特許 6746905 ワーク搬送システム、レーザ加工システム、及びワーク搬送方法

(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】6746905

(24)【登録日】2020年8月11日

(45)【発行日】2020年8月26日

(54)【発明の名称】ワーク搬送システム、レーザ加工システム、及びワーク搬送方法

(51)【国際特許分類】

   B23Q 7/00 20060101AFI20200817BHJP

   B23Q 41/00 20060101ALI20200817BHJP

   B23K 26/70 20140101ALI20200817BHJP

   B23K 26/38 20140101ALI20200817BHJP

【ＦＩ】

   B23Q7/00 H

   B23Q7/00 E

   B23Q41/00 C

   B23K26/70

   B23K26/38

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-247093(P2015-247093)

(22)【出願日】2015年12月18日

(65)【公開番号】特開2017-109284(P2017-109284A)

(43)【公開日】2017年6月22日

【審査請求日】2018年10月22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】堀田 佳男

(72)【発明者】

【氏名】深田 辰五郎

【審査官】 村上 哲

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−０８０６７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０９２２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１８４８０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１９１２３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０１−１３８５４３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００９−１０１４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０２０２５３１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１４／０７７０５９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ ７／００

Ｂ２３Ｑ ４１／００

Ｂ２３Ｋ ２６／００

Ｂ６５Ｇ １／００

Ｂ６５Ｇ ６０／００

ＷＰＩ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

加工パレットと、
前記加工パレットにワークがロードされるロードエリアと、
前記加工パレット上の前記ワークにレーザ加工を施すレーザ加工機から前記加工パレットが搬送され、前記レーザ加工後の前記ワークがアンロードされるアンロードエリアと、
前記ロードエリアと前記レーザ加工機との間で前記加工パレットを入れ替える第１加工パレットチェンジャと、
前記アンロードエリアと前記ロードエリアとの間で前記加工パレットを入れ替える第２加工パレットチェンジャと、を備え、
前記レーザ加工機に第１の前記加工パレットが配置されている間に、前記ロードエリアに第２の前記加工パレットが配置され、かつ前記アンロードエリアに第３の前記加工パレットが配置され、
前記ワークがアンロードされた第３の前記加工パレットは、前記ロードエリアに搬送され、
前記加工パレットは、前記レーザ加工機と前記ロードエリアと前記アンロードエリアとで循環しており、
前記加工パレットの搬送経路の一部が上下にあり、この搬送経路の一部において前記加工パレットが上下方向に搬送され、
前記第１加工パレットチェンジャが前記加工パレットを前記レーザ加工機から受ける際及び前記加工パレットを前記レーザ加工機に渡す際の位置は、前記第２加工パレットチェンジャが前記加工パレットを前記アンロードエリアから受ける際及び前記加工パレットを前記アンロードエリアに渡す際の位置と同じ高さに設定される、ワーク搬送システム。

【請求項2】

前記ロードエリアは、前記レーザ加工機と前記アンロードエリアとの間に配置される、請求項１に記載のワーク搬送システム。

【請求項3】

前記第２加工パレットチェンジャは、前記ロードエリアにおいて前記加工パレットを上昇させ、
前記第２加工パレットチェンジャにより上昇した前記加工パレットに対して前記ワークが供給される、請求項１又は請求項２に記載のワーク搬送システム。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のワーク搬送システムと、
前記ワークにレーザ加工を施すレーザ加工機と、を備えるレーザ加工システム。

【請求項5】

ロードエリアにおいて加工パレットにワークをロードすることと、
前記ワークがロードされた前記加工パレットを、前記ワークにレーザ加工を施すレーザ加工機へ搬送することと、
前記レーザ加工後の前記ワークを保持する前記加工パレットを、前記レーザ加工機からアンロードエリアへ搬送することと、
前記アンロードエリアにおいて前記レーザ加工後の前記ワークを前記加工パレットからアンロードすることと、
前記ワークがアンロードされた前記加工パレットを前記ロードエリアに搬送することと、
第１加工パレットチェンジャにより前記ロードエリアと前記レーザ加工機との間で前記加工パレットを入れ替えることと、
第２加工パレットチェンジャにより前記アンロードエリアと前記ロードエリアとの間で前記加工パレットを入れ替えることと、を含み、
前記レーザ加工機に第１の前記加工パレットが配置されている間に、前記ロードエリアに第２の前記加工パレットを配置し、かつ前記アンロードエリアに第３の加工パレットを配置し、
前記ワークがアンロードされた第３の前記加工パレットは、前記ロードエリアに搬送され、
前記加工パレットは、前記レーザ加工機と前記ロードエリアと前記アンロードエリアとで循環しており、
前記加工パレットの搬送経路の一部が上下にあり、この搬送経路の一部において前記加工パレットが上下方向に搬送され、
前記第１加工パレットチェンジャにより前記加工パレットを前記レーザ加工機から受ける際及び前記加工パレットを前記レーザ加工機に渡す際の位置は、前記第２加工パレットチェンジャにより前記加工パレットを前記アンロードエリアから受ける際及び前記加工パレットを前記アンロードエリアに渡す際の位置と同じ高さに設定される、ワーク搬送方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワーク搬送システム、レーザ加工システム、及びワーク搬送方法に関する。

