固定されている。従動スプロケット70は、昇降台55の側板に回転可能に固定されている。サーボモータ76は駆動軸72の近傍で、かつ昇降台55に配設されている。サーボモータ76の出力軸に固定されたスプロケット74と、スプロケット73との間には、無端チェーン75が掛け渡されている。
昇降台55が、棚フレーム1の板材パレット13が収納されている収納棚6と、昇降台55に設けた走行面57とを、板材パレット13が乗り移り可能になるように停止したとき、第1移送機構64は、収納棚6と走行面57とをパレットの車輪19が転動して、板材パレット13を移送することができる。第1移送機構64のチェーンコンベアの無端チェーン66と、板材パレット13の各凹部が設けられているプレートとの間には互いに干渉しないように隙間が設けられている。そして、無端チェーン66の側面に設けられている突起プレート67及び突起プレート68は、無端チェーン66が回転したとき板材パレット13のプレートの凹部に、はまりこむ位置関係になるよう互いの位置を決めている。
次に、第1移送機構64により板材パレット13を昇降台55に移送する手順を説明する。まず、昇降台55は板材パレット13が収納された収納棚6まで移動する。そして、サーボモータ76を回転駆動すると無端チェーン66が駆動し、棚フレーム1の収納棚6に収納された板材パレット13の前部左右のプレートに設けた凹部17に、突起プレート67がはまる。それから、板材パレット13が引き出され、板材パレット13の後部左右のプレートに設けた凹部18に突起プレート68がはまる。更に、板材パレット13が引き出され、昇降台55に移送される。このようにサーボモータ76を回転駆動してパレットを移送することができる。また、サーボモータ76を逆回転駆動すると、板材パレット13は逆方向に移送され、元の収納棚6に戻ることができる。後述する各パレットも板材パレット13と同様に第1移送機構64により移送することができる。
昇降台55が昇降するときは、突起プレート67及び突起プレート68は待避した位置にあり、第1移送機構64の無端チェーン66、突起プレート67及び突起プレート68は、板材パレット13の凹部17に干渉しない位置関係になっている。
図6に示すように、第1移送機構64の下方又は昇降台55の下部には、後述する前後動部111を回転駆動する回転駆動装置58が設けられている。回転駆動装置58は主に垂直軸59とプーリ60とプーリ61と無端ベルト62とモータ63とで構成されている。垂直軸59は前後動部111を回転自在又は回動自在に昇降台55に固定されている。垂直軸59の下部には前後動部111が取り付けられている。また、垂直軸59の上部にはプーリ60が固定されている。モータ63が垂直軸59の近傍に、かつ昇降台55に取り付けられ、モータ63の出力軸にはプーリ61が固定されている。そして、無端ベルト62がプーリ60とプーリ61との間に掛け渡されている。モータ63が正逆回転駆動すると垂直軸59に取り付けられた前後動部111が回動する。また、モータ63はサーボモータを使用してもよい。
図7〜図9に示すように、垂直軸59の下部には、載置部112を前後方向に移動可能な前後動部111が設けられている。前後動部111はいわゆるスライドフォークである。前後動部111は主に固定フォーク121、中間フォーク131、先端フォーク141及び駆動部により構成されている。固定フォーク121の下面には1対のガイドローラ取付け部材122が前後動部111の伸縮方向に平行でかつ互いに平行になるよう取り付けられている。1対のガイドローラ取付け部材122の内側には、水平軸周りに回転自在に複数の水平軸ガイドローラ123と垂直軸周りに回転自在に複数の垂直軸ガイドローラ124とが取り付けられている。
1対のガイドローラ取付け部材122の内側には、平行に1対のレール132が中間フォーク131に固定されている。1対のレール132の外側の面には外溝133が形成され、外溝133の外溝内側面134には各垂直軸ガイドローラ124が接し、外溝上下面135には各水平軸ガイドローラ123が接する。また、1対のレール132の内側の面に内溝136が形成され、内溝136の内溝外側面137には各垂直軸ガイドローラ144が接し、内溝上下面138には各水平軸ガイドローラ143が接する。
先端フォーク141の上面の両側には、1対のガイドローラ取付け部材142が前後動部111の伸縮方向に平行で、かつ互いに平行になるよう取り付けられている。1対のガイドローラ取付け部材142の外側には、水平軸周りに回転自在に各水平軸ガイドローラ143と、垂直軸周りに回転自在に各垂直軸ガイドローラ144とが複数取り付けられている。そして、中間フォーク131及び先端フォーク141が前進端又は後進端まで伸縮したときでも、各水平軸ガイドローラ及び各垂直軸ガイドローラは、片側各2個以上常に溝に接するように配置されている。
スプロケット151とスプロケット152とが回転自在に支軸により1対の金具154に取り付けられ、1対の金具154は中間フォーク131の下面に取り付けられている。スプロケット151とスプロケット152とは互いにずれた位置で中間フォーク131の両端に互いに対向するように取り付けられ、中間フォーク131には各スプロケットを取り付けるために開口が設けられている。固定フォーク121の下面には互いにずれた位置で固定フォーク121の両端にチェーン固定金具157とチェーン固定金具159とが互いに対向するように取り付けられている。
また、先端フォーク141の上面には互いにずれた位置で先端フォーク141の両端にチェーン固定金具158とチェーン固定金具160とが互いに対向するように取り付けられている。そして、チェーン155が前後動部111の伸縮方向に平行で、かつチェーン155の端をチェーン固定金具157に固定し、スプロケット151に掛け渡たし、チェーン155の反対側の片端をチェーン固定金具158に固定してある。また、チェーン156が前後動部111の伸縮方向に平行で、かつチェーン156の端をチェーン固定金具159に固定し、スプロケット152に掛け渡たし、チェーン156の反対側の片端をチェーン固定金具160に固定してある。
ラック161は中間フォーク131の上面に歯面を上向きに前後動部111の伸縮方向と平行に取り付けられている。固定フォーク121には互いに同じ歯数の、ピニオン162とピニオン163とが回転自在に支軸で1対の側板169に取り付けられている。そして、ピニオン162とピニオン163とはラック161に噛み合うように配設されている。ピニオン162とピニオン163との間に、歯車164が回転自在に支軸により1対の側板169に固定されている。ピニオン162は歯車164と噛み合い、歯車164はピニオン163と噛み合っている。歯車164の上側には歯車165が駆動軸170に固定され、駆動軸170は回転自在に側板169に取り付けられている。歯車165は歯車164に噛み合うように配設されている。駆動軸170は固定フォーク121の側面に取り付けたサーボモータ172の出力軸とカップリング171を介して接続されている。
先端フォーク141の下部には、載置部112が設けられている。載置部112は載置棒取付材116に櫛歯状に載置棒115を複数並設して形成されている。そして、載置棒115は等ピッチで互いに平行になるように載置棒取付材116の長手方向に対し直角に固定されている。また、載置棒115は前後動部111の伸縮方向と平行で、かつ略水平に取り付けられている。載置棒取付材116は先端フォーク141の下面に取り付けられている。複数の載置棒115の上には、板材P、板材W、残材Z、残材R又は製品Sが載せられる。板材P、板材W、残材Z、又は残材Rは載置棒115が接続される載置棒取付材116の面と各板材の端部との間に空間117(図9参照)ができるように載置棒115の上に載置される。
載置棒115の取付け間隔は板材加工機250のスキッド251(剣山)と同間隔で載置棒115の板材Wを載置する幅Lは、スキッド251の幅(板厚)より数倍広くなっている。それにより、スキッド251上に載置されたミクロジョイントレスの加工済みの板材Wを載置棒115ですくい取り出し搬出することができる。
