特開 2023-174631 裁断装置の付属装置

(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】P2023174631

(43)【公開日】2023-12-08

(54)【発明の名称】裁断装置の付属装置

(51)【国際特許分類】

   B26D 7/18 20060101AFI20231201BHJP

   B26D 5/00 20060101ALI20231201BHJP

   D06H 3/08 20060101ALI20231201BHJP

   D06H 7/00 20060101ALI20231201BHJP

【ＦＩ】

B26D7/18 Z

B26D5/00 F

B26D7/18 C

D06H3/08

D06H7/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022087285

(22)【出願日】2022-05-28

(71)【出願人】

【識別番号】500564493

【氏名又は名称】株式会社イレブンインターナショナル

(74)【代理人】

【識別番号】100121603

【弁理士】

【氏名又は名称】永田 元昭

(74)【代理人】

【識別番号】100141656

【弁理士】

【氏名又は名称】大田 英司

(74)【代理人】

【識別番号】100067747

【弁理士】

【氏名又は名称】永田 良昭

(72)【発明者】

【氏名】板倉 剛

【テーマコード（参考）】

3B154

3C021

3C024

【Ｆターム（参考）】

3B154AB19

3B154AB27

3B154BA47

3B154BA53

3B154BB54

3B154BC16

3B154BC28

3B154CA02

3B154CA03

3B154CA23

3B154CA29

3B154CA33

3B154CA40

3C021FB00

3C024AA00

(57)【要約】

【課題】同一平面上に並んだ複数種類のパーツを取り上げる作業がピックアップ装置に頼らずとも正確にできようにする。
【解決手段】シート材Ｓを裁断処理して同一平面上に並んだ複数のパーツＰに切り分ける裁断テーブル１３の下流に設けられて裁断時の状態のままパーツＰを待機させるピックアップテーブル１５と、ピックアップテーブル１５上のパーツＰに対して裁断処理に用いられた図形データから生成したパーツ情報画像Ｉａを投影するプロジェクタ１６を備える。ピックアップテーブル１５をコンベヤで構成し、コンベヤを駆動制御するコンベヤ制御部によって、プロジェクタ１６で投影するパーツ情報画像ＩａとパーツＰを一致させて、取り上げるべきパーツＰを明確にする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シート材を裁断処理して同一平面上に並んだ複数のパーツに切り分ける裁断テーブルより下流側に設けられて裁断時の状態のままパーツを待機させるピックアップテーブルと、
前記ピックアップテーブル上のパーツに対して裁断処理に用いられた図形データから生成したパーツ情報画像を投影するプロジェクタを有する
裁断装置の付属装置。

【請求項2】

前記ピックアップテーブルがパーツを載せて搬送するコンベヤで構成され、
前記コンベヤを駆動制御するコンベヤ制御部が、前記プロジェクタで投影するパーツ情報画像にパーツを一致させるように前記コンベヤを駆動するものである
請求項１に記載の裁断装置の付属装置。

【請求項3】

前記プロジェクタで投影されたパーツ情報画像を読み取る投影画像撮影カメラが設けられるとともに、
前記投影画像撮影カメラで読み取られた情報に基づいてパーツをピックアップして次工程へ移送する移送装置が備えられた
請求項１または請求項２に記載の裁断装置の付属装置。

【請求項4】

前記図形データに基づいてパーツをピックアップして次工程へ移送する移送装置が備えられた
請求項１または請求項２に記載の裁断装置の付属装置。

【請求項5】

前記ピックアップテーブルでのパーツのピックアップ状況を撮影する作業状況撮影カメラが設けられるとともに、
前記作業状況撮影カメラから入力された作業状況画像と前記図形データとを対比して次に取り上げるべきパーツを判定する画像比較処理部を設け、
前記画像比較処理部での結果に基づいて、前記図形データにおける次に取り上げるべきパーツに対応する部分示す作業支援画像を前記プロジェクタに投影する画像を生成する投影画像生成部に生成させる
請求項１または請求項２に記載の裁断装置の付属装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、シート材を裁断処理して同一平面上に並んだ複数のパーツに切り分ける裁断装置に関する。

