(57)【要約】      （修正有）【課題】ドアの動作がワークピースコンベアの動きと同期され、直線的な流れを可能にし、レーザー動作時間を最小化できるレーザー加工ユニットを提供する。【解決手段】レーザー加工ユニットは、ワークピース積載ステーション１２、１６と、レーザーロボットを有するレーザーワークステーション１４とを含む。可撓性エンドレスループは、積載ステーションからワークステーションへとワークピースを供給する。固定壁セクション５４、５６は、積載ステーションからワークステーションを分離する。第１可動ドアは、第１固定壁セクション５４と共にレーザー遮光シールを形成し、第２可動ドア６０は、第２固定壁セクション５６と共にレーザー遮光シールを形成する。シール突起６８が可撓性エンドレスループに取り付けられ、ワークピースが積載ステーションに位置するときに第１可動ドアと共に遮光シールを形成し、ワークピースがワークステーションに位置するときに第２可動ドアと共に遮光シールを形成する。【選択図】図１
0003210066.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
レーザー加工ユニットであって、
ワークピース積載ステーションと、
ワークピースに対してレーザー動作を行うように操作可能なレーザーロボットを含むレーザーワークステーションと、
前記ワークピース積載ステーションから前記レーザーワークステーションを介して延伸し、かつ、前記ワークピース積載ステーションから前記レーザーワークステーションへと前記ワークピースを供給するように構成される可撓性エンドレスループと、
前記レーザーワークステーションの近位側で前記ワークピース積載ステーションから前記レーザーワークステーションを分離する第１固定壁セクションと、
前記近位側と対向する前記レーザーワークステーションの遠位側で前記第１固定壁セクションからオフセットされる第２固定壁セクションと、
前記第１固定壁セクションと共にレーザー遮光シールを形成するように構成される第１可動ドアと、
前記第２固定壁セクションと共にレーザー遮光シールを形成するように構成される第２可動ドアと、
前記ワークピースとの同時移動のために前記可撓性エンドレスループに取り付けられるシール突起であり、前記シール突起は、前記ワークピースが前記ワークピース積載ステーションに位置するときに、前記第１可動ドアと共にレーザー遮光シールを形成し、前記ワークピースが前記レーザーワークステーションに位置するときに、前記第２可動ドアと共にレーザー遮光シールを形成する、シール突起と、
を含む、
レーザー加工ユニット。
【請求項２】
前記可撓性エンドレスループは、活性上方ベルト部及び不活性下方ベルト部を有する従動ベルトを含み、前記活性上方ベルト部は、前記ワークピースを支えるための複数の上向きワークピース支持体を含み、前記不活性下方ベルト部は、複数の下向きワークピース支持体を含み、前記上向きワークピース支持体は、第１の構成を有し、前記下向きワークピース支持体は、上向き活性位置に移動されるときに異なる形状のワークピースを支えるために、前記第１の構成とは異なる第２の構成を有する、請求項１に記載のレーザー加工ユニット。
【請求項３】
ワークピース積降しステーションと、前記ワークピースとの同時移動のために前記可撓性エンドレスループに取り付けられる複数の更なるシール突起とを更に含み、
前記レーザーワークステーションは、前記ワークピース積載ステーションと、前記ワークピース積降しステーションとの間に位置し、
前記シール突起の各々は、前記レーザー加工ユニットの動作中に、前記第１可動ドアと共に、かつ、続いて前記第２可動ドアと共にレーザー遮光シールを形成する、請求項１又は２に記載のレーザー加工ユニット。
【請求項４】
前記シール突起の各々は、前記第１可動ドアの下方縁部と、続いて前記第２可動ドアの下方縁部とを収容するための上向き溝として構成される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のレーザー加工ユニット。
【請求項５】
前記可撓性エンドレスループは、上方ベルト部及び下方ベルト部を有する従動ベルトを含み、前記のベルトは、前記レーザー加工ユニットの動作中に回動し、
前記レーザー加工ユニットは、前記ワークピースとの同時移動のために前記のベルトに取り付けられる、複数の更なるシール突起を更に含み、
前記のベルトの回動中、前記シール突起の各々は、前記第１可動ドアと共に、かつ、続いて前記第２可動ドアと共に、それぞれレーザー遮光シールを形成するように前記上方ベルト部によって移動され、かつ、前記下方ベルト部によって再循環される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のレーザー加工ユニット。
【請求項６】
前記可撓性エンドレスループは、
前記レーザー加工ユニットによって行われる第１ワークピース移動動作中に、前記可撓性エンドレスループが第１方向に移動して、前記ワークピース積載ステーションから前記レーザーワークステーションへと前記ワークピースを供給するように、かつ、
前記レーザー加工ユニットによって行われる第２ワークピース移動動作中に、前記可撓性エンドレスループが前記第１方向に対向する第２方向に移動して、前記レーザーワークステーションから前記ワークピース積載ステーションへと前記ワークピースを戻すように、往復運動のために構成される、請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーザー加工ユニット。
【請求項７】
前記可撓性エンドレスループは、活性上方ベルト部及び不活性下方ベルト部を有する従動ベルトを含み、前記活性上方ベルト部は、前記ワークピースを支えるための複数の上向きワークピース支持体を含み、前記不活性下方ベルト部は、複数の下向きワークピース支持体を含み、前記上向きワークピース支持体は第１の構成を有し、前記下向きワークピース支持体は、上向き活性位置へ移動されるときに、異なる形状のワークピースを支えるために、前記第１の構成とは異なる第２の構成を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のレーザー加工ユニット。
【請求項８】
レーザー加工ユニットであって、
ワークピース積載ステーションと、
ワークピース積降しステーションと、
前記ワークピース積載ステーションと前記ワークピース積降しステーションとの間に位置し、かつ、ワークピースに対してレーザー動作を行うように操作可能なレーザーロボットを含む、レーザーワークステーションと、
