JP2016022551A - ワーク位置決め装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ加工機の遮光カバーが大型化することなく、構造上の制約が少なく、ワークの位置決めが良好に行えるワーク位置決め装置を提供する。【解決手段】直動部材(23a)を一軸方向に直動させるアクチュエータ(23)と、直動部材(23a)の直動をテーブル(5)の上面に沿った弧状動に変換するリンク機構部(SB)と、リンク機構部(SB)に設けられて弧状動をすると共に、テーブル(5)に載置されたワーク(W)の端部(Wa)を把持するワーク把持ユニット(27)と、ワーク(W)を把持したワーク把持ユニット(27)の弧状動によりワーク(W)が当接して位置決めされる突き当て部(12)と、を備えた。【選択図】図３

Description

本発明は、ワーク位置決め装置に係り、特にワークの端部を把持して位置決めすることができるワーク位置決め装置に関する。

板材の加工機のワークテーブルにおいて、外部のワークローダや人手などで供給されたワークを、テーブル上の所定の基準位置に位置決めするために、テーブル面に対し上下に出没する吸着具によってワークを下方側から吸着支持して移動させる位置決め装置が知られている。その一例は特許文献１に記載されている。

特許第３７９２８０９号公報

ところで、加工機がレーザ加工機の場合、レーザ光が外部へ漏出しないように、例えばワークテーブル全体を遮光カバーで覆うようにしている。
従って、ワークを、ワークテーブルの外側から支持して位置決め移動させるものではない上記吸着具を用いた位置決め装置は、遮光カバーが大型化しないので好ましい。

しかしながら、上記吸着具を用いた位置決め装置は、吸着具の吸着面が上方を向いているので、塵埃、スパッタ、ヒュームなどが付着した場合に十分な吸着が妨げられ、位置決めが良好に行えなくなる虞がある。また、レーザ加工ヘッドを一軸可動させるレーザ加工機では、スパッタやヒュームの吸着面への付着をより少なくするために、吸着位置をレーザセンターから十分離隔させることが望まれるため、構造上の大きな制約が生じる。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、レーザ加工機の遮光カバーが大型化することなく、構造上の制約が少なく、ワークの位置決めが良好に行えるワーク位置決め装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は次の構成を有する。
１） テーブルに載置されたワークの位置決めをするワーク位置決め装置であって、
一軸方向に直動する直動部材と、前記直動部材を一軸方向に直動させるアクチュエータと、前記直動部材の直動を前記テーブルの上面に沿った弧状動に変換するリンク機構部と、前記リンク機構部に設けられて前記弧状動をすると共に、前記テーブルに載置された前記ワークの端部を把持するワーク把持ユニットと、前記ワークを把持した前記ワーク把持ユニットの前記弧状動により前記ワークが当接して位置決めされる突き当て部と、を備えたことを特徴とするワーク位置決め装置である。
２） 前記リンク機構部は、前記直動部材に一端側が回動可能に連結した可動リンクバーと、前記可動リンクバーの他端部に一端部が回動可能に連結した固定リンクバーと、前記固定リンクバーの他端部を回動可能に支持するスライダと、を有し、前記可動リンクバーの前記他端部と前記固定リンクバーの前記一端部との連結部位を連結部とし、前記スライダが前記固定リンクバーの前記他端部を支持する部位を支持部としたときに、前記直動部材は、前記支持部に対し所定範囲で離接するよう直動し、前記連結部は、前記ワーク把持ユニットを回動自在に支持すると共に、前記直動部材が前記支持部に対し、前記所定範囲の最遠位置にあるときに前記テーブルの上方から退避した位置にあり、前記直動部材の前記支持部に対する接近動で、前記支持部を中心とする弧状に回動して前記テーブルの上方に進入するよう構成されていることを特徴とする１）に記載のワーク位置決め装置である。
３） 前記ワーク把持ユニットは、前記テーブルの上面に平行な軸線回りに回動可能なワークロッカと、前記ワークロッカを前記軸線まわりの一方向に付勢するロッカプッシャと、前記ワークロッカに対する下方に位置した底壁部と、を有し、前記ワークロッカは、前記弧状動に伴い前記ワークの端部が当接付勢する突出部と、前記突出部に対して前記一方向側に接続すると共に、前記軸線からの距離が前記一方向とは反対まわり方向で漸減する帯状曲面を有し、前記当接付勢により前記ロッカプッシャの付勢に抗して回動した際に前記ワークを前記底壁部との間で挟持するロック部と、を有していることを特徴とする１）又は２）に記載のワーク位置決め装置である。
４） 前記突き当て部は、前記ワークを、前記テーブルの長手となる第１方向に突き当てる第１の突き当て部及び前記第１方向に直交する第２方向に突き当てる第２の突き当て部を有し、前記リンク機構部は、前記ワークを把持した前記ワーク把持ユニットが前記弧状動をして前記ワークが第１及び第２の突き当て部の一方に先に当接したら、その当接を維持したまま前記弧状動を他方の突き当て部に向かう直動に変換して前記ワークを前記他方の突き当て部に当接させる動作変換部を有していることを特徴とする１）〜３）のいずれか一つに記載のワーク位置決め装置である。

