特許 6237932 レーザ切断システム

(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】6237932

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】レーザ切断システム

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/38 20140101AFI20171120BHJP

   B23K 26/70 20140101ALI20171120BHJP

   B23K 26/10 20060101ALI20171120BHJP

   B23Q 7/00 20060101ALI20171120BHJP

【ＦＩ】

   B23K26/38 Z

   B23K26/70

   B23K26/10

   B23Q7/00 C

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-562354(P2016-562354)

(86)(22)【出願日】2015年10月30日

(86)【国際出願番号】JP2015080799

(87)【国際公開番号】WO2016088494

(87)【国際公開日】20160609

【審査請求日】2017年1月10日

(31)【優先権主張番号】特願2014-244873(P2014-244873)

(32)【優先日】2014年12月3日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006297

【氏名又は名称】村田機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107836

【弁理士】

【氏名又は名称】西 和哉

(74)【代理人】

【識別番号】100105946

【弁理士】

【氏名又は名称】磯野 富彦

(72)【発明者】

【氏名】堀田 佳男

【審査官】 篠原 将之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−１０７２８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１０４７９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１１５４４８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−０１８８１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１０５１６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０５２５７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ２６／３８

Ｂ２３Ｋ ２６／１０

Ｂ２３Ｋ ２６／７０

Ｂ２３Ｑ ７／００

Ｂ２３Ｑ ４１／０２

Ｂ２３Ｋ ３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークに対してレーザ加工を行う加工機本体と、
前記加工機本体から搬出された前記ワークを載置して昇降可能なフォーク部と、
前記フォーク部の先端を支持しかつ前記フォーク部の昇降に同期して昇降するフォーク支持部と、を備えるレーザ切断システム。

【請求項2】

前記フォーク支持部は、前記フォーク部の先端が並ぶ方向と平行な軸まわりに回転可能であり、かつ前記フォーク部の先端を載置して支持するローラを備える請求項１記載のレーザ切断システム。

【請求項3】

加工済みの前記ワークを載置して前記加工機本体から搬出する剣山状または鋸歯状のパレットを備え、
前記フォーク部は、前記パレットに差し込み可能であり、
前記フォーク支持部は、前記パレットを挟んで前記フォーク部の反対側に配置される、請求項１または請求項２記載のレーザ切断システム。

【請求項4】

少なくとも前記フォーク部が前記ワークを持ち上げる際に、前記ワークを上方から前記フォーク部に向けて押し付ける押さえ部を備える請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のレーザ切断システム。

【請求項5】

ワークに対してレーザ加工を行う加工機本体と、
前記加工機本体から搬出された前記ワークを載置して昇降可能なフォーク部と、
少なくとも前記フォーク部が前記ワークを持ち上げる際に、前記ワークを上方から前記フォーク部に向けて押し付ける押さえ部と、を備えるレーザ切断システム。

【請求項6】

前記押さえ部は、少なくとも前記ワークの上面に対応した領域に所定間隔で複数配置される請求項５記載のレーザ切断システム。

【請求項7】

前記押さえ部は、前記ワークを押さえる方向に弾性的に保持される請求項５または請求項６記載のレーザ切断システム。

【請求項8】

前記押さえ部は、前記ワークを吸着して搬送可能である請求項５〜請求項７のいずれか１項に記載のレーザ切断システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザ切断システムに関する。

【背景技術】

【0002】

板状のワークの一部を切断して残材から切り離し可能な製品を形成し、この製品を搬送するレーザ切断システムが知られている。このレーザ切断システムとして、例えば、加工機本体において、ワークを鋸歯状のパレット上に載置した状態でレーザ光によりワークの切断加工を行い、パレットに加工済みのワークを載置したまま加工機本体から搬出し、フォーク部によってパレットからワークを持ち上げて搬送することが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１４／０７７０５９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のように、パレット上でレーザ加工を行うものでは、加工時のレーザ光の熱によりワークの一部が溶融してパレットに付着し、そのまま固化することでワークの一部がパレットに固着（溶着）する場合がある。この状態でフォーク部によりワークを持ち上げると、ワークとパレットとの固着部分によってフォーク部が下方にたわんで湾曲してしまう。そのままフォーク部を持ち上げると、固着部分が外れることによりフォーク部が上方に跳ね上がり、その衝撃でワークのずれやワーク中の製品が残材から外れて位置がずれてしまい、その後の製品や残材のピックアップに支障が生じるといった問題がある。

