JP7386282B2 - 切断部材処理装置及び切断システム - Google Patents

Description

本発明は、切断部材処理装置及び切断システムに関する。

特許文献１に、長尺のワークを切断する鋸盤などの切断部と、切断部における切断で得た切断部材の切断面に印字する印字装置とを備えた切断装置が記載されている。

特許第３２８１４０３号公報

特許文献１に記載されたような従来の切断装置で得た切断部材は、長さを測定して製品としての仕様に適合するか否かの合否判定を行う。
切断部材の長さを測定する測長装置は、切断装置とは別体であり、切断部材を切断装置から測長装置へ移動させる時間と、測長装置における切断部材の測長時間との合計時間が、切断装置の動作時間とは別に必要である。
そのため、マークを付す切断部材の測長に要する時間を短縮して、マークが付された切断部材の生産性を向上することができる切断部材処理装置及び切断システムが望まれている。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、次の１）、２）の構成を有する。
１） 切断装置によって金属の長尺ワークから切り出された切断部材を載置し昇降するテーブル本体と、
前記切断部材の切断面が前記テーブル本体の上方の第１の高さ位置にあるときに前記切断面にマークを付与するマーキング装置と、
前記切断部材の製品長を測長し記憶する製品長取得部と、
を備え、
前記製品長取得部は、前記製品長を、前記切断面が前記第１の高さ位置に達するまでの前記テーブル本体の上昇距離に基づいて測長する第１測定部、及び、前記切断面が前記第１の高さ位置とは異なる第２の高さ位置にあるときに、下方に延びて前記切断面に当接する計測子の延出距離に基づいて測長する第２測定部の少なくとも一方を有し、
前記マーキング装置は、前記製品長取得部によって前記製品長を測長後、前記切断面に前記マークを付与する切断部材処理装置である。
２） 金属の長尺ワークから切断部材を切り出す切断装置と、
１）に記載の切断部材処理装置と、
前記切断装置で切り出された前記切断部材を前記切断部材処理装置に搬入するロボットハンド装置と、を備えた切断システムである。

本発明の一態様によれば、マークが付された切断部材の生産性が向上する。

図１は、本発明の実施の形態に係る切断システムの実施例の切断システム９３を含む切断システム群ＳＴの図である。 図２は、切断システム９３の上面図である。 図３は、本発明の実施の形態に係るマーキング装置の実施例である切断部材処理装置７を示す模式的斜視図である。 図４Ａは、切断部材処理装置７が備えるテーブル本体７４２の上面図である。 図４Ｂは、図４ＡにおけるＳ４Ｂ－Ｓ４Ｂ位置での断面図である。 図４Ｃは、テーブル本体７４２に切断部材Ｐ１をクランプした状態を示す上面図である。 図５は、切断部材処理装置７の構成を示すブロック図である。 図６は、切断部材処理装置７における第１の測長動作を説明するための図である。 図７は、切断部材処理装置７における第２の測長動作を説明するための図である。 図８は、切断部材処理装置７における第１の測長動作における光センサ装置７５の動作を説明するための図である。 図９Ａは、切断部材処理装置７の動作の前段を示すフロー図である。 図９Ｂは、切断部材処理装置７の動作の後段を示すフロー図である。

（実施例）
図１は、本発明の実施の形態に係る切断システムの実施例の切断システム９３を含む切断システム群ＳＴの図である。説明の便宜上、前後左右の各方向を図１に示された矢印の方向で規定する。上方向は紙面手前方向であり下方向は紙面裏方向である。

切断システム群ＳＴは、棚装置９１と、第１切断システム９２及び第２切断システム９３とを備える。
棚装置９１は、長尺のワークを多数格納可能で、概略、左右長が約４０ｍで前後長及び高さがそれぞれ約１０ｍあり、建物内の床に設置される。
棚装置９１は、架台１，一対の走行レール２，クレーン装置３，支持棚４，フィーダ５を有する。

架台１は、上面視で矩形に形成された枠体であり、前後の両縁部それぞれに左右に延びる走行レール２を有する。
支持棚４は、金属製の長尺のワークＷを、前後方向を長手とする姿勢で支持する棚である。支持棚４は、上下方向に複数段のワーク支持腕を有する。ワークＷは、各ワーク支持腕に載置されて支持棚４に格納される。

クレーン装置３は、一対の走行レール２によって左右方向に移動可能に支持されており、前後方向に延び上方に凸となる門型を呈する。
クレーン装置３は、左右方向の範囲ＡＲ１を移動する第１クレーン装置３１と、範囲ＡＲ２を移動する第２クレーン装置３２とを有する。
第１クレーン装置３１及び第２クレーン装置３２は、それぞれ支持棚４の任意の位置に載置されたワークＷをピックアップしてフィーダ５が有する第１フィーダ５１及び第２フィーダ５２に搬送する。
第１フィーダ５１と第２フィーダとは、左右方向に離隔して棚装置９１の下部に設けられている。

第１クレーン装置３１によって第１フィーダ５１に搬送されたワークＷ１は、前方に設置された第１切断システム９２に向けて第１中継コンベア６１を介して送り出される（矢印ＤＲ１参照）。
第２クレーン装置３２によって第２フィーダ５２に搬送されたワークＷ２は、前方に設置された第２切断システム９３に向けて第２中継コンベア６２を介して送り出される(矢印ＤＲ２参照)。

第１切断システム９２は、切断装置としての帯鋸盤９２１と、搬出部９２２とを備えている。第２切断システム９３は、切断装置としての丸鋸盤９３１と、搬出部９３２とを備えている。
第１切断システム９２及び第２切断システム９３は、それぞれ第１フィーダ５１及び第２フィーダ５２から供給された長尺ワークＷ１及びワークＷ２を、切断装置で所定の長さに切断しマークを付す。
棚装置９１の動作は、棚制御部１１によって制御される。

