JP3388697B2 - レーザ加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は鉄板等の被加工材
を加工パレットに載せ、段取り位置からレーザ加工位置
に被加工材を搬送して加工するレーザ加工装置に関し、
さらに詳しくは、パレットストッカーにおけるパレット
上下駆動装置を不要にして、簡単な構成で作業能率を高
めることができるレーザ加工装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のレーザ加工装置の搬送装
置として、加工装置の稼働率を高めるため、上下に複数
のパレットをパレットストッカーに収納しておき、加工
が終了する毎にパレットの入れ換えを行うようにしたも
のを当出願人は提案されている。（特開平６−１５４７
５号公報参照）ところが、上記の搬送装置は、パレット
ストッカーの設置スペースを大きくしなければならない
という問題があり、大掛かりな設備を必要としていた。

【０００３】又、平面形状の被加工材と、それより高さ
の高い立体形状の被加工材とを各々のパレットに混在し
て収納することができなかった。上記の搬送装置の問題
点を解消して設置スペースを小さくでき、かつパレット
設備を最小限にするため、最大２枚のパレットストッカ
ーを設ける技術が提案されている。（特開昭６３−１６
８９５号公報参照）この搬送装置は、パレットストッカ
ー装置にパレット収納部を上下２段に設け、上段と下段
のパレット収納部に上段及び下段専用のパレットをそれ
ぞれ収納するようになっている。又、加工機の加工高さ
を一定とするために、パレットストッカー装置にパレッ
トの昇降装置を設けている。そして、上段パレットの材
料の加工中は、下段のパレットに被加工材を載せ、次の
加工開始時期まで待機させている。

【０００４】さらに、上段パレット上の被加工材の加工
が終了すると、上段用パレットはパレットストッカーの
上段に収納され、続いてパレットストッカーを前記昇降
装置により上昇して、下段パレットを加工機へ搬送す
る。下段パレットの被加工材を加工中に、パレットスト
ッカー上段の加工済の製品を取り出し、新しい被加工材
に載せ換える。

【０００５】次に、下段の被加工材の加工が終了する
と、下段用パレットストッカーにパレットを戻し、パレ
ットストッカーを前記昇降装置により下降させ、上段パ
レットを加工機へ搬送する。以上のパレット昇降動作が
繰り返し行われレーザ加工が行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ加工装置
の搬送装置は、複数のパレットを搬送する際の搬送高さ
を同一にするため、パレットストッカーに昇降装置を設
けなければならず、構造が複雑になるという問題があっ
た。又、パレットストッカーは上段及び下段専用のた
め、加工が済む毎にパレットの昇降動作に時間がかか
り、レーザ加工装置の加工作業の待機時間が長くなると
いう問題があった。

【０００７】本発明の第１の目的は上記従来の技術に存
する問題点を解消して、各段のパレットの昇降装置を不
要にして構成を簡素化し、レーザ加工の作業能率を向上
することができるレーザ加工装置を提供することにあ
る。

【０００８】本発明の第２の目的は、上記第１の目的に
加えて、各段のパレットの移動機構の構成を簡素化する
ことができるレーザ加工装置を提供することにある。本
発明の第３の目的は、上記第１の目的に加えて、被加工
材の加工条件に合わせて各段のパレットをそれぞれ独立
して移動でき、レーザ加工の作業能率を向上することが
できるレーザ加工装置を提供することにある。

【０００９】本発明の第４の目的は、上記第２又は第３
のいずれかの目的に加えて、各段のパレットの移動機構
の構成を簡素化することができるレーザ加工装置を提供
することにある。

【００１０】本発明の第５の目的は、上記第１〜３のい
ずれかの目的に加えて、各段のパレットの案内機構の構
成を簡素化することができ、各段のパレットの前後方向
への案内を円滑に行うことができるレーザ加工装置を提
供することにある。

【００１１】本発明の第６の目的は、上記第１〜３のい
ずれかの目的に加えて、立体形状の被加工材を搬送して
加工することができるレーザ加工装置を提供することに
ある。

【００１２】本発明の第７の目的は、上記第１〜３のい
ずれかの目的に加えて、レーザ加工ヘッドの例えば材料
センサが被加工材に接触する際の衝撃を緩和することが
できるレーザ加工装置を提供することにある。

【００１３】本発明の第８の目的は、上記第１〜３のい
ずれかの目的に加えて、加工パレットが加工位置に配置
される以前にレーザ加工ヘッドを被加工材の上方の所定
位置に待機させて、被加工材の加工開始時期を速め加工
作業の能率を向上することができるレーザ加工装置を提
供することにある。

【００１４】本発明の第９の目的は、上記第１〜３のい
ずれかの目的に加えて、各段の加工パレットに載置され
た被加工材の高さに応じて、レーザ加工ヘッドを適正高
さに移動停止して加工開始時期を速め加工作業の能率を
向上することができるレーザ加工装置を提供することに
ある。

【００１５】本発明の第１０の目的は、上記第１〜３の
いずれかの目的に加えて、三段以上の加工パレットを備
えたレーザ加工装置において、最上段から二段目以下の
加工パレットの段取り作業を容易に行うことができるレ
ーザ加工装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記第１及び第６の目的を達成するために、フレームに
対し上下複数段に被加工材を支持する複数の加工パレッ
トを配置し、各段の加工パレットを各段の案内機構によ
り段取り位置と加工位置との間で往復動可能に案内支持
し、前記各段の加工パレットを前記各段の案内機構に沿
って往復動させる移動機構を設け、加工位置に移動され
た各段加工パレット上の被加工材の高さに応じて、レー
ザ加工ヘッドを昇降動作させてレーザ加工を行うように
構成したレーザ加工装置において、最下段の加工パレッ
トはその下部に深型パレットを備え、該深型パレットを
使用する際、最下段の加工パレットのワーク支持部は開
放されるように構成されている。

