JP3832682B2 - レーザ加工設備 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ティーチングすることなく加工済み素材ワークの仕分け作業を自動的に行なうレーザ加工設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のレーザ加工設備においては、加工後の切断部品の仕分け作業は、手作業で行なう場合がほとんどであった。最近、ティーチングによって、仕分けロボットに切断部品を所定の仕分け位置に搬送させる方法も提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、こうした手法は、多数のワークを加工する場合に有効であっても、少数のワークを加工する場合には、ティーチング作業に多くの手間がかかり、実用的ではなかった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑み、時間のかかるティーチングをすることなく、加工後の仕分け作業を自動的に行なうことの可能な仕分け手段を有するレーザ加工設備を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の内、請求項１の発明は、加工部及び仕分け部からなり、前記加工部は、素材ストッカ（２）、レーザ加工機（３）、仕分け台（５）及び、それら素材ストッカ（２）、レーザ加工機（３）及び、仕分け台（５）間を連絡して素材ワーク（２９）を搬送するワーク搬送手段（６、７）を有し、前記仕分け部は、切断済みの切断部品（２９ａ）を各切断部品ごとに仕分けた形で収納する仕分け収納手段（１０）を複数個、仕分け台（５）上に前記ワーク搬送手段により搬入された加工済み素材ワークの前記各切断部品を前記仕分け収納手段にそれぞれ仕分け搬入し得るワーク仕分け搬送手段（１２、１３、１５）を有する、レーザ加工設備（１）において、前記素材ストッカ、レーザ加工機及び、仕分け台間における前記ワーク搬送手段による素材ワークの搬送及び前記レーザ加工機による加工を指示する加工プログラム（ＭＰＲ、ＭＰＲ１）と、前記仕分け台と仕分け収納手段間の、前記ワーク仕分け搬送手段による前記仕分け台上に搬入された加工済み素材ワークの、各仕分け収納手段への仕分け搬送動作を指示する仕分けプログラム（ＴＰＲ、ＴＰＲ１）を、各素材ワークに対応する形で格納するプログラムメモリ（２３）を設け、前記レーザ加工設備に対して所定の素材ワークの加工を指令する加工指令手段（１７、３０）を設け、前記加工指令手段からの加工指令に基づいて、該加工を指令された素材ワークに対応した加工プログラムを前記プログラムメモリより読み出し、前記加工部に対して読み出された加工プログラムに基づいて加工作業を指令制御する加工制御手段（１６、１９、２０、２１）を設け、前記加工を指令された素材ワークに対応した仕分けプログラムを前記プログラムメモリより読み出し、前記仕分け部に対して読み出された仕分けプログラムに基づいて仕分け作業を指令制御する仕分け制御手段（１６、２２）を設け、仕分け部における各仕分け収納手段の位置情報を格納した仕分け棚位置情報メモリ（２５）、素材ワークから切断される切断部品（２９ａ）をどの仕分け収納手段（１０）へ仕分けるべきかを示す仕分け情報（ＴＩ）を格納する仕分け情報メモリ（２７）を設け、前記位置情報、仕分け情報及び、加工プログラム中の、前記素材ワークから各切断部品を切断加工するための移動指令を有する切断加工プログラムに基づいて、前記仕分けプログラム（ＴＰＲ）を生成する仕分けプログラム生成部（２６）を設けて構成される。なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。以下の「作用」の欄についても同様である。

【０００７】
【作用】
