特開 2023-112266 加工機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023112266

(43)【公開日】2023-08-14

(54)【発明の名称】加工機

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/70 20140101AFI20230804BHJP

   B65H 5/08 20060101ALI20230804BHJP

   B23K 26/38 20140101ALI20230804BHJP

【ＦＩ】

B23K26/70

B65H5/08 B

B23K26/38 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022013938

(22)【出願日】2022-02-01

(71)【出願人】

【識別番号】598072179

【氏名又は名称】株式会社片岡製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100085338

【弁理士】

【氏名又は名称】赤澤 一博

(74)【代理人】

【識別番号】100148910

【弁理士】

【氏名又は名称】宮澤 岳志

(72)【発明者】

【氏名】井上 雅輝

(72)【発明者】

【氏名】米田 雅俊

(72)【発明者】

【氏名】福井 康行

【テーマコード（参考）】

3F101

4E168

【Ｆターム（参考）】

3F101CA05

3F101CB08

3F101CE21

4E168AD07

4E168CB04

4E168EA15

4E168GA01

4E168GA02

4E168HA02

4E168JA01

(57)【要約】

【課題】材料を切断して目的物を形成し搬送する搬送機構を具備する加工機において、端材部分が目的物に付着し、搬送先で目的物に混入する不具合の発生を防止する。
【解決手段】搬送機構が、幅寸法または奥行き寸法の少なくとも一方が目的物Ｐ１の対応する寸法よりも大きく目的物Ｐ１を吸引するための吸引部を備えている吸着面２ａと、材料Ｍに向けて吸着面２ａよりも突出している凸部２４とを有する吸着体２１を備え、吸着体２１に目的物Ｐ１を吸着する際に、凸部２４の少なくとも一部が材料Ｍから複数の目的物Ｐ１を形成した残りの部分である端材部分Ｍ０に当接する構成を採用する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

材料を切断して形成される複数の目的物を搬送する搬送機構を具備する加工機であって、
前記搬送機構が、
幅寸法または奥行き寸法の少なくとも一方が前記目的物の対応する寸法よりも大きく前記目的物を吸引するための吸引部を備えている吸着面と、
前記材料に向けて前記吸着面よりも突出している凸部と
を有する吸着体を備え、
前記吸着体に前記目的物を吸着する際に、前記凸部の少なくとも一部が前記材料から前記複数の目的物を形成した残りの部分である端材部分に当接する加工機。

【請求項2】

前記搬送機構に対向して前記材料を支持しかつ当該材料を吸引保持可能である支持体を具備する請求項１記載の加工機。

【請求項3】

前記支持体が、レーザ光により切断されて形成された複数の目的物をそれぞれ個別に吸引保持可能であるとともに、前記複数の目的物のうち搬送機構により搬送する対象となるもののみの吸引保持状態を解除可能である請求項２記載の加工機。

【請求項4】

前記支持体が、前記複数の目的物のうち搬送機構により搬送する対象となるものを搬送機構に向けて付勢することが可能である請求項３記載の加工機。

【請求項5】

前記吸着体の吸着面が、所定方向に並ぶ前記複数の目的物の１つおきに対応して設けられている請求項１、２、３又は４記載の加工機。

【請求項6】

前記凸部が前記吸着面の外周を囲むように形成されている請求項１、２、３、４又は５記載の加工機。

【請求項7】

前記凸部が前記吸着面の外周を包囲する突条である請求項６記載の加工機。

【請求項8】

前記目的物がレーザ光により切断されて形成されるものである請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の加工機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、材料を切断して形成される複数の目的物を搬送する搬送機構を備えた加工機に関する。

【背景技術】

【0002】

支持体に支持させた材料をレーザ光等により切断して目的物を形成する加工機においては、目的物を残りの部分である端材部分と分離して搬送する必要がある。目的物を搬送するにあたって、従来、目的物を真空吸引して端材部分から分離するものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

