特許 5693971 高速切断のための順送レーザブランキング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5693971

(24)【登録日】2015年2月13日

(45)【発行日】2015年4月1日

(54)【発明の名称】高速切断のための順送レーザブランキング装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/38 20140101AFI20150312BHJP

   B23Q 39/04 20060101ALI20150312BHJP

   B23K 26/00 20140101ALI20150312BHJP

   B23K 26/08 20140101ALI20150312BHJP

【ＦＩ】

   B23K26/38 A

   B23Q39/04 C

   B23K26/00 M

   B23K26/08 D

   B23K26/08 Z

【請求項の数】20

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2010-547783(P2010-547783)

(86)(22)【出願日】2009年2月20日

(65)【公表番号】特表2011-512259(P2011-512259A)

(43)【公表日】2011年4月21日

(86)【国際出願番号】US2009034634

(87)【国際公開番号】WO2009105608

(87)【国際公開日】20090827

【審査請求日】2011年12月19日

(31)【優先権主張番号】61/066,369

(32)【優先日】2008年2月20日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】61/066,601

(32)【優先日】2008年2月21日

(33)【優先権主張国】US

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】513279777

【氏名又は名称】レーザーコイル・テクノロジーズ、エルエルシー

【氏名又は名称原語表記】Ｌａｓｅｒｃｏｉｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， ＬＬＣ

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100109830

【弁理士】

【氏名又は名称】福原 淑弘

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140176

【弁理士】

【氏名又は名称】砂川 克

(74)【代理人】

【識別番号】100158805

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 守三

(74)【代理人】

【識別番号】100124394

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 立志

(74)【代理人】

【識別番号】100112807

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 貴志

(74)【代理人】

【識別番号】100111073

【弁理士】

【氏名又は名称】堀内 美保子

(72)【発明者】

【氏名】ベック、キム

(72)【発明者】

【氏名】マクマートリー、カート

(72)【発明者】

【氏名】マランド、リチャード・エー．

【審査官】 岩瀬 昌治

(56)【参考文献】

【文献】 欧州特許出願公開第０１４４７０６８（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 特開平０７−１８５８８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０５９２８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１３８２４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１７７２２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３２９０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２６９７８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ２６／３８

Ｂ２３Ｋ ２６／００

Ｂ２３Ｋ ２６／０８

Ｂ２３Ｑ ３９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

送られているコイル材を切断するためのレーザブランキング装置であって、
第１の端部から第２の端部まで第１の長軸に沿って延びている少なくとも１つの支持フレームと、
前記第１の長軸に沿って位置する第１のセクションと第２のセクションとを有し、前記第１の端部から前記第２の端部へと前方方向に移動するように前記支持フレームによって支持され、コイル材のストリップを支持する第１のコンベヤと、
前記第１の端部に隣接して位置され、コイルから前記第１のコンベヤの上に、前記前方方向にコイル材のストリップを送る第１のピンチロールアセンブリと、
前記コンベヤの上方に支持され、各々が、前記第１の長軸を横切る第２の長軸を有する、第１のガントリと第２のガントリとを含む少なくとも２つのガントリと、
各ガントリに支持され、各々が、前記第２の長軸に沿って移動可能な少なくとも１つのレーザヘッドと、
前記第２の端部に隣接して位置され、前記コイル材のストリップの前記前方方向への動きをアシストする第２のピンチロールアセンブリとを具備し、
この装置は、前記コイル材のストリップがこの装置の前記第１の長軸に沿って移動するのにしたがって、前記コイル材のストリップに、少なくとも２つのレーザ切断動作を前記夫々のレーザヘッドにより同時に行い、
前記第１のガントリと前記第１のコンベヤの第１のセクションとは、前記第１のピンチロールアセンブリと前記第２のピンチロールアセンブリとの間に位置され、
前記第２のガントリと前記第１のコンベヤの第２のセクションとは、前記第２のピンチロールアセンブリと前記第２の端部との間に位置され、
前記第２のガントリに支持された前記レーザヘッドは、前記第１のガントリに支持された前記レーザヘッドにより切断されたコイル材を前記第２のピンチロールアセンブリと前記第２の端部との間で切断して、前記コイル材のストリップの一部を前記コイル材のストリップの残りの部分から分離して、前記コイル材の切断を完了するレーザブランキング装置。

【請求項2】

前記コイル材のストリップの前記一部は、ブランクと切抜き部との一方を含む請求項１のレーザブランキング装置。

【請求項3】

前記第１及び第２のピンチロールアセンブリは、前記第１のコンベヤの移動速度とほぼ同じ速度で前記コイル材のストリップを前記前方方向に移動させる請求項１または２のレーザブランキング
装置。

【請求項4】

前記第１及び第２のピンチロールアセンブリは、前記第１の長軸の方向に、前記コイル材のストリップにテンションをかける請求項３のレーザブランキング装置。

【請求項5】

前記第１及び第２のピンチロールアセンブリのピンチロールの各々は、少なくとも前記コイル材のストリップの幅だけ延びた長さを有する請求項１ないし４のいずれか１のレーザブランキング装置。

【請求項6】

前記第１並びに第２のガントリの各々は、前記第１の長軸に沿って移動可能である請求項１ないし５のいずれか１のレーザブランキング装置。

【請求項7】

前記第１のガントリに支持された前記レーザヘッドの各々は、前記コイル材のストリップが前記レーザヘッドを通過するのにしたがって、前記コイル材のストリップからブランクの周囲部分を切断するレーザを有し、前記レーザは、前記コンベヤの動きを停止することなく前記コイル材のストリップを切断する請求項１ないし６のいずれか１のレーザブランキング装置。

【請求項8】

前記第１のコンベヤは、前記コイル材のストリップを支持するために、前記コンベヤ上に、複数のピンを備えた複数のアームを有する請求項１ないし７のいずれか１のレーザブランキング装置。

【請求項9】

インライン検査システムをさらに具備し、
このインライン検査システムは、前記第１のコンベヤの中心線と、前記コイル材のストリップの上のレジストレーションマークとの間の距離を測定し、また、
このインライン検査システムは、前記コイル材のストリップの測定された反りに基づいて、前記第１並びに第２のガントリと前記少なくとも１つの移動可能なレーザヘッドとの動きを計算して調節する制御部を有する請求項１ないし８のいずれか１のレーザブランキング装置。

【請求項10】

コイルマッピングシステムをさらに具備し、
このコイルマッピングシステムは、前記コイル材のストリップの欠陥座標に基づいて前記コイルの欠陥を探知し、また、
このコイルマッピングシステムは、前記欠陥座標に関連した前記コイル材のストリップの部分を退けるように、スタッカを生じる制御部を有する請求項１ないし９のいずれか１のレーザブランキング装置。

【請求項11】

前記第１のピンチロールアセンブリに前記コイル材のストリップを送る前に、２つのコイルからの夫々のコイル材のストリップを溶接するための手段をさらに具備し、
前記第１のピンチロールアセンブリは、前記２つのコイルから引っ張られたコイル材のストリップを同時に受ける請求項１ないし１０のいずれか１のレーザブランキング装置。

【請求項12】

第３の端部から第４の端部まで第３の長軸に沿って延び、前記コンベヤ支持フレームに隣接して位置され、整列されて、前記第１の長軸及び前記第３の長軸が、０度以上９０度以下の角度を形成している、第２のコンベヤをさらに具備し、
前記第２のコンベヤは、前記第３の端部から前記第４の端部まで所定の方向に循環ループで動き、前記コイル材のストリップの残りの部分から分離された前記コイル材のストリップの一部を搬送する、請求項１ないし１１のいずれか１のレーザブランキング装置。

