JP4615661B2 - レーザ加工システム及びこのレーザ加工システムを用いたレーザ加工方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ加工システム及びこのレーザ加工システムを用いたレーザ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レーザ加工機１０１にてレーザ加工するときは、オペレータの安全及び作業環境の観点から、図４に示されているようにワークＷを載置する加工テーブル１０３を含むレーザ加工機１０１の全体を安全キャビン１０５でカバーすることが必要になってきている。とりわけ、ＥＣ各国では“ＣＥマーク”を取得するために、この安全キャビン１０５でカバーする措置は必要不可欠のものである。
日本市場においても、同様の傾向になると考えられる。
【０００３】
一般的に、図４においてレーザ加工ヘッド１０７を支持するキャリッジ１０９がシングルであるレーザ加工機１０１においては、加工済のワークＷ（図４において製品Ｇ）をアンローディングするには別置のマニピュレータ１１１が使用されている。例えば、マニピュレータ１１１は前後方向（Ｘ軸方向）に走行自在であり、このマニピュレータ１１１にはワークＷを吸着する吸着装置１１３が昇降自在に且つ左右方向に移動自在に設けられており、結果として吸着装置１１３は前後（Ｘ軸）、左右（Ｙ軸）、上下（Ｚ軸）方向に移動位置決め自在に設けられている。
【０００４】
ワークＷを載置する加工テーブル１０３としてシャトルテーブル１１５が備えられている場合のようにワークＷの搬出入が可能なレーザ加工機１０１においては、新規のワークＷを加工中に、加工済のワークＷ及びスケルトンが同時に搬出される。
【０００５】
以上のようなレーザ加工機１０１を安全キャビン１０５で完全にカバーする場合、安全キャビン１０５の目的からして、レーザ加工を中断してから安全キャビン１０５の側面に備えられている扉１１７を開閉する必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のレーザ加工システムにおいては、安全キャビン１０５によりレーザ加工機１０１をカバーしてレーザ加工を行うことは、当然のことながら安全性と使い勝手は表裏のもので、迅速化、効率化という面で問題が多いものであった。しかも、安全キャビン１０５は、生産性の点でも、ワークＷのキズに対するケアの点からも一向に省力化の進まない要因となっていた。
【０００７】
また、シャトルテーブル１１５を備えたレーザ加工機１０１の場合、シャトルテーブル１１５により搬出された加工済のワークＷをスケルトンから取り出すためにマニピュレータ１１１（テイクアウトローダ）でピックアップするときワークＷがずれてしまい、最終的に取り出し不可能となるという問題点があった。
【０００８】
あるいは、レーザ加工によるワークＷの切断加工終了後に、マニピュレータ１１１で加工済のワークＷをピックアップするとき、ワークＷの形状によっては斜めになってしまい取り出し不可能になるという問題点があった。
【０００９】
そこで、図６に示されているようにワークＷの切断加工の途中で、２点鎖線で示される未切断部Ｎ（未加工部）を少し残してレーザ加工を中断し、ワークＷの切断部Ｃの側を図７に示されているようにマニピュレータ１１１の吸着装置１１３により矢印の方向にピックアップしておき、その後、再び残りの未切断部Ｎをレーザ加工にて切断する。加工済のワークＷをマニピュレータ１１１により取り出して図４に示されているように製品集積エリアに集積し、この集積された加工済のワークＷ（製品Ｇ）をフォークリフトで取り出して、人手を介して仕分けを行っているのが現状である。
【００１０】
この場合、ワークＷの切断加工の途中及び加工終了後に、ワークＷを上記のマニピュレータ１１１によりピックアップするときは、図５に示されているようにレーザ加工を中断して安全キャビン１０５の扉１１７を開閉する必要があるので、換言すれば安全キャビン１０５の扉１１７の開閉に要する時間は全くレーザ加工できず生産性に寄与しない時間である。
【００１１】
上記の一連の工程についてより詳しくは、(1)ワークＷが途中までレーザ加工 され、(2)安全キャビン１０５の扉１１７が開放され、(3) マニピュレータ１１ １が扉１１７から安全キャビン１０５の中へ入り、(4)安全キャビン１０５の扉 １１７が閉じられ、(5)ワークＷがマニピュレータ１１１によりピックアップさ れ、(6)ワークＷの残りの部分が加工され、(7)この加工済のワークＷがマニピュレータ１１１により取り出され、(8)安全キャビン１０５の扉１１７が開放され 、(9) マニピュレータ１１１が扉１１７から安全キャビン１０５の外部へ移動され、(10)安全キャビン１０５の扉１１７が閉じられる。
【００１２】
ちなみに、上記の方法にて１つのワークＷをレーザ加工にて切断するときに要した全加工時間は例えば３０秒であった。その内訳は、工程(1)および(6)の純粋なレーザ加工時間が例えば１２秒で、それ以外の工程(2)〜(5)と(7)〜(10)のワ ークＷのピックアップ時間と扉１１７の開閉時間とは例えば１８秒であった。
【００１３】
以上のように、安全キャビン内１０５でレーザ加工を行うことに伴ってレーザ加工を中断する時間が長くなるために生産性が低下するという問題点があった。
【００１４】
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、安全キャビン内でのレーザ加工において作業環境を損なうことなく、しかもレーザ加工を中断することなく、加工済のワークを加工テーブル上でズレを生じさせずに搬出を行って生産性の向上を図るようにしたレーザ加工システム及びこのレーザ加工システムを用いたレーザ加工方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１によるこの発明のレーザ加工システムは、安全キャビンの中に加工エリアとこの加工エリアに隣接して集積エリアを設けると共に前記加工エリアに加工テーブルを設け、前記加工テーブルの上方に設けた第１、第２キャリッジを、前記加工エリアと集積エリアとの配置方向である前後方向へ移動自在に設け、前記前後方向に対して直交する左右方向に移動自在なレーザ加工ヘッドを前記第１キャリッジに設けると共に左右方向に移動自在な加工ヘッドと加工テーブルのワークを吸着する吸着装置とを前記第２キャリッジに設けてなることを特徴とするものである。
【００１６】
したがって、安全キャビン内のダブルキャリッジの特色が生かされて、第１キャリッジに設けたレーザ加工ヘッドでワークが切断加工されている途中にもかかわらず、第２キャリッジに設けた吸着装置によりピックアップされたり、加工済のワークが安全キャビン内の集積エリアに搬出されたりするので、レーザ加工の作業環境が損なわれず、しかもレーザ加工が中断されることなく、加工済のワークが加工テーブル上でズレを生じることなく搬出が行われ、生産性の向上が図られる。
【００１７】
請求項２によるこの発明のレーザ加工システムは、請求項１記載のレーザ加工システムにおいて、第２キャレッジの加工ヘッドが、レーザ加工ヘッド、マーキングヘッド、ドリルヘッドの少なくとも１つを備えてなることを特徴とするものである。
【００１８】
したがって、第２キャリッジでは、吸着装置によるワークの搬出のみならず、レーザ加工やマーキングやドリル加工などのその他の加工も行なうことができる。
【００１９】
請求項３によるこの発明のレーザ加工システムは、請求項１又は２記載のレーザ加工システムにおいて、前記安全キャビンの左右方向の側面に、ワークを搬出せしめる開口部を設けると共に、安全キャビンの内部から前記開口部を経て外部へワークを搬送可能なワーク搬送手段を前記集積エリアに備えてなることを特徴とするものである。
【００２０】
したがって、安全キャビンの中の集積された加工済のワークは、開口部を経てワーク搬送手段により容易に迅速に搬出される。このときの搬出は段取り替えの時間に行われることにより生産性に影響を及ぼすことはない。
【００２１】
請求項４によるこの発明のレーザ加工システムは、請求項３記載のレーザ加工システムにおいて、前記開口部に開閉自在な扉又はエアカーテンを設けてなることを特徴とするものである。
【００２２】
したがって、開口部に開閉自在な扉を設けることによって安全キャビン内は作業環境が害されずにレーザ加工が行われる。また、エアカーテンを設けることによって、安全キャビン内は作業環境を害することなく連続的なワークの搬出が行われる。
【００２３】
請求項５によるこの発明のレーザ加工システムは、上部を開放する安全キャビンの外部に加工済みのワークを集積するワーク集積テーブルを備え、前記安全キャビンの中に少なくとも１つのキャリッジを加工テーブルの上方に位置して設けると共に、当該キャリッジを、前記安全キャビンと前記ワーク集積テーブルとの配置方向である前後方向へ移動自在に設け、前記前後方向に対して直交する左右方向に移動自在なレーザ加工ヘッドを前記少なくとも１つのキャリッジに設け、前記安全キャビンの上部の開放部から加工テーブルのワークを吸着する吸着装置を上下動並びに前記安全キャビンの上方で前後方向へ移動自在に備えたテイクアウトローダを設けてなることを特徴とする