【背景技術】

【0002】

裁断装置で裁断された被縫製物などのパーツは、縫製工程などの次の工程に移す必要がある。

【0003】

そのパーツについて、一つの製品を得るためにはさまざまな形状のものが複数必要であるのが一般的である。通常、それらのパーツはシート材から無駄なく切り出すように工夫されるので、裁断後の配置は次工程のことが考慮されていない。そのため、裁断されたパーツは、例えば種類ごとや縫製順序ごとなど、人の目で判断して秩序立てて取り上げられていた。

【0004】

だが、このピックアップにミスが生じると、次の工程以降の作業に支障が出て、不良品の発生や作業遅延などの不都合が生じてしまう。

【0005】

下記特許文献１には、裁断されたパーツを人手ではなく機械的に取り上げて縫製用のテンプレートに搬送する搬送装置が開示されている。このようにピックアップを機械的に行えば取り上げる対象を間違えるミスを人手で行う場合に比べて少なくできる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２１－４８９２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、設置するすべての裁断装置を一律にピックアップ装置付きのものとすることは、複数の製造ラインを備えて多種多様な製品を効率よく生産し、かつ受注に応じて柔軟に対応できるようにした工場において現実的ではない。

【0008】

そこで、この発明はピックアップ装置に頼らずとも正確なピックアップができようにすることを主な目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

そのための手段は、シート材を裁断処理して同一平面上に並んだ複数のパーツに切り分ける裁断テーブルより下流側に設けられて裁断時の状態のままパーツを待機させるピックアップテーブルと、前記ピックアップテーブル上のパーツに対して裁断処理に用いられた図形データから生成したパーツ情報画像を投影するプロジェクタを有する裁断装置の付属装置である。

【0010】

この構成では、裁断処理がなされてピックアップテーブル上に並んだ複数のパーツに対してパーツ形状やパーツ識別符号などからなるパーツ情報画像がプロジェクタから投影される。パーツ情報画像は、視認しにくい切り溝で囲まれたパーツであっても、投影されたパーツが何であるかを明瞭にする。例えばパーツ情報画像がパーツ形状であればパーツの輪郭を明示にして、パーツ情報画像がパーツ識別符号であればパーツの種別や取り上げ順序を明確にして、正確なピックアップ作業を促す。投影されたパーツ情報画像は、目視で直接的に利用されるほか、撮影装置で撮影するなどして間接的に利用され得る。

【発明の効果】

【0011】

この発明によれば、プロジェクタがピックアップテーブル上のパーツに対してそのパーツ情報画像を明瞭に示すので、ピックアップ装置を用いずに人手で行っても正確なピックアップが可能である。しかも、パーツ情報画像は投影されるので、手元が明るくなることもあって人の目で見ての作業が行い易いうえに、カメラで撮影して利用することもできる。このため、正確なピックアップが可能でありながも、製造する製品や製造ラインの変更等にも柔軟に対応可能な生産環境を得られる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】裁断装置の概略を示す平面図。

【図2】付属装置の構成を示す概略図。

【図3】パーツに対する投影状態を示す説明図。

【図4】付属装置の作用を示す説明図。

【図5】要部の概略平面図。

【図6】移送装置を下流側から見た概略側面図。

【図7】他の例に係る付属装置の概略図。

【図8】移送装置によるパーツの吸着状態を示す説明図。

【図9】他の例に係る付属装置の概略図。

【図10】他の例に係る付属装置の概略図。

【図11】図１０に示した付属装置の作用を示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

この発明を実施するための一形態を、以下図面を用いて説明する。

【0014】

図１に、付属装置１１を備えた裁断装置１２の概略平面図を示す。裁断装置１２は、入力された図形データに基づいてシート材Ｓを裁断処理して、同一平面上に並んだ複数のパーツＰに切り分けるものである。裁断処理を行う裁断テーブル１３を備え、その上に裁断ヘッド１４を備えている。裁断ヘッド１４は、裁断テーブル１３に載置されたシート材Ｓの表面を縦横に移動して切断を行うものである。

