特許 6582632 板材加工システム、及び板材加工方法

(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】6582632

(24)【登録日】2019年9月13日

(45)【発行日】2019年10月2日

(54)【発明の名称】板材加工システム、及び板材加工方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/10 20060101AFI20190919BHJP

   B23P 23/04 20060101ALI20190919BHJP

   B23Q 7/00 20060101ALI20190919BHJP

   B21D 43/28 20060101ALI20190919BHJP

   B21D 43/10 20060101ALI20190919BHJP

【ＦＩ】

   B23K26/10

   B23P23/04

   B23Q7/00 C

   B21D43/28

   B21D43/10 C

【請求項の数】7

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-134279(P2015-134279)

(22)【出願日】2015年7月3日

(65)【公開番号】特開2017-13105(P2017-13105A)

(43)【公開日】2017年1月19日

【審査請求日】2018年4月19日

(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】長江 正行

【審査官】 奥隅 隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−００１２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０９９３３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０３−０８５１２９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０９−２９５０８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０３１６４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１２９１３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ２６／００−２６／７０

Ｂ２１Ｄ ４３／００−４３／２８

Ｂ２３Ｐ ２３／００−２３／０６

Ｂ２３Ｑ ７／００− ７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１加工領域においてワーク載置部に載置された静止状態の板状のワークに対して、水平面における一方向及びこの一方向に直交する方向に移動して前記ワークを加工するレーザヘッドを有するレーザ加工装置と、
前記第１加工領域とは別の第２加工領域において前記ワークを加工する加工工具を有する第２加工装置と、
前記第１加工領域において前記ワーク載置部に載置されていた前記ワークを受け取って載置することにより支持する、又は載置して支持していた前記ワークを前記ワーク載置部に渡して載置させる支持装置と、
前記ワーク載置部に載置された前記ワークの端部を把持するワークホルダを有し、前記ワークホルダにより把持した前記ワークを前記第１加工領域と、前記第２加工領域を挟んで前記第１加工領域とは反対側にある領域との間で、前記ワークを前記支持装置で支持させつつ当該支持装置上を移動させて搬送する搬送装置と、を備え、
前記ワーク載置部は、前記ワークを支持するための複数の支持部を有し、
前記支持部の間に進入し、前記ワーク載置部に載置された前記ワークの端部を前記ワークホルダによって把持可能な一定の高さまで持ち上げるワークリフタを備え、
前記第２加工装置の前記加工工具は、前記搬送装置による前記ワークの搬送方向と交差する交差方向に移動可能である、板材加工システム。

【請求項2】

前記ワークリフタは、前記ワークの端部の下方に対して進退可能である、請求項１に記載の板材加工システム。

【請求項3】

前記ワークリフタは、前記レーザ加工装置のフレーム、及び前記搬送装置のうち少なくとも一方に設けられる、請求項１または請求項２に記載の板材加工システム。

【請求項4】

前記ワークリフタは、前記ワークの端部のうち、前記ワークホルダで把持する部分の近傍を持ち上げるように配置される、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の板材加工システム。

【請求項5】

前記ワークリフタは、前記ワークホルダに対応して複数配置される、請求項４に記載の板材加工システム。

【請求項6】

前記搬送装置により前記ワークを前記ワーク載置部から搬送する途中に設定された加工領域において、前記ワークを加工する加工工具を有する第２加工装置、を備える、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の板材加工システム。

【請求項7】

第１加工領域においてワーク載置部に載置された静止状態の板状のワークに対して、水平面における一方向及びこの一方向に直交する方向に移動して前記ワークを加工するレーザヘッドを有するレーザ加工装置と、前記第１加工領域とは別の第２加工領域において前記ワークを加工する加工工具を有する第２加工装置と、前記第１加工領域において前記ワーク載置部に載置されていた前記ワークを受け取って載置することにより支持する、又は載置して支持していた前記ワークを前記ワーク載置部に渡して載置させる支持装置と、前記ワーク載置部に載置された前記ワークの端部を把持するワークホルダを有し、前記ワークホルダにより把持した前記ワークを前記第１加工領域と、前記第２加工領域を挟んで前記第１加工領域とは反対側にある領域との間で、前記ワークを前記支持装置で支持させつつ当該支持装置上を移動させて搬送する搬送装置と、を備え、前記第２加工装置の前記加工工具は、前記搬送装置による前記ワークの搬送方向と交差する交差方向に移動可能である板材加工システムを用いた板材加工方法であって、
前記ワーク載置部は、前記ワークを支持するための複数の支持部を有し、
前記支持部の間に進入し、前記ワーク載置部に載置された前記ワークの端部を、前記ワークホルダによって把持可能な一定の高さまで持ち上げることを含む、板材加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、板材加工システム、及び板材加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ワークに対して切断加工を行う装置として、例えばレーザ加工装置など備える板材加工システムが知られている（例えば、下記特許文献１参照）。このレーザ加工装置は、ワーク載置部に載置されたワークにレーザ光を照射しつつ、レーザヘッドをワークに対して相対的に移動させることにより、ワークの切断加工を行う。また、レーザ加工装置により加工されたワークは、ワーク載置部から搬送装置によって所定の場所に搬送される場合がある。また、レーザ加工を行う際においても、搬送装置によってワーク載置部上のワークを保持して、レーザヘッドに対するワークのズレを防ぐ場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平５−２３８７７号公報。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のように、搬送装置によってワークを保持する場合、例えばワークホルダによってワークの端部を把持することを行っている。この場合、搬送装置がワークに向かって移動し、ワークの端部をワークホルダ等で把持するので、ワークホルダの掴み高さとワークの高さがほぼ一致していることが必要となる。ただし、異なるワーク載置部を用いた場合、あるいはワーク載置部の上端がワークの加工に伴うレーザ光の照射により溶融した場合などでは、ワークを載置する高さが低くなる可能性がある。これでは、搬送装置がワークを受け取るためにワークに向かった場合でも、予め設定された高さよりワークが低いためワークの端部が搬送装置の一部とぶつかってしまい、ワークホルダによってワークを把持できないといった事態が生じる。また、ワーク載置部上のワークの高さに併せて搬送装置を昇降させることも考えられるが、搬送装置の構造が複雑となりコストの増加を招くことになる。

