JP5039395B2

JP5039395B2 - 加工システム

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Publication number: JP5039395B2
Application number: JP2007038055A
Authority: JP
Inventors: 健司増田
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2007-02-19
Filing date: 2007-02-19
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2027-02-19
Also published as: JP2008200701A

Description

本発明は、加工システムに係り、たとえばレーザビームを発射する加工ヘッドを、コンベヤに載置されているワークに対して移動しつつ前記ワークにレーザ加工を行うものに関する。

従来、図７や図８に示すように、スキッド２０２に載置されている板状のワークＷに対して加工ヘッド２０４をＸ軸方向やＹ軸方向に移動し、ワークＷにレーザ加工を施すレーザ加工機２００が知られている。

スキッド２０２は、たとえば、厚さが１．６ｍｍ〜３．２ｍｍ程度の鋼板で構成され、三角な山状の部位（針山）の多数の頂点にワークＷを接触させて載置している。

ところで、前記従来のレーザ加工機等に関連する特許文献として、たとえば、特許文献１、特許文献２を掲げることができる。
特許第３１１５６１４号公報特開２００３−２９０９６８号公報

ところで、前記従来のレーザ加工機２００では、レーザ加工を行う際にワークＷを通過した（ワークＷの加工された部位を通過した）レーザ光ＬＢが、スキッド２０２に照射され、スキッド２０２に欠損部位２０６が生じる。そして、長年の使用によってスキッド２０２の欠損部位２０６が増え、スキッド２０２の高さ（針山の高さ）が場所によって変化し、載置したワークＷがうねる等して、ワークＷの加工精度が悪化するという問題がある。

なお、前記問題は、レーザ加工をする場合だけでなく、火炎でワークを溶断する溶断機や、ウォータージェット加工機等においても同様に発生する問題である。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、長年の使用によってもワークの加工精度が悪化しない加工システムを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、ベースフレームと、前記ベースフレームにＸ軸方向へ移動可能に載置され、前記Ｘ軸方向へ延びて動くベルトの上側にワークが載置され、かつ、前記Ｘ軸方向に間隔を空けて離れている第１、第２のベルトコンベヤと、前記ベースフレームに前記Ｘ軸方向へ移動自在に設けられているキャリッジと、前記キャリッジにＹ軸方向へ移動可能に設けられ、前記第１、第２のベルトコンベヤの間隔に対応した位置に位置する加工ヘッドと、前記ベースフレームに設置された前記第１、第２のベルトコンベヤを前記キャリッジと共に前記Ｘ軸方向へ移動させるべく、前記第１、第２のベルトコンベヤのベース部材を保持するコンベヤ保持手段とを備えた加工機と；ワークを載置する前記第１のベルトコンベヤを複数格納自在であると共に、格納されている前記第１のベルトコンベヤのうちの１つのベルトコンベヤを、前記加工機に搬出入自在なシャトル装置と；を有する加工システムである。

請求項２に記載の発明は、ベースフレームと、前記ベースフレームにＸ軸方向へ移動可能に載置され、前記Ｘ軸方向へ回転するローラの上側にワークが載置され、かつ、前記Ｘ軸方向に間隔を空けて離れている第１、第２のローラコンベヤと、前記ベースフレームに前記Ｘ軸方向へ移動自在に設けられているキャリッジと、前記キャリッジにＹ軸方向へ移動可能に設けられ、前記第１、第２のローラコンベヤの間隔に対応した位置に位置する加工ヘッドと、前記ベースフレームに設置された前記第１、第２のローラコンベヤを前記キャリッジと共に前記Ｘ軸方向へ移動させるべく、前記第１、第２のローラコンベヤのベース部材を保持するコンベヤ保持手段とを備えた加工機と；ワークを載置する前記第１のローラコンベヤを複数格納自在であると共に、格納されている前記第１のローラコンベヤのうちの１つのローラコンベヤを、前記加工機に搬出入自在なシャトル装置と；を有する加工システムである。

本発明によれば、長年の使用によってもワークの加工精度が悪化しない加工システムを提供することができるという効果を奏する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の実施形態に係る加工システム１の概略構成を示す斜視図である。

なお、本明細書では説明の便宜のために、熱加工機の例であるレーザ加工システムを例に掲げ、水平方向の一方向をＸ軸方向とし、水平方向の他の一方向であって前記Ｘ軸方向と垂直な方向をＹ軸方向とし、上下方向（鉛直方向）をＺ軸方向とする。