【0005】

以上のような事情に鑑み、本発明は、フォーク部によりパレットからワークを持ち上げる場合にワークの位置がずれるのを防止し、その後の製品や残材のピックアップにおいて支障が生じるのを回避可能なレーザ切断システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係るレーザ切断システムは、ワークに対してレーザ加工を行う加工機本体と、加工機本体から搬出されたワークを載置して昇降可能なフォーク部と、フォーク部の先端を支持しかつフォーク部の昇降に同期して昇降するフォーク支持部と、を備える。

【0007】

また、フォーク支持部は、フォーク部の先端が並ぶ方向と平行な軸まわりに回転可能であり、かつフォーク部の先端を載置して支持するローラを備えてもよい。また、加工済みのワークを載置して加工機本体から搬出する剣山状または鋸歯状のパレットを備え、フォーク部は、パレットに差し込み可能であり、フォーク支持部は、パレットを挟んでフォーク部の反対側に配置されてもよい。また、少なくともフォーク部がワークを持ち上げる際に、ワークを上方からフォーク部に向けて押し付ける押さえ部を備えてもよい。

【0008】

また、本発明に係るレーザ切断システムは、ワークに対してレーザ加工を行う加工機本体と、加工機本体から搬出されたワークを載置して昇降可能なフォーク部と、少なくともフォーク部がワークを持ち上げる際に、ワークを上方からフォーク部に向けて押し付ける押さえ部と、を備える。

【0009】

また、押さえ部は、少なくともワークの上面に対応した領域に所定間隔で複数配置されてもよい。また、押さえ部は、ワークを押さえる方向に弾性的に保持されてもよい。また、押さえ部は、ワークを吸着して搬送可能であってもよい。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、フォーク支持部が、フォーク部の先端を支持しかつフォーク部の昇降に同期して昇降するため、先端を支持した状態でフォーク部を昇降させることができる。これにより、フォーク部によりワークを持ち上げる際に、ワークの一部がパレット等に固着しているときでもフォーク部の先端が下方にたわんで湾曲するのを防ぐことができ、フォーク部が上方に跳ね上がってワーク中の製品や残材の位置がずれるのを防止できる。その結果、製品及び残材の位置が正確に保持されるので製品及び残材のピックアップの自動化に容易に対応することができる。

【0011】

また、フォーク支持部が、フォーク部の先端が並ぶ方向と平行な軸まわりに回転可能であり、かつフォーク部の先端を載置して支持するローラを備えるものでは、フォーク部の先端が下方にずれた場合でもローラによってフォーク部の先端を案内し、フォーク部の先端を確実に支持することができる。また、加工済みのワークを載置して加工機本体から搬出する剣山状または鋸歯状のパレットを備え、フォーク部がパレットに差し込み可能であり、フォーク支持部がパレットを挟んでフォーク部の反対側に配置されるものでは、パレットに差し込んだフォーク部の先端をフォーク支持部によって確実に支持することができる。また、少なくともフォーク部がワークを持ち上げる際に、ワークを上方からフォーク部に向けて押し付ける押さえ部を備えるものでは、ワークをフォーク部と押さえ部とで挟んで支持するので、ワークの位置がずれるのを確実に防ぐことができる。

【0012】

また、本発明によれば、押さえ部が、少なくともフォーク部がワークを持ち上げる際に、ワークを上方からフォーク部に向けて押し付けるため、フォーク部によりワークを持ち上げる際に、押さえ部によってワークをフォーク部に押し付けるので、フォーク部が上方に跳ね上がったときでもワークの位置がずれるのを防止できる。

【0013】

また、押さえ部が、少なくともワークの上面に対応した領域に所定間隔で複数配置されるものでは、複数の押さえ部によってワーク全体を押さえるため、ワークを安定して支持することでワークの位置がずれるのを確実に防ぐことができる。また、押さえ部が、ワークを押さえる方向に弾性的に保持されるものでは、フォーク部がたわんだときでも押さえ部が弾性的に追従するので、ワークを安定して支持することができる。また、押さえ部が、ワークを吸着して搬送可能であるものでは、ワークを吸着して押さえることができ、かつ、この押さえ部を用いて製品や残材の搬送を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態に係るレーザ切断システムの一例を示す斜視図である。

【図2】図１に示すレーザ切断システムの平面図である。

【図3】パレット及びフォーク部の一例を示す斜視図である。

【図4】レーザ切断システムの要部を示す側面図である。

【図5】レーザ切断システムの動作の一例を示す図である。

【図6】図５に続き、レーザ切断システムの動作の一例を示す図である。

【図7】変形例に係るレーザ切断システムの動作の一例を示す図である。

【図8】変形例に係るレーザ切断システムの動作の一例を示す図である。

【図9】図８に続き、レーザ切断システムの動作の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、水平面に平行な平面をＸＹ平面とする。このＸＹ平面においてワークＷを加工機本体１０に搬入または搬出する方向をＸ方向と表記し、Ｘ方向に直交する方向をＹ方向と表記する。また、ＸＹ平面に垂直な方向はＺ方向と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。