【0005】

以上のような事情に鑑み、本発明は、レーザ加工装置のワーク載置部に載置されたワークの端部の高さを簡単な構成で調整可能にして、搬送装置によるワークの把持を確実に行うことが可能な板材加工システム、及び板材加工方法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】

本発明に係る板材加工システムは、第１加工領域においてワーク載置部に載置された静止状態の板状のワークに対して、水平面における一方向及びこの一方向に直交する方向に移動してワークを加工するレーザヘッドを有するレーザ加工装置と、第１加工領域とは別の第２加工領域においてワークを加工する加工工具を有する第２加工装置と、第１加工領域においてワーク載置部に載置されていたワークを受け取って載置することにより支持する、又は載置して支持していたワークをワーク載置部に渡して載置させる支持装置と、ワーク載置部に載置されたワークの端部を把持するワークホルダを有し、ワークホルダにより把持したワークを第１加工領域と、第２加工領域を挟んで第１加工領域とは反対側にある領域との間で、ワークを支持装置で支持させつつ当該支持装置上を移動させて搬送する搬送装置と、を備え、ワーク載置部は、ワークを支持するための複数の支持部を有し、支持部の間に進入し、ワーク載置部に載置されたワークの端部を、ワークホルダによって把持可能な一定の高さまで持ち上げるワークリフタを備え、第２加工装置の加工工具は、搬送装置による記ワークの搬送方向と交差する交差方向に移動可能である。

【0007】

また、ワークリフタは、ワークの端部の下方に対して進退可能であってもよい。また、ワークリフタは、レーザ加工装置のフレーム、及び搬送装置のうち少なくとも一方に設けられてもよい。また、ワークリフタは、ワークの端部のうち、ワークホルダで把持する部分の近傍を持ち上げるように配置されてもよい。また、ワークリフタは、ワークホルダに対応して複数配置されてもよい。また、ワーク載置部は、ワークを支持するための複数の支持部を備え、ワークリフタは、支持部の間に進入可能であってもよい。また、搬送装置によりワークをワーク載置部から搬送する途中に設定された加工領域において、ワークを加工する加工工具を有する第２加工装置、を備えてもよい。

【0008】

本発明に係る板材加工方法は、第１加工領域においてワーク載置部に載置された静止状態の板状のワークに対して、水平面における一方向及びこの一方向に直交する方向相対的に移動してワークを加工するレーザヘッドを有するレーザ加工装置と、第１加工領域とは別の第２加工領域においてワークを加工する加工工具を有する第２加工装置と、第１加工領域においてワーク載置部に載置されていたワークを受け取って載置することにより支持する、又は載置して支持していたワークをワーク載置部に渡して載置させる支持装置と、ワーク載置部に載置されたワークの端部を把持するワークホルダを有し、ワークホルダにより把持したワークを第１加工領域と、第２加工領域を挟んで第１加工領域とは反対側にある領域との間で、ワークを支持装置で支持させつつ当該支持装置上を移動させて搬送する搬送装置と、を備え、第２加工装置の加工工具は、搬送装置によるワークの搬送方向と交差する交差方向に移動可能である板材加工システムを用いた板材加工方法であって、ワーク載置部は、ワークを支持するための複数の支持部を有し、支持部の間に進入し、ワーク載置部に載置されたワークの端部を、ワークホルダによって把持可能な一定の高さまで持ち上げることを含む。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、ワーク端部をワークホルダによって把持可能な高さまで持ち上げるワークリフタを備えるので、ワーク載置部上のワークの高さがワークホルダの掴み高さより低い場合でも、ワークを安定してワークホルダで把持させることができる。従って、上端の高さが異なるワーク載置部を用いた場合、あるいはワーク載置部の上端が溶融して低くなった場合であっても、ワークリフタによってワークを確実に把持することができる。

