JPH0643044B2 - 木材加工装置における被加工物の加工方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、数値制御される加工ヘッドによって被加工
物を所定形状に切削加工するための自動化された木材加
工装置に係り、詳細には被加工物の搬入、位置決め固
定、加工及び搬出に至る一連の工程を自動的に行えるよ
うにした木材加工装置における被加工物の加工方法及び
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に木材加工装置で被加工物の切削加工を行う際、こ
の被加工物をテーブル上で固定する必要があり、その手
段として、上記被加工物を真空吸着により固定すること
は既に知られている。

第１９図に示したのは、従来の被加工物吸着手段を備え
た木材加工装置の概略的な正面図である。図において、
１は木材加工装置、２は加工ヘッド、３は切削刃、４は
テーブル、１００は被加工物吸着治具、１０１は吸引ポ
ンプ、１０２は固定具、１０３は固定ボルト、そしてＡ
は被加工物である。

次に動作について説明する。被加工物Ａは、この被加工
物Ａの形状及び大きさに合わせて製作された被加工物吸
着治具１００に収容される。被加工物吸着治具１００は
例えば固定具１０２、固定ボルト１０３等の治具クラン
プ手段によって、テーブル４上の所定位置に位置決めさ
れた後に固定される。この被加工物吸着治具１００は吸
引ポンプ１０１に接続されるように構成されており、吸
引ポンプ１０１の作動によって被加工物Ａは被加工物吸
着治具１００に真空吸着され該治具１００を介してテー
ブル４上の所定位置に固定される。この固定状態におい
て加工ヘッド２を作動させると共に切削刃３をも独自に
回転、振動等の駆動をさせて被加工物Ａの加工を行って
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の木材加工装置にあっては、被加工物の切削加工に
際して、その都度、被加工物の形状及び大きさに合わせ
た専用の吸着治具を製作しなければならず、その製作工
数は莫大なものであった。しかもこれら吸着治具は極め
て汎用性に乏しく、従ってこれら吸着治具の保管のため
に広大な専用スペースを必要としていた。また、これら
吸着治具の加工製品に占めるコストの割合は大きく、加
工製品のコストダウンを進める上での障害となってい
た。さらに、被加工物の切削加工に際して、吸着治具を
セットする時間を必要とし、多品種少量生産においては
特に装置の実稼働率を向上させるのに対して妨げとなっ
ていた。

従来の木材加工装置における被加工物の吸着手段では、
被加工物の形状及び大きさに合わせて製作した専用の吸
着治具の実効吸着力が少ない場合に、簡単に吸着力を増
加させることができず、いきおい安全を見て吸着力以外
の補助クランプ手段を併用せざるを得ない設計となり、
被加工物の端部にクランプ代として余分な材料取りを必
要としていた。

また、作業の大部分を人手に頼っているため、被加工物
を多量に処理する場合等には、作業が効率的に行われ
ず、ミスも発生しやすい等の問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、別途専用吸着治具を必要とすることなく、被
加工物の大きさや形状に応じて自動的に被加工物を加工
スペースの所定位置に位置決めして、固定すると共に、
加工製品の搬出等を全て自動的に行うことができるシス
テム化された木材加工装置における被加工物の加工方法
及び装置を得ることを目的としている。

さらに、この発明は被加工物の大きさや形状に応じて、
被加工物への実効吸着力を変更可能とし予め最適吸着力
を得るように設定して、補助クランプ手段を不要となし
被加工物にクランプ代を加えず経済的な材料取りが可能
な木材加工装置における被加工物の加工方法及び装置を
得ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る木材加工装置における被加工物の加工方
法および装置は、数値制御により木材加工装置を一括制
御する制御装置に、加工スペースに搬入される被加工物
の大きさ及び形状の数値データを入力し、この数値デー
タに基づいて、上記加工スペースの平面のＸ軸方向及び
Ｙ軸方向に移動可能に配列され且つ上記被加工物を吸着
固定する複数の吸着パット装置から最適な数の吸着パッ
ト装置を選択して配置し、各吸着パット装置の吸着力が
最適となるように該吸着力を制御し、木材加工装置の本
体内に揺動支点を有する搬入搬出コンベアを設け、この
揺動支点を中心とする搬入搬出コンベアの上下方向の揺
動によってその搬送面を木材加工装置の加工スペースに
出没可能とし、搬送面が加工スペースに出現した状態で
被加工物を加工スペース内に搬入するのを第１ステップ
となし、上記複数の吸着パット装置上に上記搬入搬出コ
ンベアを下降させ加工スペースから退避させると共にコ
ンベア上の被加工物を下降中に吸着パット装置上に載置
するのを第２ステップとなし、上記平面Ｘ軸方向及びＹ
軸方向に各々直交する上記加工スペースにおけるそれぞ
れの端部付近に出没可能な位置決めストッパと該ストッ
パの出現位置の略対向位置に配設され、上記加工スペー
スに出現及び又は退避可能な押圧手段とより成る位置決
め手段を設け、加工スペースの相隣る二側面の下端部付
近にそれぞれ位置決めストッパを上昇出現させ、各々対
応する押圧手段によって被加工物を位置ストッパに押圧
して位置決めう行うのを第３ステップとなし、上記吸着
パット装置によって上記被加工物を吸着固定したのち、
上記位置決めストッパ及び押圧手段を上記加工スペース
により退避させて加工を行うのを第４ステップとなし、
加工終了を確認し、上記吸着パット装置による吸着を解
除した後、上記搬入搬出コンベアを上昇せしめ製品を搬
出するのを第５ステップとなすと共に、入力された上記
被加工物の大きさ及び形状の数値データに基づき上記木
材加工装置の加工ヘッド、上記搬入搬出コンベア、上記
吸着パット装置、上記位置決めストッパ及び上記押圧手
段等の動作を一括制御する制御装置を設け、上記第１ス
テップから第５ステップまでの各ステップを自動的に行
えるようにした木材加工装置における被加工物の加工方
法及び装置である。