【請求項13】

前記第２のコンベヤは、前記第１のコンベヤの下方に支持されている請求項１２のレーザブランキング装置。

【請求項14】

コイル材を高速切断するための順送レーザブランキング装置であって、第１の端部から第２の端部まで第１の長軸に沿って延びている第１の支持フレームと、
前記第１の支持フレームによって支持され、前記第１の端部と前記第２の端部との間で前方方向に循環ループで動き、前記コイル材のストリップを支持する第１のコンベヤと、
前記第１の端部に隣接して位置され、結合したコイルから前記第１のコンベヤの上に、前記前方方向にコイル材のストリップを送る第１のピンチロールアセンブリと、
前記第１のコンベヤの上方に支持され、前記第１の端部と前記第２の端部との間に位置され、前記第１の長軸を横切る第２の長軸を有する、少なくとも１つの第１のガントリと、
前記第１のガントリに支持され、前記第２の長軸に沿って移動可能な少なくとも１つの第１のレーザヘッドと、
第３の端部から第４の端部まで第３の長軸に沿って延び、前記第１の支持フレームの前記第２の端部に隣接して位置され、前記第１の長軸及び前記第２の長軸が、ほぼ同一直線上にあるように、配置された第２の支持フレームと、
前記第２の支持フレームによって支持され、前記第３の端部と前記第４の端部との間で前方方向に循環ループで動き、前記コイル材のストリップを支持する第２のコンベヤと、
前記第３の端部に隣接して位置され、前記第１のコンベヤから前記第２のコンベヤへの前記前方方向への前記コイル材のストリップの動きをアシストする第２のピンチロールアセンブリと、
前記第２のコンベヤの上方に支持され、前記第２のピンチロールアセンブリの前方側に位置され、前記第３の長軸を横切る第４の長軸を有する第２のガントリと、
前記第４の長軸に沿って移動可能な前記第２のガントリに支持され、前記第１のレーザヘッドにより切断された前記コイル材のストリップを前記第２のピンチロールアセンブリと前記第４の端部との間で切断して、前記コイル材のストリップの残りの部分から分離する切断を完了させる第２レーザヘッドとを具備する順送レーザブランキング装置。

【請求項15】

第５の端部から第６の端部まで第５の長軸に沿って延び、前記第１のコンベヤ支持フレームと第２のコンベヤ支持フレームとの一方に隣接して位置され、整列されて、前記第１の長軸及び前記第５の長軸が、０度以上９０度以下の角度を形成している第３のコンベヤ支持フレームと、
前記第３のコンベヤ支持フレームによって支持され、前記第５の端部から前記第６の端部まで所定の方向に循環ループで動き、前記コイル材のストリップの残りの部分から分離された前記コイル材のストリップの一部を搬送する第３のコンベヤとをさらに具備する請求項１４の順送レーザブランキング装置。

【請求項16】

前記第３のコンベヤは、前記第１のコンベヤと前記第２のコンベヤとの一方の下方に支持されている請求項１５の順送レーザブランキング装置。

【請求項17】

前記第１のガントリは、前記第１の長軸に沿って移動可能である請求項１４ないし１６のいずれか１の順送レーザブランキング装置。

【請求項18】

前記第２のガントリは、前記第３の長軸に沿って移動可能である請求項１４ないし１７のいずれか１の順送レーザブランキング装置。

【請求項19】

送られているコイル材を切断するためのレーザブランキング装置であって、
第１の端部から第２の端部まで第１の長軸に沿って延び、前記コイル材のストリップが前記第１の端部から前記第２の端部まで前方方向に前記第１の長軸に沿って動く間、コイル材のストリップを支持するコンベヤと、
前記第１の端部に隣接して位置され、結合したコイルから前記コンベヤの上に、前記前方方向にコイル材のストリップを送る第１のピンチロールアセンブリと、
前記コンベヤの上方に支持され、各々が、前記第１の長軸に対して０度より大きく９０度以下の角度を形成している第２の長軸を有する第１並びに第２のガントリを含む少なくとも２つのガントリと、
各ガントリに支持され、各々が、前記第２の長軸に沿って移動可能な少なくとも１つのレーザヘッドと、
前記第２の端部に向かって位置され、前記コイル材のストリップの前記前方方向への動きをアシストする第２のピンチロールアセンブリとを具備し、
前記第１及び第２のピンチロールアセンブリは、前記第１の長軸の方向に前記コイル材のストリップにテンションをかけ、
この装置は、前記コイル材のストリップがこの装置の前記長軸に沿って動くのにしたがって、前記コイル材のストリップに複数のレーザ切断動作を同時に行い、
前記第１のガントリは、前記第１のピンチロールアセンブリと前記第２のピンチロールアセンブリとの間に位置され、
前記第２のガントリは、前記第２のピンチロールアセンブリと前記第２の端部との間に位置され、前記第２のガントリに支持された前記レーザヘッドは、前記第１のガントリに支持された前記レーザヘッドにより切断されたコイル材を前記第２のピンチロールアセンブリと前記第２の端部との間で切断して、前記コイル材のストリップの一部を前記コイル材のストリップの残りの部分から分離して、前記コイル材の切断を完了するレーザブランキング装置。

【請求項20】

前記第１と第２のガントリのうちの少なくとも一方のガントリは、前記第１の長軸に沿って移動可能である請求項１９のレーザブランキング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２００８年２月２０日に出願された米国仮出願Ｎｏ．６１／０６６，３６９と、２００８年２月２１日に出願された米国仮出願Ｎｏ．６１／０６６，６０１との両方の優先権を主張し、これらの両方の内容は、参照としてここに組み込まれる。

【0002】

本開示は、一般的に、材料の高速切断のための順送レーザブランキング装置に、特に、連続的に移動している材料のストリップに、複数の軸線に沿って、同期されたレーザ切断動作を適用させる装置に関する。

【背景技術】

【0003】

既存のプレスに基づいた機械的なブランキングシステムは、プレスの下に配置された材料のストリップの平らで静止しているセクションに、材料の切断動作を行う。代表的には、材料のストリップは、コイル材（coil stock）から巻き戻して、ストリップがオートフィーダに送られるのにしたがって、ストリップはまっすぐにされる。フィーダは、ベルトコンベヤへとストリップを送り、そして、ストリップが機械プレスの下に直接置かれるまで、ベルトに沿ってストリップを移動させる。そして、ベルトコンベヤの動きは、機械プレスがストリップ材料からブランク、すなわち打抜き部（cut-out）を切断する（打抜きする）ことができるまで、一時中断される。

【0004】

生産速度は、機械プレスがストリップの異なる部分を切断することができるようにコンベヤの動きを継続的に一時中断して再開するのにかかる合計時間に依存する。すなわち、例えば、コンベヤ、機械プレス及びオフラインのロボットシステムなどのような、システム全体の各構成要素が、これらのそれぞれの動作を連続して行う。

【0005】

既存のプレスに基づいたフィーダシステムの生産速度は、基本的に、コイル材全体からブランクを打抜きするのにかかる時間として測定されることができる。このシステムは、コンベヤの繰り返しの開始及び停止動作に因り、非効率的である。よって、プロセスの開始及び停止時の中断をなくす必要がある。特に、１つの連続フェーズでレーザ切断動作を行う必要があるので、連続した切断動作は、連続的に移動している材料のストリップに繰り返し行われることが可能である。

【発明の概要】

【0006】

本開示は、上述の非効率性などを克服し、かつより効果的な結果を提供するレーザブランキングシステムに向けられている。特に、レーザブランキングシステムは、複数の移動する構成要素を有し、これら構成要素は、速くかつ連続的に移動している材料のストリップに切断及びブランキング（打抜き）動作を同時に行い、かくして、切断及びブランキング（打抜き）プロセスの中断をなくすか最小にする。

【0007】

本開示は、コイル材から連続的に移動している材料のストリップに、同期されたレーザ切断動作を適用させる順送レーザブランキング装置に向けられている。

【0008】

本開示の一態様によれば、レーザブランキング装置は、装置の対向している第１の端部と第２の端部との間に長軸に沿って延びた据え付けの（stationary）コンベヤ支持フレームと、装置の長軸に沿って移動する可動式の連続的なピンコンベヤと、を具備する。少なくとも２つの可動式のガントリが、ピンコンベヤの上で、装置の対向側に支持されている。少なくとも２つのガントリの各々は、装置の長軸の少なくとも１つの有限の部分に沿って移動することが可能である。各ガントリの移動の各長さは、切断ステージに関連しており、「セル」としても称される。少なくとも１つの可動式のレーザヘッドは、各ガントリに懸吊されている。レーザヘッドの各々は、装置の長軸に平行な方向、つまり側方に、対応するガントリに沿って往復移動することが可能である。複数のレーザヘッドが、各ガントリに懸吊されることができる。