上記した構成により、本発明は、加工済みの素材ワークから切断部品を仕分ける仕分け作業を、手間の掛かるティーチングなどを行なうことなく、加工指令手段から加工べき素材ワークの加工を指令するだけ自動的に行なうことが可能となるように作用する。また、加工プログラム中の移動指令などの情報を利用した形で直ちに仕分けプログラムを作成することが出来るように作用する。

【０００８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
図１は、本発明によるレーザ加工設備の１実施例を示すブロック図、
図２は、素材ワークに対するネスティングを示す図、
図３は、仕分け情報メモリ内の仕分け情報を示す模式図である。
【０００９】
本発明によるレーザ加工設備１は、図１に示すように、板状の素材ワークを積層貯蔵する素材ストッカ２を有しており、素材ストッカ２の図中右方にはレーザ加工機３が設けられている。レーザ加工機３の図中右方には、仕分け台５が設けられており、素材ストッカ２、レーザ加工機３及び仕分け台５の上方（図示は、平面図で示す）にはガイドレール６がそれらの間を連絡接続する形で設けられている。ガイドレール６には搬送ロボット７がガイドレール６に沿って矢印Ａ、Ｂ方向に移動駆動自在に設けられており、仕分け台５の図中更に右方には、加工済みワークストッカ９が設けられている。加工済みワークストッカ９は、各々が立方体形状に設けられた仕分け棚１０が縦横（即ち、矢印Ｃ、Ｄ及びＥ、Ｆ方向）に平面的に多数配置された仕分け場１１（この仕分け棚１０は、図に示すような平面的配置の他に、図中紙面と直交方向に立体的に配置することも勿論可能である）を有しており、仕分け場１１の図中上下には、レール１２、１２が矢印Ｅ、Ｆ方向に仕分け場１１を挟み込む形で平行に設置されている。レール１２、１２にはガントリーが１３が矢印Ｅ、Ｆ方向に走行自在に設けられており、ガントリー１３には、ワーク搬送ロボット１５が矢印Ｃ、Ｄ方向に移動駆動自在に設けられている。なお、仕分け場１１に配置された各仕分け棚１０には、各仕分け棚１０を区別するための仕分け棚位置番号ＴＮＯが付されている。
【００１０】
又、レーザ加工設備１は、主制御部１６を有しており、主制御部１６には、バス線１８を介して、入力部１７、ストッカ制御部１９、加工順序メモリ３０、搬送ロボット制御部２０、加工機制御部２１、仕分け装置制御部２２、プログラムメモリ２３、仕分け棚情報メモリ２５、仕分けプログラム生成部２６及び仕分け情報メモリ２７などが接続されている。
【００１１】
レーザ加工設備１は、以上のような構成を有するので、レーザ加工設備１を用いた素材ワーク２９の加工は、予め入力部１７などを介して加工順序メモリ３０に格納された素材ワーク２９の加工順番に従って行われる。即ち、加工順序メモリ３０には、図１に示すように、これからレーザ加工設備１で行なうべき、加工の順番が、素材ワーク番号ＷＮＯを指示する形で図中上方から順次格納されており、図１の場合、最初に素材ワーク番号ＷＮＯが１の素材ワーク２９を加工し、次いで、素材ワーク番号ＷＮＯが５のワークを加工することが、指示されている。
こうして、主制御部１６は、加工順序メモリ３０に格納されたワークの加工順番に基づいて、まず素材ワーク番号ＷＮＯの１を読み出し、最初にレーザ加工設備１で加工すべき素材ワーク２９は、素材ワーク番号ＷＮＯが１の素材ワークであることを認識する。
【００１２】