図２は、第２切断システム９３の概略上面図である。第２切断システム９３と第１切断システム９２とは概ね同様の構成を有する。以下、両切断システムの代表として第２切断システム９３を説明する。

第２切断システム９３は、切断装置としての丸鋸盤９３１，長尺製品ストッカ９３３，搬出スライダ９３５，切断部材処理装置７，ロボットハンド装置８，短尺製品ストッカ９３４，及びシステム制御装置９３６を含んで構成されている。
丸鋸盤９３１は、第２中継コンベア６２を介して棚装置９１側から供給された長尺のワークＷ２を、所定の長さで切断する。これにより切断部材Ｐ１が得られる。切断部材Ｐ１は後述のマークＭを付与することで製品Ｐ２となる部材なので、以下、中間製品Ｐ１とも称する。
搬出スライダ９３５は、ベース９３５ａ及びクランパ９３５ｂを有する。ベース９３５ａは、矢印ＤＲ３に示されるように、丸鋸盤９３１に対し前後方向に出入りする。搬出スライダ９３５は、丸鋸盤９３１で切断された中間製品Ｐ１をクランパ９３５ｂで把持し、前方に移動する。

ロボットハンド装置８は、ベース部８１，基体部８２，腕部８３，及び把持部８４を有する。
ベース部８１は、前後方向に延びる案内部材であり、内部に駆動部（不図示）を有する。基体部８２は、ベース部８１に支持され駆動部の動作によって前後方向に移動する（矢印ＤＲ４参照）。
基体部８２からは上方に腕部８３が延出している。腕部８３は複数の関節を有する多自由度のロボットハンドである。腕部８３の先端には、中間製品Ｐ１を把持可能な把持部８４が取り付けられている。

ベース部８１の左手には後方側から切断部材処理装置７，短尺製品ストッカ９３４が配置されている。
ベース部８１の右前方には、長尺製品ストッカ９３３が配置されている。

ロボットハンド装置８は、搬出スライダ９３５が搬出した中間製品Ｐ１を把持し、矢印ＤＲ５に示されるように旋回などして姿勢変換し切断部材処理装置７に搬入する。また、ロボットハンド装置８は、切断部材処理装置７でマーキングなどの処理を経た製品Ｐ２を把持し、短尺製品ストッカ９３４に移送する。

切断部材処理装置７は、中間製品Ｐ１にマークＭ（図３参照）を付し、中間製品Ｐ１の軸方向長さを測距して製品長ＨａＰ（図６参照）を測長する。 切断部材処理装置７は、箱状のカバー７１を有する。カバー７１の右上面には、開閉扉７１１が設けられている。ロボットハンド装置８は、開閉扉７１１が開いて開放された搬出入口７１１ａを通して中間製品Ｐ１を搬入し、視覚により識別可能なマークＭが付された製品Ｐ２を搬出する。

図３～図６を参照して切断部材処理装置７の構成を説明する。図３は、本発明の実施の形態に係るマーキング装置の実施例である切断部材処理装置７を示す模式的斜視図である。内部構造の描画のため、カバー７１は二点鎖線で外形を示している。説明の便宜のため、上下左右前後の各方向を矢印で示された方向に規定している。これらの方向は、図１で規定した方向に対応している。図４Ａは、切断部材処理装置７が備えるテーブル本体７４２の上面図である。図４Ｂは、図４ＡにおけるＳ４Ｂ－Ｓ４Ｂ位置での断面図である。図４Ｃは、テーブル本体７４２に中間製品Ｐ１をクランプした状態を示す上面図である。図４Ｃにおいて中間製品Ｐ１は二点鎖線で示されている。図５は、切断部材処理装置７の構成を示すブロック図である。図６は、切断部材処理装置７における第１の測長動作を説明するための図である。

切断部材処理装置７は、カバー７１，レーザマーカ装置７２，ベース部７３，テーブル部７４，光センサ装置７５，シリンダ計測部７６，及び制御装置９４を備えている。
制御装置９４は、図５に示されるように、中央処理装置（ＣＰＵ）９４１，製品長取得部９４２，合否判定部９４３，記憶部９４４，及びマーキング制御部９４５を有する。

カバー７１は、箱状に形成され、右上部が上方ほど左方に向かう傾斜形状とされている。右上部には、矢印ＤＲ５１のように前後方向に移動する開閉扉７１１が設けられており、開閉扉７１１を後方に移動すると、開口部として搬出入口７１１ａが開放される。

カバー７１の内部には、ベース部７３が左右方向を長手として設置されている。ベース部７３は、左右に延びる前縁及び後縁それぞれに設けられた一対のガイドレール部７３１と、ガイドレール部７３１に係合したスライダ７４１を左右方向に移動するテーブル水平駆動部７３２を有する。

テーブル部７４は、一対のスライダ７４１，テーブル本体７４２，及びテーブル昇降駆動部７４３を有する。テーブル昇降駆動部７４３は、昇降エンコーダ７４３ａを有する。
一対のスライダ７４１は既述のように、ベース部７３の一対のガイドレール部７３１にそれぞれ係合し、テーブル水平駆動部７３２の動作によって矢印ＤＲ６のように左右方向に同期して移動する。テーブル水平駆動部７３２の動作は、制御装置９４によって制御される（図５参照）。

