JPH0577079A - レーザ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザ加工装置の稼働率を向上させる。 【構成】 １つのレーザ加工機１に対向して、複数の作
業ステーションＳ１，Ｓ２と、ワークを自動的に搬入出
する１つの自動搬入出ステーションＳ３とを設ける。例
えば昼間の時間帯は、立体状のワークを作業者により、
複数の作業ステーションＳ１，Ｓ２から順に搬入出し
て、三次元加工を行い、夜間の時間帯は、平板状のワー
クを自動搬入出ステーションＳ３から自動的に搬入出し
て、二次元加工を無人で行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ワークにレーザ光を
照射して加工を行うレーザ加工装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】この種のレーザ加工装置において、平板
状のワークに二次元加工を施す場合には、ワークを１箇
所に多数枚積層してストックすることにより、マニプレ
ータ等により同ワークをワーク支持用パレットとストッ
ク部との間で容易に搬入出できるとともに、そのパレッ
トに対するワークの着脱を容易に行うことができるた
め、ワークの搬入出を自動化して、レーザ加工装置を無
人で運転することが可能である。

【０００３】一方、立体状のワークに三次元加工を施す
場合には、立体ワークを１箇所に多数枚ストックした
り、同ワークをマニプレータ等により搬入出したりする
のが難しいとともに、ワーク支持用パレットに対するワ
ークの着脱も困難であるため、ワークの搬入出を自動化
することができず、レーザ加工装置を無人で運転するこ
とはできなかった。

【０００４】このために、従来では、無人運転が可能な
二次元加工と作業者の介入を要する三次元加工とは、そ
れぞれ専用のレーザ加工機を用い、別々のシステムで加
工を行っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の加工方法では、上記の各システムに対してそれぞれ
にレーザ加工機を必要とし、高価であるとともに、１台
毎の稼働率も低いものであった。

【０００６】この発明は、前記のような従来の技術に存
在する問題点に着目してなされたものであって、その目
的とするところは、１台のレーザ加工機により、例えば
昼間の時間帯は、立体状のワークの三次元加工を行うこ
とができると共に、夜間の時間帯は、平板状のワークを
自動的に搬入出して、二次元加工を無人で行うことがで
き、無人二次元加工及び三次元加工等の異なる形式のレ
ーザ加工を１つのシステムに組み込み、安価で且つ装置
の稼働率を向上させることができるレーザ加工装置を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明のレーザ加工装置においては、１つのレ
ーザ加工機に対向して、複数の作業ステーション及びワ
ークを自動的に搬入出する１つの自動搬入出ステーショ
ンを設け、各ステーションとレーザ加工機との間にワー
ク移送手段を設けてなるものである。

【０００８】

【作 用】上記のように構成されたレーザ加工装置によ
れば、例えば昼間の時間帯は、立体状のワークを複数の
作業ステーションから順に搬入出して、三次元加工を行
うことができ、夜間の時間帯は、平板状のワークを自動
搬入出ステーションから自動的に搬入出して、二次元加
工を無人で行うことができる。従って、１つのレーザ加
工装置を昼夜に亘って運転することができて、装置の稼
働率を向上させることができる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明を具体化したレーザ加工装置
の一実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。

【００１０】図１、図２及び図１４に示すように、レー
ザ加工機１は機械室２内に装設され、その一部にはレー
ザヘッド３が移動可能に設けられている。このレーザ加
工機１は例えば同時５軸制御により、立体ワーク等のレ
ーザ切断加工等を行うことができるものである。加工テ
ーブル４はレーザ加工機１の近傍において図示しない伸
縮カバーに覆われた一対のレール５に沿ってＸ方向に移
動可能に配設され、図１に破線で示す前進端に相当する
第１パレット受取位置Ｐ１と、同図に鎖線で示す後進端
に相当する第２パレット受取位置Ｐ２との間で移動され
る。

【００１１】図１及び図２に示すように、第１作業ステ
ーションＳ１は前記第１パレット受取位置Ｐ１の図示左
側方に対向して、即ちＸ方向に隣合わせて設けられ、こ
の第１作業ステーションＳ１と第１パレット受取位置Ｐ
１との間には一対のレール６が敷設されている。ワーク
支持用の第１パレット７はレール６に沿って移動可能に
配設され、第１作業ステーションＳ１において作業者に
より、第１パレット７上に立体状のワークが取付けられ
ると共に、このワークの支持状態で第１パレット７が第
１パレット受取位置Ｐ１側に移動されて、その第１パレ
ット受取位置Ｐ１にある加工テーブル４上に載置され
る。