【背景技術】

【0002】

板状のワークから部品を製造するシステムとして、レーザ加工機などを用いた熱切断加工システムが提案されている（例えば、下記の特許文献１参照）。特許文献１の熱切断システムは、ワーク支持テーブル上のワークから部品を切断加工する熱切断加工機と、切断加工されたワークをワーク支持テーブルから持ち上げるワーク持ち上げ装置と、ワーク持ち上げ装置によって持ち上げられたワークから部品をピックアップして機外に搬出する部品搬出装置とを備える。

【0003】

特許文献１の熱切断加工システムにおいて、加工位置で切断加工されたワークが載置された第１のワーク支持テーブルは、退避位置において、未加工のワークが載置された第２のワーク支持テーブルと交換され、この第２のワーク支持テーブルは、加工位置へ搬送される。第１のワーク支持テーブルは、部品および残材が搬出された後に未加工のワークが載置され、退避位置において、加工後のワークが載置された第２のワーク支持テーブルと交換されて加工位置へ搬送される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【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】

【0005】

上述のように、２つのワーク支持テーブルを交互に用いてワークをレーザ加工機へ搬送する場合、部品および残材の搬出が完了してからワーク支持テーブルへ次のワークを供給するので、次のワークを供給するための待機時間が発生する。例えばファイバーレーザ等を用いたレーザ加工機は処理速度が速いが、ワークを供給するための待機時間によって切断加工が中断し、生産性が低下する。

【0006】

本発明は、上述の事情に鑑みなされたものであり、生産性を向上させることが可能なワーク搬送システム、レーザ加工システム、及びワーク搬送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】

【0007】

本発明の態様に係るワーク搬送システムは、加工パレットと、加工パレットにワークがロードされるロードエリアと、加工パレット上のワークにレーザ加工を施すレーザ加工機から加工パレットが搬送され、レーザ加工後のワークがアンロードされるアンロードエリアと、ロードエリアとレーザ加工機との間で加工パレットを入れ替える第１加工パレットチェンジャと、アンロードエリアとロードエリアとの間で加工パレットを入れ替える第２加工パレットチェンジャと、を備え、レーザ加工機に第１の加工パレットが配置されている間に、ロードエリアに第２の加工パレットが配置され、かつアンロードエリアに第３の加工パレットが配置され、ワークがアンロードされた第３の加工パレットは、ロードエリアに搬送され、加工パレットは、レーザ加工機とロードエリアとアンロードエリアとで循環しており、加工パレットの搬送経路の一部が上下にあり、この搬送経路の一部において加工パレットが上下方向に搬送され、第１加工パレットチェンジャが加工パレットをレーザ加工機から受ける際及び加工パレットをレーザ加工機に渡す際の位置は、第２加工パレットチェンジャが加工パレットをアンロードエリアから受ける際及び加工パレットをアンロードエリアに渡す際の位置と同じ高さに設定される。

【0008】

また、ロードエリアは、レーザ加工機とアンロードエリアとの間に配置されるものでもよい。また、第２加工パレットチェンジャは、ロードエリアにおいて加工パレットを上昇させ、第２加工パレットチェンジャにより上昇した加工パレットに対してワークが供給されるものでもよい。

