【解決手段】磁性材料を含みかつ積層された板状のワークWの側部に配置され、ワークWを上下方向に案内するガイド装置100であって、支持部20と、支持部20に案内されて昇降する昇降部30と、昇降部30の上部に設けられた磁石部40と、を備える。
磁性材料を含む板状のワークを加工する加工装置と、前記加工装置に対して搬入または搬出する前記ワークが複数積層されるワーク載置部と、前記ワーク載置部と前記加工装置との間において前記ワークを搬送するローダ装置と、を備え、
前記ワーク載置部に積層された前記ワークを上下方向に案内するガイド装置として、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のガイド装置が設けられる板材加工システム。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。以下の各図において、XYZ座標系を用いて図中の方向を説明する。このXYZ座標系においては、水平面に平行な平面をXY平面とする。このXY平面に平行な任意の方向をX方向と表記し、X方向に直交する方向をY方向と表記する。また、XY平面に垂直な方向はZ方向と表記する。X方向、Y方向及びZ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が+方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。
【0015】
<第1実施形態>
図1(a)、
図1(b)及び
図2は、第1実施形態に係るワーク積載部120の一例を示す図である。
図1(a)は+Y方向に、
図1(b)は−X方向に、
図2は−Z方向に、ワーク積載部120をそれぞれ見たときの図である。
【0016】
図1(a)、(b)及び
図2に示すように、第1実施形態に係るガイド装置100は、ワーク積載部120に積層された板状のワークWの側部に配置されている。このようなワーク積載部120は、例えば後述のパンチプレス機などの板材加工システムの一部に設けられる。ここで、ガイド装置100の詳細な説明に先立ち、ワーク積載部120の構成を説明する。ワーク積載部120は、パレット121及び載置フレーム122を有している。パレット121は、例えば鉄などの金属材料を用いて形成されている。パレット121の上面は、XY平面に沿った平面に形成されている。載置フレーム122は、パレット121の上面に配置されている。載置フレーム122は、ワークWを載置させる。載置フレーム122は、例えば木材などによって形成されている。載置フレーム122は、Z方向視においてワークWよりも小さい寸法又はワークWとほぼ等しい寸法に形成されている。
【0017】
また、本実施形態に係るワークWとしては、磁性材料を含んだものが用いられる。複数のワークWは、例えば矩形に形成され、対向する2辺同士がそれぞれX方向及びY方向に沿うように、載置フレーム122上に積層されている。また、複数のワークWとしては、ロットごとにX方向又はY方向の寸法が異なるものが用いられてもよい。
【0018】
ガイド装置100は、積層されたワークWを上下方向(Z方向)に案内する。ガイド装置100は、ワークWの−Y側に複数(例えば、2つ)配置されている。2つのガイド装置100は、ワークWの一辺(−Y側の辺)に沿うように、X方向に並んで配置されている。なお、ガイド装置100の個数は、1つ又は3つ以上であってもよい。
【0019】
図3は、ガイド装置100の一例を示す図である。
図3(a)は−X方向に、
図3(b)は+Y方向に、それぞれガイド装置100を見たときの状態を示している。また、
図4は、
図3(a)におけるA−A断面に沿った構成を示す図である。
図3(a)、(b)及び
図4に示すように、ガイド装置100は、ベース部10と、支持部20と、昇降部30と、磁石部40とを備えている。
【0020】
ベース部10は、パレット121に固定されている。ベース部10としては、例えばマグネットベースなどを用いることができるが、これに限定するものではない。ベース部10としてマグネットベースが用いられる場合、ベース部10はパレット121に対して吸着される。この場合、ベース部10は、パレット121に対して着脱可能に設けられる。したがって、ベース部10は、例えばワークWの寸法等に応じて、設置位置を変更可能である。
【0021】