本発明によれば、レーザ加工機の遮光カバーが大型化することなく、構造上の制約が少なく、ワークの位置決めが良好に行える、という効果を奏する。

本発明の実施の形態に係るワーク位置決め装置の実施例である位置決め装置５１とそれを備えたワークテーブル５２などを説明するための斜視図である。 ワークテーブル５２を説明するための模式的上面図である。 位置決め装置５１によるワークＷの位置決め動作を説明するための第１の動作図である。 位置決め装置５１におけるワーク把持ユニット２７を説明するための上面図である。 ワーク把持ユニット２７の構成及び動作を説明するための断面図である。 位置決め装置５１によるワークＷの位置決め動作を説明するための第２の動作図である。 位置決め装置５１によるワークＷの位置決め動作を説明するための第３の動作図である。 位置決め装置５１によるワークＷの位置決め動作を説明するための第４の動作図である。 位置決め装置５１によるワークＷの位置決め動作を説明するための第５の動作図である。 位置決め装置５１によるワークＷの位置決め動作を説明するための第４の動作図である。 ワークテーブル５２の構成を説明するためのブロック図である。

本発明の実施の形態に係るワーク位置決め装置及びそれを備えたワークテーブルの実施例として、位置決め装置５１及びそれを備えたワークテーブル５２を以下に説明する。ワークテーブル５２は、レーザ加工機５３に備えられたものとする。

まず、そのレーザ加工機５３について、図１を参照して説明する。図１は、ワークテーブル５２を備えたレーザ加工機５３の全体を説明するための斜視図である。
尚、以下の説明における、互いに直交するＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸は、図１に前後左右上下の各方向と合せて矢印で規定される。

レーザ加工機５３は、上面視で矩形を呈しＸ軸方向に長く水平延在するワークテーブル５２と、ワークテーブル５２のＸ軸方向の概ね中央に設けられた加工部１と、を有する。
加工部１は、ワークテーブル５２に対しＹ軸方向にアーチ状（門型）に架け渡されたアーチ部２と、アーチ部２に対しＹ軸方向及びＺ軸方向に移動自在に支持された加工ヘッド３と、を有する。
加工ヘッド３は、先端のノズル３ａから、レーザ光をＺ軸方向に延びる光軸ＣＬの下方に向け照射する。

ワークテーブル５２は、テーブル状に組み上げられたベース部４と、ベース部４の上部に並設された矩形平板上の複数のテーブルユニット５と、を有している。
テーブルユニット５は、例えば加工部１を挟んで右方側と左方側とに、それぞれ２行３列で６枚ずつ配設されている。
ワークテーブル５２における加工部１に対応した部位、すなわち、Ｙ軸方向に移動する加工ヘッド３の直下となる部位には、カッティングプレート部６が設けられている。
カッティングプレート部６は、光軸ＣＬの移動範囲に対応した所定幅の直状開口部を有し、この開口部からレーザ加工により生じたスラグやスクラップを下方のスクラップボックス（図示せず）に落下回収させるようになっている。

ワークテーブル５２は、ベース部４の後方側において、左右端に亘り設けられたＸ軸方向に延びるレール７と、レール７に対しＸ軸方向に移動自在に支持されたキャリッジ８と、を有している。
キャリッジ８には、Ｘ軸方向に駆動自在とされて複数のクランパ９が支持されている。

クランパ９は、テーブルユニット５の上の所定の位置に載置された板状のワークＷ（図１には不図示）を後端部Ｗｂ（図３参照）にてクランプすることができる。
詳しくは、クランパ９には、ワークＷの位置決めの際の、Ｙ軸方向の位置決め基準となる基準面９ａ（突き当て面９ａ）が形成されている。そして、クランパ９は、突き当て面９ａに突き当てられたワークＷを、図示しない一対のジョーで上下方向からクランプすることができるようになっている。
クランパ９には、突き当て面９ａに付与される圧力を検出する圧力センサ９ｂが設けられている（図３参照）。
圧力センサ９ｂは、突き当て面９ａに付与される圧力を示す圧力情報ＳＮ９を、制御部ＣＴに向け出力する（図１１参照）。尚、図１１では、複数の圧力センサ９ｂを便宜的に一つとして示してある。

加工ヘッド３のＺ軸方向及びＹ軸方向の動作と、キャリッジ８のＸ軸方向の移動と、クランパ９のクランプ動作と、は、それぞれ図１１に示されるヘッド駆動部Ｋａ，キャリッジ駆動部Ｋｂ，クランパ駆動部Ｋｃにより実行される。それら駆動部の動作は、加工ヘッド３によるレーザ光の照射ＯＮ／ＯＦＦと併せて制御部ＣＴにより制御される。キャリッジ駆動部Ｋｂ及びクランパ駆動部Ｋｃは、ワークテーブル５２の部材として備えられている。

制御部ＣＴは、図１及び図１１に示されるようにワークテーブル５２に備えられるか、或いは外部に設置される。制御部ＣＴが外部に設置されている場合、ワークテーブル５２には通信手段を設け、制御部ＣＴとの間で、有線又は無線により信号授受が可能とされる。

ワークテーブル５２における前縁の左右中央部には、ワーク位置決めの際に動作するワークセット装置２０が備えられている。
ワークセット装置２０の動作も、制御部ＣＴにより制御される。ワークセット装置２０についての詳細は後述する。

複数のテーブルユニット５は、直接視認されないように、複数の遮光カバー１０で覆われている。また、加工部１も、直接視認されないように、遮光カバー１１で覆われている。
ただし、図１に示される遮光カバー１０，１１の形状は一例であって、この形状に限定されるものではないが、できるだけコンパクトに形成される。

遮光カバー１０，１１は、レーザ加工機５３が使用するレーザの種類に対応する波長域を効果的に吸収する、アクリル樹脂などのフィルタ材を用いて形成されている。
これにより、遮光カバー１０，１１は、加工時などに加工ヘッド３から照射されたレーザ光がワーク等で反射した反射光を吸収し、外部に漏出する光量を抑制することができる。

