JP2001340986A - レーザ加工システム及びレーザ加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工用パレットに対して加工済のワークと加
工前のワークとの交換を行うための待機時間を取る必要
がなく、複数のワークを連続的に加工することができ、
作業能率を向上させることができるレーザ加工システム
を提供する。 【解決手段】 ワーク２２を載置する一対の加工用パレ
ット２３Ａ，２３Ｂを上下２段に配置し、それらの加工
用パレット２３Ａ，２３Ｂを移動機構２４により、ワー
ク交換位置Ｐ１と加工位置Ｐ２とに交互に移動させる。
いずれか一方の加工用パレット２３Ａ，２３Ｂが加工位
置Ｐ２に移動された状態で、レーザ加工機２５により加
工用パレット２３Ａ，２３Ｂ上のワーク２２にレーザ加
工を施す。このワーク２２の加工中に、他方の加工用パ
レット２３Ｂ，２３Ａがワーク交換位置Ｐ１に移動され
た状態で、ワーク交換機構２６により加工用パレット２
３Ｂ，２３Ａに対して、加工済のワーク２２と加工前の
ワーク２２との交換を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、金属板等のワー
クにレーザ光を照射して切断等の加工を施すレーザ加工
システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のレーザ加工システムとしては、
例えば次のような構成のものが知られている。すなわ
ち、この従来構成においては、ワークを載置する１つの
加工用パレットが移動機構により、レーザ加工機に対応
する加工位置と、ワーク搬入出機構に対応するワーク搬
入出位置とに移動可能に配置されている。そして、加工
用パレットが加工位置に移動された状態で、レーザ加工
機により加工用パレット上のワークに対してレーザ加工
が施されるようになっている。また、加工用パレットが
ワーク搬入出位置に移動された状態で、ワーク搬入出機
構により加工用パレットに対して、加工済のワークの搬
出及び加工前のワークの搬入が行われるようになってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のレー
ザ加工システムにおいては、１つの加工用パレットが加
工位置とワーク搬入出位置とに移動されて、それらの位
置でワークの加工及び搬入出が行われるようになってい
る。このため、加工用パレット上のワークの加工後に、
その加工用パレットが加工位置からワーク搬入出位置に
移動されて、加工済のワークと次に加工するワークとの
置き換えが同一位置で行われることになる。このため、
ワークの段取り替えに時間がかかり、複数のワークを連
続的に加工するには時間がかかりすぎて、作業能率が悪
いという問題があった。

【０００４】この発明は、こ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る。その目的
は、加工用パレットに対して加工済のワークと加工前の
ワークとの交換を行うための待機時間を短くして、段取
り替えを効率的に行うことができて、複数のワークを連
続的に加工することができ、作業能率を向上させること
ができるレーザ加工システムを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記の目
的を達成するために、請求項１に記載の発明では、ワー
クを載置する一対の加工用パレットと、それらの加工用
パレットをワーク交換位置と加工位置とに交互に移動さ
せる移動機構と、加工位置に移動された加工用パレット
上のワークにレーザ加工を施すレーザ加工機と、ワーク
が収納された素材用ストッカ及びその素材用ストッカか
らワークを取り出すために昇降される昇降機構と、ワー
ク交換位置に移動された加工用パレットに対して、加工
済のワークと加工前のワークとの交換を行うワーク交換
機構とを備え、前記ワーク交換機構は、前記素材用スト
ッカから取り出された加工前のワークを加工用パレット
上に搬入するワーク搬入機構と、加工済のワークを加工
用パレット上から取り込んで製品用ストッカに搬出する
ワーク搬出機構とを含むことを特徴とするものである。

【０００６】また、請求項４に記載の発明は、一対の加
工用パレットをワーク交換位置と加工位置とに交互に移
動させ、ワーク交換位置に移動された加工用パレットに
対して、加工済のワークと加工前のワークとの交換を行
うとともに、加工位置においてパレット上のワークに対
してレーザ加工を施すレーザ加工方法において、前記一
方のパレット上のワークに対するレーザ加工中に、他方
のパレットから加工済みワークを取り出すと同時に素材
用ストッカから取り出された加工前のワークを他方のパ
レットに載せるものである。

【０００７】従って、この請求項１及び４に記載の発明
によれば、一対の加工用パレットがワーク交換位置と加
工位置とに交互に移動されながら、レーザ加工機により
加工位置の加工用パレット上のワークにレーザ加工が施
されると同時に、ワーク交換機構によりワーク交換位置
の加工用パレットに対して、加工済のワークと加工前の
ワークとの交換が行われる。よって、加工用パレット上
のワークの加工後に、加工用パレットに対して加工済の
ワークと加工前のワークとの交換を行うための待機時間
を取る必要がなく、複数のワークを連続的に加工するこ
とができて、作業能率を向上させることができる。そし
て、ワーク搬出機構により、加工用パレット上から加工
済のワークを搬出すると同時に、ワーク搬入機構によ
り、加工用パレット上に加工前のワークを搬入すること
ができる。よって、加工用パレットに対する加工済のワ
ークと加工前のワークとの交換を能率的に行うことがで
きる。

