JP2008523995A - 材料プレート、特に金属シートをレーザーで切断するための方法、及び前記方法を実行する切断システム - Google Patents

Abstract

材料プレート（１３ａ、１３ｂ）、特に金属シートをレーザーで切断する方法が開示されている。この方法によれば、切断される材料プレート（１３ａ、１３ｂ）は、実質的に垂直な切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）に最初に運び込まれ、レーザー切断装置（１４、１５、１６）によって一方の側から切断される。機械の中断時間を著しく短縮するために、異なった切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）に配置された材料プレート（１３ａ、１３ｂ）が順番に切断されている間、材料プレート（１３ａ、１３ｂ）は、同一のレーザー切断装置（１４、１５、１６）が到達することのできる、２つ以上の異なった切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）に配置される。

Description

本発明は、材料を切断によって加工する分野に関する。本発明は、請求項１の前文に記載された材料プレートを切断する方法に関し、前記方法を実行する切断するシステムに関する。そのような方法は、例えば、ＥＰ−Ｂ１−０ ４５４ ６２０から公知である。

例えば自動車などの、金属シートブランク（ｂｌａｎｋ）が処理される大量生産アイテムに関連して、個々の金属シートプレートあるいはコイルから巻き戻されたひも状の金属シートから、所望の金属シートブランクを周期的に切断する切断システムが使用されている（例えば、ＥＰ−Ａ１−０５２７ １１４およびＥＰ−Ａ１−１ ４０２ ９８６参照）。この場合、切断手段として、レーザー切断装置がますます使用されるようになってきている。そのようなレーザー切断装置においては、対応する切断の輪郭線を得るために、切断ヘッドがシート上を横断する。１つの金属シートブランクが終わると、システムの種類に応じて、新しい金属シートプレートをレーザー切断装置に挿入して配置させるか、又はコイルから新しいひも状片を巻き戻してレーザー切断装置に挿入して配置させなければならない。切断中、シートは作業台の上に水平に保持されている。切断ヘッドはシート上で、垂直下方方向のレーザー光線と共に方向づけされる。金属シートプレートの交換を早め、機械の中断時間を減らすために、テーブルの交換を行うことができる（ＥＰ−Ａ１−０５２７ １１４）。このプロセスにおいては、２つのテーブルが交替で用いられ、その内の１つは常に加工領域の外側で材料をのせられ、降ろされ（ｌｏａｄｅｄ ａｎｄ ｕｎｌｏａｄｅｄ）、金属シートプレートを有するもう１つは、加工領域内に正確に配置され、支持された金属シートプレートが切断される。

しかしながら、この種の切断システムは様々な欠点を有している。
加工テーブル上の金属シートプレートが、テーブル表面のほぼ全面にわたって支持されていなければならないため、たとえ、その支持が、ある種の格子によって行われているとしても、金属シートプレートを貫通するレーザー光線が、金属シートプレートの下にあるテーブルの部分に当たってしまう。その結果、テーブルが損傷し、システムを一定時間運転した後にその損傷を修復するか、あるいはテーブルを交換しなくてはならない。
金属シートプレートの切断中、たとえば穿孔中に、別々の金属シートの部分が生成されない場合、前記金属シートプレートはテーブル上に倒れるか、傾斜し、加工のさらなる過程に悪影響を及ぼす。
金属シートの幅が数メートルの領域というような大きいものの場合、ひも状の金属シートあるいは金属シートプレートの水平部分が、システムのかなりのベース領域（ｂａｓｅ ａｒｅａ）を必要とする。
テーブルの交換をする場合でも、数秒間の範囲での中断はそれでもやはり発生し、量が多い場合には、全体の運転中断がかなり増加することになる。

上述した欠点の幾つかを排除するために、平らな材料をほぼ垂直な位置で切断する、平らな材料を切断する方法及びシステムが提案されている（ＥＰ−Ｂ１−０ ４５４ ６２０）。この構成は様々な利点を有している。
材料プレートが垂直方向を向いているか、あるいはほんのわずか傾斜しているため、変形力を吸収するための裏側の支持要素を必要としない。そのため，切断レーザー光線に感応するテーブルが不要となる。
切断された部分あるいはスクラップ片は、さまたげになることなく落下でき、底部に配置されたベルトコンベヤ等によって、加工を損ねることなく、連続的に廃棄される。
プレートは、垂直な位置で配置され搬送されるため、配置及び搬送は極めて単純で場所をとらない。
全ての部分が切断された後、プレートの残りのグリッド（ｇｒｉｄ）は加工領域から離れる方向に簡単に搬送され、同時に、新しいプレートが加工領域に運ばれてくる。一方、残りのグリッドはベルトコンベヤに落下し、搬送される。

ＥＰ−Ｂ１−０ ４５４ ６２０で提案された解決手段は、水平な位置及びテーブルでの作業による解決手段よりもすぐれた利点がいくつかあるが、機械の中断時間、すなわち、切断が全く行われない時間に関する問題が未解決である。これは、１つのプレートが切断されたならば、新しい、まだ切断されていないプレート（これもまた懸垂状態）が切断位置に搬入される前に、先に切断された材料が、切断箇所から、懸垂状態で真っ先に除去されなければならないからである。この変換工程のため、切断を行うことのできない貴重な時間がここで過ぎてゆく。