支持部20は、ベース部10の上部に装着されている。支持部20は、例えば矩形の筒状に形成されている。支持部20は、ステンレスなどの非磁性材料を用いて形成されている。支持部20の+Y側の面20aは、例えば平面状に形成されており、ワークWに対向している。面20aの上部には、ワークWが当接される。したがって、面20aは、ワークWを案内する面となる。
【0022】
支持部20は、スリット21(
図3(b)及び
図4参照)と、溝部(規制部:
図3(a)及び
図4参照)22とを有している。スリット21は、支持部20の+Y側の面に形成されており、ワークWの側部に対向している。スリット21は、例えばX方向の中央部に配置されている。スリット21は、支持部20の+Z側端部から−Z側端部まで、Z方向(上下方向)に沿って直線状に形成されている。スリット21は、上下方向について、X方向の寸法(幅)がほぼ等しくなっている。
【0023】
また、溝部22は、支持部20の+X側の面に形成されている。溝部22は、支持部20をX方向に貫通するように形成されている。溝部22は、Z方向に沿って直線状に形成されている。溝部22は、+Z側及び−Z側にそれぞれ端部を有している。なお、溝部22の−Z側については、支持部20の−Z側端部まで形成されてもよい。
【0024】
昇降部30は、支持部20の内部に挿入され、支持部20に沿って上下方向(Z方向)に移動可能に設けられている。昇降部30は、ステンレスなどの非磁性材料を用いて形成されている。昇降部30は、例えば中実の柱状に形成されているが、中空に形成されてもよい。昇降部30は、当接部31及びピン32を有している。
【0025】
当接部31は、昇降部30の+Y側の面に設けられている。当接部31は、昇降部30の一部が+Y方向に突出するように形成されている。当接部31は、例えばX方向の中央部に配置されている。当接部31は、昇降部30の+Z側端部から−Z側端部まで、Z方向(上下方向)に沿って直線状に形成されている。当接部31は、上下方向について、X方向の寸法(幅)がほぼ等しくなっている。当接部31は、支持部20のスリット21に入り込んだ状態で設けられる。したがって、当接部31の幅は、スリット21の幅とほぼ等しいか、又はスリット21の幅よりも小さくなっている。
【0026】
当接部31の+Y側の面31aは、平面状に形成されている。この面31aは、積層されたワークWの側部に対向して配置されており、積層されたワークWの側部に当接される。したがって、面31aは、ワークWを案内する面となる。面31aは、例えば支持部20の+Y側の面20aに対して略面一状態となるように配置されるが、これに限定するものではなく、例えば支持部20の+Y側の面に対して+Y方向に突出した構成であってもよい。
【0027】
ピン32は、昇降部30の+X側に突出して設けられる。ピン32は、支持部20の溝部22に入り込んだ状態となっている。ピン32は、例えば昇降部30を支持部20の内部に挿入した後、溝部22を介して昇降部30の+X側の面にねじ止めすることで装着される。この場合、昇降部30にはピン32を装着するための不図示のネジ穴が形成されている。このネジ穴は、Z方向の複数の位置に配置してもよい。これにより、ワークWの積層高さに応じてピン32の装着位置をZ方向に変更することができる。なお、ピン32の構成は、上記に限定されるものではない。
【0028】
昇降部30が+Z方向に移動することにより、ピン32が溝部22の+Z側端部に当接する。これにより、昇降部30の+Z方向への移動が規制され、昇降部30の抜けが防止される。また、昇降部30が−Z方向に移動することにより、ピン32が溝部22の−Z側端部に当接する。これにより、昇降部30の−Z方向への移動が規制される。このように、昇降部30は、溝部22によって、Z方向への移動範囲(昇降範囲)が規制されている。
【0029】
磁石部40は、昇降部30の上部に配置されている。磁石部40は、昇降部30と一体に設けられている。
図4に示すように、磁石部40は、一例として昇降部30の内部に設けられているが、これには限定されず、昇降部30の上面に固定されてもよい。また、例えば昇降部30が中空の場合、磁石部40は、昇降部30の天井部に固定されてもよい。
【0030】
磁石部40としては、例えばフェライト系やサマリウムコバルト系、ネオジム系など各種の磁石を用いることができる。磁石部40の形状は、例えば矩形に形成されるが、円形や三角形など、他の形状であってもよい。磁石部40は、磁性材料を含むワークWとの間で互いに引き合う方向に磁力を発生させる。