【０００８】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記一対の加工用パレットは、上下
２段に配置されていることを特徴とするものである。従
って、この請求項２に記載の発明によれば、一対の加工
用パレットを広いスペースを要することなく、加工位置
とワーク交換位置との間で移動可能に配置することがで
きて、システム全体をコンパクトにすることができる。

【０００９】請求項３に記載の発明では、請求項２に記
載の発明において、前記ワーク搬入機構及びワーク搬出
機構は、ワーク交換位置を挟んで加工用パレットの移動
方向と交差する方向へ移動可能な移動フレームに一体移
動可能に支持され、ワーク搬入機構が加工前のワークを
受取るワーク搬入位置とワーク交換位置とに移動される
と同時に、ワーク搬出機構がワーク交換位置と加工済の
ワークを搬出するワーク搬出位置とに移動されるように
したことを特徴とするものである。

【００１０】従って、この請求項３に記載の発明によれ
ば、ワーク搬入機構及びワーク搬出機構の移動を同期し
て行うことができて、加工用パレットに対する加工済の
ワークと加工前のワークとの交換を一層能率的に行うこ
とができる。

【００１１】請求項５に記載の発明では、請求項４に記
載のレーザ加工方法において、素材用ストッカに収納さ
れた加工前のワークを順次一対の加工用パレットに載せ
てレーザ加工を行い、加工済みのワークを製品用ストッ
カに積載するものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の一実施形態
を、図面に基づいて説明する。 （全体の概略構成）まず、この実施形態のレーザ加工シ
ステムの全体構成及び動作について、概略的に説明す
る。図１〜図３に示すように、装置フレーム２１上には
ワーク２２を載置する一対の加工用パレット２３Ａ，２
３Ｂが上下２段に配設されている。

【００１３】そして、これらの加工用パレット２３Ａ，
２３Ｂが移動機構２４により、左側のワーク交換位置Ｐ
１と右側の加工位置Ｐ２とに交互に移動される。なお、
この明細書では、図１及び図２の左右方向に従って左側
及び右側とする。

【００１４】前記加工位置Ｐ２と対応するように、装置
フレーム２１上にはレーザ加工機２５が配設され、加工
位置Ｐ２に移動された加工用パレット２３Ａ，２３Ｂ上
のワーク２２にレーザ加工を施すようになっている。ワ
ーク交換位置Ｐ１と対応するように、装置フレーム２１
上にはワーク交換機構２６が配設され、ワーク交換位置
Ｐ１に移動された加工用パレット２３Ａ，２３Ｂに対し
て、加工済のワーク２２と加工前のワーク２２との交換
が行われる。

【００１５】前記ワーク交換機構２６は、加工前のワー
ク２２の吸着搬入を行うワーク搬入機構２７と、加工済
のワーク２２の搬出を行うワーク搬出機構２８と、ワー
ク搬入機構２７及びワーク搬出機構２８と各加工用パレ
ット２３Ａ，２３Ｂとの間でワーク２２の受け渡しを行
うワーク受渡機構２９とを備えている。前記ワーク搬入
機構２７及びワーク搬出機構２８は、ワーク交換位置Ｐ
１を挟んで加工用パレット２３Ａ，２３Ｂの移動方向
（左右方向）と直交する前後方向へ移動可能な移動フレ
ーム３０に一体移動可能に支持されている。

【００１６】そして、ワーク搬入機構２７が加工前のワ
ーク２２を受取るワーク搬入位置Ｐ３とワーク交換位置
Ｐ１とに移動されると同時に、ワーク搬出機構２８がワ
ーク交換位置Ｐ１と加工済のワーク２２を搬出するワー
ク搬出位置Ｐ４とに移動される。

【００１７】前記ワーク交換位置Ｐ１の上方に位置する
ように、装置フレーム２１には素材用ストッカ３１が配
設されている。素材用ストッカ３１内には複数段の素材
パレット３２が後方へ引き出し可能に収容され、それら
の素材パレット３２上には複数枚の加工前のワーク２２
が積層保持されている。素材用ストッカ３１の後部には
昇降体３３が昇降可能に支持され、加工前のワーク２２
が素材パレット３２とともに素材用ストッカ３１内から
昇降体３３上に引き出された後、昇降体３３の下降によ
りワーク搬入位置Ｐ３の下方に移動配置されるようにな
っている。前記昇降体３３上の素材パレット３２に積層
保持された加工前のワーク２２の右端縁と対応するよう
に、昇降体３３の右側上部にはワーク磁化機構３４が配
設されている。

【００１８】そして、素材パレット３２上の加工前のワ
ーク２２の右端縁が、このワーク磁化機構３４によりプ
ラス，マイナスいずれか一方の磁極に磁化されて、その
磁極同志の反発力により、ワーク２２が１枚ずつ容易に
分離される。

【００１９】以上の構成において、前記ワーク搬入機構
２７がワーク搬入位置Ｐ３に移動配置された状態で、昇
降体３３上の素材パレット３２に積層保持された加工前
のワーク２２の最上部の１枚が、ワーク搬入機構２７に
より吸着される。このとき、ワーク搬出機構２８がワー
ク交換位置Ｐ１に移動配置され、ワーク交換位置Ｐ１の
加工用パレット２３Ａ，２３Ｂ上に載置されている加工
済のワーク２２がリフタ装置を備えたワーク受渡機構２
９を介してワーク搬出機構２８に取り込まれる。