加工システム１は、レーザ光をワークＷに照射してワークＷを加工するレーザ加工機３と、シャトル装置５とを備えて構成されている。なお、レーザ加工機３に代えて、ガスの火炎によりワークを加工する溶断機等、加工ヘッドからワークにエネルギーを照射しこの照射によりワークの一部を溶かしてワークを切断加工等する熱加工機、さらには、ウォータージェット噴流でワークの一部を切断するウォータージェット加工機を備えた構成であってもよい。

シャトル装置５は、ワークＷを載置するベルトコンベヤ７（詳しくは後述）を複数格納自在であると共に、格納されているベルトコンベヤ７のうちの１つのベルトコンベヤ７（７Ａまたは７Ｂ）を、レーザ加工機３に搬出入自在なように構成されている。

レーザ加工機３は、ベースフレーム９とキャリッジ１１と加工ヘッド１３とを備えており、ベースフレーム９には、ベルトコンベヤ７を設置することができるようになっている。ベースフレーム９に設置されたベルトコンベヤ７は、Ｘ軸方向で移動可能なようになっている。また、ベースフレーム９に設置されたベルトコンベヤ７のベルト２３は、Ｘ軸方向に延びておりＸ軸方向に動くようになっている。ベルトコンベヤ７のベルト２３の上側には、図２や図３に示すように、板状のワークＷをこの厚さ方向がＺ軸方向になるようにして、載置することができるようになっている。

キャリッジ１１は、ベースフレーム９にＸ軸方向で移動自在に設けられている。キャリッジ１１はたとえば門型に構成されており、上部のビーム部がＹ軸方向に延びている。前記ビーム部が、ベースフレーム９に設置されたベルトコンベヤ７およびこのベルトコンベヤ７に載置されているワークＷの上側に位置している。キャリッジ１１は、リニアガイドベアリング（図示せず）を介してベースフレーム９に対して移動可能に設けられており、また、図示しない制御装置の制御の下、サーボモータ等のアクチュエータとボールネジ（またはその他の駆動手段；たとえば、ラック＆ピニオン）とでＸ軸方向で移動位置決めされるようになっている。

加工ヘッド１３は、キャリッジ１１に設けられている。加工ヘッド１３は、たとえば、キャリッジ１１の前記ビーム部に設けられており、ベースフレーム９に設置されたベルトコンベヤ７、このベルトコンベヤ７に載置されているワークＷの上側に位置している。また、加工ヘッド１３は、リニアガイドベアリング（図示せず）を介してキャリッジ１１に対して移動可能に設けられており、また、図示しない制御装置の制御の下、サーボモータ等のアクチュエータとボールネジ（またはその他の駆動手段；たとえば、ラック＆ピニオン）とでＹ軸方向やＺ軸方向で移動位置決めされるようになっている。すなわち、加工ヘッド１３は、ベースフレーム９に対して、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向で移動位置決め自在になっている。そして、加工ヘッド１３の下端部のノズルからたとえばレーザ光（図示しないレーザ光発生器から発射されたレーザビーム）を下方に発射して、ワークＷにレーザ加工を施すことができるようになっている。

また、レーザ加工機３には、コンベヤ保持手段（コンベヤ保持装置）１７が設けられている。コンベヤ保持装置１７は、ベースフレーム９に設置されたベルトコンベヤ７が、加工ヘッド１３から発射されるレーザ光（ワーク加工用エネルギー）ＬＢの発射箇所から所定の距離だけ離れたところに位置しているときに、ベルトコンベヤ７をキャリッジ１１と共に（いっしょに）Ｘ軸方向に移動させるべく、ベルトコンベヤ７のベース部材１９を保持するものである。なお、レーザ光ＬＢの発射箇所から所定の距離だけ離れたところにベルトコンベヤ７を位置させるには、たとえば、シャトル装置５によってレーザ加工機３の所定の位置に搬入されたベルトコンベヤ７に対して、キャリッジ１１を適宜移動すればよい。

コンベヤ保持装置１７で保持された状態では、図２に示すように、レーザ光ＬＢの発射箇所から僅かな距離だけ離れたところに、ベルトコンベヤ７のＸ軸方向の一端部が位置するようになっている。また、ベルトコンベヤ７のＸ軸方向の他端部は、レーザ光ＬＢの発射箇所から遠く離れたところに位置している。したがって、加工ヘッド１３からレーザ光ＬＢを発射しつつ、ワークＷに対して加工ヘッド１３がＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向で移動しワークＷを加工しても、ベースフレーム９に設置されたベルトコンベヤ７には、レーザ光ＬＢは照射されず、レーザ光ＬＢによって、ベルトコンベヤ７が損傷を受けないようになっている。

