JP2019505382A - ワークセル及びそのようなセルを備えるレーザ加工センタ - Google Patents

Abstract

ここでは、レーザヘッドを介して行われる加工作業のためのワークセルが記載され、ワークセルは、レーザ加工を行うためにピースを受けるよう設計された少なくとも１つの作業領域（２０、４０）と、外側から少なくとも部分的に作業領域を分離するように構成された側方カバー（６０）及び上部カバーと、を備えている。ワークセルは、分割機によって互いに分離される第１作業領域（２０）及び第２作業領域（４０）を、側方カバーと共に規定する、内部分割機（１８）を備え、上部カバー（２２）は、第１作業領域（２０）上の第１位置と第２作業領域（４０）上の第２位置との間で選択的に移動可能となっている。

Description

本発明は、ワークセル及びそのようなセルを備えるレーザ加工センタに関する。

知られているように、レーザヘッドを備える加工センタは、センタの制御及び操作に責任を負うスタッフが操作する作業領域を囲む領域の外側に向けられ及び／又は反射されるレーザビームの光線から保護するために、適切な遮へいを必要とする。

現在使用されているワークセルは、通常、床に固定された構造を有し、作業領域の側部カバー及び上部カバーを規定する一連のシールドパネルに取り付けられている。側部カバーは、４つの側面の全体カバーを提供し、操作者又はワークセルを供給する機械によって、作業領域にアクセス可能とするモバイルゲートを想定する。

本発明の目的は、２つの異なる作業領域を規定し、簡単で設置が容易な構造で構成されることを特徴とするセルを提供することである。

産業機械加工作業の一般的な枠組みにおいて、できるだけ柔軟かつ汎用性のあるワークセンタを使用することができる一定の要求がある。

この一般的な問題に関して、レーザヘッドを備える加工センタの特定の事情において、本出願人はまた、２つの作業領域を有する構成からただ１つの作業領域を有する構成に変更することができるセルを提供することを提案する。

上述した目的の１以上は、請求項１に規定される特徴を有するワークセルによって達成される。

本発明はまた、請求項１２に規定される特徴を有するワークセンタに関する。

クレームに規定される特徴は、ここに提供される教示の不可欠な部分を形成する。

ここに記載されるワークセルは、ワークセルの外側側部カバーと共に、分割機によって互いに分割される第１作業領域及び第２作業領域を規定する内部分割機を提供し、ワークセルの上部カバーは、第１作業領域上の第１位置と第２作業領域上の第２位置との間で選択的に移動可能であることを特徴とする。

以下において詳細にわかるように、問題となる特徴のおかげで、ここに記載されるワークセルは、レーザヘッドが１つの領域内で動作している間、他の領域は、操作者によって全く安全にアクセスできる、例えば、新しいワークピースを加工するための準備ができることを同時に可能とする、交互の方法で、両方の作業領域において動作する単一のレーザヘッドに関連づけられる。

ここに記載されるワークセルのさらに重要な特徴によれば、作業領域をカバーする機能を達成するよう、選択的に拡張された構成をとることができるように、ワークセルの上部移動カバーはさらに、伸縮式で一緒に組み立てられた一連のパネルで構成され、カバーはかわりに使用しない位置に引き出すことができるコンパクトな構成である。同時に、上述した内部分割機は、ワークセル内及び外へ容易に移動できるよう、車輪による移動を予定することができる。

上記の特徴は、簡単かつ迅速な方法で、２つの作業領域を有する構成から単一の作業領域を有する構成に、ワークセルを変更することができる。

本発明のさらなる特徴及び利点は、限定されない例によって純粋に提供される添付図面に関する次の記載からより明らかとなる

ここに記載されるワークセンタの一実施形態の斜視図である。 ２つの作業領域を有する構成における、ここに記載されるワークセルの一実施形態の斜視図である。 第１動作状態における図２のワークセルの正面図である。 第２動作状態における図２のワークセルの正面図である。 図２のワークセルの側面図である。 単一の作業領域を有する構成における図２のワークセルを示す図である。