【００２０】その後、ワーク搬入機構２７がワーク搬入
位置Ｐ３からワーク交換位置Ｐ１に移動されると、加工
前のワーク２２がワーク交換位置Ｐ１に搬入され、ワー
ク受渡機構２９を介してワーク交換位置Ｐ１の加工用パ
レット２３Ａ，２３Ｂ上に受け渡される。このとき、ワ
ーク搬出機構２８がワーク交換位置Ｐ１からワーク搬出
位置Ｐ４に移動されて、加工済のワーク２２がワーク搬
出位置Ｐ４に配設された製品用ストッカ３５に搬出され
る。

【００２１】加工前のワーク２２を載置した加工用パレ
ット２３Ａまたは２３Ｂは、レーザ加工機２５に搬送さ
れ、そこで適宜のレーザ加工が施される。レーザ加工が
終了すると、加工済みワーク２２を載置した加工用パレ
ット２３Ｂまたは２３Ａはワーク交換位置Ｐ１に搬送さ
れ、次いで前述のように製品用ストッカ３５に搬出され
る。

【００２２】以下に、各部の機構及び動作について詳述
する。 （ワーク磁化機構３４）次に、前記ワーク磁化機構３４
の構成及び動作について詳細に説明する。

【００２３】図４及び図５に示すように、昇降体３３の
右側上部にはブラケット３８が取り付けられ、このブラ
ケット３８にはホルダ３９が一対のガイドロッド４０を
介して移動可能に支持されている。昇降体３３上の素材
パレット３２に積層保持された加工前のワーク２２の右
端縁と接離可能に対応するように、ホルダ３９には３つ
の永久磁石４１が所定間隔おきに取り付けられている。
前記ブラケット３８にはシリンダ４２が配設され、その
ピストンロッドがホルダ３９に連結されている。

【００２４】そして、図４及び図５に示すように、シリ
ンダ４２が突出動作されることにより、ホルダ３９が加
工前のワーク２２側に接近移動され、各永久磁石４１が
ワーク２２の右端縁に接合されて、そのワーク２２の右
端縁がプラス，マイナスいずれか一方の磁極に磁化され
る。これにより、各ワーク２２間にプラス，マイナスい
ずれかの磁極同志の反発力が生じて、その後のワーク搬
入機構２７による吸着搬入時に、ワーク２２が１枚ずつ
容易に分離されるようになっている。

【００２５】（加工用パレット２３Ａ，２３Ｂ及び移動
機構２４）次に、前記加工用パレット２３Ａ，２３Ｂ及
び移動機構２４の構成及び動作について詳細に説明す
る。

【００２６】図６〜図８に示すように、装置フレーム２
１の前後両側の内側には上下各一対のローラ４５Ａ，４
５Ｂが敷設されている。そして、各加工用パレット２３
Ａ，２３Ｂがこれらのローラ４５Ａ，４５Ｂに沿って、
ワーク交換位置Ｐ１と加工位置Ｐ２との間で移動され
る。

【００２７】前記上下２段の加工用パレット２３Ａ，２
３Ｂ間において、それらの後側縁に沿って延びるよう
に、装置フレーム２１には移動機構２４を構成する無端
状の移動用チェーン４６が一対のスプロケット４７を介
して張設されている。移動用チェーン４６上には一対の
駆動突片４８が突設され、各加工用パレット２３Ａ，２
３Ｂ上の被動片４９に係合されるようになっている。

【００２８】前記装置フレーム２１上にはモータ５０が
配設され、そのモータ軸が一方のスプロケット４７に連
結されている。そして、このモータ５０が図６の反時計
方向または時計方向に回転されることにより、スプロケ
ット４７を介して移動用チェーン４６が回転され、各駆
動突片４８及び被動片４９の係合を介して、各加工用パ
レット２３Ａ，２３Ｂがワーク交換位置Ｐ１と加工位置
Ｐ２とに交互に移動される。

【００２９】図６〜図８に示すように、前記各加工用パ
レット２３Ａ，２３Ｂは、四角枠状の外枠５１と、その
外枠５１内に前後方向へ所定間隔おきに配設された複数
の横桟５２と、それらの横桟５２上に左右方向へ所定ピ
ッチで配列された複数の支持板５３とから構成されてい
る。そして、各支持板５３の上端縁には鋸刃状の突部５
３ａが形成され、これらの突部５３ａの頂部において加
工前のワーク２２が支持される。

【００３０】図６、図７、図９及び図１０に示すよう
に、前記各加工用パレット２３Ａ，２３Ｂにおける外枠
５１の前端上部には、複数の前部規制体５４が配設され
ている。外枠５１の右端上部には複数のワーククランプ
機構５５が配設され、それらのホルダ５６の一部には側
部規制体５７が設けられている。