【0015】

付属装置１１は裁断テーブルで裁断されたパーツＰのピックアップ作業を補助するものである。裁断装置１２に一体のものであっても、後付けするものであっても、いずれでもよい。

【0016】

付属装置１１は、裁断時の状態のままパーツＰを待機させるピックアップテーブル１５と、ピックアップテーブル１５上のパーツＰに対して投影を行うプロジェクタ１６を有している。

【0017】

ピックアップテーブル１５は、裁断装置１２における裁断処理を行う裁断テーブル１３の下流側に隣接して設けられている。裁断テーブル１３での裁断処理を経て搬送されるシート材Ｓを受け入れてそのまま搬送できるように、図２に示す如くコンベヤで構成されており、シート材Ｓを下流側に搬送する機能を有している。コンベヤを駆動するモータ１７は、必要な時に停止できるようにステッピングモータやサーボモータ等で構成される。

【0018】

ピックアップテーブル１５は、コンベヤの駆動制御に必要な装置として、搬送されるシート材をＳ検知する光電センサ等からなるセンサ１８と、センサ１８の検知に基づいてモータ１７の駆動と停止を行うコンベヤ制御部１９を有している。コンベヤ制御部１９は例えばセンサ１８による検知から一定距離移動したのち停止するように制御するものであるとよい。またピックアップテーブル１５はモータ１７の正逆回転を手動で行う手動スイッチ２１を有している。

【0019】

プロジェクタ１６は、ピックアップテーブル１５の上流側位置の上方に備えられており、投影画像をピックアップテーブル１５の下流端部に投影するように設定される。これは、ピックアップテーブル１５の下流端に立った作業員Ｈの手が届く範囲に投影するためである。図１中、投影範囲は一点鎖線で示した。図１中、２２はプロジェクタ１６をピックアップテーブル１５の上方に支持する支持フレームである。

【0020】

プロジェクタ１６から投影する画像を生成する投影画像生成部２３には、裁断装置１２に入力された裁断処理のための図形データ２４が入力されるように構成されている。

【0021】

図形データ２４は、少なくともパーツＰの輪郭を示す位置情報（二次元座標情報）及びパーツＰを特定する固有の識別情報を有しており、識別情報にはピックアップする際に取り上げるべき順番の情報が含まれている。また識別情報は、アルファベットなどの文字や数字などの記号として目視で判別可能な表示にできるように構成される。

【0022】

投影画像生成部２３で生成されるパーツ情報画像Ｉａは図形データ２４から生成される。パーツ情報画像Ｉａは図３に示したようにパーツ形状ｘとパーツ識別符号ｙとするとよい。パーツ情報画像Ｉａのうちパーツ形状ｘはパーツＰの位置情報に基づいてその輪郭の内側を適宜の色を付した画像で表示する。パーツ識別符号ｙは、パーツ形状ｘの輪郭の内側に色抜き部分ｘａをつくり、この色抜き部分ｘａに文字や記号の羅列で表示する。パーツ情報画像Ｉａの輪郭は、本来パーツＰの輪郭と一致するが、図３ではわかりやすくするため、パーツＰの輪郭線から斜めに僅かにずらして描いている。パーツ形状ｘの輪郭と色抜き部分ｘａの輪郭に相当する部分を細線で表し、それらの間の部分であって細線に近い部分に斜線を施して、パーツ形状ｘを示している。また、パーツ識別符号ｙは複数の細線の円で示している。

【0023】

これらのような各部で構成される付属装置１１の制御部２５は、プログラムを格納したＲＯＭ及び動作に必要なデータを記憶するＲＡＭを内蔵している。以下、この制御部２５が行う駆動制御を説明する。

【0024】

制御部２５は、入力部（図示せず）からの入力に従って裁断装置１２の図形データ２４を投影画像生成部２３に読み込んで、位置情報（二次元座標情報）及び識別情報を含むその図形データ２４に基づいて演算を行い、投影画像としてパーツ情報画像Ｉａを生成する。パーツ情報画像Ｉａは図１、図２、図４（ａ）に示したように、ピックアップテーブル１５の下流端部に投影される。