前記ワークピース積載ステーションから前記レーザーワークステーションを介して前記ワークピース積降しステーションへと延伸し、かつ、前記ワークピース積載ステーションから前記レーザーワークステーションへ、かつ、前記レーザーワークステーションから前記ワークピース積降しステーションへと前記ワークピースを供給するように構成される、可撓性エンドレスループと、
前記レーザーワークステーションの近位側で前記ワークピース積載ステーションから前記レーザーワークステーションを分離する第１固定壁セクションと、
前記近位側と対向する前記レーザーワークステーションの遠位側で前記第１固定壁セクションからオフセットされる第２固定壁セクションと、
前記第１固定壁セクションと共にレーザー遮光シールを形成するように構成される第１可動ドアと、
前記第２固定壁セクションと共にレーザー遮光シールを形成するように構成される第２可動ドアと、
前記ワークピースとの同時移動のために前記可撓性エンドレスループに取り付けられるシール突起であり、前記シール突起は、前記ワークピースが前記ワークピース積載ステーションに位置するときに前記第１可動ドアと共にレーザー遮光シールを形成し、前記ワークピースが前記レーザーワークステーションに位置するときに前記第２可動ドアと共にレーザー遮光シールを形成し、前記ワークピースが前記レーザーワークステーションから前記ワークピース積降しステーションへと供給されるように前記ワークピース積降しステーションを介して移動する、シール突起と、
を含む、
レーザー加工ユニット。
【請求項９】
前記可撓性エンドレスループは、前記ワークピースを支えるための複数のワークピース支持体を有する従動ベルトを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載のレーザー加工ユニット。
【請求項１０】
前記従動ベルトは、第１従動ベルトであり、前記レーザー加工ユニットは、第２従動ベルトと、前記ワークピースとの同時移動のために前記第１従動ベルトと前記第２従動ベルトとの間の複数のクロスメンバとを更に含み、前記複数のワークピース支持体は、前記クロスメンバに装着される、請求項１〜９のいずれか一項に記載のレーザー加工ユニット。
【請求項１１】
前記従動ベルトは、上方ベルト部及び下方ベルト部を含み、前記従動ベルトは、前記レーザー加工ユニットの動作中に回動し、前記従動ベルトの回動中に、前記シール突起は、前記下方ベルト部によって、前記ワークピース積降しステーションから前記ワークピース積載ステーションへと再循環される、請求項８〜１０のいずれか一項に記載のレーザー加工ユニット。
【請求項１２】
前記ワークピースとの同時移動のために前記従動ベルトに取り付けられる複数の更なるシール突起を更に含み、前記レーザー加工ユニットの動作中に、前記シール突起の各々は前記第１可動ドアと共に、続いて前記第２可動ドアと共に、レーザー遮光シールを形成する、請求項８〜１１のいずれか一項に記載のレーザー加工ユニット。
【請求項１３】
前記シール突起の各々は、前記第１可動ドアの下方縁部を、次いで、前記第２可動ドアの下方縁部を収容するための上向き溝として構成される、請求項８〜１２のいずれか一項に記載のレーザー加工ユニット。
【請求項１４】
レーザー加工ユニットであって、
第１ワークピース移動ステーションと、
第２ワークピース移動ステーションと、
前記第１ワークピース移動ステーションと前記第２ワークピース移動ステーションとの間に位置し、かつ、第１ワークピースに対してレーザー動作を行うように操作可能なレーザーロボットを含む、レーザーワークステーションと、
前記第１ワークピース移動ステーションから前記レーザーワークステーションを分離する第１固定壁セクションと、
前記第１固定壁セクションからオフセットされ、かつ、前記第２ワークピース移動ステーションから前記レーザーワークステーションを分離する、第２固定壁セクションと、
前記第１固定壁セクションと共にレーザー遮光シールを形成するように構成される第１可動ドアと、
前記第２固定壁セクションと共にレーザー遮光シールを形成するように構成される第２可動ドアと、
前記第１ワークピース移動ステーションから前記レーザーワークステーションを介して前記第２ワークピース移動ステーションへと延伸する可撓性エンドレスループと、
を含み、
前記可撓性エンドレスループは、
前記レーザー加工ユニットによって行われる第１ワークピース移動動作中に、前記可撓性エンドレスループが第１方向に移動して、前記第１ワークピース移動ステーションから前記レーザーワークステーションへと前記第１ワークピースを供給するように、かつ、前記レーザーワークステーションから前記第２ワークピース移動ステーションへと第２ワークピースを供給するように、かつ、
前記レーザー加工ユニットによって行われる第２ワークピース移動動作中に、前記可撓性エンドレスループが前記第１方向と対向する第２方向に移動して、前記レーザーワークステーションから前記第１ワークピース移動ステーションへと前記第１ワークピースを戻すように、かつ、前記第２ワークピース移動ステーションから前記レーザーワークステーションへと第３ワークピースを供給するように、往復運動のために構成される、
レーザー加工ユニット。
【請求項１５】
前記可撓性エンドレスループは、前記第１ワークピース及び前記第２ワークピースを同時に支えるための複数のワークピース支持体を有する従動ベルトを含む、請求項１４に記載のレーザー加工ユニット。
【請求項１６】
前記従動ベルトは、第１従動ベルトであり、前記レーザー加工ユニットは、第２従動ベルトと、前記第１従動ベルト間に延伸する複数のクロスメンバとを更に含み、前記複数のワークピース支持体は、前記クロスメンバに装着される、請求項１４又は１５に記載のレーザー加工ユニット。
【請求項１７】
前記のベルトとの同時移動のために前記従動ベルトに取り付けられる第１シール突起と、
前記のベルトとの同時移動のために前記従動ベルトに取り付けられ、かつ、前記のベルトの移動の前記第１方向に前記第１シール突起からオフセットされる第２シール突起と、
前記のベルトとの同時移動のために前記従動ベルトに取り付けられ、かつ、前記のベルトの移動の前記第１方向に前記第２シール突起からオフセットされる第３シール突起と、を更に含み、
前記従動ベルトの第１位置において、前記第２シール突起は、前記第１可動ドアと共にレーザー遮光シールを形成し、前記第３シール突起は前記第２可動ドアと共にレーザー遮光シールを同時に形成し、