次いで、主制御部１６は、プログラムメモリ２３を検索し、素材ワーク番号ＷＮＯが１に対応する加工プログラムＭＰＲ１及び仕分けプログラムＴＰＲ１を読み出す。プログラムメモリ２３内には、加工プログラムＭＰＲ及び仕分けプログラムＴＰＲが、対応する素材ワーク番号ＷＮＯ毎にそれぞれ対応する形で格納されているので、加工すべき素材ワークの素材ワーク番号ＷＮＯが判明すると、対応する加工プログラムＭＰＲ１及び仕分けプログラムＴＰＲ１は直ちに読み出すことができる。ここで、加工プログラムＭＰＲとは、素材ワーク２９を素材ストッカ２から搬送ロボット７により搬出してレーザ加工機３に搬入し、該レーザ加工機３で所定の切断加工を行い、更に当該切断加工の終了した加工済み素材ワーク２９を仕分け台５にまで搬送ロボット７により搬送するためのプログラムであり、仕分けプログラムＴＰＲは、仕分け台５に搬送ロボット７により搬送された加工済み素材ワーク２９から、複数の切断部品２９ａを、更に、当該仕分け台５より仕分け場１１の各仕分け棚１０にワーク搬送ロボット１５により仕分けするためのプログラムである。
【００１３】
なお、各素材ワーク２９に対応した加工プログラムＭＰＲ及び仕分けプログラムＴＰＲは、加工に先立って、オペレータが入力部１７から入力する形で作成することも出来、又、レーザ加工設備１とは別に設けられたプログラム作成装置等により予め各素材ワークごとに作成されたプログラムを、プログラムメモリ２３内に入力格納する形でもよい。なお、加工プログラムＭＰＲは、図２に示すように、素材ワーク２９において、加工すべき切断部品２９ａがネスティングされた形で複数個、配置されたものを、レーザ切断加工するための、切断加工プログラムＣＰＲを含んでおり、該切断加工プログラムＣＰＲは、素材ワーク２９上の所定の基準点ＳＰを基準として、各切断部品２９ａを切断加工するための移動指令を有している。従って、レーザ加工機３で、素材ワーク２９を加工プログラムＭＰＲの切断加工プログラムＣＰＲに基づいて切断加工したものを、搬送ロボット７で仕分け台５の所定の位置にそのまま搬送設置することにより、該切断加工プログラムＣＰＲ中の基準点ＳＰを基準とした各切断部品２９ａの仕分け台５上における位置は、容易に演算するが出来る。
【００１４】
従って、加工時又は加工に先立って、オペレータがレーザ加工設備１の入力１７のキーボード等を操作することにより、ある素材ワーク２９の加工プログラムＭＰＲ及び仕分けプログラムＴＰＲを作成する場合には（レーザ加工設備１とは別に設けられたプログラム作成装置等により作成する場合でも同様）、まず公知の自動プログラムの手法を用いて、加工すべき素材ワーク２９に対する切断加工プログラムＣＰＲを含む加工プログラムＭＰＲを作成する。加工プログラムＭＰＲが作成されたところで、今度は当該素材ワーク２９に関する仕分けプログラムＴＰＲを作成するが、その場合、オペレータは、入力部１７を介して、素材ワーク２９から切断加工された各切断部品２９ａを仕分け場１１のどの仕分け棚１０に仕分け収納するかについて主制御部１６に対して指示する。
【００１５】
今、仮に、素材ワーク２９に対して、図２に示すように、各切断部品２９ａが、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｄ１（大文字のアルファベット部分は、同一形状種類の切断部品を示す部品記号ＰＳを示し、そのあとの数字は、同一形状の切断部品が同一素材ワーク中に複数ある場合にそれらを区別するために付された個別記号ＩＳである。なお、個別の切断部品を区別しない場合には、部品記号の後の個別記号は「Ｘ」と表示する）のように、加工プログラムＭＰＲ中で公知の手法でネスティングされ、更に素材ワーク２９上の所定の基準点ＳＰを基準とした、各切断部品２９ａを切断加工するための移動指令からなる切断加工プログラムＣＰＲも作成されたとすると、オペレータは入力部１７を介して主制御部１６に対して、素材ワーク２９の各切断部品２９ａを仕分け場１１のどの仕分け棚１０中に仕分け格納するかを示す仕分け情報ＴＩを入力する。仕分け情報ＴＩは、仕分け情報メモリ２７に、図３に示すように、格納される。
【００１６】