【0016】

図１は、実施形態に係るレーザ切断システム１００の一例を示す斜視図である。図２は、レーザ切断システム１００の平面図である。図１及び図２に示すように、レーザ切断システム１００は、加工機本体１０と、パレット載置部２０と、フォーク部３０と、フォーク支持部４０と、ローダ５０と、製品トレー６０と、残材トレー７０とを備えている。また、レーザ切断システム１００は、各部を統括的に制御する不図示の制御部を有している。加工機本体１０は、後述するパレット２１に載置されたワークＷに対してレーザ光により切断加工を行い、製品Ｍを形成する。加工機本体１０は、チャンバ１１を有している。チャンバ１１は、ワークＷ及びパレット２１を収容可能な寸法に形成されており、開口部１１ａを有している。開口部１１ａは、ワークＷを載置したパレット２１が通過可能な大きさに設けられる。本実施形態では、開口部１１ａを介してワークＷ及びパレット２１が加工機本体１０に搬入及び搬出される。

【0017】

チャンバ１１の内部には、レーザヘッド１２が収容されている。レーザヘッド１２は、ワークＷを切断するため、例えば−Ｚ方向にレーザ光を射出する射出部（不図示）を有している。レーザヘッド１２は、光ファイバなどの光伝送体を介してレーザ光源に接続されている。レーザ光源としては、例えば炭酸ガスレーザなどの気体レーザの光源や、ファイバーレーザなどの固体レーザの光源が用いられる。レーザヘッド１２は、不図示のヘッド移動部により、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動可能に設けられている。ヘッド移動部は、例えば、Ｘ方向に移動可能なガントリと、ガントリに対してＹ方向に移動可能なスライダと、スライダに対してＺ方向に移動可能な昇降部と、で構成され、それぞれの駆動源を駆動することによりレーザヘッド１２をＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の所定位置に移動させる。

【0018】

レーザヘッド１２によるレーザ光の射出や、ヘッド移動部は、制御部によって制御される。これにより、加工機本体１０は、レーザヘッド１２を移動させつつレーザ光を射出することにより、ワークＷの一部を切断して製品Ｍを形成する。なお、上記した構成はワークＷに対してレーザヘッド１２が移動する構成を説明したがこれに限定されず、レーザヘッド１２を固定してワークＷを移動させるものや、レーザヘッド１２及びワークＷの双方が移動するものなど、ワークＷとレーザヘッド１２とが相対的に移動する任意の構成が適用可能である。

【0019】

パレット載置部２０は、加工機本体１０の開口部１１ａに対して−Ｘ側に配置される。パレット載置部２０は、加工機本体１０に搬入されるパレット２１や、加工機本体１０から搬出されるパレット２１を載置する。パレット載置部２０は、開口部１１ａからＸ方向に延びるガイド部材２２、２３を有している。ガイド部材２２、２３は、Ｙ方向に並んで配置される。ガイド部材２２、２３は、パレット２１をＸ方向に案内する。

【0020】

図３は、パレット２１の一例を示す斜視図である。なお、図３には、後述のフォーク部３０についても併せて示している。このパレット２１は、加工前のワークＷを載置して加工機本体１０に搬入する場合の他に、加工機本体１０内においてワークＷの載置台や、製品Ｍを形成済のワークＷを載置して加工機本体１０から搬出する場合に用いられる。

【0021】

図３に示すように、パレット２１は、ベースプレート２１ａ及び支持プレート２１ｂを有している。ベースプレート２１ａは、例えば矩形状に形成されている。ベースプレート２１ａの下面にはガイド部材２２、２３を走行可能な不図示の車輪を備えている。パレット２１は、これら車輪のいずれかを駆動輪とすることでガイド部材２２、２３上を移動する。ただし、パレット２１に駆動輪を備えることに代えて、パレット載置部２０に不図示のパレット駆動機構を形成し、このパレット駆動機構を駆動することによりパレット２１をガイド部材２２、２３に沿ってＸ方向に沿って移動させてもよい。なお、パレット２１の移動は制御部によって制御される。