【００３１】そして、前記ワーク搬入機構２７からワー
ク受渡機構２９を介してワーク交換位置Ｐ１の加工用パ
レット２３Ａ，２３Ｂ上に加工前のワーク２２が搬入さ
れる際、そのワーク２２が図示しないワーク押付機構に
よって右側前方に押付けられる。これにより、ワーク２
２の前端縁及び右端縁が前部規制体５４及び側部規制体
５７に当接されて、ワーク２２が加工用パレット２３
Ａ，２３Ｂ上の所定位置に位置決めされる。

【００３２】図９及び図１０に示すように、前記各ワー
ククランプ機構５５のホルダ５６は、外枠５１の右端上
部に取付板５８を介して取り付けられ、そのホルダ５６
の左側面に前記側部規制体５７及び固定クランプ体５９
が突設されている。ホルダ５６にはクランプ軸６０が上
下動可能及び回動可能に挿通支持され、その上端には可
動クランプ体６１が固定クランプ体５９と接離可能に対
応するように取り付けられている。クランプ軸６０の下
端外周には螺旋溝６２が形成され、この螺旋溝６２と係
合するようにホルダ５６には係合ピン６３が固定されて
いる。

【００３３】前記ホルダ５６とクランプ軸６０との間に
はバネ６４が介装され、このバネ６４によりクランプ軸
６０が下方に向かって移動付勢されている。そして、図
９及び図１０に実線で示すように、バネ６４の付勢力に
よりクランプ軸６０が下方に移動された状態では、螺旋
溝６２と係合ピン６３との係合を介してクランプ軸６０
が時計方向に回動されて、可動クランプ体６１が固定ク
ランプ体５９に接近対応したクランプ位置に配置され
る。これにより、加工用パレット２３Ａ，２３Ｂ上に搬
入されたワーク２２が、両クランプ体５９，６１間でク
ランプされる。

【００３４】図６及び図１０に示すように、前記ワーク
交換位置Ｐ１における装置フレーム２１には複数の解除
用シリンダ６５が配設され、それらのピストンロッドの
上端には解除体６６が設けられている。そして、加工用
パレット２３Ａ，２３Ｂがワーク交換位置Ｐ１に移動配
置されたとき、各ワーククランプ機構５５のクランプ軸
６０が各解除体６６の上方に対向配置される。

【００３５】この状態で、各解除用シリンダ６５が突出
動作されることにより、解除体６６を介して各クランプ
軸６０が上方に移動され、螺旋溝６２と係合ピン６３と
の係合を介してクランプ軸６０が反時計方向に回動され
る。これにより、図９及び図１０に鎖線で示すように、
可動クランプ体６１が固定クランプ体５９から離間した
解除位置に配置されて、両クランプ体５９，６１間での
ワーク２２のクランプが解除される。

【００３６】（レーザ加工機２５）次に、前記レーザ加
工機２５の構成及び動作について詳細に説明する。図１
及び図２に示すように、加工位置Ｐ２の装置フレーム２
１上には加工テーブル７０が左右方向へ移動可能に装備
されている。そして、加工前のワーク２２を載置した加
工用パレット２３Ａ，２３Ｂが移動機構２４によりワー
ク交換位置Ｐ１から加工位置Ｐ２に移動されたとき、そ
の加工用パレット２３Ａ，２３Ｂが加工テーブル７０上
に引き込まれて、図示しないパレットクランプ機構によ
り所定位置にクランプされる。前記加工テーブル７０の
上方において装置フレーム２１には、加工ヘッド７１が
前後方向及び上下方向へ移動可能に配設されている。

【００３７】そして、加工テーブル７０が左右方向へ移
動されるとともに、加工ヘッド７１が前後方向に移動さ
れることによって、加工ヘッド７１が加工用パレット２
３Ａ，２３Ｂ上のワーク２２の所定加工部に対向配置さ
れる。この状態で、レーザ発振器７２にて発振されたレ
ーザ光が加工ヘッド７１からワーク２２に照射されて、
ワーク２２の所定加工部に切断等の加工が施される。そ
の後、加工済のワーク２２を支持した加工用パレット２
３Ａ，２３Ｂが移動機構２４により、加工位置Ｐ２から
ワーク交換位置Ｐ１に移動される。

【００３８】（ワーク交換機構２６のワーク搬入機構２
７）次に、前記ワーク交換機構２６のワーク搬入機構２
７の構成及び動作について詳細に説明する。

【００３９】図１１、図１２及び図１８に示すように、
前記装置フレーム２１には左右一対のガイドレール７５
が延長配置されている。そして、このガイドレール７５
間に前述したほぼ四角枠状の移動フレーム３０が複数の
ガイドローラ７６を介して移動可能に支持され、その移
動フレーム３０の後部下面にワーク搬入機構２７が垂設
されるとともに、前部下面にワーク搬出機構２８が垂設
されている。

【００４０】前記各ガイドレール７５内の前後両端間に
は、駆動用チェーン７７が固定位置で張設されている。
移動フレーム３０の左右両側面には各一対のガイドスプ
ロケット７８が支持板７９を介して回転可能に支持さ
れ、駆動用チェーン７７に噛合されている。両支持板７
９間には駆動軸８０が回転可能に支持され、その両端に
は駆動用チェーン７７に噛合する駆動スプロケット８１
が取り付けられている。前記移動フレーム３０の中央上
面には駆動用モータ８２が配設され、歯車機構８３を介
して駆動軸８０に連結されている。