図２は、ワークテーブル５２の模式的上面図であり、加工部１を除いた状態が示されている。また、遮光カバー１０，１１の概略配置位置が、二点鎖線で示されている。

図２において、上述のようにキャリッジ８はレール７に沿ってＸ軸方向に移動する（矢印ＤＲａ）。
複数のテーブルユニット５の内の、カッティングプレート部６の後方右側に隣接するテーブルユニット５ａには、上下移動してテーブルユニット５ａの上面に対し出没する突き当て部１２が設けられている（図１も参照）。
突き当て部１２は、テーブルユニット５ａの上面から突出した状態で、左側面が基準面１２ａとしてワークＷのＸ軸方向の突き当て面となる。
突き当て部１２には、圧力センサ１２ｂ（図３参照）が設けられている。圧力センサ１２ｂは、基準面１２ａの圧力を示す圧力情報ＳＮ１２を制御部ＣＴに向け出力する（図１１参照）。

ベース部４には、並設されたテーブルユニット５の後方縁位置を前面位置とし、テーブルユニット５ａの上面位置に対し上下移動して出没する二つの突き当てブロック１３ａ，１３ｂが設けられている（図１も参照）。
突き当てブロック１３ａ，１３ｂは、前側面であってＹ方向の突き当て面となる基準面１３ａ１，１３ｂ１に付与される圧力を検出する圧力センサ１３ａ２，１３ｂ２を有している。
圧力センサ１３ａ２，１３ｂ２は、基準面１３ａ１，１３ｂ１の圧力を示す圧力情報ＳＮ１３ａ，ＳＮ１３ｂを制御部ＣＴに向け出力する（図１１参照）。

突き当てブロック１３ａ，１３ｂの基準面１３ａ１，１３ｂ１は、テーブルユニット５ａの上面位置から突出した状態で、ワークＷのＹ軸方向の突き当て面となる。
ワークテーブル５２の使用者は、ワークＷの形状等に応じて、Ｙ軸方向の突き当てとして、クランパ９と突き当てブロック１３ａ，１３ｂとのいずれか一方を選択し、入力部４１（図１１参照）から指定する。
突き当て部１２及び突き当てブロック１３ａ，１３ｂの上下移動は、エアシリンダなどのアクチュエータＡＣ（図１１参照）の動作により行われる。この動作は、制御部ＣＴにより、入力部４１からの指定に基づき制御される。

レーザ加工に供されるワークＷは、図示しない外部のワークローダ或いは人手により、テーブル上の所定の位置に、一縁部がテーブルユニット５の後方縁に平行となる姿勢でワークテーブル５２の上に載置されることで供給される。
図２では、ワークローダから供給されたワークＷが一点鎖線で示されている。

次に、ワークセット装置２０と、ワークセット装置２０を用いたワークＷの位置決め手順について、図３〜図１０を主に参照して説明する。
以下の説明は、Ｙ軸方向の位置決め部材としてクランパ９を選択した例である。突き当てブロック１３ａ，１３ｂを選択した場合も同様の手順となる。

図３は、ワークセット装置２０，クランパ９，及び突き当て部１２などを示した模式的上面図である。
図３において、ワークＷは、ワークローダ又は人手により供給された初期状態が一点鎖線で示されている。
また、クランパ９は、便宜的に二つが示されている。
また、ワークセット装置２０は、図１におけるＳ１−Ｓ１位置での断面として示されている。図３において上下方向（Ｚ軸方向）は紙面直交方向である。

ワークセット装置２０は、箱状の固定ベース２１と、固定ベース２１の内部に取り付けられたリンク機構部ＳＢと、を有している。
固定ベース２１は、後方側に形成され左右方向に長く開口する開口部２１ａと、前方側において左右方向に離隔して形成された一対の係合孔２１ｂ，２１ｂと、を有する。

リンク機構部ＳＢは、固定ベース２１の一対の係合孔２１ｂ，２１ｂにそれぞれ係合進入する係合突起２２ａ，２２ａを有し、その係合案内で固定ベース２１に対し前後方向に移動可能とされた可動ベース２２と、右方にロッド２３ａを出入りさせる姿勢で可動ベース２２における左方部位に取り付けられたアクチュエータとしてのエアシリンダ２３と、ロッド２３ａの先端部位において、一端部２４ａが上下軸線まわりに回動可能に連結された可動リンクバー２４と、可動リンクバー２４の他端部２４ｂにおいて、一端部２５ａが上下軸線まわりに回動可能に連結された固定リンクバー２５と、可動リンクバー２４の一端部２４ａの左右動を摺動案内する長孔の案内溝２６ａを有すると共に固定リンクバー２５の他端部２５ｂを上下軸線まわりに回動自在に支持する左右に長い短冊状のスライダ２６と、を有している。
ロッド２３ａは、アクチュエータであるエアシリンダ２３の動作により、支持部Ｒｃに対して所定の範囲（ストローク）で離接するように一軸方向に直動する直動部材である。ここで、支持部Ｒｃは、固定リンクバー２５がスライダ２６に支持した部位である（図３参照）。

可動ベース２２の係合突起２２ａ，２２ａには、圧縮コイルばね２２ａ１，２２ａ１が外嵌されている。可動ベース２２は、固定ベース２１に対し、圧縮コイルばね２２ａ１，２２ａ１の反発力によって後方側に付勢されている。

可動リンクバー２４の他端部２４ｂと固定リンクバー２５の一端部２５ａとが回動連結してなる連結部Ｒａには、上下軸線まわりに回動可能にワーク把持ユニット２７が連結されている。ワーク把持ユニット２７の詳細は後述する。