【００１２】第２作業ステーションＳ２は前記第１パレ
ット受取位置Ｐ１の前方（図１の下方）に対向して、即
ちＹ方向に隣合わせて設けられ、この第２作業ステーシ
ョンＳ２と第１パレット受取位置Ｐ１との間には一対の
レール８が敷設されている。第２パレット９はレール８
に沿って移動可能に配設され、第２作業ステーションＳ
２において作業者により、第２パレット９上に立体状の
ワークが取付けられると共に、このワークの支持状態で
第２パレット９が第１パレット受取位置Ｐ１側に移動さ
れて、その第１パレット受取位置Ｐ１にある加工テーブ
ル４上に載置される。

【００１３】そして、前記加工テーブル４上への第１及
び第２パレット７，９の移動載置が交互に行われ、加工
テーブル４及びレーザ加工機１のレーザヘッド３が自動
制御されながら、レーザヘッド３から立体状のワークに
レーザ光が照射されて、そのワークに三次元加工が行わ
れる。加工を終えたワークを支持する第１及び第２パレ
ット７，９は、再び第１パレット受取位置Ｐ１に位置決
めされ、ここよりもとの作業ステーションＳ１又はＳ２
に搬出される。

【００１４】自動搬入出ステーションＳ３は前記第２パ
レット受取位置Ｐ２の図示右側方に対向して、即ちＸ方
向に隣合わせて設けられ、この自動搬入出ステーション
Ｓ３と第２パレット受取位置Ｐ２との間には一対のレー
ル１０が敷設されている。第３パレット１１はレール１
０に沿って移動可能に配設され、自動搬入出ステーショ
ンＳ３において、例えば特開平１−１４０９４０号公報
に示すような周知のワーク搬入出装置１２により、第３
パレット１１上に平板状のワークが自動的に搬入出され
ると共に、このワークの支持状態で第３パレット１１が
第２パレット受取位置Ｐ２側に自動的に移動されて、そ
の第２パレット受取位置Ｐ２にある加工テーブル４上に
載置される。

【００１５】そして、前記加工テーブル４上への第３パ
レット１１の移動載置が順に行われ、加工テーブル４及
びレーザ加工機１のレーザヘッド３が自動制御されなが
ら、レーザヘッド３から平板状のワークにレーザ光が照
射されて、そのワークに二次元加工が無人で行われる。
加工を終えたワークを支持する第３パレット１１は、再
び第２パレット受取位置Ｐ２に自動的に位置決めされ、
ここよりもとの自動搬入出ステーションＳ３に自動的に
搬出される。このようにして、第３パレット１１上にワ
ークが自動的に順次取り替えられ、多数枚のワークが無
人にて連続的に加工される。

【００１６】次に、前記第１パレット７の構成について
詳述すると、図３〜図６に示すように、複数のローラ１
５，１６は第１パレット７の下面に回転可能に支持さ
れ、このローラ１５，１６が前記レール６の上面及び内
側面に沿って転動されて、第１パレット７の移動が案内
される。ワーク支持台１７は第１パレット７の上面に配
置され、このワーク支持台１７上にワークが着脱可能に
取り付けられる。

【００１７】駆動用の係合爪１８は前記第１パレット７
の図示左側下面に取付体１９を介して取り付けられ、前
方（図３の下方）及び下方に向かって開口されている。
位置決め用の一対の係合孔体２０は第１パレット７の図
示前後両側下面に支持体２１を介して取り付けられ、下
方に向かって開口されている。

【００１８】次に、前記第１パレット７の駆動構成につ
いて述べると、図１及び図７〜図９に示すように、一対
のスプロケット２２，２３は前記レール６間において、
第１作業ステーションＳ１及び第１パレット受取位置Ｐ
１に回転可能に配設され、この両スプロケット２２，２
３間には一対のチェーンガイド２４が敷設されている。
チェーン２５はスプロケット２２，２３間に掛装され、
チェーンガイド２４に沿って延びている。

【００１９】モータ２６は前記一方のスプロケット２２
の近傍に配設され、このモータ２６により一方のスプロ
ケット２２を介してチェーン２５が図７の時計方向又は
反時計方向に回転される。駆動ローラ２７はチェーン２
５の一部に回転自在に取り付けられ、前記第１パレット
７の係合爪１８に係脱可能に対応している。即ち、前記
レール６、ローラ１５，１６、スプロケット２２，２
３、チェーン２５、及びモータ２６等によりワーク移送
手段が構成されている。