〔作用〕

この発明の木材加工装置における被加工物の加工方法及
び装置では、搬入搬出コンベアの搬送面が加工スペース
内に到達するようにコンベアを上昇させ、搬送駆動する
ことにより装置外の被加工物が加工スペースに搬入され
る。実質的に被加工物の載置面を構成する吸着パット装
置は、被加工物の大きさや形状に対応した配列間隔を得
るため、予めＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させて離散及
び又は集合状態を形成する。加工スペース内に搬入され
た被加工物は搬入搬出コンベアの下降によって吸着パッ
ト装置上に載置される、搬入搬出コンベアはさらに下降
を継続し加工スペースより没する。加工スペースに出現
した位置決め手段を作動させて被加工物を位置決めし、
吸着パット装置を作動させて被加工物を固定する。そし
て位置決め手段の作動を解除し、加工スペースより退避
させると加工スペースには被加工物のみが存在すること
となり、邪魔となるものはなく、被加工物の加工が円滑
に遂行できる。加工が終了すると吸着パット装置を解除
し、固定状態を解除された加工製品は上昇してきた搬入
搬出コンベアによって拾い上げられ同コンベヤの搬送駆
動によって加工スペース外へと搬出される。加工ヘッ
ド、搬入搬出コンベア、吸着パット装置及び位置決め装
置等の動作が制御装置によって一括制御されるので、被
加工物の加工が自動的に遂行し得る。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図(A)はこの発明の一実施例を示す木材加工装置の
正面図であり、第１図(B)はその加工ユニットの斜視図
である。図において、１は木材加工装置、Ｓは加工スペ
ース、２は木材加工装置１のヘッドで、このヘッド２に
は加工ユニット２ａが複数取り付けられ、各加工ユニッ
ト２ａにはモータＭ_１で回転駆動される主軸スピンドル
ＭＳを備え、この主軸スピンドルＭＳの下端に切削刃３
が着脱可能に取付けられている。なお、上記ヘッド２は
従来の木材加工装置１の場合と同様にＮＣ制御により昇
降駆動されると共に、平面Ｘ−Ｙ方向に駆動されるよう
になっている。２００は搬入搬出コンベアで、該コンベ
ア２００の一端は木材加工装置１の装置本体内に揺動可
能に支持されている。該コンベア２００の他端側は上下
方向に移動可能であり、上昇して上死点に達すると該コ
ンベア２００の搬送面が加工スペースＳ内に位置し、該
コンベア２００の駆動によって被加工物Ａの加工スペー
スＳ内への搬入及び加工製品の加工スペースＳからの搬
出が可能となる。６は吸着パット装置で、該パット装置
６の上端面は実質的に被加工物Ａの載置面を構成する。
吸着パット装置６は加工スペースＳの平面Ｘ軸方向及び
Ｙ軸方向に移動可能となっているので、被加工物Ａの形
状、大きさに応じて最適の吸着力が得られるよう予め個
々の装置６の位置が選択制御される。

７０はＸ軸方向位置決めストッパであり、後述のＹ軸方
向位置決めストッパ８０と共に加工スペースＳ内に出没
自在に構成され位置決めに際しては加工スペースＳ内に
出現し基準面を形成して進行してきた被加工物Ａに当接
して停止させる。９０はＸ軸方向押圧手段であり、前記
Ｘ軸方向位置決めストッパ７０のほぼ対向位置に配設さ
れ、Ｙ軸方向ストッパ８０に対して同様に配置されるＹ
軸方向押圧手段３００と共に加工スペースＳ内に出現及
び／又は退避可能になっており、被加工物Ａの位置決め
に際して被加工物Ａを位置決めストッパ７０の方向に押
圧し位置決めを行う。