【００１７】請求項２記載の発明においては、上記第２
の目的を達成するために、請求項１において、各段の加
工パレットは単一の移動機構により駆動され、いずれか
一つの加工パレットが各々の加工位置に交互に移動され
る。

【００１８】請求項３記載の発明は、上記第３の目的を
達成するために、請求項１において、各段の加工パレッ
トはそれぞれ独立の移動機構により駆動される。請求項
４記載の発明は、上記第４の目的を達成するために、請
求項２又は３において、加工パレットの移動機構はチェ
ーン駆動機構、送りねじ駆動機構、ベルト駆動機構、シ
リンダ駆動機構、又はラック・ピニオン機構である。

【００１９】請求項５記載の発明においては、上記第５
の目的を達成するために、請求項１〜３のいずれかにお
いて、前記各段の案内機構はフレームの両側にブラケッ
トを介して回転可能に配設され、加工パレットをそれぞ
れのパレット移動方向に往復動可能に案内支持する複数
の支持ローラと、加工パレットの両側面を支持してパレ
ット移動方向に案内する一対のパレットガイドバーとに
より構成されている。

【００２０】

【００２１】請求項６記載の発明は、上記第７の目的を
達成するために、請求項１〜３のいずれかにおいて、各
段の加工パレットが各々の加工位置に移動されたことを
検出する各段毎のパレット検出手段を備え、各段のパレ
ット検出手段からの検出信号に基づいて、該当する段の
加工パレットの位置に応じてレーザ加工ヘッドを予め設
定された下降高さ位置まで下降し、その後に該加工パレ
ット上の被加工材から所定高さの加工高さ位置までレー
ザ加工ヘッドを下降する制御装置を備えている。

【００２２】請求項７記載の発明においては、上記第８
の目的を達成するために、請求項１〜３のいずれかにお
いて、各段の加工パレットが各々の加工位置に移動され
る前に加工パレットの位置を検出する各段毎の位置検出
手段と、各段の加工パレットが各々の加工位置に移動さ
れたことを検出する各段毎のパレット検出手段とを備
え、前記位置検出手段の検出信号に基づいて、該当する
段の加工パレットの高さに応じてレーザ加工ヘッドを予
め設定された下降高さ位置まで下降し、前記パレット検
出手段により前記加工パレットが加工位置に移動された
ことが検出された後、該加工パレット上の被加工材から
所定高さの加工高さ位置までレーザ加工ヘッドを下降す
る制御装置を備えている。

【００２３】請求項８記載の発明においては、上記第９
の目的を達成するために、請求項１〜３のいずれかにお
いて、レーザ加工ヘッドはノズルと各段の加工パレット
上の被加工材との距離、つまり加工高さ位置を検出する
距離検出手段を備え、該距離検出手段からの検出信号に
基づいてレーザ加工ヘッドを加工高さ位置に位置合わせ
可能な制御装置を備えている。

【００２４】請求項９記載の発明においては、上記第１
０の目的を達成するために、請求項１〜３のいずれかに
おいて、加工パレットは上下方向に三段以上に配設さ
れ、被加工材の取り付け取り外しを行う各段の段取り位
置とレーザ加工を行う各段の加工位置とのそれぞれの中
間位置に加工パレットの待機位置を設けている。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、この発明を具体化した一実
施形態を図１〜図１２に従って説明する。図１は本発明
のレーザ加工装置１１全体を示し、図２，３は本発明の
原理を示すものである。図１のレーザ加工装置１１は、
被加工材供給装置１２と、該供給装置上に支持された被
加工材１３を加工するレーザ加工ヘッド９７とにより構
成されている。最初に、図１及び図２に基づいて原理を
説明する。

【００２６】前記被加工材供給装置１２を構成するフレ
ーム２１には上段及び下段の案内機構２２，２３が設け
られ、上下段の案内機構２２，２３にはそれぞれ平板状
の被加工材１３を支持する上段加工パレット２４及び下
段加工パレット２５が前後方向（図２，３の左右方向）
の往復動可能に支持されている。前記上下段の加工パレ
ット２４，２５は、共通のチェーン駆動機構２６により
図２の左側の上段段取り位置Ｓ１１及び下段段取り位置
Ｓ１２と、右側の上段加工位置Ｓ２１、下段加工位置Ｓ
２２との間でそれぞれ交互に移動可能に支持されてい
る。

【００２７】そして、図２に示すように上段加工パレッ
ト２４が上段加工位置Ｓ２１に位置決め保持され、下段
加工パレット２５が下段段取り位置Ｓ１２に保持された
状態において、上段加工パレット２４上の被加工材１３
がレーザ加工ヘッド９７により加工される。この加工作
業が終了すると、図３に示すように上段加工パレット２
４は上段加工位置Ｓ２１から上段段取り位置Ｓ１１に移
動し、下段段取り位置Ｓ１２にあった下段加工パレット
２５が下段加工位置Ｓ２２に移動され位置決めされる。
そして、レーザ加工ヘッド９７の加工ヘッドが下段加工
パレット２５上の被加工材１３に対し下降され、下段の
被加工材１３のレーザ加工が行われる。

【００２８】前記下段加工パレット２５には深さを有す
る深型パレット６６が装着され、平板状の被加工材１３
に代えて、高さの高い被加工材１４を支持して加工を可
能としている。

