(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工機本体にワークを移動せしめるワーク移動位置決め装置を備えた加工テーブルを設け、前記加工機本体に前記加工テーブル上のワークにレーザビームを照射するレーザ加工ヘッドを設け、前記加工テーブルのＸ軸方向の一端部にオフライン時にワークの原点位置決めするための第１原点位置決め部材をワークのパスラインから上方に出没自在に設け、前記加工テーブルのＸ軸方向のほぼ中央にライン運転時にワークの原点位置決めするための第２原点位置決め部材をワークのパスラインから上方に出没自在に設け、前記加工機本体に、前記加工テーブルに搬入されたワークを前記第２原点位置決め部材に突き当てるための原点セットユニットを設けてなることを特徴とするレーザ加工機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レーザ加工機はレーザ加工ヘッドを備えた加工機本体を備えており、この加工機本体にはワークを載置する加工テーブルが設けられている。加工テーブルにはワークをクランプして前後方向に移動するワーク移動位置決め装置が備えられている。レーザ加工ヘッドは左右方向へ移動自在であり、このレーザ加工ヘッドからのレーザビームが前記加工テーブル上のワークに照射されてレーザ加工が行われる。
【０００３】
上記のようなレーザ加工機の周辺には、加工テーブルにワークを搬入するローダと前記レーザ加工機でレーザ加工された製品を搬出するアンローダとからなるワーク搬出入装置、あるいは前記ローダへワークを供給するための素材パレットや前記アンローダから製品を集積するための製品パレットを載置あるいは移動する装置等の周辺装置が配置されている。
【０００４】
上記のような周辺装置は、図６に示されているように例えばワーク搬出入装置１０５ａがレーザ加工機１０１の加工テーブル１０３にワークＷを位置決めするための原点側（前方側）に設置される場合と、図７に示されているようにワーク搬出入装置１０５ｂが前記原点と反対方向の側（後方側）に設置される場合とがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のレーザ加工機１０１におけるワーク搬出入装置１０５においては、オフラインのときに作業者が加工テーブル１０３の原点にワークＷを位置決めする場合、前者のワーク搬出入装置１０５ａでは図６に示されているように周辺装置のために作業スペースＷＳがふさがれてしまうという問題点があった。
【０００６】
後者のワーク搬出入装置１０５ｂでは原点側（前方側）がオープンとなり、作業スペースＷＳが確保された状態になる。
【０００７】
しかし、後者の場合は周辺装置とレーザ加工機１０１の原点までの距離が長くなってしまうので、必然的にワーク搬出入装置１０５ｂのローダ１０７を移動させるローダレール１０９が長いものとなる。この長いローダレール１０９を支持するために、図７に示されているようにローダレール１０９の一部がレーザ加工機１０１に吊り下げる方法があるが、ローダ１０７が前記ローダレール１０９を往復移動する際、ローダ１０７の移動時に伴う振動がレーザ加工機１０１に伝わるために、レーザ加工に悪影響を与えるという問題点があった。
【０００８】
より詳しく説明すると、レーザ加工機１０１はレーザ発振器から発振されるレーザビームが光路に設けられているミラーや集光レンズ等の光学系の機器を経てワークＷに照射されレーザ加工されるので、上述したようにレーザ加工機１０１に振動が与えられるとレーザビームの光路に悪影響を与えるものとなり、レーザ加工精度を低下させるという問題点があった。
【０００９】