【0009】

レーザブランキング装置は、少なくとも２組のピンチローラをさらに具備する。第１の対の対向しているピンチローラは、コイル材とピンコンベヤとの間に、コンベヤ支持フレームの第１の端部に隣接して配置されている。第２の対の対向しているピンチローラは、ピンコンベヤと補助装置との間に、コンベヤ支持フレームの第２の端部に隣接して配置されている。これらピンチローラは、主として、２つの機能を果す。（１）これらピンチローラは、ストリップの撓みを防ぐように、ストリップの下側を支持する。（２）これらピンチローラは、移動しているピンコンベヤの速度とほぼ等しい速度で、装置を介してストリップを送る。

【0010】

本開示の他の態様に従えば、レーザブランキング装置は、長手方向に延びたコンベヤ支持フレームの第１の端部のところに配置された入口ピンチロールアセンブリと、前記コンベヤ支持フレームの、第２の、対向端部に配置された、第２の、つまり出口ピンチロールアセンブリと、を有する。１対のピンチローラは、これらローラの間を移動しているコイル材の材料の移動しているストリップを挟持し、テンションをかけるように、各ピンチロールアセンブリと協働する。各ピンチローラは、移動しているピンコンベヤの速度とほぼ等しい速度で回転する。ピンチロールアセンブリの間に介在され、かつガントリに支持された少なくとも１つのレーザヘッドが、移動しているストリップからブランクの少なくとも一部分を順次切断するように、装置の長軸を横切る、つまり平行な複数の軸線のうちの１つに沿って移動しながら、各ピンチローラは、コンベヤの長軸に沿って移動しているストリップを連続的に送る。第２のピンチロールアセンブリから下流側に配置された、第２の、つまり次のレーザヘッドは、ストリップからブランクを分離する。

【0011】

速く送られているコイル材の材料の高速切断のための順送レーザブランキングの方法は、少なくとも、（１）コンベヤの第１の端部に、入口ピンチロールアセンブリにコイル線から材料のストリップを送る工程と、（２）コンベヤの、第２の、対向している端部に、第２の、つまり出口ピンチロールアセンブリに、コンベヤに沿って材料のストリップを送る工程と、（３）各ピンチロールアセンブリに、１対の対向しているピンチローラの間にストリップを送ることによって、ストリップにテンションをかける工程と、（４）ピンチローラ、ガントリ、レーザヘッド、及びレーザブランキング装置のコンベヤの同期されたシーケンス及び運動プロファイルを計算し命令するために、関連するコントロールシステムにコンピュータエイデッドデザインデータをダウンロードする工程と、（５）単数又は複数のレーザヘッドが移動しているストリップを順次切断しながら、コンベヤに沿ってストリップを継続的に移動させる工程と、を具備する。最終ステージは、ストリップが第２のピンチロールアセンブリを通過した後、ストリップからブランクを切断するか、切り離すか、完全に分離するかするために、ストリップに果されるレーザ切断動作を含む。

【0012】

本開示の一態様は、既存のシステムにおける定常的な周期を最小にするかなくすことによって生産速度を増加させることである。本開示の他の態様は、速く送られているコイル材の切断動作の速度を増加させることによって、すべてのフェーズでの、特に、レーザ切断フェーズでの生産ラインの性能を最大にすることである。

【0013】

本開示の他のさらなる態様は、以下の詳細な説明の読み取り及び理解により明白になるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、本開示の好ましい一実施の形態に従う、速く送られているコイル材を高速切断するための順送レーザブランキング装置の斜視図である。

【図2】図２は、この装置上を移動しているコイル材のストリップから打抜き部を連続してレーザ切断する順送レーザブランキング装置の斜視図である。

【図3】図３は、この装置上を移動しているコイルストリップのストリップからブランクを連続してレーザ切断する順送レーザブランキング装置の他の斜視図である。

【図4】図４は、図１に示されるレーザブランキング装置の側面図である。

【図5】図５は、順送レーザブランキング装置に含まれるピンチロールアセンブリの側面図である。

【図6】図６は、図５に示されるピンチロールアセンブリの斜視図である。

【図7】図７は、図２に示されるレーザブランキング装置の側面図である。

【図8】図８は、反り部を備えた材料の移動しているストリップ及びインライン検査システムの上面図並びに側面図である。

【図9】図９は、本開示の代わりの実施の形態に従う順送レーザブランキング装置のセルの斜視図である。

【図10】図１０は、図９に示されるサブアセンブリの側面図である。

【図11】図１１は、材料のストリップの高速切断のための順送レーザブランキングの方法の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

この開示の目的のために、「ブランク」並びに「ファインブランク」との用語は、コイル材のストリップから形成された最終的な物品、すなわち完成部品を意味する。ファインブランクは、単純な輪郭（profile）を有することができるか、複雑な外形（contour）及びファインブランクを貫通して形成された孔を有することができる。ブランクの最終的な形状を完成させるために、孔から取り出された材料は、ストリップから引き離される。この取り出された材料は、ここでは、「打抜き部」（“cut-out”）、「切抜き部」（“scrap”）又は「全落ち部」（“all-fall”）と称される。

【0016】

可能であることを示す目的のためにここに使用されるような、「周囲」との用語は、切断された輪郭の形状を示している。また、可能であることを示す目的のために、「周囲部分」は、ファインブランク、又は切抜き部分の周囲全体のみを示すものではない。むしろ、ここに使用される用語「周囲部分」は、ある特定のレーザによって切断されることを意図した部分的な、又は完全な輪郭を参照する。この輪郭は、（ファインブランク、又は切抜き）部分の外周の一部であることができ、これは、主として、この部分の全体の外形を示している。周囲はまた、意図されたファインブランクの内側の横断面領域から取り出すために切断される孔（切抜き部）の形状の外周も示すことができる。

【0017】

本開示の好ましい一実施の形態に従って、図１ないし図４を参照すると、高速切断動作のための順送レーザブランキング装置１０（以下では、「コンベヤシステム」、「レーザ切断装置」、「レーザ切断システム」並びに「レーザブランキングシステム」として同義に参照される）が示される。特に、レーザ切断動作は、コイル材の材料の早く送られているストリップからブランクを切断して分離するために行われる。本開示は、さまざまな金属材料に対する使用を意図しているが、装置を介して送られることができるさまざまなタイプの材料がある。ここに開示される方法は、アルミニウム、プラスチック、合板（ベニヤ板）、エポキシ樹脂、紙及びガラスなどのような、レーザによって切断されることができるいかなる巻回材料の平らなストリップにも行われることが可能である。

【0018】

レーザブランキング装置１０は、複合ステーションの生産ラインの一部であるので、この装置は、レーザブランキング装置の対向端のところで、他の補助装置、例えば、コイル処理装置、溶接装置、オフラインのロボット、運搬及びスタック装置並びに材料がコンベヤシステムなどに入る前に、又はコンベヤシステムから出た後に材料を処理する他の装置と共に動作する。すなわち、入口及び出口装置が、所定の生産ラインにカスタマイズされることができる。このような入口装置の例は、くせ取り機（straightener）６００（図４）、ピーラテーブル（peeler table）７００、留め装置（hold-down equipment）８００及び作物刈り機（crop shear）９５０の作物刈りピンチロール９００を含む。

【0019】

図１は、コンベヤ支持フレーム１２を示している。このコンベヤ支持フレーム１２は、レーザブランキング装置１０の第１の端部１５とこれに対向している第２の端部１７との間に、コンベヤの長軸１３に沿って延びた複数の脚及びガントリフレームを有する。少なくとも１つの可動式のピンコンベヤ１４は、長軸１３に沿って第１及び第２の端部１５、１７の間に連続的なループを形成している。すなわち、ピンコンベヤ１４の動きは、コイル材１８から送られた材料の連続的なストリップ１６を支持し、補助する（図２）。図１を参照すると、材料の２つのコイル１８、１９は、２つの並んだ溶接ストリップを含む単一のコイルを形成するように、互いにオフセットされている。これら２つのコイルは、異なる規格（ゲージ）及び厚さの材料であることができる。すなわち、結果として生じるストリップは、異なるブランクに関して異なる厚さ部分を有することができる。本コンベヤシステム１０の一態様では、ピンコンベヤ１４が、複数のブランクのレーザ切断間で、移動を中断も再開もしない。すなわち、ピンコンベヤ１４は、切断動作全体を通して連続的に動いている。本システムは、打抜き部２０（図２）、２２０、２２１（図３）を切断して取り出し、ストリップが連続的に移動している間に、ストリップ１６からブランク２００（図３）を切断して生産する。ストリップ１６のある所定のセクションで行われる動作は、複数のレーザの間で分けられることができる。これら複数のレーザは、同様に、ストリップ１６の複数のセクションが同時に動作されることを可能にする。