第２図は搬入搬出コンベアを示す側面図である。図にお
いて、２００は搬入搬出コンベア、２０１はコンベアベ
ルト、２０２は駆動ローラ、２０３は従動ローラ、２０
４は保持ローラ、２０５，２０６はテンションローラ、
２０７は駆動軸であり駆動ローラと不図示のキー部材等
の係止部材によって一体的に結合されて自身の回転駆動
力を該ローラ２０２に伝達すると共に該駆動軸２０７は
支持板２１２に回動自在に軸支されている。

２０８は空圧シリンダ、２０９はシリンダロッド、２１
０はアクチュエータ、２１１はアクチュエータ２１０の
回動支軸であり、上記支持板２１２に固設される。２１
３はコンベアステー、Ｍ_２は可逆回転可能なコンベア駆
動モータであり、不図示のギア群を介して減速された回
転駆動力を駆動軸２０７に伝達する。

次に動作について説明する。上記アクチュエータ２１０
の一端には円形カムが回動可能に軸支され、コンベアス
テー２１３に固設された結合片２１３１のカム溝に移動
可能に係合している。上記アクチュエータ２１０の他端
は空圧シリンダ２０８のシリンダロッド２０９の先端部
に結合部材を介して該シリンダロッド２０９の軸方向と
同一平面内に回動可能に軸支されている。また、上述の
如くアクチュエータ２１０はほぼその中央部で上記回動
支軸２１１によって支持板２１２の面上に回動可能に軸
支されているので空圧シリンダ２０８を作動させて、シ
リンダロッド２０９をピストン運動させると、アクチュ
エータ２１０によって、シリンダロッド２０９の水平ピ
ストン運動は結合片２１３１の上下運動へと変換され
る。コンベアベルト２０１は駆動ローラ２０２、従動ロ
ーラ２０３、保持ローラ２０４の間を巻回わされる無端
状ベルトでありテンションローラ２０５，２０６によっ
てテンションが調整される。この搬入搬出コンベア２０
０はコンベアベルト２０１の搬送面が上昇して加工スペ
ースＳ内を通過可能となったときに、コンベア駆動モー
タＭ_２を可逆回転させ、搬入または搬出を行わせるもの
である。なお支持板２１２は後述の吸着パット装置のパ
ット取付ユニットに固着され、該ユニットのＸ軸方向の
移動にともなって移動する。

第３図は木材加工装置の被加工物吸着パット装置を示す
正面図、第４図は同側面図、第５図は同平面図、第６図
は被加工物吸着パット装置の要部断面図である。

木材加工装置１は被加工物Ａを加工する加工スペースＳ
を備えている。この加工スペースＳの底部付近にはテー
ブル４が配設され、テーブル４の上部に第３図〜第５図
に示すように複数のパット取付ユニット５_１〜５_ｎが並
行配列されている。これらのパット取付ユニット５_１〜
５_ｎには、複数の吸着パット装置６がＹ軸方向へ移動可
能に装架されている。すなわち、上記各パット取付ユニ
ット５_１〜５_ｎは、第５図および第６図(A),(B)に示す
ように、上記テーブル４に装架されたＸ軸方向のスクリ
ューロッド（ユニットガイド手段）７に螺合され、該ス
クリューロッド７に沿ってＸ軸方向へ往復移動方向に支
持されている。

ここで上記吸着パット装置６の構成を第７図に基づいて
詳述する。上記吸着パット装置６は、上記Ｙ軸方向のス
クリューロッド８に下部が螺合されたパット支持筒６０
を備えている。このパット支持筒６０には、その周壁上
部から周壁下部に向かってパット下降用流体供給ポート
６１とパット上昇用流体供給ポート６２および吸引ポー
ト６３のそれぞれが順次設けられている。

上記パット下降用流体供給ポート６１および上昇用流体
供給ポート６２は、圧力流体（エアー）供給源に電磁切
換弁等を介して接続される。また、上記吸引ポート６３
は真空吸引ポンプ等の真空吸引源に接続される。

かかるパット支持筒６０内には、パット支持ロッド６４
が昇降自在に嵌挿され、該パット支持ロッド６４の上端
側は上記パット支持筒６０の上端から突出している。そ
して、上記パット支持ロッド６４の外周面部には環状受
圧突部６５が一体形成されている。この環状受圧突部６
５は、上記パット支持筒６０の内周面と上記パット支持
ロッド６４の外周面との間で上記パット下降用流体供給
ポート６１に接続した下降用圧力室６１ａと、パット上
昇用流体供給ポート６２に接続した上昇用圧力室６２ａ
とを仕切っている。

また、上記パット支持ロッド６４には、その軸心部に沿
う吸引路６６が設けられ、この吸引路６６の下端部は上
記吸引ポート６３側に屈曲した屈曲孔部６６ａとなって
いる。