【0010】

また、ワークリフタは、ワークの端部の下方に対して進退可能である場合、ワークリフタの退避により、ワーク載置部の走行を許容することができ、また、レーザ加工時においてワークリフタに対するレーザ光の直接照射を防止してワークリフタの損傷等を抑制できる。また、ワークリフタは、レーザ加工装置のフレーム、及び搬送装置のうち少なくとも一方に設けられる場合、ワークリフタをコンパクトに設置することができる。ワークリフタがワークの端部のうち、ワークホルダで把持する部分の近傍を持ち上げる場合、ワークホルダに対して精度よくワークの高さを設定することができる。ワークリフタがワークホルダに対応して複数配置される場合、ワークホルダのそれぞれに対してワークの高さを容易に設定することができる。ワーク載置部は、ワークを支持するための複数の支持部を備え、ワークリフタは、支持部の間に進入可能である場合、支持部とワークリフタとの干渉を避けることができる。搬送装置によりワークをワーク載置部から搬送する途中に設定された加工領域において、ワークを加工する加工工具を有する第２加工装置、を備える場合、ワークをレーザ加工装置あるいは第２加工装置によって複数種類の加工を行うことができ、さらに、レーザ加工装置と第２加工装置とをコンパクトにした板材加工システムを形成することができる。

【0011】

また、本発明の板材加工方法によれば、ワークホルダに対してワークの高さが低い場合でも、ワークリフタによりワークを持ち上げることでワークを安定してワークホルダに把持させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態に係る板材加工システムの要部を示す断面図である。

【図2】板材加工システムの一例を示す平面図である。

【図3】レーザ加工装置の一例を示す斜視図である。

【図4】ワークリフタの一例を示し、（Ａ）は退避した状態の斜視図、（Ｂ）は前進した状態の斜視図、（Ｃ）は上昇した状態の斜視図である。

【図5】（Ａ）及び（Ｂ）は、板材加工システムの動作を示す図である。

【図6】（Ａ）及び（Ｂ）は、図５に続いて、板材加工システムの動作を示す図である。

【図7】（Ａ）及び（Ｂ）は、図６に続いて、板材加工システムの動作を示す図である。

【図8】（Ａ）〜（Ｃ）は、変形例に係るワークリフタの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

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平面に平行な任意の方向を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。なお、後述する搬送装置４によるワークＷの搬送方向は、Ｙ方向である。また、ＸＹ平面に垂直な方向を上下方向またはＺ方向と表記する。また、本明細書において上方は＋Ｚ方向であり、下方は−Ｚ方向である。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。

【0014】

図１は、実施形態に係る板材加工システム１の要部を示す断面図である。図２は、板材加工システム１の一例を示す平面図である。図３は、レーザ加工装置２の一例を示す斜視図である。図１及び図２に示すように、板材加工システム１は、レーザ加工装置２と、例えば成形加工装置などの第２加工装置３と、ワークＷを搬送する搬送装置４と、ワークリフタ５と、を備える。

【0015】

板材加工システム１は、例えば、金属製の矩形板状のワークＷに対して、レーザ加工装置２の第１加工領域Ｒ１でレーザ加工を行い、第２加工装置３の第２加工領域Ｒ２で成形加工を行う。レーザ加工装置２は、フレーム６に開口部７を備える。第２加工装置３は、フレーム８に開口部９を備える。搬送装置４は、ワークホルダ１０によりワークＷを把持して、開口部７及び開口部９を介して、レーザ加工装置２と第２加工装置３との間においてワークＷを搬送する。

【0016】

レーザ加工装置２は、図１〜図３に示すように、第１加工領域Ｒ１において、ワークＷに対してレーザ加工を施すことにより、ワークＷの一部を所望の形状の製品に切断する。レーザ加工装置２は、フレーム６と、レーザヘッド１１と、ヘッド駆動部１２と、加工パレット（ワーク載置部）１３と、を備える。

【0017】

レーザヘッド１１は、下方にレーザ光を射出する射出部（不図示）を有する。レーザヘッド１１は、光ファイバなどの光伝送体（不図示）を介してレーザ光源（不図示）に接続される。レーザ光源としては、例えば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。これにより、例えば炭酸ガスレーザなどに比べて熱密度の高いレーザ光が得られるため、高速で切断等を行うことが可能となる。

【0018】

レーザヘッド１１は、ヘッド駆動部１２により、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動可能である。なお、レーザヘッド１１がＸ方向及びＹ方向に移動する範囲を含んで第１加工領域Ｒ１が設定される。レーザ加工装置２は、第１加工領域Ｒ１に配置されたワークＷに対してレーザヘッド１１を移動させて加工を行うので、ワークＷの加工を高速で行うことができる。

【0019】

ヘッド駆動部１２は、ガントリー１２ａと、スライダ１２ｂと、昇降部１２ｃとを有する。ガントリー１２ａは、Ｙ方向に沿って配置され、一対のガイドレール１２ｄ上に配置される。一対のガイドレール１２ｄは、第１加工領域Ｒ１をＹ方向に挟んでＸ方向に沿って互いに平行に配置されるように、後述するメインフレーム６ａ上面側に形成される。ヘッド駆動部１２は、例えばボールねじ機構など、ガントリー１２ａをＸ方向に移動させる不図示の駆動機構を有する。ガントリー１２ａは、この駆動機構により、ガイドレール１２ｄに沿ってＸ方向に移動可能である。