【0022】

支持プレート２１ｂは、ワークＷの下面（−Ｚ側の面）を支持する。支持プレート２１ｂは、ベースプレート２１ａの上面（＋Ｚ側の面）に複数設けられている。複数の支持プレート２１ｂは、ベースプレート２１ａに対して立った状態で設けられ、Ｘ方向に並んで配置されている。複数の支持プレート２１ｂにおいてＸ方向の間隔は、後述するフォーク部３０の腕部３２を差し込むことが可能な間隔に設定される。各支持プレート２１ｂは、例えば鋸歯状に形成された複数の上端部２１ｃを有している。各上端部２１ｃは、ベースプレート２１ａからの高さ（Ｚ方向の位置）が同一となるように形成されている。複数の上端部２１ｃには、ワークＷが載置される。複数の上端部２１ｃの高さが同一であるため、ワークＷを水平面（ＸＹ平面）に沿って安定して配置することができる。また、上端部２１ｃが鋸歯状に形成されているため、上端部２１ｃとワークＷとの間の接触面積が小さくなる。

【0023】

なお、上端部２１ｃは、鋸歯状とすることに限定されず、例えば、波形状としてもよい。また、パレット２１は、複数の支持プレート２１ｂを用いることに限定されず、例えば、複数のピンがベースプレート２１ａ上に配置された剣山状でもよい。

【0024】

パレット２１は、パレット載置部２０に待機した状態で外部からワークＷが支持プレート２１ｂの上端部２１ｃに載置される。パレット２１へのワークＷの載置は、作業者が手作業により行ってもよく、またはワーク搬送装置（例えば後述するローダ５０等）により行ってもよい。パレット２１は、ワークＷを乗せたまま＋Ｘ方向に移動して加工機本体１０の加工領域に配置される。また、パレット２１は、加工済みのワークＷを載置したまま−Ｘ方向に移動して加工機本体１０の外部に搬出され、パレット載置部２０に戻る。このように、パレット２１は、加工機本体１０とパレット載置部２０とを往復移動する。なお、パレット２１は１台で運用されることに限定されず、複数台のパレット２１が使用されてもよい。この場合、パレット２１同士が干渉しないようにパレット２１を加工機本体１０とパレット載置部２０とで循環させる構成が適用されてもよい。

【0025】

ワーク保持部２４は、ワークＷの端辺を保持する。ワーク保持部２４は、グリッパ２４ａ、２４ｂを有する。グリッパ２４ａ、２４ｂは、Ｘ方向に長手となるように形成され、Ｙ方向に並んで配置される。グリッパ２４ａ、２４ｂは、ワークＷの−Ｙ側及び＋Ｙ側の端辺をそれぞれ保持する。ワーク保持部２４には、ガイドレール２４ｃが設けられている。ガイドレール２４ｃは、グリッパ２４ａ、２４ｂをＹ方向に案内する。グリッパ２４ａ、２４ｂは、不図示の駆動源に接続されており、この駆動源によってＹ方向に移動し、ワークＷの把持または解放を行う。なお、グリッパ２４ａ、２４ｂの駆動は、制御部によって制御される。

【0026】

また、上記したワーク保持部２４は、ワークＷの−Ｙ側及び＋Ｙ側の端辺をそれぞれ保持するが、これに限定されない。例えば、ワークＷの−Ｘ側及び＋Ｘ側の端辺をそれぞれ保持するものでもよく、また、ワークＷの±Ｙ側及び±Ｘ側の端辺をそれぞれ保持するものでもよい。ワーク保持部２４は、ワークＷの長辺側（例えばＹ方向に伸びる端辺側）をそれぞれ把持することにより、ワークＷを持ち上げた際にワークＷのたわみを軽減できる。また、グリッパ２４ａ、２４ｂは、Ｘ方向に長手のものであることに限定されず、ワークＷの端部を保持可能な任意の構成が適用可能である。

【0027】

フォーク部３０は、図１及び図２に示すように、パレット載置部２０の−Ｙ側に配置され、＋Ｙ方向に進退可能に形成されている。さらに、フォーク部３０は、Ｚ方向に昇降可能に形成されている。フォーク部３０は、基部３１と、腕部３２と、フォーク駆動部３３とを有している。基部３１は、Ｘ方向に延びた形状に形成されている。基部３１は、不図示のガイド部によってＹ方向に移動可能に設けられている。腕部３２は、基部３１から＋Ｙ方向に延びるように形成されている。腕部３２は、Ｘ方向に複数設けられている。各腕部３２は、支持プレート２１ｂとほぼ等しいピッチでＸ方向に並んで配置されている。したがって、各腕部３２の先端３２ａは、Ｘ方向に並んで配置される。