この屈曲孔部６６ａは、第７図(B)に示すように上記パ
ット支持ロッド６４の上昇位置で上記吸引ポート６３に
接続し、且つ第７図(A)に示すように上記パット支持ロ
ッド６４の下降位置では上記吸引ポート６３から下降変
位して該吸引ポート６３とは遮断されるようになってい
る。かかるパット支持ロッド６４の上端には吸着パット
６７が取付けられている。

この吸着パット６７には、その上面に開口した吸引口６
８が設けられ、この吸引口６８は上記吸引路６６に接続
している。

このようにして吸着パット装置６が構成され、その複数
が上記各パット取付ユニット５_１〜５_ｎのそれぞれに配
列されている。

ここで、上記各パット取付ユニット５_１〜５_ｎには、そ
れぞれの長手方向に沿うＹ軸方向のスクリューロッド８
が装架され、このスクリューロッド（パットガイド手
段）８に上記複数の吸着パット装置６が往復移動自在に
螺合されている。そして、上記各パット取付ユニット５
_１〜５_ｎが上記Ｘ軸方向のスクリューロッド７に螺合さ
れている。従って、上記各吸着パット装置６はＸ軸方向
およびＹ軸方向のそれぞれに往復移動可能な支持構成と
なっている。

また、上記各吸着パット装置６は個々にサーボモータＳ
Ｍ１，ＳＭ２を備えており、これらのサーボモータＳＭ
１，ＳＭ２の正逆回転起動により、上記各吸着パット装
置６がＸ軸方向のスクリューロッド７およびＹ軸方向の
スクリューロッド８に沿って往復移動するようになって
いる。

すなわち、上記サーボモータＳＭ１，ＳＭ２は第７図
(A)および第６図(A)に示すように、それぞれの出力軸に
嵌着された主動ベベルギヤ９ｂ，９ａと、上記Ｘ軸方向
のスクリューロッド７およびＹ軸方向のスクリューロッ
ド８に螺合されて上記主動ベベルギヤ９ｂ，９ａに噛合
した従動ベベルギヤ１０ｂ，１０ａとを有する図示例構
成となっている。ここで、上記各パット取付ユニット５
_１〜５_ｎは、例えば第６図(A)において、それぞれの端
部に位置するサーボモータＳＭ２の主動ベベルギヤ９ａ
が第６図(A)に示すようにＸ軸方向のスクリューロッド
７に螺合され、そのサーボモータＳＭ２の正逆回転起動
により上記各パット取付ユニット５_１〜５_ｎがＸ軸方向
に移動するようになっている。

次に動作について説明する。木工用ルータ１による被加
工物の切削加工に際しては、第８図および第９図に示す
ように被加工物Ａを複数の吸着パット装置６７上に載置
して吸着固定させる。この場合の被加工物Ａは、例えば
第８図に示す形状のものや第９図に示す大きさのものな
ど、形状や大きさが様々である。

そこで、パット取付ユニット５_１〜５_ｎ駆動系のサーボ
モータＳＭ２を制御起動させ、上記各パット取付ユニッ
ト５_１〜５_ｎがＸ軸方向のスクリューロッド７に沿って
Ｘ軸方向に走行駆動される。これによって、上記各パッ
ト取付ユニット５_１〜５_ｎの相互間隔が被加工物Ａの大
きさや形状に対応した間隔に自動調整される。同時に、
各吸着パット装置６のそれぞれのサーボモータＳＭ１を
制御起動させると、それらの吸着パッと装置６がＹ軸方
向のスクリューロッド８に沿ってＹ軸方向に走行駆動さ
れる。これによって上記各パット取付ユニット５_１〜５
_ｎにおけるそれぞれの吸着パット装置６の相互間隔が被
加工物Ａの大きさや形状に対応した間隔に同時的に自動
調整される。

このようにして、上記各吸着パット装置６のそれぞれが
Ｘ軸方向およびＹ軸方向に自動的に位置調整されること
により、被加工物Ａの大きさや形状に対応した吸着パッ
ト装置６の配列間隔が得られる。

このような配列間隔に位置調整された吸着パット装置６
であっても、その全てで被加工物Ａを吸着固定するとは
限らず、被加工物Ａの形状や大きさによっては、第８図
および第９図の点線で示す部分の吸着パット６７が上記
被加工物Ａを吸着固定し、同図中の実線部分の吸着パッ
ト６７は用をなさなくなる。