即ち、仕分け情報メモリ２７内の仕分け情報ＴＩは、図３に示すように、各素材ワーク２９の素材ワーク番号ＷＮＯに対応する形で、当該素材ワークから切断される切断部品２９ａをどの仕分け棚１０へ仕分け格納するかが、仕分け場１１に配置された各仕分け棚１０を区別するための仕分け棚位置番号ＴＮＯによって各切断部品の部品記号ＰＳごとに分類された形で示される。そこで、オペレータは、各素材ワーク２９に対する仕分け情報ＴＩを入力した段階で、主制御部１６に対して、仕分けプログラムＴＰＲの生成を指令し、主制御部１６は、これを受けて、仕分けプログラム生成部２６に対して仕分けプログラムＴＰＲの生成を指令する。
【００１７】
仕分けプログラム生成部２６は、これを受けて、仕分け情報メモリ２７内に格納された仕分け情報ＴＩ、プログラムメモリ２３内に格納された加工プログラムＭＰＲ中の切断加工プログラムＣＰＲ及び仕分け棚位置情報メモリ２５に格納された、各仕分け棚１０の仕分け台５の基準位置ＳＰ２に対する座標位置情報ＣＩに基づいて、ワーク搬送ロボット１５による仕分け台５から仕分け場１１の各仕分け棚５に素材ワーク２９の各切断部品２９ａを仕分け格納するための仕分けプログラムＴＰＲを生成し、プログラムメモリ２３内の対応する素材ワーク番号ＷＮＯに対応するアドレスに格納する。
【００１８】
なお、切断加工プログラムＣＰＲが、図２に示すように、素材ワーク２９の基準点ＳＰを基準に形成されていることから、素材ワーク２９上における各切断部品２９ａの位置は、該切断加工プログラムＣＰＲを参照することにより容易に判定することが出来、また、すでに述べたように、仕分け棚位置情報メモリ２５には、各仕分け棚１０の仕分け台５の基準位置ＳＰ２に対する座標位置情報ＣＩが格納されているので、素材ワーク２９の基準点ＳＰと仕分け台５の基準位置ＳＰ２の位置関係が明確であれば（即ち、加工済みの素材ワーク２９が、仕分け台５上の所定位置に搬送ロボット７により正確に搬送位置決めされる限り）、仕分け情報メモリ２７内に格納された仕分け情報ＴＩに基づいて、仕分けプログラムＴＰＲは容易に生成することが出来る。
【００１９】
こうして、すでに述べたように、主制御部１６が、加工順序メモリ３０に格納されたワークの加工順番に基づいて、素材ワーク番号ＷＮＯの１を読み出し、最初にレーザ加工設備１で加工すべき素材ワーク２９は、素材ワーク番号ＷＮＯが１の素材ワークであることを認識すると、プログラムメモリ２３を検索し、素材ワーク番号ＷＮＯが１に対応する加工プログラムＭＰＲ１及び仕分けプログラムＴＰＲ１を読み出す。主制御部１６は、次いで、加工プログラムＭＰＲ１に基づいて、ストッカ制御部１９に対してこれから加工すべき素材ワーク番号ＷＮＯが１の素材ワーク２９の搬送ロボット７に対する搬出を指令すると共に、搬送ロボット制御部２０を介して搬送ロボット７に対して素材ストッカ２から対応する素材ワーク２９を取り出し、レーザ加工機３への搬送を指令する。
【００２０】
また、主制御部１６は、加工機制御部２１に対して、素材ワーク番号ＷＮＯが１のワークのレーザ加工機３による加工を指令し、レーザ加工機３は、加工プログラムＭＰＲ１の切断加工プログラムＣＰＲに基づいて、当該素材ワーク２９を切断加工する。レーザ加工機３による切断加工が終了したところで、主制御部は、再度、搬送ロボット制御部２０対して、該切断加工の終了した素材ワーク２９を仕分け台５へ搬送するように指令する。
【００２１】
こうして、搬送ロボット３により、加工済み素材ワーク２９が仕分け台５上の所定位置に搬送載置されたところで、主制御部は、プログラムメモリ２３内の、仕分け台５に搬送されてきた素材ワーク番号ＷＮＯが１に対応するアドレスに格納された仕分けプログラムＴＰＲ１を読み出して、仕分け装置制御部２２に対して、仕分けプログラムＴＰＲ１に基づいて仕分け台５上に載置された加工済み素材ワーク２９の切断部品２９ａを仕分け場１１内に設置された所定の仕分け棚１０にワーク搬送ロボット１５により仕分け格納するように指令する。