上記に鑑み、本発明の目的は、上述した公知の方法及びシステムの欠点がなく、特に、中断時間の著しい減少によって上述した公知の方法及びシステムと異なる、材料プレート、特に金属シートを切断するための方法及び装置を特定することにある。

上記の目的は、その全体として、請求項１から１７に記載の特徴によって達成される。本発明の要点は、材料プレートの位置がおおかた垂直であるため、同じ切断装置が到達できる２つ以上の異なった切断位置が材料プレートの切断のために使用されること、及び異なった切断位置に配置された材料プレートが切断装置によって１つずつ順番に切断されることにある。垂直な配置により、異なった切断位置は比較的互いに近接して配置でき、場所をとらなくなる。その結果、全体の切断装置は、１つの切断位置から次の切断位置への移行するためにわずかに調節すればよいだけとなる。異なる切断位置には、材料プレートが他の材料プレートとは関係なく独立して入るので、１つの切断作業が終了すると、新しい材料プレートが常に別の切断位置において切断できる状態になっている。その結果、中断時間は、切断装置の調整のための時間だけになり、その調整時間は、切断装置の適当な設計によって、非常に短く保つことができる（１秒の何分の一）。装置の中断時間の短縮に加え、材料プレートを垂直に配置することから生じる利点があるが、それは上述した通りである。

第一の材料プレートが第一の切断位置で切断されている間、第二の材料プレートが第二の切断位置に運ばれていることが好ましい。そして第一の材料プレートの切断が終了すると、切断装置は第二の切断位置に設置され、第二の材料プレートが切断される。

特に、切断位置の変更は周期的に、連続的な方法で行われ、新しい材料プレートが切断のために切断位置に運び込まれる前に、この切断位置で既に切断された材料プレートは、この切断位置から除去される。

本発明の１つの構成によれば、切断位置が垂直軸に対して旋回的に左右対称に配置されており、それに対応して切断装置が次の切断位置に達するために軸に対して調節されていれば、とりわけ単純且つ場所をとらない切断装置の設置が可能である。

原則的に、軸に対して３つ、４つ、５つあるいはそれ以上の切断位置が配置できる。その結果、同じ切断能力で、１つの切断位置当たりの変更時間を長くすることができる。もし、切断位置が２つだけ設けられており、垂直軸に対して１８０度回転することによって一方の切断位置から他方の切断位置に移動することができるならば、非常に単純なものとなる。

切断には、好ましくはレーザー光線を使用する。レーザー光線は、切断位置の変更に対応して偏向する。この偏向は非常に素早く行われ、１つの位置から次の位置に変化するときの休止時間が非常に短くなる。切断位置が１８０度だけ対向している場合、偏向は、例えばピボットミラー等によって非常に簡単に達成できる。

切断位置における材料プレートの迅速な交換及び単純化された搬送メカニズムは、材料プレートを懸垂状態で切断位置に搬入し、搬出することによって実現できる。これは、材料プレートの搬送がまっすぐな進路で行われた場合に、特に当てはまる。

対向する切断位置の場合、材料プレートの切断位置への搬入、搬出は、２つの別々の搬送装置を用いて、平行な進路で行うのが有利である。

切断操作のためには、切断する材料プレートと切断装置との間の相対的（ｒｅｌａｔｉｖｅ）な動きが必要である。大きくて重い材料プレートの場合、切断中、材料プレートがそれぞれ固定位置に保持され、切断装置が所定の切断輪郭に沿って動けば有利であり、切断装置は、切断輪郭に沿って動くために、２つの軸において、材料プレートの面に平行に横切ることが好ましい。

材料プレートが、ブランクと切断によって残ったグリッドに分かれるとすると、切断中、材料プレートがブランクの領域に保持されていると有利である。なぜなら、切断道具、特にレーザー光線による保持装置の損傷が高い信頼性をもって避けられるからである。同時に、切断操作中及び操作後に、ブランクを固定位置に確実に保持することができる。

材料プレートの切断中、ブランクが数個の狭い接合ウェブ（ｗｅｂ）を除いてグリッドから分離され、切断された材料プレートがその切断位置からさらに遠くに運ばれたときはじめてブランク及びグリッドが最終的に分離されるならば、切断後の材料プレートの操作にとって特に好ましい。ブランクおよびグリッドの最終的な分離の後、ブランクは別に回収され、グリッドは細断され廃棄される。

材料プレートを懸垂できる搬送装置は、好ましくは材料プレートを搬送するために用いられ、そして材料プレートは、搬送装置内で懸垂される前に、それぞれ材料プレートのスタックから個別に取り出される。材料プレートのスタックは、材料プレートをより簡単に目立たせるために、水平位置から傾斜位置に傾いている。

本発明の切断システムの好適な構成は、搬送手段が、切断位置の数に対応する数の個別の搬送装置を含み、前記搬送装置はそれぞれ特定の切断位置を割り当てられており、前記搬送装置は材料プレートを懸垂した状態で搬送するように設計されており、前記搬送装置のそれぞれは、水平方向に延展する回転チェーン（ｒｅｖｏｌｖｉｎｇ ｃｈａｉｎ）を含み、回転チェーンの上には、材料プレートを懸垂するための装置が均一な間隔をあけて設けられていることを特徴とする。前記懸垂装置は、例えば、フック、クランプ、吸引装置等として設計することができる。

