JP2001353584A - レーザ加工システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ加工システム全体を小形化するととも
に、効率よくレーザ加工を行うことのできるレーザ加工
システムを提供すること。 【解決手段】 搬送部２１の周囲に、圧入部２２、レー
ザ溶接部２３及びレーザ切断部２４を順に配設する。レ
ーザ溶接部２３及びレーザ切断部２４の側方に、レーザ
発振器２５を配置するとともに、レーザ溶接部２３とレ
ーザ切断部２４との間に切換部２６を配置する。レーザ
発振器２５からレーザ光導入管３５を介して切換部２６
にレーザ光を導き、レーザ溶接部２３又はレーザ切断部
２４にレーザ光を交互に導入させる。圧入部２２でチュ
ーブ２７とキャップ２８とを圧入したワークＷを、搬送
部２１を介してレーザ溶接部２３に搬送してレーザ溶接
を行い、再び搬送部２１を介してレーザ切断部２４でレ
ーザ切断を行って、ワークＷを完成させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工システ
ムに係り、詳しくは、複数の部品を組み付けてレーザ加
工を施すようにしたレーザ加工システムに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】レーザ溶接及びレーザ切断といった複数
のレーザ加工工程を経て完成されるワークは、従来、溶
接をレーザ溶接装置で行い、切断をこれとは別のレーザ
切断装置で行って製造されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そのため、複数のレー
ザ加工装置が必要となり、ワークの搬送距離が長くなり
レーザ加工システム全体としては、大きなものとなって
いた。

【０００４】ところで、製造工程のサイクルタイムは、
最も時間を要する工程に応じて定められる。そのため、
レーザ溶接やレーザ切断の加工時間が、ワークの搬送時
間よりも短い場合には、レーザ加工が終了しても、搬送
のための待機時間がかかり、効率よく短時間でワークを
加工することができなかった。

【０００５】本発明は、このような従来の技術に存在す
る課題に着目してなされ、その目的とするところは、レ
ーザ加工システム全体を小型化するとともに、効率よく
レーザ加工を行うことのできるレーザ加工システムを提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記課題
を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数の部
品を組み付けてワークとする組付部と、レーザ光を出力
するレーザ発振器と、レーザ光によって前記ワークを溶
接するレーザ溶接部と、レーザ光によって前記ワークを
切断するレーザ切断部と、組付部、レーザ溶接部及びレ
ーザ切断部間でワークを搬送するワークテーブルを有し
た搬送部と、この搬送部と組付部、レーザ溶接部又はレ
ーザ切断部との間でワークの移し替えを行う移送部とか
ら構成され、前記ワークテーブルの周囲に、組付部、レ
ーザ溶接部及びレーザ切断部を、ワークの加工順に配置
させたレーザ加工システムである。従って、レーザ加工
システムを小形化することができる。

【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のレーザ加工システムにおいて、前記組付部、レーザ溶
接部及びレーザ切断部が円周状に配置されているもので
ある。そのため、レーザ加工システムを小型にすること
ができる。

【０００８】請求項３に記載の発明は、請求項１又は請
求項２に記載のレーザ加工システムにおいて、前記レー
ザ発振器から出力されたレーザ光の出射方向を切換える
切換部を有し、単一のレーザ発振器によりレーザ光をレ
ーザ溶接部及びレーザ切断部のそれぞれに供給して、レ
ーザ溶接とレーザ切断とを交互に行うようにしたもので
ある。従って、レーザ発振器が１台なので、レーザ加工
システムを更に小型化できるとともに、レーザ光を有効
に使用することができ、効率よくワークを生産すること
ができる。

【０００９】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
のレーザ加工システムにおいて、レーザ溶接部及びレー
ザ切断部の一方でレーザ加工が行われているとき、レー
ザ溶接部及びレーザ切断部の他方と搬送部との間で、ワ
ークの移し替えが行われるものである。従って、加工以
外の待機時間が少なく、時間を有効に使うことができる
ので、短時間で効率よく、ワークを加工することができ
る。

【００１０】請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の
何れかに記載のレーザ加工システムにおいて、前記組付
部は、ワークを圧入する圧入部であって、前記移送部
が、その圧入された複数組のワークを前記ワークテーブ
ルに供給するものである。従って、圧入で複数部品の組
み付けが行われ、迅速にワークを搬送することができ
る。また、圧入されたワークが複数組でワークテーブル
に供給されるので、より効率よくワークを加工すること
ができる。

【００１１】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
のレーザ加工システムにおいて、前記ワークテーブル
は、圧入部から供給された複数組のワークを搬送すると
ともに、前記移送部が、前記ワークテーブルから前記レ
ーザ溶接部及びレーザ切断部のそれぞれに、ワークを複
数組で供給するものである。従って、圧入装置から供給
された複数組のワークを、そのままレーザ溶接及びレー
ザ切断をしているので、より効率よくワークを加工する
ことができる。