【0028】

フォーク駆動部３３は、フォーク部３０をＹ方向へ進退移動させ、また、Ｚ方向へ昇降移動させる。フォーク駆動部３３は、不図示の駆動源と、この駆動源の動力を基部３１に伝達する伝達機構とを有している。フォーク駆動部３３の動作は、制御部によって制御される。

【0029】

フォーク部３０は、図３に示すように、基部３１を＋Ｙ方向に移動させた場合に各腕部３２が支持プレート２１ｂ同士の間を＋Ｙ方向に侵入可能である。これにより、腕部３２を支持プレート２１ｂ間に差し込んだ状態でフォーク部３０を上昇させることにより、支持プレート２１ｂ上に載置されたワークＷを腕部３２によって持ち上げることが可能となる。

【0030】

フォーク支持部４０は、パレット載置部２０の＋Ｙ側に設けられている。フォーク支持部４０は、ローラ４１と、ガイド４２と、ローラ駆動部４３とを有している。ローラ４１は、腕部３２の先端３２ａが並ぶ方向（Ｘ方向）に沿って配置されている。ローラ４１は、各腕部３２の先端３２ａを載置して支持可能に配置される。ローラ４１は、軸部４１ａによって回転可能に保持される。このため、フォーク部３０の先端３２ａがＹ方向に進退してもローラ４１が回転することにより両者間の摩擦による抵抗力を減少させ、フォーク部３０の進退の支障となるのを抑制している。また、フォーク部３０の先端３２ａがやや下がってローラ４１に当接した場合でもローラ４１が回転して先端３２ａを上方にガイドするので、ローラ４１による先端３２ａの支持を確実に行うことができる。

【0031】

ガイド４２は、ローラ４１をＸ方向に挟む位置に一対配置されている。各ガイド４２には、Ｚ方向に沿った案内溝４２ａを有している。各案内溝４２ａには、ローラ４１の軸部４１ａが挿入されている。これにより、ローラ４１は、この案内溝４２ａに沿ってＺ方向に昇降可能となっている。

【0032】

ローラ駆動部４３は、ローラ４１をＺ方向に移動させる。ローラ駆動部４３は、不図示の駆動源と、この駆動源の動力をローラ４１の軸部４１ａに伝達する伝達機構とを有している。ローラ駆動部４３は、ローラ４１をＸ方向と平行に維持した状態でＺ方向に昇降させる。ローラ４１は、フォーク部３０の昇降と同期して昇降する。なお、ローラ駆動部４３の動作は、制御部によって制御される。また、ローラ４１を昇降させる構成は、上記に限定されず、ローラ４１を昇降可能な他の構成が適用されてもよい。

【0033】

ローダ５０は、ワークＷやワークＷから切り離された製品Ｍを搬送する。ローダ５０は、本体部５１と、押さえ部５２とを有している。図４は、ローダ５０の一例を示している。図１、図２及び図４に示すように、本体部５１は、例えば矩形の箱状に形成されている。本体部５１は、不図示の移動機構に接続されており、この移動機構によってＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動可能である。本体部５１は、−Ｚ側の面（底面）５１ａがＸＹ平面に平行となるように配置される。本体部５１の底面５１ａは、ワークＷを搬送する際にワークＷの上面と対向する面である。底面５１ａは、ワークＷに応じた寸法に形成されている。

【0034】

押さえ部５２は、本体部５１の底面５１ａに複数設けられている。押さえ部５２は、本体部５１の底面５１ａの全体に亘ってＸ方向及びＹ方向にそれぞれ一定間隔で配置される。複数の押さえ部５２は、ワークＷの寸法に対応した領域に配置されている。複数の押さえ部５２の本数や配置は任意である。例えば、ワークＷの上面に対応した領域のうち、一部の押さえ部５２の本数を多くして、ワークＷの上面に対応した領域において、押さえ部５２の粗密が形成されてもよい。

【0035】

各押さえ部５２は、昇降ロッド５２ａと、吸着パッド５２ｂと、弾性部材５２ｃとを有している。昇降ロッド５２ａは、底面５１ａから−Ｚ方向に突出して設けられている。各昇降ロッド５２ａは、不図示の駆動装置により底面５１ａに対して個別に昇降（Ｚ方向に移動）可能となっている。吸着パッド５２ｂは、昇降ロッド５２ａの−Ｚ側の端部に取り付けられている。吸着パッド５２ｂには、不図示の吸引機構が接続されており、この吸引機構を駆動することでワークＷを吸着可能である。