前記従動ベルトの第２位置において、前記第１シール突起は、前記第１可動ドアと共にレーザー遮光シールを形成し、前記第２シール突起は、前記第２可動ドアと共にレーザー遮光シールを同時に形成する、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載のレーザー加工ユニット。
【請求項１８】
前記可撓性エンドレスループは、活性上方ベルト部及び不活性下方ベルト部を有する従動ベルトを含み、
前記活性上方ベルト部は、前記第１ワークピース、前記第２ワークピース及び前記第３ワークピースを支えるために構成される複数の上向きワークピース支持体を含み、前記上向きワークピース支持体は、前記第１ワークピース、前記第２ワークピース及び前記第３ワークピースの形状に対応する第１の構成を有し、
前記不活性下方ベルト部は、複数の下向きワークピース支持体を含み、前記下向きワークピース支持体は、上向き活性位置へ移動されるときに、前記第１ワークピース、前記第２ワークピース及び前記第３ワークピースとは異なる形状を有する更なるワークピースを支えるために、前記第１の構成とは異なる第２の構成を有する、
請求項１４又は１７に記載のレーザー加工ユニット。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
２０１４年３月３１日に出願された米国特許仮出願第６１／９７２，７６１号の利益は、本明細書で主張され、その開示は、参照として本明細書中に組み込まれる。
【０００２】
本考案は、請求項１、８及び１４に記載のレーザー加工ユニットに関する。本考案の実施形態は、概して、レーザーエンクロージャの中外にワークピースを移動するためのワークピース処理システム及び可動ドアを有する、レーザーエンクロージャを含むワークステーション又はレーザー加工ユニットに関する。
【背景技術】
【０００３】
レーザー加工は、さまざまな鉄系及び非鉄系材料、基板、塗装膜及び追加物質の切断、溶接、熱処理、材料除去及び材料堆積を含むがこれらに限らない。片部生産のサイクルタイムを最適化する必要がある環境及び製造において、部品をワークセルの中外に移動する能力は、部品製造者の成功にとって重要である。
【０００４】
クラスＩレーザーエンクロージャの内部へのアクセスを生成するための一般的な設計及び方法は、移動ドアの使用を介する。ドアが開閉し、これが人、移動テーブル又はシャトルが固定具の内外に材料を移動させることを可能にし、該固定具は、レーザー加工のためのワークピースを保持する。ドアの動き及び材料移動は、従来、独立した一連の動作であった。つまり、ドアが開くまで、エンクロージャの内外にワークピースを移動させることができず、レーザーは、ドアが閉じ、安全スイッチ接触が行われるまで、加工を開始できない。ドアの動作と、ワークピースのレーザーエンクロージャ内への移動との間の調整は、最小化され、そのような従来システムは、レーザー加工ユニットを介したワークピースの直線的な流れを可能にしない。
【０００５】
ドアの動作中に、失ったレーザー動作時間を最小化するために、必要なのは、材料処理システムと、そのようなドアの動作がワークピースコンベアの動きと同期される方法とである。好ましくは、そのようなシステムは、レーザー加工ユニットを介したワークピースの実質的に直線的な流れを可能にし、それにより、アセンブリラインの一部になることができた。
【考案の概要】
【０００６】
ドアの動作中に、失ったレーザー動作時間を最小化するために、請求項１、８及び１４に記載のレーザー加工ユニットを説明する。本考案の好ましい実施形態は、従属請求項の主題である。以下の概要は、本明細書で議論される装置、システム及び方法の一部の態様の基本的な理解を提供するために、簡易化された概要を提示する。この概要は、本明細書で議論される装置、システム及び方法の詳細な要旨ではない。重要な要素や装置特定するか、あるいは、そのような装置、システム及び方法の範囲を詳しく説明することを目的としていない。唯一の目的は、以下で提示されるより詳細な説明の前置きとして、簡易化した形態で一部の概念を提示することである。
【０００７】
本開示の一態様によると、ワークピース積載ステーション及びレーザーワークステーションを含むレーザー加工ユニットが提供される。レーザーワークステーションは、ワークピースに対してレーザー動作を行うように操作可能なレーザーロボットを含む。可撓性エンドレスループは、ワークピース積載ステーションからレーザーワークステーションを介して延伸し、かつ、ワークピース積載ステーションからレーザーワークステーションへとワークピースを供給するように構成される。第１固定壁セクションは、レーザーワークステーションの近位側でワークピース積載ステーションからレーザーワークステーションを分離する。第２固定壁セクションは、近位側と対向するレーザーワークステーションの遠位側で第１固定壁セクションからオフセットされる。第１可動ドアは、第１固定壁セクションと共にレーザー遮光シール（ｌａｓｅｒ  ｌｉｇｈｔ  ｔｉｇｈｔ  ｓｅａｌ）を形成するように構成される。第２可動ドアは、第２固定壁セクションと共にレーザー遮光シール（ｌｉｇｈｔ−ｔｉｇｈｔ  ｓｅａｌ）を形成するように構成される。シール突起は、ワークピースとの同時移動のために可撓性エンドレスループに取り付けられる。シール突起は、ワークピースがワークピース積載ステーションに位置するときに第１可動ドアと共にレーザー遮光シールを形成し、かつ、ワークピースがレーザーワークステーションに位置するときときに第２可動ドアと共にレーザー遮光シールを形成する。
【０００８】
本考案の別の態様によると、ワークピース積載ステーションと、ワークピース積降しステーションと、ワークピース積載ステーションとワークピース積降しステーションとの間位置するレーザーワークステーションとを含むレーザー加工ユニットが提供される。レーザーワークステーションは、ワークピースに対してレーザー動作を行うように操作可能なレーザーロボットを含む。可撓性エンドレスループは、ワークピース積載ステーションからレーザーワークステーションを介してワークピース積降しステーションへと延伸する。可撓性エンドレスループは、ワークピース積載ステーションからレーザーワークステーションへと、かつ、レーザーワークステーションからワークピース積降しステーションへとワークピースを供給するように構成される。第１固定壁セクションは、レーザーワークステーションの近位側でワークピース積載ステーションからレーザーワークステーションを分離する。第２固定壁セクションは、近位側と対向するレーザーワークステーションの遠位側で第１固定壁セクションからオフセットされる。第１可動ドアは、第１固定壁セクションと共にレーザー遮光シールを形成するように構成される。第２可動ドアは、第２固定壁セクションと共にレーザー遮光シールを形成するように構成される。シール突起は、ワークピースとの同時移動のために可撓性エンドレスループに取り付けられる。シール突起は、ワークピースがワークピース積載ステーション位置するときに第１可動ドアと共にレーザー遮光シールを形成し、かつ、ワークピースがレーザーワークステーションに位置するときときに第２可動ドアと共にレーザー遮光シールを形成する。ワークピースがレーザーワークステーションからワークピース積降しステーションへと供給されると、シール突起は、ワークピース積降しステーションを介して移動する。
