(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
剣山状または鋸歯状に形成されて板材ワークを下方から支持するワーク支持点を複数有するワーク支持テーブルを備え、このワーク支持テーブルに載置された板材ワークから部品を切断加工する熱切断加工機と、
前記切断加工された板材ワークを前記ワーク支持テーブルから持ち上げるワーク持上げ装置と、
前記ワーク持上げ装置により持ち上げられた板材ワークから部品をピックアップして機外に搬出する部品搬出装置と、
を備え、
前記ワーク支持テーブルは、前記熱切断加工機が板材ワークに対して切断加工をする加工位置と、この加工位置から離れた退避位置との間で位置変換可能であり、前記ワーク持上げ装置は、前記退避位置にある前記ワーク支持テーブルの下方に出入り可能で、前記ワーク支持テーブルの下方に位置するときに前記ワーク支持テーブル上の板材ワークを持ち上げる熱切断加工システム。
【請求項２】
前記ワーク持上げ装置は、板材ワークの下面にそれぞれ当接する複数の昇降部を有し、これら昇降部は、前記ワーク支持テーブルの前記ワーク支持点間において昇降自在とされた請求項１記載の熱切断加工システム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
この出願は、２０１２年１１月１３日出願の特願２０１２−２４９０９２の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。
【技術分野】
【０００２】
この発明は、レーザ加工機、プラズマ加工機等の熱切断加工機を用いて板材ワークを切断加工する熱切断加工システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
一般に、レーザ加工機、プラズマ加工機等の熱切断加工機は、切断加工後の板材ワークが次のように搬出される。すなわち、熱切断加工機の加工位置において部品の周囲の切断加工が行われた板材ワークを、加工位置に隣り合う退避位置まで移動させる。そして、この退避位置において、図１１に示すように、吸着パッド３６等のワーク吸着手段を有する板材保持体３４により部品のみをピックアップして、部品Ｗ１を機外に搬出する。残材Ｗ２については、部品Ｗ１を搬出した後、前記板材保持体３４または別の手段（図示せず）により機外に搬出する。【０００４】
他の搬出方法として、特許文献１に、残材と共に部品を機外に搬出することが記載されている。この場合、板材ワークを搬出後、人手により板材ワークを部品と残材とに仕分ける必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２５４１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば図１１に示すように、板材ワークＷを載置するワーク支持テーブル１２は、複数のワーク支持点１３で板材ワークＷを下から支持する構造とされている。図の例は、複数のワーク支持点１３が直線状に並ぶワーク支持プレート１２ａを、ワーク支持点１３の並び方向と直交する方向に並列に複数配置した構造である。ワーク支持テーブル１２を上記構造とするのは、加工による熱で板材ワークＷとワーク支持テーブル１２とが溶着するのを極力避けるためである。【０００７】
しかし、ワーク支持テーブル１２を上記構造としても、板材ワークＷとワーク支持テーブル１２との溶着を完全に避けることはできない。図１２のように、部品Ｗ１とワーク支持テーブル１２のワーク支持プレート１２ａとが溶着箇所Ｍで溶着した場合、板材保持体３４で部品Ｗ１をピックアップできないことがある。【０００８】
