JPH06503758A

JPH06503758A - レーザ加工方法および装置

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Publication number: JPH06503758A
Application number: JP3516658A
Authority: JP
Inventors: クリンゲル，ハンス; キリアン，フリードリッヒ
Original assignee: トランプ　インコーポレイテッド
Priority date: 1990-09-04
Filing date: 1991-08-27
Publication date: 1994-04-28
Also published as: GB9304365D0; DE4192063T1; EP0835171A4; EP0835171A1; US5132510A; GB2263431B; WO1992004155A1; GB2263431A; JPH1025U

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】レーザ加工方法および装置発明の背景本発明は、レーザ加工ステージョンに関し、そしてさらに特定すると、運搬車がその内部で加工物を支持するレーザ加工ステージョンに関する。

レーザ加工ステージョンは、今では、種々の型式の部品を切断しかつ溶接するために、広（使用されている。

板金加工物を加工する場合には、一般に、加工物を加工テーブル上に支持し、そして締付けおよび誘導装置により所定の加工ステージョンに配置されたレーザヘッドに対して加工テーブルのまわりに移動することができ、またはレーザヘッドを加工物に対して移動することができる。後者の型式の加工ステージョンにおいては、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向においてレーザヘッドの相対運動を行うことができることが望ましい。

ある加工ステージョンにおいては、加工物が支持体上にロボットまたはその他のローディング装置により自動的に積載され、そしてその他の加工ステージョンにおいては、加工物が手で積載される。理解されるように、加工ステージョン内での取扱いを最小限にとどめるように加工ステージョン中に移動せしめられ、その後加工ステージョンから搬出される運搬車、すなわち、キャリヤ上に加工物を支持することか望ましい。一般に、加工物運搬車、すなわち、キャリヤは、レーサ切断または溶接作業の間に発生するヒユームを排出するための効率的な装置を備えておらず、そして運搬車上に支持された加工物に対して誘導装置を正確に整合させることが必要になろう。そのうえ、運搬車を使用する加工ステージョンは、一般に、その内部に収容しつる加工物の長さが限られており、そしてまた運搬車を加工機械の同じ側から搬入し、そして搬出することか必要である。

本発明の一つの目的は、加工ステージョン内に移動せしめられ、そして誘導装置の制御によりレーザヘッドによる運搬車上の作業を容易にするように加工ステーシコン内に適度に正確に位置決めすることができる１台またはそれ以上の運搬車上に加工物が支持される新規のレーザ加工ステージョンを提供することにある。

また、一つの目的は、レーザ加工作業の間に加工ステージョンからヒユームを効率的に排出することができるこのようなレーザ加工ステージョンを提供することにある。

別の一つの目的は、支持運搬車上に積載された加工物を加工ステージョンを通して前進させることができ、そして誘導装置がこのように移動せしめられた加工物のいかなるずれをも正確に補正することができるこのようなレーザ加工ステージョンを提供することにある。

さて、前記の目的および関連した目的を加工ステージョンを間に形成しかつ向き合った側壁部を有する１対の隔置された平行に延びる細長いベース部材を備えたレーることか判明した。レーザヘッド支持キャリジかベース部材の長手方向に沿って移動するためにベース部材の間に延び、かつベース部材に装着されており、そしてレーザヘッド支持キャリジをベース部材の長手方向に沿って移動するための移動装置が設けられている。

レーザヘッド装着組立体がレーザヘッド支持キャリジ上に設けられ、かつベース部材の間にレーザヘッド支持キャリジに沿って移動可能であり、そしてレーザヘッド装着組立体をレーザヘッド支持キャリジに沿って移動するための移動装置が設けられている。レーザヘッドがレーザヘッド支持キャリジに対して垂直方向に移動するためにレーザヘッド装着組立体上に支持され、そしてレーザヘッドを垂直方向に移動するための移動装置が設けられている。その結果、レーザヘッドは、垂直方向に（Ｚ軸に沿って）移動可能であり、レーザヘッド支持キャリジ（Ｙ軸）に沿って移動可能であり、かつベース部材（Ｘ軸）に沿ってレーザヘッド支持キャリジと共に移動可能である。

少なくとも１台の運搬車がベース部材の一端部における搬入箇所からその反対側の端部における搬出箇所までベース部材に平行な通路内で移動可能であるけれども、運搬車を搬入側から搬出することもできる。運搬車をベース部材の間の平行な通路に沿って案内するための案内装置か設けられている。この運搬車は、その頂面上に加工物支持面を有し、そして運搬車をベース部材の間の所定位置に位置決めするために、運搬車位置決め装置が通路に沿って設けられている。レーザヘッドがレーザヘッド支持キャリジの移動のほぼ全長にわたって運搬車上に支持された関連した加工物に対してレーザビームを導（ことを可能にするために、誘導装置がＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸におけるレーザヘッドの正確な移動を行うためのレーザヘッド支持キャリジ、レーザヘッド装着組立体およびレーザヘッドを移動するそれぞれの移動装置と接続されている。

案内装置かレーザ加工ステージョンを通して延びる１対の隔置された軌道、すなわち、レールを備え、そして運搬車か軌道、すなわち、レール上で可動の車輪を有していることか好ましい。運搬車位置決め装置は運搬車に設けられた第１位置決め要素と、ベース部材の長手方向に沿って所定位置に設けられた第２位置決め要素とを含む。第１および第２の位置決め要素は、運搬車を所定箇所に位置決めするために協働する。位置決め要素のうちの一方の要素かカム面を含み、そして位置決め要素のうちの他方の要素かカム従動子を含むことが望ましい。このカム面はカム従動子が所定位置において着座する位置決め用凹部を含み、そして他方の要素はカム従動子を凹部内に釈放可能にロックする装置を含む。カム面は全般的に水平方向に延び、そしてカム従動子は垂直に配置された複動ピストンの上端部に設けられ、かつ釈放可能なロック装置はピストンを凹部内に保持するように作動可能である。