そこで、被加工物Ａの吸着可能範囲内（第８図および第
９図の点線部分）にある吸着パット６７のみを上昇さ
せ、それ以外（実線部分）の吸着不能な吸着パット６７
は下降させたままにしておく。すなわち、吸着可能範囲
内の吸着パット６７にあっては、その系統のパット支持
筒６０のパット上昇用流体供給ポート６２から圧力流体
を供給することにより、その圧力流体が上昇用圧力室６
２ａ内に流入し、パット支持ロッド６４の環状受圧突部
６５に下側から作用することにより、上記パット支持ロ
ッド６４が上昇動作する。そして、その上昇位置では、
パット支持ロッド６４の吸引路６６の屈曲孔部６６ａが
吸引ポート６３に接続する。このため、吸着パット６７
の吸引口６８に吸引力が作用し、その吸引力によって上
記吸着パット６７上に被加工物Ａが吸着固定される。こ
の状態で加工ヘッド２の切削刃３によって上記被加工物
Ａの切削加工が行われる。この切削加工時に、用をなさ
ない（使用しない）吸着パット６７は下降しているの
で、上記切削加工の邪魔になるようなことはない。ま
た、上記吸着パット６７を下降させるには、パット上昇
用流体供給ポート６２からの圧力流体の供給を停止し、
パット下降用流体供給ポート６１圧力流体を供給する。
すると、そのパット下降用流体供給ポート６１から下降
用圧力室６１ａ内に圧力流体が流入し、この圧力流体が
パット支持ロッド６４の環状受圧突部６５に上側から作
用することにより、上記パット支持ロッド６４が下降動
作する。そして、その下降位置では、パット支持ロッド
６４の屈曲孔部６６ａがパット支持筒６０の吸引ポート
６３より下方に変位することにより、上記吸引ポート６
３が上記パット支持ロッド６４によって遮断される。従
って、下降した吸着パット６７には吸引力が作用せず、
この状態で吸着パット６７は下降位置に待機する。

第１０図は全部の吸着パット６７を用いる場合を例とし
て、被加工物Ａの大きさに応じて各吸着パット６７の間
隔を変えた場合を示す。同図(A)は大きな被加工物Ａの
場合であり、各吸着パット６７の間隔を広くとってい
る。同図(B)は小さい被加工物Ａの場合であり、各吸着
パット６７の間隔は非常に狭くなっている。

第１１図乃至第１３図は被加工物の位置決め装置を示す
木材加工装置の平面図、正面図、そして側面図である。
これらの図において、７０はＸ軸方向位置決めストッ
パ、８０はＹ軸方向位置決めストッパ、９０はＸ軸方向
押圧手段、３００はＹ軸方向押圧手段である。４００は
Ｙ軸方向固定押圧手段である。Ｘ軸方向及びＹ軸方向位
置決めストッパ７０，８０は、被加工物Ａに当接する当
接部を有する位置決め定規７１，８１と、空圧シリンダ
７２，８２と、この空圧シリンダ７２，８２をテーブル
４に固着する固着台７３，８３とより構成される。空圧
シリンダ７２，８２のシリンダロッドの先端に前記位置
決め定規７１，８１が固着される。位置決め定規７１，
８１は空圧シリンダ７２，８２の作動に応じて加工スペ
ースＳに出現及び／又は退避する。

第１４図はＸ軸方向押圧手段を示す側面図である。同図
において、９１はアーム回動シリンダ、９２はアーム昇
降シリンダ、９３はアーム、９４はアーム回動支点、９
５は押圧キャリッジ、９６は押圧板、９７がキャリッジ
ガイドレール、９８は支柱、９９はアーム支持部材、Ｍ
_３はキャリッジ移動モータである。

次にＸ軸方向押圧手段９０の動作を説明する。支柱９８
は加工ヘッド２に固設されている。アーム昇降シリンダ
９２は支柱９８に一体的に固設され、シリンダロッドの
先端にはアーム支持部材９９を介してアーム９３が結合
されているので、アーム昇降シリンダの作動に応じてア
ーム９３が上下動を行う。一方、アーム支持部材９９の
両側端にはアーム回動シリンダ９１が回動可能に軸支さ
れ、アーム回動シリンダ９１のシリンダロッドの先端に
はアームが軸支されている。そしてアーム９３はアーム
回動支点９４によって軸支されているので、アーム回動
シリンダ９１の作動に応じて、水平方向に延出した状態
からほぼ垂直な退避状態へ約９０°の回動が可能であ
る。アーム９３の下端にはキャリッジガイドレール９７
が配設され押圧キャリッジ９５はこのキャリッジガイド
レール９７を把持係合しアーム９３の長手方向に移動が
可能である。そしてアーム９３の先端に設設けたキャリ
ッジ移動モータＭ_３によってアーム９３の長手方向に移
動される。押圧キャリッジ９５には被加工物Ａに当接し
て押圧する押圧板９６が取付けられている。被加工物Ａ
が吸着パット装置６に載置された後、Ｘ軸方向押圧手段
９０を取付けた加工ヘッド２を移動させ該手段９０が被
加工物ＡのＸ軸方向の外方付近に位置するようにして停
止する。次いで、アーム回動シリンダ９１を作動させて
アーム９３を水平状態にする。その後、アーム昇降シリ
ンダ９２が作動して押圧板９６が押圧位置付近に停止す
る。その後第１３図に示したＺ軸サーボモータＳＭ３に
よってＸ軸方向押圧手段９０の上下微調整して押圧板９
６の最適位置を設定する。押圧キャリッジ９５も被加工
物Ａの形状、大きさに応じて移動し、位置を設定する。
押圧板９６の最適位置を決定した後、Ｘ軸方向シリンダ
９５ａによって該押圧板９６をＸ軸方向に移動させて被
加工物ＡをＸ軸方向に押圧し位置決めを行う。