【0036】

なお、ワークＷの吸着は、気体を吸引して行う構成に限定されず、例えばワークＷが磁性材料である場合、ワークＷを磁気的に吸着または解放可能な電磁石等が使用されてもよい。弾性部材５２ｃは、昇降ロッド５２ａの周囲に配置され、吸着パッド５２ｂと底面５１ａとの間に弾性力を付与する。このように、押さえ部５２は、弾性部材５２ｃによってＺ方向に弾性的に保持されており、この弾性部材５２ｃの弾性力に抗して上方に移動可能となっている。また、ローダ５０の移動や押さえ部５２の駆動は、制御部によって制御される。

【0037】

図１及び図２に示すように、製品トレー６０は、ワークＷから分離した製品Ｍを載置する。製品トレー６０は、パレット載置部２０の下方（−Ｚ側）に配置される。製品トレー６０において、製品Ｍは積層した状態で載置される。残材トレー７０は、ワークＷから製品Ｍを取り外した残材Ｓを載置する。残材トレー７０は、パレット載置部２０の＋Ｙ側に配置される。したがって、残材トレー７０は、パレット載置部２０に対してフォーク部３０の反対側に配置される。

【0038】

また、上記したワーク保持部２４は、残材トレー７０の上方まで＋Ｙ方向に移動可能となっている。これにより、残材Ｓを保持したワーク保持部２４により残材Ｓを残材トレー７０まで搬送することができる。また、製品トレー６０や残材トレー７０は下面側に不図示の車輪が設けられており、作業者等により引き出して搬送可能となっている。なお、製品トレー６０や残材トレー７０は、搬送装置等により搬送されるように構成されてもよい。

【0039】

次に、上記のように構成されたレーザ切断システム１００の動作を説明する。レーザ切断システム１００の動作は、不図示の制御部によって各部が制御される点は上記のとおりである。図５は、レーザ切断システム１００の動作過程を示す図である。

【0040】

まず、パレット載置部２０にパレット２１が配置された状態で、レーザ切断システム１００の外部に保管されている未加工のワークＷがローダ５０によってパレット２１上に搬送される。パレット２１上へのワークＷの搬送は、作業者の手作業や他の搬送装置で行ってもよい。ローダ５０によりワークＷを搬送する場合、複数の吸着パッド５２ｂによりワークＷの上面を吸着してワークＷを保持する。吸着パッド５２ｂによるワークＷの吸着力は、ローダ５０の移動によってワークＷが落下しない程度に設定される。

【0041】

ワークＷを吸着したローダ５０がパレット２１まで移動し、ワークＷをパレット２１上に載置する。ワークＷがパレット２１に載置された後、パレット２１がガイド部材２２、２３に沿って＋Ｘ方向に移動して加工機本体１０にワークＷを搬入する。加工機本体１０ではパレット２１に載置したままレーザヘッド１２によってワークＷの切断加工が行われ、例えば複数の製品Ｍが形成される。ワークＷへの加工終了後、パレット２１は、−Ｘ方向に移動して加工機本体１０からワークＷを搬出し、パレット載置部２０に戻る。ワークＷは切断加工により製品Ｍと残材Ｓとに分離されており、これら製品Ｍ及び残材Ｓの双方がパレット２１に載置された状態でパレット載置部２０まで搬送される。

【0042】

次に、図５（ａ）に示すように、フォーク部３０が待機位置から＋Ｙ方向に移動し、腕部３２を支持プレート２１ｂ間に差し込んでワークＷの下方に配置する。なお、フォーク部３０の移動に先立ち、ローラ４１の上端の高さ位置（Ｚ方向の位置）をフォーク部３０の先端３２ａの底部の高さ位置に合わせて調整しておく。これにより、腕部３２の先端３２ａがローラ４１上に載置されて支持される。また、フォーク部３０が＋Ｙ方向に移動する際、先端３２ａがローラ４１上を＋Ｙ方向に転がるように案内されるため、摩擦による抵抗力をほとんど受けることなくフォーク部３０を移動させることができる。

【0043】

次に、図５（ｂ）に示すように、フォーク部３０とローラ４１とを＋Ｚ方向に同期して移動させ、ワークＷをパレット２１から持ち上げる。これにより、腕部３２の先端３２ａがローラ４１に支持された状態でワークＷがパレット２１から持ち上げられる。したがって、ワークＷの一部がパレット２１に固着して、腕部３２がワークＷに引っ掛かる場合であっても、腕部３２の先端３２ａが湾曲するのを抑制できる。また、ローラ４１が上昇することにより、腕部３２の全体がＸＹ平面にほぼ平行な状態で＋Ｚ方向に移動し、パレット２１への固着部分を引きはがしてワークＷが持ち上げられる。このとき、腕部３２は湾曲しないので先端３２ａが跳ね上がることがなく、ワークＷの位置のずれや、ワークＷ中の製品Ｍが残材Ｓから外れて位置がずれてしまうことを抑制している。