【0020】

ガントリー１２ａの上面（＋Ｚ側の面）には、ガイド１２ｅが設けられる。ガイド１２ｅは、Ｙ方向に沿って形成され、スライダ１２ｂを案内する。スライダ１２ｂは、ガントリー１２ａの上面から−Ｘ側の面にわたって配置される。ヘッド駆動部１２は、例えばボールねじ機構など、スライダ１２ｂをＹ方向に移動させる不図示の駆動機構を有する。スライダ１２ｂは、この駆動機構により、ガイド１２ｅに沿ってＹ方向に移動可能である。なお、スライダ１２ｂを案内するガイドが、ガントリー１２ａの−Ｘ側の面に形成されてもよい。

【0021】

スライダ１２ｂの−Ｘ側の面には、ガイド１２ｆが設けられる。ガイド１２ｆは、上下方向に沿って形成され、昇降部１２ｃを案内する。昇降部１２ｃは、スライダ１２ｂの−Ｘ側の面上に配置される。ヘッド駆動部１２は、例えばボールねじ機構など、昇降部１２ｃを上下方向に移動させる不図示の駆動機構を有する。昇降部１２ｃは、この駆動機構により、ガイド１２ｆに沿って上下方向に移動可能である。

【0022】

上記レーザヘッド１１は、昇降部１２ｃの下部に保持される。ガントリー１２ａがＸ方向に移動することでレーザヘッド１１、スライダ１２ｂ及び昇降部１２ｃが一体となりＸ方向に移動する。スライダ１２ｂがＹ方向に移動することでレーザヘッド１１及び昇降部１２ｃが一体となりＹ方向に移動する。昇降部１２ｃが上下方向に移動することでレーザヘッド１１が上下方向に移動する。これにより、レーザヘッド１１は、第１加工領域Ｒ１の上方をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動可能である。なお、ヘッド駆動部１２は、上記した構成に限定されない。例えば、ロボットアームによりレーザヘッド１１をＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動させるものでもよい。また、レーザヘッド１１を移動させる代わりに、ワークＷを移動させてもよいし、レーザヘッド１１及びワークＷの双方を移動させてもよい。

【0023】

加工パレット１３は、ベースプレート１３ａ及び支持プレート（支持部）１３ｂを有する。支持プレート１３ｂは、矩形状のベースプレート１３ａの上面に立った状態でＸ方向に沿って配置される（図３参照）。支持プレート１３ｂは、その上端部でワークＷの下面を支持する。支持プレート１３ｂは、Ｘ方向に並んで複数設けられる。各支持プレート１３ｂの上端部は、例えば鋸歯状に形成される。これにより、各支持プレート１３ｂは、ワークＷに対する接触面積を小さくし、レーザ加工によってワークＷが支持プレート１３ｂに溶着することを抑制することができる。各支持プレート１３ｂの上端部は、ベースプレート１３ａからの高さが（Ｚ方向の位置）が同一となるように形成される。

【0024】

ただし、各支持プレート１３ｂの上端部は、ベースプレート１３ａからの高さ（Ｚ方向の位置）が同一でなくてもよい。例えば、レーザ加工を繰り返した後、支持プレート１３ｂの上端部がレーザ光の照射により溶融してベースプレート１３ａからの高さが不均一となっている場合がある。ただし、支持プレート１３ｂの上端部の高さは、ほぼ同一として適用可能である。

【0025】

複数の支持プレート１３ｂの上には、ワークＷが載置される。各支持プレート１３ｂの上端部の高さがほぼ同一であるため、ワークＷは、ほぼ水平に載置される。また、各支持プレート１３ｂの上端部の高さが不均一である場合、ワークＷを水平に載置されない場合もある。なお、各支持プレート１３ｂの上端部は、図示のような鋸歯状とすることに限定されず、例えば、剣山状や波形状としてもよい。また、加工パレット１３は、複数の支持プレート１３ｂ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１３ａ上に起立した状態で配置されたものでもよい。また、加工パレット１３は、下面に不図示の車輪を備え、不図示の駆動装置によってＸ方向に走行可能でもよい。

【0026】

第１加工領域Ｒ１は、フレーム６により囲まれるように設定される。図３に示すように、フレーム６は、上下方向に起立しかつＸ方向に伸びる板状の２つのメインフレーム６ａと、２つのメインフレーム６ａの下部において両者を連結する下部フレーム６ｂと、を備える。メインフレーム６ａは、第１加工領域の＋Ｙ側及び−Ｙ側のそれぞれに、Ｘ方向に沿って配置され、ヘッド駆動部１２を支持する。下部フレーム６ｂは、第１加工領域Ｒ１の下部に配置され、加工パレット１３を支持する。なお、フレーム６の構成は任意であり、メインフレーム６ａや下部フレーム６ｂ形状、大きさ及び数は、任意である。また、フレーム６は、加工パレット１３を昇降させるための昇降装置を備えてもよい。