【０００９】
本考案の別の態様によると、第１ワークピース移動ステーションと、第２ワークピース移動ステーションと、第１ワークピース移動ステーションと第２ワークピース移動ステーションとの間に位置するレーザーワークステーションとを含む、レーザー加工ユニットが提供される。レーザーワークステーションは、第１ワークピースに対してレーザー動作を行うように操作可能なレーザーロボットを含む。第１固定壁セクションは、第１ワークピース移動ステーションからレーザーワークステーションを分離する。第２固定壁セクションは、第１固定壁セクションからオフセットされ、かつ、第２ワークピース移動ステーションからレーザーワークステーションを分離する。第１可動ドアは、第１固定壁セクションと共にレーザー遮光シールを形成するように構成される。第２可動ドアは、第２固定壁セクションと共にレーザー遮光シールを形成するように構成される。可撓性エンドレスループは、第１ワークピース移動ステーションからレーザーワークステーションを介して第２ワークピース移動ステーションへと延伸する。第１ワークピース移動動作がレーザー加工ユニットによって行われている間、可撓性エンドレスループが第１方向に移動して第１ワークピース移動ステーションからレーザーワークステーションへと第１ワークピースを供給し、かつ、レーザーワークステーションから第２ワークピース移動ステーションへと第２ワークピースを供給するように、可撓性エンドレスループは、往復運動をするように構成される。第２ワークピース移動動作がレーザー加工ユニットによって行われている間、可撓エンドレスループは、第１方向とは反対の第２方向に移動してレーザーワークステーションから第１ワークピース移動ステーションへと第１ワークピースを戻し、かつ、第２ワークピース移動ステーションからレーザーワークステーションへと第３ワークピースを供給する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、例示的なレーザー加工ユニットの斜視図である。
【図２】図２は、例示的なレーザー加工ユニットの平面図である。
【図３】図３は、レーザー加工ユニットの一部の斜視図である。
【図４】図４は、レーザー加工ユニットの一部の斜視図である。
【図５】図５は、例示的なレーザー加工ユニットの平面図である。
【図６】図６は、レーザー加工ユニットの一部の斜視図である。
【図７】図７は、レーザー加工ユニットの一部の斜視図である。
【図８】図８は、レーザー加工ユニットの一部の平面図である。
【図９】図９は、レーザー加工ユニットの一部の平面図である。
【図１０】図１０は、レーザー加工ユニットの一部の概略図である。
【図１１】図１１は、ブロック図である。
【考案を実施するための形態】
【００１１】
本考案の実施形態は、ワークピースに対してレーザー動作（例えば、切断、溶接等）を実行するためのレーザー加工ユニットに関する。本考案は、図面を参照して説明され、全体を通して、同様の参照符号は同様の要素を表すように使用される。様々な図面は、必ずしも１つの図面から別の図面において同じ縮尺で描かれておらず、所定の図面内でその寸法で描かれていないことを理解すべきであり、特に、部品の大きさは、図面の理解を容易にするために任意の大きさで描かれていることを理解されたい。以下の詳細な説明では、説明の目的のために、多数の特定の詳細が、本考案の完全な理解を提供するために述べられる。しかしながら、本考案は、これらの特定の詳細なしに実施できることは明らかであろう。さらに、本考案の他の実施形態が可能であり、本考案は、説明する以外の他の方法で実践し、かつ、実施することが可能である。本考案を説明する際に使用される用語及び表現は、本考案の理解を促進する目的のために使用され、限定するものとして解釈すべきではない。
【００１２】
図１は、レーザー加工ユニット１０の斜視図であり、図２は、レーザー加工ユニットの平面図である。レーザー加工ユニットは、第１ワークピース移動ステーション１２と、レーザーワークステーション１４と、第２ワークピース移動ステーション１６とを含む。ワークピース１８は、移動ステーション１２、１６でレーザー加工ユニット１０に積載され得るか、あるいは、それから積み降ろされ得る。移動ステーション１２、１６は、レーザー加工ユニット１０からワークピースを積載及び／又は積降しするための１つ以上の移動ロボットを含むことができる。
【００１３】
ワークピース１８は、レーザー加工ユニット１０によって、ワークピース移動ステーション１２、１６からレーザーワークステーション１４へと、かつ、レーザーワークステーションからワークピース移動ステーションへと供給される。特定の実施形態において、レーザー加工ユニットは、レーザー加工ユニットを介してワークピースの直線的な流れを提供し、これはレーザー加工ユニット１０がアセンブリラインに用いられることを可能にする。例えば、未加工の第１ワークピースは、第１ワークピース移動ステーション１２でレーザー加工ユニット上に積載され得る。未加工の第１ワークピースは、次いで、レーザーワークステーション１４に供給され、例えば、レーザー動作を行うように操作可能なレーザーロボット２４によってレーザー加工の対象となる。第１ワークピースがレーザーワークステーション１４で加工されている間、未加工の第２ワークピースは、第１ワークピース移動ステーション１２でレーザー加工ユニット１０上に積載され得る。第１ワークピースがレーザーワークステーション１４で加工された後、第１ワークピースは第２ワークピース移動ステーション１８に供給され、同時に、未加工の第２ワークピースがレーザーワークステーションに供給される。第２ワークピースがレーザーワークステーション１４で加工されている間、第２ワークピース移動ステーション１８で第１ワークピースは、移動ロボット２２によってレーザー加工ユニット１０から除去されることができ、未加工の第３ワークピースは、第１ワークピース移動ステーション１２でレーザー加工ユニット上に置かれ得る。そのような実施形態において、第１ワークピース移動ステーション１２は、ワークピース積載ステーションであるように考えられ、第２ワークピース移動ステーション１６は、ワークピース積降しステーションであると考えられ得る。ワークピースが、レーザー加工ユニット１０を介して、概略的に直線方向２６に、第１ワークピース移動ステーション１２からレーザーワークステーション１４を介して第２ワークピース移動ステーション１６へと流れることが分かる。代替的に、ワークピースは、反対方向２８において、第２ワークピース移動ステーション１６からレーザーワークステーション１４を介して第１ワークピース移動ステーション１２へと流れる。いずれの状況においても、ワークピースはレーザー加工ユニット１０を介して直線的に流れ、これは、レーザー加工ユニットがアセンブリライン環境において取り付けられることを可能にする。レーザー加工ユニット１０は、いずれかの方向にワークピースを選択的に移動させて、アセンブリラインにおける変化に順応するように構成され得る。