テーブル本体７４２は、上面視で正方形となる盤状であり、一対のスライダ７４１によってその上方に位置するよう支持されている。
テーブル本体７４２の上面７４２ｃには、製品クランパ７９及びボールトランスファ群７８Ｇ（図４Ａ参照）がそれぞれ複数設けられている。ボールトランスファ群７８Ｇは、複数のボールトランスファ７８が一列に並べて配置された群である。

ボールトランスファ群７８Ｇには、中間製品Ｐ１がロボットハンド装置８によって載置される。
図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、テーブル本体７４２の中央部には、テーブルセンサ７４２ｄが設置されている。テーブルセンサ７４２ｄは、ボールトランスファ群７８Ｇの上に物体が載せられているか否かを示す載置検出情報Ｊｔを制御装置９４に向け出力する。

上述の構成により、テーブル本体７４２は、ガイドレール部７３１の右端部側の搬出入位置Ｒ１と、左端部側の処理位置Ｒ２との間で移動する。
図３において、テーブル部７４は、搬出入位置Ｒ１及び処理位置Ｒ２に位置した状態がそれぞれ実線で示されている。

テーブル本体７４２は、テーブル昇降駆動部７４３の昇降動作によってスライダ７４１に対して昇降する。図３において、搬出入位置Ｒ１にあるテーブル部７４は、昇降範囲の最下位置にある状態が示されており、処理位置Ｒ２にあるテーブル部７４はテーブル本体７４２が一定距離上昇した状態が示されている。
テーブル昇降駆動部７４３は、テーブル本体７４２の上下方向の移動量を、上下移動情報Ｊｅｖとして制御装置９４に向け出力する昇降エンコーダ７４３ａを備えている。

テーブル本体７４２の上面７４２ｃのボールトランスファ群７８Ｇには、ロボットハンド装置８の把持部８４によって運ばれてきた中間製品Ｐ１が載置される（矢印ＤＲ７参照）。
図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、テーブル本体７４２の上面７４２ｃには、中心を通る角度ピッチ９０°の放射線上にボールトランスファ群７８Ｇが合計で４群配置されている。ボールトランスファ群７８Ｇそれぞれは、放射状に上向きで整列した例えば５個のボールトランスファ７８を有する。
図４Ｂに示されるようにボールトランスファ７８の上方の先端点７８ａは、水平の同一高さである基準高さ位置ＨＲ１に位置している。

テーブル本体７４２の上面７４２ｃには、ボールトランスファ群７８Ｇと角度ピッチで４５°ずれて、径方向に延びる４本のガイド溝７４２ｂが角度ピッチ９０°で形成されている。
ガイド溝７４２ｂには、上下方向を回転軸として回転自由なローラを有する製品クランパ７９が係合している。製品クランパ７９は、クランプ駆動部７４２ａによってガイド溝７４２ｂ内を径方向に移動する（矢印ＤＲ８参照）。

図４Ｃに示されるように、テーブル本体７４２に中間製品Ｐ１を載置すると、中間製品Ｐ１は、ボールトランスファ群７８Ｇの先端点７８ａによって支持される。すなわち、中間製品Ｐ１の下面が基準高さ位置ＨＲ１に位置する。
テーブルセンサ７４２ｄは、テーブル本体７４２に物体（中間製品Ｐ１）が載置されたことを示す載置検出情報Ｊｔを制御装置９４に向け出力する（図５参照）。制御装置９４のＣＰＵ９４１は、クランプ駆動部７４２ａを動作させて４つの製品クランパ７９をテーブル本体７４２の中心に向け移動させることで、中間製品Ｐ１をクランプする。

図３に示されるように、光センサ装置７５は、赤外光などの光ビームＬｎを発光及び受光する装置である。具体的には、光センサ装置７５は、光ビームＬｎを水平に射出する発光部７５ａと、光ビームＬｎを受光する受光部７５ｂとの組からなる。
光ビームＬｎは、テーブル部７４が処理位置Ｒ２にあるときにテーブル本体７４２に載置された中間製品Ｐ１の真上に位置する。換言するならば、光ビームＬｎは、中間製品Ｐ１が載置されたテーブル本体７４２が上昇したときに中間製品Ｐ１によって遮断され得る位置、すなわち、光ビームＬｎが遮光されている位置にある。

制御装置９４の製品長取得部９４２は、図６に示されるように、光ビームＬｎの固定された高さ位置ｈ３と、テーブル本体７４２のボールトランスファ群７８Ｇの基準高さ位置ＨＲ１との間の高さ方向の距離Ｈａを、昇降エンコーダ７４３ａからの上下移動情報Ｊｅｖに基づいて常時取得している。
記憶部９４４には、テーブル本体７４２の昇降の最下位置における最下高さ位置である基準高さ位置ＨＲ１と、光ビームＬｎの高さ位置ｈ３との間の上下方向の距離が基準高さ距離Ｈａ１として記憶されている。

図３に示されるように、マーキング装置であるレーザマーカ装置７２は、レーザ発振器７２１と、レーザ出力ヘッド７２２と、レーザ発振器７２１とレーザ出力ヘッド７２２とを接続するプロセスファイバ７２３とを有する。
レーザ出力ヘッド７２２は、テーブル部７４が処理位置Ｒ２にあるときの中間製品Ｐ１の上方に、前後方向へ移動可能に設置されている。
レーザ出力ヘッド７２２は、下方に向けレーザビームＬｓを射出する。レーザビームＬｓは、光ビームＬｎの高さ位置でフォーカスするよう調整されている。

レーザビームＬｓは、不図示の光学系によって偏向され、金属面に対し、焦点となるよう照射され視覚で認識できる所望の文字及び図形などのマークＭを付与できる。すなわち、レーザビームＬｓによって光ビームＬｎの高さ位置にある金属面にマーキングできる。