好ましい実施例においては、ベース部材の一方は、所定位置に配置された運搬車と隣接したその対向した側壁部に沿った少なくとも１個のボートと、該ボートを通して空気を吸引する吸引装置とを育している。この運搬車は上方に開口した室を構成する底壁部および側壁部を有し、そしてベース部材のボートに隣接した運搬車の側壁部は該ベース部材のボートに対して整列せしめられるボートを有している。その結果、空気およびヒユームを運搬車の室からベース部材中に排出することができる。運搬車の側壁部は、ベース部材の側壁部と運搬車の側壁部との間をシールするために、ボートのまわりにシール装置を備えている。好ましい組立体においては、ベース部材は加工ステージョン内に配置された１対の運搬車のボートに対して整列可能な１対のボートを有し、そしてベース部材は１対のボートの一方を閉ざすシャッタ装置と、シャッタ装置を開閉する装置とを含む。

運搬車が加工物を着座させるためにその頂面を横切って設けられた取外し可能なグリッドを有し、そして運搬車がその上にグリッドを固定する装置を含むことが好ましい。運搬車がその上に配置された加工物を位置決めする整合装置を含み、そして運搬車の側壁部の一方が室からスラグを除去するための掃除口を含むことが望ましい。

前後の関係に配置された１対の運搬車の安定した係合および位置決めを行うことを可能にするために、運搬車はその前端部に設けられた第１保合装置と、その後端部に設けられた第２保合装置とを有し、そしてこれらの保合装置は協働する形状および寸法に形成されている。レーザヘッド支持キャリジか運搬車上の協働する要素と保合可能な垂下した位置決め要素を含み、それにより加工物か加工ステージョン内に移動せしめられたときに加工物に対する誘導装置の再調整を容易にするために、キャリジが運搬車と共に加工ステージョン内の一つの位置から別の位置まで移動することか望ましい。加工ステージョンがこのような移動後の基準点の位置に基づいた誘導装置の正確な再調整を行うために運搬車により加工ステージョン内で移動せしめられた加工物の基準点を検出するように動作可能なレーザヘッドに装着された位置検出装置を含むことが好ましい。

加工ステージョンは、そのほかに、移動装置および誘導装置を制御するコンピュータを含む。

図面の簡単な説明第１図はレーザ加工ステージョンを通過した第１運搬車、該ステーション内に位置決めされた１対の結合された運搬車および該ステーションの搬入側の第３運搬車を部分的に示した本発明の実施例のレーザ加工ステージョンの部分斜視図、第２図はレーザ加工ステージョンの部分上面図、第３図はその他の構造を例示するためにレーザビーム発生器を省略し、そしてベース部材を通しての運搬車からのヒユームの排出を示すために一部分を部分断面で示した加工ステージョンの部分後面図、第４図は加工物か装着された運搬車の前端部の拡大立面図であって、加工物の上方に配置されたレーザヘッドを部分的に示し、内部構造を示すために運搬車の一部分を部分断面で示し、そして開放位置における掃除口を仮想線で示した図、第５図は内部構造を示すために部分断面で示し、そして運搬車中へのスラグおよびヒユームの流れと、運搬車の上方に配置されたレーザヘッドとを図解的に示した第１図および第２図の１対の組み合わされた運搬車の部分側面図、第６図は運搬車およびベース部材を大きい縮尺で示した部分側面図であって、協働する位置決め要素を示した図、第７図はグリッド構造を示し、そしてさらに通常の位置における加工物を仮想線で示しかつグリッドの構造を露出するための斜めの位置における加工物を実線で示した運搬車の部分斜視図、第８図はガイドレールの一方の上に配置された運搬車の車輪を大きい縮尺で示した部分前面立面図、第９図はヒユーム除去装置を有するベース部材の斜視図であって、レーザヘッド支持キャリジ、移動機構およびビームの搬送を部分的に例示した図、第１Ｏ図はベース部材を部分断面で示した平面略図であって、内部をシールするシャッタを示した図、第１１図は１対の排出口および後側排出口を閉ざす位置にあるシャッタを示したベース部材を斜視図で示した略図、第１２図は加工ステージョンを通しての通路に沿って運搬車と同時に移動するために運搬車と係合したレーザヘッド支持キャリジに装着された位置決め部材を示した加工ステージョンの部分斜視図、第１３図は大きい縮尺で示した第１２図の加工ステージョンの部分前面立面図、そして第１４図は加工ステージョン内で割出しされた加工物の位置決め用切抜き部分の輪郭および位置を検出する位置決め用プローブを備えたレーザヘッドの部分図解図でさて、先つ添付図面の第１図および第２図を参照すると、本発明の実施例のレーザ加工ステージョンを例示しである。全体を符号１０．１２で示した１対の細長いサイドフレームが隔置され、そしてその上に全体を符号１４て示したレーザヘッド支持キャリジを支持している。

レーザヘッド支持キャリジ１４は全体を符号１６で示したレーザヘッド装着組立体を支持し、そしてレーザヘッド装着組立体はまた全体を符号１８で示したレーザヘッドを担持している。

レーザビームは、レーザビーム発生器２ｏにより発生せしめられ、そしてビーム送出管２２および全体を符号２４で示したキャリジ駆動装置内のビームベンダ光学構成部分（ｂｅａｍ　ｂｅｎｄｅｒ　ｏｐｔｉｃｓ）と、全体を符号２６で示したレーザヘッド駆動装置を介してレーザヘッド１８に伝送される。レーザビーム発生器２ｏの操作はコンピュータ制御装置２８の制御によりなされ、そしてこの操作により発生したヒユームは加工ステージョンから全体を符号３０で示したヒユーム排出装置を介して排出される。