【0025】

一方で制御部２５は、コンベヤ制御部１９によりモータ１７を駆動してシート材Ｓを下流側に搬送し、センサ１８がシート材Ｓの所定位置を検知してからあらかじめ定めた距離搬送を行う。その後、プロジェクタ１６で投影するパーツ情報画像ＩａにパーツＰを一致させて（図４（ｂ））、モータ１７を停止する。

【0026】

シート材ＳのパーツＰをパーツ情報画像Ｉａに合わせるコンベヤのモータ１７駆動は、手動スイッチ２１を用いて行ってもよい。また、シート材Ｓを所定位置に搬送してからプロジェクタ１６による投影を行ってもよい。

【0027】

パーツ情報画像ＩａとパーツＰが一致した状態で作業員Ｈはピックアップ作業を行う（図４（ｃ））。このとき、ピックアップされるべきパーツＰのパーツ形状ｘとパーツ識別符号ｙがそのパーツＰの上に投影されている。しかも、パーツ識別符号ｙはピックアップすべき順序も示しているので、予定された正確なピックアップ作業が容易に行える。

【0028】

特に、シート材Ｓにカッターで切れ目を入れてパーツＰを切り分けた場合、パーツＰの輪郭を形成する切れ目は目視しにくく、パーツＰを認識しにくい。しかし、パーツ情報画像Ｉａのうちのパーツ形状ｘにより、パーツＰの輪郭が明瞭となり、必要なパーツＰのみを取り上げる作業がきわめて容易に、しかも正確に行える。

【0029】

このような作業員Ｈによるピックアップ作業は、装置の設置スぺースが狭い場合や、ピックアップ装置では取り上げにくいほどパーツが小さい製品の場合、急な注文に対応して製造する製品を変更する場合、小ロットの製品を製造する場合などに好都合である。

【0030】

以下、他の例について説明する。その説明において前述と同一の構成については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。

【0031】

パーツＰを自動でピックアップして次工程に移送する移送装置３１を備える場合には、例えば図５、図６に示したように構成するとよい。

【0032】

まず、移送装置３１について概要を説明する。

【0033】

移送装置３１は、ピックアップテーブル１５の搬送方向に沿った両側部に設けられ、複数のピックアップアーム３２を備えている。ピックアップアーム３２は、伸縮可能なアーム部３３と、アーム部３３の先端でパーツＰを吸着する吸着ハンド部３４を有するものである。吸着ハンド部３４は昇降可能に構成されており、吸着ハンド部３４の下面には吸着口３４ａが形成されている。

【0034】

これらピックアップアーム３２は、ピックアップテーブル１５と、それよりも下流側に位置する次の工程である集合工程部３５との間を往復移動可能に備えられている。集合工程部３５はコンベアではなく天板を有するテーブルで構成される。

【0035】

またピックアップアーム３２は、ピックアップテーブル１５と集合工程部３５を結ぶ移送ラインの両側部にそれぞれ複数ずつ、具体的には２個ずつ配設されており、それらピックアップアーム３２はそれぞれ移動体３６に支持されている。

【0036】

アーム部３３の先端の吸着ハンド部３４は昇降可能に構成されており、吸着ハンド部３４の下面には吸着口３４ａが形成されている。

【0037】

移送装置３１はまた、印字手段４１を備える。印字手段４１は、ピックアップテーブル１５と集合工程部３５との間においてパーツＰに印字を行うものである。図中、４２は例えばインクジェットプリンターで構成されたプリンタであり、上方に架設された支持枠４３に対してプリンタ昇降用モータ４４で昇降可能に支持される。また図中、４５はパーツＰにたるみができて印字ができない場合に使用される支持板であり、プリンタ４２に隣接して支持枠４３に支持板昇降用モータ４６で昇降可能に、かつ支持用アクチュエータ４７で水平方向に回転可能に支持されている。支持用アクチュエータ４７は支持板４５をパーツＰの下とパーツＰの下から外れた位置とに選択的に移動可能にするものである。