【0020】

ピンコンベヤ１４は、所定の間隔をおいて配置された複数のピンスラブ１１を有する（図４、図９並びに図１０にも示される）。各ピンスラブ１１は、均等に間隔を置いて列をなして配置された上向きフェースピン９を有し、これらは、材料が移動している間、材料がシステムによって引っ張られないように、材料を支持する。各ピンスラブ１１の末端部は、対向しているベルトに簡単に取着することが可能であり、これら両方が、ピンコンベヤ１４の可動式のプーリを中心として回転する。取着の最も好ましい手段は、取り付けクリップである。各ピンスラブ１１は、さらに、簡単に分離することが可能である。レーザは、所定の時間にわたってピンスラブ１１のいくつかのピンを傷つけたり損傷させたりする可能性があることが予期される。従って、ピンコンベヤ１４は、繰り返し、それぞれのピンスラブ１１を取り替えることが可能である。

【0021】

図２並びに図３は、装置を通過するストリップ１６を示している。ここでは、打抜き部２０、２２０、２２１及びファインブランク２００（例えば、ドアパネル、トランクの蓋、本体の側面、フードなど）は、いくつかのステージでストリップ１６から切断され、後に取り出される。少なくとも２つの可動式のガントリ２２、２４（以下では「ロボット」又は「ジンバル」も同義に参照される）が、ピンコンベヤ１４の上に支持されている。これらガントリ２２、２４は、コンベヤ支持フレーム１２の、２つの、対向している、高さのある、水平な平行支持体２６のうちの１つ、又はその間から延びるようにして示されている。しかし、本開示によって、移動するストリップ１６の上のこれらガントリ２２、２４を支持するための他の手段もまた意図される。これらガントリ２２、２４の各々は、長軸１３の少なくとも１つの有限長に沿って、互いに前後に移動することが可能である。各ガントリ２２、２４及びその対応する有限長は、１つの「セル」、すなわちレーザ切断のステージの１つに関連している。ガントリ２２、２４の移動の有限長は、水平支持体２６の各々の内面（図２並びに図７）又は下面（図１、図３並びに図９）に沿って形成されたガントリ溝、すなわちチャネル２８によって達成される。すなわち、ガントリ２２、２４の上のホイール、又は同様の支持体が、ガントリチャネル２８内に受けられ、ガントリチャネル２８に沿って移動する。

【0022】

図２並びに図７は、平行支持体２６の有限長に沿って形成された複数のガントリチャネル２８を示している。しかし、これらチャネルは、示されたセルにガントリの動きを制限する必要はない。図３は、レーザブランキング装置１０の一実施形態を示しており、ここでは、ガントリ２２、２４の各々は、コンベヤラインの長さ全体を移動することが可能である。言い換えれば、各ガントリ２２、２４が移動するためのガントリチャネル２８は、平行支持体２６の長さ全体にわたって延びている。これらガントリ２２、２４は、共通チャネルを共有しており（このチャネルは図示されないが、図３の平行支持体の下面に形成されている）、この場合、制御部は、他方のガントリとの衝突を回避する特定の切断輪郭を各ガントリに割り当てる。切断輪郭は、動作中、同じところに同時に２つのガントリを置かないようにして、２つのガントリ２２、２４の間で分けられる。

【0023】

少なくとも１つの可動式のレーザヘッド３０（以下では、「レーザ」及び「レーザカッタ」として同義に参照される）は、ガントリ２２、２４の各々から懸吊されている。レーザヘッド３０の各々は、対応するガントリ２２、２４の長手方向の長さの少なくとも一部分に沿って移動する。ガントリの長軸は、本質的に、横軸２７であり、これは、装置１０の長軸１３を横切る。レーザヘッド３０は、レーザチャネル３２に沿って収容され、前後に移動する。レーザチャネル３２は、対応するガントリ２２又は２４の側面又は下面に沿って延びた表面に形成されている。ガントリ２２、２４の各々は、複数のレーザヘッド３０を懸吊することができ、各レーザヘッドは、対応する又は共有するレーザチャネル３２の有限の長さ又は長さ全体を移動することができる。切断輪郭は、共通のガントリの同じところに同時に２つのレーザを置かないようにして、レーザヘッドの間で分けられることができる。

【0024】

本質的に、レーザ３０が対応している移動するガントリ２２、２４と共に移動するとき、レーザビームパスは、次の複数の軸線で動作することができる。（１）コンベヤラインの長軸１３に沿って移動するガントリによる、第１の軸線に対して長手方向への移動、（２）対応するガントリ２２、２４の長軸２７に沿って移動するレーザヘッドによる、第２の軸線に対して側方への移動、（３）ガントリ支持に関して昇降するレーザヘッドによる、第３の軸線に対して垂直方向の移動。

【0025】

他のレーザが他のガントリの長軸に沿って移動している間に、１つのレーザが、ガントリのうちの１つの長軸２７に沿って移動する。このようにして、レーザブランキング装置１０は、材料の連続的に移動しているストリップ１６に、レーザヘッド３０及びガントリ２２、２４の各々の同期された移動を行うことができる。本コンベヤシステム１０の一態様は、少なくとも２つの小さな面積３４（図２に破線領域として示される）にストリップ１６の材料の各セクション３３（図２に破線領域として示される）に行われた動作を集めることができるということである。レーザヘッドの各々は、材料がレーザヘッド３０の下を通過したとき、材料の部分的な、又は全体の切断をすることができる。従って、各レーザヘッド３０は、順次、複数のステージで、移動しているストリップ１６から打抜き部２０、２２０、２２１とブランク２００との少なくとも１つの外周を切断する。かくして、各レーザヘッド３０のレーザビームパスが最小にされるので、切断時間が劇的に減少される。

【0026】

ストリップ１６が対応するガントリ２２、２４を通り過ぎるのにしたがって、レーザヘッド３０の各々は、ブランクの２００、又は打抜き部２０、２２０、２２１の外周部分をそこから切断する。第１のレーザ３０は、はじめに、材料１６のストリップを穿孔し、打抜き部２０、２２０、２２１、又はブランク２００の周囲２０１（図３）の外周部分３６を切断し始める。そして、第１のレーザが切断を完了したところで、（第２又は第３のレーザのような）次のレーザ３０が、続いて、外周部分の切断を続ける。第１及び次のレーザ３０がストリップ１６の材料の有限の部分を切断することが可能であるので、材料の切断されない長さ、すなわちギャップが、輪郭の周囲の対向している末端部３８の間にある。ギャップ、つまり端部３８の間の長さは、続く各々のレーザ切断で短くなるが、ブランクは、最終的な切断が次の切断において最後のレーザ３０でなされるまで、ストリップ１６に本質的に接続されたままとどまる。第２のガントリ２４のレーザヘッド３０のうちの１つは、ブランク２００をストリップから（図３に示されるように）分離するために、ストリップから材料のセクションを切断することによって、ブランクの輪郭の周囲２０３全体を完成させる。従って、ブランク２００の部分は、ストリップ１６に付いたままとどまることなく、また、ブランクは、適切な積み重ねのために、ストリップから完全に分離され、削除される。ストリップ１６から切抜き部を与えるために、打抜き部２０、２２０、２２１の輪郭の周囲全体を完成するレーザヘッドは、（図３に示されるように）第２のピンチロールアセンブリ４２の前に、又は（図２に示されるように）後に置かれたガントリに支持されることができる。