簡便性と、場所の節約のため、切断位置は好ましくは切断セル内の切断装置の周囲に配置される。そして、搬送装置は切断セルを通って、特に、２つの切断位置は、垂直軸に対する１８０度の回転によって、切断位置が一方から他方へと移動できるように前記切断セル内で互いに対向し、搬送装置はそれぞれの切断位置に割り当てられ、その搬送装置は互いに平行に走行する。

２つの搬送装置が材料プレートを同じ方向に搬送する場合、材料プレートの操作のためのさらなるステーションを搬送装置と組み合わせて用いることができる。特に、前記２つの搬送装置に材料プレートを個別に積み込むための積込みステーション（ｌｏａｄｉｎｇ ｓｔａｔｉｏｎ）が、切断セルの搬送方向上流に配置され、材料プレートから切り取ったブランクを両方の搬送装置から個別に除去するための積降ろしステーション（ｕｎｌｏａｄｉｎｇ ｓｔａｔｉｏｎ）が、切断セルの搬送方向下流に配置される。

この場合、好ましくは搬送方向を横切る方向に横断することのできる、それぞれの個別にコントロール可能な積込み装置は、積込みステーション内で、２つの搬送装置のそれぞれに割り当てられ、その積込み装置は材料プレートをスタックから個別に受け取り、それらを関連する搬送装置に吊るし、少なくとも２つのそれぞれのパレット搬送装置が積込み装置上に設けられ、そのパレット搬送装置によって、材料プレートのスタックを有するパレットが異なった経路で積込み装置に供給される。

この場合、好ましくは搬送方向を横切る方向に横断することのできる、それぞれの個別にコントロール可能な積降ろし装置は、積降ろしステーション内で、２つの搬送装置のそれぞれに割り当てられ、その積降ろし装置は切断されたブランクを関連する搬送装置から除去し、積み上げてスタックを形成し、少なくとも２つのそれぞれのパレット搬送装置が積降ろし装置に設けられ、そのパレット搬送装置によって、ブランクのスタックを積んだパレットが異なった経路で運び去られる。

さらには、切断中に残存したグリッドを廃棄するための廃棄ステーションが、搬送方向の積込みステーションの下流に配置されると有利であり、その廃棄ステーションはグリッドを細断するためのシュレッダー装置を含む。

別の好適な構成によれば、切断される材料プレートをそれぞれの切断位置に保持するための保持及び位置決め装置が切断セル内に設けられ、その保持及び位置決め装置が切断される材料プレートをブランク領域に保持し、止め具（ｓｔｏｐ）に押し当てる。

さらに別の好適な構成によれば、材料プレートのスタックを積み込んだパレットを傾斜させるためのそれぞれの傾斜装置が積込み装置の領域に配置される。

切断装置は、好ましくは、レーザー切断装置として設計される。特に、切断装置は、レーザー源、偏向手段及び切断ヘッドを含み、切断ヘッドは、切断位置の間を横断することができるように配置され、切断位置に配置された材料プレートに平行である。搬送手段あるいは搬送装置の上方に配置されたレーザー源からのレーザー光は、偏向手段によって切断ヘッドに偏向される。

異なる切断位置に近づくために、レーザー光線は、好ましくは、切断ヘッドの異なる切断位置に偏向される。しかし、切断ヘッドをレーザー光線とともに異なる切断位置に旋回させるようにすることも考えられる。

本発明を、具体的な実施態様に従って、図面を参照しながらより詳細に説明する。
好ましい具体的な実施態様による切断システムの概略斜視図を図１に示す。切断システム１０は、１本の直線上に前後に交互に配置された４つのシステム部分、すなわち、積込みステーションＡ、実際の切断セルＢ、積降ろしステーションＣ、および廃棄ステーションＤを含む。切断システム１０および結果的にすべてのステーションＡからＤに平行に、２つの搬送装置１１ａ及び１１ｂが配置され、それらは切断される材料プレート１３ａ及び１３ｂを懸垂状態で搬送するように設計されている。材料プレート１３ａ及び１３ｂは、例えばアルミニウムかスチールのシートであって、通常、長方形を成し、縁部の寸法がメートルの範囲であるが、搬送装置１１ａ及び１１ｂに着脱可能に懸垂されている。この目的のため、材料プレート１３ａ及び１３ｂは、複数の孔を有する上縁領域に配置されている。これらの孔は、縁の長さ方向に分散した形で配置されており、これらの孔をもって、材料プレート１３ａ及び１３ｂは搬送装置１１ａ及び１１ｂに分散された形で取り付けられた、対応するフックに懸垂される。搬送装置１１ａ及び１１ｂはまた、クランプあるいは吸引キャップを具備していてもよい。これらによって、材料プレートは所定の位置に保持される。搬送装置１１ａ及び１１ｂは、材料プレート１３ａ及び１３ｂを同一搬送方向に搬送する。搬送方向は、図１において、左方向の矢印で示されている。搬送装置１１ａ及び１１ｂは互いに独立して作動し、それによって材料プレート１３ａは、搬送装置１１ｂが止まっている間、搬送装置１１ａにおいてさらに正確に搬送される。材料プレート１３ｂと、搬送装置１１ａについても同様のことが言える。