【0027】

−Ｙ側に配置されたメインフレーム６ａは、ワークＷ及び後述する搬送装置４の一部が通過可能な開口部７を備える。ワークＷは、この開口部７を介して、搬送装置４により、第１加工領域Ｒ１と第２加工領域Ｒ２との間を搬送される。開口部７は、−Ｙ方向から見てＸ方向に長い矩形状であって、Ｙ方向に貫通する形状である。なお、開口部７の形状は、ワークＷが通過可能であれば特に限定するものではなく、任意の形状とすることができる。

【0028】

搬送装置４は、図１及び図２に示すように、レーザ加工装置２及び第２加工装置３に跨ってワークＷをＹ方向に搬送する。搬送装置４は、ワークホルダ１０と、キャリッジ２９と、プレート３０とを有する。搬送装置４は、ワークホルダ１０によって、ワークＷを保持した状態でキャリッジ２９がＹ方向に移動することにより、ワークをＹ方向に搬送する。

【0029】

キャリッジ２９は、不図示の駆動装置により一対のガイド３３に沿ってＹ方向に移動可能に形成される。駆動装置としては、例えばボールねじ機構やリニアモータなどが用いられる。キャリッジ２９がＹ方向に移動することにより、搬送装置４がＹ方向に移動する。プレート３０は、上方から見て、矩形状に形成され、キャリッジ２９の＋Ｙ側の側面に固定される。プレート３０のＸ方向の長さは、ワークＷのＸ方向の長さに対応して設定される。プレート３０のＹ方向の長さは、キャリッジ２９が第２加工装置３の−Ｙ側に近接した際、ワークホルダ１０がワークＷを把持可能な長さに設定される。

【0030】

ワークホルダ１０は、プレート３０の＋Ｙ側において、Ｘ方向に間隔を空けて３箇所に設けられる。各ワークホルダ１０は、プレート３０から＋Ｙ側に突出して設けられる。各ワークホルダ１０は、不図示の駆動装置によりワークＷの端部を挟み込んで把持または解放可能な構成が採用される。なお、ワークホルダ１０の個数は任意であり、例えば、１個、２個または４個以上であってもよい。ワークホルダ１０は、ワークＷを把持するものに代えて、ワークＷの一部を吸着するものが使用されてもよい。

【0031】

搬送装置４は、ワークホルダ１０によってワークＷを保持した状態でＹ方向に移動することにより、ワークＷをＹ方向に搬送する。第２加工領域Ｒ２は、搬送装置４によるワークＷの搬送経路の一部に配置される。これにより、搬送装置４は、ワークＷを第１加工領域Ｒ１及び第２加工領域Ｒ２のそれぞれに搬送できる。また、搬送装置４は、ワークホルダ１０により第１加工領域Ｒ１のワークＷを保持する。これにより、レーザ加工装置２において加工時にワークＷの位置ズレを防止し、レーザヘッド１１による加工位置の精度を確保することができる。

【0032】

第２加工装置３は、加工工具２６によりワークＷを加工する領域として第２加工領域Ｒ２を有する。第２加工領域Ｒ２は、第１加工領域Ｒ１の−Ｙ側に配置され、第１加工領域Ｒ１と、後述するフォーク装置２７の待機領域Ｒ３との間に配置される。この第２加工領域Ｒ２において、ワークＷが上記した搬送装置４によってＹ方向に搬送され、かつ、加工工具２６がＸ方向に移動することにより、ワークＷの任意の部分に加工工具２６を位置決めすることができる。第２加工装置３による加工は、例えば成形加工あるいはタップ加工などである。加工工具２６は、各加工に適した工具が使用される。

【0033】

ワークリフタ５は、フレーム６のメインフレーム６ａに設けられる。ワークリフタ５は、加工パレット１３に載置されたワークＷの＋Ｙ側の端部を、ワークホルダ１０によって把持可能な高さ（掴み高さ）まで持ち上げることができる。ワークリフタ５は、図１に示すように、メインフレーム６ａの−Ｙ側（レーザ加工装置２の内側）の開口部７付近であって、開口部７の下部に配置される。また、ワークリフタ５は、図２に示すように、搬送装置４が＋Ｙ方向に移動した際のワークホルダ１０の近傍に設けられる。ワークリフタ５は、３つのワークホルダ１０に対応して３カ所に配置される。ワークリフタ５がワークホルダ１０の近傍に配置されることにより、ワークＷを持ち上げた際に確実にワークホルダ１０で把持することが可能となる。

【0034】

なお、ワークリフタ５は、ワークＷをワークホルダ１０によって把持可能な高さに持ち上げることが可能であれば、数や図示の配置に限定されない。例えば、ワークリフタ５は、１つまたは２つ、４つ以上使用されてもよい。また、ワークホルダ１０から離れて配置されてもよい。また、１つのワークホルダ１０に対してＸ方向に挟むように２カ所に配置されてもよい。

【0035】

図４は、ワークリフタ５の一例を示す斜視図であり、（Ａ）は退避した状態、（Ｂ）は前進した状態、（Ｃ）は上昇した状態を示す図である。このワークリフタ５は、ワークＷを持ち上げる部分（リフト部１５）が昇降可能であり、かつ進退可能である。ワークリフタ５は、図４に示すように、ワークＷの下面に接触可能なリフト部１５と、第１駆動部１６と、第１ガイド１７と、支持フレーム１８と、第２ガイド２０と、第２駆動部２１と、を備える。