【0027】

コンベヤシステム１０は、複数のレーザ３０とガントリ２２、２４との動きをピンコンベヤ１４と統合する。各レーザヘッド３０は、ファインブランクの形状２００、又は材料からの打抜き部分２０、２２０、２２１の切断の際に、特定の切断ステージ、つまり特定の工程と関連している。ガントリ２２、２４の長軸２７に沿ったレーザ３０の移動、及び装置の長軸１３に沿ったガントリの移動は、ピンコンベヤ１４の長手方向の移動で調整され、これは、（一定の）速度（例えば、１５０フィート／分（約４５．７２メートル／分）、又は５０メートル／分以上）で材料のストリップ１６を移動させる。レーザ３０、ガントリ２２、２４の移動は、ストリップがコンベヤシステムに沿って所定の速度で移動している間、ストリップ１６の順送切断をするように同期される。例えば、ガントリ２２、２４（及びレーザ）は、ピンコンベヤ１４が移動している速度の少なくとも２倍の速度（すなわち、１００メートル／分）までの速度で移動することが可能であることが予期される。すなわち、レーザがストリップの速度の２倍で移動することができるので、レーザは、移動しているストリップに対して５０ｍ／分で効果的に移動することができる。同様に、レーザヘッド３０は、速い速度で、長手方向の軸線２７と垂直方向の軸線との少なくとも一方の方向に、ガントリ２２、２４に沿って移動することが可能である。ピンコンベヤ１２、ガントリ２２、２４、レーザヘッド３０及び後に説明されるピンチローラ４６のうちのいずれの移動の最高速度にも、ここになされた特定の制限はない。むしろ、ここでの開示は、移動の技術及びさまざまな速度で利用されることが可能である。

【0028】

コンベヤシステム１０は、ピンコンベヤ１４に沿ったストリップ１６の移動を補助する少なくとも２つのピンチロールアセンブリ４０、４２をさらに有する。これらピンチロールアセンブリは、（図２に示されるように）コンベヤ支持フレーム１２に含まれ、支持されることができるか、（図４に示されるように）コンベヤ支持フレームと整列して置かれたスタンドアロンの装置であることができる。入口ピンチロールアセンブリ４０は、コンベヤ支持フレーム１２の第１の端部１５のところに、又はちょうど中間に配置される。この入口ピンチロールアセンブリ４０は、ピンコンベヤ１４に材料のストリップを送るために、コイル材１８を引っ張る。モータ９７５（図３）又は他の補助コイル処理装置は、ストリップ１６の最外層がコイル材１８からピンコンベヤ１４に連続的に搬送されることができるように、コイル材のリール４４を回転させるのを補助する。この補助装置は、巻回されたコイル材を中心としてリール４４の機械的な回転をより明確に駆動させる。

【0029】

第２のピンチロールアセンブリ４２は、コンベヤ支持フレーム１２の第２の対向端部１７のところに、又はその近傍に配置されている。第２のピンチロールアセンブリ４２は、ピンコンベヤ１４に下流側に配置された補助装置にストリップを渡すために、ストリップ１６を引っ張る。ピンチロールアセンブリ４０、４２は、両方とも、１対の平行な対向しているピンチローラ４６を有し、このピンチローラを通ってストリップが送られる。ピンチローラ４６の一方は、ストリップ１６の上面を横切って延びており、また、第２のピンチローラは、ストリップの下面を横切って延びている。

【0030】

図５は、ピンチロールアセンブリ４００の詳細な側面図である。これは、ピンコンベヤの高さとほぼ等しい高さのところに、上側及び下側ピンチローラ４２０、４３０の隣接面を支持しているピンチロールフレーム４１０を有する。ピンチロールアセンブリ４００は、下側ピンチローラ４３０と（ほぼ）同じ鉛直面に、上側ピンチローラ４２０を配置している。上側及び下側ピンチローラ４２０、４３０の上及び下には、それぞれ、上側及び下側バックアップピンチローラ４４０、４５０がある。

【0031】

ピンチロールアセンブリ４００が、図５並びに図６に示され、このピンチロールアセンブリ４００は、ピンチローラシリンダ４６０に支持された１対のピンチローラ４２０、４３０を含む。ピンチロールアセンブリ４００は、従来技術において一般的に知られたシステムを適用させることができ、これらは、例えば、上側及び下側ブリッジ５００のような、既存の構成要素の手段によって機能することが予期される。例えば、ピンチロールアセンブリ４００の各々は、各ピンチローラ４６の回転を駆動させるために、ギヤケース４７０及びモータ４８０を利用する。ピンチローラ４２０、４３０の各々は、回転シャフトとして機能することができるピンチローラカップリング４９０によって、ギヤケース４７０に連結されている。

【0032】

各ピンチローラ４６の長さは、ストリップ１６の幅に少なくとも等しいか、幅よりも大きい。この長さは、ストリップがローラの間を通過するのにしたがって、１対のピンチローラ４６がストリップ１６の幅全体を挟持して力を有効に加えることを確実にするために必要である。テンションは、ピンチロールアセンブリ４０、４２の間に加えられ（引っ張られ）る。このテンションは、ストリップの重みとピンコンベヤ１８の対向端部の間の距離との両方によって代表的に引き起こされるストリップ１６の撓みを防ぐのを助ける。より長いコンベヤ支持フレーム１２に対して、少なくとも１つの、第３の、１組のピンチローラを備えた中間のピンチロールアセンブリ（図示されない）が、ストリップ１６の撓みをさらに減らすように、入口と第２のピンチロールアセンブリ４０、４２との間に置かれることができる。

【0033】

ピンチローラ４６の第２の機能は、生産ラインのストリップ１６の前方への移動を補助することである。１対のピンチローラ４６の各々は、ピンコンベヤ１４の移動の速度（すなわち、１５０フィート／分（約４５．７２メートル／分）まで、又は５０メートル／分以上）とほぼ等しい速度で回転する。しかし、１対のローラ中のピンチローラの各々は、他方に関して時計回りに回転し、ローラの長軸に沿った反時計回りに回転する。

【0034】

好ましいステージ、すなわち、確立されたレーザ切断のセルがあるので、最終的な切り離し、すなわちブランク２００の輪郭の切断は、ストリップ１６が第２のピンチロールアセンブリ４２を通り過ぎるまで、行われない。ストリップ１６は、留め具、又は所定のピースに維持される、すなわち、ブランク２００は、ロールアセンブリ４０と第２のピンチロールアセンブリ４２との間の領域に、ストリップ１６に取着されたままとどまる。この理由のために、第１のガントリ２２は、入口ピンチロールアセンブリ４０と第２のピンチロールアセンブリ４２との間に配置されている。また、第２のガントリ２４は、第２のピンチロールアセンブリ４２を超えて配置されている。レーザ切断装置１０は、ガントリ２２、２４の間の、又は前の、又は後ろの任意の位置に配置された少なくとも１つの第３のガントリ２３をさらに有することができる。第２のガントリ２４、つまり続いて切断する際の最後のガントリから懸吊されている単数又は複数のレーザヘッド３０は、ストリップ１６からブランク２００を完全に切断するか、取り出す。

【0035】

先の手順は、図３に最も良く示される。図３は、ファインブランク２００を示しており
、これは、中に、三角形の周囲の切抜き形状部２０２と、内側の、円形の、つまり丸い切抜き形状部２０４との両方を有する。他のブランクの形状及び切抜き部の形状も、本開示によって意図される。最終的に得られるファインブランク２００は、その中心を通る円孔２０６を含む多角形の形状である。このブランク２００は、第２の、最後のピンチロールアセンブリ４２の後、第２のガントリ２４に支持された最後のレーザ２３２によって、対向した１対の三角形の切抜き形状部２０２間を切抜き形状部に続いて直線状に切断することによって、ストリップ１６の近隣セクション２３３から切断される。
中間レーザ２３０は、打抜き部２２０、２２１の打抜きによって、ファインブランク２０
０の輪郭の部分的な部分を切断する。

【0036】

本生産ラインでは、切抜き部品２２０、２２１は、これら切抜き部品がストリップ１６から、コンベヤラインに隣接して、又は下に配置された切抜きコンベヤ４８へ落ちることができるまで、ピンコンベヤ１４に沿って移動し続ける。切抜きコンベヤ４８は、廃棄される打抜き部２０（図２）、２２０、２２１（図３）を処分ビン５０（図２）に搬送する。図１ないし図４は、ピンコンベヤ１４より下の水平面に置かれたスクラップコンベヤ４８を示している。このようにして、廃棄される切抜き部品２０、２２０、２２１は、ストリップから落ちるか落下することができ、ここで、切抜きベルトコンベヤによって運び去られる。オフラインのロボット（図示されない）が、ストリップ１６から切抜き部品２０を交互に取り出すことができる。