【００１４】
特定の実施形態において、レーザー加工ユニット１０は、ワークピースの往復運動のために提供され、同じワークピース移動ステーションで、ワークピースが積載され、かつ、積み降ろされることを可能にする。例えば、第１ワークピース移動動作中、未加工の第１ワークピースは、第１ワークピース移動ステーション１２からレーザーワークステーション１４へと供給されることができ、同時に、加工された第２ワークピースは、レーザーワークステーションから第２ワークピース移動ステーション１６へと供給され得る。第１ワークピース移動動作中、ワークピースは、方向２６において、第２ワークピース移動ステーション１６に向かって移動される。第１ワークピースがレーザーワークステーション１４で加工される一方で、未加工の第３ワークピースが移動ロボット２２によって第２ワークピース移動ステーション１６でレーザー加工ユニット１０上に置かれる。１つ以上のレーザーロボット２４が第１ワークピースに対してレーザー動作を行った後、第２ワークピース移動動作は、反対方向２８において、ワークピースを第１ワークピース移動ステーション１２に向って移動させるように実行される。第２ワークピース移動動作中、第１ワークピースは、第１ワークピース移動ステーション１２に戻り、未加工の第３ワークピースがレーザーワークステーション１４に供給される。このようにして、レーザー加工ユニット１０は、第１方向２６と、第１方向に対向する第２方向２８との両方の方向において、ワークピースを移動させるように往復運動して動作することができる。ワークピースの往復運動は、図８及び図９に図示される。
【００１５】
レーザー加工ユニット１０は、直線又は往復運動のいずれかで選択的に動作して、エンドユーザに増大した順応性を提供するように構成され得る。レーザー加工ユニット１０は、レーザー加工ユニットの動作（例えば、起動、停止、移動方向、レーザー動作選択、ワークピース選択、ワークピース量等）を制御するため、ローカル又はリモートでよい、コントロールパネル３０又は他のユーザインターフェースを含むことができる。
【００１６】
図１及び図２の実施形態は、ワークピース移動ステーション１２、１６及びレーザーワークステーションの各々に位置する単一のワークピースを示す。しかし、レーザー加工ユニット１０がワークピース移動ステーション１２、１６及び／又はレーザーワークステーション１４で任意の数のワークピースを収容するように構成され得ることが諒解されるべきである。例えば、レーザーワークステーション１４は、いくつかのサブステーションを含み、そこでは、各ワークピースが同時に加工される。
【００１７】
レーザー加工ユニット１０の構造的な詳細を説明する。
【００１８】
レーザー加工ユニット１０は、ワークピースをレーザーワークステーション１４へ移動させ、かつ、レーザーワークステーション１４から移動させるための可撓性エンドレスループを少なくとも１つ含む。例示的な可撓性エンドレスループは、ベルト、ドライブチェーン等を含む。図に示した実施形態において、レーザー加工ユニット１０は、２つの可撓性エンドレスループ又はベルト部材３２、３４を有し、これらは、第１ワークピース移動ステーション１２（又は、ワークピース積載ステーション）からレーザーワークステーション１４を介して第２ワークピース移動ステーション１６（又は、ワークピース積降しステーション）へと延伸する。ベルト部材３２、３４は、互いに実質的に平行に延伸し、かつ、レーザー加工ユニット１０の両側面に位置する。
【００１９】
レーザー加工ユニット１０は、ベルト部材３２、３４と、工場床の上方のワークピースとを支えるフレーム３６を含む。図１〜図５からわかるように、ベルト部材３２、３４は、滑車３８に装着される。滑車３８は、ベルト部材が一方向か、あるいは、両方向２６、２８において回動することを可能にする。滑車３８は、フレームの両端でフレーム３６に取り付けられる。フレーム３６の各端部で、その端部の滑車３８は、滑車が同じ角速度で同時に動作するように、シャフト４０によって接続される。滑車３８がベルト部材３２、３４及びシャフト４０によって連結されるので、ベルト部材は、フレームに取り付けられる共通のサーボモータ４２によって駆動され得る。
【００２０】
サーボモータ４２は、ギアボックス４４を介して滑車３８のうちの１つに結合されることができ、該ギアボックス４４は、前記滑車のうちの１つを駆動する。サーボモータは、方向２６、２８のいずれかにおいて、ベルト部材３２を駆動させるように制御され得る。必要に応じて、レーザー加工ユニット１０は、ベルト部材３２、３４が可変速度で駆動され得るように、サーボモータ４２に電力を供給するための可変周波数駆動（ＶＦＤ：ｖａｒｉａｂｌｅ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｒｉｖｅ）を含むことができる。
【００２１】
特定の実施形態において、滑車３８は、ベルト部材３２、３４の内側で対応する切欠き部（ｎｏｔｃｈ）を係合するギア歯を含んで、滑ることなくベルト部材を駆動するのを助けることができる。
【００２２】
ベルト部材３２、３４は、ワークピースを移動させるように現在使用されるか、あるいは、使用され得る活性上方ベルト部（ａｃｔｉｖｅ  ｕｐｐｅｒ  ｂｅｌｔ  ｐｏｒｔｉｏｎｓ）を有する。図５で最もよくわかるように、ベルト部材３２、３４はまた、現在不活性の下方ベルト部を有する。不活性下方ベルト部（ｉｎａｃｔｉｖｅ  ｌｏｗｅｒ  ｂｅｌｔ  ｐｏｒｔｉｏｎｓ）は、活性上方ベルト部から反対方向に移動し、かつ、ベルト部材３２、３４が回動すると、ベルトの上方部分に再循環され得る。不活性下方ベルト部は、活性上方ベルト部になるように再循環され得る。しかし、レーザー加工ユニット１０が往復運動して動作する場合、不活性下方ベルト部は、再循環されないが、レーザー加工ユニット１０の下側に沿って往復運動する。