また、ワーク支持テーブル１２が上記構造であると、ワーク支持プレート１２ａの間隔よりも部品Ｗ１の寸法が小さい場合、図１３のように、部品Ｗ１をピックアップする際に板材保持体３４の吸着パッド３６を部品Ｗ１に上から押し付けたときに、部品Ｗ１が隣合う２つのワーク支持プレート１２ａの間に落ち込んでしまう可能性がある。部品Ｗ１は、外周の切断面で残材Ｗ２と接触することによって残材Ｗ２に支持されているが、この接触による支持力は小さいため、吸着パッド３６の押付力により部品Ｗ１が落ち込む恐れがある。部品Ｗ１が落ち込んでしまうと、板材保持体３４で部品Ｗ１をピックアップできなくなる。【０００９】
この発明の目的は、板材ワークから切断加工された部品を確実にピックアップして搬出することができる熱切断加工システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の熱切断加工システムは、剣山状または鋸歯状に形成されて板材ワークを下方から支持するワーク支持点を複数有するワーク支持テーブルを備え、このワーク支持テーブルに載置された板材ワークから部品を切断加工する熱切断加工機と、前記切断加工された板材ワークを前記ワーク支持テーブルから持ち上げるワーク持上げ装置と、前記ワーク持上げ装置により持ち上げられた板材ワークから部品をピックアップして機外に搬出する部品搬出装置とを備える。上記ワーク支持点は、ある程度の面積を持って板材ワークを下方から支持するものであってもよい。【００１１】
この構成によると、熱切断加工機により、ワーク支持テーブルに載置された板材ワークから部品を切断加工した後、ワーク持上げ装置が、ワーク支持テーブルから板材ワークを持ち上げる。これにより、加工による熱で板材ワークの一部がワーク支持テーブルに溶着していても、その溶着箇所が引き離される。次いで、ワーク持上げ装置により持ち上げられた板材ワークから、部品搬出装置が部品をピックアップして機外に搬出する。部品搬出装置が部品をピックアップする際に、部品搬出装置の一部が上から部品に押し付けられても、部品はワーク持上げ装置により下から支えられているので、ワーク支持テーブルのワーク支持点間に落ち込むことがない。以上のことから、切断加工済みの板材ワークから部品を確実にピックアップして搬出することができる。【００１２】
この発明において、前記ワーク持上げ装置は、板材ワークの下面にそれぞれ当接する複数の昇降部を有し、これら昇降部は、前記ワーク支持テーブルの前記ワーク支持点間において昇降自在とされていてもよい。
ワーク持上げ装置が複数の昇降部を有する構成であると、剣山状または鋸歯状に形成されたワーク支持テーブルの各ワーク支持点の間に各昇降部を位置させて、ワーク支持テーブルから板材ワークを持ち上げることができる。【００１３】
前記ワーク支持テーブルは、前記熱切断加工機が板材ワークに対して切断加工をする加工位置と、この加工位置から離れた退避位置との間で位置変換可能であり、前記ワーク持上げ装置は、前記退避位置にある前記ワーク支持テーブルの下方に出入り可能で、前記ワーク支持テーブルの下方に位置するときに前記ワーク支持テーブル上の板材ワークを持ち上げる。
この構成であると、退避位置にあるワーク支持テーブル上の板材ワークに対して、ワーク持上げ装置および部品搬出装置により部品の搬出動作を行っている間に、加工位置にあるワーク支持テーブル上の板材ワークに対して熱切断加工機により切断加工を行うことができ、加工能率が向上する。
【００１４】
請求の範囲および／または明細書および／または図面に開示された少なくとも２つの構成のどのような組合せも、この発明に含まれる。特に、請求の範囲の各請求項の２つ以上のどのような組合せも、この発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一または相当部分を示す。
【図１】この発明の一実施形態にかかる熱切断加工システムの正面図である。
【図２】同熱切断加工システムの平面図である。
【図３】同熱切断加工システムの板材搬送装置の側面図である。
【図４】同熱切断加工システムのワーク支持テーブルの斜視図である。