シリンダ計測部７６は、テーブル部７４が処理位置Ｒ２にあるときの中間製品Ｐ１の上方に配置されている。シリンダ計測部７６は、本体部７６１と、本体部７６１の下方に向け出入りするロッドである計測子７６２とを有し、計測子７６２の下方への延び出し量に応じた信号がシリンダ測距情報Ｊｍ（図５参照）として出力される。

図７は、シリンダ計測部７６による中間製品Ｐ１の製品長の測長を説明する図である。図７に示されるように、本体部７６１から計測子７６２を下方に延ばして中間製品Ｐ１の切断面Ｐ１ｔに当接される。このときの計測子７６２の上昇端位置ｈ４から下方への延出距離が、シリンダ測距情報Ｊｍとして制御装置９４に向け出力される。つまり、シリンダ測距情報Ｊｍを基に製品長が測長される。

上述の構成において、制御装置９４は、切断部材処理装置７の動作を制御する。
切断部材処理装置７は、中間製品Ｐ１の切断面Ｐ１ｔに対しレーザビームＬｓによってマークＭを付与可能であり、中間製品Ｐ１の軸方向長さである製品長も同時に測長できる。
以下、切断部材処理装置７の動作について、図８，図９Ａ及び図９Ｂも参照して詳述する。
図８は、切断部材処理装置７における第１の測長動作における光センサ装置７５の動作を説明するための図である。図９Ａは、切断部材処理装置７の動作の前段を示すフロー図である。図９Ｂは、切断部材処理装置７の動作の後段を示すフロー図である。

初期状態としてテーブル部７４は、搬出入位置Ｒ１に移動しておき、テーブル本体７４２は、昇降ストロークの最下位置としておく。制御装置９４の製品長取得部９４２は、テーブル本体７４２が昇降ストロークの最下位置にあるときの、昇降エンコーダ７４３ａから出力された上下移動情報Ｊｅｖを、予め記憶部９４４に記憶させておく。光センサ装置７５は、受光状態（ＯＮ）である。

まず、図３に示されるように、開閉扉７１１を開けて搬出入口７１１ａを開放する。そして、ロボットハンド装置８によって、その把持部８４で把持した中間製品Ｐ１を軸線が上下方向となるよう姿勢変換し、搬出入口７１１ａを通してテーブル本体７４２のボールトランスファ群７８Ｇ（図４Ｃ参照）の上に載せる。
その後、把持部８４が搬出入口７１１ａを退避させたら、開閉扉７１１を閉じる。カバー７１内は実質的に密閉状態となる。

テーブル本体７４２のテーブルセンサ７４２ｄは、ボールトランスファ群７８Ｇに中間製品Ｐ１が載せられたことを検出し、載置検出情報Ｊｔとして制御装置９４に向け出力する。

制御装置９４は、載置検出情報Ｊｔを受信し中間製品Ｐ１が載せられたことを把握したら、クランプ駆動部７４２ａを動作させて４つの製品クランパ７９をテーブル本体７４２の中心方向に移動させる。これにより、製品クランパ７９は中間製品Ｐ１をクランプする(Ｓ１)。

次いで、制御装置９４は、テーブル部７４を、搬出入位置Ｒ１から処理位置Ｒ２へ移動する（Ｓ２）。
次いで、制御装置９４は、テーブル昇降駆動部７４３を動作させてテーブル本体７４２を時刻ｔ０から第１の速度Ｖ１で上昇させる（図８：時刻ｔ０＜ｔ＜ｔ１）（Ｓ３）。

制御装置９４は、光センサ装置７５からの光センサ情報Ｊｐを常時監視しており、光センサ情報ＪｐがＯＦＦになったか否かを判定する（Ｓ４）。
制御装置９４は、光センサ情報ＪｐがＯＮ（Ｓ４：Ｎｏ）（光ビームＬｎの受光状態）と判定したら、（Ｓ３）に戻り、テーブル本体７４２の上昇を継続する。
図８に示されるように、テーブル本体７４２が時刻ｔ０の位置からある程度の距離を上昇すると、時刻ｔ１で中間製品Ｐ１が光ビームＬｎを遮り、光センサ情報ＪｐがＯＦＦになる（Ｓ４：Ｙｅｓ）（光ビームＬｎの遮光状態）。つまり、光センサ装置７５の光ビームＬｎが受光状態から遮光状態に遷移するときの切断面Ｐ１ｔの高さ位置をｈ３ａとし、テーブル本体７４２の最下高さ位置である基準高さ位置ＨＲ１からの移動距離Ｈｂａを算出できる。

制御装置９４は、（Ｓ４）でＹｅｓと判定したら、時刻ｔ１から所定時間経過した後の時刻ｔ１２からテーブル本体７４２を第２の速度Ｖ２で下降させる（Ｓ５）。第２の速度Ｖ２は第１の速度Ｖ１と同じ速度又は第１の速度Ｖ１よりも小さい速度とする。つまり、製品長の測長に適するようにＣＰＵ（中央処理装置）９４１がセンサ信号を処理できるまでのタイムラグを無視でき、且つテーブル本体７４２を即時停止させ得る速度が第２の速度Ｖ２である。