ヒユーム排出装置３０はダクト３２を介してサイドフレームＩＯと接続されている。

全体を符号３４で示した１対の軌道、すなわち、レールがレーザ加工ステージョンを通して延びている。レール３４上には全体を符号３６で示した運搬車が乗せられている。運搬車３６は全体を符号３８で示した加工物を支持している。

制御装置２８は、第１図から理解されるように、ＣＲＴ（陰極線管）表示装置４０およびキーボード４２を含む。

サイドフレーム１０．１２は、第１図ないし第３図および第８図ないし第１１図から理解されるように、装着バッド４４により一体のスラブ４３に固定されている。

フレーム１０の側壁部４６はその長手方向に沿って隔置された１対のポート４８を存し、そして該側壁部は以下にさらに詳細に説明する全体を符号５０で示した位置決め組立体を含む。サイドフレームＩＯの内部には、第１Ｏ図および第１１図から理解されるように、貫通した通路を閉ざして前側ボート４８に対する吸引作用を制限するためのシャッタ１０８が枢着されている。空気作動装置５１か吸引作用に対して前側ボート４８を閉ざしまたは両方のボートを開くためにシャッタ１０８をいずれかの枢動方向に移動させる。

キャリジ駆動装置２４がサイドフレーム１０．１２の上面に沿って延びている。

キャリジ駆動装置２４はレーザヘッド支持キャリジ１４が第１図に図解的に例示した駆動機構５４の駆動作用に応答してその一端部から他端部まで移動するときに伸縮するベローズ５２を含む。このような駆動機構は、知られているように、正確な位置決めを可能にするために、一般にラックおよびピニオン機構を使用している。

同様に、レーザヘッド装着組立体１６は、第１図に図解的に例示した駆動機構５６により作動が制御される同様なラックおよびピニオン機構により加工ステージョンの横方向に移動可能である。最後に、レーザヘッド１８は第３図に図解的に例示した駆動機構５８により作動せしめられるベルト駆動装置により垂直方向に移動させることかできる。

これらの駆動装置は、一般に当業者に知られており、それ故に詳細に説明しないことにする。

さて、第３図ないし第８図について詳細に述へると、運搬車３６はホッパ６２を構成する垂下部分を備えた底壁部６０を有し、そして底壁部６０および四つの側壁部６４か一緒に上方に開口した室６６を形成している。室６６の内部には、傾斜したじゃま板６８が設けられている。じゃま板６８上には、レーザの作用により発生したスラグ７０を落下させることができ、そして第５図から理解されるように、スラグ７０はじゃま板６８に沿ってホッパ６２中にすべり落ちる。

運搬車３６の上面上には、幅、すなわち、厚さよりも実質的に大きい高さを有する非常に多数の隔置された横方向に延びるスラット７４からなる全体を符号７２で示したグリッド部材か配置されている。スラット７４は、それらの前端部において、スラットに対する加工物３８の位置決めを容易にするための垂直肩部７６を有している。第４図から理解されるように、枢動可能なストッパ１０８が運搬車３６の側壁部６４上に設けられ、加工物３８の側部を位置決めする。

運搬車３８の一つの側壁部６４ａは、第４図に示したように、掃除ロア８を有しており、掃除ロア８を通してスラグ７０をホッパ６２から除去することができる。

２台またはそれ以上の運搬車を前後の関係に組み合わされた状態で係合させるために、運搬車３６の前端部の各々の側は、運搬車の後端部に設けられたラッチレセプタクル１２８内に釈放可能に係合する前方に突出したラッチアーム１２６を備えている。

運搬車３６の前端部および後端部に隣接した底壁部６）　０には、車輪支持部材８０か装着されている。車輪支持部材８０内には、車輪８２が回転可能に軸支されている。

車輪８２はそれらの周囲のまわりに延びるみぞ８４を有している。このみぞ８４は、理解されるように、軌道、すなわち、レール３４の山形材により構成された直立した逆Ｖ字形のリブ８６を受け入れる。

掃除ロア８と反対側の運搬車７８の側壁部６４ｂには、側壁部６４ｂがフレームｌＯの側壁部４６と接するように配置されたときに側壁部４６に対して効果的な密封作用を行うようにまわりに延びるシール要素９０を備えたボート８８か形成されている。ヒユームは、第３図から理解されるように、運搬車３６のボート８８、サイドフレームｌＯのボート４８およびダクト３２を通してヒユーム排出装置３０の中に排出される。

また、運搬車３６のこの側壁部６４ｂには、第５図および第６図に最良に示した位置決め板９２が設けられている。位置決め板９２はその下縁に沿ってカム面９４を形成し、そしてカム面９４は中央に配置された上向きに延びる凹部９６を有している。

サイドフレームｌＯに装着された位置決め組立体５０もまた第６図に例示してあり、そしてレバー１００の一端部が枢着された装着部材９８を含んでおり、そしてレバー１００がその自由端部に近接して直立したカムローラ１０２を担持していることが理解できよう。また、装着部材９８には、直立した複動ピストン１０４か装着されている。ピストン１０４の、上端部は、シリンダ１０６内に配置されたピストンヘッド１０５のいずれかの側の空気圧力に応答してその上下動を行うように、レバーｉｏｏと連結されている。

さて、第１２図および第１３図を参照すると、この装置の好ましい一つの形態は、レーザヘッド支持キャリジ１４に装着された全体を符号１１０で示した再位置決め組立体を有している。再位置決め組立体１１０の各々がピストン１１４を上下動させるために導管１１６を通して導かれた空気圧により作動するシリンダ１１２を含んでいることが理解できよう。ピストン１１４は、その下側位置において、運搬車３６の後端部に近接した運搬車３６の上面の凹部１１８の中に延び、それによりレーザヘッド支持キャリジ１４を加工物３８と共に加工ステージョン内の新しい位置まで以下にさらに詳細に説明するように割り出しすることができる。