以下の記載において、様々な特定の詳細が、実施形態の深い理解を可能とすることを目的として示されている。実施形態は、１以上の特定の詳細なしに、また、他の方法、構成又は材料等を有して設けられてもよい。他の知られている事例において、構造、材料又は操作は、実施形態の様々な態様が分かりにくくなることを避けるため、詳細において示されない又は記載されない。

ここで使用される参照は、便宜上提供されるだけのものであり、保護の範囲又は実施形態の範囲を規定しない。

上記で想定されるように、ここに記載されるワークセルは、レーザヘッドが動作するワークセンタでの使用に対して特に提供される。

図面を参照して、ワークセンタは、参照番号１００で指定されており、それにおいて機械が設置され、例えば、溶接、切断、穴あけ等の操作のため、レーザビームを介して加工を行うレーザヘッド１１０を備えている。レーザヘッド１１０は、荷重支持構造１４０によって支持され（全く概略的に図面に示される）、ワークセンタの主方向Ｘに移動可能な、例えばオーバーヘッド移動クレーンのようなオーバーヘッドキャリッジ１２０によって運ばれる。ヘッド１１０は、キャリッジ１２０に対して、互いにそしてＸ方向に対して直交するさらに２つの主方向Ｙ及びＺに移動可能である。

最初に述べたように、レーザヘッドが動作する適用において、レーザビームの可能性のある反射された光線から、ワークセンタの制御及び／又は操作に責任を負うスタッフが操作する周辺領域を保護するために、加工ヘッドが動作する領域を遮へいする問題が存在する。

これに関連して、当該技術分野で知られているそれ自体の方法において、ワークセンタ１００は、側壁１１１及びルーフ１１３を有する外側保護構造を備えている。以下により詳細に示されるように、可動ドア１１５は、センタ内へのアクセスを可能にするようセンタの正面側に設けられている。

図において、参照番号１０によって全体として指定され、ここに記載されるワークセルは、それ自体をワークセンタ内の遮へいされた作業領域に規定する機能を有する。

ここに記載されるワークセルは、ヘッド１１０が交互に動作する２つの異なる作業領域を規定する特性を有し、２つの領域の１つ、レーザヘッドが動作していないのと並行する一連の作業領域において、加工の間、操作者が全体で安全にアクセスできるよう遮へいを提供する。図に示される例において、問題となる２つの作業領域はそれぞれ、参照番号２０及び４０で指定される。

様々な実施形態において、示されているもののように、ワークセル１０は、例えば、ねじ又はボルトを介して床に固定される２つの側方支柱１２、１４、及び、主方向Ｙに向き、支柱１２、１４に支持される一対のクロス部材（クロス部材１６のみが図に示されている）によって構成されるフレームワークを備えている。遮へいパネル６０は、各支柱に運ばれる。

ワークセル１０はさらに、中間分割機（分割部材）１８を備え、それはまた遮へいパネル６０を支持し、プリセット位置で２つの支柱１２、１４の間に設定され、好ましくは、それらのそれぞれから同じ距離の位置に位置し、上述したように、ワークセル１０を２つの作業領域２０、４０に分割する。

さらに、ワークセル１０は、主方向Ｘに対して平行な方向にフレームワークのクロス部材上を移動可能に取り付けられる上部カバー２２を備えている。特に、カバー２２は、構造体１４０に近い側で、クロス部材自体によって搬送される、モータによって駆動されるベルト伝達システムを介してフレームワークの対応するクロス部材に沿って移動する少なくとも１つのキャリッジ（図示されていない）によって搬送される。好ましくは、キャリッジとカバー２２のフレームとの間の設定は、衝撃の際、この状況で、カバーの構造に対して大きな損傷を防止するように、フレームとキャリッジとの間の相対動作を可能とするよう設計されたワッシャを有するガイドである。反対側には、カバー２２はむしろ、フレームワークの対応するクロス部材に設けられるレール上を移動可能な支持体に置かれる。

図３及び図４に示されるように、カバー２２は、２つの異なる位置、特に、第１位置において作業領域２０上に、第２位置において作業領域４０上に選択的に位置できるよう、ワークセルのフレームワークに関して移動可能である。第１位置において、カバー２２は、下部の作業領域２０に関して保護の機能を行い、代わりに、レーザヘッド１１０に対して並行して設定される作業領域４０はアクセル可能とする。同様に、第２位置において、カバー２２は、作業領域４０に関して保護の機能を行い、一方、レーザヘッド１１０に対して作業領域２０はアクセス可能とする。