【0009】

本発明の態様に係るレーザ加工システムは、上記のワーク搬送システムと、ワークにレーザ加工を施すレーザ加工機と、を備える。

【0010】

本発明の態様に係るワーク搬送方法は、ロードエリアにおいて加工パレットにワークをロードすることと、ワークがロードされた加工パレットを、ワークにレーザ加工を施すレーザ加工機へ搬送することと、レーザ加工後のワークを保持する加工パレットを、レーザ加工機からアンロードエリアへ搬送することと、アンロードエリアにおいてレーザ加工後のワークを加工パレットからアンロードすることと、ワークがアンロードされた加工パレットをロードエリアに搬送することと、第１加工パレットチェンジャによりロードエリアとレーザ加工機との間で加工パレットを入れ替えることと、第２加工パレットチェンジャによりアンロードエリアとロードエリアとの間で加工パレットを入れ替えることと、を含み、レーザ加工機に第１の前記加工パレットが配置されている間に、ロードエリアに第２の加工パレットを配置し、かつアンロードエリアに第３の加工パレットを配置し、ワークがアンロードされた第３の加工パレットは、ロードエリアに搬送され、加工パレットは、レーザ加工機とロードエリアとアンロードエリアとで循環しており、加工パレットの搬送経路の一部が上下にあり、この搬送経路の一部において加工パレットが上下方向に搬送され、第１加工パレットチェンジャにより加工パレットをレーザ加工機から受ける際及び加工パレットをレーザ加工機に渡す際の位置は、第２加工パレットチェンジャにより加工パレットをアンロードエリアから受ける際及び加工パレットをアンロードエリアに渡す際の位置と同じ高さに設定される。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、例えばアンロードエリアにおいて第３の加工パレットからワークがアンロードされるのを待たずに、ロードエリアにおいて第２の加工パレットに対して次のワークをロードすることができるので、待機時間を減らすことができ、生産性を向上させることができる。

【0012】

また、ロードエリアは、レーザ加工機とアンロードエリアとの間に配置されるものでは、レーザ加工機に対して、ロードエリアの方がアンロードエリアよりも近いので、次のワークを迅速に供給することができ、生産性を向上させることができる。また、ロードエリアとレーザ加工機との間で加工パレットを入れ替える第１加工パレットチェンジャと、アンロードエリアとロードエリアとの間で加工パレットを入れ替える第２加工パレットチェンジャと、を備えるものでは、ロードエリアと他のエリアとで加工パレットを入れ替えいるので、省スペースにすることができる。また、第２加工パレットチェンジャは、ロードエリアにおいて加工パレットを上昇させ、第２加工パレットチェンジャにより上昇した加工パレットに対してワークが供給されるものでは、加工パレットを入れ替える動作を利用して、加工パレットをワークの供給位置へ移動させることができるので、ワークの供給に要する時間を短縮することができ、生産性を向上させることができる。また、第１加工パレットチェンジャが加工パレットをレーザ加工機から受ける際及び加工パレットをレーザ加工機に渡す際の位置は、第２加工パレットチェンジャが加工パレットをアンロードエリアから受ける際及び加工パレットをアンロードエリアに渡す際の位置と同じ高さに設定されるものでは、加工パレットの入れ替えを円滑に行うことができ、生産性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態に係るレーザ加工システム、ワーク搬送システムを示す図である。

【図2】アンロードエリアを側方から見た図である。

【図3】製品ローダの動作を示す図である。

【図4】レーザ加工機、ロードエリア、アンロードエリアの動作を示す図である。

【図5】第１加工パレットチェンジャの動作を示す図である。

【図6】第２加工パレットチェンジャの動作を示す図である。

【図7】実施形態に係るワーク搬送方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。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、鉛直方向をＺ方向とし、水平方向をＸ方向、Ｙ方向とする。また、ＸＹＺの各方向において、適宜、矢印と同じ側を＋側（例、＋Ｘ側）と称し、その反対側を−側（例、−Ｘ側）と称す。

【0015】

図１は、実施形態に係るレーザ加工システム１およびワーク搬送システム２を示す図である。レーザ加工システム１は、ワーク搬送システム２、レーザ加工機３、及びワーク供給装置４を備える。

【0016】

レーザ加工機３は、ワークＷに対してレーザ光を照射して、ワークＷに切断加工を施す。レーザ加工機３は、レーザヘッド（図示せず）と、ヘッド駆動部（図示せず）とを有している。レーザヘッドは、下方にレーザ光を射出する。レーザヘッドは、光ファイバ（図示せず）などの光伝送体を介してレーザ光源（図示せず）に接続されている。レーザ光源は、例えばファイバーレーザなどの固体レーザの光源であり、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。そのため、ファイバーレーザを用いたレーザ加工機３は、高速で切断等を行うことが可能である。