【００２９】次に、レーザ加工装置１１を具体化した一
実施形態を図１，図４〜図１２に基づいて説明する。前
記フレーム２１は図１，図４，図５に示すように最上部
に位置する長四角枠状の第１水平角形パイプ３１と、該
角形パイプ３１の直下に溶接固定された断面長四角枠状
の第２水平角形パイプ３２とを備えている。又、該角形
パイプ３２から所定距離下方に離れて地面に載置される
断面長四角枠状の第３水平角形パイプ３３と、前記第２
水平角形パイプ３２及び第３水平角形パイプ３３を連結
する複数の縦角形パイプ３４と、前記各縦角形パイプ３
４の間に水平に架設連結された複数の補強角形パイプ３
５とを備えている。

【００３０】図６に示すように左右両側に位置する前記
第１及び第２の水平角形パイプ３１，３２には、上段加
工パレット２４及び下段加工パレット２５を案内する上
段及び下段の案内機構２２，２３が装着されている。該
機構２２，２３について説明すると、図７，８に示すよ
うに前記第１水平角形パイプ３１の上面及び両水平角形
パイプ３１，３２の内側面にスペーサ４１を介して複数
箇所にブラケット４２が固定されている。各ブラケット
４２には上段加工パレット２４及び下段加工パレット２
５を支持する上段及び下段のパレット支持ローラ４３，
４４が支持軸４５，４６によりそれぞれ回動可能に支持
されている。又、前記各ブラケット４２の側壁面には上
下一対の凹部４２１が設けられ、両凹部４２１にはパレ
ット移動方向の前後方向に延びる上段パレットガイドバ
ー４７，下段パレットガイドバー４８が係合され、ワッ
シャー４９を介してボルト５０によりブラケット４２に
固定されている。

【００３１】前記上段及び下段のパレットガイドバー４
７，４８により前記上段パレット２４及び下段パレット
２５の左右両側面が微小の隙間をもって左右方向に蛇行
しないように位置規制されている。両加工パレット２
４，２５は下面を上段パレット支持ローラ４３及び下段
パレット支持ローラ４４に支持されながら、側壁面をガ
イドバー４７，４８によりガイドされて前後方向に往復
動可能である。

【００３２】次に、前記上段加工パレット及び下段加工
パレット２４，２５の構成を図６，図９に基づいて説明
する。両パレット２４，２５は図９に示すように四角形
状の枠体５１を備えている。前記枠体５１の内側には全
周にわたってブラケット５５が四角枠状に溶着固定され
ている。このブラケット５５には左右方向に水平支持バ
ー５６の両端部が架設されボルト５７により連結されて
いる。図９に示すように前記ブラケット５５及び水平支
持バー５６の間、水平支持バー５６相互間には前後方向
の水平支持バー５８の前後両端が架設され、ボルト５９
により連結されている。さらに、前記両水平支持バー５
６，５８の上面には、前記剣山５２が設けられている。
そして、これらの剣山５２は水平支持バー５６，５８上
に金網５３を載置した状態において、該金網５３の網目
から突出するようになっている。前記剣山５２と金網５
３とによりワーク支持部が形成されている。

【００３３】図６に示すように、前記水平支持バー５６
の左右両端部には、被加工材１３を固定配置するための
取付ブロック６１がボルト６２により固定され、取付ブ
ロック６１には剣山５２に支持された被加工材１３の端
縁をクランプするクランプバー６３がボルト６４により
締め付け固定されている。又、図１に示すように下段加
工パレット２５は、その下側に被加工材１３に代えて例
えば箱形の立体形状の被加工材を収容するための深型パ
レット６６を備えている。この深型パレット６６の上端
部はブラケット５７の直下において枠体５１に溶接等に
より固定されている。そして、下段加工パレット２５に
支持されている水平支持バー５６，５８をボルト５７，
５９による固定状態から取り外して四角形状の枠体５１
の内側の各部材５３，５６，５８，６１，６３及び剣山
５２を全て取り除き、ワーク支持部を開放して枠体５１
のみにすることによって高さの高い例えば箱形の立体形
状の被加工材１４を前記深型パレット６６に収容して、
下段段取位置Ｓ１２から下段加工位置Ｓ２２へ搬送して
レーザ加工を行うことができる。

【００３４】次に、前記両加工パレット２４，２５を前
後方向に往復動するチェーン駆動機構２６の構成を図４
〜図９について説明する。前記両加工パレット２４，２
５を構成する四角形状の枠体５１の前後両端角部には、
図７に鎖線で示すように取付プレート７１が溶着固定さ
れ、該取付プレート７１には取付ブラケット７２がボル
トにより固定されている。又、該ブラケット７２には取
付突起７３が溶着され該突起７３にはチェーン７４の端
部が連結されている。前記フレーム２１には図４，５に
示すように取付台７５が水平に支持され、該取付台７５
には減速機付きモータ７６が固定されている。そして、
該モータ７６の駆動軸７７に駆動スプロケットホイール
７８を嵌合し、該スプロケットホイール７８には前記上
段加工パレット２４及び下段加工パレット２５の前端部
に二つの端部を連結したチェーン７４の中間部が巻掛さ
れている。一方、フレーム２１の後端部には取付台７９
が固着され、該取付台７９には軸受８０を介して回転軸
８１が所定位置において回転可能に支持され、該軸８１
には被動スプロケットホイール８２が支持されている。
そして、この被動スプロケットホイール８２には前記上
段加工パレット２４及び下段加工パレット２５の後端部
に二つの端部を連結したチェーン７４の中間部が巻掛さ
れている。