第１５図はＹ軸方向押圧手段を示す側面図である。図に
おいて、３０１は加工ヘッド２の下方に固設された下降
シリンダ、３０２は水平押圧シリンダ、３０３は押圧部
材、３０４はシリンダ接続ブロックである。下降シリン
ダ３０１と水平押圧シリンダ３０２はシリンダ接続ブロ
ック３０４によって接続されている。押圧部材３０３の
下降位置は一定であり、常に被加工物Ａを押圧可能な位
置に設定されている。

第１６図はＹ軸方向固定押圧手段を示す側面図であり、
図において、４０１は押圧シリンダ、４０２は昇降シリ
ンダ、４０３は結合ブロック、４０４は押圧ヘッド、４
０５は押圧部である。押圧シリンダ４０１は装置本体の
ガントリー部に固設される。押圧シリンダ４０１のシリ
ンダロッド先端には、昇降シリンダ４０２を接続するた
めの結合ブロック４０３が固着されていて、押圧ヘッド
４０４を固着した昇降シリンダ４０２を接続する。押圧
ヘッド４０４の先端に取付けられた押圧部材４０５によ
て被加工物ＡをＹ軸方向に押圧する。上記押圧部材４０
５の加工面からの高さは上記押圧部材３０３と同様に上
記昇降シリンダ４０２のストロークによって決まり一定
である。

第１７図(A),(B),(C)は被加工物Ａを加工するときのフ
ローチャートである。このフローチャートはこの発明に
係る木材加工装置における被加工物の加工方法及び装置
によって被加工物の自動加工を行う場合の動作例を示し
たものである。

これらのフローチャートを参照して動作について説明す
る。まず、被加工物の大きさと形状は後述の制御装置
の、切削プログラムを作成するＣＡＤシステムに入力さ
れる。入力された形状・大きさにより吸着パット装置の
最適な選択、上昇、移動データと、加工データが生成さ
れる。これらデータはオンライン、又はオフラインで装
置内の制御装置のＣＰＵに入力される。ＣＰＵは吸着パ
ット装置６の制御回路に対し使用するパット装置の選
択、上昇及び移動を支持する。吸着パット装置６の準備
が完了したことを確認して、搬入搬出コンベア２００を
上昇させる。このとき吸着パット装置６の吸着パット６
７の上端面が実質的に形成する被加工物載置面上には障
害となるものが何も無い状態であることを確認する。こ
の一つの例として位置決めストッパを挙げた。次に搬入
搬出コンベア２００の搬送面に被加工物Ａを載置する。
このとき、例えば被加工物Ａを立体倉庫等にバーコード
等のコード番号を付して保管しておき、ロボット装置で
指定の被加工物Ａを選択し、これを搬出して、搬入搬出
コンベア２００上に載置するようにすればさらに広い範
囲の自動化が達成される。搬送面上に被加工物Ａが完全
に載置されたことを確認して、Ｍ_２を正転駆動させて加
工スペースＳ内に搬送する。ＣＡＤシステムに入力され
たデータにより予め加工ヘッドまたはＹ方向押圧手段が
下降して所定位置に待機して被加工物Ａの検知を行う。
検知手段として近接スイッチＮＳが設けられている。被
加工物Ａが所定位置に到達したことを確認してＭ_２を停
止させる（ＳＴ１）。搬入搬出コンベア２００を下降さ
せて被加工物Ａを吸着パット装置６上に載置する。載置
位置が適正か確認する。載置位置は上記近接スイッチＮ
Ｓによって行われる（ＳＴ２）。次にＸ軸方向，Ｙ軸方
向位置決めストッパ７０，８０を上昇させて加工スペー
スＳ内に出現させる。出現完了を確認して、Ｘ軸方向押
圧手段を作動可能であるように退避状態を解除して準備
する。作動可能であることを確認する。そしてまずＹ軸
方向押圧手段３００を作動させて被加工物ＡをＹ軸方向
に押圧する。被加工物ＡがＹ軸方向位置決めストッパ８
０とＹ軸方向押圧手段３００との間に位置決めされたこ
とをセンサにより確認した後、Ｘ軸方向押圧手段９０に
よってＸ軸方向に押圧する。押圧位置決め完了をセンサ
により確認する（ＳＴ３。次に吸着パット装置６を作動
して被加工物Ａを吸着固定する。真空スイッチにより真
空圧の上昇を確認し、吸着固定の完了を確認の上、Ｘ軸
方向，Ｙ軸方向押圧手段９０，３００を退避させる。退
避完了確認の後、予めＣＡＤシステムで作られＮＣ装置
に転送されているプログラムにより加工サイクルを開始
する（加工ヘッドによる三次元下降がＸ軸方向，Ｙ軸方
向位置決め手段７０，８０に及ぶ場合には両手段７０，
８０も退避させる）。ＮＣ装置により送出された加工完
了信号により加工サイクル完了を確認する（ＳＴ４）。
吸着パット装置６の吸着を解除する。吸着解除を確認し
て搬入搬出コンベア２００を上昇させる。しかしてＸ軸
方向，Ｙ軸方向位置決めストッパ７０，８０を退避をさ
せ、これを確認して搬入搬出コンベア２００のＭ_２を正
転または逆転させて加工製品を搬出する（ＳＴ５）。こ
の後加工を引き続き行ってもよく、また装置を停止させ
るようにしてもよい。被加工物Ａの搬入のときと同様、
ロボット装置等によって加工製品を受取り、保管場所に
収納すればさらに自動化の範囲を広げることが可能であ
る。