コンベヤ保持装置１７は、たとえば、キャリッジ１１に設けられており、ベルトコンベヤ７のベース部材１９に設けられている係合部２１に着脱自在な凹部もしくは係合部２１を把持自在な把持部を備えて構成されている。前記凹部や把持部は、前記制御装置の制御の下、流体圧シリンダー等のアクチュエータで駆動するようになっている。

なお、コンベヤ保持装置１７を、キャリッジ１１とは別の駆動部材に設けた構成であってもよい。ただし、この駆動部材は、ベースフレーム９にＸ軸方向で移動自在に設けられており、キャリッジ１１とは別の駆動機構でキャリッジ１１とほぼ同様に駆動するようになっているものとする。

また、レーザ加工機３に、ワーク保持手段（ワーク保持装置；図示せず）を設けた構成であってもよい。前記ワーク保持装置は、ベースフレーム９に設置されたベルトコンベヤ７に載置されているワークＷを、少なくともＸ軸方向でベースフレーム９に対して一体的に固定する装置であり、たとえば、ワークＷの幅方向（Ｙ軸方向）端部を把持する把持部を備えて構成されている。この把持部は、前記制御装置の制御の下、流体圧シリンダー等のアクチュエータで駆動するようになっている。

そして、ワークＷを載置したベルトコンベヤ７がベースフレーム９に設置され、前記ワーク保持装置でワークＷがベースフレーム９に一体的に保持された状態では、キャリッジ１１や加工ヘッド１３やベルトコンベヤ７のベース部材１９がベースフレーム９に対してＸ軸方向で移動しても、ワークＷはベースフレーム９に対して移動しないようになっている。

さらに、レーザ加工機３に、ベルト保持手段（ベルト保持装置；図示せず）を設けた構成であってもよい。前記ベルト保持装置は、ベルトコンベヤ７がワークＷの加工のためにレーザ加工機３（ベースフレーム９）に設置されている際、ベルトコンベヤ７の上側でＸ軸、Ｙ軸方向に延びているベルト（たとえば、平ベルト）２３の部位（載置しているワークＷに対向している部位）の一部（たとえば、ベルト２３の幅方向の端部；ベルト２３のＹ軸方向の端部）を、この厚さ方向で把持して保持する装置である。

また、ベースフレーム９には、別のベルトコンベヤ２５が設置されるようになっている。ベルトコンベヤ２５は、ベルトコンベヤ７とほぼ同様に構成されている。ベルトコンベヤ２５は、Ｘ軸方向に延びて動くベルト２７の上側に、厚さ方向がＺ軸方向になるようにして板状のワークＷを載置するベルトコンベヤである。ベルトコンベヤ２５は、ベルトコンベヤ７と協働して板状のワークＷを載置するようになっている。ベースフレーム９に設置されているベルトコンベヤ２５は、Ｙ軸方向ではベルトコンベヤ７とほぼ同じところに位置し、図２に示すように、Ｘ軸方向ではベルトコンベヤ７から所定の距離だけ離れたところに位置し、Ｚ軸方向ではベルトコンベヤ７とほぼ同じ高さに位置している。

また、コンベヤ保持装置１７は、ベルトコンベヤ７の場合と同様にして、ベルトコンベヤ２５を保持するようになっている。したがって、図２に示すように、ベースフレーム９に設置されているベルトコンベヤ２５は、加工ヘッド１３から発射されるレーザ光ＬＢの発射箇所からＸ軸方向で所定の距離だけ離れたところに位置している。また、ベースフレーム９に設置されているベルトコンベヤ２５は、Ｘ軸方向で加工ヘッド１３を間にしてベースフレーム９に設置されたベルトコンベヤ７とは反対側に位置している。さらに、コンベヤ保持装置１７で保持されているベルトコンベヤ２５は、キャリッジ１１と共にＸ軸方向に移動するようになっている。

したがって、加工ヘッド１３の下方には、各ベルトコンベヤ７、２５は存在しておらず、加工ヘッド１３からレーザ光を発射しつつ、ワークＷに対して加工ヘッド１３がＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向で移動しても、ベースフレーム９に設置されたベルトコンベヤ７だけでなく、ベースフレーム９に設置されたベルトコンベヤ２５にも、レーザ光ＬＢが照射されないようになっている。各ベルトコンベヤ７、２５の間であってキャリッジ１１には、スパッターガード２６が設けられており、レーザ加工で発生するスパッタの飛散を防いでいる。