積込みステーションＡにおいては、材料プレートは材料プレートのスタックから個別に取り出される。スタックは、搬送方向につき１つの積込み装置（図１には図示せず、図２において２１ａ、２１ｂで示す）によっていつ積み込まれてもよい状態になっている。材料プレートは垂直な位置に宙ずり状態で運ばれ、そこで関連する搬送装置１１ａあるいは１１ｂに懸垂される。２つの搬送装置１１ａ及び１１ｂは交互に積み込みが行われる。搬送装置の一方が、切断セルＢに配置された材料プレートの加工のために止まっているとき、もう一方の搬送装置は、そこに懸垂された材料プレートを搬送方向の１ステーション分だけさらに遠くに移動し、その結果、積込みステーション内に新しい材料プレートを懸垂するためのスペースができる。同時に、既に切断された材料プレートは、切断セルＢから積降ろしステーションＣまで、同一の搬送装置で搬送され、切断されていない材料プレートは積込みステーションＡから切断セルＢまで搬送される。このようにして、切断されていない材料プレートは、切断セルＢ内で、他の材料プレートの切断作業が終了するとき、ちょうど良いタイミングで切断されるべく待機している。

切断セルＢにおいては、材料プレート１３ａ及び１３ｂは、２つの搬送装置１１ａ及び１１ｂ上の２つの異なった切断位置ＳＰ１及びＳＰ２に懸垂する。その切断位置ＳＰ１及びＳＰ２は、中央面に対して鏡面対称に正確に対向し、すなわちそれらの間の垂直軸１２に対し１８０度の回転により一方から他方へと移動することができる。切断位置ＳＰ１及びＳＰ２の間には、切断ヘッド１６が配置され、前記切断ヘッド１６は、材料プレート１３ａ及び１３ｂに平行な面における２つの軸（図１における２方向矢印）を横切ることができるようになっている。切断ヘッド１６から横方向に、水平なレーザー光線１７が発せられ、その光線は切断される材料シート（図１における１３ａ）に突き当たり、切断ヘッド１６がカバーする範囲の、予めプログラムされた横断距離によって、材料プレート１３ａに対応する切断輪郭１８を残す。レーザー光線１７は、２つの搬送装置１１ａ及び１１ｂの上方に配置されたレーザー源１４から発せられ、従来技術から公知である適当なレーザーに対応する出力を有する。レーザー源１４から発せられたレーザー光線は、外部で封鎖されている第一の光線ガイド４３を経由して、搬送方向において偏向手段１５に向かって配向される。レーザー光線は、偏向手段１５において９０度だけ下方に偏向され、第二の光線ガイド４４を経由して、切断ヘッド１６に向かって下方に配向される。切断ヘッド１６において、垂直下方に配向するレーザー光線は、必要であれば、２つの切断位置ＳＰ１及びＳＰ２のうちの１つに到達するように、さらなる切り替え偏向手段（ｃｈａｎｇｅｏｖｅｒ ｄｅｆｌｅｃｔｉｎｇ ｍｅａｎｓ）によって、切断ヘッド１６から横方向の左又は右に向けて９０度だけ偏向することができる。レーザーによる切断操作に必要とされるような、さらなる光線形成、例えば光線集束のための要素および手段が切断ヘッド１６内に存在してよいことは言うまでもない。また、切断ヘッド１６がさまたげられることなく横断できるように、２つのレーザー光線ガイド４２及び４３が望遠鏡的な性質を有してもよいことは言うまでもない。切断ヘッド１６内に配置されている偏向手段を切り替えることによって、１つの切断位置における１つの切断操作から、他の切断位置における切断操作への切り替えが非常に早く実行できる。これは、機械の中断時間削減のために非常に重要である。

図１に破線で示されているように、閉じた（ｃｌｏｓｅｄ）切断輪郭１８がそれぞれの材料プレートに形成された場合、切断終了後、ブランク１９は、残存物あるいはグリッド２０から離れ、さらに加工される。ブランク１９は離れ、積降ろしステーションＣ内の対応するパレット上のスタックに置かれる。その結果、切断セルＢにおける、切断輪郭１８を備えた材料プレートは、懸垂状態のままで、切断セルＢから積降ろしステーションＣまで困難なく簡単に搬送される。ブランク１９は、材料プレート１３ａ及び１３ｂの切断中、たった数個の狭い、あるいは微小な接続ウェブを除いてグリッド２０から分離される。微小な接続ウェブは、積降ろしステーションＣの内部あるいは直前で切断され、その結果、ブランク１９及びグリッド２０は最終的に互いに分離される。積降ろし装置（図１には示されないが、図２の３１ａ及び３１ｂで示される）によって、ブランク１９は材料プレート及び搬送装置から除去される。一方、残存するグリッド２０は、積降ろしステーションＣからさらに次の廃棄ステーションＤに搬送され、そこで切断され廃棄される。積込みステーションＡから廃棄ステーションＤまでの間、材料プレート１３ａ及び１３ｂをさらに案内するために、ガイド４１（図１で、破線で示される）が、材料プレートの底部領域に設けられていてもよい。前記ガイド４１は、搬送装置１１ａ及び１１ｂに懸垂しているプレートが前後に揺れるのを防止する。