【0036】

リフト部１５は、＋Ｙ方向に延びる板状である。リフト部１５の＋Ｙ側の上面がワークＷの下面に接触する部分である。リフト部１５は、加工パレット１３のＸ方向に並んで配置される支持プレート１３ｂ間（図２参照）に容易に挿入可能となる。リフト部１５は、−Ｙ側の部分が第１駆動部１６と接続される。第１駆動部１６は、リフト部１５を上下方向（Ｚ方向）に駆動する。第１駆動部１６は、例えば、エアシリンダ装置が使用されるが、他に油圧シリンダ装置、あるいはボールねじ機構などのアクチュエータが使用されてもよい。

【0037】

第１ガイド１７は、リフト部１５をガイドする。第１ガイド１７は、リフト部１５を＋Ｘ側及び−Ｘ側の両方から挟み込み、リフト部１５のＸ方向の移動を規制する。また、第１ガイド１７は、リフト部１５の上下方向の移動をガイドしつつ、上昇位置を規制する。この上昇位置は、リフト部１５によるワークＷの持ち上げ位置を規定する。第１ガイド１７は、ワークＷに近い位置でリフト部１５をガイドする。この第１ガイド１７により、板状のリフト部１５をＸ方向及びＺ方向に精度よくガイドすることができる。ただし、第１ガイド１７を設けるか否かは任意である。

【0038】

支持フレーム１８は、第１駆動部１６を載置して支持する。支持フレーム１８は、ＸＺ方向の断面がＵ字状に形成されるＵ字状部材１８ａと、Ｕ字状部材１８ａの−Ｙ側に設けられてＸ方向に延びる板状部材１８ｂと、を有する。Ｕ字状部材１８ａは、第１駆動部１６をＹ方向に移動可能に支持する。

【0039】

板状部材１８ｂは、一対の第２ガイド２０及び第２駆動部２１に接続される。第２ガイド２０は、Ｕ字状部材１８ａの＋Ｘ側及び−Ｘ側に設けられて＋Ｙ方向に延びている。第２ガイド２０は、板状部材１８ｂをＹ方向にガイドする。第２駆動部２１は、板状部材１８ｂをＹ方向に駆動する。第２駆動部２１は、例えば、エアシリンダ装置が使用されるが、他に油圧シリンダ装置、あるいはボールねじ機構などのアクチュエータが使用されてもよい。第２駆動部２１を駆動することにより、支持フレーム１８は、第２ガイド２０に沿ってＹ方向に移動する。これにより、上記したリフト部１５を、Ｙ方向に移動させることができる。

【0040】

続いて、ワークリフタ５の動作について説明する。図４（Ａ）に示すように、リフト部１５を退避した状態では、第１駆動部１６によりリフト部１５を下降させ、かつ、第２駆動部２１により支持フレーム１８を−Ｙ側に位置させた状態となっている。次に、図４（Ｂ）に示すように、第２駆動部２１を駆動して支持フレーム１８を＋Ｙ方向に移動させることにより、リフト部１５は、第１ガイド１７にガイドされて＋Ｙ方向に前進する。これにより、リフト部１５の先端は、ワークＷの下方において、加工パレット１３の支持プレート１３ｂ間に入り込むことが可能である。

【0041】

次に、図４（Ｃ）に示すように、リフト部１５が＋Ｙ方向に前進した状態で、第１駆動部１６を駆動することにより、リフト部１５は、第１ガイド１７にガイドされて上昇し、第１ガイド１７によって規定された上昇位置で保持される。リフト部１５は、この上昇位置においてワークＷの端部を持ち上げ可能な状態となる。図４（Ｃ）に示した状態から、第１駆動部１６を駆動してリフト部１５を下降させ、第２駆動部２１を駆動して支持フレーム１８を−Ｙ方向に移動させることにより、リフト部１５は、図４（Ａ）に示すような退避した状態に戻る。なお、図４（Ａ）に示す状態では、リフト部１５は、ワークＷの下方から離れており、レーザヘッド１１（図１参照）からのレーザ光の直接照射から退避した状態となっている。従って、レーザ加工時において、リフト部１５がレーザ光の直接照射を受けることを防止し、リフト部１５が損傷するのを抑制できる。

【0042】

なお、ワークリフタ５は、上記した構成限定するものではなく、ワークＷの端部をワークホルダ１０によって把持可能な高さまで持ち上げることができれば、任意の構成を採用することができる。例えば、ワークリフタ５として、ロボットアーム等の多関節を持つ機構を用いてワークＷの端部を持ち上げるものが採用されてもよい。