サーボモータ172が回転駆動し、例えば図9で左周りに歯車165が回転する。その歯車165の回転により歯車164が回転し、ピニオン162とピニオン163とが回転する。そして、ラック161を介し中間フォーク131が固定フォーク121に対し前進(図9で載置棒115の先端側の方向に移動)する。このときチェーン155の端に固定されたチェーン固定金具158がスプロケット151に引っ張られ先端フォーク141が中間フォーク131に対して前進(図9で載置棒115の先端の方向に移動)する。また、サーボモータ172が回転駆動し、例えば図9で右周りに歯車165が回転する。その歯車165の回転により歯車164が回転し、ピニオン162とピニオン163が回転する。そして、ラック161を介し中間フォーク131が固定フォーク121に対し後退(図9で載置棒115の根元側の方向に移動)する。このときチェーン156の端に固定されたチェーン固定金具160がスプロケット152に引っ張られ先端フォーク141が中間フォーク131に対して後退(図9で載置棒115の根元側の方向に移動)する。
板材パレット13に対して板材P又は製品Sの搬入・搬出は、昇降台55による載置部112の上下動と前後動部111による載置部112の前後動の組合わせで行うことができる。そして、載置部112は、収納棚6に収納してある板材パレット13に対して、載置部112で板材パレット13上から板材P又は製品Sを取り出し可能に、かつ載置部112で板材パレット13に板材P又は製品Sを受け渡し可能に設けてある。また、板材加工機250に対して載置部112は板材Pを載置可能に、かつ加工済みの板材Wを取り出し可能に設けてある。載置部112は後述する各パレット、各搬送装置、及び板材収納棚760に対しても板材P、製品S、残材Z又は残材Rの搬入・搬出を可能に構成されている。
残材Zと製品Sとを仕分けする仕分手段は残材Zを保持する保持部400と、加工済みの板材Wを載置する載置部112とを備えている。載置部112の載置棒115に載置された加工済みの板材Wから保持部400で残材Zを保持する。保持した残材Zと載置部112の載置棒115に載置されている製品Sとを相対的に上下方向に移動させて、製品Sと残材Zとを仕分けすることができる。
保持部400について、図4を参照して説明する。保持部400は、複数の3爪チャック401と、棚フレーム1に取り付けられた保持具取付フレーム405とで構成されている。保持具取付フレーム405には、3爪チャック401の爪が下向きになるように3爪チャック401が取り付けてある。その爪に内爪402を取り付ける。内爪402は、爪が閉じたとき、残材Zに加工された穴Hの穴径より小さくし先端を穴Hに挿入しやすいようにテーパにしている。
穴Hは板材加工機で製品Sを加工する際に、板材Pの周縁部に適宜間隔で複数加工される。穴Hは3爪チャック401が残材Zを保持するときに、前後動部111と干渉しない位置に加工される。また、穴Hは3爪チャック401の内爪402が残材Zを保持するときに、載置棒115と干渉しない位置に加工される。3爪チャック401はその穴Hに内爪402を挿入して内爪402を開き残材Zを保持する。そのため、載置棒115上に加工済みの板材Wを載置し、仕分けするときに、板材Pの周縁部に加工された穴Hの中心と、保持具取付フレーム405に取り付けられた3爪チャック401の軸心とが鉛直上で一致するように3爪チャック401は配設されている。また、板材Pの周縁部に加工された穴Hの中心と、3爪チャック401の軸心とをずらし、内爪402を開いて残材Zを保持したときに残材Zを互いに外側に引っ張るように3爪チャック401を配設してもよい。
製品Sと製品Sとの間の残材Zが常に同じ位置になる場合は、製品Sと製品Sとの間の残材Zに穴Hを加工し、その穴Hに内爪402を挿入可能に、3爪チャック401を配設して残材Zを保持するようにしてもよい。また製品Sと製品Sとの間の残材Zの位置が異なる場合は、3爪チャック401を内爪402が穴Hに挿入可能な位置に自動で移動して残材Zを保持するようにしてもよい。
支持部651について、図4と図10とを参照して説明する。支持部651は主にガイド652と昇降フレーム653と支持ローラ654と各スプロケットと駆動部とで構成されている。棚フレーム1の後側の左右の柱2には上下方向に移動可能な1対のガイド652が設けられている。ガイド652はレールと可動部とで構成され、レールは棚フレーム1の後側の柱2に取り付けられ、可動部には昇降フレーム653が取り付けられている。そして、昇降フレーム653には円柱状の支持ローラ654が支軸(図示省略)により回転自在に、かつ支軸とブラケット(図示省略)により支持ローラ654の長手方向が水平になるように取り付けられている。水平に取り付けられた支持ローラ654は載置棒取付材116の長手方向に固定された全ての載置棒115の先端部を支持可能な長さを有する。
後側の左右の柱2に取り付けられた1対のガイド652の上下には、計4個のスプロケット655が、ガイド652の可動部が上下動しても干渉しない位置に設けてある。下側のスプロケット655は回転自在に金具657に取り付けられている。金具657は棚フレーム1の後側のそれぞれの柱2に固定されている。一方のガイド652の上方には軸受け658が取り付けられ、他方のガイド652の上方にはブラケット661によりモータ660が取り付けられている。軸受け658とモータ660の中空軸とには1本の駆動軸659が取り付けられ、駆動軸659の左右両側には上側のスプロケット655がそれぞれ固定されている。チェーン656の一端を昇降フレーム653の上部に接続し、上側のスプロケット655と下側のスプロケット655とに掛け渡し、チェーン656の他端を昇降フレーム653の下部に接続している。昇降フレーム653は左右2本のチェーン656で接続されている。
モータ660を正逆回転駆動すると、駆動軸659が回転し、駆動軸659の左右両側に設けた上側のスプロケット655と下側のスプロケット655とに掛け渡されたチェーン656により昇降フレーム653が引っ張られ昇降する。そして、支持部651は仕分けするときに昇降台55の昇降と同期して互いに同じ速度で昇降可能に構成されている。支持部651と昇降台55とは略鉛直方向に昇降可能に構成されている。
載置棒115に載置された加工済みの板材Wを製品Sと残材Zに仕分けするときは、支持部651の支持ローラ654が上昇して載置棒115の先端を支持ローラ654で支持しながら載置棒115の傾きが小さくなる(載置棒115が略水平になる)まで、さらに上昇して停止する。このようにすると、加工済みの板材Wの重みで垂れている載置棒115の先端部を支持ローラ654で載置棒115が略水平になるように支持することで、加工済みの板材Wを載置した載置棒115の傾きを片持ち梁のときより小さくできる。
そして、昇降台55に設けられた載置部112と支持部651の支持ローラ654とが同期して同じ速度で上昇し、3爪チャック401で残材Zを保持できる位置で停止する。加工済みの板材Wから残材Zを3爪チャック401で保持した後、支持ローラ654と昇降台55が同じ速度で小下降し停止する。その後、載置棒115の先端部を支持ローラ654で支持しながら載置部112を小幅に前後方向又は略水平方向に往復動して、製品Sを仕分けすることができる。このとき、載置部112を前後方向又は略水平方向に振動させて、製品Sを仕分けしてもよい。
また、加工済みの板材Wから残材Zを3爪チャック401で保持した後、支持ローラ654と昇降台55を同じ速度で小下降させると同時に、載置棒115の先端部を支持ローラ654で支持しながら、載置部112を小幅に前後方向に、又は略水平方向に往復動して、製品Sを仕分けすることもできる。このとき、載置部112を前後方向、又は略水平方向に振動させて、製品Sを仕分けしてもよい。
板材加工機250(レーザ加工機)でレーザ切断した際に製品Sや残材Zの下面に付着したドロスに製品Sが引っかかり仕分けできなかった製品Sも、製品Sを往復動又は振動させることで、載置部112上の製品Sが保持部400で保持された残材Zに当たる際に付着したドロスにも負荷が加わり、付着したドロスが取り除かれ仕分けすることができるようになる。