【００２４】
したがって、テイクアウトローダの吸着装置により安全キャビンの上部の開放部からワークの搬出が行われるので、レーザ加工の作業環境が損なわれず、しかもレーザ加工が中断されることなく、加工済のワークが加工テーブル上でズレを生じることなく搬出が行われ、生産性の向上が図られる。
【００２５】
また、シングルキャリッジの場合でも有効であり、安全キャビンの内部に集積することなく一挙に安全キャビンの外部へ搬出可能である。また、ダブルキャリッジの場合は、もう一方の第２キャリッジでレーザ加工やマーキングやドリル加工などのその他の加工に携わることが可能となる。
【００２６】
請求項６によるこの発明のレーザ加工システムは、請求項１〜６のうちのいずれか一つに記載のレーザ加工システムにおいて、前記加工テーブルがシャトルテーブルであることを特徴とするものである。
【００２７】
したがって、加工済のワークを安全キャビンの外部へ搬出する時間が短縮され、このシャトルテーブルの効率のよい段取り替え時間が遅延させることなく有効に活用される。
【００２８】
請求項７によるこの発明のレーザ加工方法は、安全キャビンの中に、加工エリアと集積エリアとを隣接して備え、前記安全キャビンの中に据えられた、第１、第２キャリッジのうちの少なくとも一方のキャリッジを前記加工エリアの加工テーブルの上方で、前記加工エリアと集積エリアとの隣接方向である前後方向に移動せしめると共に前記少なくとも一方のキャリッジに設けたレーザ加工ヘッドを前記前後方向に対して直交する左右方向に移動せしめて加工テーブル上のワークにレーザ加工を行い、前記第２キャリッジを加工テーブルの上方で前後方向に移動せしめると共に前記第２キャリッジに設けた吸着装置を左右方向に移動せしめて前記加工済のワークを前記吸着装置により吸着して前記安全キャビン内の前記集積エリアに搬送することを特徴とするものである。
【００２９】
したがって、安全キャビン内のダブルキャリッジの特色が生かされて、もう一方の第２キャリッジに設けた吸着装置により加工済のワークが安全キャビン内の集積エリアに搬出されるので、レーザ加工の作業環境が損なわれず、しかもレーザ加工が中断されることなく、加工済のワークが加工テーブル上でズレを生じることなく搬出が行われ、生産性の向上が図られる。
【００３０】
請求項８によるこの発明のレーザ加工方法は、請求項７に記載のレーザ加工方法において、前記第１、第２キャリッジのうちの少なくとも一方のキャリッジに設けたレーザ加工ヘッドにより加工テーブル上のワークにレーザ加工を行う際に、ワークをピックアップ可能な状態になるまでレーザ加工を行ってから前記第２キャリッジに設けた吸着装置により前記ワークの切断部分をピックアップし、このワークの最後の切断部分を再び前記少なくとも一方のキャリッジに設けたレーザ加工ヘッドによりレーザ加工を行い、この加工済のワークを第２キャリッジに設けた吸着装置により吸着して前記集積エリアに搬送することを特徴とするものである。
【００３１】
したがって、第１キャリッジに設けたレーザ加工ヘッドでワークの切断加工の途中にもかかわらず、第２キャリッジに設けた吸着装置によりピックアップが行われるので、その後に最後の切断部分が切断されてもこの加工済のワークは加工テーブル上でズレが生じることなく、第２キャリッジの吸着装置で加工済のワークの搬出が効率よく行われる。
【００３２】
請求項９によるこの発明のレーザ加工方法は、請求項７又は８に記載のレーザ加工方法において、前記第２キャリッジの吸着装置により搬送する加工済のワークは、安全キャビン内の集積エリアに集積し、所望の枚数のワークを加工後に前記集積されたワークを安全キャビンの左右方向の側面に設けた開口部を経て外部へ搬出せしめることを特徴とするものである。
【００３３】
したがって、加工済のワークは安全キャビン内の集積エリアに集積されるので、レーザ加工の作業環境が損なわれない。しかもレーザ加工が中断されることがないので、生産性が向上する。なお、集積された加工済のワークが搬出されるときには、安全キャビンの目的から必然的に、開口部の扉の開閉が必要であるが、この搬出時間は段取り替えの時間に行えばよいので、生産性に影響を及ぼすことはない。
【００３４】
請求項１０によるこの発明のレーザ加工方法は、上部を開放する安全キャビンの外部に加工済みのワークを集積するワーク集積テーブルを備え、前記安全キャビンの中に据えられた少なくとも１つのキャリッジを、前記安全キャビン内に備えた加工テーブルの上方において、前記安全キャビンと前記ワーク集積テーブルとの配置方向である前後方向に移動せしめると共に前記キャリッジに設けたレーザ加工ヘッドを前記前後方向に対して直交する左右方向に移動せしめて加工テーブル上のワークにレーザ加工を行い、前記安全キャビンの上方に設けたテイクアウトローダの吸着装置を昇降せしめて前記安全キャビンの上部の開放部から加工テーブルの加工済のワークを吸着して持ち上げて安全キャビンの外部へ搬送することを特徴とするものである。
【００３５】
したがって、請求項５記載の作用とほぼ同様であり、テイクアウトローダの吸着装置により安全キャビンの上部の開放部からワークの搬出が行われるので、レーザ加工の作業環境が損なわれず、しかもレーザ加工が中断されることなく、加工済のワークが加工テーブル上でズレを生じることなく搬出が行われ、生産性の向上が図られる。
【００３６】
また、シングルキャリッジの場合でも有効であり、安全キャビンの内部に集積することなく一挙に安全キャビンの外部へ搬出可能である。また、ダブルキャリッジの場合は、もう一方の第２キャリッジでレーザ加工やマーキングやドリル加工などのその他の加工に携わることが可能となる。
【００３７】
請求項１１によるこの発明のレーザ加工システムは、請求項７〜１０のうちのいずれか一つに記載のレーザ加工システムにおいて、前記加工テーブルがシャトルテーブルであることを特徴とするものである。
【００３８】
したがって、請求項６記載の作用と同様であり、加工済のワークを安全キャビンの外部へ搬出する時間が短縮され、このシャトルテーブルの効率のよい段取り替え時間が遅延させることなく有効に活用される。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のレーザ加工システム及びこのレーザ加工システムを用いたレーザ加工方法の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００４０】
図１及び図２を参照するに、本実施の形態に係わるレーザ加工機１は、立設されたベッド３を備えており、このベッド３上には、加工テーブルとしての例えばシャトルテーブル５を構成する２段の上パレット７と下パレット９がそれぞれ水平にかつ前後方向（図１及び図２において左右方向；Ｘ軸方向）に移動自在に設けられている。
【００４１】
上パレット７と下パレット９により、一方のパレットで外側段取りが行われ、他方のパレットでセッティングされたワークＷに対しレーザ加工が行われる。例えば、図１に示されているように下パレット９はレーザ加工エリアＡ１に移動されており、この状態で下パレット９にセッティングされたワークＷに対しレーザ加工が行われる。上パレット７はレーザ加工エリアＡ１から外れた外側の段取りエリアＡ３に移動されており、上記の下パレット９でレーザ加工が行われている間に、上パレット７ではワークＷのセッティングが行われる。
【００４２】
また、図１及び図２においてベッド３の左側には門型形状の第１キャリッジ１１がシャトルテーブル５の上方に位置するようにベッド３の左右の両側（図１では、上下）でＸ軸方向に延伸されたレール１３上に跨設されており、ＮＣ装置の制御の下に駆動される第１キャリッジ用駆動モータ（図示省略）によりレール１３上をＸ軸方向に移動位置決め自在である。
【００４３】
第１キャリッジ１１にはＸ軸方向と直交する左右方向（Ｙ軸方向）に、ＮＣ装置の制御の下に駆動されるＹ軸モータ（図示省略）により移動位置決め自在のＹ軸キャリッジ１５が設けられている。より詳しくは、上記のＹ軸モータにより回転駆動されるＹ軸用ボールねじ（図示省略）がＹ軸方向へ延伸されて第１キャリッジ１１に軸承されており、Ｙ軸キャリッジ１５の下部にはＸ，Ｙ軸に直交する上下方向（Ｚ軸方向）に移動位置決め自在のレーザ加工ヘッド１７が設けられている。このレーザ加工ヘッド１７はＮＣ装置の制御の下に駆動されるＺ軸モータ（図示省略）により移動位置決め自在である。
【００４４】
また、レーザ加工ヘッド１７の下端にはレーザ加工用の集光レンズ（図示省略）を備えたノズルが取付けられている。
【００４５】
上記構成により、レーザ発振器（図示省略）から発信されたレーザビームは複数のベンドミラー（図示省略）を介してレーザ加工ヘッド１７の下端のノズルからワークＷへ向けて照射される。したがって、ワークＷをセットした上パレット７又は下パレット９がＸ軸方向へ移動されると共に、レーザ加工ヘッド１７がＹ軸方向及びＺ軸方向へ移動されることによってワークＷの所望位置にレーザ加工が行われることになる。
【００４６】