また、上記の理由により、ローダ１０７の移動が完了するまでレーザ加工を開始できないために加工効率の低下という問題点があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明にあっては、加工機本体にワークを移動せしめるワーク移動位置決め装置を備えた加工テーブルを設け、前記加工機本体に前記加工テーブル上のワークにレーザビームを照射するレーザ加工ヘッドを設け、前記加工テーブルのＸ軸方向の一端部にオフライン時にワークの原点位置決めするための第１原点位置決め部材をワークのパスラインから上方に出没自在に設け、前記加工テーブルのＸ軸方向のほぼ中央にライン運転時にワークの原点位置決めするための第２原点位置決め部材をワークのパスラインから上方に出没自在に設け、前記加工機本体に、前記加工テーブルに搬入されたワークを前記第２原点位置決め部材に突き当てるための原点セットユニットを設けてなることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のレーザ加工機１におけるワーク搬出入装置の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
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、ワークＷにレーザビームを照射しながら図２の紙面上でＹ軸方向へ移動するレーザ加工ヘッド３と、レーザ発振器（図示省略）と、ＮＣ装置（図示省略）と、レーザ加工ヘッド３の下方に位置してワークＷをＸ軸方向へ移動位置決めするワーク移動位置決め装置５を備えた加工テーブル７とからなっている。
【００１３】
なお、前記加工テーブル７には多数のフリーベア（登録商標）９が設けられており、このフリーベア９の頂点がワークＷのパスラインとなる。
【００１４】
前記レーザ加工ヘッド３は加工テーブル７に立設された加工機本体１１に設けられており、前記ワーク移動位置決め装置５はワークＷをクランプするワーククランプ装置１３を備えたキャレッジ１５がＸ軸方向へ移動自在に構成されている。
【００１５】
前記ワーク移動位置決め装置５についてより詳しくは、前記キャレッジ１５がガイドレール（図示省略）上をＸ軸方向へ走行自在に設けられ、このキャレッジ１５の移動制御は加工テーブル７内に設けたボールねじ１７を回転駆動するキャレッジ用モータ１９の正逆転により行われる。
【００１６】
したがって、前記ワーククランプ装置１３でクランプされたワークＷは、キャレッジ用モータ１９の正逆転によるキャレッジ１５の移動によりＸ軸方向へ移動すると共に、レーザ加工ヘッド３がＹ軸方向へ移動されて、加工テーブル７上のワークＷにレーザ加工が行われることになる。
【００１７】
図２を参照するに、加工テーブル７のＸ軸方向の前端部にはワークＷをオフライン時の原点に位置決めするための第１原点位置決め部材としての複数の第１ロケートピン２１がエアシリンダ等の流体シリンダ（図示省略）によりワークＷのパスラインから上方に出没自在に設けられている。
【００１８】
さらに、加工テーブル７のＸ軸方向のほぼ中央にはライン運転時の原点（ワーク突当て面）となる第２原点位置決め部材としての複数の第２ロケートピン２３がエアシリンダ等の流体圧シリンダ（図示省略）によりワークＷのパスラインから上方に出没自在に設けられている。
【００１９】
また、加工テーブル７に搬入されたワークＷを前記第２ロケートピン２３に突き当てるための原点セットユニット２５がレーザ加工機１の加工機本体１１に設けられており、前記原点セットユニット２５には搬入されたワークＷの前端縁を検出すると共にこの検出信号によりワークＷを加工テーブル７に搬入するローダの前進を停止するローダ停止用センサ２７が設けられている。
【００２０】
より詳しくは、前記原点セットユニット２５は、図３に示されているように加工テーブル７の上方に位置する取付アーム２９の先端に昇降用シリンダ３１が固定され、この昇降用シリンダ３１のピストンロッド３３は加工テーブル７の上側から加工テーブル７面に向けて昇降自在である。前記昇降用シリンダ３１のピストンロッド３３の下端には加工テーブル７面とほぼ平行に作動するピストンロッド３４を備えた引き寄せシリンダ３５が設けられている。この引き寄せシリンダ３５のピストンロッド３４の先端にはパッドガイド３７を介して吸着パッド３９が加工テーブル７上のワークＷを吸着すべく設けられている。
【００２１】