板材Wの板厚が薄く重量が軽い板材Wだけを仕分けするときは、載置部112の傾きが小さいので支持部651を設けず、仕分けするときに載置部112を小刻みに前後方向に又は略水平方向に往復動して製品Sを仕分けしてもよい。また、板材Wの板厚が薄く重量が軽い板材Wだけを仕分けするときは、支持部651を設けず、昇降台55をほんの僅かだけ下降させた後、載置部112を小刻みに前後方向に、又は略水平方向に往復動させながら、前後動部111により載置部112を後退させ、載置棒115上から残材Zに当たった製品Sを落とし仕分けしてもよい。
本実施例では支持ローラ654の昇降と昇降台55の昇降とは独立したそれぞれのモータにより同じ速度で同期して昇降するようにしたが、支持ローラ654の昇降用モータは設けず、支持ローラ654の昇降と昇降台55の昇降とを機械的に接続するクラッチ(図示省略)を設け、昇降台55の昇降用のモータ付減速機182により、支持ローラ654と昇降台55が昇降するようにしてもよい。支持ローラ654を昇降台55と同じ速度で昇降して仕分けするときにクラッチを接続するようにしてもよい。
ストッパ680について、図11を参照して説明する。ストッパ680は爪681と角筒状の爪取付け梁682で構成されている。爪取付け梁682には複数の爪681が並設されている。爪取付け梁682の両端は棚フレーム1の前側の柱2に固定されている。爪681は互いに隣接する爪681の間に載置棒115が通過する空間683をそれぞれ形成するように、爪取付け梁682に爪681が上向きに取り付けられている。加工済みの板材Wを板材加工機250から取り出すとき、載置棒115が接続される載置棒取付材116の面と板材Wの端部との間に空間117(図9参照)ができるように載置棒115の上に板材Wは載置される。そして、仕分けされた残材Zを載置棒115の上に載せるときも、載置棒115が接続される載置棒取付材116の面と残材Zの端部との間には空間117がある。
前後動部111により載置部112が前進し、爪681の上を載置棒115に載置された残材Zが通過する。そして、昇降台55が下降したとき、載置棒115が接続される載置棒取付材116の面と残材Zの端部との間の空間117に爪681が入る位置に、前後動部111は停止する。昇降台55は載置棒115上の残材Zを爪681でしごき落とす位置まで下降する。その後、前後動部111により載置部112が後退(昇降台55の方向に移動)すると爪681に残材Zが引っ掛かって止まり、残材Zが載置棒115上からしごき落とされ、後述する残材搬送装置700の上に積み重ねられる。残材搬送装置700の上に集積された残材Zを搬送するとき、爪681が残材Zに当たる場合には、当たらないようにストッパ680を待避させる機構を設けてもよい。
図4、図11に示すように、棚フレーム1の下方の床には残材搬送装置700が設けられている。残材搬送装置700は、いわゆるチェーンコンベアである。残材搬送装置700は、ストッパ680でしごき落とされ残材搬送装置700に積み重ねられた残材Zを、棚フレーム1内から棚フレーム1外へ搬送し、棚フレーム1外でフォークリフト(図示省略)により取り出し可能に構成されている。残材Zは、棚フレーム1から昇降台55を見て、棚フレーム1の右側で取り出される。
1本の駆動軸704が軸受703とモータ705の中空軸とに取付けられ、その軸受703とモータ705は1対のコンベアフレーム701の一端部にそれぞれ取り付けられている。互いに平行に離間対向した1対のコンベアフレーム701は板材パレット13の移送方向と直交するように棚フレーム1の下方の床に設けられている。駆動軸704の両側には駆動スプロケット702が取り付けられている。1対のコンベアフレーム701の他端部には、それぞれテンションスプロケット710がブラケット709に水平軸回りに回転自在に取付けられている。ブラケット709は無端チェーン706のテンションを調整するために、コンベアフレーム701の長手方向に移動可能に設けられている。
1対のコンベアフレーム701には、残材搬送装置700上の残材Zを掬い取出すための空間711が設けられている。空間711にフォークリフトの爪を挿入し排出位置まで搬送された残材Zを掬い取り出すことができる。空間711の周囲にはスプロケット707が回転自在に複数取り付けられている。駆動スプロケット702と各スプロケット707とテンションスプロケット710との間には無端チェーン706が掛け渡されている。空間711の周囲のスプロケット707には無端チェーン706が凹状に掛け渡され、空間711が構成されている。無端チェーン706はコンベアフレーム701に取り付けられたガイド708によって案内され走行する。
ストッパ680によってしごき落とされた残材Zが残材搬送装置700の無端チェーン706上に集積され、満杯になるとモータ705を回転駆動し残材Zを搬出位置まで自動搬送することができる。また、残材搬送装置700の搬送方向を板材パレット13の移送方向と同じ方向にしてもよい。つまり、後述する積込み台260の下方へ残材搬送装置700で残材Zを搬送するようにしてもよい。
ストッパ680を棚フレーム1の下方に取り付ける変わりに、独立した1対のスタンド(図示省略)に取り付けるようにしてもよい。そして、ストッパ680は、棚フレーム1から昇降台55を見て、昇降台55の右側の位置に設ける。そして、ストッパ680の長手方向を昇降台55の側面と対向させ(ストッパ680の長手方向をパレットの移送方向と同じ向き)、かつ回転駆動装置58で前後動部111をストッパ680側に回転した後、載置部112の載置棒115が後退(昇降台55の方向に移動)して載置棒115に載置された残材Zを爪681でしごき落とすことが可能になるような位置に設置する。残材Zを積み重ねる集積パレット(図示省略)をストッパ680の近傍に設け、テーブルリフター(図示省略)で集積パレットを昇降可能にする。爪681でしごき落とされた残材Zが集積パレットに積まれるとテーブルリフターで集積パレットを下降させ、残材Zが落ちる高さを常に同じにして残材Zを集積できるようにしてもよい。
板材Pを板材パレット13に積み込み、収納する手順について図4を参照して説明する。このとき板材加工機250は板材Pを加工中である。板材パレット13に載置された板材Pが空になると、昇降台55は空の板材パレット13が収納された収納棚6まで移動する。そして第1移送機構64により、収納棚6から昇降台55に空の板材パレット13を移送し、昇降台55は板材Pを積み込む高さまで移動する。そして、板材Pが、図示を省略したクレーン又はフォークリフトにより板材パレット13の上の定位置に1枚載置される。その後、昇降台55は空の板材パレット13が収納されていた収納棚6まで移動し、第1移送機構64により板材パレット13を収納棚6に移送し収納する。
板材Pを板材加工機250に対して搬入する手順について図12を参照して説明する。板材Pの加工が終わると、板材加工機250から加工済みの板材Wが搬出される。その後、同図(A)のように、昇降台55は収納棚6に収納された板材パレット13上の板材Pの下に載置部112の載置棒115を挿入できる高さまで移動する。
次いで、同図(B)のように、前後動部111により載置部112を前進させ板材Pの下方に載置棒115を挿入した後、昇降台55が小上昇し、載置棒115に板材Pを載置し受け取る。そして、前後動部111により載置部112は昇降台55側へ後退し板材Pを取り出す。
次いで、同図(C)のように、前後動部111を回転駆動装置58により正回転で板材Pを載置部112で搬入する位置まで回転した後、昇降台55は板材加工機250に板材Pを搬入する高さまで移動する。
次いで、同図(D)のように、前後動部111により載置部112を板材加工機250側へ前進させた後、昇降台55は小下降する。そして、板材Pを載置棒115上から板材加工機250のスキッド251上に載置し受け渡す。そして、前後動部111により載置部112を昇降台55側へ後退させる。次いで、回転駆動装置58により前後動部111を逆回転で載置部112の向きが元の位置になるまで回転させる。このようにして板材Pを板材加工機250に搬入する。
互いのスキッド251の取付け間隔と互いの載置棒115の取付け間隔とは同じにし、互いに隣り合うスキッド251間の空間に載置部112の載置棒115が挿入可能になるように互いの取付け位置をずらしてある。