【００１２】請求項７に記載の発明は、請求項３〜６の
何れかに記載のレーザ加工システムにおいて、前記レー
ザ切断部は、供給される複数組のワークにそれぞれ対応
する複数の加工ヘッドを備え、前記切換部によりレーザ
切断部へ供給されたレーザ光をそれぞれの前記加工ヘッ
ドに分光する分光部を前記レーザ切断部が備えているも
のである。従って、複数組のワークを同時にレーザ切断
することができるので、効率よくレーザ切断を行うこと
ができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
を具体化したレーザ加工システムの第１の実施形態を図
１〜図１１に従って説明する。

【００１４】本実施の形態で製造するワークＷは、図５
に示すように段付円板形状のキャップ２８と中空の円筒
形状のチューブ２７とから構成される。また、キャップ
２８の小径部にはチューブ２７が圧入され、チューブ２
７の縁部の箇所Ｓでチューブ２７とキャップ２８とが溶
接されて、チューブ２７とキャップ２８とが一体とされ
ている。更に、チューブ２７には、スリット２７ａが設
けられ、このスリット２７ａとそれぞれ９０度の位置に
孔２７ｂ，２７ｃが設けられている。

【００１５】本実施の形態におけるレーザ加工システム
は、図１に示すように、搬送部２１と、圧入部２２と、
レーザ溶接部２３と、レーザ切断部２４と、レーザ発振
器２５とから構成されている。なお、圧入部２２とレー
ザ溶接部２３とレーザ切断部２４とは、搬送部２１の周
囲に、この順で配置されている。

【００１６】搬送部２１は、図９に示されるようにター
ンテーブル３０と、そのターンテーブル３０を回転駆動
させるための駆動部３１とから構成されている。駆動部
３１は、ターンテーブル３０を９０度ずつ割出す。ター
ンテーブル３０は、円板状の基台３２と、基台３２の外
周部上に９０度ごとに配設された４つのワーク支持台３
３とを備えている。

【００１７】図１の中央に示されるように、レーザ溶接
部２３とレーザ切断部２４との間には、切換部２６が配
設されており、この切換部２６は、図６に示されるよう
に、２つの反射鏡３６，３７を内蔵している。切換部２
６は、レーザ光導入管３５を介してレーザ発振器２５に
接続されているとともに、反射鏡３６，３７に対応する
位置に、それぞれレーザ溶接部２３及びレーザ切断部２
４に導かれるレーザ光導入管３８ａ，３８ｂが接続され
ている。反射鏡３６はレーザ発振器２５から出射された
レーザ光の光軸上に固定して配設されているが、レーザ
発振器２５側に配設されている反射鏡３７は昇降機構３
９により昇降可能とされている。そのため、反射鏡３７
が下降している場合には、レーザ発振器２５から切換部
２６に導入されたレーザ光は、反射鏡３６に反射して、
レーザ光導入管３８ａを介してレーザ溶接部２３に導か
れる。他方、反射鏡３７が上昇してレーザ光の光軸上に
位置した場合には、レーザ光は、この反射鏡３７に反射
してレーザ光導入管３８ｂを介してレーザ切断部２４に
導かれる。

【００１８】（圧入部２２）次に、圧入部２２について
図１、図２及び図８を参照して説明する。本実施の形態
における圧入部２２は、図１においてターンテーブル３
０の左方に配置されている。圧入部２２には、ガイド治
具４１が配設され、エアシリンダ４２により図２の左右
方向に、エアシリンダ４３によりそれとは直交する方向
に移動される。ガイド治具４１には、２つの孔４１ａが
形成されている。この孔４１ａは、ワークＷの構成部品
であるチューブ２７とキャップ２８とを内嵌保持させる
ような形状となっている。

【００１９】エアシリンダ４２の近傍には、チューブホ
ッパ４４が配設されており、この内部にチューブ２７が
収容されている。チューブホッパ４４は、図８に示され
るように段違いの載置部４５ａ，４５ｂ，４５ｃを有し
た２列の収容部４５から構成されている。載置部４５
ａ，４５ｂ，４５ｃは、搬送部２１側に向かって傾斜し
ている。載置部４５ａ，４５ｂの最下部には、押上部４
６，４７を有したエアシリンダ４８，４９が配置されて
いる。なお、載置部４５ｂの上方には、上板４４ｂが配
置されており、上板４４ｂは、載置部４５ｂにキャップ
２８が一層で並ぶように規制する。

【００２０】載置部５０には、２列のＶ溝５１が形成さ
れている。このＶ溝５１は、ガイド治具４１が図２の実
線で示される最左の位置にあるときに、ガイド治具４１
の２つの孔４１ａとそれぞれ対応する。そして、エアシ
リンダ５２の動作により、載置部４５ｃの最下部に至っ
たチューブ２７をＶ溝５１を介してガイド治具４１の孔
４１ａに挿入させる。

【００２１】図２において載置部５０の右方には、押圧
作動部５３が設けられており、この押圧作動部５３は、
２つの液圧シリンダ５４から構成されている。液圧シリ
ンダ５４のロッドの先端には、押圧部５４ａが設けら
れ、これによりチューブ２７及びガイド治具４１を押圧
して、キャップ２８の小径部をチューブ２７内に圧入さ
せる。