次に、上記のレーザ加工機１に対してワークＷを搬入するローダ４１とレーザ加工機１において加工された製品Ｇを搬出するアンローダ４３とからなるワーク搬出入装置４５の詳細について説明する。
【００２２】
図１及び図２を参照するに、ワーク搬出入装置４５はレーザ加工機１の後方側にレーザ加工機１とは分離して配置されている。このワーク搬出入装置４５には、素材パレットＰＷに積載されたワークＷを前記レーザ加工機１へ搬入すると共にレーザ加工機１において加工された製品Ｇを搬出して製品パレットＰＧに積載する領域として、搬出入ステーションＳＴ０が設けられている。
【００２３】
前記搬出入ステーションＳＴ０には枠体フレーム４７が設けられており、この搬出入ステーションＳＴ０には、図１に示されるように、パレットＰを支持して上下動する移動リフタ装置４９が配置されている。この移動リフタ装置４９は、Ｘ字形状の一対のリンクにより支持テーブル５１が水平に支持され、この支持テーブル５１は通常の一般的なリフタ装置の構造と同様に流体圧シリンダ（図示省略）によって上記リンクを作動して上下動される構成である。
【００２４】
さらに、前記移動リフタ装置４９の下部には図１に示されているように正逆転モータ（図示省略）により駆動される車輪５３が設けられており、前記搬出入ステーションＳＴ０の一方の側に隣接する位置の第１待機ステーションＳＴ１と、前記搬出入ステーションＳＴ０に他方の側に隣接する位置の第２待機ステーションＳＴ２との間の床上に延設されたレール５５上を図２において上下方向に走行自在に設けられている。
【００２５】
前記搬出入ステーションＳＴ０と第１待機ステーションＳＴ１と第２待機ステーションＳＴ２における枠体フレーム４７の内側には、図１に示されているように各パレットＰを案内支持すべく断面形状がＬ字形状のガイドレール５７が左右に対向して設けられており、各ステーションＳＴ０、ＳＴ１、ＳＴ２のガイドレール５７には素材パレットＰＷ又は製品パレットＰＧを載置可能である。
【００２６】
したがって、例えば第１待機ステーションＳＴ１の素材パレットＰＷが移動リフタ装置４９により搬出入ステーションＳＴ０へ移送されるときは、搬出入ステーションＳＴ０にある製品パレットＰＧを前記移動リフタ装置４９により前もって第２待機ステーションＳＴ２のガイドレール５７へ移送しておく。
【００２７】
逆に、第２待機ステーションＳＴ２の製品パレットＰＧが搬出入ステーションＳＴ０へ移送されるときは、搬出入ステーションＳＴ０にある素材パレットＰＷを移動リフタ装置４９により前もって第１待機ステーションＳＴ１のガイドレール５７へ移送しておく。
【００２８】
前記搬出入ステーションＳＴ０の上方にはローダ４１が設けられており、このローダ４１は搬出入ステーションＳＴ０にて移動リフタ装置４９に支持された素材パレットＰＷ上のワークＷを１枚毎分離してレーザ加工機１へ搬入するものである。
【００２９】
より詳しくは、図１および図２に示されているように枠体フレーム４７の図２において上下方向のほぼ中央には、レーザ加工機１の加工テーブル７の後部側の上方にまで延伸したローダレール５９が水平にレーザ加工機１と干渉することなく分離して設けられており、このローダレール５９には移送ローダ６１が往復動自在に設けられている。この移送ローダ６１にはモータ６３が装着されており、このモータ６３によって回転されるピニオン６５がローダレール５９に設けたラック６７に噛合されている。従って、移送ローダ６１はモータ６３が正逆回転することにより、ローダレール５９に沿ってＸ軸方向に往復動される。
【００３０】
また、前記移送ローダ６１の下部には、ワークＷを吸着する吸着装置６９が設けられている。この吸着装置６９は移送ローダ６１の下部に上下シリンダ７１を介してストレッチ７３が上下動自在に設けられ、このストレッチ７３に複数の吸着パッド７５が垂設されている。したがって、上昇した移動リフタ装置４９の素材パレットＰＷ上の最上部の１枚のワークＷが上下シリンダ７１の作動により下降して吸着パッド７５により吸着されて、下側の他のワークＷから分離される。
【００３１】