原理上、切断ヘッド１６の横断距離がそのようにプログラムされていれば、材料プレートごとに異なった切断輪郭１８が切断できる。しかし、この場合、切断セルＢ内の材料プレートを正確に切断位置に保持する保持手段（図３における保持及び位置決め装置３０ａおよび３０ｂ）による問題が生じる。吸引カップを具備した保持手段は、材料プレートを予定の切断輪郭の範囲内、すなわち次のブランク１９の領域内に保持し、止め具に押し当てるように設計されている。この場合、材料プレートをこの重要な領域にできるだけ効果的に固定するように、保持手段は切断輪郭１８に近接して延展する。切断輪郭１８が変化した場合、固定に必要な保持手段の一部もまた変化させると有利である。しかし、これは切断装置の中断につながる。切断システムは、同じ切断輪郭１８がそれぞれ１つの切断位置において連続的に切断される場合に、その能力が最適に発現される。

図１の切断システム１０の両方の切断位置ＳＰ１及びＳＰ２において同じ切断輪郭１８を切断させるには、２つの方法がある。１つは、２つの切断位置ＳＰ１及びＳＰ２において、切断輪郭を互いに鏡面対称にする。これは、切断ヘッド１６がそれぞれの場合同じ横断距離を動くという利点があるが、通常、２つの切断位置に対して異なった設計の保持手段が必要とされるという欠点がある。もう１つとしては、切断輪郭を、軸１２に対して１８０度の回転により一方から他方に移動させる方法がある。両方の切断位置に対する保持手段はこの場合同一である。しかし、切断ヘッド１６の横断距離は異なる。

図１の切断システム１０の連続動作を以下に説明する。
グリッド２０が廃棄ステーションＤで第一の搬送装置１１ａから除去され、廃棄される。同時に、ブランク１９が上流の積降ろしステーションＣにおいて除去され、切断輪郭１８は切断位置ＳＰ１内の切断セルＢにおいて切断され、そして新しい材料プレートが積込みステーションＡ内に懸垂する。
その間に、第二の搬送装置１１ｂは、１ステーションだけ前進し、切断されていない材料プレートが切断位置ＳＰ２に送られる。
切断ヘッドは切断位置ＳＰ１から切断位置ＳＰ２に切り替えられる。
切断ヘッドはそこで切断輪郭１８を切断する。同時に、グリッド２０が廃棄ステーションＤで搬送装置１１ｂから除去され、廃棄される。ブランク１９は上流の積降ろしステーションＣから除去され、新しい材料プレートが積込みステーションＡで取り付けられる。
第一の搬送装置１１ａは、その間、１ステーションだけ前進し、それによって切断されていない材料プレートが切断位置ＳＰ１に移動する。
切断ヘッドは再び切断位置ＳＰ２から切断位置ＳＰ１に切り替えられる。
この一連の流れが最初から再び繰り返される。

図１に示す原理を満たす本発明の切断システムの、詳細な具体例を図２から図４に再現する。切断システム１０’は、ここでもまた、軸４２に沿って前後に配列された４つのステーションＡからＤ、すなわち積込みステーションＡ、切断セルＢ、積降ろしステーションＣ、及び、廃棄ステーションＤを有する。搬送装置１１ａ及び１１ｂは、材料プレートが懸垂する、回転チェーンとして設計される。レーザー源１４は、積込みステーションＡの上方に配置され、その結果、メンテナンスおよび修理時に簡単に近づくことができるようになっている。レーザー源１４に近接し、そしてその結果、レーザー源１４に短距離で接続して、レーザー制御キャビネット２６及び冷却装置２７がシステムの前面に配置されている。システムのシークエンス制御に必要な機械制御キャビネット２５もまた同一の位置に配置されている。レーザー制御キャビネット２６、冷却装置２７、及び機械制御キャビネット２５は、いつでも接近可能な状態で、保護ブース４０の外部に配置されている。保護ブース４０はシステム全体を格納し、図２から４において、二点破線によって示されている。互いに直角に配置された、２つのそれぞれのパレット搬送装置２３ａ、２４ａおよび２３ｂ、２４ｂは、積込みステーションＡの両側に設けられている。これらのパレット搬送装置２３ａ、２４ａおよび２３ｂ、２４ｂによって、交互に、切断されていない材料パネルのスタックを積んだパレット３５が運び込まれ、空のパレットが運び出される。その結果、パレットの交換による遅延が高い信頼性をもって避けられる。積込み装置２１ａおよび２１ｂによって、パレット上のスタックから、材料プレートは個別に除去され、搬送装置１１ａ及び１１ｂに懸垂される。積込み装置２１ａおよび２１ｂは、それぞれ、クロスビーム３９上で横断可能及び搬送方向を横切るように旋回可能な角度付きアームとして設計され、材料と付着するための吸引装置（図示せず）を端部に有している。その結果、材料プレートはスタックからより簡単に除去され、スタックを積んだパレットは、図２からわかるように、傾斜装置２２ａおよび２２ｂによって傾斜される。