【００２２】図２において押圧作動部５３の右方には、
２本の押出棒５６を有したワーク取出装置５５が設けら
れ、シリンダ５８によって、ガイド治具４１の孔４１ａ
に貫通可能とされている。

【００２３】押出棒５６の先端に対応するように、保管
部５９が配設されている。保管部５９は、押出棒５６に
よってガイド治具４１の孔４１ａから押し出されたワー
クＷを一時保管する。

【００２４】エアシリンダ４２の近傍には、ワークＷの
構成部品であるキャップ２８が収容されたキャップホッ
パ６０及びパーツフィーダ６１が設けられている。キャ
ップホッパ６０内のキャップ２８は、パーツフィーダ６
１からシュート６３を介して、圧入受け６４とガイド治
具４１との間に供給される。ここに至ったキャップ２８
は、押圧作動部５３にガイド治具４１及びチューブ２７
が押圧されたときにチューブ２７に圧入されるととも
に、ガイド治具４１の孔４１ａに保持される。

【００２５】ガイド治具４１の図２の下方には、ガイド
治具４１の移動範囲にわたってワークキャリア６５が設
けられている。ワークキャリア６５は、エアシリンダ６
７を備えているとともに、１対のチャック６６を備えて
いる。そして、チャック６６はエアシリンダ６７によ
り、図２の左右方向に移動可能となっており、チャック
６６は、保管部５９に配置された２本のワークＷをそれ
ぞれ把持して保管部５９と搬送部２１の１つの割出し位
置との間で移動可能となっている。

【００２６】（レーザ溶接部２３）次に、レーザ溶接部
２３について、図１及び図３を参照して説明する。レー
ザ溶接部２３は、加工ヘッド７４を備えている。この加
工ヘッド７４は、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動可能
となっている。加工ヘッド７４は、レーザ光導入管３８
ａを介してレーザ発振器２５からのレーザ光が導入され
る。加工ヘッド７４は、所謂凹面鏡であるパラボリック
ミラー７５が内蔵されている。そのため、加工ヘッド７
４に導かれたレーザ光が、パラボリックミラー７５に反
射して集光させられて、下方に配置されるワークＷに照
射されて、レーザ溶接が行われる。

【００２７】加工ヘッド７４の下方には、保持台７６が
配設されており、この保持台７６の側方には、ロータリ
ユニット７７が配設されている。このロータリユニット
７７は、シリンダ７８によってＹ方向に移動可能となっ
ているとともに、ワークＷを把持するチャック７９を１
対備えている。また、ロータリユニット７７には、ワー
クＷを把持した状態で、ワークＷの軸線を中心としてワ
ークＷを回転可能とするために、チャック７９を回転可
能とする図示しない機構が備えられている。

【００２８】搬送部２１と保持台７６との間には、レー
ザ溶接部２３の移送部であるワークチェンジャ８０が配
設されている。このワークチェンジャ８０は、図９に示
すように、基台７１に設けられ、軸８１から相反する方
向に延びる１対のアーム８２を有している。このアーム
８２は、軸８１を中心に９０度ずつ割出し可能になって
いるとともに、１対のアーム８２は、常に１８０度の関
係を保った状態で可動する。両アーム８２の先端には、
２つのハンド部８３がそれぞれ設けられており、これに
よりワークＷを把持及びワーク離脱させる。従って、ワ
ークチェンジャ８０は、搬送部２１の割出し位置にある
ワークＷと保持台７６にあるワークＷとの位置交換を行
う。

【００２９】（レーザ切断部２４）次に、レーザ切断部
２４について、主として図４を参照して説明する。レー
ザ切断部２４は、集光レンズ９０を内蔵した２つの加工
ヘッド９１（図７参照）を有している。この２つの加工
ヘッド９１は、並列しており、一体でＸ方向及びＹ方向
に水平移動可能となっている。

【００３０】レーザ光導入管３８ｂと加工ヘッド９１の
間には、分光部８５が配設されており、この分光部８５
は、ハーフミラー８６及び反射鏡８７を有している。ハ
ーフミラー８６は、レーザ光導入管３８ｂからのレーザ
光の光軸上に配置されている。また、反射鏡８７は、こ
のハーフミラー８６によって反射されたレーザ光の光軸
上に、反射される光がハーフミラー８６を透過したレー
ザ光と所定の間隔をおいて平行となるように配置されて
いる。

【００３１】加工ヘッド９１の下方には、レーザ溶接部
２３と同様に、保持台７６が配置されている。そして、
この側方には、割出し装置９７が配設されている。この
割出し装置９７は、シリンダ７８によってＸ方向に移動
可能となっているとともに、ワークＷを把持するチャッ
ク７９を１対備えている。また、割出し装置９７のチャ
ック７９には、ワークＷを把持した状態でワークＷを９
０度ごと回転させて割出し可能とするための図示しない
機構が備えられている。