【００２０】そして、第１パレット７が第１作業ステー
ションＳ１に配置された状態で、チェーン２５が時計方
向に回転されて、駆動ローラ２７が一方のスプロケット
２２を周回して図７の後方に移動されたとき、その駆動
ローラ２７が第１パレット７の係合爪１８に係合して、
チェーン２５の回転に伴い第１パレット７が第１作業ス
テーションＳ１から第１パレット受取位置Ｐ１側に移動
される。その後、駆動ローラ２７が他方のスプロケット
２３を周回して図７の前方に移動されたとき、その駆動
ローラ２７が係合爪１８から離脱して、第１パレット７
が第１パレット受取位置Ｐ１にある加工テーブル４上の
載置状態で静止される。

【００２１】一方、第１パレット７が第１パレット受取
位置Ｐ１の加工テーブル４上に載置された状態で、チェ
ーン２５が反時計方向に回転されて、駆動ローラ２７が
他方のスプロケット２３を周回して図７の後方に移動さ
れたとき、その駆動ローラ２７が第１パレット７の係合
爪１８に係合して、チェーン２５の回転に伴い第１パレ
ット７が第１パレット受取位置Ｐ１の加工テーブル４上
から第１作業ステーションＳ１側に移動される。その
後、駆動ローラ２７が一方のスプロケット２２を周回し
て図７の前方に移動されたとき、第１パレット７が第１
作業ステーションＳ１に静止される。

【００２２】次に、前記第１パレット７の移動検出構成
について述べると、図１０〜図１２に示すように、リミ
ットスイッチ２８は前記一方のスプロケット２２の図示
後側方に近接して配設されている。ドッグ２９は前記駆
動ローラ２７から所定間隔をおいて位置するようにチェ
ーン２５上に取り付けられ、リミットスイッチ２８と係
脱可能に対応している。

【００２３】そして、図１０に示すようにチェーン２５
の時計方向への回転に伴い、第１パレット７が第１パレ
ット受取位置Ｐ１の加工テーブル４上まで移動されて、
チェーン２５上の駆動ローラ２７が第１パレット７の係
合爪１８から離脱したとき、リミットスイッチ２８がド
ッグ２９との係合により作動され、モータ２６の回転が
停止される。

【００２４】第１及び第２の近接スイッチ３０，３１は
前記第１作業ステーションＳ１の図示前方に、第１パレ
ット７の移動方向へ所定間隔をおいて配設されている。
ドッグ３２は第１パレット７の下部前縁に取り付けら
れ、第１及び第２近接スイッチ３０，３１に接離可能に
対応している。

【００２５】そして、図１１及び図１２から明らかなよ
うに、チェーン２５の反時計方向への回転に伴い、第１
パレット７が第１パレット受取位置Ｐ１の加工テーブル
４上から第１作業ステーションＳ１側に移動される過程
で、ドッグ３２が第１近接スイッチ３０に近接対向した
とき、モータ２６の回転が高速から低速に切り換えら
れ、その後、ドッグ３２が第２近接スイッチ３１に近接
対向したとき、モータ２６の回転が停止される。

【００２６】なお、前記第２パレット９及び第３パレッ
ト１１についても、前述した図３〜図６に示す第１パレ
ット７の構成、図７〜図９に示すワーク移送手段を構成
する第１パレット７の駆動構成、並びに図１０〜図１２
に示す第１パレット７の移動検出構成とほぼ同様の構造
となっているため、第２パレット９及び第３パレット１
１に関する詳細な説明は省略する。尚、第３パレット１
１は、第１及び第２のパレット７，９と異なり、その上
面に多数の剣山ピン１１ａが立設配置され、この剣山ピ
ン１１ａ上に平板状のワークが支持される。

【００２７】次に、前記加工テーブル４の構成について
詳述すると、図１３及び図１４に示すように、一対の摺
接体３４は加工テーブル４の下面に設けられ、この摺接
体３４がレール５に摺接されて、加工テーブル４の移動
が案内される。前後（図１３の上下方向）に対をなす横
レール３５は加工テーブル４上に左右方向へ平行に敷設
され、加工テーブル４が第１パレット受取位置Ｐ１に移
動配置されたとき、この横レール３５の左端が第１作業
ステーションＳ１から延びるレール６に連結され、加工
テーブル４が第２パレット受取位置Ｐ２に移動配置され
たとき、横レール３５の右端が自動搬入出ステーション
Ｓ３から延びるレール１０に連結される。