【0038】

このような移送装置３１を備える付属装置１１は、図７に示したようにプロジェクタ１６で投影されたパーツ情報画像Ｉａを読み取る投影画像撮影カメラ５１を設けている。投影画像撮影カメラ５１で読み取られた情報に基づいて移送装置３１でパーツＰをピックアップして移送することができる。

【0039】

すなわち、付属装置１１の制御部２５は、前述と同様にプロジェクタ１６からパーツ情報画像Ｉａをピックアップテーブル１５上に投影する一方、センサ１８検知に基づいてコンベヤ制御部１９からモータ１７を駆動停止し、パーツ情報画像ＩａとパーツＰを重ね合わせる。

【0040】

この状態でパーツＰ上に投影されたパーツ情報画像Ｉａを投影画像撮影カメラ５１で撮影して、その情報を形状データとして移送装置制御部５２に入力する。そして、その形状データと図形データ２４を参照して、ピックアップするパーツＰ及びその順序を、予め記憶されたプログラムに基づいて決定する。同時に制御部２５は、ピックアップするパーツＰのどの部位を吸着するのか、どのピックアップアーム３２を用いるのかを形状データに基づいて演算して決定する。

【0041】

決定に基づいて制御部２５は、待機状態にある複数のピックアップアーム３２のうち選択されたピックアップアーム３２を有する１個以上の移動体３６の移動用モータを駆動して、ピックアップするパーツＰに対応する位置まで移動体３６を移動し、停止させる。

【0042】

続いて制御部２５は、ピックアップアーム３２の伸縮や吸着ハンド部３４の昇降を行って、必要なパーツＰを引き上げ、ピックアップアーム３２を集合工程部３５に移動して、パーツＰをテーブル上に置く。

【0043】

その途中、制御部２５は移動体３６を一旦停止して印字手段４１による印字を実行させる。

【0044】

吸着ハンド部３４による吸着の態様について一例を説明する。

【0045】

制御部２５は、ＲＡＭに記憶させた必要な情報として、図８に示したような左右に並ぶアーム部３３の吸着ハンド部３４間の最短距離Ｌの情報と吸着口３４ａの口径ｄの情報を有しており、これらの情報とピックアップするパーツの形状データを対比する。

【0046】

また制御部２５は、形状データから判断されるパーツＰの搬送方向での最大長さと搬送方向と直交する方向での最大長さと輪郭形状に基づいて、吸着口３４ａの口径ｄの情報等を参照して、１個の吸着ハンド部３４で吸着保持が可能であるか否かを判断する。

【0047】

図８中のパーツＰａのように縦横比が小さいパーツの場合には、その中心部の一つの座標が吸着位置とされる。図８中、仮想線で描いた丸印は吸着位置である。パーツＰｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅのように吸着ハンド部３４同士の間の最短距離Ｌより長く、１個の吸着ハンド部３４で吸着保持可能な所定値よりも長い形状である場合には、その長手方向の両側部分を含む２つ以上の座標が吸着位置とされる。パーツＰｂ，Ｐｃのように搬送方向又はそれと直交する方向に長い姿勢となっているパーツの場合はもちろん、パーツＰｄ，Ｐｅのように斜め方向に長い姿勢のパーツも、吸着位置の座標が決定されることで正しく保持できる。

【0048】

パーツＰｆ，Ｐｇのように縦横比は大きくはないが、差し渡し長さが１個の吸着ハンド部３４で吸着保持な所定値より長い形状のパーツの場合には、その中心部から４方向又は３方向に離れて輪郭線とは所定の距離を保った４つ又は３つの座標が吸着位置とされる。パーツＰｆのように四角形又はそれに近い多角形状である場合には、４箇所を吸着すれば基本的に保持可能である。パーツＰｇのように、三角形または一部が延びた形状である場合は、３箇所又は４箇所を吸着すれば保持可能である。