第１８図はこの発明の実施例における制御装置の系統図
である。図において、５００は木材加工装置１側と接離
可能なＣＡＤシステム、５０１はＣＰＵ、５０２はＣＰ
Ｕの指示を具体化するプログマムコントローラ、５０３
はマイクロコンピュータを内蔵した吸着パット装置の位
置決め制御装置、５０４は木材加工装置１側の入力装
置、なおＣＡＤシステム５００は別に入力装置を備えて
いる。５０５は木材加工をコントロールするＮＣ装置、
５０６は吸着パット装置の昇降制御装置、５０７は位置
決めストッパ制御装置、５０８はＸ軸方向，Ｙ軸方向押
圧手段の制御装置、５０９はストッパ吸着制御装置、５
１０はコンベア駆動手段の制御装置である。プログラム
コントローラは目的に応じ複数組込まれる。

次に動作について説明する。ＣＡＤシステム５００は所
望の加工製品を得る切削プログラムを作成する。このＣ
ＡＤシステム５００に被加工物の形状および大きさを入
力すると加工ヘッドによる加工データおよび吸着パット
装置の選択、上昇、移動に係る最適データが生成され
る。ＣＡＤシステムはバスを介して木材加工装置１側の
ＣＰＵ５０１およびＮＣ装置５０５に接続されてオンラ
イン作動が可能であると共に、これらとは切り離しての
オンライン作動もまた可能である。

吸着パット装置の位置決め制御装置５０３はマイクロコ
ンピュータを内蔵しており、上記ＣＡＤシステム５００
のデータに基づいたＣＰＵ５０１、プログラムコントロ
ーラ５０２の指示により同時に１０軸の位置決めが可能
であり、合計では３０軸の位置決めが可能である。各軸
が互いに干渉することなく同時位置決めが可能であるよ
うに入力値に基づいて演算を行い各４軸ずつのブロック
内で位置決め順序を自動判別して位置決めを行う。

プログラムコントローラ５０２を介して具体化されたＣ
ＰＵ５０１の指示は、上記各制御手段５０３乃至５１０
をそれぞれ介して各駆動手段へと伝達され動作する。入
力装置５０４へはキーボードのほかに木材加工装置１の
適所に配置したリミットスイッチ、近接スイッチおよび
各種センサによって各種情報がもたらされるようになっ
ている。この発明の実施例においては、加工のステップ
またはステップ内における１つ１つの加工動作が前の動
作終了を確認して次の動作へ移行するシーケンス制御体
系を採用しており、自動化への移行は簡単に行われるよ
うになっている。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、加工装置内に装備さ
れ、該加工装置の加工スペースに出没可能な搬入搬出コ
ンベアによって被加工物を加工スペースの所定位置に載
置し、実質的に被加工物の載置台となる吸着パット装置
によって任意に且つ強力な吸着力で被加工物を位置決め
固定し、また位置決めに際しては、加工スペースに出現
及び／又は退避可能な位置決め手段によって被加工物を
位置決めし、固定した後該手段を退避させるようにした
ので各工程は連続的な制御が可能となり、これらを一括
制御する制御装置を設けて自動化が達成されることとな
った。

また、被加工物の形状および大きさに合わせた専用の吸
着治具は不要となり、治具製作に要する工数、保管のス
ペース、治具交換の工数等が一切不要となると共に、被
加工物の位置決め固定に際し、クランプ代を余分にとら
なくともよいために材料取りも今までより少なくて済
み、自動化、専用治具の廃止等と相まって、極めて大き
な経済効果をもたらす木材加工装置における被加工物の
加工方法および装置である。