記載された構造によって行われる遮へい機能に関して、ヘッド１１０が２つの作業領域の１つで動作するとき、他の領域は、主に中間分割機１８及び上部カバー２２によって、ヘッド１１０から放射されるレーザビームの可能性のある反射から遮へいされる。述べられたように、これらの遮へい要素のおかげで、操作者は、全体的に安全に遮へいされた領域にアクセスできる。一方、側方支柱１２、１４に配置されたパネル６０はむしろ、ワークセルの外側の領域を保護する遮へい機能を行う。カバー２２の位置の変化は、後者がカバーの移動の動作を妨げないよう、レーザヘッド１１０の制御と明確に連係されていなければならない。これに関して、カバー２２が移動する前に、ヘッド１１０は、非干渉の状態に設定する、軸線Ｙ及びＺに沿った移動を介して、ワークセル１０から戻されなければならない。

この技術的問題に関して、様々な好ましい実施形態では、示されたもののように、カバー２２は、有利には、レーザヘッド１１０がカバーの動作の間受け入れられる凹部５０の外側を規定するように、カバー自体の端縁の前に設定され、構造体１４０の近傍において、突然の低下を識別する横方向プロファイルを有している。これは、ワークセル１０をレーザヘッドの荷重支持構造１４０に直接隣接させることを可能とし、その結果、ワークセンタの全体寸法を低減し、同時に、２つの領域２０、４０に利用できる空間を最適化する。

前に述べたように、ワークセンタ１００は、前面に、壁１１１のような、外部環境に対する保護の機能を有する、可能ドア１１５によって閉止されるアクセスのための通路を有している。ドア１１５は、数において２つであり（図１では、左側一方のみが閉位置にあることが示されている）、作業領域２０及び４０に対する２つの通路を閉止し、好ましくは、これらのドアは、スライド可能で、それらの各開放位置においてワークセンタの反対側に設定されている。これらのドアのそれぞれは、外部環境を保護する遮へい動作を行うため、各作業領域内での加工の間、閉止されたままになるよう設計され、代わりに、操作者によるフリーアクセスを可能とするよう、隣接の作業領域において加工の間、開放位置に移動するよう設計される。これらのドアの位置は、したがって、カバー２２の場合と全く同様に、ヘッド１１０の動作と同期される。ドア１１５はまた、ワークセル１０の構造の一部を形成し、したがって、ワークセルの外側のワークセンタの構造に制約される代わりに、ワークセルの荷重支持構造に制約される。さらに、これらのドアが両方共閉止位置にあるとき、それらは、ワークセンタ１００に対するアクセスのための通路を完全に閉止し、中間分割機がない場合でも、従来のワークセンタのスライドドアとして、同じように動作することもできる。

上述されたことから、ここに記載されるワークセルが、ワークセンタに完全に組み込まれた簡単な構造を介して２つの異なる作業領域の操作のために、どのようにワークセンタ１００の設定が可能か明確になる。２つの領域を有するこの構成は、見てきたように、交互の方法で、さらに、ヘッドが１つの領域内の加工動作を行う間、操作者は、全体的に安全な状態で並行する領域にアクセスすることができるという事実のおかげで、準備及び／又はローディングのデッドタイムを除去して、２つの作業領域においてレーザヘッドを動作させることを可能とする。

明確に、制御ユニット、好ましくは、ワークセンタ自体の制御ユニットは、カバー２２及びドア１１５を制御するために、事前に配置される。カバー及びドアの制御は、レーザヘッド１１０の制御と、又はその逆も、上記で説明された理由により、連係されることが必要である。好ましい実施形態において、１つの同じコマンドを通して、操作者が、作業領域内の加工及び上記で見られるカバー２２及びドア１１５の同期された動作を立ち上げることができることを介して、ワークセンタは、各作業領域において、制御ステーションを提供することができる。別の実施形態において、両方の作業領域に対する単一の制御ステーションが代わりに想定される。