前記吸着装置６９の下方には、図１に示されているようにＹ軸方向（図２において上下方向）に延伸したアンローダ４３がアンローダモータ７７により回転駆動されるボールねじ７９の回転によりＸ軸方向へ走行自在に設けられており、このアンローダ４３には、製品Ｇの端縁部をクランプする複数のアンローダクランプ８１が取り付けられている。
【００３２】
したがって、レーザ加工機１において加工された製品Ｇを前記アンローダクランプ８１によりクランプした後に、後方へ移動することにより、製品Ｇがレーザ加工機１から搬出入ステーションＳＴ０へ搬出される。
【００３３】
前記搬出入ステーションＳＴ０にはスラットコンベア８３が設けられており、このスラットコンベア８３はワークＷを水平に支持するためのものである。
【００３４】
前記スラットコンベア８３は、枠体フレーム４７に回転自在に支承された複数のチェーンスプロケット８５にエンドレス状の一対のチェーン８７が掛けられ、このチェーン８７の適宜範囲に亘って複数のスラットローラ８９が回転自在に支承されている。前記チェーン８７は適宜位置に設けられたモータ９１によって走行駆動されるものである。
【００３５】
上記構成により、前記吸着装置６９によってワークＷが吸着された後に、モータ９１の駆動により、図２においてチェーン８７が時計回り方向へ走行して複数のスラットローラ８９が上側に位置されて図２において右方向へ移動する。
【００３６】
したがって、レーザ加工機１において加工された製品Ｇが前記アンローダクランプ８１でクランプされて図１の左方向に移動する際に、製品Ｇは複数のスラットローラ８９により支持される。そして、アンローダクランプ８１に製品Ｇの一端部がクランプされた状態にあるときに、チェーン８７が図２において反時計回り方向へ回動して複数のスラットローラ８９が側方へ移動されることにより、製品パレットＰＧの上方が開放されるので、製品Ｇはアンローダクランプ８１からアンクランプされると移動リフタ装置４９上のパレット上に落下され積載される。
【００３７】
以上のような構成において、先ず、移動リフタ装置４９を上昇させて第１待機ステーションＳＴ１のガイドレール５７上に待機している素材パレットＰＷを持ち上げて図４に示されているように搬出入ステーションＳＴ０へ移動する。
【００３８】
搬出入ステーションＳＴ０において移動リフタ装置４９が上昇し、素材パレットＰＷが持ち上げられるのと同時に、上下シリンダ７１が下降して素材パレットＰＷの最上部のワークＷが吸着装置６９の吸着パッド７５に当接する。
【００３９】
この素材パレットＰＷの最上部のワークＷが吸着パッド７５により吸着された後に、移動リフタ装置４９が下降することにより、前記最上部のワークＷが他の下層側のワークＷから１枚だけ分離される。
【００４０】
移送ローダ６１が図１及び図２において右方向へ移動することにより、ワークＷが加工テーブル７のフリーベア９上へ搬入される。このとき、ローダレール５９はその長さが短く、レーザ加工機１と分離されているので、レーザ加工機１はローダ４１とアンローダ４３によるワークＷの移動時の振動からの悪影響を受けることがない。
【００４１】
なお、ローダ４１は原点セットユニット２５に設けられたローダ停止用センサ２７がワークＷの前端縁を検知したときに停止する。このとき、ワークＷの端縁は第２ロケートピン２３から少し離れた位置にある。
【００４２】
前記フリーベア９上のワークＷは前記原点セットユニット２５の昇降用シリンダ３１のピストンロッド３３が下降することにより吸着パッド３９に吸着される。次いで引き寄せシリンダ３５がワークＷを第２ロケートピン２３の原点位置に突き当てるべく作動し、ワークＷは原点方向へ移動される。複数の第２ロケートピン２３に突き当てられたワークＷはワーククランプ装置１３によりクランプされる。次いで、複数の第２ロケートピン２３はパスラインより下方へ下降する。
【００４３】
なお、ワーククランプ装置１３はＹ軸方向の原点位置決め用としても用いることができるので、この場合はＹ軸側の第２ロケータピンは不要になる。
【００４４】