【0017】

ワーク搬送システム２は、複数の加工パレット１１と、ロードエリアＡＲ１と、アンロードエリアＡＲ２とを備える。複数の加工パレット１１は、それぞれ、ワークＷを支持して移動可能である。加工パレット１１は、例えば、その上面に鋸歯状の支持プレートが複数配列された構造であり、多数の鋸歯の先でワークＷを支持する。以下、複数の加工パレット１１のそれぞれを、適宜、第１の加工パレット１１Ａ、第２の加工パレット１１Ｂ、第３の加工パレット１１Ｃと称する。図１において、第１の加工パレット１１Ａがレーザ加工機３に配置され、第２の加工パレット１１ＢはロードエリアＡＲ１に配置され、第３の加工パレット１１ＣはアンロードエリアＡＲ２に配置されている。

【0018】

ワーク搬送システム２は、レーザ加工機３とロードエリアＡＲ１とアンロードエリアＡＲ２とで、複数の加工パレット１１を循環させる。例えば、ワーク搬送システム２は、レーザ加工後のワークＷが載置された第１の加工パレット１１Ａをレーザ加工機３からアンロードエリアＡＲ２へ搬送し、未加工のワークＷが載置された第２の加工パレット１１Ｂをレーザ加工機３へ搬送する。また、ワーク搬送システム２は、レーザ加工後のワークＷがアンロードされた第３の加工パレット１１ＣをロードエリアＡＲ１に搬送し、次の未加工のワークＷがロードされた第３の加工パレット１１Ｃは、レーザ加工機３へ搬送される。以下、ワーク搬送システム２の各部について説明する。

【0019】

ロードエリアＡＲ１は、レーザ加工機３におけるワーク搬入出口（図示せず）に隣接して、配置される。ここでは、レーザ加工機３の＋Ｘ側にワーク搬入出口が設けられ、ロードエリアＡＲ１、レーザ加工機３に対して＋Ｘ側に配置される。ロードエリアＡＲ１には、ワーク供給装置４（ワーク貯蔵装置）が設けらえる。ワーク供給装置４は、例えば、貯蔵庫に積み重ねられた複数の未加工のワークから１枚のワークＷをパッドで吸着し、このワークＷを加工パレット１１（図１では第２の加工パレット１１Ｂ）の上方から下降させて、加工パレット１１上にワークＷを載置する。

【0020】

なお、ワーク供給装置４の構成は、上記の構成に限定されず、適宜変更可能である。ワーク供給装置４は、ワーク搬送システム２に組み込まれていてもよいし、またレーザ加工システム１の外部の装置（例、工場の設備）でもよい。

【0021】

アンロードエリアＡＲ２は、ロードエリアＡＲ１に隣接して配置される。アンロードエリアＡＲ２には、レーザ加工機３から、加工後のワークＷが載置された加工パレット１１が搬送される。ロードエリアＡＲ１は、レーザ加工機３とアンロードエリアＡＲ２との間に配置されており、加工パレット１１は、レーザ加工機３からロードエリアＡＲ１を中継してアンロードエリアＡＲ２へ搬送される。ここでは、レーザ加工機３、ロードエリアＡＲ１、及びアンロードエリアＡＲ２がＸ方向に並んで配置されており、ワークＷはＸ方向に平行な搬送経路（後に図５などに示すレール４１）に沿って搬送される。

【0022】

アンロードエリアＡＲ２において、レーザ加工後のワークＷは、加工パレット１１からアンロードされる。レーザ加工後のワークＷは、部品、及び部品の周囲の残材（スケルトン）を含み、ワークＷから部品および残材がそれぞれ回収されることで、加工パレット１１からワークＷがアンロードされる。アンロードエリアＡＲ２には、部品を回収（ピックアップ）する製品ローダ１５と、残材を回収する回収部（グリッパ１６）とが設けられる。

【0023】

製品ローダ１５は、レール２１と、レール２１上を走行可能な走行台車２２と、走行台車２２に設けられる移載装置２３とを備える。レール２１は、ワークＷの搬送方向（Ｘ方向）すなわち加工パレット１１の移動方向に対して、交差する方向（例、Ｙ方向）に延びている。走行台車２２には、Ｘ方向に延びるＸガイド２４が設けられ、移載装置２３はＸガイド２４に取り付けられる。移載装置２３は、例えば、Ｘガイド２４に沿って移動可能なＸ移動体２５と、Ｘ移動体２５に設けられたＺ移動体２６と、Ｚ移動体２６の下端に設けられる吸着部２７とを備える。Ｚ移動体２６は、吸着部２７を保持しながら、Ｚ移動体２６に対して上下方向（Ｚ方向）に移動可能である。吸着部２７は、走行台車２２によりＹ方向に移動し、Ｘ移動体２５によりＸ方向に移動し、Ｚ移動体２６によりＺ方向に移動する。