また、上記の第１キャリッジ１１の図１及び図２において右方には、第１キャリッジ１１とほぼ同様の構造をなす門型形状の第２キャリッジ１９がベッド３のレール１３上に跨設されており、ＮＣ装置の制御の下に駆動される第２キャリッジ用駆動モータ（図示省略）によりレール１３上をＸ軸方向に移動位置決め自在である。
【００４７】
さらに、第２キャリッジ１９には、前述した第１キャリッジ１１のＹ軸キャリッジ１５と同様の構造のＹ軸キャリッジ２１がＹ軸方向に移動位置決め自在に設けられており、このＹ軸キャリッジ２１の下部には前述した第１キャリッジ１１のレーザ加工ヘッド１７と同様の構造のレーザ加工ヘッド２３がＺ軸方向に移動位置決め自在設けられている。
【００４８】
なお、第２キャリッジ１９のレーザ加工ヘッド２３によるレーザ加工は、前述した第１キャリッジ１１の場合と同様である。
【００４９】
また、第２キャリッジ１９には、シャトルテーブル５のワークＷを吸着する吸着装置２５のストレッチ２７がＹ軸キャリッジ２１の下部にレーザ加工ヘッド２３の両側で昇降自在に設けられている。この吸着装置２５はＮＣ装置の制御の下に駆動される吸着装置用Ｚ軸モータ（図示省略）により移動位置決め自在である。なお、レーザ加工ヘッド２３でレーザ加工が行われるときには吸着装置２５がレーザ加工ヘッド２３の下端の位置より上昇し、吸着装置２５でワークＷを吸着するときはレーザ加工ヘッド２３が吸着装置２５の位置より上昇する。
【００５０】
なお、吸着装置２５としては、例えば吸着装置用Ｚ軸モータにより上下動されるストレッチ２７の下面に、エアバキュームで吸引される多数の吸着パッド（図示省略）が設けられている。
【００５１】
また、第２キャリッジ１９には、上記のレーザ加工ヘッド２３の他にマーキングヘッドやドリルヘッドなどの他の装置を設けても構わない。
【００５２】
図１及び図２を参照するに、上記の第１キャリッジ１１と第２キャリッジ１９の走行範囲の全体が、安全キャビン２９によりカバーされている。安全キャビン２９の内部では、図１において左側にワークＷにレーザ加工を行うためのレーザ加工エリアＡ１が設けられており、右側に加工済のワークＷ（図１において製品Ｇ）を集積するためのワーク集積エリアＡ２が設けられている。
【００５３】
このワーク集積エリアＡ２は図２に示されているようにシャトルテーブル５の上、下パレット７，９の走行位置よりも低い位置に位置しているので何ら問題はない。しかも、安全キャビン２９のワーク集積エリアＡ２に面する側面にはワーク集積エリアＡ２に集積された加工済のワークＷ（製品Ｇ）を取り出すための開口部３１が設けられており、この開口部３１を開閉する扉３３が設けられている。
【００５４】
なお、ワーク集積エリアＡ２にはワーク搬送手段としての例えば第１コンベア装置３５を設けることができ、第１コンベア装置３５からのワークＷを搬送可能な第２コンベア装置３７が開口部３１の外側に設けられても構わない。この場合、開口部３１には前述したように扉３３を設けてもよいが、エアカーテンを設けても構わない。
【００５５】
また、ワーク集積エリアＡ２にはワーク集積パレットを設置することもでき、この場合はフォークリフトなどにより定期的に搬出される。
【００５６】
上記構成により、シャトルテーブル５の上、下パレット７，９のうちの一方のパレットがレーザ加工エリアＡ１に設置されると、第１、第２キャリッジ１１，１９のうちの少なくとも一方のキャリッジのレーザ加工ヘッド１７または２３により、上パレット７又は下パレット９にセットされたワークＷに対しレーザ加工による切断加工が行われる。本実施の形態では、第１キャリッジ１１のレーザ加工ヘッド１７によりレーザ加工が行われるが、第１、第２キャリッジ１１，１９の両方でレーザ加工が行われても構わない。
【００５７】
このとき、レーザ加工はワークＷの切断長の途中まで行われる。つまり、ワークＷの切断された部分がピックアップ可能な状態になるまで切断される。従来の説明の際に用いた図６及び図７を流用して説明すると、図６に示されているように未切断部Ｎ（未加工部）を少し残してレーザ加工が中断される。次いで、第２キャリッジ１９の吸着装置２５（図６及び図７において符号１１３に相当する）がワークＷに接近し、この吸着装置２５により図６においてワークＷの切断部Ｃの側が図７に示されているように矢印の方向にピックアップされる。ただし、図は理解のため、相当に過大に描かれている。
【００５８】
その後、第２キャリッジ１９が後退し、再び残りの未切断部Ｎが第１キャリッジ１１のレーザ加工ヘッド１７によりレーザ加工にて切断される。
【００５９】
このレーザ加工終了後に、第１キャリッジ１１が後退すると共に再び第２キャリッジ１９がワークＷに接近して吸着装置２５により加工済のワークＷが吸着され持ち上げられて搬送され、ワークＷは集積エリアＡ２の例えば第１コンベア装置３５へ集積される。
【００６０】
この間に、第１キャリッジ１１のレーザ加工ヘッド１７により次のワークＷのレーザ加工が行われ、上記の切断加工工程が繰り返される。
【００６１】
なお、上記のワーク集積エリアＡ２に集積された加工済のワークＷ（製品Ｇ）が搬出されるときには、安全キャビン２９の目的から必然的に、開口部３１の扉３３の開閉の必要性が生じるのであるが、この搬出時間はシャトルテーブル５の上、下パレット７，９を入れ換えるなどの段取り替えの時間に合わせて行えばよいので、生産性に影響を及ぼすことはない。
【００６２】
また、エアカーテンを設けることによっては、安全キャビン２９内は作業環境を害することなく連続的にワークＷを搬出することが可能となる。
【００６３】
以上のように、上記の切断加工工程の一連の工程は、(1) 第１、第２キャリッジ１１，１９のうちの少なくとも一方のキャリッジに設けたレーザ加工ヘッドでワークＷが途中までレーザ加工される。(2)ワークＷが第２キャリッジ１９の吸 着装置２５によりピックアップされる。(3)前記キャリッジに設けたレーザ加工 ヘッドによりワークＷの残りの部分が加工される。(4)この加工済のワークＷが 第２キャリッジ１９の吸着装置２５により取り出されワーク集積エリアＡ２に集積される。
【００６４】
ちなみに、上記の方法にて１つのワークＷをレーザ加工にて切断するときに要した全加工時間は例えば１７秒であった。その内訳は、工程(1) および(3)の純 粋なレーザ加工時間が例えば１２秒で、それ以外の工程(2)と(4)のワークＷのピックアップ時間は例えば５秒であった。従来の場合は全加工時間は例えば３０秒であるので、大幅なタクトタイムの短縮となった。
【００６５】
しかも、安全キャビン２９内で、ダブルキャリッジの特色が生かされて、第２キャリッジ１９に設けた吸着装置２５によりワークＷの切断加工の途中でピックアップが行われたり、加工済のワークＷ（製品Ｇ）の搬出が行われることから、レーザ加工の作業環境が損なわれず、しかもレーザ加工が中断されることなく、上、下パレット５，９の上で加工済のワークＷにズレを生じさせることなく搬出が行なわれるので、生産性の向上に大いに寄与する。
【００６６】
次に、本発明の他の実施の形態のレーザ加工方法及びレーザ加工システムについて図面を参照して説明する。なお、この実施の形態のレーザ加工機１は、基本的には前述した図１及び図２に示された実施の形態のレーザ加工機１と同様であるので、図１及び図２で示される部材と同一の部材は同じ符号を付して、異なる点について説明する。
【００６７】
図３を参照するに、安全キャビン３９は上部を開放した開放部４１を有するものである。このように安全キャビン３９の上蓋が無い場合は、レーザ加工中の集塵によって有害なヒュームが下方へ確実に吸引されて作業環境が害される懸念がないときである。
【００６８】
この安全キャビン３９の中には、本実施の形態では２つの第１、第２キャリッジ１１，１９が設けられている。安全キャビン３９の外部の段取りエリアＡ３に位置するシャトルテーブル５の図３において右側に、加工済のワークＷ（図３において製品Ｇ）を集積するワーク集積テーブル４３が設けられている。
【００６９】
上記の安全キャビン３９とワーク集積テーブル４３との図３において上方側には、安全キャビン３９の中に設置された上、下テーブル７，９のうちの一方のテーブル上のワークＷを吸着する吸着装置４５を備えた天井走行クレーンのごときテイクアウトローダ４７が設けられている。
【００７０】
テイクアウトローダ４７としては、安全キャビン３９の位置から図３においてＸ軸方向の右方位置までほぼ水平に延伸したテイクアウトレール４９が支柱５１により立設されており、このテイクアウトレール４９にはテイクアウトローダ４７のテイクアウト本体５３が片持ち式で往復動自在に設けられている。
【００７１】
このテイクアウトレール４９の内部にはテイクアウトモータ（図示省略）で回転駆動されるテイクアウト用ボールねじ（図示省略）が軸承されており、テイクアウト本体５３に備えたナット部材がテイクアウト用ボールねじに螺合されている。したがって、テイクアウト本体５３はテイクアウトモータが正逆回転することによってテイクアウトレール４９に沿ってＸ軸方向に往復動される。
【００７２】
また、テイクアウト本体５３には下方向に伸縮するピストンロッド５５を備えた昇降シリンダ５７がＹ軸方向に移動位置決め自在に設けられている。上記のピストンロッド５５の下端には平面でＹ軸方向に延伸されたストレッチ５９が設けられており、ストレッチ５９の下面にはワークＷを吸着する多数の吸着パッド（図示省略）が設けられている。