加工済みの板材Wを板材加工機250に対して搬出する手順について図13を参照して説明する。板材Pの加工が終わると、前後動部111を回転駆動装置58により正回転で加工済みの板材Wを搬出する位置まで回転した後、昇降台55は板材加工機250のスキッド251上に載置された加工済みの板材Wの下に載置部112の載置棒115を挿入できる位置まで移動する。
次いで、前後動部111により載置棒115を前進させ板材加工機250に載置された加工済みの板材Wの下方に載置棒115を挿入した後、昇降台55は小上昇し載置棒115に加工済みの板材Wを載置し取り出す。そして、前後動部111により載置部112を昇降台55側へ後退させ板材Wを搬出する。回転駆動装置58により前後動部111を逆回転で載置部112の向きを加工済みの板材Wを仕分けできる位置まで回転させる。
次いで、同図(A)のように、昇降台55は加工済みの板材Wを仕分けする位置まで移動する。そして、板材Pの周縁部に加工された穴Hに3爪チャック401の内爪402が挿入可能な位置まで、前後動部111により載置部112を前進させる。
次いで、同図(B)のように、支持ローラ654が載置棒115の傾きが小さくなる(載置棒115が略水平になる)まで上昇する。
次いで、同図(C)のように、板材Pの周縁部に加工された穴Hに3爪チャック401の内爪402が挿入されるまで昇降台55と支持ローラ654とは同期運転して同じ速度で上昇した後停止する。そして、3爪チャック401の内爪402を開き残材Zを保持する。
次いで、同図(D)のように、残材Zが3爪チャック401で保持された状態で、昇降台55と支持ローラ654とが同期運転して同じ速度で下降する。すると、残材Zだけが3爪チャック401に保持され、製品Sは載置部112の載置棒115上に載置される。昇降台55が停止した後、支持ローラ654は定位置まで下降する。このようにして板材Wは残材Zと製品Sとに仕分けされる。
仕分けするとき、載置部112を小幅に前後方向又は略水平方向に往復動させながら、昇降台55と支持ローラ654とを同期運転して同じ速度で下降させてもよい。また、昇降台55と支持ローラ654とが小下降後に、載置部112を小幅に前後方向又は略水平方向に往復動させて仕分けしてもよい。また、載置部112を往復動させる替わりに振動させて仕分けしてもよい。
次いで、前後動部111により載置部112を後退させる。昇降台55は、製品Sを板材パレット13に載置する位置まで上昇する。前後動部111により載置部112を前進させた後、昇降台55は小下降し板材パレット13上に製品Sを載置する。そして、前後動部111により載置部112を昇降台55側へ後退させる。
次いで、昇降台55は3爪チャック401に保持された残材Zを載置部112で受け取る位置まで移動し、前後動部111により載置部112を3爪チャック401に保持された残材Zの下方に前進させる。3爪チャック401の保持を解除して残材Zを載置棒115上に載置する。そして、前後動部111により載置部112を昇降台55側へ後退させる。次いで載置棒115上の残材Zをストッパ680で残材搬送装置700上にしごき落とす。
次に、載置棒115上の残材Zをストッパ680でしごき落とし、残材搬送装置700上に集積し、残材搬送装置700を駆動し搬出する手順について図14を参照して説明する。
同図(A)のように、前後動部111により載置部112を残材搬送装置700側へ前進させ、爪681の上を残材Zが通過する。そして、昇降台55が下降したとき、載置棒取付材116の端面と残材Zの端部との間の空間117に、爪681が入る位置に前後動部111は停止する。
次いで、同図(B)のように、昇降台55は爪681で載置棒115上の残材Zをしごき落とす位置まで下降する。
次いで、同図(C)のように、前後動部111により載置部112を後退させると爪681に残材Zが引っ掛かって止まり、残材Zが載置棒115上からしごき落とされる。そして、前後動部111により載置部112を定位置まで後退させる。爪681に引っ掛かって止まった残材Zは載置棒115より落ち残材搬送装置700上に載置される。
次いで、残材搬送装置700上に集積された残材Zを、残材搬送装置700のモータ705を回転駆動し搬出位置まで搬送する。そして、フォークリフトで残材Zを掬い取り出す。
ストッパ680及び残材搬送装置700を設置しない場合は、製品を板材パレット13に載置し取り出した後、保持部400に保持された残材Zを空になった板材パレット13に載置し取り出すことができる。
実施例2の板材仕分装置について、図15を参照して説明する。本実施例は、前記実施例1に対して、保持部400を固定式から昇降式に、及び支持部651を昇降式から固定式にする点で特に異なり、その他の、前記実施例1と共通部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
この板材仕分装置は、板材パレット13を出入自在な収納棚6を上下方向に複数、棚フレーム1に備えている。各収納棚6に板材パレット13を収納する。最下段の収納棚6の下方には、保持部が昇降可能な保持部400が設けてある。そして、棚フレーム1の一側の柱2に沿って昇降する昇降台55を設け、各収納棚6に対して板材パレット13を出入自在に出し入れする第1移送機構64を昇降台55に備えている。前後動部111が、垂直軸周りに回転自在又は回動自在に第1移送機構64の下方又は昇降台55の下部に備えられている。
保持部400の下方で、棚フレーム1の後側の左右の柱2には、支持部が固定された支持部651が設けられている。また、棚フレーム1の下部で、前側の左右の柱2にはストッパ680が設けられている。また、最下段の収納棚6の下方には残材搬送装置700が設けられている。そして、板材加工機250が昇降台55に対して棚フレーム1の反対側に設置されている。
保持部400は、主に3爪チャック401と昇降フレーム721と4個のガイド722と各スプロケットと駆動軸728と2本のチェーン726とモータ729とで構成されている。棚フレーム1の4本の柱2には上下方向に移動可能なガイド722が設けられている。ガイド722はレールと可動部とで構成され、レールは棚フレーム1の柱2に取り付けられ、可動部には昇降フレーム721が取り付けられている。
棚フレーム1の後側の左右の柱2に取り付けられた各ガイド722の下側にはスプロケット723と、各ガイド722の上側にはスプロケット724とがガイド722の可動部が上下動しても干渉しない位置にそれぞれ設けてある。下側のスプロケット723は金具により回転自在に棚フレーム1のそれぞれの柱2に固定されている。
一方のガイド722の上方には軸受け727が取り付けられ、他方のガイド722の上方にはブラケット(図示省略)によりモータ729が取り付けられている。軸受け727とモータ729の中空軸とには1本の駆動軸728が取り付けられ、駆動軸728の左右両側には上側のスプロケット724がそれぞれ固定されている。
棚フレーム1の前側の柱2と後側の柱2とに設けられた左右両側の梁材には、それぞれスプロケット725がブラケット(図示省略)により回転自在に固定されている。
チェーン726の一端を昇降フレーム721の上部に接続し、スプロケット725とスプロケット724とスプロケット723とに掛け渡し、チェーン726の他端を昇降フレーム721の下部に接続している。昇降フレーム721は左右2本のチェーン726で接続されている。
モータ729を正逆回転駆動すると、駆動軸728が回転し、スプロケット725と駆動軸728に設けた上側のスプロケット724と下側のスプロケット723に掛け渡されたチェーン726に吊り下げられた昇降フレーム721は、ガイド722により案内され略鉛直方向に昇降する。
昇降フレーム721には3爪チャック401の爪が下向きになるように3爪チャック401が取り付けてある。その爪に内爪402を取り付ける。内爪402は内爪402が閉じたとき残材Zに加工された穴Hの穴径より小さくし先端を穴Hに挿入しやすいようにテーパにしている。
穴Hは板材加工機250で製品Sを加工する際に、板材Pの周縁部に、つまり残材Zになる箇所に適宜間隔で複数加工される。穴Hは3爪チャック401が残材Zを保持するときに、前後動部111と干渉しない位置に加工される。また、穴Hは3爪チャック401の内爪402が残材Zを保持するときに、載置棒115と干渉しない位置に加工される。3爪チャック401はその穴Hに内爪402を挿入して内爪402を開き残材Zを保持する。そのため、載置棒115上に加工済みの板材Wを載置し、仕分けするときに、板材Pの周縁部に加工された穴Hの中心と、昇降フレーム721に取り付けられた3爪チャック401の軸心とが鉛直上で一致するように3爪チャック401は配設されている。