【0024】

吸着部２７の下面側（−Ｚ側）には、複数の吸着パッドが設けられる。吸着部２７は、例えば真空、減圧により部品を吸着するが、磁気などで吸着するものでもよい。レーザ加工後のワークＷが載置された加工パレット１１は、例えば、ロードエリアＡＲ１から直線的に搬送され、アンロードエリアＡＲ２において、レーザ加工機３とロードエリアＡＲ１とを結ぶ直線の延長上のアンロード位置Ｐに配置され、アンロード位置ＰでワークＷが回収される。吸着部２７は、Ｘ方向およびＹ方向の移動によりワークＷ上の部品と位置合わせされ、下方（−Ｚ側）へ移動することによりワークＷに接近して、部品を吸着する。吸着部２７は、部品を吸着した状態で、上方（＋Ｚ側）へ移動して部品を持ち上げ、Ｘ方向およびＹ方向の移動により部品を所定の位置へ回収する。

【0025】

製品ローダ１５には、回収された部品を一時保管する保管棚３１および保管棚３２が併設される。保管棚３１、３２は、それぞれ、アンロードエリアＡＲ２において加工パレット１１が配置される位置に対して、−Ｙ側、＋Ｙ側に配置される。レーザ加工後のワークＷに複数種類の部品が含まれる場合、例えば、部品は、種類ごとに保管棚３１と保管棚３２とに分別される。吸着部２７は、部品を保持して−Ｙ側に移動し、この部品を保管棚３１上の製品パレット３３に載置する。また、吸着部２７は、他の種類の部品を保持して＋Ｙ側に移動し、この部品を保管棚３２上の製品パレット３４に載置する。製品パレット３３、３４は、ユーザが部品の搬出に利用する木枠などであり、部品が載置された状態でフォークリフトなどで運び出される。保管棚３１、３２は、それぞれ、Ｙ方向に移動可能であり、部品を＋Ｙ側と−Ｙ側のいずれからでも運び出すことができる。保管棚３１、３２は、その上面の高さが互いに異なり、例えば双方を−Ｙ側に寄せることで、重ねて配置することもできる。

【0026】

グリッパ１６は、例えば、保管棚３１に設けられる。グリッパ１６は、保管棚３１の下面側において、−Ｙ側およびＹ側（図示せず）のにそれぞれに、Ｘ方向に並んで設けられる。グリッパ１６は、保管棚３１のＹ方向の移動により、加工パレット１１の上方に配置される。グリッパ１６は、下方に移動した後にワークＷに向かって水平方向に移動し、加工パレット１１における鋸歯状の支持プレートの間に入り込み、ワークＷのうち残材を把持する。グリッパ１６は、残材を把持した状態で上方に移動することにより、残材を回収する。レーザ加工システム１は、例えば、ワークＷからグリッパ１６により残材を回収した後、加工パレット１１上に残っている部品を製品ローダ１５により回収する。アンロードエリアＡＲ２の−Ｙ側には、残材を収容する回収ケース３５が設けられ、グリッパ１６は、保管棚のＹ方向の移動により回収ケース３５の上方に配置され、残材の把持を解除することで、残材を回収ケース３５に収納する。

【0027】

図２は、アンロードエリアＡＲ２を側方（−Ｙ側）から見た図である。加工パレット１１の搬送に用いられるレール４１はＸ方向に延びており、製品ローダ１５のレール２１は、Ｙ方向に延びていることから、レール２１とレール４１とは交差する。本実施形態では、製品ローダ１５の−Ｘ側のレール２１（以下、符号２１ａで表す）の高さが加工パレット１１のレール４１の高さよりも上方に設定され、レール２１ａの土台４２にレール４１が通る開口部４２ａが設けられる。加工パレット１１は、開口部４２ａの内側を通って、アンロードエリアＡＲ２に運ばれる。製品ローダ１５のレール２１のうち、アンロードエリアＡＲ２に対する加工パレット１１の搬入側（−Ｘ）と反対側のレール２１（以下、符号２１ｂで表す）は、レール２１ａよりも低い位置に配置されている。レール２１ｂの高さは、製品ローダ１５の吸着部２７が可動範囲の−Ｚ側の端および＋Ｘ側の端に移動した状態でレール２１ｂと衝突しないように、設定される。可動範囲の−Ｚ側の端は、例えば、加工パレット１１上のワークに吸着部２７がアクセス可能な位置である。また、可動範囲の＋Ｘ側の端は、例えば、加工パレット１１上のワークの＋Ｘ側の端に対して、複数の吸着パッド４３のうち最も−Ｘ側の吸着パッド４３ａがアクセス可能な位置である。