前記吸着パッド３９はワークＷを解放した後、昇降用シリンダ３１のピストンロッド３３が上昇し、且つ引き寄せシリンダ３５が原位置に戻ることにより前記吸着パッド３９が原位置に復帰する。
【００４５】
ワーククランプ装置１３によりクランプされたワークＷは、キャレッジ１５の移動によりＸ軸方向へ移動すると共に、レーザ加工ヘッド３はＹ軸方向へ移動されて、このレーザ加工ヘッド３でレーザ加工される。
【００４６】
前述のようにワークＷがレーザ加工機１へ搬入された後、前記ローダ４１は原位置へ戻り、前述したように搬出入ステーションＳＴ０において移動リフタ装置４９が再び上昇し、素材パレットＰＷが持ち上げられるのと同時に、上下シリンダ７１が下降して素材パレットＰＷの最上部のワークＷが吸着パッド７５により吸着され、他の下層側のワークＷから１枚だけ分離される。再び移送ローダ６１が図１及び図２において右方向へ移動し、このワークＷは次に加工されるものとしてレーザ加工機１の加工テーブル７の上方位置で、前のワークＷのレーザ加工が終了するまで待機する。
【００４７】
このとき、次のワークＷはレーザ加工機１の加工テーブル７面より上方の位置で待機しているのでレーザ加工中のワークＷとの高さが段違いとなるので互いに干渉しない。
【００４８】
また、上述したようにレーザ加工機１において前のワークＷのレーザ加工が行われている間に、搬出入ステーションＳＴ０における移動リフタ装置４９が上昇して素材パレットＰＷがガイドレール５７から僅かに持ち上げられ、移動リフタ装置４９が図２において上方向へ走行することにより、素材パレットＰＷが搬出入ステーションＳＴ０から第１待機ステーションＳＴ１へ移送される。前記移動リフタ装置４９が下降することにより素材パレットＰＷは第１待機ステーションＳＴ１のガイドレール５７に載置され、待機する。
【００４９】
次に、移動リフタ装置４９が第２待機ステーションＳＴ２へ移動し、図５に示されているように前記移動リフタ装置４９により第２待機ステーションＳＴ２の製品パレットＰＧが搬出入ステーションＳＴ０のガイドレール５７上へ移送される。
【００５０】
次いで、スラットコンベア８３の複数のスラットローラ８９が上部側へ移動され、搬出入ステーションＳＴ０の製品パレットＰＧの上方に位置する。
【００５１】
レーザ加工機１においてレーザ加工が終了すると、アンローダ４３のアンローダクランプ８１が製品Ｇの一端部をクランプした後、前記アンローダ４３が図１において左方向へ移動して製品Ｇがレーザ加工機１から搬出される。次いで、待機状態にあるローダ４１の上下シリンダ７１が作動して吸着パッドのワークＷが加工テーブル７のフリーベア９上へ載置され、前述したようにワークＷが第２ロケートピン２３に原点位置決めされ、ワーククランプ装置１３にクランプされレーザ加工される。
【００５２】
ローダ４１のアンローダクランプ８１が製品Ｇを把持して元の位置に復帰すると、製品Ｇは製品パレットＰＧの上方位置のスラットコンベア８３の複数のスラットローラ８９に水平に支持された状態になる。このとき、移動リフタ４９が搬出入ステーションＳＴ０の製品パレットＰＧを上昇してスラットローラ８９の近くへ接近させておく。そして、前記複数のスラットローラ８９を側方へ移動して製品パレットＰＧの上方が開放されると共にアンローダクランプ８１によるクランプが解除されることにより、製品Ｇは製品パレットＰＧ上に落下して載置される。
【００５３】
その後、前記製品パレットＰＧは移動リフタ装置４９により第２待機ステーションＳＴ２へ移送される。
【００５４】
移動リフタ装置４９が再び搬出入ステーションＳＴ０から第１待機ステーションＳＴ１へ移動し、この第１待機ステーションＳＴ１の素材パレットＰＷが移動リフタ装置４９により搬出入ステーションＳＴ０へ移送される。
【００５５】
前述したように次のワークＷがレーザ加工機１へ搬入された後、前記ローダ４１は原位置の搬出入ステーションＳＴ０へ戻ると、移動リフタ装置４９が再び上昇し、さらに次のワークＷが素材パレットＰＷの最上部から吸着装置６９の吸着パッド７５により吸着・分離され、ローダ４１によりレーザ加工機１の加工テーブル７の上方位置へ移送され待機する。