積込みステーションＡ内で搬送装置１１ａ及び１１ｂのチェーンに懸垂された材料プレートは、懸垂された状態のまま、積込みステーションＡから次の切断セルＢに搬送される。それらは、そこに設置してある保持および位置決め装置３０ａおよび３０ｂによって止め具で固定された正しい切断位置に運ばれ、そこに保持される。レーザー光で作動する切断ヘッド（図２から４には示されていない）は、保持および位置決め装置３０ａおよび３０ｂの間を横断できるように配置されている。切断ヘッドは、搬送スライド２９によって、搬送方向（軸４２）を確実に横断する。搬送スライド２９には切断ヘッドが固定されており、ガントリ（ｇａｎｔｒｙ）２８上を横断するように配置されている。上述したように、材料プレートは、次の切断輪郭の中に分散するように配置された吸引カップによって、保持および位置決め装置３０ａおよび３０ｂに保持され、切断輪郭に適合した止め具に押し当てられる。いったん材料プレートが切断されると、切断セルＢから次の積降ろしステーションＣへ、微細な接合ウェブで懸垂されたブランクと共にさらに搬送される。積降ろしステーションＣでは、微細な接合ウェブは切断され、その結果、ブランク１９は最終的に材料プレートの残りの部分、すなわちグリッド２０から分離される。グリッド２０が搬送装置１１ａ及び１１ｂに懸垂されたまま、切り離されたブランク１９は、積降ろし装置３１ａおよび３１ｂによって横方向に除去され、スタック状態で利用可能なパレット上に置かれる。積降ろし装置３１ａおよび３１ｂは、上述した積込み装置２１ａおよび２１ｂと同様に設計・構築され、同様に、クロスビーム３２上で横断可能及び搬送方向を横切るように旋回可能である。同様に、それらも吸引キャップと共に作動する。積込みステーションＡと同様に、そして同じ理由で、互いに直角に配置された２つのそれぞれのパレット搬送装置３３ａ、３４ａおよび３３ｂ、３４ｂも、積降ろしステーションＣ内に設けられ、それらのパレット搬送装置３３ａ、３４ａおよび３３ｂ、３４ｂによって、交互に、切断されたブランク１９のスタックを積んだパレット３５が運び出され、空のパレットが運び込まれる。

積降ろしステーションＣの下流に配置された廃棄ステーションＤ内では、搬送装置１１ａおよび１１ｂが動作を終了し、残存したグリッド２０が搬送装置１１ａおよび１１ｂから切り離されるか、投げ出され、搬送装置１１ａおよび１１ｂの下部にあるシュレッダー装置３６に落下し、細断される。シュレッダー装置３６からの部分は、その下に配置されたスクラップ搬送装置３７によって搬送される。スクラップ搬送装置３７はベルトコンベヤ等の形状を成し、切断システム１０’端部のスクラップコンテナ３８を通過する。スクラップ搬送装置３７は、好ましくは、廃棄ステーションＤの真下だけでなく、切断セルＢの真下にも到達する。このようにして、切断セルＢ内での切断中に直接生じて落下する、スクラップの細かい破片も、同時に搬送される。

本発明を、レーザーで作動し、２つの対向する切断位置を有する切断システムの例を用いて説明したが、本発明の範囲内において、さまざまな変形あるいは拡大が見出される。例えば、レーザー切断方法の代わりに、他の熱切断方法あるいはウオータージェットを利用した切断方法も使用できる。同様に、平行に走行するリニア搬送装置の代わりに、共通の切断セルを通る、円形のメリーゴーランド状の搬送装置を使用してもよい。１８０度の角度で対向する２つの切断位置の代わりに、垂直軸に対し３６０度／ｎ（ｎは切断位置の数）だけ回転することにより１方から他方へ移動することができる３つ以上の切断位置も考えられる。さらに、切断セルを通る搬送装置の代わりに、材料プレートを切断のための切断セルに搬送し、切断が終了すると、それらを同様な方法で、切断セルから再び搬出する他の搬送装置を使用することも可能である。

符号の説明

１０、１０’ 切断システム
１１ａ、１１ｂ 搬送装置
１２、４２ 軸
１３ａ、１３ｂ 材料プレート （金属シート）
１４ レーザー源
１５ 偏向手段
１６ 切断ヘッド
１７ レーザー光線
１８ 切断輪郭
１９ ブランク
２０ グリッド
２１ａ、２１ｂ 積込み装置
２２ａ、２２ｂ 傾斜装置
２３ａ、２３ｂ パレット搬送装置
２４ａ、２４ｂ パレット搬送装置
２５ 機械制御キャビネット
２６ レーザー制御キャビネット
２７ 冷却装置
２８ ガントリ
２９ 搬送スライド
３０ａ、３０ｂ 保持及び位置決め装置
３１ａ、３１ｂ 積降ろし装置
３２、３９ クロスビーム
３３ａ、３３ｂ パレット搬送装置
３４ａ、３４ｂ パレット搬送装置
３５ パレット
３６ シュレッダー装置
３７ スクラップ搬送装置
３８ スクラップコンテナ
４０ 保護ブース
４１ ガイド
４３、４４ ビームガイド
Ａ 積込みステーション
Ｂ 切断セル
Ｃ 積降しステーション
Ｄ 廃棄ステーション
ＳＰ１、２ 切断位置

Claims (36)