【００２３】
ベルト部材３２と３４との間に延伸するのはクロスメンバ（ｃｒｏｓｓｍｅｍｂｅｒ）４６である。クロスメンバ４６は、ベルト部材３２、３４に取り付けられ、かつ、ベルト部材３２、３４によって移動される。クロスメンバ４６は、レーザー加工ユニット１０の動作中にワークピースを支える。図６に示すように、クロスメンバ４６は、ワークピースを支えるための１つ以上のワークピース支持体４８を有することができる。クロスメンバ４６及びワークピース支持体４８は、レーザー加工ユニット１０を介してワークピースを移動させるためのシャトルを一緒に形成することができる。ワークピース支持体４８は、対応する種類のワークピースを支えるようにカスタマイズすることができるツーリング（ｔｏｏｌｉｎｇ）である。例えば、ワークピース支持体４８は、第１の構成に配置されてワークピースの他の構造的要素又は凹部を係合することができる。別の種類のワークピース（例えば、異なる形状を有するワークピース）がレーザー加工ユニット１０で加工される場合、ワークピース支持体４８の配置を変えるか、あるいは、ワークピース支持体を取り替えて異なる形状のワークピースを収容することができる。ワークピース支持体４８は、一般的に、ワークピースを適切な位置で支えるクランプ部材を有する。むしろ、ワークピースは、それがレーザー加工ユニット１０に沿って移動されると、ワークピース支持体４８に単に存在するだけである。
【００２４】
レーザー加工ユニット１０の動作中にベルト部材３２、３４が回動するように、ワークピース支持体４８は、上向き位置から下向き位置へと移動し、かつ、レーザー加工ユニット１０の下側に沿って再循環され得る（例えば、第１ワークピース移動ステーション１２に戻る）。特定の実施形態において、ワークピース支持体４８は、それがレーザー加工ユニット１０の下側に沿って移動するように、ローラートラック（図示しない）を係合して、ワークピース支持体の重さを支える１つ以上のローラー５０を含むことができる。
【００２５】
上記で議論したように、レーザー加工ユニット１０が、往復運動のために構成される場合、活性上方ベルト部及び上方クロスメンバは、一種類のワークピースの形状に対応する構成を有する複数の上向きのワークピース支持体４８を有することができ、不活性下方ベルト部及び下方クロスメンバは、異なる種類のワークピースの形状に対応する異なる構成を有する複数の下向きワークピース支持体を有することができる。異なる種類のワークピースの例には、車両用ドア及び車両用フードであり、上向きワークピース支持体は、車両用ドアを運ぶように構成される（例えば、配置される）ことができ、下向きワークピース支持体は、車両用フードを運ぶように異なって構成されることができる。レーザーワークステーション１４で車両用フードを加工することが望まれるとき、下向きワークピース支持体は上向き位置へと移動され得る。活性の、上向きワークピース支持体４８は、レーザー加工ユニット１０内に車両用ドアを移動させるために、ワークピース支持体の２つの実質的に同一のセット又は２つの実質的に同一のシャトルを含むことができる。同様に、不活性の、下向きワークピース支持体４８は、活性位置（ａｃｔｉｖｅ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）にあるときにレーザー加工ユニット１０内に車両用フードを移動させるために、ワークピース支持体の２つの実質的に同一のセット又は２つの実質的に同一のシャトルを含むことができる。車両用ドアを加工するための第１往復運動において、未加工の第１車両用ドアは、第１シャトルによって、第１ワークピース移動ステーション１２からレーザーワークステーション１４へと供給されることができ、加工された第２車両用ドアは、第２の同一のシャトルによって、レーザーワークステーション１４から第２ワークピース移動ステーション１６へと供給され得る。第１車両用ドアがレーザーワークステーション１４で加工される一方で、加工された第２車両用ドアは、第２シャトルから除去されることができ、かつ、未加工の第３車両用ドアと取り換えられ得る。レーザーワークステーション１４での第１車両用ドアの加工が完了すると、加工された第１車両用ドアは、第１シャトルによって、第１ワークピース移動ステーション１２へと供給されることができ、未加工の第３車両用ドアは、第２シャトルによって、第２ワークピース移動ステーション１５からレーザーワークステーション１４へと供給され得る。このようにして、ベルト部材３２、３４、クロスメンバ４６及びワークピース支持体は、往復運動して動作することができ、反対方向２６、２８において、前後に動き、レーザー加工ユニット１０内にワークピースを移動させる。同時に、不活性の、下向きワークピース支持体は、ベルト部材３２、３４の外部に沿った同様の往復運動を経験するだろう。車両用フードを加工することが望まれるとき、下向きワークピース支持体は、上向き部分へと移動されることができ、かつ、車両用ドアワークピース支持体（これは、今、下方に向いている）に同様に動作されることができる。
【００２６】
レーザー加工ユニット１０が、レーザー加工ユニットを介して、あるいは、往復運動して、ワークピースの直線的な流れを提供するように動作され得ることが諒解されるべきである。往復運動して動作される場合、上記で議論したように、レーザー加工ユニット１０が異なる形状を有するワークピースを収容するように構成され得る。ワークピースの直線的な流れを提供するように動作されれば、ワークピース支持体又はシャトルの全てが、実質的に同様の構成を一般的に有し、一回で一種類のワークピースを収容する。
【００２７】
図１〜図４を参照すると、レーザーワークステーション１４は、エンクロージャ５２によって取り囲まれる。エンクロージャ５２は、第１固定壁セクション５４（例えば、レーザーワークステーション１４の近位側）と、第１固定壁セクションからオフセットされる第２固定壁セクション５６（例えば、近位側に対向するレーザーワークステーションの遠位側）と、第１固定壁セクションと第２固定壁セクションとの間に延伸する対向した側壁部５５、５７とを含むことができる。エンクロージャ５２はまた、ルーフ（図示しない）を含むことができる。エンクロージャ５２の主要目的は、レーザー加工中、レーザー遮光で、かつ、目に安全な環境を提供することである（例えば、ＡＮＳＩ規格Ｚ１３６．Ｘ．に準ずる）。
【００２８】