２つの作業領域を有する構成から単一の作業領域を有する構成へのワークセル１０の変更の可能性に関して、カバー２２は、上述したカバー機能のため、図１、図２及び図３に示された拡張された構成を選択的に想定することができるように、この目的のため、伸縮自在の一緒に組み立てられた一連のパネル２２によって構成され、カバーが代わりにワークセル内の使用しない位置に引き出されることができる、図５に示されるコンパクトな構成である。図６に示されるように、使用しないこの位置は、好ましくは、ワークセルの２つの側方支柱の一方の近くに設けられる。さらに、様々な好ましい実施形態において、示されたもののように、分割機１８は、トロリーに取り付けられ、ワークセル１０内外へ容易に移動可能となっており、プリセット位置で、ワークセル内の床に固定された基準ガイド１７を介して、ワークセル１０の内部に位置している。

言及された特徴により、ワークセル１０は、したがって、カバー２２を上述の使用しない位置に設定し、中間分割機１８をワークセルから移動させることによって、簡単に、極めて簡単かつ迅速な方法で、図１に示された２つの作業領域を有する構成から、図５に示された単一の作業領域を有する構成に変更されることができ、分割機は車輪による移動なので、これは、ただ一人の操作者によっても行われることができる操作である。以上のことから、この動作モードにおいて、ドア１１５は、ワークセンタにアクセスするための通路を完全に閉止する操作を行うことができる。

様々な実施形態において、示されたもののように、２つの作業領域のそれぞれにおいて、ワークセルは、これが作業領域自体上の対応する位置にあるとき、カバー２２の延長部を構成する機能を有する、他の作業領域からさらに離れた側の対応する領域の縁に設定される固定パネル２３を示すことができる。この固定パネルは、上方から対応する領域を保護するカバーと協働し、これは実際にさらに小さい全体寸法を示す場合、特に、カバー自体を使用しない状態に関して、構造上の観点及び機能上の観点の両方から明らかな有利な点を有し、カバーがそれ自体で全体の領域をカバーしなければならない場合よりも、それ自体小さい寸法を有するカバーの提供を可能とする。

固定パネル２３は、対応する側方支柱又はワークセルのフレームワークのクロス部材に取り付けられることができる。図５に見られるように、使用しない位置において、カバー２２は、上記パネル上に設定される。

ワークセル、より一般的にはワークセンタの適切な動作を保証するために、ワークセル１０は、上記で言及した遮へい機能のための各動作位置における、中間分割機１８及びカバー２２の適切な位置を検出するよう設計される位置センサを備えることができる。この場合、センタの制御ユニットは、上述のセンサから、それによって制御される要素の適切な位置の確認を受け取った場合のみ、レーザヘッドの動作を動かすように構成される。

さらに、中間分割機１８は、衝撃の際、例えば、ヘッド１１０が分割機に対して強打する場合、壊れるよう設計された頂部ヒンジ部を備えることができ、センサは、その位置を検証するために、この部分に関連づけられる。同時に、分割機のこの部分の転倒が検出される場合、レーザヘッドの動作を中断するために、制御ユニットは、問題となるセンサに接続される。

問題のセンサは、例えば、磁気式の近接センサで構成されてもよい。

当然のことながら、本発明の原理を害することなく、構成の詳細及び実施形態は、添付の特許請求の範囲に規定される発明の範囲から離れることなく、限定されない例として純粋にここに示されたものに関して、有意に変化させてもよい。特に、ワークセル１０の側方カバーは、ワークセンタの部分を既に形成する構造によって、全体的に又は部分的に規定される、ワークセンタに追加される必要のある付属構造を介して、必ずしも設けられる必要はない。

Claims (15)