スライダ２６は、可動ベース２２に対する後方側において、非一体的に近接配置又は当接配置されている。
従って、可動ベース２２が後方移動すると、可動ベース２２と共にスライダ２６，エアシリンダ２３，可動リンクバー２４，及び固定リンクバー２５も移動するようになっている。

上述のワークセット装置２０は、図３に示された状態（以下、待機状態と称する）からエアシリンダ２３の動作でロッド２３ａが右方に延びると、可動リンクバー２４の一端部２４ａが右方に移動する。
この移動に対し、固定リンクバー２５は、他端部２５ｂを中心とする回動のみが許容されてスライダ２６に連結されていることから、連結部Ｒａは、弧状の軌道線Ｒａ１上を時計まわり方向に移動する。この移動により、ほぼ直状に延び、テーブルユニット５の上方から前方側へ退避した位置にあった可動リンクバー２４と固定リンクバー２５とは、それらのなす劣角θａが小さくなるように折り畳まれ、テーブルユニット５の上方に進入する。図３では、この折り畳まれた状態の可動リンクバー２４及び固定リンクバー２５などを二点鎖線で示している。

固定ベース２１は上方視でスライダ２６と重複する部位に、上方（図３の紙面の表方）に突出するロックピン２１ｃを有している。
また、スライダ２６のロックピン２１ｃに対応する部位には、可動ベース２２が圧縮コイルばね２２ａ１の付勢により最後方に位置した状態でロックピン２１ｃが進入係合できるように、後方縁から前方に向け切り込まれた係合凹部２６ｂを有している。
すなわち、待機状態において、ロックピン２１ｃは係合凹部２６ｂに係合しており、これによりスライダ２６は左右方向の移動が規制されている。

次に、図４を参照してワーク把持ユニット２７について詳述する。
ワーク把持ユニット２７は、連結部Ｒａにて可動リンクバー２４及び固定リンクバー２５に連結された短冊状の基部２７ａと、基部２７ａの両端部それぞれから同方側（図４では後方側）に延出した腕部２７ｂ及び腕部２７ｃと、腕部２７ｂの先端に設けられたローラ２８と、腕部２７ｃの先端に設けられたワーク把持部２９と、基部２７ａと連結部Ｒａとをつなぐ弾性部材である引張コイルばね２７ｆと、を有している。

基部２７ａには、その延在方向に延びる長孔２７ａ１が形成されている。
連結部Ｒａにおいて、可動リンクバー２４及び固定リンクバー２５は、上下方向に延びる連結軸２７ｄに回動自在に支持されている。そして、この連結軸２７ｄが長孔２７ａ１に対してその延在方向（図４の左右方向）に移動可能に挿通されることで、基部２７ａと連結されている。
引張コイルばね２７ｆは、一端側が基部２７ａに固定されたピン２７ｅに保持され、他端側が連結軸２７ｄに連結されている。
引張コイルばね２７ｆの引張反発力により、連結軸２７ｄは、待機状態で、長孔２７ａ１の左端に位置するよう引っ張られている。
ローラ２８は、腕部２７ｂの先端部位において上下軸線まわりに回転可能とされている。

次に、図４及び図５（ａ），（ｂ）を参照してワーク把持部２９について説明する。
図５（ａ），（ｂ）は、図４におけるＳ２−Ｓ２位置での断面図であり、図５（ａ）はワークＷを把持していない（把持直前）の状態（以下、非把持状態と称する）が示され、図５（ｂ）は、ワークＷを把持した状態（以下、把持状態と称する）が示されている。図５では、ワークＷが一点鎖線で示されている。図４は、非把持状態が示されている。

ワーク把持部２９は、腕部２７ｃと連結して上下左右方向に平面延在する壁部２９ａと、壁部２９ａの下方縁に接続して後方側に向け平面延出する底壁部２９ｂと、底壁部２９ｂに対する上方において壁部２９ａの左右端から後方側に延出する一対の支持腕部２９ｃ，２９ｄと、支持腕部２９ｃ，２９ｄにより、左右に延びる軸線Ｃａまわりに回動自在に支持されたワークロッカ２９ｅと、壁部２９ａに対し前後方向に移動自在に係合支持され、底壁部２９ｂの上面２９ｂ１の上を摺動するロッカプッシャ２９ｆと、ロッカプッシャ２９ｆを後方側に付勢する圧縮コイルばね２９ｇと、を有している。
底壁部２９ｂの上面２９ｂ１の高さ位置は、ワークテーブル５２のパスラインＰＬの位置とされている。

ワークロッカ２９ｅは、横断面形状が一定で左右方向に延びる柱状に形成されている。具体的には、図５に示される横断面形状において、回動中心となる軸線Ｃａからの距離が時計まわり方向で漸減する帯状曲面２９ｈ１を有するロック部２９ｈと、ロック部２９ｈに対して時計まわり方向側に連接し、軸線Ｃａに沿って長く形成され径方向に突出する稜線状の凸部２９ｊと、を有している。