なお、コンベヤ保持装置１７は、ベルトコンベヤ７とベルトコンベヤ２５とを個別に保持することができる構成になっているものとする。また、前記ベルト保持装置によって、ベースフレーム９に設置されたベルトコンベヤ７のベルト２３だけでなく、ベースフレーム９に設置されたベルトコンベヤ２５のベルト２７をも保持する構成にしてもよい。

ここで、ベルトコンベヤ７（２５）について詳しく説明する。

図４は、ベルトコンベヤ７（２５）のベルト２３（２７）の概略構成を示す図であり、図５は、ベルトコンベヤ７（２５）の概略構成を示す斜視図である。なお、図５では、ベルト２３（２７）の表示は省略してある。

ベルトコンベヤ７（２５）は、レーザ加工機３でワークＷを加工する際、ワークＷを載置して支持するためにレーザ加工機３に設置されて使用されるコンベヤであり、ベース部材１９（４７）と、各ローラ２９、３１と、ベルト２３（２７）と、支持部３３と、前述した係合部２１とを備えて構成されている。

ベース部材１９（４７）は、たとえば、お互いが平行に延びて配置されている一対の棒状の枠部材３５と、各枠部材３５を一体的に連結する棒状の複数の連結部材３７とによって構成されている。なお、各枠部材３５の長手方向（ベルトコンベヤ７の長手方向；たとえば、Ｘ軸方向）の寸法が、ベース部材１９の幅方向（ベルトコンベヤ７の幅方向；たとえば、Ｙ軸方向）の寸法より必ずしも大きくなっている必要はない。したがって、ベルトコンベヤ７において、この長手方向（ベルト２３（２７）の動く方向）が幅方向よりも長くなっていてもよいし、短くなっていてもよい。

ローラ２９は、ベース部材１９の長手方向（枠部材３５の長手方向；レーザ加工機３に設置された際にはＸ軸方向）の一端部で、ベース部材１９に回転自在に設けられている。より詳しくは、ローラ２９は円柱状に形成されており、各枠部材３５の間で各枠部材３５に設けられており、ローラ２９の中心軸を回転中心にして回転自在になっている。なお、ローラ２９の中心軸は、ベース部材１９（４７）の長手方向と直交する方向であるベース部材１９（４７）の幅方向（レーザ加工機３に設置された際のＹ軸方向）に延びている。

また、ローラ３１もローラ２９と同様に構成されており、ローラ２９と同様にしてベース部材１９（４７）の長手方向の他端部でベース部材１９（４７）に回転自在に設けられている。

ベルト２３は、たとえば、金属、樹脂、ゴムの少なくともいずれかで構成されており、各ローラ２９、３１に平行掛けで巻掛けられている。ベルト２３（２７）は、前述したように、たとえば、平ベルト（薄い厚さで所定の幅の長い帯をほぼ環状につなぎ合わせて構成されているベルト）で構成されており、各ローラ２９、３１とベルト２３（２７）とは滑りがほとんど無い状態でお互いに係合している。なお、すでに理解されるように、ベルト２３（２７）の幅方向は、図２、図３、図４の紙面に直角な方向である。

そして、当然のことではあるが、各ローラ２９、３１が回転することによって、ベルト２３（２７）の部位のうち各ローラ２９、３１の間に位置している部位（ベース部材１９の長手方向と幅方向とに平面状に展伸している部位）が、ベース部材１９の長手方向でほぼ直線的に動くようになっている。

また、ベルト２３（２７）の外側の一方の面（各ローラ２９、３１とは接触しない側の面；ワークＷを載置した際に前記ワークＷと対向する側の面）には、図４に示すように、たとえば、ワイヤブラシ等のブラシ（細長い多数の線材）３９が植設されており、これによってブラシベルト４１を構成している。

そして、ブラシ３９の先端がワークＷに接触してワークＷを載置することができるようになっている。なお、ブラシ３９が設けられているベルト２３（２７）の部位の厚さｔ１は、ブラシ３９が設けられていないベルト２３（２７）の部位の厚さｔ３よりも厚くなっている。したがって、ブラシ３９をベルト２３（２７）に堅固に設けることができると共にローラ２９、３１のところでベルト２３（２７）が円弧状に容易に弾性変形するようになっている。また、すでに理解されるように、ベルトコンベヤ７（２５）では、このベルトコンベヤ７の幅方向から眺めた場合、ベルト２３（２７）は、長円状になっており、各ローラ２９、３１は、ベルト２３（２７）（ブラシベルト４１）の内側に収まっている（図２）。