【００７３】
上記構成により、安全キャビン３９の内部では、前述した図１及び図２に示された実施の形態の場合と同様にワークＷにレーザ加工が行われるが、切断加工工程の一連の工程(1)〜(4)のうちで、(2)の工程ではワークＷがテイクアウトロー ダ４７の吸着装置４５によりピックアップされる。また、(4) の工程では加工済のワークＷが安全キャビン３９の開放部４１から下降されるテイクアウトローダ４７の吸着装置４５により吸着され持ち上げられてから、テイクアウトモータの回転によってテイクアウト本体５３が移動されることにより、加工済のワークＷ（製品Ｇ）がワーク集積テーブル４３まで搬送され集積される。
【００７４】
作用、効果としては、基本的には前述した図１及び図２に示された実施の形態のレーザ加工機１と同様である。なお、図３ではダブルキャリッジの場合で説明されているが、シングルキャリッジの場合でも有効であり、安全キャビン３９の内部に集積することなく一挙にワーク集積テーブル４３へ搬出可能である。ダブルキャリッジの場合は、例えば第２キャリッジ１９ではレーザ加工やマーキングやドリル加工などのその他の加工に携わることが可能となる。
【００７５】
なお、この発明は前述した実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他の態様で実施し得るものである。
【００７６】
【発明の効果】
以上のごとき発明の実施の形態の説明から理解されるように、請求項１の発明によれば、安全キャビン内のダブルキャリッジの特色を生かすことができ、一方の第２キャリッジに設けた吸着装置によりワークを切断加工の途中でピックアップしたり、加工済のワーク安全キャビン内の集積エリアに搬出したりできるので、レーザ加工の作業環境を損なわず、しかもレーザ加工を中断することなく、加工テーブル上での加工済のワークのズレを生じさせることなく搬出を行なうことができ、生産性の向上を図ることができる。
【００７７】
請求項２の発明によれば、第２キャリッジでは、吸着装置によるワークの搬出のみならず、レーザ加工やマーキングやドリル加工などのその他の加工も行なうことができる。
【００７８】
請求項３の発明によれば、安全キャビンの中の集積された加工済のワークは、開口部を経てワーク搬送手段により容易に迅速に搬出できるので、この搬出は段取り替えの時間に行うことにより生産性に影響を及ぼさずに行える。
【００７９】
請求項４の発明によれば、開口部に開閉自在な扉を設けることによって安全キャビン内の作業環境が害されずにレーザ加工を行うことができる。また、エアカーテンを設けることによって、安全キャビン内の作業環境を害することなく連続的にワークの搬出を行うことができる。
【００８０】
請求項５の発明によれば、テイクアウトローダの吸着装置によりワークの搬出を行えるので、レーザ加工の作業環境を損なわず、しかもレーザ加工を中断することなく、加工テーブル上での加工済のワークのズレを生じさせることなく搬出を行なうことができ、生産性の向上を図ることができる。
【００８１】
また、シングルキャリッジの場合でも有効であり、安全キャビンの内部に集積することなく一挙に安全キャビンの外部へ搬出可能である。また、ダブルキャリッジの場合は、他方の第２キャリッジではレーザ加工やマーキングやドリル加工などのその他の加工に携わることが可能となる。
【００８２】
請求項６の発明によれば、加工済のワークを安全キャビンの外部へ搬出する時間を短縮でき、このシャトルテーブルの効率のよい段取り替え時間を遅延させることなく有効に活用できる。
【００８３】
請求項７の発明によれば、安全キャビン内のダブルキャリッジの特色を生かすことができ、一方の第２キャリッジに設けた吸着装置により加工済のワークを安全キャビン内の集積エリアに搬出できるので、レーザ加工の作業環境を損なわず、しかもレーザ加工を中断することなく、加工テーブル上での加工済のワークのズレを生じさせることなく搬出を行なうことができ、生産性の向上を図ることができる。
【００８４】
請求項８の発明によれば、一方の第２キャリッジに設けた吸着装置によりワークの切断加工の途中でピックアップを行うので、その後に最後の切断部分を切断したとしても加工テーブル上での加工済のワークのズレを生じさせることなく、第２キャリッジの吸着装置でワークの搬出を効率よく行うことができる。
【００８５】
請求項９の発明によれば、加工済のワークを安全キャビン内の集積エリアに集積できるので、レーザ加工の作業環境を損なわず、しかもレーザ加工を中断することがないので、生産性を向上できる。なお、集積された加工済のワークの搬出は、段取り替えの時間に行うことにより生産性に影響がない。
【００８６】
請求項１０の発明によれば、請求項５記載の効果とほぼ同様であり、テイクアウトローダの吸着装置によりワークの搬出を行えるので、レーザ加工の作業環境を損なわず、しかもレーザ加工を中断することなく、加工テーブル上での加工済のワークのズレを生じさせることなく搬出を行なうことができ、生産性の向上を図ることができる。
【００８７】
また、シングルキャリッジの場合でも有効であり、安全キャビンの内部に集積することなく一挙に安全キャビンの外部へ搬出可能である。また、ダブルキャリッジの場合は、他方の第２キャリッジでレーザ加工やマーキングやドリル加工などのその他の加工に携わることが可能となる。
【００８８】
請求項１１の発明によれば、請求項６記載の効果と同様であり、加工済のワークを安全キャビンの外部へ搬出する時間を短縮でき、このシャトルテーブルの効率のよい段取り替え時間を遅延させることなく有効に活用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すもので、レーザ加工システムの全体の平面図である。
【図２】本発明の実施の形態を示すもので、レーザ加工システムの全体の正面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態を示すもので、レーザ加工システムの全体の斜視図である。
【図４】従来のレーザ加工システムの全体の概略的な斜視図である。
【図５】従来のレーザ加工システムの動作を説明するための部分的な斜視図である。
【図６】従来のレーザ加工システムの動作を説明するための平面図である。
【図７】図６の矢視ＶＩＩ−ＶＩＩ線の部分的な断面図である。
【符号の説明】
１ レーザ加工機
５ シャトルテーブル
７ 上パレット
９ 下パレット
１１ 第１キャリッジ
１７ レーザ加工ヘッド
１９ 第２キャリッジ
２３ レーザ加工ヘッド
２５ 吸着装置
２９ 安全キャビン
３１ 開口部
３３ 扉
３５ 第１コンベア装置
３７ 第２コンベア装置
３９ 安全キャビン
４１ 開放部
４３ ワーク集積テーブル
４５ 吸着装置
４７ テイクアウトローダ
５３ テイクアウト本体
５７ 昇降シリンダ
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ加工システム及びこのレーザ加工システムを用いたレーザ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レーザ加工機１０１にてレーザ加工するときは、オペレータの安全及び作業環境の観点から、図４に示されているようにワークＷを載置する加工テーブル１０３を含むレーザ加工機１０１の全体を安全キャビン１０５でカバーすることが必要になってきている。とりわけ、ＥＣ各国では“ＣＥマーク”を取得するために、この安全キャビン１０５でカバーする措置は必要不可欠のものである。
日本市場においても、同様の傾向になると考えられる。
【０００３】
一般的に、図４においてレーザ加工ヘッド１０７を支持するキャリッジ１０９がシングルであるレーザ加工機１０１においては、加工済のワークＷ（図４において製品Ｇ）をアンローディングするには別置のマニピュレータ１１１が使用されている。例えば、マニピュレータ１１１は前後方向（Ｘ軸方向）に走行自在であり、このマニピュレータ１１１にはワークＷを吸着する吸着装置１１３が昇降自在に且つ左右方向に移動自在に設けられており、結果として吸着装置１１３は前後（Ｘ軸）、左右（Ｙ軸）、上下（Ｚ軸）方向に移動位置決め自在に設けられている。
【０００４】
ワークＷを載置する加工テーブル１０３としてシャトルテーブル１１５が備えられている場合のようにワークＷの搬出入が可能なレーザ加工機１０１においては、新規のワークＷを加工中に、加工済のワークＷ及びスケルトンが同時に搬出される。
【０００５】
以上のようなレーザ加工機１０１を安全キャビン１０５で完全にカバーする場合、安全キャビン１０５の目的からして、レーザ加工を中断してから安全キャビン１０５の側面に備えられている扉１１７を開閉する必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のレーザ加工システムにおいては、安全キャビン１０５によりレーザ加工機１０１をカバーしてレーザ加工を行うことは、当然のことながら安全性と使い勝手は表裏のもので、迅速化、効率化という面で問題が多いものであった。しかも、安全キャビン１０５は、生産性の点でも、ワークＷのキズに対するケアの点からも一向に省力化の進まない要因となっていた。