保持部400の下方には、載置棒115の先端部を支持する支持部651が設けられている。支持部651は回転自在な円柱状の支持ローラ654と支軸(図示省略)と一対のブラケット(図示省略)とで構成される。支持ローラ654は支軸により回転自在に、かつ支軸が取り付けられた一対のブラケットを棚フレーム1の後側の両側の柱2に取り付け、支持ローラ654の長手方向を水平にする。支持ローラ654は全ての載置棒115の先端部を支持可能な長さを有する。
載置棒115に載置された加工済みの板材Wを製品Sと残材Zに仕分けするときは、昇降台55に設けられた載置部112が下降して載置棒115の先端が支持ローラ654で支持されながら、加工済みの板材Wを載置した載置棒115の傾きが小さくなる(載置棒115が略水平になる)までさらに下降して停止する。このようにすると、加工済みの板材Wの重みで垂れている載置棒115の先端部を支持ローラ654で載置棒115が略水平になるように支持することで加工済みの板材Wを載置した載置棒115の傾きを片持ち梁のときより小さくできる。
そして、昇降フレーム721が下降し3爪チャック401で残材Zを保持できる位置で停止する。加工済みの板材Wの残材Zを3爪チャック401で保持した後、昇降フレーム721が小上昇し停止する。その後、載置棒115の先端部を支持ローラ654で支持しながら載置部112を小幅に前後方向又は略水平方向に往復動して、製品Sを仕分けすることができる。このとき、載置部112を前後方向又は略水平方向に振動させて、製品Sを仕分けしてもよい。
また、加工済みの板材Wから残材Zを3爪チャック401で保持した後、昇降フレーム721を小上昇させると同時に、載置棒115の先端部を支持ローラ654で支持しながら、載置部112を小幅に前後方向に又は略水平方向に往復動して、製品Sを仕分けすることもできる。このとき、載置部112を前後方向又は略水平方向に振動させて、製品Sを仕分けしてもよい。
このようにすると、実施例1と同様に板材加工機250(レーザ加工機)でレーザ切断した際に製品Sや残材Zの下面に付着したドロスに製品Sが引っかかり仕分けできなかった製品Sも、製品Sを往復動、又は振動させることで、載置部112上の製品Sが保持部400で保持された残材Zに当たる際に付着したドロスにも負荷が加わり、付着したドロスが取り除かれ仕分けすることができるようになる。
加工済みの板材Wを板材加工機250に対して搬出する手順について図16を参照して説明する。板材Pの加工が終わると、前後動部111を回転駆動装置58により正回転で加工済みの板材Wを搬出する位置まで回転させた後、昇降台55は板材加工機250のスキッド251上に載置された加工済みの板材Wの下方に載置部112の載置棒115を挿入できる位置まで移動する。
次いで、前後動部111により載置部112を前進させ、板材加工機250に載置された加工済みの板材Wの下方に載置棒115を挿入した後、昇降台55が小上昇し載置棒115に加工済みの板材Wを載置し取り出す。そして、載置部112を昇降台55側へ後退させ板材Wを搬出する。回転駆動装置58により前後動部111を逆回転で載置部112の向きを加工済みの板材Wを仕分けできる位置まで回転させる。
次いで、同図(A)のように、昇降台55は加工済みの板材Wを仕分けする位置まで移動する。そして、板材Pの周縁部に加工された穴Hに3爪チャック401の内爪402が挿入可能な位置まで前後動部111により載置部112を前進させる。
次いで、同図(B)のように、載置棒115の先端部を支持ローラ654で支持しながら載置棒115の傾きが小さくなる(載置棒115が略水平になる)まで、昇降台55は下降する。
次いで、同図(C)のように、板材Pの周縁部に加工された穴Hに3爪チャック401の内爪402が挿入される位置まで保持部400が下降する。そして、3爪チャック401の内爪402を開き残材Zを保持する。
次いで、同図(D)のように、残材Zを3爪チャック401で保持しながら保持部400は上昇する。すると、残材Zだけが3爪チャック401に保持され、製品Sは載置部112の載置棒115上に載置される。このようにして板材Wは残材Zと製品Sとに仕分けされる。
保持部400を上昇させて仕分けする際に、保持部400の上昇と同時に載置棒115の先端部を支持ローラ654で支持しながら載置部112を小幅に前後方向又は略水平方向に往復動させてもよい。また、保持部400が小上昇後に、載置棒115の先端部を支持ローラ654で支持しながら載置部112を小幅に前後方向又は略水平方向に往復動させて仕分けしてもよい。また、載置部112を往復動させる替わりに振動させて仕分けしてもよい。
次いで、昇降台55が小上昇した後、前後動部111により載置部112を後退させ、昇降台55は、製品Sを板材パレット13に載置する位置まで上昇する。前後動部111により載置部112を前進させた後、昇降台55を小下降させ板材パレット13上に製品Sを載置する。そして、前後動部111により載置部112を昇降台55側へ後退させる。
次いで、昇降台55は3爪チャック401に保持された残材Zを載置部112で受け取る位置まで移動し、前後動部111により載置部112を3爪チャック401に保持された残材Zの下方に前進させる。3爪チャック401の保持を解除して残材Zを載置棒115上に載置する。そして、前後動部111により載置部112を昇降台55側へ後退させる。
次いで、載置棒115上の残材Zをストッパ680でしごき落とし残材搬送装置700上に集積し残材搬送装置700を駆動し搬出する。
実施例3の板材仕分装置について、図17〜図23を参照して説明する。本実施例は、前記実施例1に対して、下記の点で特に異なり、その他の、前記実施例1と共通部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
この板材仕分装置は、素材パレット12を出入自在な収納棚5と、製品パレット15を出入自在な収納棚8と、位置決めパレット16を出入自在な収納棚9を上下方向に棚フレーム1に備えている。各収納棚にはそれぞれ各パレットを収納する。最下段の収納棚5の下方には、保持部が固定された保持部400が設けてある。保持部400の下方で、かつ棚フレーム1の後側の左右の柱2には、支持部が昇降可能な支持部651が設けられている。保持部400の下方には収納棚8が設けてある。収納棚8の下方には収納棚9が設けてある。さらに収納棚9の下方には各パレットを昇降台55から積込み台260に移送するときに各パレットが通過する収納棚10が設けてある。また、実施例2のように保持部400を昇降可能に及び支持部651を固定してもよい。
そして、棚フレーム1の一側の柱2に沿って昇降する昇降台55を設け、各収納棚に対して各パレットを出入自在に出し入れする第1移送機構64を昇降台55に備えている。前後動部111が、垂直軸周りに回転自在、又は回動自在に第1移送機構64の下方又は昇降台55の下部に備えられている。
昇降台55の上部には素材パレット12に載置された板材Pを1枚取りする1枚取り装置79が備えられている。
保持部400の下方で、棚フレーム1の後側の左右の柱2には支持部651が設けられている。また、収納棚10の下方で、前側の左右の柱2にはストッパ680が設けられている。また、収納棚10の下方には残材搬送装置700が設けられている。
棚フレーム1に対して、昇降台55と反対側に、棚フレーム1に隣接し積込み台260が設けられている。また、板材加工機250が昇降台55に対して棚フレーム1の反対側(昇降台55の前方)に設置されている。板材収納棚760は、棚フレーム1から昇降台55を見て、昇降台55の左側で、かつ板材収納棚760の正面が昇降台55側に向いて設置されている。また、板材加工機250を昇降台55の側方に、板材収納棚760を昇降台55の前方に設置してもよい。
棚フレーム1は、前面に各パレットを出し入れするための開口を有する。そして、棚フレーム1の内側には、上下方向に複数段の各収納棚が左右対称に設けられている。