【図５】ワーク支持テーブルの入れ替え動作の説明図である。
【図６】板材ワークを同熱切断加工システムの熱切断加工機へ搬入する際の板材ワークの位置決め動作の説明図である。
【図７】同熱切断加工システムのワーク支持テーブル、ワーク持上げ装置の一部、および板材ワークを示す斜視図である。
【図８】板材ワークから部品をピックアップする動作の説明図である。
【図９】異なるワーク支持テーブルの一部を示す斜視図である。
【図１０】異なるワーク持上げ装置の一部を示す斜視図である。
【図１１】従来の熱切断加工システムのワーク支持テーブルおよび板材ワークを示す斜視図である。
【図１２】板材ワークから部品をピックアップする場合の一状態を示す図である。
【図１３】板材ワークから部品をピックアップする場合の異なる状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
この発明の一実施形態を図面と共に説明する。
図１はこの発明の実施形態にかかる熱切断加工システムの全体を示す正面図、図２はその平面図である。この熱切断加工システムは、レーザ加工機からなる熱切断加工機１、この熱切断加工機１の側方に隣り合って設置された板材貯蔵装置２、これら熱切断加工機１と板材貯蔵装置２間で各種板材を搬送する板材搬送装置３、熱切断加工機１に板材ワークＷを搬入する際に板材ワークＷの位置決めに用いられるワーク支持装置４、および熱切断加工機１から部品Ｗ１を搬出する際に用いられるワーク持上げ装置５を備える。板材搬送装置３は部品搬出装置の一例であり、この実施形態の場合、板材搬送装置３は、部品搬出装置としての機能の他に、板材ワークＷを搬入する機能と、板材ワークＷの残材Ｗ２を搬出する機能とを有する。前記各種板材は、板材ワークＷ、部品Ｗ１、および残材Ｗ２を言う。
【００１７】
熱切断加工機１は、前後方向（Ｚ軸方向）、左右方向（Ｘ軸方向）、および上下方向（Ｙ軸方向）に移動可能なレーザヘッド１１を有し、このレーザヘッド１１がワーク支持テーブル１２の上に載置された板材ワークＷに対してレーザ光を照射しながら前後および左右方向に移動することで、板材ワークＷを切断加工する。
【００１８】
前記ワーク支持テーブル１２は、例えば図４に示すように、上縁部が鋸歯状に形成された複数のワーク支持プレート１２ａを並列に配置したものである。各ワーク支持プレート１２ａの下端は、ベースプレート１２ｂにより互いに連結されている。鋸歯を形成する歯のそれぞれが、板材ワークＷを下方から支持するワーク支持点１３となる。ワーク支持点１３は、板材ワークＷと完全に点接触していなくてもよく、ある程度の面積を持って板材ワークＷと接触する形状であってもよい。ワーク支持テーブル１２を上記形状とするのは、板材ワークＷとの接触面積を小さくして、加工による熱で板材ワークＷがワーク支持テーブル１２に溶着することを極力減らすためである。ベースプレート１２ｂの各ワーク支持プレート１２ａ間の部分には、ワーク支持装置４の後記ボール支持体４２が通り抜け可能なスリット１２ｂａが形成されている。
【００１９】
ワーク支持テーブル１２と板材ワークＷとの接触面積を小さくするには、図９のように、ワーク支持テーブル１２を、ベースプレート１２ｂから複数のワーク支持ピン１２ｃを上向きに延ばした剣山状としてもよい。図の例では、ワーク支持ピン１２ｃの上端が半球状とされている。この場合、各ワーク支持ピン１２ｃの半球状に形成された上端が、板材ワークＷを下方から支持するワーク支持点１３となる。
【００２０】
上記ワーク支持テーブル１２は、図２に示すように、１台の熱切断加工機１につき２つ設けられている。これら２つのワーク支持テーブル１２は、レーザヘッド１１により板材ワークＷに対して切断加工をする加工位置Ｐ１と、この加工位置Ｐ１と前記板材貯蔵装置２との間に位置する退避位置Ｐ２との間で交互に位置変換可能とされている。ワーク支持テーブル１２の位置変換機構として、加工位置Ｐ１と退避位置Ｐ２間でワーク支持テーブル１２を水平移動させる機構（図示せず）と、退避位置Ｐ２においてワーク支持テーブル１２を昇降させる機構（図示せず）とを有するが、これらの機構は公知の構成であるので詳細な説明は省略する。