1. 切断する材料プレート（１３ａ、１３ｂ）が実質的な切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）に最初に運び込まれ、切断装置（１４、１５、１６）によって側部から切断する材料プレート（１３ａ、１３ｂ）、特に金属シートを切断する方法であって、材料プレート（１３ａ、１３ｂ）が、切断装置（１４、１５、１６）が到達することのできる異なった２つ以上の切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）に切断のために運び込まれ、前記異なった切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）に配置された前記材料プレートが、前記切断装置（１４、１５、１６）によって順番に切断されることを特徴とする、材料プレートの切断方法。
2. 第一の材料プレートが第一の切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）において切断されている間、第二の材料プレートが第二の切断位置（ＳＰ２、ＳＰ１）に運び込まれ、第一の材料プレートの切断終了後、前記切断装置（１４、１５、１６）が前記第二の切断位置（ＳＰ２、ＳＰ１）に設定され、第二の材料プレートが切断されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）の変化が周期的に行われ、新しい材料プレートが切断のために切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）に運び込まれる前に、この切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）で既に切断された材料プレートがこの切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）から除去されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 前記切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）が垂直軸（１２）に対して、旋回的に左右対称に配置されており、それに対応して前記切断装置（１４、１５、１６）が次の切断位置に到達するために前記軸（１２）に対して調節されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記垂直軸（１２）に対して１８０度回転させることにより一方から他方へと移動できる２つのみの切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）を設けていることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
6. 切断のためにレーザー光線（１７）を使用し、前記切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）間の変更によって、前記レーザー光線（１７）が対応して偏向することを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記材料プレート（１３ａ、１３ｂ）が、前記切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）に懸垂状態で搬入され、前記切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）から懸垂状態で搬出されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記材料プレート（１３ａ、１３ｂ）の搬送が、まっすぐな経路で行われることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 前記材料プレート（１３ａ、１３ｂ）の、前記切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）への搬入、および前記切断位置からの搬出が、２つの別々の搬送装置（１１ａ、１１ｂ）によって、並行した経路で行われることを特徴とする、請求項５および８に記載の方法。
10. 前記材料プレート（１３ａ、１３ｂ）のそれぞれが、切断中、固定位置に保持され、前記切断装置（１４、１５、１６）が所定の切断輪郭（１８）に沿って走行することを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記切断輪郭（１８）に沿って走行するために、前記切断装置（１４、１５、１６）が、２つの軸において、前記材料プレート（１３ａ、１３ｂ）の面に対して平行に横断することを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. 前記材料プレート（１３ａ、１３ｂ）が、切断によってブランク（１９）および残存グリッド（２０）に分かれ、切断中、前記材料プレート（１３ａ、１３ｂ）が前記ブランク（１９）の領域に保持されていることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
13. 前記材料プレート（１３ａ、１３ｂ）の切断中、前記ブランク（１９）が数個の狭い接合ウェブを除いて前記グリッド（２０）から分離され、切断された前記材料プレートがその切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）からさらに遠くに運ばれたときにはじめて前記ブランク（１９）及び前記グリッド（２０）が最終的に分離されることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
14. 前記ブランク（１９）および前記グリッド（２０）の最終的な分離の後、前記ブランク（１９）は別に回収され、前記グリッド（２０）は細断され廃棄されることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
15. 前記材料プレート（１３ａ、１３ｂ）を懸垂できる前記搬送装置（１１ａ、１１ｂ）が、前記材料プレート（１３ａ、１３ｂ）を搬送するために用いられ、前記材料プレート（１３ａ、１３ｂ）は、前記搬送装置（１１ａ、１１ｂ）内で懸垂される前に、それぞれ材料プレートのスタックから個別に取り出されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
16. 前記材料プレートのスタックは、前記材料プレート（１３ａ、１３ｂ）を目立たせるために、水平位置から傾斜位置に傾いていることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
17. 切断する前記材料プレート（１３ａ、１３ｂ）を、本質的に垂直な切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）に保持するための第一の手段（３０ａ、３０ｂ）、前記垂直な切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）に前記材料プレート（１３ａ、１３ｂ）を搬入、搬出する第二の手段（１１ａ、１１ｂ）、及び前記垂直な切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）に配置された前記材料プレートを切断するために横方向に作動する切断装置（１４、１５、１６）を含む、請求項１から１６のいずれか１項に記載の方法を実施するための切断システム（１０、１０’）であって、前記搬送手段（１１ａ、１１ｂ）が近づくことのできる２つ以上の異なった切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）が設けられ、前記切断装置（１４、１５、１６）がそれぞれ２つ以上の異なった切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）に設置されていることを特徴とする切断システム。