【0028】

図３は、製品ローダ１５の動作を示す図である。製品ローダ１５は、吸着部２７のうち最も−Ｘ側の吸着パッド４３ａの位置を基準に、位置制御が行われる。−Ｘ側のレール２１ａは、加工パレット１１よりも−Ｘ側に配置されていることから、図３（Ａ）のように、加工パレット１１上のワークＷに対して吸着パッド４３ａがアクセスする場合、吸着部２７がレール２１ａと衝突することはない。このように、吸着パッド４３ａの位置を基準にすると、吸着部２７とレール２１ａとの衝突が防止される。また、図３（Ｂ）のように、ワークＷのうち＋Ｘ側の部品Ｗａに対して吸着パッド４３ａがアクセスする場合、レール２１ｂはレール２１ａよりも下方に設けられるので、吸着部２７とレール２１ｂとの衝突が防止される。

【0029】

なお、製品ローダ１５、グリッパ１６の構成は、上述の構成に限定されず、適宜変更可能である。例えば、保管棚３１、３２の少なくとも一方は、移動しなくてもよいし、設けられなくてもよい。また、例えば、例えば、グリッパ１６は、保管棚３１以外の場所に設けられてもよい。また、レーザ加工システム１は、ワークＷから製品を回収した後に、残材を回収してもよい。

【0030】

図１の説明に戻り、本実施形態では、アンロードエリアＡＲ２からレーザ加工機３へ向かう加工パレット１１のレール（搬送経路の往路）と、レーザ加工機３からアンロードエリアＡＲ２へ向かう加工パレット１１のレール（搬送経路の復路）とで少なくとも一部を共用とすることで、構成をシンプルにしている。ロードエリアＡＲ１には、搬送経路から加工パレット１１を退避させる退避装置（後に図５、図６で説明する昇降機５３）が設けられ、例えば、レーザ加工機３からアンロードエリアＡＲ２へ向かう第１の加工パレット１１Ａを搬送経路から退避させて、第２の加工パレット１１Ｂをレーザ加工機３へ搬送した後、第１の加工パレット１１ＡをアンロードエリアＡＲ２に搬送する。以下、図４を参照しつつレーザ加工機３、ロードエリアＡＲ１、アンロードエリアＡＲ２における各装置の動作を説明した後、図５および図６を参照しつつ、上記の昇降機５３を含む加工パレットチェンジャについて説明する。

【0031】

図４は、レーザ加工機３、ロードエリアＡＲ１、アンロードエリアＡＲ２における各装置の動作を示す図である。図４（Ａ）に示すように、第１の加工パレット１１Ａがレーザ加工機３に配置されている間に、第２の加工パレット１１ＢはロードエリアＡＲ１に配置され、かつ第３の加工パレット１１ＣはアンロードエリアＡＲ２に配置される。図４（Ｂ）に示すように、レーザ加工機３は、第１の加工パレット１１Ａ上のワークＷにレーザ加工を施す。また、ロードエリアＡＲ１において、ワーク供給装置４は、第２の加工パレット１１Ｂ上に未加工のワークＷを載置（供給）する。また、アンロードエリアＡＲ２において、グリッパ１６（図１参照）および製品ローダ（図１参照）は、第３の加工パレット１１Ｃ上からワークＷをアンロードする。例えば、図４（Ｂ）に示すようにワークＷのうち残材Ｗｂがグリッパ１６により回収され、次いで、図４（Ｃ）に示すようにワークＷのうち部品Ｗａが製品ローダ１５により回収される。

【0032】

図５は、第１加工パレットチェンジャ５１、及びその動作を示す図である。第１加工パレットチェンジャ５１は、搬送装置５２および昇降機５３を備える。搬送装置５２は、レーザ加工機３とロードエリアＡＲ１との間で、加工パレット１１を搬送可能である。例えば、搬送装置５２は、加工パレット１１をガイドするレール４１、加工パレット１１を牽引するフックおよびワイヤを備える。加工パレット１１の搬送経路は、レール４１により規定される。加工パレット１１は、レール４１上を滑り移動可能に設けられ、搬送装置５２は、ワイヤと接続されたフックを加工パレット１１に掛け、ワイヤにより加工パレット１１を牽引することによって、加工パレット１１を移動させる。なお、搬送装置５２の構成は適宜変更可能であり、例えば、加工パレット１１が自走式でもよく、この場合、搬送装置５２は、加工パレット１１の移動経路を定めるレール４１などを含む。