【0049】

パーツＰの吸着保持をするピックアップアーム３２の選定について制御部２５は、取り上げるパーツＰの位置情報と好ましい移送順序情報を参照する。例えば図８のパーツＰａのように吸着位置が一つの場合には、搬送方向と直交する方向においてパーツＰａに近い側のピックアップアーム３２を優先的に稼働し、パーツＰｅのように吸着位置が３箇所の場合には、遠くてもパーツＰｅと反対側のピックアップアーム３２も利用する。また、例えば図８のパーツＰｂを搬送しながら、搬送効率や搬送順序の関係上、パーツＰａも同時に搬送する場合には、それぞれ別側に位置するピックアップアーム３２を使用する。

【0050】

このように、投影されたパーツ情報画像ＩａからパーツＰの形状を判断して、所望のピックアップを行って次の工程へ移送することができる。

【0051】

移送装置３１によるピックアップ作業は、図９に示したように構成して、つまり投影画像撮影カメラ５１を用いずに、裁断処理に用いられた図形データ２４に基づいて行うようにすることもできる。

【0052】

すなわち、制御部２５は、投影画像生成部２３に入力された図形データ２４を読み出すなどして移送装置制御部５２で前述と同様の動作、つまり前述の「形状データ」を「図形データ２４」に読み替えた制御動作を行い、移送装置３１を駆動制御する。

【0053】

パーツＰを人手でピックアップする場合には、例えば図１０に示したように構成することができる。

【0054】

すなわち付属装置１１は、ピックアップテーブル１５でのパーツＰのピックアップ状況を撮影する作業状況撮影カメラ５５を備えている。制御部２５には画像比較処理部５６を設け、作業状況撮影カメラ５５から入力された作業状況画像と、裁断処理に用いた図形データ２４とを対比して次に取り上げるべきパーツＰを判定させる。そして、その結果に基づいて図形データ２４における次に取り上げるべきパーツに対応する部分示す作業支援画像Ｉｂ（図１１（ｂ）参照）を投影画像生成部２３に生成させ、プロジェクタ１６から投影していた画像をその作業支援画像Ｉｂに切り替える。

【0055】

図１１はその作用を示したものであり、（ａ）はパーツＰをピックアップする前の投影状態、（ｂ）は２枚のパーツＰをピックアップした後の投影状態を示している。具体的には、ピックアップ作業をする前には、図形データ２４から生成したパーツ情報画像ＩａがすべてのパーツＰにそのパーツ形状ｘとパーツ識別符号ｙを映し出している（図１１（ａ））。パーツ情報画像Ｉａが変わらないと、一部のパーツＰを取り上げたあとでも、パーツＰがないその部分にパーツＰのパーツ形状ｘとパーツ識別符号ｙが投影されている。

【0056】

この点、図１０の構成の制御部２５は投影する画像を変更する。すなわち制御部２５は、画像比較処理部５６に入力した作業状況画像から取り除かれたパーツＰを判定し、現在投影している画像からそのパーツＰに対応する部分の画像を除去する。そして、次に取り上げるべきパーツＰに対応する部分を色分けなどで明示した作業支援画像Ｉｂを生成して投影を行う（図１１（ｂ））。図１１（ｂ）において、次に取り上げるべきパーツＰは斜線に代えてドットを付して表している。

【0057】

このように構成すると、次にとるべきパーツＰが視覚的により明確になるので、確実に作業ミスをなくすことができ、作業に不慣れな者に対する作業支援になる。

【符号の説明】

【0058】

１１…付属装置
１２…裁断装置
１３…裁断テーブル
１５…ピックアップテーブル
１６…プロジェクタ
１９…コンベヤ制御部
２３…投影画像生成部
２４…図形データ
３１…移送装置
５１…投影画像撮影カメラ
５５…作業状況撮影カメラ
５６…画像比較処理部
Ｓ…シート材
Ｐ…パーツ
Ｉａ…パーツ情報画像
Ｉｂ…作業支援画像

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】