【００３２】保持台７６を介して割出し装置９７とは反
対側に、１対のプロテクタ９４が回転可能に設けられて
いる。このプロテクタ９４は、Ｘ方向に移動可能な支持
部９５に支持されているとともに、図７に示すように細
長い形状をしており、割出し装置９７にワークＷが把持
された際に、ワークＷのチューブ２７に挿入可能となっ
ている。プロテクタ９４には、切欠部９４ａが形成され
ているとともに、切欠部９４ａの反対側は、ホース９６
を介して図示しない集塵器に接続されている。また、プ
ロテクタ９４の下方には、切屑収容部９８が設けられて
いる。

【００３３】搬送部２１とレーザ切断部２４の保持台７
６との間には、レーザ溶接部２３と同様に、移送部であ
るワークチェンジャ８０が配設されている。更に、保持
台７６と搬送部２１との間で、ワークチェンジャ８０の
割出し位置の直下方に、完成品収容箱９９に続くシュー
ト９９ａが位置している。

【００３４】次に、本実施の形態のレーザ加工システム
の作用について説明する。チューブホッパ４４の収容部
４５の載置部４５ａに、多量の円筒形状のチューブ２７
が収容されているとともに、キャップホッパ６０に、多
量の段付のキャップ２８が収容されている。

【００３５】チューブホッパ４４の載置部４５ａの底面
の傾斜により、チューブ２７はその最下部に位置する押
上部４６上に集められる。そこで、エアシリンダ４８が
一定周期ごとに押上部４６を昇降させて、押上部４６上
に載置された１つ又は複数のチューブ２７を載置部４５
ｂに供給する。載置部４５ｂに供給されたチューブ２７
は、収容部４５の上板４４ｄによって載置部４５ｂの底
面に沿って一列に並べられる。そこで、エアシリンダ４
９が一定周期ごとに押上部４７を昇降させて、載置部４
５ｂからチューブ２７を載置部４５ｃに供給する。これ
ら一連の動作が、図１０の動作線図の搬送１００に示す
動作にて行われる。

【００３６】そして、載置部４５ｃに移動したチューブ
２７は、エアシリンダ４８，４９のロッドの前進１０１
によりＶ溝５１にガイドされながら移動し、ガイド治具
４１の孔４１ａに挿入される。なお、前進１０１が終了
すると、すぐにエアシリンダ４８，４９のロッドは、後
退１０２する。

【００３７】ガイド治具４１にチューブ２７が供給され
ると、ガイド治具４１は、エアシリンダ４２によって図
２の右方に移動１０３される。移動１０３により押圧作
動部５３に対応する位置（図２に二点鎖線で示される位
置）に至ったガイド治具４１は、エアシリンダ４３によ
り図２の下方に押圧１０４されて、ガイド治具４１の孔
４１ａにキャップ２８が挿入される。なお、このときま
でにキャップ２８は、キャップホッパ６０からパーツフ
ィーダ６１のシュート６３を介して所定の位置に搬送１
０５されている。ガイド治具４１内でキャップ２８とチ
ューブ２７とが位置したときに、押圧作動部５３の液圧
シリンダ５４のロッドが前進して、チューブ２７を押圧
する。そして、チューブ２７にキャップ２８の小径部が
圧入１０６されて、チューブ２７とキャップ２８とを一
体化したワークＷとなる。

【００３８】圧入１０６が完了すると、押圧作動部５３
の液圧シリンダ５４のロッドが後退１０７され、これに
応じてエアシリンダ４３のロッドも後退１０８する。再
びエアシリンダ４２を作動させて、押出棒５６に対応す
る図２の二点鎖線で示される位置に、ガイド治具４１を
移動１０９させる。ここにガイド治具４１が至ると、シ
リンダ５８の押出棒５６を前進１１０させて、押出棒５
６の先端でワークＷを押して、ガイド治具４１からワー
クＷを抜くとともに、このワークＷを保持部５７に移
す。押出棒５６が元の位置まで後退１１１した後、ガイ
ド治具４１は図２の実線で示される位置まで後退１１２
する。これと同時に、保持部５７のワークＷがワークキ
ャリア６５のチャック６６により把持１１３される。そ
して、ワークキャリア６５のエアシリンダ６７のロッド
が図２の右方に前進１１４して、ワークＷをターンテー
ブル３０のワーク支持台３３上に搬送し、ここでチャッ
ク６６がワーク離脱１１５して、ワーク支持台３３上に
ワークＷが載置される。その後、エアシリンダ６７のロ
ッドが後退１１６する。

【００３９】ターンテーブル３０に載置されたワークＷ
は、９０度回転され、すなわち割出し１１７が行われ
て、圧入部２２のワークキャリア６５から供給されたワ
ークＷが、レーザ溶接部２３に近接した割出し位置に至
る。この割出し１１７が行われている間に、後述するレ
ーザ切断１５２が終了し、この終了と同時に、切換部２
６の昇降機構３９が可動し、反射鏡３７が昇降してレー
ザ光の光軸上から外れて、レーザ溶接部２３へとレーザ
光導入管３８ａを介してレーザ光を導くように切換１３
７が行われる。