さて、第１４図を参照すると、加工物３８が加工ステージョン内で前方に割り出しされた後に、加工物３８に対して誘導装置の座標を正確に再調整することを可能にするために含まれることか望ましい全体を符号１２０で示した加工物位置検出組立体を例示しである。この組立体１２０はレーザヘッド１８と共に上下動するようにレーザヘッド１８の側部に装着されるものとして図解的に示しである。

組立体１２０は、この図から理解されるように、垂下したセンサ１２２を含む。

センサ１２２は、レーザヘッド１８が下方に移動せしめられるときに、加工物３８の上面の下方に延び、そして以下にさらに十分に説明するように、運搬車３６上の加工物３８の向きを正確に決定しかつ誘導装置を再校正することを可能にするために、センサ１２２を誘導装置により基準切抜き部分１２４内でまたはその端縁に沿って加工物３８のまわりに移動させることができる。

レーザ加工ステージョンの作動にあたり、加工物３８がその長さの如何により、１台またはそれ以上の運搬車３６上に配置される。もしも２台またはそれ以上の運搬車が使用されれば、運搬車はラッチ機構１２６．１２８により一緒にロックされる。そのとき、運搬車３６はその上の加工物３８と共に、前側の運搬車３６ａの側の位置決め板９２がカムローラ１０２と整列する位置に移動するまで軌道、すなわち、レール３４に沿って移動せしめられ、位置決め板９２かカムローラ１０２と整列したときに、シリンダ１０６が作動して、ピストン１０４が凹部９６内にロック係合するように上方に駆動され、運搬車３６を位置決めする。

この状態において、加工ステージョンの誘導装置がコンピュータ制御装置２８により作動せしめられ、そして誘導装置は該誘導装置の補正のために加工物３８の前縁および側縁を正確に決定するための位置検出組立体１２０を使用することができ、または誘導装置は加工物の切断またはその他の作業を開始するために加工物３８の既知の寸法から短距離内方に単に割り出しすることができる。コンピュータ制御装置２８のコンピュータプログラムにより発生せしめられた電気信号は、このような加工ステージョンにおいて慣行的に行われているように、電動機５４および５６を作動させて、キャリジ１４を加工１　物３８の長手方向に沿ってかつ加工物の幅を横切って移動させる。それに加えて、加工物３８におけるレーザビームの所望の集束を行うために、電動機５８か作動してレーザヘッド１８を加工物に対して上下動させる。このようにして、加工ステージョンの全長を占有する加工物は、コンピュータ制御装置２８に記憶されたコンピュータプログラムにより加工することができる。

レーザ操作の間、切断作用によりスラグおよびヒユームが発生し、スラグ７０がじゃま板６８上に落下し、そしてホッパ６２中に入る。ヒユーム排出装置３０によりサイドフレームＩＯを通して作用させた真空により、ヒユームおよび熱風が運搬車３６のボート８８とボート４８とを通して排出され、その後ヒユームは好適なヒユーム取扱い装置ｔ（図示せず）を通過する。

もしも加工物３８か加工の完了時に再位置決めを行うことなく十分に加工される長さであれば、ピストン１０４が下方に駆動され、その結果運搬車３６が釈放され、運搬車３６を加工ステージョンのいずれかの端部からレール３４に沿って搬出することかできる。

加工物３８か加工ステージョンの有効長よりも長い場合には、加工物３８を組み合わされた付加的な運搬車３８上に載せることができる。加工物３８の当初の長さの部分か加工された後、シリンダ１０６を作動させて、ピストン１０４を位置決め板９２の凹部９６から釈放させ、そしてキャリジ１４上の再位置決め組立体１１０が加工ステージョン内の後側の運搬車３６ｂの後端部の凹部１１８内に係合するように下方に移動せしめられる。その後、運搬車３６ａ、３６ｂは、再位置決め組立体１１０の後方にある運搬車３６ｃが前方に移動して、カムローラ１０２がその位置決め板９２の凹部９６内に係合するまで前方に移動せしめられる。この状態において、再位置決め組立体１１０が離脱され、キャリジ１４は運搬車３６ｃの前端部に近接して配置される。

加工ステージョン内の運搬車３６の移動の精度に依存することは可能であるけれとも、特にもしも加工物から連続した輪郭か切断されないとすれば、誘導装置および加工物のその後の加工のための新しいｘ’、ｙ’座標位置を決定するために既に加工された加工物３８の後端部における一つまたはそれ以上の基準位置１２４を検出するために位置検出組立体１２０を利用することが一般的に望ましい。

これにより、発生したかもしれないいかなるずれも補正される。

加工ステージョンのサイズは該加工ステージョン内で加工しようとする加工物のサイズにより変化する。種々の加工物を加工する加工ステージョンは、４フイート（１，２２ｍ）　Ｘ　４フイー）（１，２２ｍ）のサイズの運搬車を該加工ステージョンを通して移動させることができ、そして加工ステージョンを通しての運搬車の割出しを行わないで、幅が４フイート（１，２２ｍ）よりも僅か小さくかつ長さが最大８フイート（２，４４ｍ）までのレーザヘッドの有効作動長が得られれば便利である。

例示した実施例に示したように、運搬車は、レーザビームが加工物を切断するときにレーザビームが運搬車の頂面の部分に衝突することによる運搬車の加熱を最小限にとどめるために、頂面、すなわち、加工物支持面を構成する取替え可能なグリッドを備えていることが望ましい。これらのグリッドは容易に取り替えることができる。

そのうえ、グリッドは加工物誘導装置による位置決めを容易にするためにその上の加工物の前線を衝接させるための肩部を構成する形状を有することが望ましい。

例示した実施例においては、運搬車は一方のサイドフレームのみに設けられた真空ボートと協働する真空ポートを一方の側のみに備えている。しかしながら、所望されれば、真空を両方の方向に作用させるように、真空装置を両方のサイドフレームに設けがっボートを運搬車の両方の側壁部に設けることができる。