【００４１】そして、駆動用モータ８２にて駆動軸８０
が回転されることにより、駆動スプロケット８１と駆動
用チェーン７７との噛合を介して、移動フレーム３０が
後方または前方に移動される。これにより、ワーク搬入
機構２７が後方のワーク搬入位置Ｐ３に移動されると同
時に、ワーク搬出機構２８が中央のワーク交換位置Ｐ１
に移動され、またはワーク搬入機構２７が中央のワーク
交換位置Ｐ１に移動されると同時に、ワーク搬出機構２
８が前方のワーク搬出位置Ｐ４に移動される。

【００４２】図１１及び図１３〜図１５に示すように、
前記ワーク搬入機構２７の支持枠８４は、移動フレーム
３０の後部下面に複数の球軸受８５を介して前後方向及
び左右方向へ移動自在に垂下支持されている。支持枠８
４の下面には複数の吸盤８６が前後及び左右に所定の間
隔をおいて配設され、図示しない吸引源にそれぞれ接続
されている。

【００４３】そして、図１１に鎖線で示すように、ワー
ク搬入機構２７がワーク搬入位置Ｐ３に移動配置された
状態で、前記昇降体３３が下方位置から上昇されること
により、昇降体３３上の素材パレット３２に積層保持さ
れた加工前のワーク２２の上面が各吸盤８６に接合され
る。この状態で、吸引源からの吸引空気流により、最上
部に位置する１枚のワーク２２が吸盤８６の下面に吸着
される。その後、図１１に実線で示すように、昇降体３
３が下方位置まで移動復帰されるとともに、移動フレー
ム３０が前方に移動されて、ワーク搬入機構２７に吸着
支持されたワーク２２がワーク交換位置Ｐ１に搬入され
る。

【００４４】図１３及び図１４に示すように、前記複数
の吸盤８６の内で、右側前部寄りに配置された適数の吸
盤８６上には振動用シリンダ８７が連結配置されてい
る。そして、吸盤８６により素材パレット３２上から１
枚のワーク２２が吸着される際に、振動用シリンダ８７
の出没動作によりワーク２２に振動が付与される。これ
により、１枚目のワーク２２に２枚目以降のワーク２２
が接合している場合に、その２枚目以降のワーク２２が
振り落とされて、１枚のワーク２２のみが確実に吸着さ
れる。

【００４５】前記支持枠８４の前端縁及び右端縁と対応
するように、移動フレーム３０の下面には複数の位置規
制体８８が突設されている。支持枠８４の後端縁及び左
端縁と対応するように、移動フレーム３０には複数の位
置決め用シリンダ８９が配設され、それらのピストンロ
ッドが支持枠８４に連結されている。

【００４６】そして、吸盤８６により素材パレット３２
上から１枚のワーク２２が吸着された後、位置決め用シ
リンダ８９の突出動作により、支持枠８４が前方及び右
側方に向かって押付けられる。これにより、ワーク２２
の前端縁及び右端縁が位置規制体８８に当接されて、ワ
ーク２２が移動フレーム３０の下面の所定位置に位置決
めされる。

【００４７】図１３及び図１６に示すように、前記支持
枠８４のほぼ中央には支持ロッド９０が取付金具９１を
介して垂設され、その下端には光センサ等よりなるワー
ク有無検出用センサ９２が取り付けられている。そし
て、吸盤８６により素材パレット３２上から１枚のワー
ク２２が吸着された後、このワーク有無検出用センサ９
２によって、ワーク２２の有無が検出確認される。

【００４８】図１３及び図１７に示すように、前記支持
枠８４の前端縁と対応して、移動フレーム３０の下面に
は昇降用シリンダ９３がブラケット９４を介して配設さ
れ、そのピストンロッドの下端には取付板９５が取り付
けられている。取付板９５の下面には移動用シリンダ９
６が配設され、そのピストンロッドの先端には支持板９
７が取り付けられている。支持板９７には支持アーム９
８が上下方向へ相対移動可能に支持され、その下部には
取付板９５の上面のガイド溝９９に係合可能なガイドロ
ーラ１００が設けられている。

【００４９】前記支持アーム９８の下部には、第１接触
ローラ１０１が回転可能に支持されている。支持アーム
９８の上部には検出用シリンダ１０２が配設され、その
ピストンロッドの下端には第１接触ローラ１０１と接離
可能に対応する第２接触ローラ１０３が回転可能に支持
されている。検出用シリンダ１０２の外側にはワーク枚
数検出用センサ１０４が配設され、検出用シリンダ１０
２の出没動作量に基づいて、ワーク２２の枚数が検出さ
れるようになっている。

【００５０】そして、吸盤８６により素材パレット３２
上からワーク２２が吸着保持された後、昇降用シリンダ
９３及び移動用シリンダ９６の突出動作により、第１接
触ローラ１０１がワーク２２の前端上面に接触される。
この状態で、検出用シリンダ１０２の没入動作により、
第２接触ローラ１０３がワーク２２の前端下面に接触さ
れる。このとき、検出用シリンダ１０２の出没動作量に
基づいて、ワーク枚数検出用センサ１０４によりワーク
２２の枚数が検出され、２枚以上のワーク２２が吸着保
持されている場合には、その後のワーク２２の搬入動作
が中断される。