【0003】

ここで、端材部分が目的物と比較してずっと小さい場合、切断が浅い、レーザ光照射による切断の際に再溶着している、といった箇所で搬送の際に端材部分が目的物に付着し、搬送先で目的物に混入する不具合が生じうる。

【0004】

このような不具合を解消するために、搬送の際に端材部分を支持体に吸着させておくことが考えられるが、端材の幅寸法が小さい（例えば１ｍｍ以下）場合にはこのような方法を採用することが困難である。

【0005】

また、上述した不具合は、材料をレーザ光により切断して目的物を形成する加工機に限らず、材料を他の手段により切断して目的物を形成する加工機においても同様に発生し得る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１４－８３５６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、以上の点に着目してなされたもので、材料を切断して目的物を形成し搬送する加工機において、端材部分が目的物に付着し、搬送先で目的物に混入する不具合の発生を防止することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

以上の課題を解決すべく、本発明に係る加工機は、以下に述べるような構成を有する。

【0009】

すなわち請求項１の発明に係る加工機は、材料を切断して形成される複数の目的物を搬送する搬送機構を具備する加工機であって、前記搬送機構が、幅寸法または奥行き寸法の少なくとも一方が前記目的物の対応する寸法よりも大きく前記目的物を吸引するための吸引部を備えている吸着面と、前記材料に向けて前記吸着面よりも突出している凸部とを有する吸着体を備え、前記吸着体に前記目的物を吸着する際に、前記凸部の少なくとも一部が前記材料から前記複数の目的物を形成した残りの部分である端材部分に当接する。

【0010】

このようなものであれば、端材部分に凸部を当接させつつ吸着体の吸着面に目的物を吸着させることにより、端材を混入させることなく目的物のみを吸着面に吸着させて搬送することができる。従って、搬送先で端材部分が目的物に混入する不具合の発生を防止することができる。

【0011】

このような加工機の好適な態様として、前記搬送機構に対向して前記材料を支持しかつ当該材料を吸引保持可能である支持体を具備するものが挙げられる。

【0012】

特に、搬送機構が複数の目的物のうちの一部を選択的に搬送する場合に望ましい態様として、前記支持体が、レーザ光により切断されて形成された複数の目的物をそれぞれ個別に吸引保持可能であるとともに、前記複数の目的物のうち搬送機構により搬送する対象となるもののみの吸引保持状態を解除可能であるものが挙げられる。このようなものであれば、搬送機構により搬送する対象でない目的物は支持体に吸引保持させておくことで、搬送機構により搬送する対象となる目的物のみを選択的に吸引し搬送できるからである。

【0013】

前段で述べた加工機において、複数の目的物のうちの一部を選択的に搬送するにあたって更に望ましい態様として、前記支持体が、前記複数の目的物のうち搬送機構により搬送する対象となるものを搬送機構に向けて付勢するものが挙げられる。

【0014】

搬送機構が複数の目的物のうちの一部を選択的に搬送する態様の具体的な一例として、前記吸着体の吸着面が、所定方向に並ぶ前記複数の目的物の１つおきに対応して設けられているものが挙げられる。

【0015】

吸着体の凸部の形状の一例として、前記凸部が前記吸着面の外周を囲むように形成されているもの、また、特に前記凸部が前記吸着面の外周を包囲する突条であるものが挙げられる。

【0016】

そして、このような加工機による好適な切断の態様として、前記目的物がレーザ光により切断されて形成されるものが挙げられる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、材料を切断して目的物を形成し搬送する加工機において、端材部分が目的物に付着し、搬送先で目的物に混入する不具合の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施形態に係る加工機を示す概略図。