【0033】

昇降機５３は、ロードエリアＡＲ１において、加工パレット１１を昇降させる。昇降機５３は、加工パレット１１を支持する支持棚５４および支持棚５５を備える。支持棚５４は、支持棚５５の上方に配置されている。支持棚５４および支持棚５５は、例えば、上下方向に互いに連動して移動可能である。昇降機５３は、駆動部（図示せず）により、支持棚５４および支持棚５５を上下方向に駆動する。なお、昇降機５３は、支持棚５４および支持棚５５を互いに独立して昇降させるものでもよい。

【0034】

第１加工パレットチェンジャ５１の動作前における加工パレット１１は、図４（Ｃ）のように配置されている。図５（Ａ）において、搬送装置５２は、第１の加工パレット１１Ａをレーザ加工機３からロードエリアＡＲ１へ搬送する。支持棚５５は、加工パレット１１をレーザ加工機３から搬送される際と同じ高さに保持するように、配置されている。図５（Ｂ）において、昇降機５３は、支持棚５４が支持棚５５の高さまで下降させる。すなわち、昇降機５３が支持棚５４および支持棚５５を下降させる高さは、支持棚５５の上面から支持棚５４の上面までの高さとほぼ同じである。図５（Ｃ）において、搬送装置５２は、支持棚５４上の第２の加工パレット１１ＢをロードエリアＡＲ１からレーザ加工機３へ搬送する。このように、第１加工パレットチェンジャ５１は、レーザ加工機３から第１の加工パレット１１Ａを受ける際の第１の加工パレット１１Ａの高さと、レーザ加工機３へ第２の加工パレット１１Ｂを渡す際の第２の加工パレット１１Ｂの高さとをほぼ同じにする。

【0035】

図６は、第２加工パレットチェンジャ５６、及びその動作を示す図である。第２加工パレットチェンジャ５６は、搬送装置５７および昇降機５３を備える。搬送装置５７は、ロードエリアＡＲ１とアンロードエリアＡＲ２との間で、加工パレット１１を搬送可能である。搬送装置５７は、例えば、搬送装置５２と同様の構成である。昇降機５３は、ロードエリアＡＲ１において、加工パレット１１を昇降させる。昇降機５３は、第１加工パレットチェンジャ５１で共用であるが、第１加工パレットチェンジャ５１と別に設けられてもよい。

【0036】

第２加工パレットチェンジャ５６の動作前における加工パレット１１は、図５（Ｃ）のように配置されている。図６（Ａ）において、搬送装置５７は、第３の加工パレット１１ＣをアンロードエリアＡＲ２からロードエリアＡＲ１へ搬送する。搬送装置５７は、例えば、図５（Ｃ）において搬送装置５２が第２の加工パレット１１Ｂをレーザ加工機３へ搬送するのと並行して、第３の加工パレット１１ＣをロードエリアＡＲ１へ搬送する。

【0037】

図６（Ａ）において、支持棚５４は、加工パレット１１をアンロードエリアＡＲ２から搬送される際と同じ高さに保持するように、配置されている。図６（Ｂ）において、昇降機５３は、支持棚５５が支持棚５４の高さまで上昇させる。すなわち、昇降機５３が支持棚５４および支持棚５５を上昇させる高さは、支持棚５５の上面から支持棚５４の上面までの高さとほぼ同じである。図６（Ｃ）において、搬送装置５２は、支持棚５４上の第１の加工パレット１１ＡをロードエリアＡＲ１からアンロードエリアＡＲ２へ搬送する。このように、第２加工パレットチェンジャ５６は、アンロードエリアＡＲ２から第３の加工パレット１１Ｃを受ける際の第３の加工パレット１１Ｃの高さと、アンロードエリアＡＲ２へ第１の加工パレット１１Ａを渡す際の第１の加工パレット１１Ａの高さとをほぼ同じにする。