ロッカプッシャ２９ｆは、ワーク把持部２９の非把持状態において、移動範囲の最後端位置にある。その位置において、ロッカプッシャ２９ｆは、凸部２９ｊを後方側に付勢することでワークロッカ２９ｅを軸線Ｃａの反時計まわり方向に持ち上げた姿勢としている。
この非把持状態のワーク把持部２９に対し、パスラインＰＬ上に、後方側からワークＷが所定の力をもって相対進入してくると、ワークＷの先頭端がワークロッカ２９ｅの凸部２９ｊに当接すると共に、圧縮コイルばね２９ｇの付勢力に抗してワークロッカ２９ｅを時計まわり方向（矢印ＤＲｃ方向）に回動させる〔図５（ｂ）参照〕。
この回動に伴い、ロック部２９ｈの帯状曲面２９ｈ１におけるワークＷの厚みに応じた部位Ｐ１が、ワークＷの上面Ｗｓに当接する。そして、ワークＷの継続進入に伴うワークロッカ２９ｅの更なる回動により、ワークＷを下方に押し付ける。
この押し付け力によって、ワークＷは、ワークロッカ２９ｅの部位Ｐ１と、底壁部２９ｂの上面２９ｂ１との間に挟持される。すなわち、ワークＷは、その端部がワーク把持部２９により把持される。

ワーク把持部２９がワークＷを把持した図５（ｂ）の把持状態から、ワークＷを引き抜く方向に相対移動させると（矢印ＤＲｂ２）、ワークロッカ２９ｅが反時計まわり方向（矢印ＤＲｃ２）に回動し、ワークＷが把持から解放される。
このワークロッカ２９ｅの反時計まわり方向の回動は、圧縮コイルばね２９ｇの圧縮反発力によるロッカプッシャ２９ｆの後方付勢により促進される。これにより、ワークＷの解放は極めてスムースに行われる。

上述のようにして、ワーク把持部２９は、ワークＷを把持できるようになっている。
そして、位置決め装置５１は、ワークセット装置２０と、突き当て部１２と、クランパ９又は突き当てブロック１３ａ，１３ｂと、を含んで構成され、これら構成部材の協働により、ワークテーブル５２に対して供給されたワークＷを所定位置に位置決めすることができる。

次に、この位置決め手順について、図６〜図１１を参照して説明する。
以下の説明では、ワークＷについて、位置決め動作の経過に伴う位置の違いにより、符号に（連番）をつけて区別している。例えばワークＷ（３）は、説明上、ワークＷ（２）の位置から移動した次の説明位置でのワークＷを示している。
図６〜図１０は、位置決め装置５１によるワークＷの位置決め動作を説明するための動作図であり、模式的上面図である。また、ワークセット装置２０については、図１のＳ１−Ｓ１位置での断面図として示されている。
また、図６〜図８では、引張コイルばね２７ｆ及び長孔２７ａ１は不図示としている。

ワークセット装置２０が、エアシリンダ２３のロッド２３ａが引き込まれた待機状態（図３に示された状態）のときに、ワークローダ又は人手によって、ワークＷがテーブルユニット５上に供給される。
供給されたワークＷは、図６ではワークＷ（１）として二点鎖線で示されている。

次いで、位置決め動作開始の指示が、作業者から入力部４１を介して制御部ＣＴに対して出されたら、制御部ＣＴは、アクチュエータＡＣを駆動し、突き当て部１２を上昇させてテーブルユニット５から上方に突出させる。
また、制御部ＣＴは、キャリッジ８及び複数のクランパ９を、ワークＷのサイズに応じてあらかじめ設定された、Ｙ軸方向の突き当てが可能な位置に移動させる。

その後、制御部ＣＴは、エアシリンダ２３を動作させてロッド２３ａを右方に延ばす（矢印ＤＲｄ）。
このロッド２３ａの延びに伴い、連結部Ｒａが上述のように弧状の軌道線Ｒａ１上を移動し、ワーク把持ユニット２７のローラ２８及びワーク把持部２９がワークＷ（１）の前端部Ｗａ（１）に当接する。この当接において、ワーク把持ユニット２７は、ローラ２８及びワーク把持部２９の両方が良好に当接するように、連結部Ｒａを中心に回動する。

ロッド２３ａの延びが進行し、ワーク把持ユニット２７の後方移動が進むと、ワーク把持部２９におけるワークロッカ２９ｅと底壁部２９ｂとの間にワークＷ（１）が進入する。
この進入により、図５（ｂ）に示されるように、ワークＷ（１）はワークロッカ２９ｅを回動させると共に、ワークロッカ２９ｅと底壁部２９ｂとの間に挟持される。すなわち、ワーク把持ユニット２７に把持される。
これは、ワークＷ（１）が重量物であるため、ワークＷ（１）を後方側へ移動させるために必要な力よりも、ワークロッカ２９ｅを回動させる力の方が小さくて済むことによる。

ロッド２３ａがさらに延びてワーク把持ユニット２７がさらに後方移動すると、ワーク把持ユニット２７は、把持したワークＷ（１）を軌道線Ｒａ１に沿って移動させる。すなわち、概ね右後方に移動させる。
この移動により、ワークＷは、ワークＷ（１）としての供給位置に応じて、突き当て部１２の基準面１２ａとクランパ９の突き当て面９ａとのいずれか一方に、先に当接する。
そこで、クランパ９に先に当接した場合（図６参照）と、突き当て部１２に先に当接した場合（図９参照）と、に場合分けしてその順に説明する。

＜クランパ９に先に当接した場合（図６〜図８参照）＞
ワークＷの後端部Ｗｂがクランパ９の突き当て面９ａに当接した状態が、図６において実線で示され、ワークＷ（２）と符号表記されている。