【図2】同実施形態に係る加工機の搬送機構及び支持体を示す斜視図。

【図3】同実施形態に係る加工機の搬送機構及び支持体を示す斜視図。

【図4】同実施形態に係る加工機の吸着ステージを示す平面図。

【図5】同実施形態に係る吸着面へ目的物を吸着する態様を示す図。

【図6】同実施形態に係る吸着面へ目的物を吸着する態様を示す図。

【図7】同実施形態に係る加工機の吸着ハンドを示す斜視図。

【図8】同実施形態に係る加工機の吸着ハンドに目的物を吸着させた状態の斜視図。

【図9】同実施形態に係る材料を切断して目的物を形成した状態の平面図。

【図10】同実施形態に係るトレーを示す斜視図。

【図11】同実施形態に係るトレーへの目的物の収納の態様を示す説明図。

【図12】本発明の他の実施形態に係る吸着ハンドを示す底面図。

【図13】本発明の他の実施形態に係る吸着ハンドを示す底面図。

【図14】本発明の他の実施形態に係る吸着ハンドを示す底面図。

【図15】本発明の一実施形態に係る目的物の吸着ハンドへの吸着の態様を示す図。

【図16】本発明の他の実施形態に係る目的物の吸着ハンドへの吸着の態様を示す図。

【図17】本発明の他の実施形態に係る目的物の吸着ハンドへの吸着の態様を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明の一実施形態に係る加工機Ｋについて以下に述べる。

【0020】

本実施形態の加工機Ｋは、図１に概略を示すように、材料Ｍをレーザ光により切断するための切断機構であるガルバノスキャナ１と、材料Ｍを切断して形成される複数の目的物Ｐを搬送する搬送機構２と、搬送機構２に対向して材料Ｍを支持しかつ当該材料Ｍを吸引保持可能である支持体３と、これらガルバノスキャナ１、搬送機構２及び支持体３を支持する基台４とを具備し、搬送機構２により搬送された目的物Ｐを収納するトレー５とともに用いられる。なお、以下の説明において、目的物Ｐのうち搬送対象の目的物Ｐには符号Ｐ１、搬送対象ではない目的物Ｐには符号Ｐ２を付して区別することがある。

【0021】

ガルバノスキャナ１は、フレーム４１を介して基台４に固定されている。このガルバノスキャナ１は、この種の加工機に用いられるものとして周知のものと同様の構成を有するため、詳細な説明は省略する。このガルバノスキャナ１を利用して切断され、複数の目的物Ｐが形成された状態の材料Ｍを図９に示す。なお、材料Ｍからこれら目的物Ｐを形成した残りの部分が端材部分Ｍ０となっている。また、本実施形態では、目的物Ｐの幅寸法は約２ｍｍ、奥行き寸法は約１０ｍｍ、端材部分Ｍ０の幅寸法は約１ｍｍに設定している。

【0022】

搬送機構２は、例えばフレーム４１に案内されて移動可能なものであり、図１～図３及び図５～図８に示すように、幅寸法または奥行き寸法の少なくとも一方が目的物Ｐの対応する寸法よりも大きく目的物Ｐを吸引するための吸引部たる吸入口２５を備えている吸着面２ａと、材料Ｍに向けて前記吸着面２ａよりも突出している凸部２４とを有する吸着体である吸着ハンド２１を備えている。さらに詳述すると、この搬送機構２の吸着ハンド２１は、基部２２と、この基部２２から材料Ｍ側（支持体３側）に向けて突出する突起２３を備えている。突起２３は、所定方向に並ぶ複数の目的物の１つおきに対応して設けられている。この突起２３の先端には、上述した吸着面２ａと、この吸着面２ａの外周を包囲する突条である凸部２４とが形成されている。その上で、吸着面２ａには、目的物Ｐを当該吸着面２ａに吸着させるべく空気を吸引するための吸入口２５が設けられている。なお、この搬送機構２の吸入口２５から外部の第１の空気ポンプＰＰ１に向けて第１の空気通路Ｌ１が設けられており、第１の空気ポンプＰＰ１を運転することにより搬送対象の目的物Ｐ１に対応する吸入口２５から空気を吸入し、搬送対象の目的物Ｐ１を吸着面２ａに吸着させるようになっている。