【図面の簡単な説明】

第１図(A),(B)はこの発明の一実施例による木材加工装
置の正面図およびその加工ユニットの斜視図、第２図は
搬入搬出コンベアの側面図、第３図は上記木材加工装置
の被加工物吸着パット装置の正面図、第４図は同側面
図、第５図は同平面図、第６図(A),(B)および第７図
(A),(B)は被加工物吸着パット装置の要部断面図、第８
図，第９図および第１０図は形状および大きさの異なっ
た被加工物を吸着パット上に載置した状態の平面図、第
１１図〜第１３図は被加工物位置決め装置を示す上記木
材加工装置の平面図，正面図，そして側面図、第１４図
はＸ軸方向押圧手段を示す側面図、第１５図はＹ軸方向
押圧手段を示す側面図、第１６図はＹ軸方向固定押圧手
段を示す側面図、第１７図は被加工物加工の動作を示す
フローチャート、第１８図はこの発明の実施例における
制御装置の系統図、第１９図は従来の木材加工装置を示
す概略構成図である。 図において、１は木材加工装置、２は加工ヘッド、３は
切削刃、４はテーブル、６は吸着パット装置、７０はＸ
軸方向位置決めストッパ、８０はＹ軸方向位置決めスト
ッパ、９０はＸ軸方向押圧手段、２００は搬入搬出コン
ベア、３００はＹ軸方向押圧手段、Ａは被加工物、Ｓは
加工スペース。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 隆幸 静岡県浜松市三島町1418番地 株式会社平 安鐵工所内 (72)発明者 本多 正和 静岡県浜松市三島町1418番地 株式会社平 安鐵工所内 (56)参考文献 特開 昭64−26138（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−249505（ＪＰ，Ａ) 特公 昭61−1281（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】木材加工装置を一括制御する制御装置に、
   加工スペースに搬入される被加工物の大きさ及び形状の
   データを入力し、このデータに基づき、上記加工スペー
   スの平面Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に配列され且
   つ上記被加工物を吸着固定する複数の吸着パット装置を
   選択配置するとともに各吸着パット装置の吸着力を制御
   し、上記木材加工装置の本体内に揺動支点を有し、上記
   加工スペースに搬送面が出没可能な搬入搬出コンベアに
   よって被加工物を該加工スペースに搬入する第１ステッ
   プと、上記複数の吸着パット装置上に上記搬入搬出コン
   ベアを下降させて上記被加工物を載置する第２ステップ
   と、上記平面Ｘ軸方向及びＹ軸方向に各々直交する上記
   加工スペースのそれぞれの端部付近に出没可能に設けら
   れた位置決めストッパを上昇出現させ、該位置決めスト
   ッパの各々の出現位置の略対向部に設けられ、上記加工
   スペースに出現及び又は退避可能な押圧手段によって上
   記被加工物を該位置決めストッパに押圧し位置決めを行
   う第３ステップと、上記吸着パット装置によって上記被
   加工物を吸着固定したのち上記位置決めストッパ及び押
   圧手段を上記加工スペースより退避させて加工を行う第
   ４ステップと、加工終了を確認し、上記吸着パット装置
   による吸着を解除した後、上記搬入搬出コンベアを上昇
   せしめ製品を搬出する第５ステップとから構成されるこ
   とを特徴とする木材加工装置における被加工物の加工方
   法。
2. 【請求項２】上記各手段に動作完了を検知する複数の対
   応検知手段を配設し、上記各ステップにおけるそれぞれ
   の手段の動作開始を検知信号に基づいて制御するように
   した特許請求の範囲第１項に記載の木材加工装置におけ
   る被加工物の加工方法。
3. 【請求項３】切削刃が取付けられ、数値制御により駆動
   される加工ヘッドと被加工物が加工される加工スペース
   とを備えた木材加工装置において、上記加工スペースの
   平面Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に配列された実質
   的に上記被加工物の載置面を形成し、該被加工物の大き
   さ及び形状のデータに基づき上記平面に選択配置される
   とともに上記データにより制御された吸着力により該被
   加工物を吸着固定する複数の吸着パット装置と、上記木
   材加工装置の本体内に揺動支点を有し、上記加工スペー
   スに出没可能に構成され、被加工物を上記加工スペース
   に搬入すると共に加工後の製品を該加工スペースの外に
   搬出する搬入搬出コンベアと、上記平面Ｘ軸方向及びＹ
   軸方向に各々直交する上記加工スペースにおけるそれぞ
   れの端部付近に出没可能な位置決めストッパと該ストッ
   パの出現位置の略対向位置に配設され、上記加工スペー
   スに出現及び又は退避可能な押圧手段とより成る位置決
   め手段と、入力された上記被加工物の大きさ及び形状の
   データに基づき、上記加工ヘッド、上記吸着パット装
   置、上記搬出コンベア及び上記位置決め手段等の動作を
   一括制御する制御装置とを備えたことを特徴とする木材
   加工装置における被加工物の加工装置。