【0043】

また、上記した板材加工システム１は、図１及び図２に示すように、フォーク装置２７を備える。フォーク装置２７は、レーザ加工装置２の第１加工領域Ｒ１において加工パレット１３上のワークＷを受け取って、支持テーブルとして機能する。フォーク装置２７は、基部２７ａと、腕部２７ｂとを有する。基部２７ａは、Ｘ方向に延びて形成される。腕部２７ｂは、棒状であり、基部２７ａの上面にＸ方向に複数並んで設けられる。フォーク装置の腕部２７ｂと後述する固定テーブル３４の棒状部３４ｂとは、交互に配置される。フォーク装置２７の腕部２７ｂの上面には、不図示のブラシ部が所定間隔で設けられてもよい。このブラシ部は、ワークＷの搬送時の抵抗を低減し、ワークＷの下面に傷が付くのを抑制する。また、ブラシ部の代わりに、複数のフリーボールベアリング（ボールが全方向に転動可能）が配置されてもよい。

【0044】

フォーク装置２７は、不図示の駆動装置及び不図示のガイドを備え、フォーク装置２７の少なくとも一部を待機領域Ｒ３（図２参照）から第１加工領域Ｒ１に対して進退可能である。待機領域Ｒ３は、第１加工領域Ｒ１の−Ｙ側に配置されている。

【0045】

また、板材加工システム１は、図１及び図２に示すように、固定テーブル３４を備える。固定テーブル３４は、待機領域Ｒ３から第２加工領域Ｒ２に向けて設けられる。固定テーブル３４は、Ｘ方向に延びる棒状の支持部３４ａと、支持部３４ａ上から＋Ｙ側に延びる複数の棒状部３４ｂと、を備える。複数の棒状部３４ｂのＸ方向のピッチは、フォーク装置２７の腕部２７ｂにおけるＸ方向のピッチとほぼ同様に設定される。各棒状部３４ｂの上面には、フォーク装置２７の腕部２７ｂと同様に、不図示のブラシ部やフリーボールベアリングが設けられてもよく、ワークＷの搬送時の抵抗を低減してワークＷの下面に傷が付くことを抑制してもよい。

【0046】

また、板材加工システム１は、不図示の制御部を有する。制御部は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、ハードディスク等の記憶装置を備える。記憶装置は、各種制御に必要なプログラム等が記憶される。制御部は、例えば、レーザ加工装置２のレーザヘッド１１の位置やレーザの出力、フォーク装置２７の駆動、搬送装置４の駆動、ワークリフタ５の駆動、第２加工装置３の加工工具２６の位置決めや加工動作等を制御する。

【0047】

次に、本実施形態に係る板材加工方法を、上記した板材加工システム１の動作に基づいて図面を参照して説明する。ただし、以下の説明は一例であって、板材加工システム１の動作及び板材加工方法を限定するものではない。図５〜図７は、板材加工システム１の動作を示す図である。なお、本実施形態は、上記した板材加工システム１を用いた板材加工方法であって、加工パレット（ワーク載置部）１３に載置されたワークＷの端部を、ワークホルダ１０によって把持可能な高さまで持ち上げる、板材加工方法を実施している。

【0048】

図５（Ａ）に示すように、ワークＷを載置した加工パレット１３がレーザ加工装置２に搬入された後、ワークリフタ５を＋Ｙ方向に移動させる。これにより、ワークリフタ５のリフト部１５（図４参照）はワークＷの下方に配置される。次に、図５（Ｂ）に示すように、ワークリフタ５を上昇させることにより、ワークＷの端部はワークリフタ５によって持ち上げられる。ワークＷの端部は、ワークリフタ５によりワークホルダ１０が把持可能な高さまで持ち上げられる。なお、ワークＷの端部が当初からワークホルダ１０が把持可能な高さである場合は、ワークリフタ５を駆動してもワークＷの端部は持ち上げられない。この場合、ワークリフタ５を駆動させなくてもよい。

【0049】

次に、図６（Ａ）に示すように、搬送装置４が＋Ｙ方向に移動して、ワークリフタ５によって、端部が持ち上げられたワークＷを、ワークホルダ１０により把持する。これにより、ワークＷは第１加工領域Ｒ１において保持される。従って、その後、レーザ加工を行う場合においてもワークＷの位置ズレが防止される。なお、レーザ加工時において、ワークホルダ１０によりワークＷを把持しなくてもよい。この場合、ワークリフタ５は駆動されない。

【0050】

次に、図６（Ｂ）に示すように、ワークリフタ５は、−Ｙ側に後退し、かつ下降して退避した状態となる。続いて、レーザ加工装置２は、レーザヘッド１１をワークＷに対して相対的に移動させ、レーザ光を照射することによりワークＷを加工する。このとき、ワークリフタ５は、退避しているので、レーザ光の照射を受けにくくなっており、ワークリフタ５の損傷等が抑制される。また、レーザ加工時においてワークホルダ１０によるワークＷの把持を開放して搬送装置４が−Ｙ側に移動してもよい。

【0051】

次に、図７（Ａ）に示すように、ワークＷに対するレーザ加工の後、フォーク装置２７を待機領域Ｒ３（図２参照）から＋Ｙ方向に移動して、腕部２７ｂをワークＷの下方に配置し、加工パレット１３を下降させる。これにより、ワークＷは加工パレット１３の支持プレート１３ｂ上から腕部２７ｂ上に移載される。なお、本実施形態では、フォーク装置２７がワークＷを加工パレット１３から受け取るが、これに限定されない。例えば、ワークＷの下方に配置された他の支持装置が上昇しつつ加工パレット１３が下降し、この支持装置上にワークＷを移載してもよい。