【００３５】従って、前記減速機付きモータ７６により
駆動スプロケットホイール７８が図４において時計回り
方向に回転されると、上段加工パレット２４が上段段取
り位置Ｓ１１から上段加工位置Ｓ２１へ移動され、反対
に下段加工パレット２５が下段加工位置Ｓ２２から下段
段取り位置Ｓ１２へ同期して移動される。次に、モータ
７６が逆回転されると、上段加工パレット２４が上段加
工位置Ｓ２１から上段段取り位置Ｓ１１へ移動され、反
対に下段加工パレット２５が下段段取り位置Ｓ１２から
下段加工位置Ｓ２２へ同時に移動される。

【００３６】図７，８に示すように、前記各ブラケット
４２のうち、チェーン７４と対応する側の各ブラケット
４２には、該チェーン７４の下側を案内するチェーンガ
イド６８がボルト６９及びカラー７０により支持されて
いる。

【００３７】図１０に示すように、前記第１及び第２の
水平角形パイプ３１，３２には取付ブラケット８３が固
着され、該ブラケット８３には上段加工パレット２４及
び下段加工パレット２５の上段及び下段加工位置Ｓ２
１，Ｓ２２への移動制御を行うための上段及び下段の減
速用センサ８４１，８４２及び上段及び下段の停止用セ
ンサ８５１，８５２が所定の位置に設けられている。そ
して、上段減速用センサ８４１により例えば上段加工パ
レット２４の枠体５１の前端の位置が検出されると、前
記モータ７６の回転速度が高速から低速に切り換えられ
る。上段停止用センサ８５１により加工パレット２４の
枠体５１の前端が検出されると、前記モータ７６に停止
信号が出力されて上段加工パレット２４が位置決め停止
される。

【００３８】前記第１及び第２の水平角形パイプ３１，
３２の前端角形パイプ３１１，３２１（図５参照）に
は、図１１に示すようにストッパプレート８６が固着さ
れている。又、前記両加工パレット２４，２５の枠体５
１の前端枠部５１１，５１２（図９参照）には、取付プ
レート８７が溶着され、該プレート８７には上段及び下
段のストップボルト８８１，８８２が螺合され、該ボル
ト８８１，８８２の螺合位置を調節した後、ナット８９
により該ストップボルト８８１，８８２を所定位置に固
定することができる。そして、両加工パレット２４，２
５が上段又は下段の加工位置Ｓ２１，Ｓ２２に移動され
たとき、前記ストップボルト８８１又は８８２がストッ
パプレート８６に当接され、上段又は下段の加工位置Ｓ
２１，Ｓ２２における加工パレット２４，２５の前後方
向の位置規制が行われる。

【００３９】次に、レーザ加工ヘッド９７について説明
する。図１に示すように機台９１にはガイドレール９２
が配設され、該ガイドレール９２にはＸ軸駆動機構９３
によりフレーム９４がＸ軸方向（前後方向；図１の紙面
と直交する方向）の往復動可能に支持されている。又、
このフレーム９４にはＹ軸駆動機構９５によりサドル９
６がＹ軸方向（図１の左右方向）に往復動可能に支持さ
れている。さらに前記サドル９６の下端には加工ヘッド
９７が昇降機構としてのＺ軸駆動機構９８によりＺ軸方
向（図１の上下方向）の往復動可能に装着されている。
前記加工ヘッド９７の下端部にはレーザビームを被加工
材１３に向かって照射するノズル９９が装着され、レー
ザ発生装置（図示略）からレーザが照射されるようにな
っている。

【００４０】図１２に示すように、前記Ｚ軸駆動機構９
８には制御装置１０１が接続され、該制御装置１０１に
は前記センサ８４１，８４２，８５１，８５２の他に上
段及び下段のパレット２４，２５が上段及び下段の加工
位置Ｓ２１，Ｓ２２に有るか否かを検出するための上段
及び下段のパレットセンサ１０２，１０３が接続されて
いる。前記パレットセンサ１０２，１０３は図１１に示
すように、ストッパプレート８６に取り付けられ、上段
又は下段のパレット２４又は２５の取付プレート８７に
止着した作動子８７１，８７２の接近を感知して作動さ
れる。上段及び下段のパレット２４，２５のいずれかが
所定の加工位置Ｓ２１，Ｓ２２に配置された時は、上段
又は下段のパレットセンサ１０２又は１０３が動作され
る。そして、上段又は下段のパレット２４又は２５が所
定位置に位置決めされたことが検知されると、前記制御
装置１０１から前記加工ヘッド９７のＺ軸駆動機構９８
に加工開始動作信号が出力される。例えば、上段パレッ
ト２４が検知された場合には、加工ヘッド９７が上段加
工パレット２４上に載置された被加工材１３に向かって
下降される。このとき、ノズル９９はホームポジション
Ｐ１から被加工材１３に向かって高速で下降され、加工
ヘッド９７の下端に設けた材料センサ１０４が被加工材
１３の上面に接触してノズル９９が被加工材１３から所
定高さの位置Ｐ２に移動されると、低速に切り換えられ
て下降が継続される。その後、該センサ１０４に内蔵し
た距離センサ（図示略）によりノズル９９と被加工材１
３の間の距離が検出され、この距離データが制御装置１
０１に入力され、この距離データが該前記制御装置１０
１に予め設定された値になると、加工ヘッド９７の低速
下降動作が停止され、ノズル９９は上段の被加工材１３
の上面から所定距離離れた高さの加工高さ位置Ｐ３に停
止され、その位置で加工が開始される。