これを受けて、仕分け制御部２２は、ガントリ１３を矢印Ｅ、Ｆ方向に、ワーク搬送ロボット１５をガントリ１３上を矢印Ｃ、Ｄ方向に移動駆動する形で、仕分けプログラムＴＰＲ１に基づいて仕分け台５上の加工済み素材ワーク２９の切断部品２９ａを、仕分けプログラムＴＰＲ１で指示された仕分け場１１に配置された各仕分け棚１０に仕分けてゆく形で仕分け作業を行い、素材ワーク２９に対する加工及び仕分け作業が完了する。すでに述べたように、仕分けプログラムＴＰＲ１には、素材ワーク番号ＷＮＯが１に対応し素材ワーク２９の、図２に示すようにネスティングされた各切断部品２９ａをどの仕分け棚１０中に搬送仕分けするかが移動指令として格納されているので、加工済みのワーク２９の基準位置ＳＰが、仕分け台５の基準位置ＳＰ２に対して一定の位置に位置するように搬送ロボット７により位置決めされている限り、仕分け作業は円滑に行われる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、加工部及び仕分け部からなり、前記加工部は、素材ストッカ２、レーザ加工機３、仕分け台５及び、それら素材ストッカ２、レーザ加工機３及び、仕分け台５間を連絡して素材ワーク２９を搬送するガイドレール６、搬送ロボット７などのワーク搬送手段を有し、前記仕分け部は、切断済みの切断部品２９ａを各切断部品ごとに仕分けた形で収納する仕分け棚１０などの仕分け収納手段を複数個及び、仕分け台５上に前記ワーク搬送手段により搬入された加工済み素材ワークの前記各切断部品を前記仕分け収納手段にそれぞれ仕分け搬入し得るレール１２、ガントリ１３、ワーク搬送ロボット１５などのワーク仕分け搬送手段を有する、レーザ加工設備１において、前記素材ストッカ２、レーザ加工機３及び、仕分け台５間における前記ワーク搬送手段による素材ワークの搬送及び前記レーザ加工機による加工を指示する加工プログラムＭＰＲ、ＭＰＲ１と、前記仕分け台と仕分け収納手段間の、前記ワーク仕分け搬送手段による前記仕分け台上に搬入された加工済み素材ワークの、各仕分け収納手段への仕分け搬送動作を指示する仕分けプログラムＴＰＲ、ＴＰＲ１を、各素材ワークに対応する形で格納するプログラムメモリ２３を設け、前記レーザ加工設備に対して所定の素材ワークの加工を指令する入力部１７、加工順序メモリ３０などの加工指令手段を設け、前記加工指令手段からの加工指令に基づいて、該加工を指令された素材ワークに対応した加工プログラムを前記プログラムメモリより読み出し、前記加工部に対して読み出された加工プログラムに基づいて加工作業を指令制御する主制御部１６、ストッカ制御部１９、搬送ロボット制御部２０、加工機制御部２１などの加工制御手段を設け、前記加工を指令された素材ワークに対応した仕分けプログラムを前記プログラムメモリより読み出し、前記仕分け部に対して読み出された仕分けプログラムに基づいて仕分け作業を指令制御する主制御部１６、仕分け制御部２２などの仕分け制御手段を設け、仕分け部における各仕分け収納手段の座標位置情報ＣＩなどの位置情報を格納した仕分け棚位置情報メモリ２５、素材ワークから切断される切断部品２９ａをどの仕分け収納手段へ仕分けるべきかを示す仕分け情報ＴＩを格納する仕分け情報メモリ２７を設け、前記位置情報、仕分け情報及び、加工プログラム中の、前記素材ワークから各切断部品を切断加工するための移動指令を有する切断加工プログラムＣＰＲに基づいて、前記仕分けプログラムＴＰＲを生成する仕分けプログラム生成部２６を設けて構成したので、加工済みの素材ワークから切断部品を仕分ける仕分け作業を、手間の掛かるティーチングなどを行なうことなく、加工指令手段から加工べき素材ワークの加工を指令するだけ自動的に行なうこと可能となり、素材の搬入から製品の仕分けまでの一連の工程を人手を介することなく円滑に行なうことが可能となる。特に、加工すべき素材ワークが少ない場合等においては、段取り時間が大幅に短縮される利点がある。