本発明においては、サイドフレームが支持面上の安定した水平な位置に装着されることが不可欠である。これは、一般的には、振動減衰構造を含むことができる単一の高い強度を有する一体のスラブを注入することにより達成することかできる。その後、サイドフレームはスラブ上の正確な位置に強固にボルトで留められ、そしてレベリングを容易にするためにくさびを使用することができる。

この組立体は、また、運搬車を加工ステージョンの両側から搬入しまたは搬出することができかつ加工ステージョン内に正確に位置決めすることができるように運搬車を加工ステージョンを通して案内する装置を含む。これは運搬車の車輪が移動するスラブ上に装着された１対のレール、すなわち、軌道を使用することにより行われると便利である。しかしながら、その他の装置、例えば、スラブ上の別個のガイドレールおよび運搬車に設けられた従動子、またはサイドフレームの一方または両方に設けられたレールおよび運搬車に設けられた協働する従動子を使用してもよい。運搬車は手動または機械制御により自動的に移動することかでき、そして所望されれば、動力を備えた運搬車（ロボット）を使用することができる。

前述したように、長い加工物が加工ステージョンを通して割り出しされるときに、加工ステージョンが加工物か前方に移動せしめられた後に加工物の位置決めの精度を検査する装置を含むことか極めて望ましい。これにより、移動した結果斜めまたは後方へのシートのいかなるずれをも補正するための誘導装置の補正が可能になる。

これは加工物の前側部分に対する最終的な切断作用の一部分として１個または２個の切抜き部分を設けることにより、または探査することかできる加工物の切抜き部分の後端部に近接した特定の輪郭に留意することにより行われると便利である。一般的には、いかなるずれをも補正するための誘導装置の再校正を行う前に、測定装置が加工物の位置を検査するために少なくとも２箇所またはそれ以上の箇所を探査する。

前記の詳細な明細書および添付図面から、本発明のレーザ加工ステージョンが加工物が加工ステージョンを通して両方の方向に移動させることができまたは搬入側から搬出することができる運搬車上に支持されるように構成されていることが理解できよう。運搬車は、誘導装置およびコンピュータ制御装置により制御されるレーザヘッドによる運搬車上の操作を容易にするように、加工ステージョン内に正確に位置決めすることができる。切断作業から生ずるヒユームおよび熱風を運搬車上に支持された加工物の下方から排出することができる。加工物は、誘導装置の精度を損なうことなく、加工ステージョン内に再位置決めされるように加工ステージョンを通して正確に前方に移動させることができる。