【0052】

次に、図７（Ｂ）に示すように、ワークＷは、搬送装置４が−Ｙ方向に移動することにより−Ｙ方向に搬送される。なお、レーザ加工時にワークホルダ１０でワークＷを把持していない場合は、ワークリフタ５によりワークＷの端部を持ち上げてワークホルダ１０でワークＷの端部を把持した後に、搬送装置４によってワークＷが−Ｙ方向に搬送される。

【0053】

ワークＷは、搬送装置４によって、ワークＷの搬送途中に設定された第２加工領域Ｒ２に配置される。ワークＷは、所定部分が第２加工領域Ｒ２において位置決めされ、第２加工装置３の加工工具２６によってワークＷの所定部分に成形加工やタップ加工が行われる。第２加工装置３による加工が行われた後、ワークＷは、待機領域Ｒ３に搬送された後、他の搬送装置によって外部に搬送されてもよく、また、再度＋Ｙ方向に搬送されてレーザ加工装置２によってレーザ加工が行われてもよい。また、再度レーザ加工を行ったワークＷは、加工パレット１３に載置された状態でレーザ加工装置２の外側に搬送されてもよい。

【0054】

このように、本実施形態によれば、レーザ加工装置２の第１加工領域Ｒ１に配置されたワークＷの端部を持ち上げるためのワークリフタ５を備えるため、ワークホルダ１０は、ワークＷの端部を確実に保持することができる。

【0055】

次に、ワークリフタの変形例について説明する。図８（Ａ）〜（Ｃ）は、変形例に係るワークリフタ５Ａの動作を示す図である。本変形例において、上記した実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。上記した実施形態では、ワークリフタ５が、レーザ加工装置２のフレーム６に設けられるが、これに限定されない。図８に示すように、ワークリフタ５Ａは、搬送装置４に設けられてもよい。

【0056】

図８に示すように、ワークリフタ５Ａは、搬送装置４におけるプレート３０の下方に設けられる。ワークリフタ５Ａは、プレート３０内に設けられた不図示の駆動装置により＋Ｙ側の先端部分が上方に移動可能に形成される。駆動装置としては、例えば、エアシリンダ装置、油圧シリンダ装置、ボールねじ機構などが使用される。また、ワークリフタ５Ａは、＋Ｙ側の先端部分がワークホルダ１０の下方から＋Ｙ側に突出するように設けられている。従って、搬送装置４が＋Ｙ方向に移動することにより、ワークリフタ５Ａの先端部分がワークＷの下方（支持プレート１３ｂ同士の間）に進入可能となっている。

【0057】

このワークリフタ５Ａの動作について説明する。図８（Ａ）に示すように、ワークＷの−Ｙ側に搬送装置４が待機している状態から、搬送装置４を＋Ｙ方向に移動させる。このとき、ワークリフタ５Ａは下降した位置に配置されている。次に、図８（Ｂ）に示すように、ワークリフタ５Ａの先端部分がワークＷの下方に配置された状態で、搬送装置４の移動を停止する。このとき、ワークホルダ１０は、まだワークＷの端部に達していない状態である。続いて、不図示の駆動装置を駆動することによりワークリフタ５Ａを上昇させる。これにより、ワークＷの端部は、ワークホルダ１０が把持可能となる高さまで持ち上げられる。

【0058】

次に、図８（Ｃ）に示すように、搬送装置４が＋Ｙ方向に移動することにより、ワークＷの端部がワークホルダ１０に入り込み、ワークホルダ１０によってワークＷを把持する。ワークホルダ１０でワークＷを把持した後、不図示の駆動装置を駆動してワークリフタ５Ａを下降させてもよい。

【0059】

以上、実施形態及び変形例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。また、上記の実施形態あるいは変形例で説明した要件は、適宜組み合わせることができる。例えば、図１等に示すワークリフタ５と、図８に示すワークリフタ５Ａとの双方が使用されてもよい。

【0060】

また、上記した実施形態では、ワークリフタ５、５ＡによってワークＷの端部を持ち上げるようにしているが、これに限定されない。例えば、ワークＷの上面側の端部を吸着して持ち上げるようなワークリフタ、あるいは、ワークＷの端部をフック等で引っ掛けて持ち上げるようなワークリフタが使用されてもよい。また、ワークリフタ５は、ワークＷの＋Ｘ側または−Ｘ側の端部を持ち上げるものでもよい。

【符号の説明】

【0061】

Ｗ・・・ワーク
Ｒ２・・・第２加工領域（加工領域）
１・・・板材加工システム
２・・・レーザ加工装置
３・・・第２加工装置
４・・・搬送装置
５、５Ａ・・・ワークリフタ
６・・・フレーム
１０・・・ワークホルダ
１１・・・レーザヘッド
１３・・・加工パレット（ワーク載置部）
１３ｂ・・・支持プレート（支持部）
２６・・・加工工具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】