【０００７】
また、シャトルテーブル１１５を備えたレーザ加工機１０１の場合、シャトルテーブル１１５により搬出された加工済のワークＷをスケルトンから取り出すためにマニピュレータ１１１（テイクアウトローダ）でピックアップするときワークＷがずれてしまい、最終的に取り出し不可能となるという問題点があった。
【０００８】
あるいは、レーザ加工によるワークＷの切断加工終了後に、マニピュレータ１１１で加工済のワークＷをピックアップするとき、ワークＷの形状によっては斜めになってしまい取り出し不可能になるという問題点があった。
【０００９】
そこで、図６に示されているようにワークＷの切断加工の途中で、２点鎖線で示される未切断部Ｎ（未加工部）を少し残してレーザ加工を中断し、ワークＷの切断部Ｃの側を図７に示されているようにマニピュレータ１１１の吸着装置１１３により矢印の方向にピックアップしておき、その後、再び残りの未切断部Ｎをレーザ加工にて切断する。加工済のワークＷをマニピュレータ１１１により取り出して図４に示されているように製品集積エリアに集積し、この集積された加工済のワークＷ（製品Ｇ）をフォークリフトで取り出して、人手を介して仕分けを行っているのが現状である。
【００１０】
この場合、ワークＷの切断加工の途中及び加工終了後に、ワークＷを上記のマニピュレータ１１１によりピックアップするときは、図５に示されているようにレーザ加工を中断して安全キャビン１０５の扉１１７を開閉する必要があるので、換言すれば安全キャビン１０５の扉１１７の開閉に要する時間は全くレーザ加工できず生産性に寄与しない時間である。
【００１１】
上記の一連の工程についてより詳しくは、(1)ワークＷが途中までレーザ加工 され、(2)安全キャビン１０５の扉１１７が開放され、(3) マニピュレータ１１ １が扉１１７から安全キャビン１０５の中へ入り、(4)安全キャビン１０５の扉 １１７が閉じられ、(5)ワークＷがマニピュレータ１１１によりピックアップさ れ、(6)ワークＷの残りの部分が加工され、(7)この加工済のワークＷがマニピュレータ１１１により取り出され、(8)安全キャビン１０５の扉１１７が開放され 、(9) マニピュレータ１１１が扉１１７から安全キャビン１０５の外部へ移動され、(10)安全キャビン１０５の扉１１７が閉じられる。
【００１２】
ちなみに、上記の方法にて１つのワークＷをレーザ加工にて切断するときに要した全加工時間は例えば３０秒であった。その内訳は、工程(1)および(6)の純粋なレーザ加工時間が例えば１２秒で、それ以外の工程(2)〜(5)と(7)〜(10)のワ ークＷのピックアップ時間と扉１１７の開閉時間とは例えば１８秒であった。
【００１３】
以上のように、安全キャビン内１０５でレーザ加工を行うことに伴ってレーザ加工を中断する時間が長くなるために生産性が低下するという問題点があった。
【００１４】
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、安全キャビン内でのレーザ加工において作業環境を損なうことなく、しかもレーザ加工を中断することなく、加工済のワークを加工テーブル上でズレを生じさせずに搬出を行って生産性の向上を図るようにしたレーザ加工システム及びこのレーザ加工システムを用いたレーザ加工方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１によるこの発明のレーザ加工システムは、安全キャビンの中に加工エリアとこの加工エリアに隣接して集積エリアを設けると共に前記加工エリアに加工テーブルを設け、前記加工テーブルの上方に設けた第１、第２キャリッジを、前記加工エリアと集積エリアとの配置方向である前後方向へ移動自在に設け、前記前後方向に対して直交する左右方向に移動自在なレーザ加工ヘッドを前記第１キャリッジに設けると共に左右方向に移動自在な加工ヘッドと加工テーブルのワークを吸着する吸着装置とを前記第２キャリッジに設けてなることを特徴とするものである。
【００１６】
したがって、安全キャビン内のダブルキャリッジの特色が生かされて、第１キャリッジに設けたレーザ加工ヘッドでワークが切断加工されている途中にもかかわらず、第２キャリッジに設けた吸着装置によりピックアップされたり、加工済のワークが安全キャビン内の集積エリアに搬出されたりするので、レーザ加工の作業環境が損なわれず、しかもレーザ加工が中断されることなく、加工済のワークが加工テーブル上でズレを生じることなく搬出が行われ、生産性の向上が図られる。
【００１７】
請求項２によるこの発明のレーザ加工システムは、請求項１記載のレーザ加工システムにおいて、第２キャレッジの加工ヘッドが、レーザ加工ヘッド、マーキングヘッド、ドリルヘッドの少なくとも１つを備えてなることを特徴とするものである。
【００１８】
したがって、第２キャリッジでは、吸着装置によるワークの搬出のみならず、レーザ加工やマーキングやドリル加工などのその他の加工も行なうことができる。
【００１９】
請求項３によるこの発明のレーザ加工システムは、請求項１又は２記載のレーザ加工システムにおいて、前記安全キャビンの左右方向の側面に、ワークを搬出せしめる開口部を設けると共に、安全キャビンの内部から前記開口部を経て外部へワークを搬送可能なワーク搬送手段を前記集積エリアに備えてなることを特徴とするものである。
【００２０】
したがって、安全キャビンの中の集積された加工済のワークは、開口部を経てワーク搬送手段により容易に迅速に搬出される。このときの搬出は段取り替えの時間に行われることにより生産性に影響を及ぼすことはない。
【００２１】
請求項４によるこの発明のレーザ加工システムは、請求項３記載のレーザ加工システムにおいて、前記開口部に開閉自在な扉又はエアカーテンを設けてなることを特徴とするものである。
【００２２】
したがって、開口部に開閉自在な扉を設けることによって安全キャビン内は作業環境が害されずにレーザ加工が行われる。また、エアカーテンを設けることによって、安全キャビン内は作業環境を害することなく連続的なワークの搬出が行われる。
【００２３】
請求項５によるこの発明のレーザ加工システムは、上部を開放する安全キャビンの外部に加工済みのワークを集積するワーク集積テーブルを備え、前記安全キャビンの中に少なくとも１つのキャリッジを加工テーブルの上方に位置して設けると共に、当該キャリッジを、前記安全キャビンと前記ワーク集積テーブルとの配置方向である前後方向へ移動自在に設け、前記前後方向に対して直交する左右方向に移動自在なレーザ加工ヘッドを前記少なくとも１つのキャリッジに設け、前記安全キャビンの上部の開放部から加工テーブルのワークを吸着する吸着装置を上下動並びに前記安全キャビンの上方で前後方向へ移動自在に備えたテイクアウトローダを設けてなることを特徴とする
【００２４】
したがって、テイクアウトローダの吸着装置により安全キャビンの上部の開放部からワークの搬出が行われるので、レーザ加工の作業環境が損なわれず、しかもレーザ加工が中断されることなく、加工済のワークが加工テーブル上でズレを生じることなく搬出が行われ、生産性の向上が図られる。
【００２５】
また、シングルキャリッジの場合でも有効であり、安全キャビンの内部に集積することなく一挙に安全キャビンの外部へ搬出可能である。また、ダブルキャリッジの場合は、もう一方の第２キャリッジでレーザ加工やマーキングやドリル加工などのその他の加工に携わることが可能となる。
【００２６】
請求項６によるこの発明のレーザ加工システムは、請求項１〜６のうちのいずれか一つに記載のレーザ加工システムにおいて、前記加工テーブルがシャトルテーブルであることを特徴とするものである。
【００２７】
したがって、加工済のワークを安全キャビンの外部へ搬出する時間が短縮され、このシャトルテーブルの効率のよい段取り替え時間が遅延させることなく有効に活用される。
【００２８】
請求項７によるこの発明のレーザ加工方法は、安全キャビンの中に、加工エリアと集積エリアとを隣接して備え、前記安全キャビンの中に据えられた、第１、第２キャリッジのうちの少なくとも一方のキャリッジを前記加工エリアの加工テーブルの上方で、前記加工エリアと集積エリアとの隣接方向である前後方向に移動せしめると共に前記少なくとも一方のキャリッジに設けたレーザ加工ヘッドを前記前後方向に対して直交する左右方向に移動せしめて加工テーブル上のワークにレーザ加工を行い、前記第２キャリッジを加工テーブルの上方で前後方向に移動せしめると共に前記第２キャリッジに設けた吸着装置を左右方向に移動せしめて前記加工済のワークを前記吸着装置により吸着して前記安全キャビン内の前記集積エリアに搬送することを特徴とするものである。
【００２９】
したがって、安全キャビン内のダブルキャリッジの特色が生かされて、もう一方の第２キャリッジに設けた吸着装置により加工済のワークが安全キャビン内の集積エリアに搬出されるので、レーザ加工の作業環境が損なわれず、しかもレーザ加工が中断されることなく、加工済のワークが加工テーブル上でズレを生じることなく搬出が行われ、生産性の向上が図られる。
【００３０】