【００４０】次に、図１の二点鎖線及び図３で示される
位置にあるワークチェンジャ８０が、９０度回転して割
出し１１８を行い、ワークチェンジャ８０の一対のアー
ム８２のハンド部８３が、図１の実線で示されるよう
に、それぞれ搬送部２１のワーク支持台３３及びレーザ
溶接部２３の保持台７６の上方に至る。ここで、ハンド
部８３が搬送部２１のワーク支持台３３にある未溶接の
１対のワークＷ及びレーザ溶接部２３の保持台７６にあ
る溶接済みの１対のワークＷを把持１１９する。そし
て、ワークチェンジャ８０が９０度回転して割出し１２
０が行われ、図１の二点鎖線で示される位置で所定時間
停止１２１した後、再び９０度回転して割出し１２２が
行われる。これにより、未溶接の１対のワークＷがレー
ザ溶接部２３の保持台７６に、溶接済みの１対のワーク
Ｗが搬送部２１のワーク支持台３３に至る。ここでハン
ド部８３がワーク離脱１２３し、未溶接のワークＷが保
持台７６に載置され、溶接済みのワークＷが搬送部２１
のワーク支持台３３に載置されて、それぞれの位置の交
換が行われる。そして、ワークチェンジャ８０は再び割
出し１２４を行い、図１の二点鎖線及び図３で示される
位置に戻る。

【００４１】未溶接のワークＷが、レーザ溶接部２３の
保持台７６に載置されると、シリンダ７８が可動されて
ロータリユニット７７が前進１２５し、ロータリユニッ
ト７７の１対のチャック７９が、未溶接の１対のワーク
Ｗを把持１２６する。その後、加工ヘッド７４がＸ軸、
Ｙ軸及びＺ軸方向に移動され、加工ヘッド７４側にある
ワークＷの箇所Ｓに、レーザ光を照射してレーザ溶接を
行うのに適した位置に至る。そこで、レーザ発振器２５
からレーザ光導入管３５，３８ａを介して加工ヘッド７
４にレーザ光が導かれ、このレーザ光が、パラボリック
ミラー７５に反射されて集光され、箇所Ｓに照射され
て、レーザ溶接１２８が行われる。このとき、ロータリ
ユニット７７のチャック７９が回転１２９して、ワーク
Ｗが回転する。そのため、ワークＷのチューブ２７とキ
ャップ２８とが、チューブ２７の周縁部においてレーザ
溶接される。

【００４２】加工ヘッド７４側にあるワークＷのレーザ
溶接が完了すると、加工ヘッド７４は保持台７６に載置
された他方のワークＷの箇所Ｓに移動１３０する。そし
て、そのワークＷについても、同様にワークＷが回転１
３２されながら、レーザ溶接１３１が行われる。１対の
ワークＷのレーザ溶接が完了すると、切換部２６の昇降
機構３９が上昇して、反射鏡３７がレーザ光の光軸上に
配置され、レーザ切断部２４へとレーザ光導入管３８ｂ
を介してレーザ光を導くように切換１３６が行われる。
同時に、加工ヘッド７４がＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に後
退１３３するとともに、ロータリユニット７７のチャッ
ク７９がワーク離脱し、保持台７６にレーザ溶接済みの
ワークＷが載置される。次に、この保持台７６上のワー
クＷは、上述したようにワークチェンジャ８０により把
持されて移動され、未溶接のワークＷと交換されて、搬
送部２１のワーク支持台３３に載置される。

【００４３】このようにレーザ溶接部２３の近傍に位置
しているワーク支持台３３にレーザ溶接済みのワークＷ
が載置されると、すぐにターンテーブル３０の割出し１
１７が行われ、これにより溶接済みの１対のワークＷ
は、レーザ切断部２４の近傍の位置に至る。

【００４４】そして、レーザ切断部２４のワークチェン
ジャ８０が図４に示されている位置から９０度回転して
割出し１３８が行われ、ワークチェンジャ８０のアーム
８２のそれぞれが搬送部２１のワーク支持台３３及びレ
ーザ切断部２４の保持台７６の上方に至る。ここで、ハ
ンド部８３が搬送部２１のワーク支持台３３にある未切
断の１対のワークＷ及びレーザ切断部２４の保持台７６
にある切断済みの１対のワークＷを把持１３９する。そ
して、ワークチェンジャ８０が９０度回転して割出し１
４０を行う。そして、ワークチェンジャ８０のハンド部
８３が図４で示される位置に至ると、保持台７６から搬
送された完成済みのワークＷを把持している一方のハン
ド部８３だけがワーク離脱１４１され、完成したワーク
Ｗがシュート９９ａを介して完成品収容箱９９内に収容
される。そして、再び９０度回転して割出し１４２が行
われて、未切断の１対のワークＷがレーザ切断部２４の
保持台７６に至り、ワークＷを把持していたハンド部８
３がワーク離脱１４３して、未溶接のワークＷが保持台
７６に載置される。そして、ワークチェンジャ８０は再
び割出し１４４を行い、図４で示される位置に戻る。