【００５１】（ワーク交換機構２６のワーク受渡機構２
９）次に、前記ワーク受渡機構２９の構成及び動作につ
いて詳細に説明する。図６〜図８及び図１１に示すよう
に、ワーク受渡機構２９の昇降枠１０７は、ワーク交換
位置Ｐ１に移動配置された加工用パレット２３Ａ，２３
Ｂの下方部に、パンタグラフ１０８を介して昇降可能に
配設されている。昇降枠１０７の上面には複数のリフト
板１０９が前後方向及び左右方向に所定の間隔をおいて
突設され、パンタグラフ１０８により昇降枠１０７が上
昇されたとき、これらのリフト板１０９が加工用パレッ
ト２３Ａ，２３Ｂの横桟５２間及び支持板５３間の隙間
を貫通して上方に突出されるようになっている。

【００５２】そして、図１１に示すように、前記ワーク
搬入機構２７の吸盤８６に吸着保持された加工前のワー
ク２２がワーク交換位置Ｐ１に搬入された後、ワーク受
渡機構２９のリフト板１０９が、ワーク交換位置Ｐ１に
移動配置されている一方の加工用パレット２３Ａ，２３
Ｂを貫通して上方に突出される。この状態で、吸盤８６
によるワーク２２の吸着が解放されて、ワーク２２がリ
フト板１０９上に取り込まれる。その後、リフト板１０
９が加工用パレット２３Ａ，２３Ｂの下方位置まで下降
されて、ワーク２２がリフト板１０９上から加工用パレ
ット２３Ａ，２３Ｂの支持板５３上に受け渡される。

【００５３】一方、前記レーザ加工機２５により、加工
用パレット２３Ａ，２３Ｂ上のワーク２２の加工が終了
した後、加工済のワーク２２を支持した加工用パレット
２３Ａ，２３Ｂがワーク交換位置Ｐ１に移動配置された
場合にも、ワーク受渡機構２９のリフト板１０９が加工
用パレット２３Ａ，２３Ｂを貫通して上方に突出され
る。これにより、加工済のワーク２２が加工用パレット
２３Ａ，２３Ｂの支持板５３上からリフト板１０９上に
取り込まれて、後述するワーク搬出機構２８の支持アー
ム１１２上に受け渡される。

【００５４】（ワーク交換機構２６のワーク搬出機構２
８及び製品用ストッカ３５）次に、前記ワーク搬出機構
２８及び製品用ストッカ３５の構成及び動作について詳
細に説明する。

【００５５】図３、図６、図１１及び図１８に示すよう
に、ワーク搬出機構２８の取付バー１１０は移動フレー
ム３０の前端下面に複数の取付脚１１１を介して支持さ
れている。取付バー１１０には複数の支持アーム１１２
が後方に向かって突設され、加工用パレット２３Ａ，２
３Ｂの支持板５３と同一ピッチで配列されている。

【００５６】前記製品用ストッカ３５の製品支持台１１
３は、ワーク搬出位置Ｐ４の下部にパンタグラフ１１４
を介して昇降可能に配設されている。製品支持台１１３
の前端上部には複数の取込ピン１１５が所定間隔おきで
突設され、パンタグラフ１１４により製品支持台１１３
が上昇されたとき、これらの取込ピン１１５がワーク搬
出位置Ｐ４に移動配置されたワーク搬出機構２８の支持
アーム１１２間の隙間を貫通して上方に突出されるよう
になっている。

【００５７】そして、前記ワーク交換位置Ｐ１におい
て、ワーク受渡機構２９のリフト板１０９の上昇によ
り、加工済のワーク２２が加工用パレット２３Ａ，２３
Ｂの支持板５３上からリフト板１０９上に取り込まれた
状態で、ワーク搬出機構２８が前方のワーク搬出位置Ｐ
４から中間のワーク交換位置Ｐ１に移動される。これに
より、ワーク搬出機構２８の支持アーム１１２がリフト
板１０９間の隙間に挿入されて、ワーク２２の下方に配
置される。

【００５８】この状態で、ワーク受渡機構２９のリフト
板１０９が下降されることにより、加工済のワーク２２
がリフト板１０９上から支持アーム１１２上に受け渡さ
れる。その後、ワーク搬出機構２８が中間のワーク交換
位置Ｐ１から前方のワーク搬出位置Ｐ４に移動されて、
支持アーム１１２に支持された加工済のワーク２２が製
品用ストッカ３５と対応するワーク搬出位置Ｐ４に搬出
される。

【００５９】続いて、製品用ストッカ３５の製品支持台
１１３が上昇されて、図１１に鎖線で示すように、取込
ピン１１５がワーク搬出機構２８の支持アーム１１２間
の隙間を貫通して上方に突出される。この状態で、ワー
ク搬出機構２８がワーク搬出位置Ｐ４よりもさらに前方
の位置に移動されることにより、支持アーム１１２上に
支持されている加工済みのワーク２２が取込ピン１１５
により掻き取られて、製品支持台１１３上に搬出され
る。