【００２８】左右に対をなす縦レール３６は前記加工テ
ーブル４上に前後方向へ平行に敷設され、加工テーブル
４が第１パレット受取位置Ｐ１に移動配置されたとき、
この縦レール３６の前端が第２作業ステーションＳ２か
ら延びるレール８に連結される。一対のストッパ３７は
縦レール３６の後端に設けられ、このストッパ３７によ
り加工テーブル４上に移動されてくる第２パレット９の
後端位置が規制される。

【００２９】一対のシリンダ３８は前記加工テーブル４
の図示右側前縁及び左側後縁に配設され、そのピストン
ロッドの上端には位置決めのためのロケートピン３９が
設けられている。そして、加工テーブル４が第１パレッ
ト受取位置Ｐ１に移動配置された状態で、その加工テー
ブル４上に第１パレット７または第２パレット９が移動
載置されたとき、或いは、加工テーブル４が第２パレッ
ト受取位置Ｐ２に移動配置された状態で、その加工テー
ブル４上に第３パレット１１が移動載置されたとき、シ
リンダ３８の作動によりロケートピン３９が上方に突出
されて、パレット７，９，１１下面の係合孔体２０に係
合され、パレット７，９，１１が加工テーブル４上の所
定位置に位置決め保持される。

【００３０】次に、前記のように構成されたレーザ加工
装置について動作を説明する。さて、このレーザ加工装
置により、例えば昼間の時間帯で、立体状のワークの三
次元加工を行う場合には、図１５のフローチャートに示
すような動作が行われる。すなわち、第１作業ステーシ
ョンＳ１において、作業者により第１パレット７上にワ
ークを取付けた後、図示しない起動スイッチをオンする
と、モータ２６が起動されてチェーン２５の回転によ
り、第１パレット７が第１作業ステーションＳ１から第
１パレット受取位置Ｐ１の加工テーブル４上に前進移動
される（ステップＳＴ１〜ＳＴ３）。

【００３１】その後、シリンダ３８の作動によりロケー
トピン３９が係合孔体２０に係合されて、第１パレット
７が加工テーブル４上に位置決め保持され、この状態で
レーザ加工機１により立体状のワークに三次元加工が施
される（ステップＳＴ４〜ＳＴ５）。このワークの加工
が完了すると、ロケートピン３９が係合孔体２０から離
脱されて、第１パレット７が位置決め保持状態から解放
される（ステップＳＴ６〜ＳＴ７）。

【００３２】更に、モータ２６の起動によりチェーン２
５が逆回転され、第１パレット７が第１パレット受取位
置Ｐ１の加工テーブル４上から第１作業ステーションＳ
１へ後退移動される（ステップＳＴ８）。そして、この
第１作業ステーションＳ１において、作業者により第１
パレット７上から加工済みのワークを取外す（ステップ
ＳＴ９）。

【００３３】一方、前記第１パレット７が第１作業ステ
ーションＳ１から加工テーブル４上に前進移動されて、
その加工テーブル４上のワークに加工が施されている間
に、第２作業ステーションＳ２において、作業者により
第２パレット９上にワークを取付けた後、図示しない起
動スイッチをオンしておく（ステップＳＴ１０〜ＳＴ１
１）。すると、前記第１パレット７が加工テーブル４上
から第１作業ステーションＳ１へ後退移動された後に、
第２パレット９が第２作業ステーションＳ２から加工テ
ーブル４上に前進移動される（ステップＳＴ１２）。

【００３４】その後、前記ステップＳＴ４〜ＳＴ９にお
ける第１パレット７側の動作と同様に、第２パレット９
側においても、ロケートピン３９によるパレット９の位
置決め、ワークの加工、ロケートピン３９の離脱による
パレット９の位置決め解放、パレット９の後退移動、及
びワークの取外しの各動作が行われる（ステップＳＴ１
３〜ＳＴ１８）。そして、この第１パレット７側におけ
るステップＳＴ１〜ＳＴ９の動作と、第２パレット９側
におけるステップＳＴ１０〜ＳＴ１８の動作とが交互に
行われて、立体状のワークの三次元加工が連続的に行わ
れる。

【００３５】次に、このレーザ加工装置により、例えば
夜間の時間帯で、平板状のワークの二次元加工を無人で
行う場合には、図１６のフローチャートに示すような動
作が行われる。すなわち、自動搬入出ステーションＳ３
において、ワーク搬入装置１２から第３パレット１１上
にワークが自動的に搬入されてクランプされ、その後、
自動起動信号が入力されると、第３パレット１１が自動
搬入出ステーションＳ３から第２パレット受取位置Ｐ２
の加工テーブル４上に前進移動される（ステップＳＴ１
９〜ＳＴ２２）。