【００２１】
２つのワーク支持テーブル１２（１２Ａ，１２Ｂ）の位置変換動作を示すと図５の（Ａ）〜（Ｆ）のようになる。同図（Ａ）は、加工位置Ｐ１に位置する第１のワーク支持テーブル１２Ａに載置された板材ワークＷに対する切断加工が終了した時点の状態を示す。このとき、第２のワーク支持テーブル１２Ｂは、退避位置Ｐ２における、加工位置Ｐ１の高さレベルよりも高いワーク搬入出高さＨ１で待機している。第２のワーク支持テーブル１２Ｂには、未加工の板材ワークＷが載置されている。なお、加工位置Ｐ１における第１および第２のワーク支持テーブル１２Ａ，１２Ｂの高さは一定である。
【００２２】
板材ワークＷに対する部品Ｗ１の周囲の切断加工が終了すると、同図（Ｂ）のように、第１のワーク支持テーブル１２Ａが退避位置Ｐ２まで水平移動して、第２のワーク支持テーブル１２Ｂの下側に進入する。このときの第２のワーク支持テーブル１２Ｂの高さは、加工位置Ｐ１と同じ高さレベルの位置変換高さＨ２である。
【００２３】
次いで、同図（Ｃ）のように、２つのワーク支持テーブル１２Ａ，１２Ｂが共に下降して、第２のワーク支持テーブル１２Ｂが位置変換高さＨ２となる。そして、同図（Ｄ）のように、第２のワーク支持テーブル１２Ｂが、加工位置Ｐ１へ水平移動する。
【００２４】
同図（Ｅ）のように、加工位置Ｐ１にある第２のワーク支持テーブル１２Ｂ上の板材ワークＷに対して、レーザヘッド１１により切断加工が行われる。切断加工が行われている間に、第１のワーク支持テーブル１２Ａがワーク搬入出高さＨ１まで上昇する。そして、板材搬送装置３（図１〜図３）により、第１のワーク支持テーブル１２Ａ上の加工済み板材ワークＷから部品Ｗ１および残材Ｗ２が搬出されて、同図（Ｆ）の状態となる。
【００２５】
その後、第１のワーク支持テーブル１２Ａの上に未加工の板材ワークＷが搬入されることで、同図（Ａ）の状態に戻る。ただし、第１のワーク支持テーブル１２Ａと第２のワーク支持テーブル１２Ｂとが入れ替わっている。板材搬送装置３による各種板材の搬入出動作については、後で詳しく説明する。
【００２６】
図１、図２に示すように、板材貯蔵装置２は、部品Ｗ１を積載する部品積載部２１、素材である板材ワークＷを積載する素材積載部２２、および残材Ｗ２を積載する残材積載部２３が、前後方向に並んで配置されている。各積載部２１，２２，２３では、パレット２１ａ，２２ａ，２３ａの上に、部品Ｗ１、板材ワークＷ、および残材Ｗ２をそれぞれ積載する。
【００２７】
図１ないし図３において、板材搬送装置３は、床面に設置した固定台３１上に、図の左右方向に長く延びる可動台３２を前後方向に進退自在に設置し、この可動台３２に沿って走行体３３を走行自在に設置し、この走行体３３に板材保持体３４を昇降自在に設置してある。これにより、板材保持体３４は、前後方向、左右方向、および上下方向の３軸方向に移動可能である。
【００２８】
詳しくは、固定台３１は、板材貯蔵装置２の左右両側に沿って延びる一対の固定レール３１ａを備え、これら固定レール３１ａに沿って進退自在に可動台３２の脚部３２ａが支持されている。可動台３２は、左右方向に沿って延びるレール３２ｂを有し、このレール３２ｂに沿って走行体３３が走行自在に設置されている。
【００２９】
板材保持体３４は、パッド取付フレーム３５に複数の吸着パッド３６が前後左右に配列して設けられ、これら吸着パッド３６により板材ワークＷを吸着保持する。各吸着パッド３６は、例えば真空吸引式のものであり、吸引装置（図示せず）に配管を介して接続されている。パッド取付フレーム３５は、主フレーム３５ａと左右両側の伸縮フレーム３５ｂ，３５ｃとで構成され、保持する板材の形状および寸法に応じて、主フレーム３５ａに対して伸縮フレーム３５ｂ，３５ｃを左右方向に伸縮可能である。また、パッド取付フレーム３５は、走行体３３に対して昇降可能な昇降ロッド３７の下端に設けられており、昇降ロッド３７を昇降させることで板材保持体３４が昇降する。