【0031】
また、上記のようにワーク積載部120に積層されるワークWは、例えばローダ装置130などの搬送装置によって搬送される。ここで、ローダ装置130の一例を説明する。
図1(a)及び(b)に示すように、ローダ装置130は、本体部131と、アーム部132と、パッド部133とを有している。
【0032】
本体部131は、不図示のレールなどに吊り下げられており、不図示のローラー機構などによって所定の方向(例、X方向)に移動可能に設けられている。アーム部132は、シリンダなどを介して本体部131に取り付けられており、Z方向に移動可能に設けられている。パッド部133は、アーム部132の−Z側に複数設けられている。各パッド部133には、ワークWの上面を吸着するための不図示の吸引機構が接続されている。
【0033】
次に、上記のように構成されたガイド装置100を用いてワークWを搬送する動作を説明する。
図5(a)〜(c)は、ワークWを搬送する過程を示す動作図である。
図6は、比較例に係る動作図である。
【0034】
搬送動作に先立ち、まずワーク積載部120の載置フレーム122上にワークWを積層させた状態で配置する。次に、ガイド装置100を設置する。具体的には、ベース部10をパレット121上に吸着させ、ベース部10に支持部20を装着する。その後、支持部20の内部に昇降部30を挿入し、ピン32を取り付ける。
【0035】
そして、昇降部30の上部が積層されたワークWの上部に対応する高さとなるように、昇降部30を引き上げる。これにより、昇降部30の内部に設けられた磁石部40がワークWとの間に引き合う力が生じ、この力によって昇降部30の高さ位置(ガイド高さ)が規定される。なお、昇降部30の引き上げは、例えば作業者が手作業で行ってもよいし、引き上げ用の装置等を用いてもよい。
【0036】
ワーク積載部120に積載されるワークWを搬送する場合、ローダ装置130は、
図5(a)に示すように、積載されるワークWの高さに応じてアーム部132を下降させる。そして、最上部のワークWに複数のパッド部133を吸着させ、この状態でアーム部132を上昇させることにより、ワークWを1枚ずつ持ち上げる。
【0037】
積層された各ワークWの表面には、例えば防錆剤などが塗布される場合があり、2枚以上のワークWが防錆剤を介して密着していることがある。そのため、ローダ装置130によってワークWを搬送する際には、例えば2枚以上のワークが重なった状態で持ち上げられることがある。この場合、例えばパッド部133に吸着されたワークW以外のワークが落下し、ワーク積載部120の上を横滑りして、ワークWの位置がずれてしまうおそれがある。ワーク積載部120においてワークWの位置がずれてしまうと、アーム部132が所定距離下降しても、パッド部133がワークWに当接されないため、ローダ装置130によってワークW取り出すことができなくなる。これに対して、本実施形態では、ガイド装置100がワークWの側部(−Y側)に配置されるため、ワークWの位置ズレを防止することができる。なお、2枚以上持ち上げられて落下したワークWがガイド装置100側(−Y側)へ滑るように、ワークWとして、例えば端面等が加工されたものが用いられてもよい。
【0038】
ワークWが順次取り出されると、ワークWの積層高さが低くなっていく。本実施形態では、ワークWと磁石部40との間に互いに引き合う力が発生しているため、ワークWが順次搬送されて積層高さが低くなると、該積層高さに応じて磁石部40が低い位置に移動しようとする。このため、
図5(b)に示すように、昇降部30が支持部20に沿って下方に移動する。この移動により、昇降部30の上部は、積層されたワークWの上部に対応する位置に配置される。
【0039】
一方、例えば
図6に示すように、ガイドGの高さが一定であると、積層されたワークWの上部とガイドGとの間に段差が形成されてしまう。ワークWの積層高さが低くなるにつれて、この段差は大きくなる。そのため、ワークWの積層高さが低くなると、ローダ装置130のアーム部132を下降させる際にパッド部133やアーム部132がガイドGと干渉し、搬送動作が不安定になるおそれがある。
【0040】
なお、ガイドGの下部に弾性部材を配置し、アーム部132やパッド部133の下降によってガイドGを下方に押圧することで干渉を回避する構成とすることもできる。しかしながら、この構成ではアーム部132に上向きの力が加わるため、アーム部132に負担が掛かってしまう。