【００４１】又、図１２において、上段のパレット２４
が段取り位置Ｓ１１に戻り、下段のパレット２５が鎖線
で示すように、加工位置Ｓ２２に配置された状態で、前
記パレットセンサ１０３が下段のパレット２５を検知す
ると、前記制御装置１０１から前記加工ヘッド９７のＺ
軸駆動機構９８に加工動作信号が出力される。すると、
ノズル９９はホームポジションＰ１から下段の被加工材
１３に向かって高速で下降される。そして、加工ヘッド
９７の下端に設けた材料センサ１０４が下段の被加工材
１３の上面に接触してノズル９９が被加工材１３から所
定高さの位置Ｐ４に達すると、低速に切り換えられて下
降が継続される。その後、該センサ１０４によりノズル
９９と被加工材１３の間の距離が検出され、この距離デ
ータが制御装置１０１に入力され、この距離データが該
前記制御装置１０１に予め設定された値になると、加工
ヘッド９７の低速下降動作が停止され、ノズル９９は下
段の被加工材１３の上面から所定距離離れた加工高さ位
置Ｐ５に停止される。

【００４２】次に、前記のように構成したレーザ加工装
置について、その作用を説明する。図４は、上段加工パ
レット２４が段取り位置Ｓ１１に停止され、下段加工パ
レット２５が加工位置Ｓ２２に移動配置された状態を示
す。この状態において上段加工パレット２４の剣山５２
上に被加工材１３を載置するとともに、クランプバー６
３により被加工材１３の端縁をクランプして固定する
（図６参照）。被加工材１３をセットした後、加工材供
給装置１２の操作盤（図示略）上の加工開始スイッチを
操作して前記モータ７６を正転起動させると、駆動スプ
ロケットホイール７８が図４において時計回り方向に回
動され、この結果チェーン７４により上段加工パレット
２４が上段パレット支持ローラ４３及び上段パレットガ
イドバー４７により案内されつつ上段段取り位置Ｓ１１
から上段加工位置Ｓ２１へ移動される。そして、上段加
工パレット２４が上段加工位置Ｓ２１に接近すると、上
段加工パレット２４の前端枠部５１１に取り付けた取付
ブラケット７２が減速用センサ８４１により検出されて
モータ７６が高速移動から低速移動に切り換えられ、さ
らに前進して停止用センサ８５１が加工パレット２４の
前端枠部５１１に取り付けた取付ブラケット７２を検出
すると、モータ７６が停止され、上段加工パレット２４
は図１１に示すようにそのストップボルト８８１がスト
ッパプレート８６に当接することにより上段加工位置Ｓ
２１に位置規制される。

【００４３】一方、上段加工パレット２４の上段段取り
位置Ｓ１１から上段加工位置Ｓ２１への移動と同時に下
段加工パレット２５は、下段加工位置Ｓ２２から下段段
取り位置Ｓ１２へ移動されるので、この下段段取り位置
Ｓ１２にある下段加工パレット２５の上面に次に加工す
る被加工材１３を載置する。

【００４４】そして、上段パレットセンサ１０２により
上段加工位置Ｓ２１にある上段加工パレット２４が検出
されると、この信号が制御装置１０１に送られる。この
ため上段加工パレット２４上の被加工材１３の加工動作
が開始される。すると、加工ヘッド９７がＺ軸駆動機構
９８により高速度で下降され、前述したように図１２に
おいてノズル９９はホームポジションＰ１から上段の被
加工材１３に向かって下降される。そして、材料センサ
１０４が被加工材１３の上面に接触した位置Ｐ２まで移
動されると加工ヘッド９７の下降速度が低速に切り換え
られ、材料センサ１０４が上段の被加工材１３の上面か
らの所定高さを検知するとＺ軸駆動機構９８が停止され
ノズル９９は該上段被加工材１３の加工高さ位置Ｐ３に
停止され、その位置で加工が開始される。

【００４５】このような状態において制御装置１０１の
メモリに予め記憶させた切断加工プログラムに基づいて
Ｘ軸駆動機構９３及びＹ軸駆動機構９５を適宜駆動させ
て加工ヘッド９７を移動制御し、上段の被加工材１３に
対し所望する形状のレーザ加工を行う。

【００４６】上記の上段加工パレット２４上の被加工材
１３の加工が終了されると、ノズル９９が上段加工位置
Ｐ３からホームポジションＰ１に復帰され、続いて、チ
ェーン駆動機構２６のモータ７６が逆転される。そし
て、前述した動作と逆に上段加工パレット２４が上段加
工位置Ｓ２１から上段段取り位置Ｓ１１へ、下段加工パ
レット２５が下段段取り位置Ｓ１２から下段加工位置Ｓ
２２へと同時に移動される。さらに、下段加工パレット
２５が下段加工位置Ｓ２２へ接近すると減速用センサ８
４２によりモータ７６が低速に切り換えられ、次いで停
止用センサ８５２により下段加工パレット２５が検出さ
れるとモータ７６が停止される。このとき、図１１の鎖
線で示すように下段加工パレット２５の前端部に設けた
下段ストップボルト８８２がストッパプレート８６に当
接し、下段加工パレット２５が下段加工位置Ｓ２２に位
置規制される。