【００４５】未切断の１対のワークＷがレーザ切断部２
４の保持台７６に至るとすぐに、シリンダ７８が可動し
て割出し装置９７が前進１４５し、割出し装置９７のチ
ャック７９が未切断ワークＷを把持１４６する。同時
に、プロテクタ９４が前進１５６して、ワークＷ内に挿
入され、位置決めのために少し後退１５７する。

【００４６】次に、加工ヘッド９１が、Ｘ軸、Ｙ軸及び
Ｚ軸方向に移動１４７し、割出し装置９７のチャック７
９に把持されたワークＷ上にそれぞれ対応する位置に至
る。そして、加工ヘッド９１からレーザ光がワークＷに
照射され、１対のワークＷに孔２７ｂの切断１４８が同
時に行われる。このとき、プロテクタ９４では、その切
欠部９４ａが、孔２７ｂに位置しているとともに、ここ
からレーザ切断により生じたスパッタや廃棄物などが図
示しない集塵器に吸引される。

【００４７】孔２７ｂが形成されると、１対の割出し装
置９７が同時に９０度回転して割出し１４９を行い、ス
リット２７ａを形成する箇所を上方に位置させる。この
とき、プロテクタ９４は回転せず、その切欠部９４ａは
スリット２７ａに対向している。そして、１対の加工ヘ
ッド９１からレーザ光がワークＷに照射され、レーザ切
断１５０が行われるとともに、プロテクタ９４からスパ
ッタや廃棄物などが集塵器に吸引される。

【００４８】そして、スリット２７ａが形成されると、
１対の割出し装置９７が同時に割出し１５１を行う。そ
のため、孔２７ｃを形成する箇所が上方に位置し、これ
に回転していないプロテクタ９４の切欠部９４ａが対向
する。そして、加工ヘッド９１からレーザ光がワークＷ
に照射され、プロテクタ９４の切欠部９４ａを介して上
記集塵器に吸引されながら、レーザ切断１５２が行われ
る。

【００４９】スリット２７ａ及び孔２７ｂ，２７ｃが形
成されて、すべてのレーザ切断が完了すると、加工ヘッ
ド９１が後退１５３する。同時に、割出し装置９７のチ
ャック７９がワーク離脱して、保持台７６にワークＷを
載置させ、割出し装置９７がシリンダ７８によって後退
１５５する。このとき、プロテクタ９４は後退１５８し
て、１８０度回転して、プロテクタ９４の切欠部９４ａ
を下方に向け、切欠部９４ａに残留していた廃棄物を切
屑収容部９８に廃棄する。

【００５０】保持台７６に載置された切断済みで完成品
となった１対のワークＷは、上述したように、ワークチ
ェンジャ８０のハンド部８３で把持１３９されて、完成
品収容箱９９に収容される。

【００５１】上記実施形態のレーザ加工システム２０に
よれば、以下のような特徴を得ることができる。 （ａ）上記実施の形態では、ターンテーブル３０の周囲
に、圧入部２２、レーザ溶接部２３及びレーザ切断部２
４を、ワークの加工順に配置させたので、レーザ加工シ
ステム２０全体を小さくすることができる。

【００５２】（ｂ）上記実施の形態では、レーザ溶接及
びレーザ切断に用いるレーザ光を出射するレーザ発振器
２５を１つとし、レーザ溶接とレーザ切断とを交互に行
うようにしたので、レーザ加工システムを小形化できる
とともに、レーザ光を有効に利用でき、効率よくワーク
Ｗを生産することができる。

【００５３】（ｃ）上記実施の形態では、レーザ溶接部
２３でレーザ溶接が行われているときには、レーザ切断
部２４ではワークチェンジャ８０が可動してワークＷの
移し替えが行われる。そして、レーザ切断部２４でレー
ザ切断が行われているときには、レーザ溶接部２３では
ワークチェンジャ８０が可動してワークＷの移し替えが
行われるようにした。そのため、時間を有効に使うこと
ができ、短サイクルで、ワークＷの加工を行うことがで
きる。

【００５４】（ｄ）上記実施の形態では、ワークＷを圧
入する圧入部２２を組付部とし、圧入部２２から２つの
ワークＷを１対としてターンテーブル３０に供給するよ
うにした。そのため、圧入部２２において部品であるチ
ューブ２７とキャップ２８とが一体的になるため、搬送
中にばらばらになる恐れが少なく、迅速にワークを搬送
することができるとともに、１対でターンテーブル３０
に供給されるので、より効率よくワークを加工すること
ができる。

【００５５】（ｅ）上記実施の形態では、ターンテーブ
ル３０は、圧入部２２から供給された２つのワークを１
対で搬送するとともに、移送部であるワークチェンジャ
８０が、ターンテーブル３０からレーザ溶接部２３及び
レーザ切断部２４のそれぞれに、１対でワークＷを供給
するようにしたので、効率よくワークＷを加工すること
ができる。