制御装置９４は、光センサ装置７５からの光センサ情報Ｊｐが再びＯＮになったか否かを判定する（Ｓ６）。
制御装置９４は、光センサ情報ＪｐがＯＦＦ（Ｓ６：Ｎｏ）（光ビームＬｎの遮光状態）と判定したら（Ｓ５）へ戻り、テーブル本体７４２の下降を継続し、ＯＮ（光ビームＬｎの受光状態）になった（Ｓ６：Ｙｅｓ）と判定したら、直ちにテーブル本体７４２の下降を停止しその位置を維持する（Ｓ７）。
つまり、光センサ装置７５の光ビームＬｎが遮光状態から受光状態へ遷移するときの切断面の高さ位置をｈ３ｂとし、テーブル本体７４２の基準高さ位置ＨＲ１からの移動距離Ｈｂｂを算出できる。これにより、テーブル本体７４２の移動距離である距離Ｈｂを算出できる。
下降の第２の速度Ｖ２を上昇の第１の速度Ｖ１よりも遅く（小さく）することで、テーブル本体７４２の移動した距離Ｈｂを、より高精度に得られる。

製品長ＨａＰは、基準高さ距離Ｈａ１からテーブル本体７４２の移動した距離Ｈｂを差し引いた距離Ｈａとして測長される。
距離Ｈｂは、テーブル本体７４２の速度Ｖ１での上昇中に得られた移動距離Ｈｂａを用いても算出できるが、移動距離Ｈｂａよりも小さい速度Ｖ２で下降中に得られた移動距離Ｈｂｂを用いることで、テーブル本体７４２の停止時の駄走距離も短くなり、同じ制御周期での測定値の精度が向上する。

制御装置９４の製品長取得部９４２は、この状態での距離Ｈａを中間製品Ｐ１の製品長ＨａＰとして取得し（Ｓ８）、記憶部９４４に記憶する。
次いで、制御装置９４の合否判定部９４３は、製品長ＨａＰを、図５に示されるように記憶部９４４に予め記憶されている合格製品長範囲ＨａＰＡと比較し、製品長ＨａＰの合否を判定する（Ｓ９）。
合格製品長範囲ＨａＰＡは、予め設定された、中間製品Ｐ１の製品長ＨａＰの合格範囲である。

合否判定部９４３が（Ｓ９）で不合格（Ｎｏ）と判定した場合として、光センサ装置７５が作動しなかったときについて説明する。
例えば、光センサ情報Ｊｐが、常に遮光状態又は常に受光状態だった場合や、光センサ装置７５の作動が停止した場合である。
これらの場合、図示はしないが、最大製品長の中間製品Ｐ１をテーブル本体７４２に載置してテーブル本体７４２を上昇させると、光センサ装置７５の光ビームＬｎやシリンダ計測部７６に干渉しない位置でテーブル本体７４２の上昇は停止するようになっており、切断面Ｐ１ｔの高さ位置ｈ３ａと切断面Ｐ１ｔの高さ位置ｈ３ｂは不定である。

また、別例として、光センサ情報Ｊｐの元となる信号が不安定で、遮光状態と受光状態を正しく測定できない場合がある。この場合、切断面Ｐ１ｔの高さ位置ｈ３ａと切断面の高さ位置ｈ３ｂは、測定できる可能性はあるが、測定できたとしても、これらに基づく製品長は、予め設定された中間製品Ｐ１の製品長ＨａＰとは異なる値になる。

前述の合否判定部９４３が（Ｓ９）で不合格（Ｎｏ）と判定した場合、製品長取得部９４２は、予備の第２の測長動作として、計測装置であるシリンダ計測部７６による計測を実行する。すなわち、シリンダ計測部７６の計測によって中間製品Ｐ１の予備製品長ＨａＰ２を取得する（Ｓ１４）。

具体的には、制御装置９４は、テーブル本体７４２を下降させて基準高さ位置ＨＲ１に戻す。次いで、製品長取得部９４２は、シリンダ計測部７６のロッドである計測子７６２を下方に延ばし中間製品Ｐ１の切断面Ｐ１ｔに直接接触させて測距する（Ｓ１４）。
シリンダ計測部７６は、計測子７６２の下降距離に応じたシリンダ測距情報Ｊｍを計測結果として出力するので、製品長取得部９４２は、予め記憶部９４４に記憶しておいた、計測子７６２の上昇端位置ｈ４と高さ位置ｈ３とシリンダ測距情報Ｊｍと基準高さ距離Ｈａ１との関係に基づいて、中間製品Ｐ１の製品長を予備製品長ＨａＰ２として求める。

合否判定部９４３は、得られた予備製品長ＨａＰ２を合格製品長範囲ＨａＰＡと比較し、中間製品Ｐ１の製品長について合否判定する（Ｓ１５）。 合否判定部９４３は、（Ｓ１５）で不合格（Ｎｏ）と判定したら、異常が発生したとして、出力装置９５（図３参照）からアラームを出力し（Ｓ１６）、切断部材処理装置７の動作を停止する。

合否判定部９４３が、（Ｓ１５）で合格と判定した場合、及び、（Ｓ９）で合格と判定した場合、マーキング制御部９４５は、レーザマーカ装置７２によるマーキング動作を実行する（Ｓ１０）。

マーキング動作は、マーキング制御部９４５の制御の下、レーザ発振器７２１によってレーザビームを生成し、生成したレーザビームをプロセスファイバ７２３を通してレーザ出力ヘッド７２２へ供給し、供給せれたレーザビームをレーザ出力ヘッド７２２から下方へ所定の出力のレーザビームＬｓとして射出する。
レーザビームＬｓは、既述のように、焦点位置が光ビームＬｎの高さ位置となるように調整されている。（Ｓ７）において下降が停止して維持された中間製品Ｐ１は、その上面である切断面Ｐ１ｔがレーザビームＬｓの焦点位置の高さにある。
つまり、マーキング制御部９４５は、製品長を合否判定部９４３が（Ｓ９）で合格（ＹＥＳ）と判断した場合は、改めてテーブル本体７４２を昇降することなくマーキング動作することができる。マーキング制御部９４５は、製品長を合否判定部９４３が（Ｓ９）で不合格（ＮＯ）と判断した場合であっても、マーキング動作可能な切断面Ｐ１ｔの位置決めができているので、そのタイミングでマーキング動作することもできる。言い換えれば、マーキング制御部９４５は（Ｓ７）完了時にマーキング動作可能である。
これにより、レーザビームＬｓによって切断面Ｐ１ｔにマークＭを付与できる。