棚フレーム1の前側に設けた左右の柱2には、昇降台55を案内するガイドレール3が、それぞれ取り付けられている。
素材パレット12には、前部の左右に凹部17を有するプレートと、後部の左右に凹部18を有するプレートとがそれぞれ設けられている。また、側面に複数の車輪19を備え、第1移送機構64により収納棚5を車輪19が転動して移送することができる。
素材パレット12には板材Pを定位置に積層状に載置するためのガイド棒11が複数設けてある。板材Pは素材パレット12のガイド棒11内に積層状に載置される。
位置決めパレット16には、前部の左右に凹部17を有するプレートと、後部の左右に凹部18を有するプレートとがそれぞれ設けられている。また、側面に複数の車輪19を備え、第1移送機構64により収納棚9を車輪19が転動して移送することができる。
位置決めパレット16の上面には、ローラ20が、長手方向を位置決めパレット16の移送方向と平行に、かつ互いに隙間を設けて並行に複数配設されている。そして、ローラ20は互いに平行に離間対向した1対の側板22の間に、支軸21により回転自在に取り付けられている。
ローラ20の上には1枚の板材Pが載置される。ローラ20は、互いに隣接するローラ20の間に、載置部112の載置棒115が挿入できる空間23をそれぞれ形成するように設けてある。その空間23に載置部112の載置棒115を挿入し、板材Pを載置したり、板材Pを掬い上げたりすることができる。
図18で示すように、収納棚9に収納してある位置決めパレット16のローラ20上に板材Pを載置したとき、位置決めパレット16の移送方向に対して直交する方向から板材Pを移動させる移動装置30が設けてある。また、移動装置30は位置決めパレット16の移送方向に対して交差する方向へ板材Pを移動させるように配設してもよい。移動装置30は、主に、板材Pの端面を押すプッシャ25と、プッシャ25を作動させるシリンダ24とで構成される。そして、プッシャ25によって押された板材Pの端面が当接する位置に、位置決めパレット16の移送方向に対して直交する方向の位置決めを行うための板材ストッパ26を棚フレーム1に備えてある。シリンダ24は棚フレーム1に設けられ、空圧により駆動し、図示を省略した空圧配管や弁類を備えている。
位置決めパレット16の移送方向に対して直交する方向の位置決めは、プッシャ25によってローラ20上の板材Pの端を押し、板材Pの反対側の端面を板材ストッパ26に当てて行われる。その後、位置決めパレット16の移送方向に対して直交する方向の板材Pの端部をセンサー(図示省略)で検出する。そして、位置決めパレット16のローラ20上の板材Pを載置棒115で掬うとき位置決めパレット16の移送方向に対して平行な方向へ載置部112を移動し、板材Pの端部に対して載置棒115の位置が常に同じになるようにセンサーにより位置決めして、位置決めパレット16の移送方向に対して平行な方向の位置決めを行う。移動装置30は、パッド(図示省略)で板材Pを吸着し、そのパッドを移動させ板材Pの端面を板材ストッパ26に当てるようにして位置決めしてもよい。
このようにすると、板材Pを載置棒115で掬うと載置棒115上には、板材Pが位置決めされた状態で載置される。そして、載置部112上に位置決めされた板材Pを、板材加工機250に位置決めして定位置に載置することができる。
製品パレット15には、前部の左右に凹部17を有するプレートと、後部の左右に凹部18を有するプレートとがそれぞれ設けられている。また、側面に複数の車輪19を備え、第1移送機構64により収納棚8を車輪19が転動して移送することができる。
製品パレット15の上面には、断面が長方形状の板材載置部材27が長手方向を製品パレット15の移送方向と平行になるように複数備えられている。板材載置部材27は互いに隙間を設けて並行に配設されている。板材載置部材27の上には製品Sが載置される。板材載置部材27は、互いに隣接する板材載置部材27の間に載置部112の載置棒115が挿入できる空間28をそれぞれ形成するように設けてある。その空間28に載置部112の載置棒115を挿入し、製品Sを載置したり、製品Sを掬い上げたりすることができる。製品パレット15の上面に、載置部112で製品Sを載置でき、かつその製品Sを搬送できるコンベアを設け、そのコンベアの駆動は外部に設けた駆動装置で駆動するようにしてもよい。第1移送機構64により各パレットを移送する方法は実施例1で説明した方法と同様であるので詳細な説明は省略する。
図19、図20に示すように、昇降台55の上部には素材パレット12に載置された板材Pを1枚取りする1枚取り装置79が備えられている。1枚取り装置79は上下動部80と吸着部85と板材分離装置740と移動装置750とで構成される。
上下動部80は、上下シリンダ81、連結治具82、上下動部架台83及び一対のガイド84で構成されている。上下動部架台83の上面には上下シリンダ81がロッドを下向きに取り付けられ、その両側に一対のガイド84が取り付けられている。
吸着部85は複数の真空パッド86、吸着フレーム87、及び一対のガイド棒88で構成されている。そして、上下シリンダ81のロッドの先端に取り付けた連結治具82には、吸着フレーム87が取り付けられている。吸着フレーム87は、ガイド棒88を吸着フレーム87の上面に垂直に設置して、上下シリンダ81に平行に取り付けたガイド84により、案内される。
また、吸着フレーム87の下面には、複数個の真空パッド86が、吸着面を下向きに取り付けられている。真空パッド86の数量は、板材Pのサイズや重量により適宜変更可能である。上下動部80は上下シリンダ81を駆動して、吸着部85を上げ下げできる。
そして、上下シリンダ81は空圧により駆動し、図示を省略した空圧配管や弁類を備えている。また、真空パッド86は真空により板材Pを保持し、図示を省略した真空配管や弁類を備えている。上下シリンダ81を水平に設け上下シリンダ81のロッドの先端にチェーンを取り付け、チェーンをスプロケットに掛け渡しチェーンの片方の端を吸着フレーム87に取り付け、そして、上下シリンダ81を駆動すると吸着フレーム87がガイドにより案内されながら昇降するように構成してもよい。
移動装置750は主に移動装置架台751とガイド752とシリンダ753とフローティングジョイント754とで構成される。移動装置架台751は、その支柱が昇降台55を囲むように昇降台55の両側の側面に取り付けられている。移動装置架台751の上部には、素材パレット12の移送方向と同じ方向で、かつ水平方向に移動可能な1対のガイド752が設けられている。ガイド752はレールと可動部とで構成され、レールは移動装置架台751の両端に取り付けられ、可動部には上下動部架台83が取り付けられている。上下動部架台83には上下シリンダ81が取り付けられる。
移動装置架台751の上部には素材パレット12の移送方向と同じ方向に可動する1対のシリンダ753が取り付けられている。シリンダ753のロッドにはフローティングジョイント754が取り付けられ、フローティングジョイント754の片方は上下動部架台83に取り付けられている。
板材分離装置740はマグネットフローター741と、取り付け材742とで構成されている。マグネットフローター741は移動装置架台751に設けた取り付け材742にマグネットフローター741の磁極面と素材パレット12に積層状に載置された板材Pとが対向するように設けられている。マグネットフローター741の磁極面に素材パレット12に積層状に載置された板材Pが接しても、マグネットフローター741は、素材パレット12に設けられたガイド棒11に干渉しない位置に設けられている。
マグネットフローター741は、材質が鉄の板材Pを載置した素材パレット12が板材Pを1枚分離する位置に移送され、積層状に載置された板材Pとマグネットフローター741の磁極面とが対向すると、板材Pに同種の磁極を誘発させ、同極による反発力で積み重ねられた板材Pの端部を分離することができる。
1枚取り装置79は第1移送機構64によって吸着部85の下方に引き込まれた素材パレット12上の板材Pを吸着部85で保持し一枚取り可能に構成されている。また、1枚取りした板材Pは第1移送機構64によって吸着部85の下方に引き込まれた位置決めパレット16上に載置可能に構成されている。