【００６０】従って、この実施形態によれば、以下のよ
うな効果を得ることができる。 （１）このレーザ加工システムにおいては、ワーク２２
を載置する一対の加工用パレット２３Ａ，２３Ｂが装備
され、それらの加工用パレット２３Ａ，２３Ｂが移動機
構２４により、ワーク交換位置Ｐ１と加工位置Ｐ２とに
交互に移動されるようになっている。そして、いずれか
一方の加工用パレット２３Ａ，２３Ｂが加工位置Ｐ２に
移動された状態で、レーザ加工機２５により加工用パレ
ット２３Ａ，２３Ｂ上のワーク２２にレーザ加工が施さ
れるようになっている。また、このワーク２２の加工中
に、他方の加工用パレット２３Ｂ，２３Ａがワーク交換
位置Ｐ１に移動された状態で、ワーク交換機構２６によ
り加工用パレット２３Ａ，２３Ｂに対して、加工済のワ
ーク２２と加工前のワーク２２との交換が行われるよう
になっている。

【００６１】このため、一対の加工用パレット２３Ａ，
２３Ｂがワーク交換位置Ｐ１と加工位置Ｐ２とに交互に
移動されながら、レーザ加工機２５により加工位置Ｐ２
の加工用パレット２３Ａ，２３Ｂ上のワーク２２にレー
ザ加工を施すことができると同時に、ワーク交換機構２
６によりワーク交換位置Ｐ１の加工用パレット２３Ａ，
２３Ｂに対して、加工済のワーク２２と加工前のワーク
２２との交換を行うことができる。よって、加工用パレ
ット２３Ａ，２３Ｂ上のワーク２２の加工後に、加工用
パレット２３Ａ，２３Ｂに対して加工済のワーク２２と
加工前のワーク２２との交換を行うための待機時間を取
る必要がなく、複数のワーク２２を連続的に加工するこ
とができて、作業能率を向上させることができる。

【００６２】（２）このレーザ加工システムにおいて
は、前記一対の加工用パレット２３Ａ，２３Ｂが上下２
段に配置されている。このため、一対の加工用パレット
２３Ａ，２３Ｂを広いスペースを要することなく、加工
位置Ｐ２とワーク交換位置Ｐ１との間で移動可能に配置
することができて、システム全体をコンパクトにするこ
とができる。

【００６３】（３）このレーザ加工システムにおいて
は、前記ワーク交換機構２６が、加工前のワーク２２を
吸着して加工用パレット２３Ａ，２３Ｂ上に搬入するワ
ーク搬入機構２７と、加工済のワーク２２を加工用パレ
ット２３Ａ，２３Ｂ上から取り込んで製品用ストッカ３
５に搬出するワーク搬出機構２８とを備えている。この
ため、ワーク搬出機構２８により、加工用パレット２３
Ａ，２３Ｂ上から加工済のワーク２２を搬出すると同時
に、ワーク搬入機構２７により、加工用パレット２３
Ａ，２３Ｂ上に加工前のワーク２２を搬入することがで
きる。よって、加工用パレット２３Ａ，２３Ｂに対する
加工済のワーク２２と加工前のワーク２２との交換を能
率的に行うことができる。

【００６４】（４）このレーザ加工システムにおいて
は、前記ワーク搬入機構２７及びワーク搬出機構２８
が、ワーク交換位置Ｐ１を挟んで加工用パレット２３
Ａ，２３Ｂの移動方向と直交する方向へ移動可能な移動
フレーム３０に一体移動可能に支持されている。そし
て、ワーク搬入機構２７が加工前のワーク２２を受取る
ワーク搬入位置Ｐ３とワーク交換位置Ｐ１とに移動され
ると同時に、ワーク搬出機構２８がワーク交換位置Ｐ１
と加工済のワーク２２を搬出するワーク搬出位置Ｐ４と
に移動されるようになっている。

【００６５】このため、ワーク搬入機構２７及びワーク
搬出機構２８の移動を同期して行うことができて、加工
用パレット２３Ａ，２３Ｂに対する加工済のワーク２２
と加工前のワーク２２との交換を一層能率的に行うこと
ができる。

【００６６】（変更例）なお、この実施形態は、次のよ
うに変更して具体化することも可能である。このように
構成した場合でも、前記実施形態に記載の効果とほぼ同
様の効果を得ることができる。

【００６７】・前記実施形態では、一対の加工用パレッ
ト２３Ａ，２３Ｂが上下２段に配置されているが、この
加工用パレット２３Ａ，２３Ｂを一平面上において、ワ
ーク交換位置Ｐ１と加工位置Ｐ２とに交互に移動される
ように配置すること。

【００６８】・前記実施形態では、ワーク交換機構２６
にワーク受渡機構２９が設けられ、そのワーク受渡機構
２９を介して、ワーク搬入機構２７及びワーク搬出機構
２８と加工用パレット２３Ａ，２３Ｂとの間でワーク２
２の受け渡しが行われるようになっているが、このワー
ク受渡機構２９を省略して、ワーク搬入機構２７及びワ
ーク搬出機構２８と加工用パレット２３Ａ，２３Ｂとの
間でワーク２２の受け渡しを直接行うように構成するこ
と。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一実施形態のレーザ加工システムを示す正面
図。