付与するマークＭは、文字及び図形などであって、予め中間製品Ｐ１に付与するマークＭとして紐づけされ、記憶部９４４に記憶されている。
マーキング制御部９４５は、中間製品Ｐ１に紐づけされたマークＭを記憶部９４４から取得し、マークＭを、レーザ出力ヘッド７２２の不図示の光学系による左右方向の偏向動作及びレーザ出力ヘッド７２２の前後方向の移動によって切断面Ｐ１ｔに付与する。
切断面Ｐ１ｔにマークＭが付与されて、中間製品Ｐ１は完成した切断製品である製品Ｐ２となる。

（Ｓ１０）のレーザマーキングが終了したら、制御装置９４は、テーブル本体７４２を昇降範囲の最下位置まで下降させ（Ｓ１１）、次いでテーブル部７４を処理位置Ｒ２から搬出入位置Ｒ１に移動させる（Ｓ１２）。
そして、制御装置９４は、製品クランパ７９を外方へ移動して製品Ｐ１のクランプを解除する（Ｓ１３）。これにより、ロボットハンド装置８による製品Ｐ１の外部への搬出が可能となる。

その後、ロボットハンド装置８によって製品Ｐ１を把持し、切断部材処理装置７から搬出して、所定の短尺製品ストッカ９３４に転載する。
切断部材処理装置７で処理し得ない長尺の製品は、丸鋸盤９３１からそのまま長尺製品ストッカ９３３に収容される。

上述の方法は、中間製品Ｐ１に対し、その製品長が合格と判定されてからマーキングを直列的に実行するものであるが、手順として、（Ｓ７）においてテーブル本体７４２の下降を停止して位置を維持したら、合否結果を待たずにマーキング動作を並列的に開始してもよい。合否判定に要する時間はマーキング動作に要する時間に対し極めてわずかであり、この直列的と並列的な手順での製品Ｐ２の生産時間の差は無視できる程度である。
つまり、切断部材処理装置７は、予備の第２の測長動作を行わない通常動作時〔合否判定部９４３が（Ｓ９）で不合格（ＮＯ）と判断しない通常の動作時〕において、改めてテーブル本体７４２を昇降することなくマーキング動作をすることができる。これにより、切断部材処理装置７は、測長工程及びマーキング位置決め工程それぞれの測長時間及びマーキング位置決め時間を共有化して製品Ｐ２の生産時間を短縮できる。

上述のように、本発明の一態様の切断部材処理装置７は、切断装置９３１によって金属の長尺のワークＷ２から切り出された切断部材Ｐ１の切断面Ｐ１ｔにマークＭを付与するマーキング装置７２と、切断部材Ｐ１の製品長ＨａＰを測長し記憶する製品長取得部９４２と、を備え、製品長取得部９４２は切断部材Ｐ１がマーキング装置７２によってマークＭを切断面Ｐ１ｔに付与可能な位置にある状態で製品長ＨａＰを測長する。

これにより、切断部材処理装置７は、製品長ＨａＰの測長のために切断部材Ｐ１を個別の装置間を移動させる時間は発生せず、測長のみに必要な時間もない。 これにより、マークＭが付された製品Ｐ２の生産性が向上する。また、マーキングを付す装置と、製品長を測長する装置とが一体化されているので、省スペースである。

また、切断部材処理装置７は、切断部材Ｐ１が載置され昇降するテーブル本体７４２と、テーブル本体７４２の上方の所定の高さ位置ｈ３において水平に光ビームＬｎの発光及び受光を行うる光センサ装置７５とを備え、マーキング装置は、所定の高さ位置ｈ３を焦点位置とするレーザビームＬｓを上方から射出して所定の高さ位置ｈ３の切断面Ｐ１ｔにマークＭを付与し、製品長取得部９４２は、所定の高さ位置である、切断部材Ｐ１が載置されたテーブル本体７４２の昇降動作によって切断部材Ｐ１が光ビームＬｎの受光されない状態から受光状態へ遷移する位置で、切断部材Ｐ１の製品長ＨａＰを取得するものであってもよい。

製品長の測長とマーキング動作に必要なテーブル本体７４２の昇降動作を共有することにより、切断部材処理装置７は、マークＭが付された製品Ｐ２の生産性が向上し、高精度で切断部材Ｐ１の製品長ＨａＰを取得できる。

また、切断部材処理装置７は、製品長取得部９４２が取得した製品長ＨａＰと、合格とする製品長の範囲である合格製品長範囲ＨａＰＡとを比較して合否を判定する合否判定部９４３を有するものであってよい。

これにより、切断部材処理装置７は、マークＭが付された製品Ｐ２の生産性が向上し、製品Ｐ２の製品長ＨａＰの合否判定ができる。

また、切断部材処理装置７は、合否判定部９４３が製品長ＨａＰを否と判定した場合、製品長取得部９４２は、切断面Ｐ１ｔに計測子７６２を直接接触させる計測装置７６の計測結果に基づいて切断部材Ｐ１の製品長ＨａＰを、予備製品長ＨａＰ２として取得するものであってよい。