【００５６】（ｆ）上記実施の形態では、レーザ切断部
２４に設けた切換部２６によって、レーザ切断部２４の
２つの加工ヘッド９１にそれぞれレーザ光を分光して導
入するようにした。従って、２つのワークＷを同時にレ
ーザ切断することができるので、効率よくレーザ切断す
ることができる。

【００５７】（ｇ）上記実施の形態では、レーザ発振器
２５からのレーザ光をそのままレーザ溶接部２３の加工
ヘッド７４に導いてレーザ溶接を行い、レーザ発振器２
５からのレーザ光を分光部８５により分光してレーザ切
断部２４の加工ヘッド９１に導いてレーザ切断を行っ
た。そのため、レーザ発振器２５は、本実施の形態では
大きい出力を必要とする溶接に必要な最低限のパワーの
レーザ光を発振するものとすることができるので、レー
ザ発振器２５をなるべく小さいものとすることができ
る。従って、レーザ加工システム全体を小さくすること
ができる。

【００５８】（ｈ）上記実施の形態では、圧入部２２、
レーザ溶接部２３及びレーザ切断部２４を円周状に配置
させたので、加工システム全体をより小さくすることが
できる。

【００５９】（第２の実施形態）以下、本発明を具体化
したレーザ加工システムの第２の実施形態を図１２に従
って説明する。なお、第２の実施形態は、第１の実施形
態の搬送部２１のターンテーブル３０を直線状のワーク
テーブル１６０に変更したものであるため、同様の部分
については上記第１実施の形態と同一の符号を付し、そ
の詳細な説明は省略する。

【００６０】搬送部２１は、ワークテーブル１６０を有
しており、このワークテーブル１６０上には、所定間隔
ごとにワーク支持台３３が配置されている。ワークテー
ブル１６０には、ワーク支持台３３を間欠的に右方へ移
動する図示しない駆動機構が設けられている。

【００６１】図１２に実線で最左側に示されているワー
ク支持台３３に、ワークキャリア６５が対向するように
圧入部２２が配設されている。ワークテーブル１６０の
中央で、ワークテーブル１６０に対して圧入部２２とは
反対側に、レーザ溶接部２３が配設されている。また、
ワークテーブル１６０の右側で、ワークテーブル１６０
に対して圧入部２２と同じ側に、レーザ切断部２４が配
設されている。

【００６２】本実施の形態のレーザ発振器２５は、図１
２の上方に記載されており、レーザ発振器２５の下方
に、切換部２６が配置されている。レーザ光導入管３８
ａ，３８ｂは、この切換部２６から図１２の左右方向に
延びている。そのため、レーザ溶接部２３におけるのレ
ーザ光導入管３８ａは、上記第１の実施の形態のレーザ
溶接部２３のレーザ光導入管３８ａと配置が異なってい
る。また、レーザ切断部２４におけるレーザ光導入管３
８ｂ及び分光部８５は、上記第１の実施の形態のレーザ
切断部２４におけるレーザ光導入管３８ｂ及び分光部８
５と配置が異なっている。

【００６３】本実施の形態においても、上記実施の形態
と同様な作用を行うとともに、前記第１の実施形態の
（ａ）〜（ｇ）と同様な効果を得ることができる。 （変更例）なお、本実施形態は以下のように変更しても
よい。

【００６４】・上記各実施の形態では、ワークＷは、中
空円筒のチューブ２７と段付円板のキャップ２８とから
構成される丸ものとしたが、勿論、これ以外のワーク、
例えば四角形状の構成部品をレーザ溶接及びレーザ切断
してワークを生産する場合であっても、上記効果を奏し
得る。

【００６５】・上記各実施の形態では、ワークＷの構成
部品であるチューブ２７及びキャップ２８を圧入して組
付けする圧入部２２を組付部とした。しかしながら、ワ
ークの構成によっては、圧入ではなく、ワークの構成部
品を単に組み合わせを行う組付部や、ワークの構成部品
を嵌合させる組付部としてもよい。

【００６６】・上記実施の形態では、レーザ溶接した後
にレーザ切断するようにしたが、レーザ切断した後にレ
ーザ溶接するようにしてもよい。 ・上記実施の形態では、スリット２７ａを形成する際
に、プロテクタ９４を移動しないでレーザ切断１５０を
行った。しかし、スリット２７ａが長い場合などには、
スパッタや廃棄物が効率よく集塵されるために、レーザ
切断を行う箇所に常にプロテクタ９４の切欠部９４ａが
対応するように、プロテクタ９４をレーザ切断に応じて
可動させるようにしてもよい。

【００６７】・上記実施の形態では、２個組のワークＷ
を、圧入部２２から搬送部２１を介して一緒に移送し、
レーザ溶接及びレーザ切断行ってワークＷを完成させた
が、勿論、レーザ溶接及びレーザ切断の加工時間が更に
短い場合には、２個以上の複数組のワークＷを一緒に搬
送するようにしてもよい。