Ｆ／θ／３国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

１．レーザ加工ステーションにおいて、（ａ）加工ステーションを間に形成する１対の隔置された平行に延びる細長いベース部材を備え、前記の１対のベース部材は向き合った側壁部を有し、さらに、（ｂ）前記ベース部材の長手方向に沿って移動するために前記ベース部材の間に延びかつ前記ベース部材に装着されたレーザヘッド支持キャリジと、（ｃ）前記レーザヘッド支持キャリジを前記ベース部材の長手方向に沿って移動するための移動装置と、（ｄ）前記ベース部材の間に前記レーザヘッド支持キャリジに沿って移動可能であるように前記キャリジ上に支持されたレーザヘッド装着組立体と、（ｅ）前記レーザヘッド装着組立体を前記レーザヘッド支持キャリジに沿って移動するための移動装置と、（ｆ）前記レーザヘッド装着組立体に装着されたレーザヘッドとを備え、前記レーザヘッドは前記レーザヘッド支持キャリジ（Ｙ軸）に沿って移動可能でありかつ前記ペース部材（Ｘ軸）に沿って前記レーザヘッド支持キャリジと共に移動可能であり、さらに、（ｇ）前記ベース部材の間の通路内で前記ベース部材に対して平行に前記ベース部材の一端部における搬入箇所から移動可能である少なくとも１台の自立した運搬車を備え、前記運搬車はその頂面上に加工物支持面を有しかつ前記加工ステーションから容易に移動可能であり、そして遠隔の位置まで可動であり、さらに、（ｈ）前記運搬車を前記ベース部材の間に該ベース部材に平行な前記通路に沿って案内するための案内装置と、（ｉ）前記運搬車からヒュームを排出させるために前記運搬車と協働する前記ベース部材の一方に設けられた排出装置と、（ｊ）前記加工ステーション内の前記レーザヘッド支持キャリジおよび運搬車の同時の移動を行うために前記運搬車と係合可能である前記レーザヘッド支持キャリジ上の位置決め装置と、（ｋ）前記運搬車上の加工物の予め選択された基準点を検出するために動作可能である前記レーザヘッド支持キャリジ上に設けられた位置検出装置と、（ｌ）前記運搬車を前記ベース部材の間の所定の位置に位置決めするための前記通路に沿った運搬車位置決め装置と、（ｍ）前記レーザヘッドが前記レーザヘッド支持キャリジの前記移動のほぼ全長にわたって前記運搬車上に支持された組み合わされた加工物に対してレーザビームを導くことを可能にするために、前記のＸ軸およびＹ軸に沿った前記レーザヘッドの正確な移動を行うための前記レーザヘッド支持キャリジ、レーザヘッド装着組立体およびレーザヘッドを移動する前記のそれぞれの移動装置と接続された誘導装置とを備えたレーザ加工ステーション。
２．請求の範囲第１項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記運搬車が前記ベース部材を通して、そして該ベース部材の他端部から外方に移動可能であるレーザ加工ステーション。
３．請求の範囲第１項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記レーザヘッドがＺ軸に沿って前記レーザヘッド支持キャリジに対して垂直方向に移動するために前記レーザヘッド装着組立体により装着され、かつ前記垂直方向の移動を行うための移動装置が設けられ、前記誘導装置もまた前記Ｚ軸に沿った前記レーザヘッドの移動を行うレーザ加工ステーション。
４．請求の範囲第１項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記案内装置が前記ベース部材の間に配置されたレーザ加工ステーション。
５．請求の範囲第４項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記案内装置が前記レーザ加工ステーションを通して延びる１対の隔置された軌道を備え、かつ前記運搬車が前記軌道上を移動可能な車輪を有するレーザ加工ステーション。
６．請求の範囲第１項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記運搬車位置決め装置が前記運搬車に設けられた第１位置決め要素と、前記ベース部材の長手方向に沿って所定位置に設けられた第２位置決め要素とを含み、前記の第１位置決め要素および第２位置決め要素が相互に係合可能でありかつ前記運搬車を前記ベース部材の間の通路の長手方向に沿った所定箇所に位置決めするために協働するレーザ加工ステーション。
７．請求の範囲第６項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記位置決め要素のうちの一方の要素がカム面を含み、かつ前記位置決め要素のうちの他方の要素がカム従動子を含み、前記カム面が前記カム従動子を所定位置において着座させる位置決め用凹部を含み、かつ前記の他方の要素が前記従動子を前記凹部内に釈放可能にロックする装置を含むレーザ加工ステーション。
８．請求の範囲第７項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記カム面が全般的に水平方向に延び、前記カム従動子が垂直に配置された複動ピストンの上端部に設けられ、かつ前記の釈放可能なロック装置が前記ピストンを前記凹部内に保持するように作動可能であるレーザ加工ステーション。
９．請求の範囲第１項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記ベース部材のうちの前記の一方のベース部材に設けられた前記排出装置が前記の所定の位置において前記運搬車に隣接したその対向した側壁部に沿った少なくとも１個のポートと、前記ポートを通して空気を吸引する吸引装置とを備え、かつ前記運搬車が上方に開口した室を構成する底壁部および側壁部を有し、前記ポートに隣接した前記運搬車の側壁部が前記ポートに対して整列せしめられるポートを有し、それにより空気およびヒュームを前記室から前記ベース部材中に吸引することができるようにしたレーザ加工ステーション。
１０．請求の範囲第９項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記運搬車の前記側壁部が前記ベース部材の前記側壁部と前記運搬車の前記側壁部との間をシールするために前記ポートのまわりにシール装置を有するレーザ加工ステーション。
１１．請求の範囲第１０項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記ベース部材が前記加工ステーション内に配置された１対の運搬車のポートに対して整列可能な１対の前記ポートを有するレーザ加工ステーション。
１２．請求の範囲第１１項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記ベース部材が前記ポートを選択的に閉ざすシャッタ装置を含むレーザ加工ステーション。
１３．請求の範囲第１２項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記シャッタ装置を開閉する装置が含まれているレーザ加工ステーション。
１４．請求の範囲第１項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記運搬車が上方に開口した室を構成する底壁部および側壁部と、加工物を着座させるためにその頂面を横切って設けられたグリッドとを有するレーザ加工ステーション。
１５．請求の範囲第１４項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記グリッドが取外し可能であるレーザ加工ステーション。
１６．請求の範囲第１４項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記運搬車がその上に配置された組み合わされた加工物を位置決めするための整合装置を含むレーザ加工ステーション。