【0041】
これに対して、本実施形態では、ワークWと磁石部40との間に発生する磁力によって昇降部30を上下方向に移動させることで、積層されたワークWの高さに応じてガイド高さを上下方向に移動させることができる。したがって、搬送動作中において、昇降部30の上部は、積層されたワークWの上部に対応する高さ位置に配置される。このため、
図5(c)に示すように、ローダ装置130のアーム部132やパッド部133との間で干渉が生じるのを抑制でき、また、ローダ装置130に対する負荷を減少することができる。これにより、ワークWの搬送を安定的に行うことができる。
【0042】
以上のように、本実施形態によれば、昇降部30の上部に磁石部40が設けられるため、例えば積層されたワークWの上部に対応する高さに昇降部30の上部を配置することで、該積層されたワークWの上部と磁石部40との間で互いに引き合う力を発生させることができる。この力により、ワークWが順次搬送されて積層高さが低くなると、該積層高さに応じて磁石部40が下方向に移動しようとするため、昇降部30の上部が下方向に移動する。このように、ワークWと磁石部40との間に発生する磁力によって昇降部30を上下方向に移動させることで、積層されたワークWの高さに応じてガイド高さを上下方向に移動させることができる。また、センサやアクチュエータなど他の機構を設けることなく、簡単な構成によって昇降部30を上下方向に移動させることができる。
【0043】
<変形例>
次に、ガイド装置の構成についての変形例を説明する。
上記第1実施形態では、上下方向について、昇降部30には自重による重力のみが作用する構成であったが、これに限定するものではない。
【0044】
図7は、変形例に係るガイド装置100Aの一例を示す図である。
図7に示すように、昇降部30の底部に弾性部材50を設けてもよい。弾性部材50は、昇降部30に対して下方に向けて弾性力を付与するように設定する。このような弾性部材50としては、例えばバネやゴムなどが挙げられる。このように、弾性部材50を用いて昇降部30に下向きの力を作用させることにより、昇降部30の下方向への移動を補助することができる。また、弾性部材50により昇降部30が下向きに引っ張られるため、昇降部30の上方への抜けを防止できる。なお、
図7では、弾性部材50が昇降部30の底部を下方に引っ張る構成を例に挙げているが、これに限定するものではなく、例えば昇降部30の上部を下方に押圧する構成など、他の構成であってもよい。
【0045】
次に、ガイド装置100の配置についての変形例を説明する。
上記第1実施形態では、ワークWの−Y側にガイド装置100が設けられた構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。
【0046】
図8は、変形例に係るワーク積載部120を−Z方向に見たときの一例を示す図である。
図8に示すように、ワークWの−Y側に加えて、ワークWの+Y側にガイド装置100を配置してもよい。なお、ワークWの+Y側にガイド装置100を配置する場合、ワークWの−Y側ではガイド装置100を省略してもよい。また、
図8に示すように、ワークWの+X側及び−X側にも同様にガイド装置100を配置してもよい。なお、
図8には、ワークWの各辺にガイド装置100が2つずつ配置される例が示されているが、これに限定するものではなく、ガイド装置100の個数が1つ又は3つ以上であってもよい。
【0047】
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態を説明する。
図9は、第2実施形態に係る板材加工システム200の一例を示す図である。
図9に示すように、板材加工システム200は、加工装置210と、ワーク積載部220と、ローダ装置230とを備えている。
【0048】
加工装置210は、例えばパンチプレス機などが用いられる。加工装置210は、例えばワークWから複数枚の製品を切り抜く加工を行うことが可能である。加工装置210は、加工部211と、ワーク送り部212と、テーブル213とを有している。加工部211は、テーブル213に載置された板状のワークWを加工する。
【0049】