【００３０】
板材搬送装置３は、板材保持体３４により前記各種板材を保持して搬送することで、板材の搬入出を行う。すなわち、素材積載部２２の板材ワークＷを、熱切断加工機１の退避位置Ｐ２に位置するワーク支持テーブル１２の上に搬入する。また、退避位置Ｐ２に位置するワーク支持テーブル１２上の板材ワークＷから、部品Ｗ１を部品積載部２１に搬出する。さらに、部品Ｗ１が搬出された後、残材Ｗ２を残材積載部２３に搬出する。
【００３１】
ワーク支持装置４は、図６の（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、上面にボール４１が回転自在に設けられた複数のボール支持体４２を有する。各ボール支持体４２は、ワーク支持テーブル１２のベースプレート１２ｂに形成されたスリット１２ｂａを通過可能な形状および寸法とされている。各ボール支持体４２は、共通の昇降部材（図示せず）に設置されていて、昇降機構（図示せず）により前記昇降部材と共に昇降可能である。図６（Ａ），（Ｂ）に示す上昇位置では、ボール４１の上端が前記ワーク搬入出高さＨ１にあるワーク支持テーブル１２のワーク支持プレート１２ａの上端よりも上に突き出た状態となる。
【００３２】
搬入時における板材ワークＷの位置決めは、次のように行われる。すなわち、退避位置Ｐ２におけるワーク搬入出高さＨ１にあるワーク支持テーブル１２のスリット１２ｂａを通り抜けて、ワーク支持装置４の各ボール支持体４２が上昇位置まで上昇し、これらボール支持体４２のボール４１の上に板材ワークＷが載置される（図６（Ａ））。次に、板材保持体３４により板材ワークＷを位置決め用のエンド部材４３に当接するまで水平移動させる（図６（Ｂ））。エンド部材４３は、熱切断加工機１のフレーム１ａ（図１、図２）に取り付けられている。板材ワークＷがエンド部材４３に当接すると、板材保持体３４が板材ワークＷを解放し、その後、各ボール支持体４２が下降する（図６（Ｃ））。これにより、板材ワークＷが、位置決めされた状態で、ワーク支持テーブル１２に支持される。
【００３３】
ワーク持上げ装置５は、図７に示すように、前後に長い棒状の複数本の昇降部５１ａを左右並列に配置した櫛状のワーク持上げ部材５１を備える。各昇降部５１ａは、ワーク支持テーブル１２の各ワーク支持プレート１２ａ間に挿入可能な形状および寸法であり、後端の底面側で連結部５１ｂにより互いに連結されている。ワーク持上げ部材５１は、進退機構（図示せず）により前後に進退自在であり、前進させると昇降部５１ａが、退避位置Ｐ２のワーク搬入出高さＨ１にあるワーク支持テーブル１２の各ワーク支持プレート１２ａ間に進入した状態となり、後退させると昇降部５１ａが各ワーク支持プレート１２ａから抜けた状態となる。また、ワーク持上げ部材５１は、昇降機構（図示せず）により昇降自在であり、前進位置で上昇させた状態では、図８（Ｃ），（Ｄ）のように、各昇降部５１ａの上端が前記退避位置Ｐ２のワーク搬入出高さＨ１にあるワーク支持テーブル１２の各ワーク支持プレート１２ａの上端よりも上位となる。
【００３４】
製品Ｗ１のピックアップ時におけるワーク持上げ装置５の動作を、図８の（Ａ）〜（Ｄ）と共に説明する。
同図（Ａ）は、切断加工済みの板材ワークＷを載せたワーク支持テーブル１２が、退避位置Ｐ２におけるワーク搬入出高さＨ１にある状態を示す。図の例では、板材ワークＷに２つの部品Ｗ１Ａ，Ｗ１Ｂが切断加工されている。一方の部品Ｗ１Ａは、ワーク支持テーブル１２の１つのワーク支持プレート１２ａと溶着箇所Ｍで溶着している。もう一方の部品Ｗ１Ｂは、隣合う２つのワーク支持プレート１２ａ間に位置しているが、外周の切断面で残材Ｗ２と接触することによって残材Ｗ２に支持されている。