請求項８によるこの発明のレーザ加工方法は、請求項７に記載のレーザ加工方法において、前記第１、第２キャリッジのうちの少なくとも一方のキャリッジに設けたレーザ加工ヘッドにより加工テーブル上のワークにレーザ加工を行う際に、ワークをピックアップ可能な状態になるまでレーザ加工を行ってから前記第２キャリッジに設けた吸着装置により前記ワークの切断部分をピックアップし、このワークの最後の切断部分を再び前記少なくとも一方のキャリッジに設けたレーザ加工ヘッドによりレーザ加工を行い、この加工済のワークを第２キャリッジに設けた吸着装置により吸着して前記集積エリアに搬送することを特徴とするものである。
【００３１】
したがって、第１キャリッジに設けたレーザ加工ヘッドでワークの切断加工の途中にもかかわらず、第２キャリッジに設けた吸着装置によりピックアップが行われるので、その後に最後の切断部分が切断されてもこの加工済のワークは加工テーブル上でズレが生じることなく、第２キャリッジの吸着装置で加工済のワークの搬出が効率よく行われる。
【００３２】
請求項９によるこの発明のレーザ加工方法は、請求項７又は８に記載のレーザ加工方法において、前記第２キャリッジの吸着装置により搬送する加工済のワークは、安全キャビン内の集積エリアに集積し、所望の枚数のワークを加工後に前記集積されたワークを安全キャビンの左右方向の側面に設けた開口部を経て外部へ搬出せしめることを特徴とするものである。
【００３３】
したがって、加工済のワークは安全キャビン内の集積エリアに集積されるので、レーザ加工の作業環境が損なわれない。しかもレーザ加工が中断されることがないので、生産性が向上する。なお、集積された加工済のワークが搬出されるときには、安全キャビンの目的から必然的に、開口部の扉の開閉が必要であるが、この搬出時間は段取り替えの時間に行えばよいので、生産性に影響を及ぼすことはない。
【００３４】
請求項１０によるこの発明のレーザ加工方法は、上部を開放する安全キャビンの外部に加工済みのワークを集積するワーク集積テーブルを備え、前記安全キャビンの中に据えられた少なくとも１つのキャリッジを、前記安全キャビン内に備えた加工テーブルの上方において、前記安全キャビンと前記ワーク集積テーブルとの配置方向である前後方向に移動せしめると共に前記キャリッジに設けたレーザ加工ヘッドを前記前後方向に対して直交する左右方向に移動せしめて加工テーブル上のワークにレーザ加工を行い、前記安全キャビンの上方に設けたテイクアウトローダの吸着装置を昇降せしめて前記安全キャビンの上部の開放部から加工テーブルの加工済のワークを吸着して持ち上げて安全キャビンの外部へ搬送することを特徴とするものである。
【００３５】
したがって、請求項５記載の作用とほぼ同様であり、テイクアウトローダの吸着装置により安全キャビンの上部の開放部からワークの搬出が行われるので、レーザ加工の作業環境が損なわれず、しかもレーザ加工が中断されることなく、加工済のワークが加工テーブル上でズレを生じることなく搬出が行われ、生産性の向上が図られる。
【００３６】
また、シングルキャリッジの場合でも有効であり、安全キャビンの内部に集積することなく一挙に安全キャビンの外部へ搬出可能である。また、ダブルキャリッジの場合は、もう一方の第２キャリッジでレーザ加工やマーキングやドリル加工などのその他の加工に携わることが可能となる。
【００３７】
請求項１１によるこの発明のレーザ加工システムは、請求項７〜１０のうちのいずれか一つに記載のレーザ加工システムにおいて、前記加工テーブルがシャトルテーブルであることを特徴とするものである。
【００３８】
したがって、請求項６記載の作用と同様であり、加工済のワークを安全キャビンの外部へ搬出する時間が短縮され、このシャトルテーブルの効率のよい段取り替え時間が遅延させることなく有効に活用される。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のレーザ加工システム及びこのレーザ加工システムを用いたレーザ加工方法の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００４０】
図１及び図２を参照するに、本実施の形態に係わるレーザ加工機１は、立設されたベッド３を備えており、このベッド３上には、加工テーブルとしての例えばシャトルテーブル５を構成する２段の上パレット７と下パレット９がそれぞれ水平にかつ前後方向（図１及び図２において左右方向；Ｘ軸方向）に移動自在に設けられている。
【００４１】
上パレット７と下パレット９により、一方のパレットで外側段取りが行われ、他方のパレットでセッティングされたワークＷに対しレーザ加工が行われる。例えば、図１に示されているように下パレット９はレーザ加工エリアＡ１に移動されており、この状態で下パレット９にセッティングされたワークＷに対しレーザ加工が行われる。上パレット７はレーザ加工エリアＡ１から外れた外側の段取りエリアＡ３に移動されており、上記の下パレット９でレーザ加工が行われている間に、上パレット７ではワークＷのセッティングが行われる。
【００４２】
また、図１及び図２においてベッド３の左側には門型形状の第１キャリッジ１１がシャトルテーブル５の上方に位置するようにベッド３の左右の両側（図１では、上下）でＸ軸方向に延伸されたレール１３上に跨設されており、ＮＣ装置の制御の下に駆動される第１キャリッジ用駆動モータ（図示省略）によりレール１３上をＸ軸方向に移動位置決め自在である。
【００４３】
第１キャリッジ１１にはＸ軸方向と直交する左右方向（Ｙ軸方向）に、ＮＣ装置の制御の下に駆動されるＹ軸モータ（図示省略）により移動位置決め自在のＹ軸キャリッジ１５が設けられている。より詳しくは、上記のＹ軸モータにより回転駆動されるＹ軸用ボールねじ（図示省略）がＹ軸方向へ延伸されて第１キャリッジ１１に軸承されており、Ｙ軸キャリッジ１５の下部にはＸ，Ｙ軸に直交する上下方向（Ｚ軸方向）に移動位置決め自在のレーザ加工ヘッド１７が設けられている。このレーザ加工ヘッド１７はＮＣ装置の制御の下に駆動されるＺ軸モータ（図示省略）により移動位置決め自在である。
【００４４】
また、レーザ加工ヘッド１７の下端にはレーザ加工用の集光レンズ（図示省略）を備えたノズルが取付けられている。
【００４５】
上記構成により、レーザ発振器（図示省略）から発信されたレーザビームは複数のベンドミラー（図示省略）を介してレーザ加工ヘッド１７の下端のノズルからワークＷへ向けて照射される。したがって、ワークＷをセットした上パレット７又は下パレット９がＸ軸方向へ移動されると共に、レーザ加工ヘッド１７がＹ軸方向及びＺ軸方向へ移動されることによってワークＷの所望位置にレーザ加工が行われることになる。
【００４６】
また、上記の第１キャリッジ１１の図１及び図２において右方には、第１キャリッジ１１とほぼ同様の構造をなす門型形状の第２キャリッジ１９がベッド３のレール１３上に跨設されており、ＮＣ装置の制御の下に駆動される第２キャリッジ用駆動モータ（図示省略）によりレール１３上をＸ軸方向に移動位置決め自在である。
【００４７】
さらに、第２キャリッジ１９には、前述した第１キャリッジ１１のＹ軸キャリッジ１５と同様の構造のＹ軸キャリッジ２１がＹ軸方向に移動位置決め自在に設けられており、このＹ軸キャリッジ２１の下部には前述した第１キャリッジ１１のレーザ加工ヘッド１７と同様の構造のレーザ加工ヘッド２３がＺ軸方向に移動位置決め自在設けられている。
【００４８】
なお、第２キャリッジ１９のレーザ加工ヘッド２３によるレーザ加工は、前述した第１キャリッジ１１の場合と同様である。
【００４９】
また、第２キャリッジ１９には、シャトルテーブル５のワークＷを吸着する吸着装置２５のストレッチ２７がＹ軸キャリッジ２１の下部にレーザ加工ヘッド２３の両側で昇降自在に設けられている。この吸着装置２５はＮＣ装置の制御の下に駆動される吸着装置用Ｚ軸モータ（図示省略）により移動位置決め自在である。なお、レーザ加工ヘッド２３でレーザ加工が行われるときには吸着装置２５がレーザ加工ヘッド２３の下端の位置より上昇し、吸着装置２５でワークＷを吸着するときはレーザ加工ヘッド２３が吸着装置２５の位置より上昇する。
【００５０】
なお、吸着装置２５としては、例えば吸着装置用Ｚ軸モータにより上下動されるストレッチ２７の下面に、エアバキュームで吸引される多数の吸着パッド（図示省略）が設けられている。
【００５１】
また、第２キャリッジ１９には、上記のレーザ加工ヘッド２３の他にマーキングヘッドやドリルヘッドなどの他の装置を設けても構わない。
【００５２】
図１及び図２を参照するに、上記の第１キャリッジ１１と第２キャリッジ１９の走行範囲の全体が、安全キャビン２９によりカバーされている。安全キャビン２９の内部では、図１において左側にワークＷにレーザ加工を行うためのレーザ加工エリアＡ１が設けられており、右側に加工済のワークＷ（図１において製品Ｇ）を集積するためのワーク集積エリアＡ２が設けられている。
【００５３】
このワーク集積エリアＡ２は図２に示されているようにシャトルテーブル５の上、下パレット７，９の走行位置よりも低い位置に位置しているので何ら問題はない。しかも、安全キャビン２９のワーク集積エリアＡ２に面する側面にはワーク集積エリアＡ２に集積された加工済のワークＷ（製品Ｇ）を取り出すための開口部３１が設けられており、この開口部３１を開閉する扉３３が設けられている。