【００３６】更に、前述した図１５におけるステップＳ
Ｔ４〜ＳＴ７の動作と同様に、この第３パレット１１に
おいても、ロケートピン３９によるパレット１１の位置
決め、ワークの加工、ロケートピン３９の離脱によるパ
レット１１の位置決め解放の各動作が行われる（ステッ
プＳＴ２３〜ＳＴ２６）。その後、第３パレット１１が
第２パレット受取位置Ｐ２の加工テーブル４上から自動
搬入出ステーションＳ３へ後退移動され、この状態でワ
ーク搬入出装置１２により加工済みワークのクランプ解
放及び搬出が行われると共に、ワークの搬出完了が確認
される（ステップＳＴ２７〜ＳＴ３０）。そして、この
ステップＳＴ１９〜ＳＴ３０の動作が繰り返されること
により、多数枚の平板状のワークが無人にて連続的に二
次元加工される。

【００３７】従って、この実施例のレーザ加工装置によ
れば、例えば昼間の時間帯は、作業者を介入して立体状
のワークを第１及び第２の作業ステーションＳ１，Ｓ２
から交互に搬入出して、三次元加工を行うことができる
と共に、夜間の時間帯は、平板状のワークを自動搬入出
ステーションＳ３から自動的に搬入出して、二次元加工
を無人で行うことができ、１つのレーザ加工装置を昼夜
に亘って運転することができて、装置の稼働率を向上さ
せることができる。又、二次元加工と三次元加工との異
なる形式のレーザ加工を、それぞれ専用のレーザ加工機
を用い別々のシステムで行う必要がなく、１台のレーザ
加工機を用いて１つのシステムで行うことができ、装置
のコストを低減することができる。

【００３８】なお、この発明は前記実施例の構成に限定
されるものではなく、例えば前記２つの作業ステーショ
ンＳ１，Ｓ２の他に更に第３の作業ステーションを配設
したり、各作業ステーションを同一場所に並設し、ワー
ク移送手段を介して各作業ステーション上のパレットを
レーザ加工機へ選択的に搬入させるようにしたり、第１
〜第３のパレット７，９，１１の構成や、各パレットの
駆動構成等を適宜に変更して具体化する等、この発明の
趣旨から逸脱しない範囲で、各部の構成を任意に変更し
て具体化することも可能である。

【００３９】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているため、１台のレーザ加工機により、例えば昼間
の時間帯は、立体状のワークの三次元加工を行うことが
できると共に、夜間の時間帯は、平板状のワークを自動
的に搬入出して、二次元加工を無人で行うことができ、
安価で且つ装置の稼働率を向上させることができるとい
う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を具体化したレーザ加工装置の一実施
例を示す平面図である。

【図２】そのレーザ加工装置の正面図である。

【図３】第１パレットを拡大して示す一部破断平面図で
ある。

【図４】その第１パレットを更に拡大して示す側断面図
である。

【図５】図３のＡ−Ａ線における部分拡大断面図であ
る。

【図６】図３のＢ−Ｂ線における部分拡大断面図であ
る。

【図７】第１パレットの駆動構成を示す平面図である。

【図８】その駆動構成の一部を拡大して示す部分平面図
である。

【図９】図８のＣ−Ｃ線における部分断面図である。

【図１０】第１パレットの移動検出構成を示す平面図で
ある。

【図１１】その移動検出構成の部分正面図である。

【図１２】図１１のＤ−Ｄ線における部分拡大断面図で
ある。

【図１３】加工テーブルを拡大して示す平面図である。

【図１４】その加工テーブルの側断面図である。

【図１５】第１パレット及び第２パレットによりワーク
を搬入出して加工を行う場合の動作を示すフローチャー
トである。

【図１６】第３パレットによりワークを搬入出して加工
を行う場合の動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ レーザ加工機、４ 加工テーブル、６，８，１０
ワーク移送手段を構成するレール、７ 第１パレット、
９ 第２パレット、１１ 第３パレット、１５，１６
ワーク移送手段を構成するローラ、２２，２３ ワーク
移送手段を構成するスプロケット、２５ ワーク移送手
段を構成するチェーン、２６ ワーク移送手段を構成す
るモータ、Ｓ１ 第１作業ステーション、Ｓ２ 第２作
業ステーション、Ｓ３ 自動搬入出ステーション。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １つのレーザ加工機に対向して、複数の
   作業ステーション及びワークを自動的に搬入出する１つ
   の自動搬入出ステーションを設け、各ステーションとレ
   ーザ加工機との間にワーク移送手段を設けてなることを
   特徴とするレーザ加工装置。