【００４７】この状態において、下段加工パレットセン
サ１０３により下段加工パレット２５が検出されると、
この信号が制御装置１０１に送られる。このため下段加
工パレット２５上の被加工材１３の加工動作が開始され
る。すると、加工ヘッド９７のＺ軸駆動機構９８が動作
されて、ノズル９９がホームポジションＰ１から下段加
工パレット２５上の被加工材１３に向かって高速度で下
降される。そして、材料センサ１０４が被加工材１３の
上面に接触した位置Ｐ４に移動されると、加工ヘッド９
７の下降速度が低速に切り換えられる。さらにヘッド９
７のセンサ１０４が下段の被加工材１３の上面からの所
定高さを検出すると、ノズル９９は下段の加工高さ位置
Ｐ５に停止される。そして、この状態においてＸ軸駆動
機構９３及びＹ軸駆動機構９５を適宜駆動させて加工ヘ
ッド９７を移動制御し、下段の被加工材１３に対し所望
する形状のレーザ加工を行う。

【００４８】上記の下段加工パレット２５の被加工材１
３の加工が終了すると、ノズル９９が下段加工位置Ｐ５
からホームポジションＰ１に復帰され、以降上下段の加
工パレット２４，２５上の被加工材１３の加工動作が繰
り返される。

【００４９】さて、本発明の実施形態においては次のよ
うな作用効果を奏する。 （１）前記実施形態においては、フレーム２１に対し、
上段加工パレット２４及び下段加工パレット２５をチェ
ーン駆動機構２６により上下の段取り位置Ｓ１１，Ｓ１
２と上下の加工位置Ｓ２１，Ｓ２２との間で交互に位置
切替え可能に構成し、加工ヘッド９７のノズル９９をＺ
軸駆動機構９８により、上段加工パレット２４上の被加
工材１３を加工する高さ位置Ｐ３と、下段加工パレット
２５上の被加工材１３を加工する高さ位置Ｐ５との間で
昇降動作可能に構成した。このため、上下段の加工パレ
ット２４，２５を昇降動作させる機構を省略して構造を
簡素化することができるとともに、レーザ加工の作業能
率を向上することができる。従来のような加工パレット
２４，２５の高さを一定にするためのパレットストッカ
ーにおける複雑なパレット上下駆動装置を不要とするこ
とができ、構成が簡素となる。

【００５０】（２）前記実施形態では上段加工パレット
２４及び下段加工パレット２５を単一のチェーン駆動機
構２６により位置切り換え可能に構成したので、パレッ
トの前後動機構を簡素化することができる。

【００５１】（３）前記実施形態では上下段の案内機構
２２，２３を支持ローラ４３，４４と、ガイドバー４
７，４８とにより構成したので、構造を簡素化すること
ができる。

【００５２】（４）前記実施形態では最下段加工パレッ
ト２５の下方に深型パレット６６を設けたので、最下段
のパレット２５の四角形状の枠体５１の内側の各部材５
３，５６，５８，６１，６３及び剣山５２を取り外すこ
とにより、深型パレット６６に高さの高い例えば箱形の
立体的な被加工材１４を支持して加工を行うことができ
る。従って、従来のように平板のみの材料だけでなく、
形状が大きく異なる被加工材も加工できる。

【００５３】（５）前記実施形態では加工ヘッド９７に
距離検出手段としての材料センサ１０４を設け、ノズル
９９と各段の加工パレット上の被加工材１３の距離を検
出してノズル９９を加工高さ位置に停止する制御装置を
設けた。このため、各段の加工パレットに載置された被
加工材の高さに応じてノズル９９を適正な加工高さ位置
に保持して、加工を円滑に行うことができる。

【００５４】次に、別の実施形態として図１３に基づい
て各段の加工パレットに関連するレーザ加工ヘッド９７
の二つの制御動作について説明する。 （第１制御動作）各段の加工パレット２４又は２５が加
工位置Ｓ２１又はＳ２２に配置された時に、つまり上段
又は下段のパレット検出手段としてのパレットセンサ１
０２又は１０３が作動された場合に、ノズル９９がホー
ムポジションＰ１から各段毎に予め制御装置１０１で設
定されたノズル９９の高速下降終了高さ位置Ｐ６又はＰ
７に応じて高速で加工ヘッド９７を下降させる。その
後、前記高さ位置Ｐ６又はＰ７から各段の加工高さ位置
Ｐ３又はＰ５まで加工ヘッド９７を低速で下降する。こ
れにより、高速で加工ヘッド９７が下降した際に材料セ
ンサ１０４が被加工材１３に接触する衝撃を防止するこ
とができる。 （第２制御動作）各段の加工パレット２４，２５が加工
位置Ｓ２１又はＳ２２へ移動される際に、各段に設けら
れた位置検出手段としての減速用センサ８４１又は８４
２が加工パレット２４又は２５を検知した時に、ホーム
ポジションＰ１から各段に予め制御装置１０１に設定さ
れたノズル９９の高速下降終了高さ位置Ｐ６又はＰ７に
応じて加工ヘッド９７を高速で下降する。その位置で加
工パレット２４又は２５が加工位置Ｓ２１又はＳ２２に
配置されるまで待機する。その後、加工パレット２４又
は２５が加工位置Ｓ２１又はＳ２２に配置され、パレッ
ト検出手段としてのパレットセンサ１０２又は１０３が
作動されると、予め設定されたノズル９９と被加工材と
の距離に基づき加工高さ位置Ｐ３又はＰ５までレーザ加
工ヘッド９７を低速で下降する。このことにより加工パ
レット２４又は２５が加工位置Ｓ２１又はＳ２２に配置
されてから、ノズル９９が下降を開始する場合に比べ、
加工ヘッドが下降待機位置まで下降動作を行う時期が速
められるので、加工開始するまでの時間を短縮できる。
なお、本発明は前記各実施形態に限定されるものではな
く、次のように具体化することもできる。