【0023】

支持体３は、図１に示すように、幅方向及び奥行き方向に移動可能なＸＹステージ３１と、このＸＹステージ３１上に設けられた吸着ステージ３２とを備えており、本実施形態ではレーザ光により切断されて形成された複数の目的物Ｐをそれぞれ個別に吸引保持可能である。より具体的には、図２～図６に示すように、吸着ステージ３２は、目的物Ｐとなるべき領域にそれぞれ対応する支持面３ａを上端に有する支持ブロック３３と、これら支持ブロック３３間に形成された溝３ｂとを備えている。支持面３ａには、空気を吸入し又は排出するための空気孔３４が２箇所に形成されている。本実施形態では、この空気孔３４から空気を吸入することにより材料Ｍ（ないし材料Ｍを切断して形成された目的物Ｐ）を吸引保持可能であるとともに、空気孔３４から空気を排出することにより複数の目的物Ｐのうち搬送機構２により搬送する対象となるものすなわち搬送対象の目的物Ｐ１のみを搬送機構２に向けて付勢し、吸引保持状態を解除することが可能である。なお、この支持体３の空気孔３４から外部の第２及び第３の空気ポンプＰＰ２、ＰＰ３に向けて第２及び第３の空気通路Ｌ２、Ｌ３が設けられており、第２又は第３の空気ポンプＰＰ２、ＰＰ３を正方向又は逆方向に運転することにより、空気孔３４から空気を吸入又は排出し、目的物Ｐを支持面３ａに吸着させ、又は搬送対象の目的物Ｐ１を搬送機構２の吸着面２ａに向けて付勢させるようになっている。

【0024】

トレー５は、図１０及び図１１に示すように、概略矩形状の板状のものであり、その一表面に、目的物Ｐに略対応する寸法の収容孔５ａを多数配している。５ｂは、収容孔５ａに収容された目的物Ｐを取り出す際の用具を挿入するための孔である。

【0025】

その上で本実施形態では、図２及び図３に示すように、搬送機構２の吸着ハンド２１は支持体３の吸着ステージ３２及び当該吸着ステージ３２に保持させた材料Ｍに対して接離可能であり、吸着ハンド２１に目的物Ｐ１を吸着させるべく材料Ｍに最大限に接近させた際に、図５、図６及び図９に示すように、凸部２４の少なくとも一部が、材料Ｍから複数の目的物Ｐを形成した残りの部分であり端材部分Ｍ０に当接するようになっている。更に詳述すると、凸部２４のうち吸着面２ａの短辺に沿った部分は端材部分Ｍ０のうち搬送対象の目的物Ｐ１に隣接する部位に当接し、吸着面２ａの長辺に沿った部分は搬送対象でない目的物Ｐ２に当接する。

【0026】

以下、本実施形態の加工機Ｋを利用してシート状の材料Ｍを切断し、形成された目的物Ｐをトレー５に搬出する流れを述べる。

【0027】

まず、吸着ステージ３２に材料Ｍを保持させた状態の支持体３をガルバノスキャナ１の下方に配し、レーザ光を利用して材料Ｍを切断し複数の目的物Ｐを形成する。

【0028】

ついで、図２に示すように複数の目的物Ｐ及び端材部分Ｍ０を保持させた状態の支持体３を搬送機構２の下方に移動させ、図３に示すように搬送機構２（吸着ハンド２１）を下降させて材料Ｍ（搬送対象の目的物Ｐ１）及び支持体３（吸着ステージ３２）に最大限に近接させる。このとき、図６に示すように上述したように凸部２４の一部が搬送対象の目的物Ｐ１に隣接する端材部分Ｍ０に当接する。

【0029】

その後、搬送対象の目的物Ｐ１に対応する吸着ステージ３２の空気孔３４から空気を排出しつつ吸着ハンド２１の吸着面２ａの吸入口２５から空気を吸入することにより、搬送対象の目的物Ｐ１を吸着面２ａに向けて付勢し、吸着面２ａに吸着させる。