【0037】

レーザ切断装置１０のさらなる特徴は、ピンコンベヤ１４の中心線と、ストリップ１６に置かれた好ましいレジストレーションマーク５１との間の所定の距離を測定するインライン検査システムである。しばしば、材料のストリップ１６は、反り部（camber）を有する（反っている）。すなわち、ストリップは、装置の長軸１３に沿った移動中、ある点で側方にシフトしている。このような反り部は、図８に示されており、反り部は、正確に移動している直線状のストリップ１６’（破線で示される）に重ねられたストリップ１６で示される。ストリップ１６は、コンベヤの中心線の数ミリメートル側方に移動される可能性があり、この結果、ストリップの中心線は、ピンコンベヤ１４の中心線と一致しない。さらに、ストリップ１６の位置もまた、まず、ピンコンベヤ１４の中心線から離れるようにシフトされて、さらに、ストリップが長軸１３に沿って移動するのにしたがって、中心線に戻ることも珍しくない。インライン検査システムは、これらの望ましくないオフセットを受けるように機能する。

【0038】

インライン検査システムがストリップ１６のいかなるシフトをも検知することができる１つの方法が、図７に示される。少なくとも１つの視覚検査システム５２（以下では、「視覚検査センサ」及び「視覚検査カメラ」と同義である）は、水平支持体２６に対して主軸に沿って延びたビーム（梁）５３から懸吊されている。インライン検査システムは、ストリップ１６の測定された側方の望ましくない動きに基づいて、ガントリ２２、２４とレーザヘッド３０との両方の割り当てられた動きを計算して調節するために、接続された制御部（図示されない）を使用する。インライン検査システムは、反ったストリップ６０の中心線と、（正確に移動しているストリップの中心線と一致する）レーザ切断システム６２の中心線との間の寸法の差を測定する。そして、この寸法の差が、システムの制御部に送信されて、レーザヘッド３０の各々の切断ルーチンは、寸法の差の大きさにかかわらず、同一の完成したブランクを形成するために、調整される。

【0039】

本質的に、センサ５２は、ストリップ１６の反りの量を決定し、また、レーザ切断装置１０は、ガントリ及びレーザの動きの特性のリアルタイムの連続的な調節を行う。これら調節は、計算され、制御部に伝達されて、反りの変化量を補正するために、これらの動きにリアルタイムの変更を行うように指示する。レーザポジショニングシステムは、ストリップ１６の反りの不揃いを補正する。ここでは、インライン検査システムが調節をし始める反りの範囲に制限はないが、少なくとも０ないし５０ｍｍの反りに対して、レーザ切断装置が切断の調節を行うことが可能であることが予期される。

【0040】

図８は、ストリップの反りの一例を示しており、この反りは、図示目的のために誇張されている。ストリップ１６は、このストリップの上の、最も好ましくは切り抜かれる位置にマークされた好ましい位置に、レジストレーションマーク５４を有する。各例において、視覚検査センサ５２が、レジストレーションマーク５４を読み取り、センサの下を通過するストリップ１６のそのセクションの上からの写真を撮るように、センサ５２を駆動させる。測定は、その写真から計算されて、計算結果は、特に、デルタ、つまりレーザブランキング装置の中心線５８と反りストリップ１６’の中心線５８との間の所定の距離５６（０ないし５０ｍｍ、又はそれ以上の範囲）である。図示されるアルゴリズムは、速い写真を評価し、また、測定された距離の差は、制御部に伝達される。この制御部は、切断パスを調節するために、これらの測定を利用する。

【0041】

レーザ切断装置１０のさらなるの特徴は、コイルマッピングシステムである。コイルマッピングシステムは、予め入力された欠陥座標に基づいて、材料のコイル（巻き材）の欠陥を探知する。しばしば、エンドユーザは、コイル供給業者からの値引きと引き換えに、コイルが欠陥を有していることを知りながらコイルを受領する。欠陥を含むストリップ１６の部分は、使用されることができない。コイルマッピングシステムは、ストリップの欠陥領域がレーザブランキングシステム１０によっていつ処理されるか、生産ラインが決定することを可能にする。コイルマッピングシステムは、補助エンドスタッカ（図示されない）が、これらの欠陥座標において、材料から生産される部品を分離して退ける（受け入れない）ことができるように、ストリップ１６の欠陥領域を探知する。コイルマッピングシステムの一態様は、プロセスの終わりのところで、部品の視覚検査に関連するコストを節約する。また、コイルマッピングシステムの他の態様は、既存のブランキング生産ラインを利用する多くのエンドユーザによって退けられるであろう欠陥を有するコイルが処理され使用されることを可能にする。

【0042】

中央制御部は、形成された周囲に、ダウンロードされた特定のコンピュータエイデッドデザインデータに基づいて各々の動作を同期させるように、ガントリ２２、２４、レーザヘッド３０、ベルトコンベヤ１４及びピンチローラ４６と通信する。制御部、又は制御部と通信するプログラムは、複数のレーザ３０の周囲切断及びレーザビームパスの要求する分布を最適化する動作パラメータを生成する。また、レーザブランキングシステム１０は、前のアプリケーションで切り抜かれたストリップ１６の材料から部品を生産するレーザ切断パスを発達させるために、コンピュータエイデッドデザイン情報を使用することも可能である。本質的に、ブランクの間に残っている材料の外側領域は、同じか異なる部品を生産するために利用されることができる。さらなる材料を利用するこの能力は、生産速度を遅らせることなく、切抜き部を最小にする。

【0043】

複数のレーザヘッド３０は、任意の１つのガントリ２２、２４に支持されることができる。複数のレーザ３０を含むガントリに関して、第１のレーザは、第１の周囲の輪郭を切断するために使用され、また、同じガントリに配置された第２のレーザは、第１の周囲の輪郭によらず第２の周囲の輪郭を切断するために、同じストリップのセクション３３に使用される。代わって、両レーザヘッドは、ストリップ１６のセクション３３が対応するガントリ２２、２４の下を通過するのにしたがって、同じ周囲の輪郭の異なる部分に動作することができる。レーザの動き及びレーザパスは、ストリップの同じセクションの異なる部分３４に制限されるが、２つのレーザが片持ち式にされるならば、これらレーザは、同じ断面領域で動作することができる。

【0044】

さらに、制御部は、複数のフォーマットで２次元ＣＡＤファイルを処理することができ、これは、レーザブランキングプロセスから生産された切抜き材料を最小にするために使用されるストリップの幅を自動的に決定する。多くの状況では、切抜き部は、同等の、従来のシステムによる切抜き部よりもかなり劣り得る。制御部は、切抜き部を最小にしながら、最大数の部品を生産するために、最良の入れ子式配置を決定する。ＣＡＤデータは、ＣＮＣマシンツールコードに移動される。マシンツールコードが提供されることができるいくつかの共通フォーマットがある。そして、制御部は、マシンツールコードを処理し、ラインのレーザ３０の各々の間で、マシンツールコードを分ける。いくつかのアルゴリズムが、初期のレーザヘッドの動作の負荷を決定するために使用される。また、ＣＡＤファイルは、レーザの動作の負荷の各々の切断ルーチンのために生成される。動作の負荷の手動調整が、任意の２次元ＣＡＤステーションからなされることができる。

【0045】

本開示は、関連する機械アクチュエータ及び電気制御システムが、コンベヤシステム１０のガントリ２２、２４及びレーザ３０の動きを支持するために、さらに利用されることを意図している。レーザブランキング装置１０は、遠隔レーザ光学装置、ファイバレーザ、薄ディスクレーザなどのようなさまざまな既知のレーザ、又は、ピンコンベヤ１４の速度を維持することができる所定の速度で切断することが可能である他のレーザのうちのいずれでも利用することが可能である。既存のレーザ技術を利用して、コンベヤシステム１０は、最小分速４０ないし８０メートルでストリップを移動させることができることが意図される。

【0046】

本開示の他の特徴は、溶接ステーション（図示されない）である。ここでは、異なるコイル材から引き出された複数のストリップが、第１のピンチロールアセンブリ４２に入る前に、一緒に溶接されるか連結される。現在、いくつかの製造業者は、かつて２つのコイルであったコイル線（巻き線）を生産しているが、コイルは、並んで溶接され、新しいリールに巻き戻される。本生産ラインは、新しいリールに溶接されたコイルを巻き戻す工程をなくすことが可能である。本質的に、図２を参照すると、レーザブランキング装置１０は、垂直方向にオフセットされた２つのコイル１８、１９から引っ張られたストリップ１６を処理し、また、溶接ステーション（図示されない）は、これらコイルが入口ピンチロールアセンブリ４０に送られる直前に、これらコイルを溶接する。ストリップ１６は、厚さ、幅又は大きさが異なることができ、また、レーザは、溶接されたストリップの厚さの変化を受けるように設定されている。２つのコイルから溶接されたストリップの各々は、より大きな幅の新しいストリップを形成するように結合する。