素材パレット12に材質が鉄の板材Pが載置されている場合は、第1移送機構64で素材パレット12を移送すると、マグネットフローター741の磁極面に接する側の板材Pの端を分離することができ1枚取りをし易くすることができる。
位置決めパレット16上に材質が鉄の板材Pを載置する場合は、まず、板材Pを1枚取りした状態で、移動装置750により上下動部80を棚フレーム1側へ、つまり前方向へ移動させる。そして、第1移送機構64によって吸着部85の下方に移送された位置決めパレット16上に板材Pを載置する。このとき板材Pとマグネットフローター741とには隙間があるのでマグネットフローター741の影響を受けずに板材Pを位置決めパレット16上に載置することができる。板材Pを位置決めパレット16上に載置した後、移動装置750により上下動部80を元の位置へ、つまり後の方向へ移動させる。
本実施例では、1枚取りした板材Pを載置するときに、移動装置750を移動させたが、移動装置750を移動させずにマグネットフローター741を移動するようにしてもよい。
棚フレーム1に対して、昇降台55と反対側に、棚フレーム1に隣接し積込み台260を設置している。積込み台260のフレームの内側には、各パレットを移送できる走行面261が、左右対称に設けられている。積込み台260は、棚フレーム1の下段に設けた収納棚10と、積込み台260の走行面261との間で、各パレットを移送する第2移送機構65を備えている。積込み台260の走行面261は、棚フレーム1に設けた収納棚10との間で互いに、各パレットを乗り移り可能にしている。また、棚フレーム1の積込み台260が隣接する面に、板材P又は製品Sを載置した各パレットが通過する開口を設けてある。
本実施例の第2移送機構65は実施例1の第1移送機構64を対称に設置し、機長を変えたものであり、実施例1で説明したものと同様であるので詳細な説明は省略する。
板材収納棚760について図21を参照して説明する。板材収納棚760の正面には、載置部112の載置棒115で板材を出し入れするための開口を設けてある。板材収納棚760は開口を昇降台55側に向けて昇降台55の近傍に設置される。板材収納棚760には、板材P又は板材Pの一部だけ加工されて、まだ製品を加工可能なスペースが残っている残材Rが載置される。板材収納棚760は、板材P又は残材Rを載置部112で載置可能な板材載置棚761を、上下方向に複数段備えている。板材載置棚761には、断面が長方形状の板材載置部材762が板材載置部材762の長手方向を載置棒115の挿入方向と平行になるように複数列備えられている。そして、各板材載置部材762は、板材載置部材762と直交する複数の梁材763の上に固定されている。その梁材763の両端は直方体の形状をした板材収納棚フレーム764に固定されている。
板材載置部材762は互いに隙間を設けて並行に配設されている。板材載置部材762の上には1枚の板材P又は残材Rが載せられる。板材載置部材762は、互いに隣接する板材載置部材762の間に載置部112の載置棒115が挿入できる空間765をそれぞれ形成するように設けてある。その空間765に載置部112の載置棒115を挿入し、板材P又は残材Rを載置したり、板材P又は残材Rを掬い上げたりすることができる。
本実施例では、板材収納棚760に対して板材P又は残材Rの収納・取り出しを、載置部112の前後動と載置部112の上下動と載置部112の旋回とで構成された、いわゆる搬送手段で行うことができる。そして、搬送手段は、載置部112で板材収納棚760の板材載置部材762上に板材P又は残材Rを受け渡し可能に、かつ板材収納棚760の板材載置部材762上から板材P又は残材Rを取り出し可能に構成されている。また、搬送手段は、板材加工機250、各パレット、各搬送装置及び仕分手段に対しても板材(板材P、板材W、残材R、残材Z)を搬入・搬出可能に構成される。
実施例1の板材仕分装置に対して、残材搬送装置700とストッパ680とを設けず、昇降台55の前方に設置する板材加工機250を棚フレーム1の下方(床)に、載置部112で板材を受け渡し可能に設置し、棚フレーム1に新たに板材載置棚761を備えた板材仕分装置の搬送手段は、載置部112の前後動と載置部112の上下動とで構成される。
実施例1の板材仕分装置の棚フレーム1の横方向に、板材収納棚760を設置した板材仕分装置、いわゆる立体倉庫に対しての搬送手段は、載置部112の前後動と載置部112の上下動と載置部の横方向への移動とで構成される。
次に板材Pを素材パレット12に積み込み、収納する手順について説明する。このとき板材加工機250は板材Pを加工中である。素材パレット12に載置された板材Pが空になると、昇降台55は空の素材パレット12が収納された収納棚5まで移動する。
次いで、第1移送機構64により収納棚5から、昇降台55に素材パレット12を移送する。そして、昇降台55は収納棚10まで移動する。次いで、昇降台55が有する第1移送機構64により素材パレット12を昇降台55から、棚フレーム1の収納棚10に移送する。それから、積込み台260の有する第2移送機構65により、素材パレット12を棚フレーム1の収納棚10から積込み台260に移送する。
その後、図示を省略したフォークリフト又はクレーンにより板材Pが素材パレット12の上に積層状に載置される。そして、積込み台260の第2移送機構65により素材パレット12を、積込み台260から棚フレーム1の収納棚10に移送する。次いで、昇降台55の第1移送機構64により素材パレット12を、収納棚10から昇降台55に移送する。昇降台55は空の素材パレット12が収納されていた収納棚5まで移動し、第1移送機構64により板材Pが載置された素材パレット12を、収納棚5に移送し収納する。
次に、材質が磁性体の板材Pを1枚取りする手順を図19を参照して説明する。昇降台55は、板材加工機で加工する板材Pを載置した素材パレット12が収納してある収納棚5まで移動する。そして、第1移送機構64により素材パレット12を棚フレーム1の収納棚5から昇降台55の1枚取りする位置に移送する。このとき、板材分離装置740により、素材パレット12に積層状に載置された最上部の板材Pの端部が分離される。
次いで、吸着部85は、上下動部80により素材パレット12に積層状に載置された最上部の板材Pに、真空パッド86が密着するまで下がる。そして、吸着部85は、真空により板材Pを保持する。その後、吸着部85は上下動部80により板材Pを保持した状態で上がり、最上部の板材Pは1枚取りされる。
次いで、第1移送機構64により素材パレット12を、昇降台55の1枚取りする位置から素材パレット12が収納されていた収納棚5に移送し収納する。
次いで、1枚取りされた板材Pを吸着部85が保持した状態で、昇降台55は位置決めパレット16が収納された収納棚9まで移動する。移動装置750により吸着部85は棚フレーム1側へ(前進)移動する。その後、第1移送機構64により位置決めパレット16を収納棚9から1枚取りした板材Pを載置する位置に移送する。そして、1枚取りされた板材Pを保持した吸着部85は、上下動部80により下がる。次に、真空パッド86の真空を解除し、1枚取りされた板材Pは、位置決めパレット16の上に受け渡される。そして、吸着部85は、上下動部80により元の位置まで上昇する。移動装置750は元の位置へ(後退)戻る。板材Pが非磁性体の場合は、1枚取りされた板材Pを位置決めパレット16に受け渡す位置で、素材パレット12から板材Pを1枚取りし、その位置で位置決めパレット16の上に板材Pを受け渡すようにする。
次いで、第1移送機構64により位置決めパレット16を、昇降台55の1枚取りした板材Pを載置する位置から棚フレーム1の収納棚9に移送し収納する。その後の板材Pを板材加工機250に搬入する手順は実施例1で説明した手順と同様であるので詳細な説明は省略する。
加工済みの板材Wを板材加工機250に対して搬出する手順は、仕分けされた製品Sを板材パレット13に載置する替わりに製品パレット15に載置する点で異なる以外は実施例1で説明した手順と同様であるので詳細な説明は省略する。