【００２３】
また、加工プログラム中の移動指令などの情報を利用した形で直ちに仕分けプログラムを作成することが出来、仕分けプログラム作成のために新たな情報の入力を極力少なくすることが出来、極めて利便性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるレーザ加工設備の１実施例を示すブロック図、
【図２】素材ワークに対するネスティングを示す図、
【図３】仕分け情報メモリ内の仕分け情報を示す模式図である。
【符号の説明】
１……レーザ加工設備
２……素材ストッカ
３……レーザ加工機
５……仕分け台
６……ワーク搬送手段（ガイドレール）
７……ワーク搬送手段（搬送ロボット）
１０……仕分け収納手段（仕分け棚）
１２……ワーク仕分け搬送手段（レール）
１３……ワーク仕分け搬送手段（ガントリ）
１５……ワーク仕分け搬送手段（ワーク搬送ロボット）
１６……加工制御手段、仕分け制御手段（主制御部）
１７……加工指令手段（入力部）
１９……加工制御手段（ストッカ制御部）
２０……加工制御手段（搬送ロボット制御部）
２１……加工制御手段（加工機制御部）
２２……仕分け制御手段（仕分け装置制御部）
２３……プログラムメモリ
２５……仕分け棚位置情報メモリ
２６……仕分けプログラム生成部
２７……仕分け情報メモリ
２９……素材ワーク
２９ａ……切断部品
３０……加工指令手段（加工順序メモリ）
ＴＩ……仕分け情報
ＭＰＲ、ＭＰＲ１……加工プログラム
ＴＰＲ、ＴＰＲ１……仕分けプログラム

Claims (1)

1. 加工部及び仕分け部からなり、
   前記加工部は、素材ストッカ、レーザ加工機、仕分け台及び、それら素材ストッカ、レーザ加工機及び、仕分け台間を連絡して素材ワークを搬送するワーク搬送手段を有し、
   前記仕分け部は、切断済みの切断部品を各切断部品ごとに仕分けた形で収納する仕分け収納手段を複数個及び、前記仕分け台上に前記ワーク搬送手段により搬入された加工済み素材ワークの前記各切断部品を前記仕分け収納手段にそれぞれ仕分け搬入し得るワーク仕分け搬送手段を有する、レーザ加工設備において、
   前記素材ストッカ、レーザ加工機及び、仕分け台間における前記ワーク搬送手段による素材ワークの搬送及び前記レーザ加工機による加工を指示する加工プログラムと、前記仕分け台と仕分け収納手段間の、前記ワーク仕分け搬送手段による前記仕分け台上に搬入された加工済み素材ワークの、各仕分け収納手段への仕分け搬送動作を指示する仕分けプログラムを、各素材ワークに対応する形で格納するプログラムメモリを設け、
   前記レーザ加工設備に対して所定の素材ワークの加工を指令する加工指令手段を設け、
   前記加工指令手段からの加工指令に基づいて、該加工を指令された素材ワークに対応した加工プログラムを前記プログラムメモリより読み出し、前記加工部に対して読み出された加工プログラムに基づいて加工作業を指令制御する加工制御手段を設け、
   前記加工を指令された素材ワークに対応した仕分けプログラムを前記プログラムメモリより読み出し、前記仕分け部に対して読み出された仕分けプログラムに基づいて仕分け作業を指令制御する仕分け制御手段を設け、
   仕分け部における各仕分け収納手段の位置情報を格納した仕分け棚位置情報メモリ、素材ワークから切断される切断部品をどの仕分け収納手段へ仕分けるべきかを示す仕分け情報を格納する仕分け情報メモリを設け、前記位置情報、仕分け情報及び、加工プログラム中の、前記素材ワークから各切断部品を切断加工するための移動指令を有する切断加工プログラムに基づいて、前記仕分けプログラムを生成する仕分けプログラム生成部を設け、
   て構成したレーザ加工設備。

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