【００５５】（Ａ）前記実施形態では単一のチェーン駆
動機構２６により両段の加工パレット２４，２５を往復
駆動するようにしたが、これを図１４に示すようにそれ
ぞれ独立したチェーン駆動機構２６１，２６２により往
復動するようにすること。この実施形態の場合には、上
段加工パレット２４上の被加工材１３のレーザ加工動作
中に下段加工パレット２５を自由に位置切り換えするこ
とができ、このため加工条件に応じて加工作業能率を向
上することができる。

【００５６】（Ｂ）前記実施形態では上下二段に加工パ
レットを装設したレーザ加工装置について説明したが、
これを図１５に示すように上下三段に装設することもで
きる。この実施形態では、フレーム２１の上中下段の水
平支持枠２１１，２１２，２１３に対し、第１〜第３の
駆動モータ１１１，１１２，１１３、駆動及び被動のロ
ーラ１１４，１１５，１１６及びベルト１１７，１１
８，１１９よりなるベルト駆動機構を装着し、前記各ベ
ルト１１７，１１８，１１９に第１〜第３の加工パレッ
ト１２１，１２２，１２３を装着している。

【００５７】又、この実施形態では、第１〜第３の段取
り位置Ｓ１１、Ｓ１２，Ｓ１３と、第１〜第３の加工位
置Ｓ２１、Ｓ２２，Ｓ２３との間に、第１〜第３の待機
位置Ｓ３１、Ｓ３２，Ｓ３３を設定している。

【００５８】さらに、この実施形態では上段、中段、下
段の各加工位置に対応してパレット１２１，１２２，１
２３の減速用センサ８４１，８４２，８４３、停止用セ
ンサ８５１，８５２，８５３及びパレットセンサ１０
２，１０３，１０５を備えている。第１〜第３の待機位
置Ｓ３１、Ｓ３２，Ｓ３３と対応して、パレットセンサ
１０６，１０７，１０８が設けられ、各パレットが待機
位置に移動されたことを検出し、必要に応じてパレット
を待機位置に停止することができる。

【００５９】この実施形態では、各加工パレット１２
１，１２２，１２３はそれぞれ独立してモータ１１１，
１１２，１１３により位置切り換えされる。このため、
各段の加工位置におけるパレットセンサ１０２，１０
３，１０５のいずれか一つが作動された場合のみ、該当
するセンサと対応する段の加工パレットへレーザ加工ヘ
ッド９７を移動するようにして、ノズル９７が異段の加
工パレットと衝突しないようにしている。

【００６０】従って、この実施形態では、例えば、段取
り対象とする加工パレットが第３加工パレット１２３で
ある場合に、その上段に位置する第２加工パレット１２
２を第２の待機位置Ｓ３２に移動停止できるので、段取
り作業を一層容易に行うことができる。

【００６１】（Ｃ）前記実施形態ではチェーン駆動機構
２６を用いたが、これに代えてベルトやワイヤあるいは
流体圧シリンダ等の往復駆動機構を採用すること。又、
送りネジとボールナット又はラック・ピニオン機構によ
り上段及び下段の加工パレット２４，２５を同時に或い
は独立してそれぞれ前後方向に駆動するように構成する
こと。

【００６２】（Ｄ）フレーム２１に対し図示しないがガ
イドレールを水平に支持し、該ガイドレールに対し自走
式の上段加工パレット及び下段加工パレットを支持し、
それぞれのパレットを独立して位置切替え可能に構成す
ること。

【００６３】（Ｅ）前記加工パレットを４段以上装設し
たレーザ加工装置に具体化すること。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明は、上下複数段のパレットの昇降装置を不要にして構
成を簡素化し、レーザ加工の作業能率を向上することが
でき、高さの高い立体的な被加工材の加工を行うことが
できるという優れた効果を奏する。

【００６５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明の効果に加えて、上下複数段のパレットの移動機構の
構成を簡素化することができる。請求項３記載の発明
は、請求項２記載の発明の効果に加えて、被加工材の加
工条件に合わせて上下複数段のパレットをそれぞれ独立
して移動方向に制御でき、レーザ加工の作業能率を向上
することができる。請求項４記載の発明は、請求項２又
は３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、上下段の
パレットの移動機構の構成を簡素化することができる。

【００６６】請求項５記載の発明は、請求項１〜３のい
ずれかに記載の発明の効果に加えて、上下段のパレット
の案内機構の構成を簡素化することができ、パレットの
案内を円滑に行うことができる。

【００６７】請求項６記載の発明は、請求項１〜３のい
ずれかに記載の発明の効果に加えて、レーザ加工ヘッド
の例えば材料センサが被加工材に接触する際の衝撃を緩
和することができる。

【００６８】請求項７記載の発明は、請求項１〜３のい
ずれかに記載の発明の効果に加えて、被加工材の加工開
始時期を速め加工作業の能率を向上することができる。
請求項８記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載
の発明の効果に加えて、各段の加工パレットに載置され
た被加工材の高さに応じて、レーザ加工ヘッドを適正高
さに移動停止して加工開始時期を速め加工作業の能率を
向上することができる。

【００６９】請求項９記載の発明は、請求項１〜３のい
ずれかに記載の発明の効果に加えて、加工パレットの段
取り作業を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のレーザ加工装置全体を示す側面図。