18. 前記搬送手段が、切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）の数に対応する数の独立した搬送装置（１１ａ、１１ｂ）を含み、前記搬送装置（１１ａ、１１ｂ）はそれぞれ特定の切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）に割り当てられていることを特徴とする、請求項１７に記載の切断システム。
19. 前記搬送装置（１１ａ、１１ｂ）が前記材料プレート（１３ａ、１３ｂ）を懸垂状態で搬送するように設計されていることを特徴とする、請求項１８に記載の切断システム。
20. 前記搬送装置（１１ａ、１１ｂ）が、水平方向に延展する回転チェーンをそれぞれ含み、前記回転チェーンの上に前記材料プレート（１３ａ、１３ｂ）を懸垂させるための装置が均等な間隔をあけて設けられていることを特徴とする、請求項１９に記載の切断システム。
21. 前記切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）が切断セル（Ｂ）内の前記切断装置（１４、１５、１６）の周囲に配置され、前記搬送装置（１１ａ、１１ｂ）が前記切断セル（Ｂ）を通っていることを特徴とする、請求項１８から２０のいずれか１項に記載の切断システム。
22. ２つの切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）が、垂直軸（１２）に対する１８０度の回転によって、一方から他方へと移動できるように前記切断セル（Ｂ）内に互いに対向して配置され、搬送装置（１１ａ、１１ｂ）はそれぞれの切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）に割り当てられ、前記搬送装置（１１ａ、１１ｂ）は互いに平行に走行することを特徴とする、請求項２１に記載の切断システム。
23. 前記２つの搬送装置（１１ａ、１１ｂ）が、前記材料プレート（１３ａ、１３ｂ）を同一方向に搬送することを特徴とする、請求項２２に記載の切断システム。
24. 前記２つの搬送装置（１１ａ、１１ｂ）に材料プレート（１３ａ、１３ｂ）を個別に積み込むための積込みステーション（Ａ）が、前記切断セル（Ｂ）の搬送方向上流に配置され、前記材料プレート（１３ａ、１３ｂ）から切り取った前記ブランク（１９）を両方の搬送装置（１１ａ、１１ｂ）から個別に除去するための積降ろしステーション（Ｃ）が、前記切断セル（Ｂ）の搬送方向下流に配置されることを特徴とする、請求項２３に記載の切断システム。
25. 好ましくは搬送方向を横切る方向に横断することのできる、それぞれの個別にコントロール可能な積込み装置（２１ａ、２１ｂ）は、前記積込みステーション（Ａ）内で、前記２つの搬送装置（１１ａ、１１ｂ）のそれぞれに割り当てられ、前記積込み装置（２１ａ、２１ｂ）は材料プレートをスタックから個別に受け取り、それらを関連する搬送装置に吊るすことを特徴とする、請求項２４に記載の切断システム。
26. 少なくとも２つのそれぞれのパレット搬送装置（２３ａ、２４ａおよび２３ｂ、２４ｂ）が前記積込み装置（２１ａ、２１ｂ）上に設けられ、前記パレット搬送装置（２３ａ、２４ａおよび２３ｂ、２４ｂ）によって、材料プレートのスタックを有するパレット（３５）が異なった経路で前記積込み装置（２１ａ、２１ｂ）に供給されることを特徴とする、請求項２５に記載の切断システム。
27. 好ましくは搬送方向を横切る方向に横断することのできる、それぞれの個別にコントロール可能な積降ろし装置（３１ａ、３１ｂ）は、積降ろしステーション（Ｃ）内で、前記２つの搬送装置（１１ａ、１１ｂ）のそれぞれに割り当てられ、前記積降ろし装置（３１ａ、３１ｂ）は前記切断されたブランク（１９）を関連する搬送装置から除去し、積み上げてスタックを形成することを特徴とする、請求項２４に記載の切断システム。
28. 少なくとも２つのそれぞれのパレット搬送装置（３３ａ、３４ａおよび３３ｂ、３４ｂ）が前記積降ろし装置（３１ａ、３１ｂ）に設けられ、前記パレット搬送装置（３３ａ、３４ａおよび３３ｂ、３４ｂ）によって、ブランク（１９）のスタックを有するパレット（３５）が異なった経路で搬送されることを特徴とする、請求項２７に記載の切断システム。
29. 切断中に残存した前記グリッド（２０）の廃棄のための廃棄ステーション（Ｄ）が、搬送方向において前記積降ろしステーション（Ｃ）の下流に配置されていることを特徴とする、請求項２４から２９のいずれか１項に記載の切断システム。
30. 前記廃棄ステーション（Ｄ）が、前記グリッド（２０）を細断するためのシュレッダー装置（３６）を含むことを特徴とする、請求項２９に記載の切断システム。
31. 保持及び位置決め装置（３０ａ、３０ｂ）が、切断する前記材料プレート（１３ａ、１３ｂ）をそれぞれの切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）に保持するための手段（３０ａ、３０ｂ）として前記切断セル（Ｂ）内に設けられていて、前記保持及び位置決め装置（３０ａ、３０ｂ）が切断する前記材料プレートを前記ブランク（１９）の領域で保持し、止め具に押し当てることを特徴とする、請求項２１から３０のいずれか１項に記載の切断システム。
32. 材料プレートのスタックを積み込んだパレットを傾斜させるためのそれぞれの傾斜装置（２２ａ及び２２ｂ）が、前記積込み装置（２１ａ、２１ｂ）の領域に配置されることを特徴とする、請求項２５又は請求項２６に記載の切断システム。
33. 前記切断装置（１４、１５、１６）が、レーザー切断装置として設計されていることを特徴とする、請求項１７から３２に記載の切断システム。
34. 前記切断装置（１４、１５、１６）が、レーザー源（１４）、偏向手段（１５）、および切断ヘッド（１６）を含み、前記切断ヘッド（１６）は、前記切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）の間を横断でき、前記切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）に配置された前記材料プレート（１３ａ、１３ｂ）に平行であるように配置され、前記搬送手段又は搬送装置（１１ａ、１１ｂ）の上方に配置された前記レーザー源（１４）からのレーザー光は、前記偏向手段（１５）によって前記切断ヘッド（１６）に偏向されることを特徴とする、請求項３３に記載の切断システム。
35. 前記切断ヘッド（１６）内において、前記レーザー光線が異なる切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）に偏向できることを特徴とする、請求項３４に記載の切断システム。
36. 前記切断ヘッド（１６）が、前記レーザー光線（１７）と共に異なる切断位置（ＳＰ１、ＳＰ２）に旋回できることを特徴とする、請求項３４に記載の切断システム。

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