次に、製品Sを載置した製品パレット15から製品Sを取り出す手順について説明する。製品パレット15上に製品Sが載置されると、昇降台55は製品パレット15が収納された収納棚8まで移動する。次いで、第1移送機構64により収納棚8から、昇降台55に製品パレット15を移送する。そして、昇降台55は収納棚10まで移動する。
次いで、昇降台55が有する第1移送機構64により製品パレット15を昇降台55から、収納棚10に移送する。積込み台260の有する第2移送機構65により、製品パレット15を収納棚10から積込み台260に移送する。
その後、製品パレット15上に載置された製品Sは取り出される。空になった製品パレット15を、積込み台260の第2移送機構65により積込み台260から収納棚10に移送する。
次いで、昇降台55の第1移送機構64により空の製品パレット15を、収納棚10から昇降台55に移送する。昇降台55は製品パレット15が収納されていた収納棚8まで移動し、第1移送機構64により空の製品パレット15を、棚フレーム1の収納棚8に移送し収納する。
板材P又は残材Rを板材収納棚760に搬入する手順について説明する。板材Pを搬入する場合は、位置決めパレット16を積込み台260に移送する。次いで、板材Pを位置決めパレット16の定位置に1枚載置する。次いで、位置決めパレット16を収納棚9に収納し位置決めした後、載置部112で板材Pを掬い取り出す。また、残材Rを搬入する場合は、加工済みの板材Wを仕分けした後、まだ加工できるスペースがある残材Rは、3爪チャック401の爪の保持を解除し載置部112上の定位置に載せる。
次いで、載置部112上に載せられた板材P又は残材Rを板材収納棚760の板材載置棚761に載置できる方向に、回転駆動装置58により前後動部111を回転する。そして、昇降台55は板材収納棚760の板材載置棚761に、板材P又は残材Rを搬入する高さまで移動する。次いで、前後動部111により載置部112が板材収納棚760側へ前進した後、昇降台55は小下降する。そして、板材P又は残材Rを載置部112の載置棒115上から板材載置棚761の板材載置部材762上の定位置に載置し受け渡す。次いで、載置部112は前後動部111により昇降台55側へ後退する。このようにして板材P又は残材Rを板材収納棚760に搬入する。このとき、板材Pの種類、又は残材Rの種類、加工可能なスペース等の情報は板材仕分装置により保存・管理される。
板材P又は残材Rを板材収納棚760から搬出する手順について説明する。板材収納棚760の板材載置棚761上の板材P又は残材Rを載置部112で取り出す方向に、回転駆動装置58により前後動部111を回転する。そして、昇降台55は板材載置棚761の板材載置部材762の上に載置された板材P又は残材Rの下方に載置部112の載置棒115を挿入できる位置まで移動する。
次いで、前後動部111により載置部112を前進させ、板材載置棚761の板材載置部材762上の定位置に載置された板材P又は残材Rの下方に載置棒115を挿入する。昇降台55は小上昇し載置棒115上に板材P又は残材Rを載置し取り出す。そして、前後動部111により載置部112を昇降台55側へ後退させ板材P又は残材Rを搬出する。板材P又は残材Rを載置部112で板材加工機250に搬入できる方向に、回転駆動装置58により前後動部111を回転する。次いで、板材P又は残材Rを板材加工機250に搬入する。板材P又は残材Rは板材加工機250のスキッド251上の定位置に載置される。残材Rにはすでに板材の周縁部に加工された穴Hがある。残材Rにすでに加工された穴Hが、板材Pに加工される穴Hと同じ位置になるように残材Rは載置される。板材P又は残材Rの加工が終わると板材加工機250から加工済みの板材Wを搬出し、保持部400で板材Wの仕分けを行う。
製品パレット15に置かれている製品Sの種類や後加工などの情報を表示する表示部、いわゆるディスプレイ(図示省略)を製品Sを取り出す作業者から見える位置に、又は載置された製品Sを取り出す位置の近傍に設ける。ディスプレイは独立したスタンドに取り付けるか、又は棚フレーム1や積込み台260にブラケットを設け、そのブラケットに取り付ける。板材加工機250で加工された製品Sは、製品パレット15の上に板材加工機250で加工されたときの配置通りに載置される。製品Sの配置をネスティング作業する際に、切断加工後に、製品Sの後加工が一目で分かるように、あらかじめ製品の図形を後加工毎に色分け、及び曲げ加工するときの曲げの位置を線で作図し、製品Sの情報としてディスプレイに表示できるように準備する。このようにすれば、毎回異なる製品が流れてきても、作業者は製品パレット15に並べられた製品Sが、この後どのような加工をするのか、図面等を見ることなく、ディスプレイを見れば一目で分かるので作業性を向上させることができる。
収納棚8と製品パレット15の替わりに、梁材108を柱2に固定し、梁材108の上に製品搬送装置106を設けてもよい。製品搬送装置106について図22、図23を参照して説明する。製品搬送装置106はいわゆるチェーンコンベアである。
駆動シャフト94が軸受95とモータ107の中空軸とに取付けられ、その軸受95とモータ107は1対のコンベアフレーム100の一端部にそれぞれ取り付けられている。駆動シャフト94は素材パレット12の移送方向と平行になるように構成されている。互いに平行に離間対向した1対のコンベアフレーム100は素材パレット12の移送方向と直交するように梁材108の上に取り付けられている。駆動シャフト94の両側には駆動スプロケット93が取り付けられている。駆動シャフト94に対向した位置にテンションシャフト96を設ける。テンションシャフト96は、1対のブラケット98によりコンベアフレーム100にそれぞれ取り付けられている。テンションシャフト96の両側にはテンションスプロケット97が回転自在に取り付けられている。ブラケット98は無端コンベアチェーン92のテンションを調整するために、コンベアフレーム100の長手方向に移動可能に設けられている。
各駆動スプロケット93と各テンションスプロケット97との間には、それぞれ無端コンベアチェーン92が掛け渡されている。互いに対向した無端コンベアチェーン92どうしには素材パレット12の移送方向と平行に複数の板材載置材90が取り付けられている。
板材載置材90は、製品Sを板材載置材90上に載置するときに、互いに隣接する板材載置材90の間で、かつ製品Sの載置面の下方に、載置棒115を挿入可能な空間91を形成する厚みを有する。そして、載置棒115を空間91に挿入して、昇降台55の昇降と前後動部111の前後動との組み合わせにより板材載置材90に製品Sを載置したり、板材載置材90上の製品Sを掬い上げたりすることができる。製品搬送装置106の板材載置材90は、モータ107により板材載置材90間の空間91に載置部112の載置棒115が挿入可能な位置に停止する。駆動スプロケット93とテンションスプロケット97との間には無端コンベアチェーン92を受けるチェーン受け99が1対のコンベアフレーム100に取り付けられている。
客先の搬送装置109は、棚フレーム1から昇降台55を見て棚フレーム1の左側で、かつ製品搬送装置106から搬送された製品Sを受け取り可能に設けられる。
製品Sが板材載置材90上に載置されると、製品搬送装置106のモータ107を作動させ、板材載置材90上に載置された製品Sを客先の搬送装置109に自動で直接搬送することができる。このようにすると、製品Sを載せた製品パレット15を積込み台260に移送して製品を取り出す場合に比べてリードタイムを短くできる。ディスプレイは客先の搬送装置109で作業する作業者から見える位置、又は客先の搬送装置109にブラケットを設けて取りつけてもよい。
以上、本発明の板材仕分装置について、好ましい実施例を示して説明したが、本発明は、上述した実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の組合せの実施及び/又は種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。収納棚は実施例で説明した位置又は数量に限定されず適宜な位置及び/又は適宜な数量に変更可能である。
上記の実施例では、板材を板材加工機に対して搬入及び搬出する板材仕分装置について説明したが、例えば、板材を板材加工機に対して搬入又は搬出する仕分け可能な立体倉庫などについても適用される。