【図２】 本発明のレーザ加工装置の原理を示す正面
図。

【図３】 本発明のレーザ加工装置の原理を示す正面
図。

【図４】 被加工材供給装置の一部省略正面図。

【図５】 被加工材供給装置の一部省略平面図。

【図６】 被加工材供給装置の要部拡大断面図。

【図７】 加工パレットの案内機構を示す部分斜視図。

【図８】 加工パレットの案内機構を示す拡大断面図。

【図９】 パレット及びチェーン駆動機構の斜視図。

【図１０】 センサの取付け状態を示す断面図。

【図１１】 加工パレットの加工位置規制機構を示す断
面図。

【図１２】 加工ヘッド及びその制御装置を示す説明
図。

【図１３】 本発明の別の実施形態を示す略体正面図。

【図１４】 本発明の別の実施形態を示す略体正面図。

【図１５】 本発明の別の実施形態を示す略体正面図。

【符号の説明】

１１…レーザ加工装置、１２…被加工材供給装置、１３
…被加工材、２１…フレーム、２２…上段案内機構、２
３…下段案内機構、２４…上段加工パレット、２５…下
段加工パレット、２６…移動機構としてのチェーン駆動
機構、４３…上段パレット支持ローラ、４４…下段パレ
ット支持ローラ、４７…上段パレットガイドバー、４８
…下段パレットガイドバー、６６…深型パレット、６８
…チェーンガイド、７４…チェーン、７６…減速機付き
モータ、７８…駆動スプロケットホイール、８２…被動
スプロケットホイール、８４１，８５１…位置検出手段
としての上下段減速用センサ、９７…レーザ加工ヘッ
ド、１０１…制御装置、１０２，１０３…パレット検出
手段としての上下段パレットセンサ、１０４…距離検出
手段としての材料センサ、Ｓ１１，Ｓ１２…上下段段取
り位置、Ｓ２１，Ｓ２２…上下段加工位置、Ｐ３，Ｐ５
…ノズルの上下段加工高さ位置、Ｐ６，Ｐ７…ノズルの
下降高さ位置。

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレームに対し上下複数段に被加工材を
   支持する複数の加工パレットを配置し、各段の加工パレ
   ットを各段の案内機構により段取り位置と加工位置との
   間で往復動可能に案内支持し、前記各段の加工パレット
   を前記各段の案内機構に沿って往復動させる移動機構を
   設け、加工位置に移動された各段加工パレット上の被加
   工材の高さに応じて、レーザ加工ヘッドを昇降動作させ
   てレーザ加工を行うように構成したレーザ加工装置にお
   いて、最下段の加工パレットはその下部に深型パレット
   を備え、該深型パレットを使用する際、最下段の加工パ
   レットのワーク支持部は開放されるように構成されてい
   るレーザ加工装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、各段の加工パレット
   は単一の移動機構により駆動され、いずれか一つの加工
   パレットが各々の加工位置に交互に移動されるレーザ加
   工装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、各段の加工パレット
   はそれぞれ独立の移動機構により駆動されるものである
   レーザ加工装置。
4. 【請求項４】 請求項２又は３において、加工パレット
   の移動機構はチェーン駆動機構、送りねじ駆動機構、ベ
   ルト駆動機構、シリンダ駆動機構、又はラック・ピニオ
   ン機構であるレーザ加工装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜３のいずれかにおいて、前記
   各段の案内機構はフレームの両側にブラケットを介して
   回転可能に配設され、加工パレットをそれぞれのパレッ
   ト移動方向に往復動可能に案内支持する複数の支持ロー
   ラと、加工パレットの両側面を支持してパレット移動方
   向に案内する一対のパレットガイドバーとにより構成さ
   れているレーザ加工装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜３のいずれかにおいて、各段
   の加工パレットが各々の加工位置に移動されたことを検
   出する各段毎のパレット検出手段を備え、各段のパレッ
   ト検出手段からの検出信号に基づいて、該当する段の加
   工パレットの位置に応じてレーザ加工ヘッドを予め設定
   された下降高さ位置まで下降し、その後に該加工パレッ
   ト上の被加工材から所定高さの加工高さ位置までレーザ
   加工ヘッドを下降する制御装置を備えたレーザ加工装
   置。
7. 【請求項７】 請求項１〜３のいずれかにおいて、各段
   の加工パレットが各 々の加工位置に移動される前に加工
   パレットの位置を検出する各段毎の位置検出手段と、各
   段の加工パレットが各々の加工位置に移動されたことを
   検出する各段毎のパレット検出手段とを備え、前記位置
   検出手段の検出信号に基づいて、該当する段の加工パレ
   ットの高さに応じてレーザ加工ヘッドを予め設定された
   下降高さ位置まで下降し、前記パレット検出手段により
   前記加工パレットが加工位置に移動されたことが検出さ
   れた後、該加工パレット上の被加工材から所定高さの加
   工高さ位置までレーザ加工ヘッドを下降する制御装置を
   備えたレーザ加工装置。
8. 【請求項８】 請求項１〜３のいずれかにおいて、レー
   ザ加工ヘッドはノズルと各段の加工パレット上の被加工
   材との距離、つまり加工高さ位置を検出する距離検出手
   段を備え、該距離検出手段からの検出信号に基づいてレ
   ーザ加工ヘッドを加工高さ位置に位置合わせが可能な制
   御装置を備えたレーザ加工装置。
9. 【請求項９】 請求項１〜３のいずれかにおいて、加工
   パレットは上下方向に三段以上に配設され、被加工材の
   取り付け取り外しを行う各段の段取り位置とレーザ加工
   を行う各段の加工位置とのそれぞれの中間位置に加工パ
   レットの待機位置を設けたレーザ加工装置。