【0047】

図９並びに図１０は、レーザ切断装置１０の代わりの実施の形態を示している。代わりの実施の形態は、対向している複数の組のピンチロールの間、又は、ピンチロールアセンブリの後のように、軸線に沿って整列されることが可能な、少なくとも１つの、又は複数のスタンドアロンのサブアセンブリ、つまりセル３００を有することができる。各セル３００は、支持フレーム３１０を移動させるピンコンベヤ３０５を有する。各セル３００は、１つ又は両方の平行支持バー３１５から外側へ延びたガントリ３２５上に、少なくとも１つのレーザヘッド３３０を支持する。セル３００の実施の形態に対する利点は、レーザ切断装置１０が、より長いストリップ、つまりより多くの打抜き部を生産するために、長くされることができるか、切断をほとんど必要としない動作のために短くされることができる。言い換えれば、セルの実施の形態３００は、それぞれの動作のパラメータに対して、レーザ切断装置１０の長さを調節することが可能である。このような所定のセル３００が、図３並びに図４のレーザ切断装置１０の第２の端部１７に含まれている。このセル３００は、第２のロールピンチアセンブリ４２の直後に置かれている。

【0048】

図１１は、コイル材のストリップの材料の高速切断のための順送レーザブランキングの代表的な方法１００を示している。本開示のこの方法１００及び他の方法は、一連の行為又はイベントとして、以下に図示され説明されるが、本開示のさまざまな方法は、このような行為又はイベントの図示される順序により制限されないことが理解されるであろう。これに関して、いくつかの行為又はイベントが、本開示に従ってここに図示され説明されるものとは別に、異なる順序や他の行為又はイベントと同時に行われることができる。本開示に従ってプロセスを実行するために、全ての図示された工程が必要とされるとは限らないことが、さらに注意される。本開示の方法は、さらに、他の装置、例えば、図示も説明もされない既存の装置と同様に図示される生産ライン装置と共に実施されてもよいし、また、全てのこのような代わりの形態は、本発明並びに添付の特許請求の範囲内にあることが意図されている。一例として、図１１の方法１００は、速く送られているコイル材の材料の順送高速切断のために、図１ないし図４のレーザブランキングシステム１０で実行されることができる。

【0049】

図１１のフローチャートを参照すると、本方法１００は、工程１０２で始まる。工程１０２では、オペレータは、コイル材から入口ピンチロールアセンブリ（例えば、図１の入口ピンチロールアセンブリ４０）に、材料のストリップの前縁を通す。コイル材のこのストリップは、入口ピンチロールアセンブリに手動で、又は自動的に送られることができる。同様に、コイル材の溶接されたストリップは、入口ピンチロールアセンブリに送られることができる。工程１０４に関して、オペレータは、第２のピンチロールアセンブリ（例えば、図１の第２のピンチロールアセンブリ４２）にストリップの前縁を引っ張る。次の工程１０６では、オペレータは、両ピンチロールアセンブリで、対のピンチローラ（例えば、図５並びに図６のピンチローラ４２０、４３０）の間にストリップを送ることによって、ストリップにテンションをかける。

【0050】

上述の工程１０２、１０４、１０６は、総称して、準備段階の、すなわち前処理工程１０８として参照される。図１ないし図４のレーザブランキング装置１０を利用するプロセスを始める前に、オペレータは、生産される部品に特有のコンピュータエイデッドデザイン情報をダウンロードするために、工程１１０を行う。特定のプロセスに使用されるコイル材の材料が欠陥を有するならば、オペレータは、工程１１２において、コイル材の欠陥座標を予め入力する。このプログラムは、工程１１４において、動作パラメータを計算し生成するために、ダウンロードされた情報を利用し、動作パラメータは、ブランクの周囲の切断と、レーザビームパスの要求との両方の分布を最適化する。プログラムは、工程１１６において、選択された動作パラメータを制御部に連絡する。制御部は、工程１１８において、移動しているピンコンベヤ（例えば、図１のピンコンベヤ１４）の速度と同じにこれらの動きを同期させるために、ピンチローラ（例えば、図５並びに図６のピンチローラ４２０、４３０）、ガントリ（例えば、図１ないし図４のガントリ２２、２４）及びレーザヘッド（例えば、図１ないし図４のレーザヘッド３０）にコマンドを送信する。

【0051】

切断ステージは、総称して、工程１２０として参照される。ピンコンベヤが一定の速度で連続的に移動しながら、ストリップを切断する全てのステージが行われる。いったんストリップにテンションをかける工程１０６が行われると、ピンチローラは、工程１２２において、ストリップ材料を連続的に送るように回転する。少なくとも２つのガントリの（単数又は複数の）第１のレーザは、ストリップの材料を貫通し、工程１２４に示されるように、ブランクの周囲の部分を切断する。この第１のガントリは、入口ピンチロールアセンブリと第２のピンチロールアセンブリとの間に配置されている。入口ピンチロールアセンブリと第２のピンチロールアセンブリとの間の切断のいかなるステージも、ストリップから完全に分離されたブランクをもたらさない。ストリップが第２のピンチロールアセンブリを通り過ぎた後、最終的なレーザ切断工程１２６が行われる。最終的なレーザ切断工程１２６において、第２のガントリ（例えば、図１ないし図４のガントリ２４）の（単数又は複数の）レーザヘッドは、ブランクの切断を完了し、ストリップから取り出された、つまり完全に分離されたブランクをもたらす。

【0052】

方法１００の続く次の工程は、総称して、次のレーザ（post-laser）切断工程１２８として参照される。ストリップから切断されたブランクは、工程１３０において切抜き部として取り出される。ストリップの残りの部分は、工程１３２において、補助スタック装置に進められる。しかし、工程１１２において、オペレータが欠陥座標を予め入力していれば、ストリップが生産ラインに沿って移動するのにしたがって、コイルマッピング工程１３４が、その座標に対応するストリップのセクションの進行を探知するだろう。材料のセクションを元にして生産された部品が欠陥座標と一致したならば、工程１３６において、補助装置が、その部品を自動的に廃棄するように、コマンドに応答して駆動される。しかし、材料のセクションを期限として生産された部品が欠陥座標に対応しないならば、生産された部品は、補助スタック装置に進められる（工程１３６に示される）。

【0053】

本方法１００は、さらに、インライン検査工程１３８を含むことができる。センサが、ピンコンベヤ１４の中心線と、ストリップ１６に配置された好ましいレジストレーションマークとの間の距離を測定することによって、ストリップの側方のシフトを測定する。インライン検査工程１３８は、プログラム制御部にオフセットの測定を送信し、工程１１４の動作パラメータを再計算する。リアルタイムの調節が、命令する制御部に伝達され、工程１１８において、反り量の変化を補正するために、ガントリ及びレーザビームの動きを変更させる。