図６に示されるワークＷ（２）がクランパ９に当接した状態から、ロッド２３ａが矢印ＤＲｄ方向にさらに延びようとすると、その延びに伴って可動リンクバー２４を押す力がワーク把持ユニット２７を介してワークＷ（２）に伝達され、ワークＷ（２）は後方に付勢される（矢印ＤＲｅ）。
しかしながら、クランパ９は後方への移動がクランパ９により規制されているため、ワークＷ（２）がクランパ９を後方へ押す力のクランパ９からの反力Ｆ１，Ｆ１が、可動リンクバー２４及び固定リンクバー２５を介してスライダ２６に伝達され、スライダ２６が前方に移動すべく可動ベース２２を前方に押す。
ここで、エアシリンダ２３がロッド２３ａを延ばす力は、その力に応じて生じる反力Ｆ１，Ｆ１が、可動ベース２２を後方に付勢している圧縮コイルばね２２ａ１の付勢力に勝るように設定されている。
これにより、スライダ２６及びスライダ２６により前方に押される可動ベース２２は前方に移動する（白ヌキ矢印ＤＲｆ）。

ワークＷ（２）によるクランパ９の突き当て面９ａの付勢を、制御部ＣＴは、圧力センサ９ｂからの圧力情報ＳＮ９の変化によって把握する。

スライダ２６が前方移動することにより、スライダ２６の係合凹部２６ｂから固定ベース２１のロックピン２１ｃが抜け出て両部材の係合が解消し、スライダ２６は左右方向に移動可能となる。
スライダ２６が左右移動可能になることによって、ロッド２３ａの延び（矢印ＤＲｄ）に伴い、スライダ２６はワーク把持ユニット２７，可動リンクバー２４，及び固定リンクバー２５と共に可動ベース２２の後面上を右方に摺動する（図８：矢印ＤＲｇ）。
もちろん、ワーク把持ユニット２７に把持されたワークＷ（２）（二点鎖線で図示）も右方に移動する（図８：矢印ＤＲｈ）。

この右方移動で、図８に示されるように、ワークＷ（３）の右端部Ｗｃ（３）が突き当て部１２の基準面１２ａに当接する。また、この右方移動中もクランパ９の突き当て面９ａへの付勢は継続しており、ワークＷ（２）はクランパ９の突き当て面９ａ上を摺動してワークＷ（３）の位置に至る。

ワークＷ（３）による突き当て部１２の基準面１２ａへの当接及び付勢は、突き当て部１２の圧力センサ１２ｂから出力される圧力情報ＳＮ１２の変化として反映される。この変化に基づいて、制御部ＣＴは、突き当て部１２にワークが当接したことを把握する。
また、突き当て部１２への当接時点で、既にワークＷ（２）は、クランパ９に対し当接及び付勢している。従って、制御部ＣＴは、圧力情報ＳＮ９及び圧力情報ＳＮ１２に基づいてワークＷ（３）の後方及び右方の二方の位置決めが完了したことを把握する。
この位置決め完了が把握されると、制御部ＣＴは、クランパ駆動部Ｋｃを動作させてクランパ９によるワークＷ（３）のクランプを実行すると共に、エアシリンダ２３に対し、ロッド２３ａを引き込むように指示する。

ロッド２３ａの引き込みにより、連結部Ｒａはスライダ２６に向かって軌道線Ｒａ１を逆向きに移動し（破線矢印ＤＲｊ）、可動リンクバー２４の一端部２４ａは、スライダ２６の案内溝２６ａを左方に移動してその左端に到達する。
この到達後もロッド２３ａの引き込みしろはまだ残っているので、一端部２４ａは案内溝２６ａの左端を左方に付勢しながらさらに左方に移動するので、スライダ２６は左方へ移動する（破線矢印ＤＲｇ２）。

スライダ２６の左方移動により、スライダ２６の後方端縁を摺動してスライダ２６の後方移動を規制していたロックピン２１ｃの位置に係合凹部２６ｂが到達する。すると、スライダ２６は、圧縮コイルばね２２ａ１の反発力によって、係合凹部２６ｂ内にロックピン２１ｃを相対進入させて後方側に移動し、図３に示される待機状態に戻る。

このように、ワーク把持ユニット２７の弧状動により、それが把持したワークＷがクランパ９（又は突き当てブロック１３ａ，１３ｂ）に突き当て部１２よりも先に当接した場合、その当接を維持しつつ、係合孔２１ｂ及びそれに係合する係合突起２２ａ，圧縮コイルばね２２ａ１，ロックピン２１ｃ，及び係合凹部２６ｂが動作変換部ＳＢａ（図８参照）として協働し、弧状動を突き当て部１２に向かう直動に変換してワークＷを突き当て部１２に当接させるようになっている。

次に、図９及び図１０を主に参照して、ワークＷが突き当て部１２に先に当接した場合を説明する。

＜突き当て部１２に先に当接した場合（図９及び図１０参照）＞
図９は、エアシリンダ２３の動作でロッド２３ａが延び（矢印ＤＲｄ）、連結部Ｒａが軌道線Ｒａ１上を移動してワークＷが、クランパ９よりも先に突き当て部１２に対し当接及び付勢している状態〔ワークＷ（４）〕を示している。
制御部ＣＴは、この付勢を、突き当て部１２の圧力センサ１２ｂからの圧力情報ＳＮ１２により把握する。

さらに、ロッド２３ａが延びると、連結部Ｒａが軌道線Ｒａ１上を右後方に移動しようとする。ここでワークＷ（４）は、右方への移動が当接した突き当て部１２により規制されているので、ワーク把持ユニット２７の連結軸２７ｄが、引張コイルばね２７ｆの引張反発力に抗して長孔２７ａ１内を右方に移動する（矢印ＤＲｋ）。これにより、連結部Ｒａの軌道線Ｒａ１上のさらなる移動（矢印ＤＲｍ）を許容する。
この連結軸２７ｄの長孔２７ａ１内の移動を伴う、連結部Ｒａの軌道線Ｒａ１上の移動により、ワークＷ（４）は、右端部Ｗｃ（４）が突き当て部１２の基準面１２ａ上を摺動して後方に移動する（白ヌキ矢印ＤＲｎ）。