ワーク送り部212は、テーブル213上でワークWを保持してX方向及びY方向に移動させる。ワーク送り部212は、Y方向に移動可能なキャリッジと、該キャリッジに設けられX方向に移動可能なクロススライドと、該クロススライドに設けられワークWを保持する複数のワークホルダとを有している。なお、テーブル213上には、ワークWを位置決めするためのエンドロケータや各種センサなどが配置される。
【0050】
ワーク積載部220は、複数のワークWが積載されて配置される。ワーク積載部220としては、第1実施形態に記載のワーク積載部120と同一構成のものが用いられる。なお、
図9では、ワーク積載部220の構成について、第1実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付している。また、ワーク積載部220には、積層されたワークWの側部を案内するガイド装置240が設けられている。ガイド装置240としては、第1実施形態のガイド装置100が用いられる。また、本実施形態に係るワークWとしては、第1実施形態と同様、磁性材料を含んだものが用いられる。
【0051】
ローダ装置230は、ワーク積載部220に積載されたワークWを加工装置210のテーブル上に搬送する。ローダ装置230は、レールRaに吊り下げられており、X方向に移動可能に設けられている。ローダ装置230は、第1実施形態に記載のローダ装置130と同一構成のものが用いられる。なお、
図9では、ローダ装置230の構成について、第1実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付している。
【0052】
次に、板材加工システム200の動作の一例を説明する。
まず、ローダ装置230は、アーム部132を下降(−Z方向に移動)させ、ワーク積載部220に積層された複数のワークWから最上部のワークWを吸着して保持する。この場合、ガイド装置240とローダ装置230のアーム部132やパッド部133との間で干渉が生じるのを抑制でき、また、ローダ装置230に対する負荷を減少することができるため、ワークWの搬送を安定的に行うことができる。ワークWを保持した後、アーム部132を上昇(+Z方向に移動)させた後、レールRaに沿って加工装置210上に移動する。
【0053】
加工装置210に移動した後、ローダ装置230は、アーム部132を下降させてワークWをテーブル213上に配置する。次に、ローダ装置230は、テーブル213上でワークWの位置決めを行う。位置決め動作を行った後、ワーク送り部212によってワークホルダによってワークWを保持し、加工装置210までワークWを移動させる。その後、加工装置210によってワークWの加工を行う。ワークWの加工によって得られた製品は、所定の排出部(不図示)から排出する。また、加工後のスケルトンについては、例えば不図示のグリッパ等を用いて排出する。
【0054】
以上のように、第2実施形態によれば、磁性材料を含む板状のワークWを加工する加工装置210と、該加工装置210に対して搬入または搬出するワークWが複数積層されるワーク載置部220と、該ワーク載置部220と加工装置210との間においてワークWを搬送するローダ装置230と、を備え、ワーク載置部220に積層されたワークWを上下方向に案内するガイド装置240として、第1実施形態に記載のガイド装置100が設けられるため、ガイド装置240とローダ装置230との間で干渉が生じるのを抑制でき、また、ローダ装置230に対する負荷を減少することができる。これにより、ワークWの搬送を安定的に行うことができる板材加工システム200が得られる。
【0055】
以上、実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明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種々の変更が可能である。
例えば、上記第2実施形態では、板材加工システム200の加工装置210として、パンチプレス機を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、他の種類の加工装置であってもよい。
【0056】
また、上記各実施形態においては、ガイド装置100、240がパレット121上に設置された構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。例えばガイド装置100、240がパレット121の外部に設置される構成であってもよいし、載置台フレーム122に取り付けられる構成であってもよい。