【0044】

次に、図６（ａ）に示すように、ワーク保持部２４は、グリッパ２４ａ、２４ｂをそれぞれＹ方向に移動してワークＷの−Ｙ側及び＋Ｙ側の端辺をそれぞれ保持する。続いて、グリッパ２４ａ、２４ｂを上方させることにより、製品Ｍは残材Ｓから切り離されて腕部３２上に残った状態となる。なお、グリッパ２４ａ、２４ｂによりワークＷを把持するタイミングは、フォーク部３０によりワークＷを持ち上げるタイミング（例えば図５（ａ）に示すタイミングなど）でもよい。続いて、ワーク保持部２４により残材Ｓを残材トレー７０の上方に搬送した後、グリッパ２４ａ、２４ｂによる残材Ｓの把持を解除することにより落下して残材トレー７０に入れる。なお、残材Ｓは、ローダ５０によって残材トレー７０に搬送してもよい。

【0045】

次に、図６（ｂ）に示すように、ローダ５０を−Ｚ方向に移動させ、吸着パッド５２ｂを製品Ｍの上面に当接させて製品Ｍを吸着する。このとき、制御部は、製品Ｍの位置を予め把握しているので、この製品Ｍに対応する吸着パッド５２ｂのみに対して吸着を行うように指示する。製品Ｍを吸着した後、ローダ５０を＋Ｚ方向に移動させる。その結果、製品Ｍは、フォーク部３０からローダ５０に渡される。なお、図６（ｂ）では全ての製品Ｍを吸着パッド５２ｂで吸着しているが、複数の製品Ｍのうち一部を吸着パッド５２ｂで吸着し、残りをフォーク部３０の腕部３２に載置したままとしてもよい。また、フォーク部３０からローダ５０に製品Ｍを渡す際に、フォーク部３０を−Ｚ方向に移動させてもよい。その後、フォーク部３０を−Ｙ方向に退避させ、ローダ５０を−Ｚ方向に移動させることにより、製品トレー６０に製品Ｍを載置する（図１参照）。

【0046】

なお、図６（ａ）及び（ｂ）では、残材Ｓをフォーク部３０上から相対的に離すことで製品Ｍと分離させ、フォーク部３０に残った製品Ｍをピックアップして搬送しているが、これに限定されない。例えば、ワークＷをフォーク部３０で持ち上げた後、ローダ５０の押さえ部５２によってワークＷ中から製品Ｍを選択して吸着し、製品Ｍの搬送を行ってもよい。

【0047】

その後、パレット載置部２０にパレット２１を配置した状態で、次の未加工のワークＷがローダ５０によってパレット２１上に載置される。そして、上記の動作を繰り返して行うことにより、ワークＷが切断加工され、製品トレー６０に新たな製品Ｍが載置され、残材トレー７０に新たな残材Ｓが載置される。

【0048】

このように、本実施形態によれば、フォーク支持部４０が、フォーク部３０の腕部３２の先端３２ａを支持しかつフォーク部３０の昇降に同期して昇降するため、先端３２ａを支持した状態でフォーク部３０を昇降させることができる。これにより、フォーク部３０の湾曲を防ぐことができ、フォーク部３０が上方に跳ね上がってワークＷ中の製品Ｍや残材Ｓの位置がずれるのを防止できる。その結果、製品Ｍ及び残材Ｓの位置が正確に保持されるので製品Ｍ及び残材Ｓのピックアップの自動化に容易に対応することができる。

【0049】

上記した実施形態では、フォーク部３０の腕部３２の先端３２ａのみを支持する構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。図７は、変形例に係るレーザ切断システム１００の動作の一例を示す平面図である。本変形例において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。

【0050】

図７（ａ）に示すように、フォーク部３０の腕部３２の先端３２ａをローラ４１上に配置した後、フォーク部３０を上昇させる前に、ローダ５０がワークＷの上方から−Ｚ方向に移動し、吸着パッド５２ｂをワークＷの上面に当接させる。吸着パッド５２ｂは、ワークＷに当接することによりワークＷを押し付けかつ吸着する。吸着パッド５２ｂの吸着力は、ワークＷの搬送時と同様の吸着力であってもよく、または、ワークＷの搬送時の吸着力より小さな吸着力であってもよい。なお、吸着パッド５２ｂにより吸着するか否かは任意である。