【００３５】
同図（Ａ）の状態から、ワーク持上げ部材５１が前進して、各昇降部５１ａがワーク支持テーブル１２の各ワーク支持プレート１２ａ間に進入する（同図（Ｂ））。そして、ワーク持上げ部材５１が上昇して、板材ワークＷをワーク支持テーブル１２から持ち上げる（同図（Ｃ））。これにより、一方の部品Ｗ１Ａの溶着箇所Ｍが、ワーク支持プレート１２ａから引き離される。
【００３６】
その後、同図（Ｄ）に示すように、板材保持体３４により部品Ｗ１Ａ，Ｗ１Ｂをピックアップして、板材貯蔵装置２の部品積載部２１（図１、図２）に搬出する。部品Ｗ１Ａに関しては、溶着箇所Ｍがワーク支持プレート１２ａから引き離されているので、容易にピックアップすることができる。また、部品Ｗ１Ｂに関しては、昇降部５１ａにより下から支えられているので、吸着時に吸着パッド３６を部品Ｗ１Ｂに上から押し付けても、部品Ｗ１Ｂがワーク支持プレート１２ａ間に落ち込むことがなく、確実にピックアップすることができる。図では、部品Ｗ１Ａと部品Ｗ１Ｂが同時にピックアップされているように表示されているが、実際には部品Ｗ１Ａ，Ｗ１Ｂは別々にピックアップされる。
【００３７】
なお、ワーク持上げ装置５のワーク持上げ部材５１は、図１０に示すように、各昇降部５１ａが同一平面上に配置された複数本のピン５４からなる形態としてもよい。各ピン５４は、下端が櫛状プレート５５の櫛歯部５５ａにそれぞれ結合されている。
【００３８】
以上に説明したように、この熱切断加工システムは、熱切断加工機１が、２つのワーク支持テーブル１２を有し、これら２つのワーク支持テーブル１２を加工位置Ｐ１と退避位置Ｐ２との間で位置変換可能である。また、ワーク持上げ装置５は、退避位置Ｐ２にあるワーク支持テーブル１２の下方に進入して、ワーク支持テーブル１２上の板材ワークＷを持ち上げることで、板材搬送装置３による部品Ｗ１の搬出の補助をする。この構成であると、退避位置Ｐ２にあるワーク支持テーブル１２上の板材ワークＷに対して、ワーク持上げ装置５および板材搬送装置３により部品Ｗ１の搬出動作を行っている間に、加工位置Ｐ１にあるワーク支持テーブル１２上の板材ワークＷに対して熱切断加工機１により切断加工を行うことができ、加工能率が良い。
以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本件明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。したがって、そのような変更および修正は、添付の特許請求の範囲から定まるこの発明の範囲内のものと解釈される。
【符号の説明】
【００３９】
１…熱切断加工機
３…板材搬送装置（部品搬出装置）
５…ワーク持上げ装置
１２ワーク支持テーブル
１２Ａ…第１のワーク支持テーブル
１２Ｂ…第２のワーク支持テーブル
１３…ワーク支持点
５１ａ…昇降部
Ｐ１…加工位置
Ｐ２…退避位置
Ｗ…板材ワーク
Ｗ１，Ｗ１Ａ，Ｗ１Ｂ…部品
【図１】
0005967216.tif 000002
【図２】
0005967216.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0005967216.tif 000007
【図７】
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【図８】
0005967216.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0005967216.tif 000011
【図１１】
0005967216.tif 000012
【図１２】
0005967216.tif 000013
【図１３】
0005967216.tif 000014