【図２】 図１のレーザ加工システムの平面図。

【図３】 図１のレーザ加工システムの左側面図。

【図４】 図２におけるワーク磁化機構を拡大して示す
要部平面図。

【図５】 図４のワーク磁化機構の要部正面図。

【図６】 図１における加工用パレット及びワーク受渡
機構を拡大して示す要部正面図。

【図７】 図６の加工用パレット及びワーク受渡機構の
要部平面図。

【図８】 図６の加工用パレット及びワーク受渡機構の
要部拡大側面図。

【図９】 図７におけるワーククランプ機構を示す要部
拡大平面図。

【図１０】 図１０のワーククランプ機構の要部断面
図。

【図１１】 図３におけるワーク交換機構を拡大して示
す要部側面図。

【図１２】 図１１のワーク交換機構の要部平断面図。

【図１３】 図１１におけるワーク搬入機構を拡大して
示す要部平面図。

【図１４】 図１３のワーク搬入機構をさらに拡大して
示す要部側面図。

【図１５】 図１３のワーク搬入機構をさらに拡大して
示す要部正面図。

【図１６】 図１３におけるワーク有無検出用センサの
要部拡大側面図。

【図１７】 図１３におけるワーク枚数検出用センサの
要部拡大側面図。

【図１８】 図１１におけるワーク搬出機構及び製品用
ストッカを拡大して示す要部正面図。

【符号の説明】

２１…装置フレーム、２２…ワーク、２３Ａ，２３Ｂ…
加工用パレット、２４…移動機構、２５…レーザ加工
機、２６…ワーク交換機構、２７…ワーク搬入機構、２
８…ワーク搬出機構、２９…ワーク受渡機構、３０…移
動フレーム、３１…素材用ストッカ、３２…素材パレッ
ト、３３…昇降体、３５…製品用ストッカ、４５Ａ，４
５Ｂ…ローラ、４６…移動用チェーン、５０…モータ、
５５…ワーククランプ機構、７０…加工テーブル、７１
…加工ヘッド、７５…ガイドレール、８２…駆動用モー
タ、８４…支持枠、８６…吸盤、８８…位置規制体、８
９…位置決め用シリンダ、９２…ワーク有無検出用セン
サ、１０４…ワーク枚数検出用センサ、１０７…昇降
枠、１０９…リフト板、１１２…支持アーム、１１３…
製品支持台、１１５…取込ピン、Ｐ１…ワーク交換位
置、Ｐ２…加工位置、Ｐ３…ワーク搬入位置、Ｐ４…ワ
ーク搬出位置。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを載置する一対の加工用パレット
   と、 それらの加工用パレットをワーク交換位置と加工位置と
   に交互に移動させる移動機構と、 加工位置に移動された加工用パレット上のワークにレー
   ザ加工を施すレーザ加工機と、 ワークが収納された素材用ストッカ及びその素材用スト
   ッカからワークを取り出すために昇降される昇降機構
   と、 ワーク交換位置に移動された加工用パレットに対して、
   加工済のワークと加工前のワークとの交換を行うワーク
   交換機構とを備え、 前記ワーク交換機構は、前記素材用ストッカから取り出
   された加工前のワークを加工用パレット上に搬入するワ
   ーク搬入機構と、加工済のワークを加工用パレット上か
   ら取り込んで製品用ストッカに搬出するワーク搬出機構
   とを含むことを特徴とするレーザ加工システム。
2. 【請求項２】 前記一対の加工用パレットは、上下２段
   に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のレ
   ーザ加工システム。
3. 【請求項３】 前記ワーク搬入機構及びワーク搬出機構
   は、ワーク交換位置を挟んで加工用パレットの移動方向
   と交差する方向へ移動可能な移動フレームに一体移動可
   能に支持され、ワーク搬入機構が加工前のワークを受取
   るワーク搬入位置とワーク交換位置とに移動されると同
   時に、ワーク搬出機構がワーク交換位置と加工済のワー
   クを搬出するワーク搬出位置とに移動されるようにした
   ことを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工システ
   ム。
4. 【請求項４】 一対の加工用パレットをワーク交換位置
   と加工位置とに交互に移動させ、ワーク交換位置に移動
   された加工用パレットに対して、加工済のワークと加工
   前のワークとの交換を行うとともに、加工位置において
   パレット上のワークに対してレーザ加工を施すレーザ加
   工方法において、 前記一方のパレット上のワークに対するレーザ加工中
   に、他方のパレットから加工済みワークを取り出すと同
   時に素材用ストッカから取り出された加工前のワークを
   他方のパレットに載せることを特徴としたレーザ加工方
   法。
5. 【請求項５】 素材用ストッカに収納された加工前のワ
   ークを順次一対の加工用パレットに載せてレーザ加工を
   行い、加工済みのワークを製品用ストッカに積載する請
   求項４に記載のレーザ加工方法。