１７．請求の範囲第１４項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記運搬車の前記側壁部の一方が前記室からスラグを除去するための掃除口を含むレーザ加工ステーション。
１８．請求の範囲第１４項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記運搬車がその前端部に設けられた第１係合装置と、その後端部に設けられた第２係合装置とを有し、前記の第１係合装置および第２係合装置が前後の関係に配置された１対の運搬車の安定した係合および位置決めを可能にするために協働する形状および寸法に形成されているレーザ加工ステーション。
１９．請求の範囲第１項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記レーザヘッド支持キャリジに設けられた前記位置決め装置が前記運搬車に設けられた協働する要素と係合可能な垂下した位置決め要素を含み、それにより加工物が前記加工ステーション内に移動せしめられたときに該加工物に対する前記誘導装置の再調整を容易にするために、前記レーザヘッド支持キャリジが前記運搬車と共に前記加工ステーション内で一つの位置から別の位置まで移動するレーザ加工ステーション。
２０．請求の範囲第１項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記位置検出装置が前記レーザヘッド上に支持され、かつ前記運搬車により前記加工ステーション内の一つの位置から別の位置まで移動せしめられる加工物上の基準点を検出するように動作可能であり、前記位置検出装置がこのような移動時に前記誘導装置の再調整を行うために前記誘導装置と協働するレーザ加工ステーション。
２１．請求の範囲第１項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記加工ステーションが前記移動装置および前記誘導装置を制御するコンピュータを含むレーザ加工ステーション。
２２．レーザ加工ステーションにおいて、（ａ）加工ステーションを間に形成する１対の隔置された平行に延びる細長いベース部材を備え、前記の１対のベース部材は向き合った側壁部を有し、さらに、（ｂ）前記ベース部材の長手方向に沿って移動するために前記ベース部材の間に延びかつ前記ベース部材に装着されたレーザヘッド支持キャリジと、（ｃ）前記レーザヘッド支持キャリジを前記ベース部材の長手方向に沿って移動するための移動装置と、（ｄ）前記ベース部材の間に前記レーザヘッド支持キャリジに沿って移動可能であるように前記キャリジ上に支持されたレーザヘッド装着組立体と、（ｅ）前記レーザヘッド装着組立体を前記レーザヘッド支持キャリジに沿って移動するための移動装置と、（ｆ）前記レーザヘッド支持キャリジに対して垂直方向に移動するために前記レーザヘッド装着組立体に装着されたレーザヘッドと、（ｇ）前記レーザヘッドを垂直方向に移動する移動装置とを備え、それにより前記レーザヘッドは垂直方向に（Ｚ軸に沿って）移動可能であり、前記レーザヘッド支持キャリジ（Ｙ軸）に沿って移動可能であり、かつ前記ベース部材（Ｘ軸）に沿って前記レーザヘッド支持キャリジと共に移動可能であり、さらに、（ｈ）前記ベース部材の間の通路内で前記ベース部材に対して平行に前記ベース部材の一端部における搬入箇所から該ベース部材の反対側の端部まで移動可能な少なくとも１台の自立した運搬車を備え、前記運搬車はその頂面上の加工物支持面と、上方に開口した室を構成する底壁部および側壁部と、加工物を着座させるためにその頂面を横切って設けられたグリッドとを有し、そして前記運搬車は車輪を有し、そして前記加工ステーションから遠隔の位置まで容易に移動可能であり、前記ベース部材の一方は前記運搬車と隣接したその対向した側壁部に沿った少なくとも１個のポートと、前記ポートを通して空気を吸引する吸引装置とを有し、前記ポートに隣接した前記運搬車の側壁部は前記ポートに対して整列せしめられるポートを有し、それにより空気およびヒュームを前記室から前記ベース部材中に吸引することができ、さらに、（ｉ）前記運搬車を前記ベース部材に対して平行な前記通路に沿って移動させるために前記ベース部材の間に案内する案内装置と、（ｊ）前記ポートを調列させた状態で前記運搬車を前記ベース部材の間の所定位置に位置決めするための前記通路に沿った運搬車位置決め装置と、（ｋ）前記レーザヘッドが前記レーザヘッド支持キャリジの前記移動のほぼ全長にわたって前記運搬車上に支持された組み合わされた加工物に対してレーザビームを導くことを可能にするために、前記のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸に沿った前記レーザヘッドの正確な移動を行うための前記のレーザヘッド支持キャリジ、レーザヘッド装着組立体およびレーザヘッドを移動する前記のそれぞれの移動装置と接続された誘導装置と、（ｌ）前記移動装置および前記誘導装置を制御するコンピュータとを備えたレーザ加工ステーション。
２３．請求の範囲第２２項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記運搬車位置決め装置が前記運搬車に設けられた第１位置決め要素と、前記ベース部材のうちの一方のベース部材の長手方向に沿って所定位置に設けられた第２位置決め要素とを含み、前記の第１位置決め要素および第２位置決め要素が前記運搬車を前記ベース部材の間の通路の長手方向に沿った所定位置に位置決めするために協働するレーザ加工ステーション。
２４．請求の範囲第２２項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記運搬車の前記側壁部が前記ベース部材の側壁部と前記運搬車の前記側壁部との間をシールするために前記ポートのまわりにシール装置を有するレーザ加工ステーション。
２５．請求の範囲第２４項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記ベース部材が前記加工ステーション内に配置された１対の運搬車のポートに対して整列可能な１対の前記ポートを有し、かつ前記ベース部材もまた前記ポートを閉ざすシャッタ装置と、前記シャッタ装置を開閉する装置とを含むレーザ加工ステーション。
２６．請求の範囲第２２項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記グリッドが取外し可能であり、かつ前記運搬車もまたその上に配置された組み合わされた加工物を位置決めするための整合装置を含むレーザ加工ステーション。
２７．請求の範囲第２６項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記運搬車の前記側壁部の一方が前記室らスラグを除去するための掃除口を含み、かつ前記運搬車がその前端部に設けられた第１係合装置と、その後端部に設けられた第２係合装置とを有し、前記の第１係合装置および第２係合装置が前後の関係に配置された１対の運搬車の安定した係合および位置決めを可能にするために協働する形状および寸法に形成されているレーザ加工ステーション。
２８．請求の範囲第２２項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記レーザヘッド支持キャリジが前記運搬車に設けられた協働する要素と係合可能な垂下した位置決め要素を含み、それにより加工物が前記加工ステーション内に移動せしめられたときに該加工物に対する前記誘導装置の再調整を容易にするために、前記レーザヘッド支持キャリジが前記運搬車と共に前記加工ステーション内の一つの位置から別の位置まで移動するレーザ加工ステーション。