【００５４】
なお、ワーク集積エリアＡ２にはワーク搬送手段としての例えば第１コンベア装置３５を設けることができ、第１コンベア装置３５からのワークＷを搬送可能な第２コンベア装置３７が開口部３１の外側に設けられても構わない。この場合、開口部３１には前述したように扉３３を設けてもよいが、エアカーテンを設けても構わない。
【００５５】
また、ワーク集積エリアＡ２にはワーク集積パレットを設置することもでき、この場合はフォークリフトなどにより定期的に搬出される。
【００５６】
上記構成により、シャトルテーブル５の上、下パレット７，９のうちの一方のパレットがレーザ加工エリアＡ１に設置されると、第１、第２キャリッジ１１，１９のうちの少なくとも一方のキャリッジのレーザ加工ヘッド１７または２３により、上パレット７又は下パレット９にセットされたワークＷに対しレーザ加工による切断加工が行われる。本実施の形態では、第１キャリッジ１１のレーザ加工ヘッド１７によりレーザ加工が行われるが、第１、第２キャリッジ１１，１９の両方でレーザ加工が行われても構わない。
【００５７】
このとき、レーザ加工はワークＷの切断長の途中まで行われる。つまり、ワークＷの切断された部分がピックアップ可能な状態になるまで切断される。従来の説明の際に用いた図６及び図７を流用して説明すると、図６に示されているように未切断部Ｎ（未加工部）を少し残してレーザ加工が中断される。次いで、第２キャリッジ１９の吸着装置２５（図６及び図７において符号１１３に相当する）がワークＷに接近し、この吸着装置２５により図６においてワークＷの切断部Ｃの側が図７に示されているように矢印の方向にピックアップされる。ただし、図は理解のため、相当に過大に描かれている。
【００５８】
その後、第２キャリッジ１９が後退し、再び残りの未切断部Ｎが第１キャリッジ１１のレーザ加工ヘッド１７によりレーザ加工にて切断される。
【００５９】
このレーザ加工終了後に、第１キャリッジ１１が後退すると共に再び第２キャリッジ１９がワークＷに接近して吸着装置２５により加工済のワークＷが吸着され持ち上げられて搬送され、ワークＷは集積エリアＡ２の例えば第１コンベア装置３５へ集積される。
【００６０】
この間に、第１キャリッジ１１のレーザ加工ヘッド１７により次のワークＷのレーザ加工が行われ、上記の切断加工工程が繰り返される。
【００６１】
なお、上記のワーク集積エリアＡ２に集積された加工済のワークＷ（製品Ｇ）が搬出されるときには、安全キャビン２９の目的から必然的に、開口部３１の扉３３の開閉の必要性が生じるのであるが、この搬出時間はシャトルテーブル５の上、下パレット７，９を入れ換えるなどの段取り替えの時間に合わせて行えばよいので、生産性に影響を及ぼすことはない。
【００６２】
また、エアカーテンを設けることによっては、安全キャビン２９内は作業環境を害することなく連続的にワークＷを搬出することが可能となる。
【００６３】
以上のように、上記の切断加工工程の一連の工程は、(1) 第１、第２キャリッジ１１，１９のうちの少なくとも一方のキャリッジに設けたレーザ加工ヘッドでワークＷが途中までレーザ加工される。(2)ワークＷが第２キャリッジ１９の吸 着装置２５によりピックアップされる。(3)前記キャリッジに設けたレーザ加工 ヘッドによりワークＷの残りの部分が加工される。(4)この加工済のワークＷが 第２キャリッジ１９の吸着装置２５により取り出されワーク集積エリアＡ２に集積される。
【００６４】
ちなみに、上記の方法にて１つのワークＷをレーザ加工にて切断するときに要した全加工時間は例えば１７秒であった。その内訳は、工程(1) および(3)の純 粋なレーザ加工時間が例えば１２秒で、それ以外の工程(2)と(4)のワークＷのピックアップ時間は例えば５秒であった。従来の場合は全加工時間は例えば３０秒であるので、大幅なタクトタイムの短縮となった。
【００６５】
しかも、安全キャビン２９内で、ダブルキャリッジの特色が生かされて、第２キャリッジ１９に設けた吸着装置２５によりワークＷの切断加工の途中でピックアップが行われたり、加工済のワークＷ（製品Ｇ）の搬出が行われることから、レーザ加工の作業環境が損なわれず、しかもレーザ加工が中断されることなく、上、下パレット５，９の上で加工済のワークＷにズレを生じさせることなく搬出が行なわれるので、生産性の向上に大いに寄与する。
【００６６】
次に、本発明の他の実施の形態のレーザ加工方法及びレーザ加工システムについて図面を参照して説明する。なお、この実施の形態のレーザ加工機１は、基本的には前述した図１及び図２に示された実施の形態のレーザ加工機１と同様であるので、図１及び図２で示される部材と同一の部材は同じ符号を付して、異なる点について説明する。
【００６７】
図３を参照するに、安全キャビン３９は上部を開放した開放部４１を有するものである。このように安全キャビン３９の上蓋が無い場合は、レーザ加工中の集塵によって有害なヒュームが下方へ確実に吸引されて作業環境が害される懸念がないときである。
【００６８】
この安全キャビン３９の中には、本実施の形態では２つの第１、第２キャリッジ１１，１９が設けられている。安全キャビン３９の外部の段取りエリアＡ３に位置するシャトルテーブル５の図３において右側に、加工済のワークＷ（図３において製品Ｇ）を集積するワーク集積テーブル４３が設けられている。
【００６９】
上記の安全キャビン３９とワーク集積テーブル４３との図３において上方側には、安全キャビン３９の中に設置された上、下テーブル７，９のうちの一方のテーブル上のワークＷを吸着する吸着装置４５を備えた天井走行クレーンのごときテイクアウトローダ４７が設けられている。
【００７０】
テイクアウトローダ４７としては、安全キャビン３９の位置から図３においてＸ軸方向の右方位置までほぼ水平に延伸したテイクアウトレール４９が支柱５１により立設されており、このテイクアウトレール４９にはテイクアウトローダ４７のテイクアウト本体５３が片持ち式で往復動自在に設けられている。
【００７１】
このテイクアウトレール４９の内部にはテイクアウトモータ（図示省略）で回転駆動されるテイクアウト用ボールねじ（図示省略）が軸承されており、テイクアウト本体５３に備えたナット部材がテイクアウト用ボールねじに螺合されている。したがって、テイクアウト本体５３はテイクアウトモータが正逆回転することによってテイクアウトレール４９に沿ってＸ軸方向に往復動される。
【００７２】
また、テイクアウト本体５３には下方向に伸縮するピストンロッド５５を備えた昇降シリンダ５７がＹ軸方向に移動位置決め自在に設けられている。上記のピストンロッド５５の下端には平面でＹ軸方向に延伸されたストレッチ５９が設けられており、ストレッチ５９の下面にはワークＷを吸着する多数の吸着パッド（図示省略）が設けられている。
【００７３】
上記構成により、安全キャビン３９の内部では、前述した図１及び図２に示された実施の形態の場合と同様にワークＷにレーザ加工が行われるが、切断加工工程の一連の工程(1)〜(4)のうちで、(2)の工程ではワークＷがテイクアウトロー ダ４７の吸着装置４５によりピックアップされる。また、(4) の工程では加工済のワークＷが安全キャビン３９の開放部４１から下降されるテイクアウトローダ４７の吸着装置４５により吸着され持ち上げられてから、テイクアウトモータの回転によってテイクアウト本体５３が移動されることにより、加工済のワークＷ（製品Ｇ）がワーク集積テーブル４３まで搬送され集積される。
【００７４】
作用、効果としては、基本的には前述した図１及び図２に示された実施の形態のレーザ加工機１と同様である。なお、図３ではダブルキャリッジの場合で説明されているが、シングルキャリッジの場合でも有効であり、安全キャビン３９の内部に集積することなく一挙にワーク集積テーブル４３へ搬出可能である。ダブルキャリッジの場合は、例えば第２キャリッジ１９ではレーザ加工やマーキングやドリル加工などのその他の加工に携わることが可能となる。
【００７５】
なお、この発明は前述した実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他の態様で実施し得るものである。
【００７６】
【発明の効果】
以上のごとき発明の実施の形態の説明から理解されるように、請求項１の発明によれば、安全キャビン内のダブルキャリッジの特色を生かすことができ、一方の第２キャリッジに設けた吸着装置によりワークを切断加工の途中でピックアップしたり、加工済のワーク安全キャビン内の集積エリアに搬出したりできるので、レーザ加工の作業環境を損なわず、しかもレーザ加工を中断することなく、加工テーブル上での加工済のワークのズレを生じさせることなく搬出を行なうことができ、生産性の向上を図ることができる。
【００７７】
請求項２の発明によれば、第２キャリッジでは、吸着装置によるワークの搬出のみならず、レーザ加工やマーキングやドリル加工などのその他の加工も行なうことができる。
【００７８】
請求項３の発明によれば、安全キャビンの中の集積された加工済のワークは、開口部を経てワーク搬送手段により容易に迅速に搬出できるので、この搬出は段取り替えの時間に行うことにより生産性に影響を及ぼさずに行える。