【0051】

次に、図７（ｂ）に示すように、フォーク部３０を＋Ｚ方向に移動させ、ワークＷをパレット２１から持ち上げる。ワークＷが持ち上げられることにより、各吸着パッド５２ｂ及び昇降ロッド５２ａが＋Ｚ方向に押され、弾性部材５２ｃの弾性力に抗して縮んだ状態となる。ワークＷは、押さえ部５２の吸着パッド５２ｂと、フォーク部３０の腕部３２とによって挟まれた状態で保持される。例えば、ワークＷの中央部分がパレット２１に固着していると、フォーク部３０でワークＷを持ち上げる際にワークＷの中央部分が下方にたわみ、固着部分が外れることにより跳ね上がって製品Ｍが残材Ｓから外れる可能性がある。このような場合、図７に示すように、ワークＷを押さえ部５２により押さえることでワークＷの中央部分が跳ね上がっても製品Ｍが残材から外れて位置がずれるのを防止できる。

【0052】

また、上記した実施形態では、フォーク支持部４０によってフォーク部３０の腕部３２の先端３２ａを支持する構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。図８及び図９は、変形例に係るレーザ切断システム１００Ａの動作の一例を示す平面図である。図８及び図９に示すように、レーザ切断システム１００Ａでは、フォーク支持部４０が用いられず、他の構成は上記した実施形態と同一である。以下の説明では、ワークＷがレーザ加工の熱により固着位置Ｐにおいて支持プレート２１ｂの上端部２１ｃに固着されているものとする。

【0053】

図８（ａ）に示すように、フォーク部３０の腕部３２を支持プレート２１ｂ間に挿入した後、フォーク部３０を上昇させる前に、ローダ５０がワークＷの上方から−Ｚ方向に移動し、吸着パッド５２ｂをワークＷの上面に当接させる。吸着パッド５２ｂは、ワークＷに当接することによりワークＷを押し付けかつ吸着する。吸着パッド５２ｂの吸着力は、ワークＷの搬送時と同様の吸着力であってもよく、または、ワークＷの搬送時の吸着力より小さな吸着力であってもよい。なお、吸着パッド５２ｂにより吸着するか否かは任意である。

【0054】

次に、図８（ｂ）に示すように、フォーク部３０を＋Ｚ方向に移動させ、ワークＷをパレット２１から持ち上げる。このとき、ワークＷが固着位置Ｐに保持されるので、腕部３２は、先端３２ａ側が下方に向けて湾曲してしまう。このとき、ワークＷの一部はフォーク部３０により持ち上げられるが、各押さえ部５２が弾性的に収縮してワークＷを押さえた状態を維持している。その後、フォーク部３０が＋Ｚ方向に移動することにより固着位置Ｐが外れると、下方にたわんだ腕部３２が弾性的に跳ね上がるように復元する。このとき、図９に示すように、ワークＷが押さえ部５２によって押さえられているため、腕部３２の復元によってワークＷが跳ね上げられるのを抑制する。押さえ部５２は、弾性部材５２ｃによってワークＷが跳ね上がるのを受け止めるように作用する。

【0055】

このように、本変形例によれば、フォーク支持部４０を用いない場合であっても、押さえ部５２によりワークＷを押さえることにより、フォーク部３０上でワークＷの位置がずれるのを防ぐことができる。

【0056】

以上、実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、上記した実施形態において、フォーク支持部４０にローラ４１が用いられるが、これに限定されない。例えば、ローラ４１に代えて、フォーク部３０の腕部３２の先端３２ａを支持可能な棒状または板状ものが用いられてもよい。

【0057】

また、上記した実施形態では、ローダ５０において複数の押さえ部５２がＸ方向及びＹ方向に一定間隔で配置された構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、Ｘ方向またはＹ方向に間隔を変えて配置されてもよい。例えば、フォーク部３０の腕部３２の先端３２ａ側において、押さえ部５２の間隔を基部３１側より小さくなるような配置であってもよい。この場合、たわみやすい腕部３２の先端３２ａ側に押さえ部５２を多く配置するので、腕部３２（ワークＷ）が跳ね上がるのを多くの押さえ部５２によって受け止めることが可能となる。

【符号の説明】

【0058】

Ｗ…ワーク
Ｍ…製品
Ｓ…残材
１０…加工機本体
２０…パレット載置部
２１…パレット
３０…フォーク部
３２…腕部
３２ａ…先端
４０…フォーク支持部
４１…ローラ
５０…ローダ
５２…押さえ部
１００、１００Ａ…レーザ切断システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】