【００５６】
以上のように、上記の工程が繰り返され、ワークＷの搬入と製品の搬出が交互に行われる。
【００５７】
なお、上記の空になった素材パレットＰＷは第１待機ステーションＳＴ１に待機し、次の製品パレットＰＧとして使用してもよい。
【００５８】
以上のように、この実施の形態の例によれば、素材パレットＰＷや製品パレットＰＧを収納するパレット収納棚については説明していないが、前記ワーク搬出入装置４５の近くに複数段のパレット収納棚を設けることができる。
【００５９】
一例として前述した実施の形態の搬出入ステーションＳＴ０の位置に前記ワーク搬出入装置４５の上方にパレット収納棚を上下に複数段を設けることができ、このパレット収納棚に対して素材パレットＰＷや製品パレットＰＧを出入れすると共に下方の搬出入ステーションＳＴ０へ移送するように昇降するエレベータ装置を設けることもできる。
【００６０】
なお、この発明は前述した実施の形態の例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。
【００６１】
前述した実施の形態の例におけるローダの吸着装置に幅寄せする機能を付加することもでき、この場合はレーザ加工機に原点セットユニットを設ける必要がない。
【００６２】
【発明の効果】
以上のごとき、請求項１の発明によれば、加工テーブルのＸ軸方向の一端部に第１原点位置決め部材と、前記加工テーブルのＸ軸方向のほぼ中央に第２原点位置決め部材を設けたので、加工テーブルのＸ軸方向の他側（第１原点位置決め部材の反対側）にワーク搬出入装置を配置することによって、オフラインのときに原点位置にワークを位置決めするための作業スペースを加工テーブルのＸ軸方向の一側（第１原点位置決め部材側）に確保しつつ、第２原点位置決め部材とワーク搬出入装置との距離を短くできる。その結果、ロードレールの長さも大幅に短くなるので、従来のようにローダレールをレーザ加工機で支持する必要がなくなるため、ワーク搬出入装置のローダとアンローダはレーザ加工機から容易に分離可能となり、ローダとアンローダによるワークの移動時の振動からの悪影響を避けることができる。
【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、レーザ加工機におけるワーク搬出入装置の側面図である。
【図２】  本発明の実施の形態を示すもので、レーザ加工機におけるワーク搬出入装置の平面図である。
【図３】  本発明の実施の形態を示すもので、原点セットユニットの側面図である。
【図４】  本発明の実施の形態を示すもので、素材パレットと製品パレットとを交換状態を説明するための平面図である。
【図５】  本発明の実施の形態を示すもので、素材パレットと製品パレットとを交換状態を説明するための平面図である。
【図６】  従来例を示すもので、レーザ加工機におけるワーク搬出入装置の平面図である。
【図７】  従来例を示すもので、レーザ加工機におけるワーク搬出入装置の側面図である。
【符号の説明】
１  レーザ加工機
５  ワーク移動位置決め装置
７  加工テーブル
１１  加工機本体
１３  ワーククランプ装置
１５  キャレッジ
２１  第１ロケートピン（第１原点位置決め部材）
２３  第２ロケートピン（第２原点位置決め部材）
２５  原点セットユニット
２７  ローダ停止用センサ
３１  昇降用シリンダ
３５  引き寄せシリンダ
３９  吸着パッド
４１  ローダ
４３  アンローダ
４５  ワーク搬出入装置
４７  枠体フレーム
４９  移動リフタ装置
５５  レール
５７  ガイドレール
５９  ローダレール
６１  移送ローダ
６９  吸着装置
７５  吸着パッド
８１  アンローダクランプ
８３  スラットコンベア
８９  スラットローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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