【0030】

それから、搬送機構２（吸着ハンド２１）をトレー５の上方に移動させ、搬送対象の目的物Ｐ１が吸着面２ａに吸着された状態を解除すると、当該目的物Ｐ１が落下し図１１に示すような態様でトレー５に収納される。

【0031】

その後は、吸着ハンド２１の吸着面２ａが残りの目的物Ｐ２の上方となるように当該搬送機構２を移動させ、残りの目的物Ｐ２に対応する吸着ステージ３２の空気孔３４から空気を排出しつつ吸着ハンド２１の吸着面２ａの吸入口２５から空気を吸入することにより残りの目的物Ｐ２を吸着面２ａに吸着させる。このときも、凸部２４の全体が端材部分Ｍ０に当接する。それから搬送機構２（吸着ハンド２１）を再度トレー５の上方に移動させ、目的物Ｐ２が吸着面２ａに吸着された状態を解除して目的物Ｐを落下させ、トレー５に収納する。

【0032】

ここで、図１は本実施形態の加工機Ｋを概略的に示す図である。図２は搬送機構２の吸着ハンド２１と支持体３の吸着ステージ３２とを示す斜視図であり、これら吸着ハンド２１と吸着ステージ３２とが離間した状態を示している。図３は搬送機構２の吸着ハンド２１と支持体３の吸着ステージ３２とを示す図であり、吸着ハンド２１及び吸着ステージ３２を切断して示している。図４は支持体３の吸着ステージ３２を示す平面図である。図５は吸着ハンド２１を吸着ステージ３２に最大限近づけた状態を示す正断面図であり、わかりやすくするために、吸着ハンド２１及び吸着ステージ３２はそれぞれ吸入口２５及び空気孔３４の軸心を通る平面に沿って切断している。図６は吸着ハンド２１を吸着ステージ３２に最大限近づけた状態を示す側断面図であり、わかりやすくするために、吸着ハンド２１及び吸着ステージ３２はそれぞれ吸入口２５及び空気孔３４の軸心を通る平面に沿って切断している。図７は吸着ハンド２１を示す底面側からの斜視図である。図８は吸着ハンド２１に目的物Ｐを吸着した状態を示す底面側からの斜視図である。図９は材料Ｍを切断して目的物Ｐを形成した状態を示す図であり、吸着ハンド２１を想像線で示している。図１０は本実施形態のトレー５を示す斜視図であり、図１１は同トレー５に目的物Ｐを収容した状態を示す断面図である。

【0033】

すなわち本実施形態によれば、目的物Ｐのトレー５への搬出の際に、端材部分Ｍ０に凸部２４を当接させつつ吸着ハンド２１の吸着面２ａに目的物Ｐを吸着させることにより、端材Ｍ０を混入させることなく目的物Ｐのみを吸着面２ａに吸着させて搬送することができる。従って、搬送先（トレー５内）で端材部分Ｍ０が目的物Ｐに混入する不具合の発生を防止することができる。

【0034】

また、本実施形態では、支持体３が搬送機構２に対向して材料Ｍを支持し、かつ当該材料Ｍを吸引保持可能であるので、材料Ｍの切断加工中及び搬送機構２によりトレー５へ搬出する直前において材料Ｍ（ないし目的物Ｐ）を支持体３に安定して保持させておくことができる。

【0035】

さらに本実施形態では、支持体３が、レーザ光により切断されて形成された複数の目的物Ｐをそれぞれ個別に吸引保持可能であるとともに、複数の目的物Ｐのうち搬送機構２により搬送対象の目的物Ｐ１（所定方向に並ぶ複数の目的物Ｐのうち搬送機構２の吸着面２ａに対向する１つおきのもの）のみ吸引保持状態を解除可能であるので、搬送機構２により搬送対象でない目的物Ｐ２は支持体３に吸引保持させておくことにより、搬送機構２により搬送対象の目的物Ｐ１のみを選択的に吸引し搬送できる。