図１０は、ワークＷ（４）が後方移動して（白ヌキ矢印ＤＲｎ）クランパ９に対し当接及び付勢している状態〔ワークＷ（５）〕を示している。
ワーク把持ユニット２７において、連結部Ｒａの連結軸２７ｄは、図９に示される位置から長孔２７ａ１内を右方に移動した位置にある。
制御部ＣＴは、ワークＷ（５）の後端部Ｗｂ（５）のクランパ９の突き当て面９ａへの付勢を、圧力センサ９ｂからの圧力情報ＳＮ９により把握する。
すなわち、図１０に示された状態で、制御部ＣＴは、圧力情報ＳＮ１２及び圧力情報ＳＮ９に基づいて、ワークＷ（５）の後方及び右方の二方の位置決めが完了したことを把握する。
この位置決め完了が把握されると、制御部ＣＴは、クランパ駆動部Ｋｃを動作させてクランパ９によるワークＷ（５）のクランプを実行すると共に、エアシリンダ２３に対し、ロッド２３ａを引き込むように指示する。

ロッド２３ａの引き込みにより、連結部Ｒａは、スライダ２６に向かって軌道線Ｒａ１を逆向きに移動すると共に（破線矢印ＤＲｊ）、ワーク把持ユニット２７の基部２７ａは、引張コイルばね２７ｆの引張反発力により連結軸２７ｄが長孔２７ａ１の左端に位置するように、右方に移動する（破線矢印ＤＲｐ）。
スライダ２６は、ロックピン２１ｃにより左右方向の移動が規制されたままであって、連結部Ｒａの軌道線Ｒａ１上の逆向き移動により、可動リンクバー２４及び固定リンクバー２５がスライダ２６に沿う姿勢となる図３に示される待機状態に戻る。

このように、ワーク把持ユニット２７の弧状動により、それが把持したワークＷが突き当て部１２にクランパ９（又は突き当てブロック１３ａ，１３ｂ）よりも先に当接した場合、その当接を維持しつつ、連結軸２７ｄ，長孔２７ａ１，及び引張コイルばね２７ｆが動作変換部ＳＢｂ（図９参照）として協働し、弧状動をクランパ９（又は突き当てブロック１３ａ，１３ｂ）に向かう直動に変換してワークＷをクランパ９（又は突き当てブロック１３ａ，１３ｂ）に当接させるようになっている。

以上詳述した位置決め装置５１は、アクチュエータ（エアシリンダ２３）の一軸方向の直動を、リンク機構部ＳＢにより弧状の二次元移動に変換し、その二次元の弧状動に連動するワーク把持ユニット２７によりワークＷを把持することで、ワークＷをテーブル上で二次元移動させるようになっている。
これにより、ワークＷの二軸方向の位置決めを、そのワークのサイズによらず良好に行うことができる。

また、エアシリンダ２３を、その動作方向がワークテーブル５２の長手方向（Ｘ軸方向）となる姿勢に配置し、リンク機構部ＳＢを、待機状態ではリンク機構部ＳＢはＸ軸方向に直状に収納され、位置決め動作において二次元的に延び出すように構成している。
これにより、位置決め装置５１を、ワークテーブル５２から顕著に突出させずにコンパクトに構成することができる。

ワーク把持ユニット２７は、ワークＷをクランプするための駆動源を有することなく、ワークＷに対する付勢力を利用して把持する構造となっている。
これにより、ワーク把持ユニット２７が軽量となり、リンク機構部ＳＢの剛性を顕著に高める必要がないので、リンク機構部ＳＢをコンパクトに、かつ安価に構成することができる。

また、テーブルユニット５上に供給されたワークＷを、吸着具を用いることなく位置決めできる。
これにより、塵埃、スパッタ、ヒュームなどに影響されずに、位置決めを良好に行うことができる。また、レーザセンターから離隔した位置に設ける必要がないので、構造上の制約が少ない。

また、位置決め装置５１のワークセット装置２０は、ワークテーブル５２の長手縁部設けられ、待機状態で概ねテーブルの長手方向（Ｘ軸方向）に延びる直状として固定ベース２１内に収容され、ワークＷの位置決め動作時にのみテーブルユニット５上に山状に折られてＸ軸方向及びＹ軸方向の二軸方向に延び出るようになっている。
これにより、位置決め装置５１は、コンパクトに構成されるので、レーザ加工機の遮光カバーが大型化することはない。

ワーク把持ユニット２７は、両端部にローラ２８とワーク把持部２９とを有し、中央部が連結部Ｒａにて揺動可能に支持されている。
これにより、ワーク把持ユニット２７がワークＷに接近して当接する際に、ローラ２８が先に当接しても、揺動によりワーク把持部２９が迅速にワークＷに当接付勢して把持することができる。

本発明の実施例は、上述した構成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変形例としてもよい。

可動リンクバー２４を直動させるアクチュエータは、エアシリンダ２３に限定されない。
ワーク把持ユニット２７は、ローラ２８をワーク把持部２９に置き換えて、ワーク把持部２９を複数有するものとしてもよい。
これにより、ワークＷの質量が大きい場合やワークＷのサイズが大きい場合においても、ワークＷをより確実に把持することができる。