また、ベース部材１９（４７）には、各ローラ２９、３１とほぼ同形状に形成された複数の補助ローラ４３が回転自在に設けられている。各補助ローラ４３は、枠部材３５の長手方向の中間部に設けられている。そして、ベルト２３（２７）（ブラシベルト４１）がワークＷを載置した際、ベルト２３（２７）がワークＷの重量で下方に撓むことを防止すべく、ベルト２３（２７）を支持している。

支持部３３は、ベース部材１９（４７）に設けられており、ベルトコンベヤ７（２５）がワークＷの加工のためにレーザ加工機３に設置されている際、ベース部材１９（４７）がベルト２３（２７）の動く方向（Ｘ軸方向）に移動可能なように、レーザ加工機３のベースフレーム９に係合してベース部材１９（４７）（ベルトコンベヤ７）を支持するものである。

より詳しく説明すると、支持部３３は、ベース部材１９（４７）の長手方向の両端部側であってベース部材１９（４７）の幅方向の両端部で、ベース部材１９（４７）に対して回転自在に設けられている円柱状のローラ（たとえば４つのローラ）４５によって構成されている。そして、レーザ加工機３のベースフレーム９に設けられたレール（Ｘ軸方向に延びた２本のレール；図示せず）上に、各ローラ４５が係合し転がり接触をなすことによって、ベルトコンベヤ７のベース部材１９（４７）は、Ｘ軸方向でベースフレーム９に対して移動するようになっている。

なお、ローラ４５と前記各レールとは、ベルトコンベヤ７をレーザ加工機３に搬出入する際にも使用される。さらに、ベルト２３（２７）の幅よりも大きな幅のワークＷを載置することができるようにするために、各ローラ４５の外径が、載置したワークＷが干渉しないように小さくなっていることが望ましい。

係合部２１は、ベース部材１９（４７）に設けられているたとえば円柱状の突起によって構成されている。そして、係合部２１が、前述したコンベヤ保持装置１７の凹部もしくは把持部に係合することによって、ワークＷの加工のためにベルトコンベヤ７（２５）がレーザ加工機３に設置されている際、Ｘ軸方向に移動する加工ヘッド１３のキャリッジ１１と共にＸ軸方向でベルトコンベヤ７（２５）のベース部材１９（４７）が移動するようになっている。

なお、ベルトコンベヤ７（２５）に係止・解除手段（係止・解除装置；図示せず）を設けてあってもよい。この係止・解除装置は、ベルトコンベヤ７がレーザ加工機３に設置されていない状態では、ベルト２３（２７）をベース部材１９（４７）に対して係止し（ベース部材１９に対して各ローラ２９、３１やベルト２３（２７）が相対的に回転せずかつ動かないように固定し）、ベルトコンベヤ７（２５）がワークＷの加工のためにレーザ加工機３に設置されている状態では、各ローラ２９、３１をベース部材１９（４７）に対して回転可能なようにする（ベース部材１９（４７）に対して各ローラ２９、３１やベルト２３が相対的に回転可能かつ動くようにする）装置である。

なお、ベルトコンベヤ７がレーザ加工機３に設置されていない状態として、ベルトコンベヤ７（２５）がレーザ加工機３の外部に存在している状態（たとえばシャトル装置５に格納されている状態）、レーザ加工機３に設置すべくシャトル装置５からベルトコンベヤ７（２５）を移動しているとき（ベルトコンベヤ７（２５）の搬入中）、レーザ加工機３から搬出すべくベルトコンベヤ７（２５）を移動しているとき（ベルトコンベヤ７（２５）の搬出中）を掲げることができる。

前記係止・解除装置は、たとえば、ローラ２９に対して接触・離反するようにベース部材１９（４７）に設けられた接触部材と、この接触部材がローラ２９に所定の圧力で接触するように、前記接触部材を付勢するバネ等の付勢手段とで構成されている。そして、ベルトコンベヤ７（２５）がレーザ加工機３に設置されていない状態では、前記接触部材がローラ２９に所定の圧力で接触していることによってブレーキがかかり、ローラ２９が回転せず、ベルト２３（２７）がベース部材１９（４７）に対して動かないようになっている。