【００６８】次に上記実施形態及び別例から把握できる
請求項に記載した以外の技術的思想について、それらの
効果とともに以下に記載する。 （１）レーザ溶接部とレーザ切断部とを具備したレーザ
加工システムにおいて、レーザ溶接部とレーザ切断部
は、発振器を共用し、レーザ溶接部とレーザ切断部との
間にはレーザビームの供給方向を切換えるための切換部
が設けられているレーザ加工システム。

【００６９】従って、この（１）に記載の発明によれ
ば、レーザ溶接部とレーザ切断に用いるレーザ光を１つ
の発振器による生成することができるので、レーザ加工
システム全体を小形化にできる。

【００７０】（２）レーザ溶接部又はレーザ切断部の一
方と、搬送部との間でワークの移し替えが行われている
時間で、ワークが順次、レーザ加工可能なワークの個数
で、組付装置からレーザ加工終了まで搬送される請求項
３に記載のレーザ加工システム。

【００７１】従って、この（２）に記載の発明によれ
ば、レーザ溶接のサイクルタイムとレーザ切断のサイク
ルタイムとをほとんど同じにすることができるため、有
効に時間が使われる。そのため、サイクルタイムを短く
することができ、結果としてワークＷの製造時間を短く
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施の形態におけるレーザ加工システム
の全体を示す平面図。

【図２】 第１実施の形態における圧入部を示す部分拡
大平面図。

【図３】 第１実施の形態におけるレーザ溶接部を示す
部分拡大平面図。

【図４】 第１実施の形態におけるレーザ切断部を示す
部分拡大平面図。

【図５】 第１実施の形態における完成したワークの断
面正面図。

【図６】 第１実施の形態における切換部を示す拡大平
面図。

【図７】 第１実施の形態におけるプロテクタの拡大断
面正面図。

【図８】 第１実施の形態におけるチューブホッパの断
面模式図。

【図９】 図１における９−９方向の断面図。

【図１０】 第１実施の形態における圧入部のサイクル
タイムを示す動作線図。

【図１１】 第１実施の形態におけるレーザ溶接部及び
レーザ切断部のサイクルタイムを示す動作線図。

【図１２】 第２実施の形態におけるレーザ加工システ
ムの全体を示す平面図。

【符号の説明】

Ｗ…ワーク、２１…搬送部、２２…圧入部、２３…レー
ザ溶接部、２４…レーザ切断部、２５…レーザ発振器、
２６…切換部、８５…分光部、９１…加工ヘッド、１６
０…ワークテーブル。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の部品を組み付けてワークとする組
   付部と、 レーザ光を出力するレーザ発振器と、 レーザ光によって前記ワークを溶接するレーザ溶接部
   と、 レーザ光によって前記ワークを切断するレーザ切断部
   と、 組付部、レーザ溶接部及びレーザ切断部間でワークを搬
   送するワークテーブルを有した搬送部と、 この搬送部と組付部、レーザ溶接部又はレーザ切断部と
   の間でワークの移し替えを行う移送部とから構成され、 前記ワークテーブルの周囲に、組付部、レーザ溶接部及
   びレーザ切断部を、ワークの加工順に配置させたことを
   特徴とするレーザ加工システム。
2. 【請求項２】 前記組付部、レーザ溶接部及びレーザ切
   断部が円周状に配置されている請求項１に記載のレーザ
   加工システム。
3. 【請求項３】 前記レーザ発振器から出力されたレーザ
   光の出射方向を切換える切換部を有し、単一のレーザ発
   振器によりレーザ光をレーザ溶接部及びレーザ切断部の
   それぞれに供給して、レーザ溶接とレーザ切断とを交互
   に行うようにした請求項１又は請求項２に記載のレーザ
   加工システム。
4. 【請求項４】 レーザ溶接部及びレーザ切断部の一方で
   レーザ加工が行われているとき、レーザ溶接部及びレー
   ザ切断部の他方と搬送部との間で、ワークの移し替えが
   行われる請求項３に記載のレーザ加工システム。
5. 【請求項５】 前記組付部は、ワークを圧入する圧入部
   であって、 前記移送部が、その圧入された複数組のワークを前記ワ
   ークテーブルに供給する請求項１〜４の何れかに記載の
   レーザ加工システム。
6. 【請求項６】前記ワークテーブルは、圧入部から供給さ
   れた複数組のワークを搬送するとともに、 前記移送部が、前記ワークテーブルから前記レーザ溶接
   部及びレーザ切断部のそれぞれに、ワークを複数組で供
   給する請求項５に記載のレーザ加工システム。
7. 【請求項７】前記レーザ切断部は、供給される複数組の
   ワークにそれぞれ対応する複数の加工ヘッドを備え、 前記切換部によりレーザ切断部へ供給されたレーザ光を
   それぞれの前記加工ヘッドに分光する分光部を前記レー
   ザ切断部が備えている請求項３〜６の何れかに記載のレ
   ーザ加工システム。