第１固定壁セクション５４及び第２固定壁セクション５６は、開口を有し、それを介して、ワークピースはレーザーワークステーション１４の内外に移動される。ベルト部材３２、３４はまた、固定壁セクション５４、５６内の開口を通過する。レーザー加工ユニット１０は、それぞれ固定壁セクション５４、５６内の開口を閉じるための可動ドア５８、６０を更に含む。ワークピース移動動作中、ドア５８、６０は、開位置にあって、ワークピースが、第１固定壁セクション５４及び第２固定壁セクション５６を通過することを可能にする。しかし、レーザー加工中、ドア５８、６０は閉位置にあり、レーザー光がエンクロージャ５２から漏れるのを防ぐ。
【００２９】
ドア５８、６０は、垂直移動のために構成されるように図に示される。しかし、ドア５８、６０は、例えば水平などの他の方向の移動のために構成されるだろう。ドア５８、６０は、図１の閉位置及び図７の開位置に示される。
【００３０】
図３及び図４に最も良く示されるように、可動ドア５８、６０は、駆動されたドアオペレーター６２、６４によって開閉され得る。駆動されたドアオペレーター６２、６４の動作と、ベルト部材３２、３４を駆動するためのサーボモータ４２の動作とは、以下で議論するように、プロセッサベースのコントローラによって制御され得る。駆動されたドアオペレーター６２、６４は、ドア５４、５６を動かすのに適したさまざまな駆動機構を有する。図に示される例示的なドアオペレーター６２、６４は、ベルトドライブを有する。しかし、他のドアオペレーターは、チェーンドライブ、スクリュー又はシャフトドライブ、空気圧式オペレーター、水圧式オペレーター等を含むことができる。ドアオペレーター６２、６４はまた、カウンターウエイト（ｃｏｕｎｔｅｒ  ｗｅｉｇｈｔｓ）又はスプリング（図示しない）を含んで、ドアを動かすことを支援することができる。
【００３１】
垂直シール溝６６は、可動ドア５８、６０の側面に沿う。ドア５８、６０は、垂直シール溝６６内で移動し、シール溝は、ドアが閉位置にあるとき、ドアの周りにレーザー遮光シールを形成するように機能する。シール溝６６の主要目的は、レーザー加工中に、ドア５８、６０の周りで、かつ、固定壁セクション５４、５６内の開口を介して、レーザー光がレーザーワークステーション１４から漏れるのを防ぐことである。シール溝６６はまた、可動ドア５８、６０のためのトラックとして機能することができる。例示的な垂直シール溝は、「Ｃ」又は「Ｌ」形状でよい。例示的な垂直シール溝６６は、図１０に概略的に示される。
【００３２】
レーザー加工ユニット１０はまた、ドア５８、６０の下方縁部を有するレーザー遮光シールを形成するために、「Ｕ」形状を有する水平シール溝を含むことができる。水平シール溝は、ベルト部材３２、３４と重複しないドア５８、６０の部分と整列される固定溝を含むことができる。水平シール溝はまた、ベルト部材３２、３４に取り付けられ、ベルト部材と共に移動し、ドアの下方縁部を受容することができる、小さい（狭い）可動シール突起６８、７０を含むことができる。可動シール突起６８、７０は、図１０に概略的に示され、また、図３及び図４にも示される。整列されるとき、固定水平シール溝及び可動シール突起は、可動ドアの下方縁部を封止するため、実質的に連続した水平シール溝を形成することができる。固定水平シール溝及び可動シール突起６８、７０は、例えば、Ｕ型溝支柱（Ｕ−ｃｈａｎｎｅｌ  ｓｔｒｕｔ）から形成されることができる。
【００３３】
一緒に、ベルト部材３２、３４は、ドア５８、６０と共に、レーザー遮光シールを形成するためにシール突起６８、７０の多数の対を有する。レーザー加工ユニット１０が往復運動モードで動作している場合、シール突起６８、７０は、ベルト部材３２、３４と共に移動し、ベルト部材が回動すると、再循環され得るか、あるいは、前後（例えば、ドア５８、６０間）に移され得る。例えば、各ベルト部材３２、３４は、ドア５８、６０のいずれかと共にレーザー遮光シールを形成することができる、６つのシール突起を有することができる。
【００３４】
レーザー加工ユニット１０上に置かれるとき、ワークピース１８は、４つのシール突起の間の概略的に中央に置かれるだろう（１つの隣接するシール突起は、各ベルト部材３２、３４上のワークピースの前に、１つの隣接するシール突起は、各ベルト部材上のワークピースの後ろにある）。ワークピースがワークピース移動又は積載ステーションに位置するとき、ワークピースの前の隣接するシール突起（例えば、レーザーワークステーション１４に向かうワークピースの移動の方向において）は、最も近い可動ドアと共にレーザー遮光シールを形成することができる。ワークピースがレーザーワークステーション１４に移動されるとき、ワークピースの前の隣接するシール突起は、第２可動ドアと共にレーザー遮光シールを形成するように移動されるだろう。同時に、ワークピースの後ろの隣接するシール突起は、第１可動ドアと共にレーザー遮光シールを形成するように上方に移動されるだろう。このようにして、ワークピースがレーザーワークステーション１４でのレーザー加工の対象となるとき、４つのシール突起は、両方の可動ドア５８、６０と共にレーザー遮光シールを形成し、該シール突起内で、ワークピースは概略的に中央に置かれる。シール突起６８、７０は、レーザーワークステーション１４の幅に従って、ベルト部材に沿って間隔を空けられ、ベルト部材３２、３４の移動及び位置決めは制御され、それにより、各ワークピース移動動作後に、隣接又は近接するシール突起は、可動ドア５８、６０と整列されるだろう。ドアを閉める、かつ／あるいは、レーザー加工を行う前に、可動シール突起６８、７０が可動ドア５８、６０と整列されることを確実にするために、レーザー加工ユニット１０のための制御システムは、適切なセンサ又はフィードバック装置を含むことができる。
【００３５】
レーザー加工ユニット１０がレーザー加工ユニットを介してワークピースの直線的な流れを提供するように動作している（つまり、往復運動していない）場合、各シール突起は、次に、一方のドアと共に、次に他方のドアと共に、レーザー遮光シールを形成し、次に、ワークピースと共にワークピース積降しステーションを介して移動し、最終的にワークピース積載ステーションに再循環されるだろう。ベルト部材３２、３４の活性上方ベルト部は、ワークピース移動ステーション又はワークピース積載／積降しステーションを介して、かつ、レーザーワークステーションを介して、シール突起を移動させ、その一方で、不活性下方ベルト部はシール突起を再循環させる。
【００３６】