一方、ベルトコンベヤ７（２５）がワークＷの加工のためにレーザ加工機３に設置されている状態では、前記接触部材が、たとえば、キャリッジ１１に設けられている解除機構（図示しない制御装置に制御の下アクチュエータで駆動する機構）に係合し、前記接触部材がローラ２９から離れ、ローラ２９が回転し、ベルト２３（２７）がベース部材１９（４７）に対して動くようになっている。

係止・解除手段を設けることによって、ベルトコンベヤ７（２５）がレーザ加工機３に設置されていない状態でのベルトコンベヤ７（２５）に載置されているワークＷの位置ずれを防止することができる。

さらに、前記ベルト保持手段で、ワークＷの加工のためにベルトコンベヤ７（２５）がレーザ加工機３に設置されている際にベルト２３（２７）を保持すれば、ベルトコンベヤ７（２５）のベルト２３（２７）がレーザ加工機３のベースフレーム９に対してほぼ固定されるようになっている。そして、キャリッジ１１の移動によってベルトコンベヤ７（２５）のベース部材１９（４７）が移動しても、ベルト２３（２７）が保持されていることにより、ベルト２３（２７）の上側の部位は、ベースフレーム９に対してＸ軸方向Ｙ軸方向で固定されており、ワークＷとの間での相対的な動きは発生しないようになっている。

すなわち、図２において、加工ヘッド１３（キャリッジ１１）が左側（右側）に移動しても、ワークＷは移動しないが、ベルトコンベヤ７（２５）のベース部材１９（４７）が左側（右側）に移動する（図３）。しかし、この移動によって各ローラ２９、３１が回転するので、ベルト２３（２７）の上側の部位は変化する（入れ替わる）が、ベルト２３（２７）の上側の部位におけるワークＷとの間での相対的な動き（Ｘ軸方向やＹ軸方向の擦れまたは滑るような動き）は発生しないようになっている。

なお、シャトル装置５は、ベルトコンベヤ７とベルトコンベヤ２５とがベースフレーム９に設置されている状態において、Ｘ軸方向で、ベルトコンベヤ７を間にしてベルトコンベヤ２５とは反対側に設けられている。また、シャトル装置５は、複数の（たとえば２つの）ベルトコンベヤ７（７Ａ、７Ｂ）を上下方向に配置して収納可能になっていると共に、収納されているベルトコンベヤ７を上下方向で移動位置決め可能になっている。そして、上下方向で所定の中立位置に位置決めされているベルトコンベヤ７をレーザ加工機３に対して搬出入するようになっている。

なお、シャトル装置５におけるベルトコンベヤ７の移動は、前記制御装置の制御の下、流体圧シリンダー等のアクチュエータ（図示せず）によって行われるようになっている。

次に、加工システム１の動作について説明する。

図６は、加工システム１の動作の概要を示す図である。

まず、初期状態として、シャトル装置５に２つのベルトコンベヤ７Ａ、７Ｂが格納されており、ベルトコンベヤ７Ａには、加工前のワークＷが載置されており、ベルトコンベヤ７Ｂには、ワークＷが載置されていないものとする。ベルトコンベヤ７Ａは上下方向で中間（レーザ加工機３にベルトコンベヤ７Ａを設置する高さ）に位置しており、ベルトコンベヤ７Ｂは、たとえば、ベルトコンベヤ７Ａの上方に位置しているものとする。また、ベルトコンベヤ２５や加工ヘッド１３は、所定のところに位置しているものとする。さらに、ベルトコンベヤ７Ａのベルトやローラは、前記係止・解除装置で係止されているものとする。

前記初期状態において、前記制御装置の制御の下、ベルトコンベヤ７ＡをワークＷといっしょにレーザ加工機３に搬入し、前記係止・解除装置でベルトコンベヤ７Ａのベルトやローラの係止を解除し、前記ワーク保持装置でワークＷを保持し、前記ベルト保持装置が設けられている場合には、各ベルトコンベヤ７Ａ、２５のベルトを保持し、コンベヤ保持装置１７で、ベルトコンベヤ７Ａのベース部材１９とベルトコンベヤ２５のベース部材４７とを保持する（図６（ａ）、図２）。図６（ａ）や図２に示す状態では、Ｘ軸方向において、加工ヘッド１３は、各ベルトコンベヤ７Ａ、２５の間に位置している。

なお、前記ベルト保持装置も、コンベヤ保持装置１７と同様に、各ベルトコンベヤ７Ａ、２５のベルトを別個に保持するようになっている。また、前記ベルト保持装置でベルト２３（２７）を保持する場合には、前記ワーク保持装置でのワークの保持を無くしてもよい。