１ 加工部
２ アーチ部
３ 加工ヘッド、 ３ａ ノズル
４ ベース部
５ テーブルユニット、 ５ａ テーブルユニット
６ カッティングプレート部
７ レール
８ キャリッジ
９ クランパ、 ９ａ 突き当て面、 ９ｂ 圧力センサ
１０，１１ 遮光カバー
１２ 突き当て部、 １２ａ 基準面（突き当て面）、 １２ｂ 圧力センサ
１３ａ，１３ｂ 突き当てブロック
１３ａ１，１３ｂ１ 基準面（突き当て面）
１３ａ２，１３ｂ２ 圧力センサ
２０ ワークセット装置
２１ 固定ベース
２１ａ 開口部、 ２１ｂ 係合孔、 ２１ｃ ロックピン
２２ 可動ベース、 ２２ａ 係合突起、 ２２ａ１ 圧縮コイルばね
２３ エアシリンダ（アクチュエータ）、 ２３ａ ロッド
２４ 可動リンクバー、 ２４ａ 一端部、 ２４ｂ 他端部
２５ 固定リンクバー、 ２５ａ 一端部、 ２５ｂ 他端部
２６ スライダ、 ２６ａ 案内溝、 ２６ｂ 係合凹部
２７ ワーク把持ユニット
２７ａ 基部、 ２７ａ１ 長孔、 ２７ｂ，２７ｃ 腕部
２７ｄ 連結軸、 ２７ｅ ピン、 ２７ｆ 引張コイルばね
２８ ローラ
２９ ワーク把持部
２９ａ 壁部、 ２９ｂ 底壁部、 ２９ｂ１ 上面
２９ｃ，２９ｄ 支持腕部、 ２９ｅ ワークロッカ
２９ｆ ロッカプッシャ、 ２９ｇ 圧縮コイルばね
２９ｈ ロック部、 ２９ｈ１ 帯状曲面、 ２９ｊ 凸部
４１ 入力部
５１ 位置決め装置、 ５２ ワークテーブル、 ５３ レーザ加工機
ＡＣ アクチュエータ
Ｃａ 軸線、 ＣＬ 光軸、 ＣＴ 制御部
Ｋａ ヘッド駆動部、 Ｋｂ キャリッジ駆動部、 Ｋｃ クランパ駆動部
ＰＬ パスライン、 Ｐ１ 部位
Ｒａ 連結部、 Ｒａ１ 軌道線
ＳＢ リンク機構部、 ＳＢａ 動作変換部
ＳＮ１２，ＳＮ１３ａ，ＳＮ１３ｂ，ＳＮ９ 圧力情報
Ｗ ワーク
Ｗａ 前端部、 Ｗｂ 後端部、 Ｗｃ 右端部、 Ｗｓ 上面
θａ 劣角

Claims (4)

1. テーブルに載置されたワークの位置決めをするワーク位置決め装置であって、
   一軸方向に直動する直動部材と、
   前記直動部材を一軸方向に直動させるアクチュエータと、
   前記直動部材の直動を前記テーブルの上面に沿った弧状動に変換するリンク機構部と、
   前記リンク機構部に設けられて前記弧状動をすると共に、前記テーブルに載置された前記ワークの端部を把持するワーク把持ユニットと、
   前記ワークを把持した前記ワーク把持ユニットの前記弧状動により前記ワークが当接して位置決めされる突き当て部と、
   を備えたことを特徴とするワーク位置決め装置。
2. 前記リンク機構部は、
   前記直動部材に一端側が回動可能に連結した可動リンクバーと、
   前記可動リンクバーの他端部に一端部が回動可能に連結した固定リンクバーと、
   前記固定リンクバーの他端部を回動可能に支持するスライダと、
   を有し、
   前記可動リンクバーの前記他端部と前記固定リンクバーの前記一端部との連結部位を連結部とし、前記スライダが前記固定リンクバーの前記他端部を支持する部位を支持部としたときに、
   前記直動部材は、前記支持部に対し所定範囲で離接するよう直動し、
   前記連結部は、前記ワーク把持ユニットを回動自在に支持すると共に、前記直動部材が前記支持部に対し、前記所定範囲の最遠位置にあるときに前記テーブルの上方から退避した位置にあり、前記直動部材の前記支持部に対する接近動で、前記支持部を中心とする弧状に回動して前記テーブルの上方に進入するよう構成されていることを特徴とする請求項１記載のワーク位置決め装置。
3. 前記ワーク把持ユニットは、
   前記テーブルの上面に平行な軸線のまわりに回動可能なワークロッカと、
   前記ワークロッカを前記軸線のまわりの一方向に付勢するロッカプッシャと、
   前記ワークロッカに対する下方に位置した底壁部と、
   を有し、
   前記ワークロッカは、
   前記弧状動に伴い前記ワークの端部が当接付勢する突出部と、
   前記突出部に対して前記一方向側に接続すると共に、前記軸線からの距離が前記一方向とは反対まわり方向で漸減する帯状曲面を有し、前記当接付勢により前記ロッカプッシャの付勢に抗して回動した際に前記ワークを前記底壁部との間で挟持するロック部と、
   を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のワーク位置決め装置。
4. 前記突き当て部は、
   前記ワークを、前記テーブルの長手となる第１方向に突き当てる第１の突き当て部及び前記第１方向に直交する第２方向に突き当てる第２の突き当て部を有し、
   前記リンク機構部は、
   前記ワークを把持した前記ワーク把持ユニットが前記弧状動をして前記ワークが第１及び第２の突き当て部の一方に先に当接したら、その当接を維持したまま前記弧状動を他方の突き当て部に向かう直動に変換して前記ワークを前記他方の突き当て部に当接させる動作変換部を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のワーク位置決め装置。

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