これにより、切断部材処理装置７は、光ビームＬｎによる測長が故障などの理由で失敗した場合に、計測子７６２による測長を行って生産を継続することができ、生産性の極端な低下を防止できる。

まだ、切断部材処理装置７は、切断部材Ｐ１がマーキング装置７２によってマークＭを切断面Ｐ１ｔに付与可能な位置にある状態で切断部材Ｐ１の質量を測定可能とする質量センサ７７を備えたものであってよい。

これにより、切断部材処理装置７は、切断部材Ｐ１の切断面Ｐ１ｔへのマークＭの付与及び製品長ＨａＰの取得のみならず、質量も時間を要することなく取得でき、生産性がさらに向上する。

本発明の一態様の切断システム９３は、金属の長尺ワークから切断部材を切り出す切断装置９３１と、切断部材Ｐ１の切断面Ｐ１ｔにマークＭを付与するマーキング装置７２と、切断部材Ｐ１の製品長ＨａＰを取得する製品長取得部９４２と、を備え、製品長取得部９４２は、切断部材Ｐ１がマーキング装置７２によってマークＭを切断面Ｐ１ｔに付与可能な位置にある状態で製品長ＨａＰを取得する切断部材処理装置７と、切断装置９３１で切り出された切断部材Ｐ１を切断部材処理装置７に搬入するロボットハンド装置８とを備えている。

これにより、切断システム９３は、製品長ＨａＰの測長のために切断部材Ｐ１を個別の装置間を移動させる時間は発生せず、測長のみに必要な時間もない。また、切断装置９３１から切断部材処理装置７に自動で切断部材Ｐ１を搬送できるので、マークＭが付された製品Ｐ２の生産性が向上する。また、マーキングを付す装置と、製品長を測長する装置とが一体化されているので、省スペースである。

マークＭを付すマーキング装置である切断部材処理装置７は、光ビームＬｎによる非接触動作を利用した測長の他に、シリンダ計測部７６による計測子７６２の接触を利用した測長も行うことができる。そのため、光ビームＬｎによる測長が故障などの理由で失敗した場合に、計測子７６２による測長を行って生産を継続することができ、生産性の極端な低下を防止できる。

図８に示される中間製品Ｐ１の測長動作で、上昇の第１の速度Ｖ１よりも下降の第２の速度Ｖ２を遅くすることで、光センサ情報Ｊｐが再びＯＮになったときの中間製品Ｐ１の高さ位置ｈ３ｂが高精度に位置決めされる。

本発明の実施例は、上述した構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよい。

テーブル部７４は、テーブル本体７４２に載置された物体の質量を測定する質量センサ７７（図５参照）を備えていてもよい。質量センサ７７は、載置された中間製品Ｐ１の質量を測定し、測定した質量を質量情報Ｊｗとして制御装置９４に向け送出する。これにより、マーキング動作中に中間製品Ｐ１の質量も測定可能となり、切断部材Ｐ１の製品である製品Ｐ２の生産性をより向上させることができる。

制御装置９４に切断補正値取得部を備え、製品長ＨａＰの製品長ＨＰに対する長短傾向から、切断装置である丸鋸盤９３１に対して切断位置の補正を指示するようにしてもよい。例えば、製品長ＨａＰが製品長ＨＰに対し長くなる傾向がある場合には、ワークＷ２の切断位置を、切り出す製品が短くなる方向にずらすよう補正する。また、テーブル部７４が質量センサ７７を備えて質量情報Ｊｗが得られる場合、切断補正値取得部は、製品長ＨａＰと測定した質量とに基づいて補正値を決めることができ、補正制度が向上する。

マークＭに含まれる情報は、少なくとも製品長ＨａＰ，測定した質量を特定できる情報であり、そのほかに製品名称や仕向け先情報を含めてもよく、具体的情報のリンク先を特定できるコード情報であってもよい。またマークＭの表記形式は一次元又は二次元のバーコードのうちのいずれでもよい。また、マークＭは、レーザビームＬｓにより付与するものに限らず、インクジェット方式で付与してもよい。

実施例において、中間製品Ｐ１を載せたテーブル本体７４２が上昇し、その中間製品Ｐ１によって光センサ装置７５の光ビームＬｎを遮断する構成について説明したが、これに限定されない。例えば、テーブル本体７４２が固定され、光センサ装置７５を昇降させる構成にしてもよい。

光センサ装置７５の位置、すなわち光ビームＬｎの位置を水平方向に移動させて、中間製品Ｐ１の製品長を直径方向に移動させて複数回測長してもよい。これにより、切断面Ｐ１ｔの切れ曲がり状態、或いは切断面Ｐ１ｔの面粗さを把握でき、切断装置（丸鋸盤９３１）の鋸刃の残り寿命を把握できる。