続いて、加工ヘッド１３をＺ軸方向で位置決めし、加工ヘッド１３からレーザ光をワークＷに照射しつつ、キャリッジ１１をベース部材１９（４７）と共にＸ軸方向に移動し加工ヘッド１３をＹ軸方向に移動し、ワークＷにレーザ加工を施す（図６（ｂ）、図３）。このレーザ加工をしている間に、シャトル装置５に格納されているベルトコンベヤ７Ｂに加工前のワークＷが載置される。

ワークＷへのレーザ加工が終了したら、前記係止・解除装置でベルトコンベヤ７Ａのベルトやローラを係止し、ベルト保持装置でベルトを保持していた場合にはこの保持を解除し、コンベヤ保持装置１７でのベルトコンベヤ７Ａのベース部材１９の保持を解除し、キャリッジ１１とベルトコンベヤ２５とを所定の位置（たとえば、図６（ａ）に示す位置と同じ位置）まで移動し、加工済みのワークＷを載置しているベルトコンベヤ７Ａを、シャトル装置５に格納し、この格納したベルトコンベヤ７Ａを下方に移動する（図６（ｃ））。

続いて、加工前のワークＷを載置しているベルトコンベヤ７Ｂをレーザ加工機３のベースフレーム９に設置し、ベルトコンベヤ７Ａの場合と同様に、ワークＷにレーザ加工を施す（図６（ｄ））。このときに、シャトル装置５に格納されているベルトコンベヤ７Ａを上方に移動し、載置されている加工済みワークＷを加工前のワークＷと交換する。

上述したような動作を繰り返して、複数枚のワークＷについて１枚ずつレーザ加工を施すことができる。

レーザ加工機３によれば、ベルトコンベヤ７（２５）や加工ヘッド１３が上述したように動作し、ベルトコンベヤ７（２５）にレーザ光ＬＢが照射されることはないので、従来のようにスキッドを用いた場合とは異なり、長年の使用によっても損傷する部分がほとんど無く、すなわち、ブラシ３９やベルト２３（２７）が損傷することがなく、ワークＷを正確に載置して加工することができ、ワークＷの加工精度が悪化することがほとんど無い。

なお、従来のようにスキッドを使用してあると、加工精度の悪化を防ぐためにスキッドを頻繁に交換する必要があるが、スキッドの一部が溶融してレーザ加工機の本体にスキッドが溶着していることが多く、スキッドの交換には、長い時間を要し、ワークＷの加工効率が低下する場合がある。しかし、レーザ加工機３によれば、スキッドの交換が不要であるので、レーザ加工機３のメンテナンスのための停止期間を短くすることができ、ワークＷの加工効率が低下することを抑えることができる。

また、ベルト（ブラシ）がワークＷに接触して擦れることはないので、ワークＷへの傷付防止と、ワークＷを支持しているブラシの磨耗の防止をはかることができる。また、ワークＷがベルトコンベヤ７（２５）に載置されていることにより、ワークＷが薄い板状に形成されていても、ワークＷが自重でほとんど撓まないようになっており、精度の良い加工をすることができる。

さらに、スキッドが存在しないので、レーザ加工によって融けたスキッドの溶融物ＦがワークＷの下面に付着し（図８）ワークＷの加工不良が発生することを防止することができる。より詳しく説明すると、レーザ加工後、ワークＷにヤスリ等をかけて溶融物Ｆを除去する場合もあるが、ワークＷがステンレスやアルミニウム等で構成されていると、製品（加工されたワークＷ）の品質が厳しく、ヤスリがけ等の加工が許されないことが多い。しかし、レーザ加工機３によれば、スキッドの溶融物Ｆが発生しないので、ワークにおける不良品の発生を防止することができる。

また、レーザ加工機３によれば、Ｘ軸方向において加工ヘッド１３の両側にベルトコンベヤ７、２５が設けられているので、長いワークＷを加工する場合であっても、ワークＷの全長にわたってワークＷを支持することができ、ワークＷの加工精度を一層向上させることができる。

また、加工システム１によれば、一方のベルトコンベヤ７Ａをレーザ加工機３に設置してワークＷへのレーザ加工を行っている間に、シャトル装置５に格納されている他方のベルトコンベヤ７Ｂ上のワークＷを交換することができるので、ワークＷの加工のための段取り時間を無くすことができ、効率の良い加工を行うことができる。

［第２の実施形態］
第２の実施形態に係る加工システムは、ベルトコンベヤの代わりに、ローラコンベヤを用いる点が、第１の実施形態に係る加工システム１とは異なり、その他の点は、第１の実施形態に係る加工システム１とほぼ同様に構成されほぼ同様の効果を奏する。