【００７９】
請求項４の発明によれば、開口部に開閉自在な扉を設けることによって安全キャビン内の作業環境が害されずにレーザ加工を行うことができる。また、エアカーテンを設けることによって、安全キャビン内の作業環境を害することなく連続的にワークの搬出を行うことができる。
【００８０】
請求項５の発明によれば、テイクアウトローダの吸着装置によりワークの搬出を行えるので、レーザ加工の作業環境を損なわず、しかもレーザ加工を中断することなく、加工テーブル上での加工済のワークのズレを生じさせることなく搬出を行なうことができ、生産性の向上を図ることができる。
【００８１】
また、シングルキャリッジの場合でも有効であり、安全キャビンの内部に集積することなく一挙に安全キャビンの外部へ搬出可能である。また、ダブルキャリッジの場合は、他方の第２キャリッジではレーザ加工やマーキングやドリル加工などのその他の加工に携わることが可能となる。
【００８２】
請求項６の発明によれば、加工済のワークを安全キャビンの外部へ搬出する時間を短縮でき、このシャトルテーブルの効率のよい段取り替え時間を遅延させることなく有効に活用できる。
【００８３】
請求項７の発明によれば、安全キャビン内のダブルキャリッジの特色を生かすことができ、一方の第２キャリッジに設けた吸着装置により加工済のワークを安全キャビン内の集積エリアに搬出できるので、レーザ加工の作業環境を損なわず、しかもレーザ加工を中断することなく、加工テーブル上での加工済のワークのズレを生じさせることなく搬出を行なうことができ、生産性の向上を図ることができる。
【００８４】
請求項８の発明によれば、一方の第２キャリッジに設けた吸着装置によりワークの切断加工の途中でピックアップを行うので、その後に最後の切断部分を切断したとしても加工テーブル上での加工済のワークのズレを生じさせることなく、第２キャリッジの吸着装置でワークの搬出を効率よく行うことができる。
【００８５】
請求項９の発明によれば、加工済のワークを安全キャビン内の集積エリアに集積できるので、レーザ加工の作業環境を損なわず、しかもレーザ加工を中断することがないので、生産性を向上できる。なお、集積された加工済のワークの搬出は、段取り替えの時間に行うことにより生産性に影響がない。
【００８６】
請求項１０の発明によれば、請求項５記載の効果とほぼ同様であり、テイクアウトローダの吸着装置によりワークの搬出を行えるので、レーザ加工の作業環境を損なわず、しかもレーザ加工を中断することなく、加工テーブル上での加工済のワークのズレを生じさせることなく搬出を行なうことができ、生産性の向上を図ることができる。
【００８７】
また、シングルキャリッジの場合でも有効であり、安全キャビンの内部に集積することなく一挙に安全キャビンの外部へ搬出可能である。また、ダブルキャリッジの場合は、他方の第２キャリッジでレーザ加工やマーキングやドリル加工などのその他の加工に携わることが可能となる。
【００８８】
請求項１１の発明によれば、請求項６記載の効果と同様であり、加工済のワークを安全キャビンの外部へ搬出する時間を短縮でき、このシャトルテーブルの効率のよい段取り替え時間を遅延させることなく有効に活用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すもので、レーザ加工システムの全体の平面図である。
【図２】本発明の実施の形態を示すもので、レーザ加工システムの全体の正面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態を示すもので、レーザ加工システムの全体の斜視図である。
【図４】従来のレーザ加工システムの全体の概略的な斜視図である。
【図５】従来のレーザ加工システムの動作を説明するための部分的な斜視図である。
【図６】従来のレーザ加工システムの動作を説明するための平面図である。
【図７】図６の矢視ＶＩＩ−ＶＩＩ線の部分的な断面図である。
【符号の説明】
１ レーザ加工機
５ シャトルテーブル
７ 上パレット
９ 下パレット
１１ 第１キャリッジ
１７ レーザ加工ヘッド
１９ 第２キャリッジ
２３ レーザ加工ヘッド
２５ 吸着装置
２９ 安全キャビン
３１ 開口部
３３ 扉
３５ 第１コンベア装置
３７ 第２コンベア装置
３９ 安全キャビン
４１ 開放部
４３ ワーク集積テーブル
４５ 吸着装置
４７ テイクアウトローダ
５３ テイクアウト本体
５７ 昇降シリンダ
Claims (11)
- 安全キャビンの中に加工エリアとこの加工エリアに隣接して集積エリアを設けると共に前記加工エリアに加工テーブルを設け、前記加工テーブルの上方に設けた第１、第２キャリッジを、前記加工エリアと集積エリアとの配置方向である前後方向へ移動自在に設け、前記前後方向に対して直交する左右方向に移動自在なレーザ加工ヘッドを前記第１キャリッジに設けると共に左右方向に移動自在な加工ヘッドと加工テーブルのワークを吸着する吸着装置とを前記第２キャリッジに設けてなることを特徴とするレーザ加工システム。
- 第２キャリッジの加工ヘッドが、レーザ加工ヘッド、マーキングヘッド、ドリルヘッドの少なくとも１つを備えてなることを特徴とする請求項１記載のレーザ加工システム。
- 前記安全キャビンの左右方向の側面に、ワークを搬出せしめる開口部を設けると共に、安全キャビンの内部から前記開口部を経て外部へワークを搬送可能なワーク搬送手段を前記集積エリアに備えてなることを特徴とする請求項１又は２記載のレーザ加工システム。
- 前記開口部に開閉自在な扉又はエアカーテンを設けてなることを特徴とする請求項３に記載のレーザ加工システム。
- 上部を開放する安全キャビンの外部に加工済みのワークを集積するワーク集積テーブルを備え、前記安全キャビンの中に少なくとも１つのキャリッジを加工テーブルの上方に位置して設けると共に、当該キャリッジを、前記安全キャビンと前記ワーク集積テーブルとの配置方向である前後方向へ移動自在に設け、前記前後方向に対して直交する左右方向に移動自在なレーザ加工ヘッドを前記少なくとも１つのキャリッジに設け、前記安全キャビンの上部の開放部から加工テーブルのワークを吸着する吸着装置を上下動並びに前記安全キャビンの上方で前後方向へ移動自在に備えたテイクアウトローダを設けてなることを特徴とするレーザ加工システム。
- 前記加工テーブルがシャトルテーブルであることを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか一つに記載のレーザ加工システム。
- 安全キャビンの中に、加工エリアと集積エリアとを隣接して備え、前記安全キャビンの中に据えられた、第１、第２キャリッジのうちの少なくとも一方のキャリッジを前記加工エリアの加工テーブルの上方で、前記加工エリアと集積エリアとの隣接方向である前後方向に移動せしめると共に前記少なくとも一方のキャリッジに設けたレーザ加工ヘッドを前記前後方向に対して直交する左右方向に移動せしめて加工テーブル上のワークにレーザ加工を行い、前記第２キャリッジを加工テーブルの上方で前後方向に移動せしめると共に前記第２キャリッジに設けた吸着装置を左右方向に移動せしめて前記加工済のワークを前記吸着装置により吸着して前記安全キャビン内の前記集積エリアに搬送することを特徴とするレーザ加工方法。
- 前記第１、第２キャリッジのうちの少なくとも一方のキャリッジに設けたレーザ加工ヘッドにより加工テーブル上のワークにレーザ加工を行う際に、ワークをピックアップ可能な状態になるまでレーザ加工を行ってから前記第２キャリッジに設けた吸着装置により前記ワークの切断部分をピックアップし、このワークの最後の切断部分を再び前記少なくとも一方のキャリッジに設けたレーザ加工ヘッドによりレーザ加工を行い、この加工済のワークを第２キャリッジに設けた吸着装置により吸着して前記集積エリアに搬送することを特徴とする請求項７記載のレーザ加工方法。
- 前記第２キャリッジの吸着装置により搬送する加工済のワークは、安全キャビン内の集積エリアに集積し、所望の枚数のワークを加工後に前記集積されたワークを安全キャビンの左右方向の側面に設けた開口部を経て外部へ搬出せしめることを特徴とする請求項７又は８記載のレーザ加工方法。
- 上部を開放する安全キャビンの外部に加工済みのワークを集積するワーク集積テーブルを備え、前記安全キャビンの中に据えられた少なくとも１つのキャリッジを、前記安全キャビン内に備えた加工テーブルの上方において、前記安全キャビンと前記ワーク集積テーブルとの配置方向である前後方向に移動せしめると共に前記キャリッジに設けたレーザ加工ヘッドを前記前後方向に対して直交する左右方向に移動せしめて加工テーブル上のワークにレーザ加工を行い、前記安全キャビンの上方に設けたテイクアウトローダの吸着装置を昇降せしめて前記安全キャビンの上部の開放部から加工テーブルの加工済のワークを吸着して持ち上げて安全キャビンの外部へ搬送することを特徴とするレーザ加工方法。
- 前記加工テーブルがシャトルテーブルであることを特徴とする請求項７〜１０のうちのいずれか一つに記載のレーザ加工方法。
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