【0054】

代表的な実施の形態が、好ましい実施の形態を参照して説明された。明らかに、修正並びに変更が、上述の詳細な説明の読み取り及び理解により行われ得るであろう。代表的な実施の形態は、添付の特許請求の範囲又は均等物の範囲内で、考えられ得る限り、全てのこのような修正並びに変更を含むと解釈されることが意図されている。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］速く送られているコイル材の材料を切断するためのレーザブランキング装置であって、対向している第１及び第２の端部と、この装置の前記第１の端部と第２の端部との間に、この装置の長軸に沿って延びたコンベヤ支持フレームと、前記第１の端部と第２の端部との間で、前記長軸に沿って循環ループで動くコンベヤと、前記コンベヤの対向面に配置された支持部材によって、前記コンベヤの上に支持され、各々が、前記長軸に沿って少なくとも有限長の部分を移動することが可能であり、前記移動する有限長の部分の各々は、切断ステージと連結されており、各々が、この装置の前記長軸を横切る長軸を有する、少なくとも２つのガントリと、前記少なくとも２つのガントリの各々に懸吊され、コイル材のストリップが動きながら、同時に、各々が、対応する前記ガントリの前記長軸に沿って前後に少なくとも移動することが可能な、少なくとも１つの可動式のレーザヘッドと、を具備し、このレーザブランキング装置は、前記コンベヤに沿って連続的に移動しているコイル材の前記ストリップに、複数のレーザ切断動作を同時に行うことが可能である、レーザブランキング装置。
［２］この装置の前記第１の端部に配置され、前記コンベヤ支持フレームに前記ストリップを送るように、結合したコイル材からコイル材の材料のストリップを引っ張る入口ピンチロールアセンブリと、この装置の前記第２の端部に配置され、前記コンベヤ支持フレームに沿って前記ストリップが連続的に移動するのを補助するように、長手方向に前記ストリップを引っ張る第２のピンチロールアセンブリと、前記入口ピンチロールアセンブリ及び第２のピンチロールアセンブリの各々に含まれ、各々が、少なくとも前記ストリップの幅だけ延びた長さ部分を有し、前記ストリップが間を通過するのにしたがって、前記ストリップにテンションをかける１対の対向しているピンチローラと、をさらに具備する［１］のレーザブランキング装置。
［３］前記対のピンチローラの各々は、前記ピンコンベヤの回転運動の速度とほぼ等しい速度で回転する［２］のレーザブランキング装置。
［４］前記可動式のレーザヘッドの各々は、前記ストリップが前記対応するガントリを通過するように移動するのにしたがって、前記ストリップのブランクの周囲部分を切断するレーザを有し、この装置は、前記コンベヤの動きを停止することなく、前記ストリップを切断することが可能である［１］のレーザブランキング装置。
［５］前記可動式のレーザヘッドの各々は、前記ストリップが前記対応するガントリを通過するように移動するのにしたがって、前記ストリップの打抜き部の周囲部分を切断するレーザを有する［１］のレーザブランキング装置。
［６］前記ガントリのうちの第１のガントリは、前記入口ピンチロールアセンブリと第２のピンチロールアセンブリとの間に介在されており、前記第２のピンチロールアセンブリは、前記第１のガントリと第２のガントリとの間に配置されており、前記第２のガントリは、前記ストリップから材料のブランクを分離するレーザヘッドを有する［２］のレーザブランキング装置。
［７］インライン検査システムをさらに具備し、このインライン検査システムは、前記コンベヤの中心線と、前記ストリップの上のレジストレーションマークとの間の距離を測定し、また、このインライン検査システムは、前記ストリップの測定された反りに基づいて、制御部が、前記少なくとも２つのガントリと前記少なくとも１つの可動式のレーザヘッドとの動きを計算して調節する［１］のレーザブランキング装置。
［８］コイルマッピングシステムをさらに具備し、このコイルマッピングシステムは、前記ストリップの欠陥座標に基づいて前記コイルの欠陥を探知し、また、このコイルマッピングシステムは、前記欠陥座標に関連した前記ストリップの部分を退けるように、関連するスタッカを命令する制御部を有する［１］のレーザブランキング装置。
［９］前記入口ピンチロールアセンブリに前記ストリップを送る前に、２つのコイルからのストリップを溶接するための手段をさらに具備し、前記入口ピンチロールアセンブリは、前記２つのコイルから引っ張られたストリップを同時に受けることが可能である［２］のレーザブランキング装置。
［１０］前記コンベヤは、前記コイル材の前記ストリップを支持するために、このコンベヤ上に、複数のピンを備えた複数のアームを有する［１］のレーザブランキング装置。
［１１］材料のストリップの高速切断のための順送レーザ切断の方法であって、コンベヤの第１の端部に、コイル線から入口ピンチロールアセンブリへと材料のストリップを送ることと、前記コンベヤの前記第１の端部に対向している第２の端部に、少なくとも第２のピンチロールアセンブリへと、前記コンベヤに沿って材料の前記ストリップを送ることと、前記入口ピンチロールアセンブリと前記第２のピンチロールアセンブリとに、１対のピンチローラの間に前記ストリップを送ることによって、前記ストリップにテンションをかけることと、少なくとも２つの可動式のレーザヘッドが前記ストリップからブランク、又は打抜き部の部分を順次切断している間、前記コンベヤに沿って前記ストリップを連続的に移動させることと、を具備する方法。
［１２］各ガントリのところでレーザ切断動作をさらに具備し、各ガントリは、切断ステージと連結されており、前記レーザヘッドの各々は、前記レーザヘッドの対応するガントリを通過するように移動するのにしたがって、前記ストリップからブランク、又は打抜き部の周囲部分を切断する［１１］の方法。
［１３］前記第２のピンチロールアセンブリを通過した後、前記ストリップに行われる最終的なレーザ切断動作をさらに具備し、前記最終的なレーザ切断動作は、前記ストリップから前記ブランク、又は打抜き部を完全に分離する［１２］の方法。
［１４］前記ピンチロール、前記レーザヘッド、ガントリ及び前記コンベヤの全てに対して同期した順序及び動きの特性を計算して命令するために、関連するシステムにコンピュータエイデッドデータをダウンロードする工程をさらに具備する［１１］の方法。
［１５］前記コンベヤの移動の速度にほぼ等しい速度で前記対のピンチローラの各々を回転させる工程をさらに具備する［１１］の方法。
［１６］前記コンベヤの移動の速度は、約１５０フィート／分（約４５．７２メートル／分）である［１５］の方法。
［１７］インライン検査工程をさらに具備し、このインライン検査工程は、前記コンベヤの中心線と、前記ストリップの好ましいレジストレーションマークとの間の所定の距離を測定することと、前記ストリップの測定された反りに基づいて前記レーザヘッドの動きを調節することと、を含む［１１］の方法。
［１８］コイルマッピング工程をさらに具備し、このコイルマッピング工程は、予め入力された欠陥座標に基づいて前記コイル線の欠陥を探知することと、前記欠陥座標と関連した前記ストリップの部分を退けることと、を含む［１１］の方法。
［１９］前記入口ピンチロールアセンブリよりも前に、２つのコイルからストリップを溶接する工程をさらに具備し、前記入口ピンチロールアセンブリは、前記２つのコイルから引っ張られたストリップを同時に受けることが可能である［１１］の方法。
［２０］コイル材から材料のストリップの高速切断をするためのレーザブランキング装置であって、長軸を有するコンベヤ支持フレームの第１の端部に配置された入口ピンチロールアセンブリと、前記コンベヤ支持フレームの第２の対向している端部の第２のピンチロールアセンブリと、前記ピンチロールアセンブリの各々に隣接し、協働するように配置され、間を移動する前記コイル材の移動しているストリップを挟持して、テンションをかける、対向している１対のピンチローラと、を具備し、各ピンチローラは、前記コンベヤの移動の速度にほぼ等しい速度で回転し、前記ピンチロールアセンブリの各々の間に介在された支持部材に配置された少なくとも２つのレーザヘッドが、前記材料のストリップからブランクの部分を順次切断をするように、前記長軸を横切る、又は平行な複数の軸に沿って移動している間、前記ピンチローラの各々が、前記コンベヤに沿って前記移動しているストリップを連続的に送るレーザブランキング装置。
［２１］前記コンベヤの長手方向に延びた軸線に沿って循環ループを形成している可動式の連続的なピンコンベヤをさらに具備し、前記支持部材は、前記ピンコンベヤの上に支持された複数の可動式のガントリを有し、前記ガントリの各々は、前記ストリップが前記コンベヤに沿って動いている間、前記長軸に沿って少なくとも有限の長さだけ移動することが可能であり、前記ガントリは、前記コンベヤの速度の２倍の速度で移動することができ、前記少なくとも２つのレーザヘッドの一方は、前記ガントリの各々に懸吊されており、前記レーザヘッドの各々は、前記長軸を横切る軸線に沿って前記対応するガントリに沿って移動することが可能であり、このレーザブランキング装置は、前記コンベヤに沿って送られる前記コイル材の前記移動しているストリップに複数のレーザ切断動作を行うことが可能である［２０］のレーザブランキング装置。
［２２］前記ガントリのうちの第１のガントリは、前記入口ピンチロールアセンブリと第２のピンチロールアセンブリとの間に配置されており、前記第２のピンチロールアセンブリは、前記第１のガントリと第２のガントリとの間に配置されており、前記第２のガントリは、前記移動しているストリップからブランク、又は切抜き部を完全に分離するレーザヘッドを有する［２１］のレーザブランキング装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】