すなわち、第２の実施形態に係る加工システムのコンベヤは、ベース部材と、それぞれが間隔をあけ、前記ベース部材の長手方向に並んで、前記ベース部材に回転自在に設けられている円柱状の複数のローラと、レーザ加工機３に設置されている際、前記ベース部材の長手方向に移動可能なように、レーザ加工機３のベースフレーム９に係合して前記ベース部材を支持する支持部と、レーザ加工機３に設置されている際、キャリッジ１１と共に前記ベース部材の長手方向に前記ベース部材を移動させるべくキャリッジ１１に係合する係合部とを備えて構成されている。

なお、このように構成されている第２の実施形態に係るローラコンベヤは、第１の実施形態に係るベルトコンベヤからベルトを除去し各ローラにブラシを植毛したものであるということができる。さらに、ローラとして長さの短いものを、コンベヤの幅方向に複数並べ、１本のローラと同様の働きをさせるようにしてもよいし、円柱状のローラに変えて、球状の部材を採用してもよい。

また、前記各ローラの外周面には、前述したように、ワイヤブラシ等のブラシ（細長い多数の線材）が放射状に植毛されている。そして、前記ブラシの先端がワークに接触してワークを載置することができるようになっている。しかし、第１の実施形態についても言えることであるが、ワイヤブラシは省略した構成であってもよい。

加工システムによれば、各ローラを金属やセラミックス等の熱に強い部材で構成することが容易にできるので、コンベヤの耐久性を一層向上させることができる。

本発明の実施形態に係る加工システムの概略構成を示す斜視図である。レーザ加工機の要部を示す正面図である。ベルトコンベヤと加工ヘッドの関係を示す図である。ベルトコンベヤのベルトの概略構成を示す図である。ベルトコンベヤの概略構成を示す斜視図である。加工システムの動作の概略を示す図である。従来のレーザ加工機の概略構成を示す斜視図である。従来のレーザ加工機の概略構成を示す正面図である。

符号の説明

１加工システム
３レーザ加工機
５シャトル装置
７、２５ベルトコンベヤ
９ベースフレーム
１１キャリッジ
１３加工ヘッド
１７コンベヤ保持装置
１９、４７ベース部材
２１係合部
２３、２７ベルト
２９、３１、４３ローラ

Claims

ベースフレームと、
前記ベースフレームにＸ軸方向へ移動可能に載置され、前記Ｘ軸方向へ延びて動くベルトの上側にワークが載置され、かつ、前記Ｘ軸方向に間隔を空けて離れている第１、第２のベルトコンベヤと、
前記ベースフレームに前記Ｘ軸方向へ移動自在に設けられているキャリッジと、
前記キャリッジにＹ軸方向へ移動可能に設けられ、前記第１、第２のベルトコンベヤの間隔に対応した位置に位置する加工ヘッドと、
前記ベースフレームに設置された前記第１、第２のベルトコンベヤを前記キャリッジと共に前記Ｘ軸方向へ移動させるべく、前記第１、第２のベルトコンベヤのベース部材を保持するコンベヤ保持手段とを備えた加工機と；
ワークを載置する前記第１のベルトコンベヤを複数格納自在であると共に、格納されている前記第１のベルトコンベヤのうちの１つのベルトコンベヤを、前記加工機に搬出入自在なシャトル装置と；
を有することを特徴とする加工システム。
ベースフレームと、
前記ベースフレームにＸ軸方向へ移動可能に載置され、前記Ｘ軸方向へ回転するローラの上側にワークが載置され、かつ、前記Ｘ軸方向に間隔を空けて離れている第１、第２のローラコンベヤと、
前記ベースフレームに前記Ｘ軸方向へ移動自在に設けられているキャリッジと、
前記キャリッジにＹ軸方向へ移動可能に設けられ、前記第１、第２のローラコンベヤの間隔に対応した位置に位置する加工ヘッドと、
前記ベースフレームに設置された前記第１、第２のローラコンベヤを前記キャリッジと共に前記Ｘ軸方向へ移動させるべく、前記第１、第２のローラコンベヤのベース部材を保持するコンベヤ保持手段とを備えた加工機と；
ワークを載置する前記第１のローラコンベヤを複数格納自在であると共に、格納されている前記第１のローラコンベヤのうちの１つのローラコンベヤを、前記加工機に搬出入自在なシャトル装置と；
を有することを特徴とする加工システム。