1. レーザヘッドを介して行われる加工作業のためのワークセルであって、
   レーザ加工を行うためにピースを受けるよう設計された少なくとも１つの作業領域（２０、４０）と、
   外側から少なくとも部分的に作業領域を分離するように構成された側方カバー（６０）及び上部カバーと、を備え、
   ワークセルは、分割機によって互いに分離される第１作業領域（２０）及び第２作業領域（４０）を、側方カバーと共に規定する、内部分割機（１８）を備え、
   上部カバー（２２）は、第１作業領域（２０）上の第１位置と第２作業領域（４０）上の第２位置との間で選択的に移動可能となっていることを特徴とする、ワークセル。
2. 上部カバー（２２）は、第１位置と第２位置との間で、その動作がアクチュエータによって制御される、請求項１記載のワークセル。
3. 上部カバー（２２）は、第１領域及び第２領域をカバーするために、選択的に拡張された構成を想定できるよう、伸縮式で一緒に組み立てられた一連のパネル（２２’）で構成され、カバーを使用しない位置に引き出すコンパクトな構成である、請求項１又は２に記載のワークセル。
4. 上部カバー（２２）は、電気モータによって駆動されるベルト伝達システムを介して操作される、請求項１〜３のいずれか１つに記載のワークセル。
5. 内部分割機（１８）は、トロリーに取り付けられている、請求項１〜４のいずれか１つに記載のワークセル。
6. 床に固定され、ワークセル内で分割機の適切な位置を規定するよう設計される、分割機のトロリーのための基準ガイド（１７）を備えている、請求項５記載のワークセル。
7. 上部カバー（２２）は、一方の側で、レーザヘッド（１１０）が上部カバーの動作の間受け入れられる、カバー上方の、凹部（５０）の外側を規定するように、カバーの対応する端縁の前に設定される低下を識別する、横方向プロファイルを有している、請求項１〜６のいずれか１つに記載のワークセル。
8. 第１位置及び第２位置において、上部カバーの適切な位置を検出し、制御ユニットに対してその位置を示す信号を送信するように設計されているセンサを備えている、請求項１〜７のいずれか１つに記載のワークセル。
9. ワークセル内の分割機の適切な位置を検出し、制御ユニットに対してその位置を示す信号を送信するように設計されているセンサを備えている、請求項１〜８のいずれか１つに記載のワークセル。
10. 分割機は、衝撃の際、転倒する部分を備えており、ワークセルは、その部分の転倒を検出し、制御ユニットに対してその転倒を示す信号を送信するように設計されているセンサを備えている、請求項１〜９のいずれか１つに記載のワークセル。
11. 第１作業領域（２０）及び第２作業領域（４０）に対して、側方カバーを通して、各通路を閉止する２つのスライドドア（１１５）を備えている、請求項１〜１０のいずれか１つに記載のワークセル。
12. レーザヘッド（１１０）を備える加工ツールと、
    請求項１〜１１のいずれか１つに記載のワークセル（１０）と、を備えるタイプのワークセンタであって、
    レーザヘッドはそれ自体、第１作業領域（２０）の第１位置と第２作業領域（４０）の第２位置との間で移動可能であり、
    ワークセンタはさらに、レーザヘッドがその第１位置にあるとき、カバーはその第２位置にあり、レーザヘッドがその第２位置にあるとき、上部カバーはその第１位置にあるように、ワークセルの上部カバー（２２）及びレーザヘッド（１１０）を制御するよう構成された制御ユニットを備えている、ワークセンタ。
13. ワークセルは、第１位置及び第２位置における上部カバーの適切な位置を検出するセンサを備えており、及び／又は、
    ワークセルは、ワークセル内の分割機の適切な位置を検出するセンサを備えており、
    制御ユニットは、センサの１つが適切な位置を検出しない場合、レーザヘッドの動作及び／又は操作の防止又は遮断を行うよう構成されている、請求項１２記載のワークセンタ。
14. 加工ツール及びワークセルが収容される閉止された空間を規定する、外側側壁（１１１）、
    ルーフ（１１３）及び少なくとも１つの可動ドア（１１５）を備えている、請求項１１又は１２に記載のワークセンタ。
15. 第１作業領域（２０）及び第２作業領域（４０）に対する各通路を閉止する２つのスライドドア（１１５）を備え、
    制御ユニットは、レーザヘッドがその第１位置にあるとき、第１作業領域のドアはその閉止位置にあり、一方、第２作業領域のドアはその開放位置にあり、そして、レーザヘッドがその第２位置にあるとき、第１作業領域のドアはその開放位置にあり、一方、第２作業領域のドアはその閉止位置にあるように、ドアを制御するよう構成されている、請求項１４記載のワークセンタ。

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