７ 切断部材処理装置
７１ カバー
７１１ 開閉扉
７１１ａ 搬出入口
７２ レーザマーカ装置（マーキング装置）
７２１ レーザ発振器
７２２ レーザ出力ヘッド
７２３ プロセスファイバ
７３ ベース部
７３１ ガイドレール部
７３２ テーブル水平駆動部
７４ テーブル部
７４１ スライダ
７４２ テーブル本体
７４２ａ クランプ駆動部
７４２ｂ ガイド溝
７４２ｃ 上面
７４２ｄ テーブルセンサ
７４３ テーブル昇降駆動部
７４３ａ 昇降エンコーダ
７５ 光センサ装置
７５ａ 発光部
７５ｂ 受光部
７６ シリンダ計測部（計測装置）
７６１ 本体部
７６２ 計測子
７７ 質量センサ
７８ ボールトランスファ
７８ａ 先端点
７８Ｇ ボールトランスファ群
７９ 製品クランパ
８ ロボットハンド装置
９１ 棚装置
９２ 第１切断システム
９３ 第２切断システム
９３１ 丸鋸盤
９３２ 搬出部
９３３ 長尺製品ストッカ
９３４ 短尺製品ストッカ
９３５ 搬出スライダ
９３５ａ ベース
９３５ｂ クランパ
９３６ システム制御装置
９４ 制御装置
９４１ 中央処理装置（ＣＰＵ）
９４２ 製品長取得部
９４３ 合否判定部
９４４ 記憶部
９４５ マーキング制御部
９５ 出力装置
ＡＲ１，ＡＲ２ 範囲
Ｈａ 距離
Ｈａ１ 基準高さ距離
ＨａＰ 測距製品長
ＨａＰ２ 予備測距製品長
ＨａＰＡ 合格製品長範囲
Ｈｂ 距離
Ｈｂｂ，Ｈｂａ 移動距離
ＨＲ１ 基準高さ位置（最下高さ位置）
ｈ３，ｈ３ａ，ｈ３ｂ 高さ位置
ｈ４ 上昇端位置
Ｊｔ 載置検出情報
Ｊｅｖ 上下移動情報
Ｊｍ シリンダ測距情報
Ｊｐ 光センサ情報
Ｊｗ 質量情報
Ｌｎ 光ビーム
Ｌｓ レーザビーム
Ｍ マーク
Ｐ１ 中間製品（切断部材）
Ｐ１ｔ 切断面
Ｐ２ 製品
Ｒ１ 搬出入位置
Ｒ２ 処理位置
ＳＴ 切断システム群
Ｖ１ 第１の速度
Ｖ２ 第２の速度
Ｗ，Ｗ１，Ｗ２ ワーク

Claims (8)

1. 切断装置によって金属の長尺ワークから切り出された切断部材を載置し昇降するテーブル本体と、
   前記切断部材の切断面が前記テーブル本体の上方の第１の高さ位置にあるときに前記切断面にマークを付与するマーキング装置と、
   前記切断部材の製品長を測長し記憶する製品長取得部と、
   を備え、
   前記製品長取得部は、前記製品長を、前記切断面が前記第１の高さ位置に達するまでの前記テーブル本体の上昇距離に基づいて測長する第１測定部、及び、前記切断面が前記第１の高さ位置とは異なる第２の高さ位置にあるときに、下方に延びて前記切断面に当接する計測子の延出距離に基づいて測長する第２測定部の少なくとも一方を有し、
   前記マーキング装置は、前記製品長取得部によって前記製品長を測長後、前記切断面に前記マークを付与する切断部材処理装置。
2. 前記第１の高さ位置において水平に光ビームの発光及び受光を行う光センサ装置を備え、
   前記マーキング装置は、前記第１の高さ位置を焦点位置とするレーザビームを上方から射出して前記第１の高さ位置の前記切断面にマークを付与し、
   前記製品長取得部が前記第１測定部を有する場合に、前記切断部材を載置した前記テーブル本体の昇降動作によって前記切断部材が前記光ビームの受光されない状態から受光状態へ遷移する位置で、前記切断部材の製品長を取得する請求項１記載の切断部材処理装置。
3. 切断装置によって金属の長尺ワークから切り出された切断部材の切断面にマークを付与するマーキング装置と、
   前記切断部材の製品長を測長し記憶する製品長取得部と、
   前記切断部材を載置し昇降するテーブル本体と、
   前記テーブル本体の上方の所定の高さ位置において水平に光ビームの発光及び受光を行う光センサ装置と、を備え、
   前記マーキング装置は、前記所定の高さ位置を焦点位置とするレーザビームを上方から射出して前記所定の高さ位置の前記切断面にマークを付与し、
   前記製品長取得部は、前記所定の高さ位置である、前記切断部材が載置された前記テーブル本体の昇降動作によって前記切断部材が前記光ビームの受光されない状態から受光状態へ遷移する位置で、前記切断部材の製品長を取得する切断部材処理装置。
4. 前記製品長取得部が取得した製品長と、合格とする製品長の範囲である合格製品長範囲とを比較して合否を判定する合否判定部を有する請求項１～３のいずれか１項に記載の切断部材処理装置。
5. 前記製品長取得部が取得した製品長と、合格とする製品長の範囲である合格製品長範囲とを比較して合否を判定する合否判定部を有し、
   前記製品長取得部が前記第１測定部及び前記第２測定部を有する場合に、
   前記合否判定部が、前記第１測定部が測長した前記製品長を否と判定したら、前記製品長取得部は、前記第２測定部の計測結果に基づいて前記切断部材の製品長を、予備製品長として測長する請求項１又は請求項２記載の切断部材処理装置。
6. 前記製品長取得部が取得した製品長と、合格とする製品長の範囲である合格製品長範囲とを比較して合否を判定する合否判定部を有し、前記合否判定部が前記製品長を否と判定した場合、前記製品長取得部は、前記切断面に計測子を直接接触させる計測装置の計測結果に基づいて前記切断部材の製品長を、予備製品長として測長する請求項３記載の切断部材処理装置。
7. 前記切断部材が前記マーキング装置によって前記マークを前記切断面に付与可能な位置にある状態で前記切断部材の質量を測定可能とする質量センサを備えた請求項１～６のいずれか１項に記載の切断部材処理装置。
8. 金属の長尺ワークから切断部材を切り出す切断装置と、
   請求項１～７のいずれか１項に記載の切断部材処理装置と、
   前記切断装置で切り出された前記切断部材を前記切断部材処理装置に搬入するロボットハンド装置と、を備えた切断システム。

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