【0036】

加えて、複数の目的物Ｐのうち搬送対象の目的物Ｐ１に対して支持体３の空気孔３４から空気を排出し搬送機構２に向けて付勢するようになっているので、搬送対象でない目的物Ｐ２に対応する支持体３の空気孔３４から空気を吸入することと併せて、搬送対象の目的物Ｐ１を搬送対象でない目的物Ｐ２からより確実に切り離すことができる。

【0037】

そして本実施形態では、吸着ハンド２１の凸部２４が吸着面２ａの外周を囲むように形成されている、より具体的には凸部２４が吸着面２１の外周を包囲する突条であるので、この凸部２４を端材部分Ｍ０（及び搬送対象でない目的物Ｐ２）に当接させ、搬送対象の目的物Ｐ１を吸着面２ａに吸着させる際に端材部分Ｍ０及び搬送対象でない目的物Ｐ２からより確実に切り離すことができる。

【0038】

なお、本発明は以上に述べた実施形態に限らない。

【0039】

例えば、上述した実施形態では、凸部を吸着面の外周を包囲する突条として形成しているが、凸部が吸着面の外周の一部のみから突出するものであってもよい。具体的には、図１２に示すように、吸着面２ａの各辺の中央部から突出させて凸部２４を形成し、吸着面２ａの角部には凸部を形成しない態様が考えられる。また、図１３に示すように、吸着面２ａの短辺に沿う端縁を突出させて凸部２４を形成し、長辺に沿う端縁には凸部を形成しない態様も考えられる。後者の態様を採用する場合、図１４に示すように、所定方向に並列した態様で形成される目的物Ｐの全てを一度に吸着する態様を採用してもよい。

【0040】

また、上述した実施形態では、図１５に示すように、所定方向に並ぶ複数の目的物Ｐ１を１つおきに吸着体２１の吸着面２ａに吸着させ搬送するようにしているが、例えば、図１６に示すように、所定方向に並ぶ複数の目的物のうち隣接する複数個（例えば２つ）の目的物Ｐ１の組を１つおきに吸着体２１の吸着面２ａに吸着させ搬送する態様や、図１７に示すように、所定方向に並ぶ複数の目的物Ｐ１を２つおきに吸着体２１の吸着面２ａに吸着させ搬送する態様等を採用してもよい。なお、図１２～図１７において、図１～図１１を参照しつつ上述した実施形態におけるものに対応する部位には同一の符号を付し、説明は省略する。

【0041】

さらに、上述した実施形態では、複数の目的物をそれぞれ個別に吸引保持可能であるとともに、複数の目的物のうち搬送機構により搬送する対象となるもののみを空気孔から空気を排出することにより搬送機構に向けて付勢し、その他の目的物は吸引保持するようにしているが、例えば、搬送機構により搬送する対象を搬送機構に向けて付勢することは行わず、搬送機構により搬送する対象ではない対象物のみを吸引保持しておく態様や、逆に搬送機構により搬送する対象を搬送機構に向けて付勢することのみ行い搬送機構により搬送する対象ではない対象物を吸引保持することは行わない態様を採用してもよい。また、搬送機構により対象物を搬送する段階では、対象物を吸引保持することも対象物を搬送機構に向けて付勢することも行わない態様も考えられる。

【0042】

加えて、上述した実施形態では、空気を吸入することにより材料を吸着しているが、材料が磁性体である場合、電磁石を利用して材料を吸着するようにしてもよい。

【0043】

そして、上述した実施形態では、材料をレーザ光により切断して目的物を形成しているが、レーザ光以外の手段、例えば回転刃やウォータージェット等により材料を切断して目的物を形成する加工機に発明を適用してもよい。

【0044】

その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。

【符号の説明】

【0045】

Ｋ…加工機
２…搬送機構
２ａ…吸着面
２４…凸部
２５…吸引部（吸入口）
３…支持体
Ｍ…材料
Ｍ０…端材部分
Ｐ…目的物
Ｐ１…搬送対象の目的物
Ｐ２…搬送対象ではない目的物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】