レーザー加工ユニット１０が往復運動モードで動作して、移動ステーションとレーザーワークステーションとの間でワークピースを前後に移動させる場合、ベルト部材３２、３４上の３つの対のシール突起が、可動ドア５８、６０と共にシールを形成するように使用され得る。３つの対のシール突起は、中央の対、左の対及び右の対を含むことができる（例えば、図８及び図９の平面図を参照）。ベルト部材３２、３４の第１位置において、中央の対のシール突起は、第１ドアと共にレーザー遮光シールを形成し、左の対のシール突起は、第２ドアと共にレーザー遮光シールを形成するだろう。ベルトが第２位置へと移されるとき（例えば方向２６）、右の対のシール突起は、第１ドアと共にレーザー遮光シールを形成し、中央の対のシール突起は、第２ドアと共にレーザー遮光シールを形成するだろう。ベルトは、第２位置から第１位置へと戻って移されることができ、該第１位置では、中央の対のシール突起は、第１ドアと共にレーザー遮光シールを再び形成し、左の対のシール突起は、第２ドアと共にレーザー遮光シールを再び形成するだろう。
【００３７】
図１１は、レーザー加工ユニットのための例示的な制御システムのブロック図である。コントローラ７２は、移動ロボット２０、２２及びレーザーロボット２４の動作を制御することができる。コントローラ７２はまた、ベルト部材を駆動させるサーボモータ４２と、可動ドアのためのモータオペレーター６２、６４との動作を制御することができる。コントローラ７２は、ユーザインターフェース７４からユーザ入力（例えば、起動指令、停止指令、プログラム選択等）を受信し、さまざまなセンサ７６の状態（例えば、位置センサ、エンクロージャ、リミットスイッチ等）を監視することができる。コントローラ７２及びユーザインターフェース７４は、レーザー加工ユニットのためのコントロールパネル３０（図２）の一部でよい。コントローラ７２は、電子コントローラでよく、かつ、１つ以上のプロセッサを含むことができる。例えば、コントローラ７２は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ：ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：ｆｉｅｌｄ‐ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ）、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ：ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｌｏｇｉｃ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、ディスクリート論理回路等のうちの１つ以上を含むことができる。コントローラ７２は、メモリ７８を更に含むことができ、かつ、本明細書でそれに属するものとみなす機能性をコントローラに提供させるプログラム命令を記憶することができる。メモリ７８は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ：ｒｅａｄ‐ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）、電気消去可能プログラム可能ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ：ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ｅｒａｓａｂｌｅ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、フラッシュメモリ等の１つ以上の揮発性、不揮発性、磁気的、光学的、あるいは、電子的な媒体を含むことができる。
【００３８】
図１で最も良く示されるように、レーザー加工ユニット１０は、人員を保護するための安全柵８０及びパネルと、加工された、かつ、未加工のワークピースを保持するためのワークピースビン（ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ  ｂｉｎ）８２とを更に含むことができる。レーザー加工ユニット１０は、レーザーワークステーション１４から切断部及び他の破片を除去するための二次コンベア８４を更に含むことができる。二次コンベア８４は、切断部及び他の破片を最終処分のための容器８６に移動するように構成され得る。
【００３９】
本開示は一例であり、種々の変更は、本開示に含まれる教示の公正な範囲から逸脱することなく細部を追加、変更、又は除去することによって行うことができることは明らかである。従って、本考案は、以下の実用新案登録請求の範囲がそのように限定される必要がある場合を除き、本開示の特定の詳細に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４０】
１０    レーザー加工ユニット
１２    移動ステーション
１４    レーザーワークステーション
１６    移動ステーション
１８    移動ステーション
２０    移動ロボット
２２    移動ロボット
２６    直線方向
２８    反対方向
３０    コントロールパネル
３２    ベルト部材
３４    ベルト部材
３６    フレーム
３８    滑車
４０    シャフト
４２    サーボモータ
４６    クロスメンバ
４８    ワークピース支持体
５０    ローラー
５２    エンクロージャ
５４    壁セクション
５５    壁部
５６    壁セクション
５７    壁部
５８    ドア
６０    ドア
６２    ドアオペレーター
６４    ドアオペレーター
６６    溝
６８    シール突起
７０    シール突起
７２    コントローラ
７４    ユーザインターフェース
７６    センサ
７８    メモリ
８０    安全柵
８２    ワークピースビン
８４    コンベア
８６    容器
【図１】
0003210066.tif 000003
【図２】
0003210066.tif 000004
【図３】
0003210066.tif 000005
【図４】
0003210066.tif 000006
【図５】
0003210066.tif 000007
【図６】
0003210066.tif 000008
【図７】
0003210066.tif 000009
【図８】
0003210066.tif 000010
【図９】
0003210066.tif 000011
【図１０】
0003210066.tif 000012
【図１１】
0003210066.tif 000013