２９．請求の範囲第２２項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記レーザヘッド支持キャリジが前記運搬車により前記加工ステーション内の一つの位置から別の位置まで移動せしめられる加工物上の基準点を検出するように動作可能な位置検出装置を含み、前記位置検出装置がこのような移動時に前記誘導装置の再調整を行うために前記誘導装置と協働するレーザ加工ステーション。
３０．レーザ加工ステーションにおいて、（ａ）細長いベース部材と、（ｂ）前記ベース部材の長手方向に沿って移動するために前記ベース部材に装着されたレーザヘッド支持キャリジと、（ｃ）前記レーザヘッド支持キャリジを前記ベース部材の長手方向に沿って移動するための移動装置と、（ｄ）前記レーザヘッド支持キャリジに沿って移動可能であるように前記キャリジ上に支持されたレーザヘッド装着組立体と、（ｅ）前記レーザヘッド装着組立体を前記レーザヘッド支持キャリジに沿って移動するための移動装置と、（ｆ）前記レーザヘッド支持キャリジ（Ｙ軸）に沿って移動可能であり、かつ前記ベース部材（Ｘ軸）に沿って前記レーザヘッド支持キャリジと共に移動可能である前記レーザヘッド装着組立体上に装着されたレーザヘッドと、（ｇ）前記ベース部材に沿った通路内で前記ベース部材に対して平行に移動可能な少なくとも１台の加工物運搬車とを備え、前記運搬車はその頂面上に加工物支持面を有し、さらに、（ｈ）前記レーザヘッドが前記レーザヘッド支持キャリジの前記移動のほぼ全長にわたって前記運搬車上に支持された組み合わされた加工物に対してレーザビームを導くことを可能にするために、前記Ｘ軸およびＹ軸に沿った前記レーザヘッドの正確な移動を行うための前記レーザヘッド支持キャリジおよびレーザヘッド装着組立体を移動する前記のそれぞれの移動装置と接続された誘導装置と、（ｉ）前記レーザヘッド支持キャリジ上に設けられた少なくとも１個の位置決め要素および該位置決め要素と係合可能な前記運搬車に設けられた協働する要素と、前記要素を係合させるように移動する装置とを備え、それにより前記キャリジが前記運搬車を前記加工ステーション内の一つの位置から別の位置まで移動するレーザ加工ステーション。
３１．請求の範囲第３０項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記位置決め要素が前記運搬車に設けられた協働する形状を有する凹部内に係合可能である垂直方向に移動可能なロッドであるレーザ加工ステーション。
３２．請求の範囲第３１項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記運搬車の向き合った側に形成された凹部内に着座する隔置された１対の位置決め要素が設けられているレーザ加工ステーション。
３３．レーザ加工ステーションにおいて（ａ）細長いベース部材と、（ｂ）前記ベース部材の長手方向に沿って移動するために前記ベース部材に装着されたレーザヘッド支持キャリジと、（ｃ）前記レーザヘッド支持キャリジを前記ベース部材の長手方向に沿って移動するための移動装置と、（ｄ）前記レーザヘッド支持キャリジに沿って移動可能であるように前記キャリジ上に支持されたレーザヘッド装着組立体と、（ｅ）前記レーザヘッド装着組立体を前記レーザヘッド支持キャリジに沿って移動するための移動装置と、（ｆ）前記レーザヘッド支持キャリジに対して垂直方向に移動するために前記レーザヘッド装着組立体上に装着されたレーザヘッドと、（ｇ）前記レーザヘッドを垂直方向に移動するための移動装置とを備え、それにより前記レーザヘッドが垂直方向に（Ｚ軸に沿って）移動可能であり、前記レーザヘッド支持キャリジ（Ｙ軸）に沿って移動可能であり、かつ前記ベース部材（Ｘ軸）に沿って前記レーザヘッド支持キャリジと共に移動可能であり、さらに、（ｈ）前記ベース部材に沿った通路内で移動可能な少なくとも１個の加工物運搬車を備え、前記加工物運搬車はその頂面上に加工物支持面を有し、さらに、（ｉ）前記レーザヘッドが前記レーザヘッド支持キャリジの前記移動のほぼ全長にわたって前記運搬車上に支持された組み合わされた加工物に対してレーザビームを導くことを可能にするために、前記のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸に沿った前記レーザヘッドの正確な移動を行うための前記のレーザヘッド支持キャリジ、レーザヘッド装着組立体およびレーザヘッドを移動する前記のそれぞれの移動装置と接続された誘導装置と、（ｊ）前記運搬車上の加工物上の基準点を検出して、前記基準点から決定された前記運搬車上の加工物の位置と合致させるように前記誘導装置の調整を行うために動作可能な前記レーザヘッドに装着された位置検出装置とを備えたレーザ加工ステーション。
３４．請求の範囲第３３項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記位置検出装置が前記レーザヘッドと共に垂直方向に移動可能であり、かつ加工物の基準輪郭を検出するレーザ加工ステーション。
３５．レーザ加工ステーションにおいて、（ａ）細長いベース部材と、（ｂ）前記ベース部材の長手方向に沿って移動するために前記ベース部材に装着されたレーザヘッド支持キャリジと、（ｃ）前記レーザヘッド支持キャリジを前記ベース部材の長手方向に沿って移動するための移動装置と、（ｄ）前記ベース部材上で前記レーザヘッド支持キャリジに沿って移動可能であるように前記キャリジ上に支持されたレーザヘッド装着組立体と、（ｅ）前記レーザヘッド装着組立体を前記レーザヘッド支持キャリジに沿って移動するための移動装置と、（ｆ）前記レーザヘッド支持キャリジ（Ｙ軸）に沿って移動可能でありかつ前記ベース部材（Ｘ軸）に沿って前記レーザヘッド支持キャリジと共に移動可能である前記レーザヘッド装着組立体に装着されたレーザヘッドと、（ｇ）前記ベース部材に沿った通路内で移動可能な少なくとも１台の運搬車とを備え、前記運搬車はその頂面上の加工物支持面と、上方に開口した室を構成する底壁部および側壁部と、加工物を着座させるためにその頂面を横切って設けられたグリッドとを有し、前記ベース部材は前記運搬車に隣接したその側壁部に沿った少なくとも１個のポートと、前記ポートを通して空気を吸引するための吸引装置とを有し、前記の最初に述べたポートに隣接した前記運搬車の側壁部は該ポートに対して整列せしめられるポートを有し、それにより空気およびヒュームを前記室から前記ベース部材中に吸引することができるようにしたレーザ加工ステーション。
３６．請求の範囲第３５項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記運搬車の前記側壁部が前記ベース部材の前記側壁部と前記運搬車の前記側壁部との間をシールするために前記ポートのまわりにシール装置を有するレーザ加工ステーション。
３７．請求の範囲第３６項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記ベース部材が前記加工ステーション内に配置された１対の運搬車のポートに対して整列可能な１対の前記ポートを有し、かつ前記ベース部材もまた前記ポートを閉ざすシャッタ装置と、前記シャッタ装置を開閉する装置とを含むレーザ加工ステーション。
３８．請求の範囲第３５項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記グリッドが取外し可能であり、かつ前記運搬車が前記グリッド上に配置された組み合わされた加工物を位置決めするための整合装置を含むレーザ加工ステーション。
３９．請求の範囲第３６項に記載のレーザ加工ステーションにおいて、前記運搬車の前記側壁部の一方が前記室からスラグを除去するための掃除口を含み、かつ前記運搬車がその前端部に設けられた第１係合装置とその後端部に設けられた第２係合装置とを有し、前記の第１係合装置および第２係合装置が前後の関係に配置された１対の運搬車の安定した係合および位置決めを可能にするために協働する形状および寸法に形成されているレーザ加工ステーション。