【0038】

図５および図６に示したように、加工パレット１１は、位置が入れ替えられ、図４（Ａ）と同様に、レーザ加工機３とロードエリアＡＲ１とアンロードエリアとにそれぞれ配置される。これにより、レーザ加工機３によるレーザ加工、ワーク供給装置４によるワークＷの供給、及び製品ローダ１５およびグリッパ１６によるワークＷのアンロードを並行して行うことができ、生産性が高くなる。

【0039】

次に、上述のレーザ加工システムの動作に基づき、実施形態に係るワーク搬送方法について説明する。図７は、実施形態に係るワーク搬送方法を示すフローチャートである。ここでは、実施形態に書か〜るワーク搬送方法を適用したレーザ加工方法を例に説明する。ワーク搬送システム２は、ステップＳ１において第１の加工パレット１１Ａをレーザ加工機３に配置（図４（Ａ）参照）し、ステップＳ２において第２の加工パレット１１ＢをロードエリアＡＲ１に配置し、ステップＳ３において第３の加工パレット１１ＣをアンロードエリアＡＲ２に配置する。

【0040】

ステップＳ４において、レーザ加工機３は、第１の加工パレット１１Ａ上のワークＷにレーザ加工を施す（図４（Ｂ）参照）。また、ステップＳ５において、ワーク供給装置４は、ロードエリアＡＲ１の第２の加工パレット１１Ｂ上にワークＷをロードする（図４（Ｂ）参照）。また、ステップＳ６において、製品ローダ１５およびグリッパ１６は、アンロードエリアＡＲ２の第３の加工パレット１１Ｃ上のレーザ加工後のワークＷをアンロードする（図４（Ｂ）、（Ｃ）参照）。

【0041】

以下のステップＳ７からステップＳ１２までの処理が実施形態に係るワーク搬送方法に相当する。ステップＳ７において、第１加工パレットチェンジャ５１の搬送装置５２は、レーザ加工後のワークＷが載置された第１の加工パレット１１Ａを、レーザ加工機３からロードエリアＡＲ１へ搬送する（図５（Ａ）参照）。レーザ加工機３によるレーザ加工が終了する際に、ロードエリアＡＲ１の支持棚５５（図４（Ｃ）参照）は空きになっており、ワーク搬送システム２は、支持棚５５に第１の加工パレット１１Ａを配置する。ステップＳ８において、昇降機５３は、支持棚５４および支持棚５５を下降させる（図５（Ｂ）参照）。これにより、支持棚５４上の第２の加工パレット１１Ｂは、搬送経路（レール４１）上に配置され、支持棚５５上の第１の加工パレット１１Ａは、搬送経路から退避する。

【0042】

ステップＳ９において、第１加工パレットチェンジャ５１の搬送装置５２は、第２の加工パレット１１Ｂをレーザ加工機３へ搬送する（図５（Ｃ）参照）。第１加工パレットチェンジャ５１は、ステップＳ７からステップＳ９まで処理により、レーザ加工機３とロードエリアＡＲ１とで加工パレット１１を入れ替える。なお、ステップＳ９の処理によって、未加工のワークＷが載置された加工パレット１１がレーザ加工機３に配置された状態となり、レーザ加工機３がステップＳ１と同等の状態になる。

【0043】

ステップＳ１０において、第２加工パレットチェンジャ５６の搬送装置５７は、第３の加工パレット１１ＣをロードエリアＡＲ１へ搬送する（図６（Ａ）参照）。ステップＳ９の処理により、支持棚５４は空になっており、搬送装置５７は、第３の加工パレット１１Ｃを支持棚５５に配置する。ステップＳ１０の処理の少なくとも一部は、ステップＳ９の処理と並行して行われてもよいし、ステップＳ９の処理の終了後に行われてもよい。

【0044】

ステップＳ１１において、昇降機５３は、支持棚５４および支持棚５５を上昇させる（図６（Ｂ）参照）。これにより、支持棚５４上の第３の加工パレット１１Ｃは、搬送経路（レール４１）から退避し、かつワーク供給装置４によるワークＷの供給位置に配置される。また、支持棚５５上の第１の加工パレット１１Ａは、搬送経路（レール４１）に配置される。なお、ステップＳ１１の処理によって、ワークＷが載置されていない加工パレット１１がワークＷの供給位置に配置された状態となり、ワーク供給装置４がステップＳ２と同等の状態になる。

【0045】

ステップＳ１２において、搬送装置５７は、レーザ加工後のワークＷが載置された第１の加工パレット１１Ａを、ロードエリアＡＲ１からアンロードエリアＡＲ２へ搬送する（図６（Ｃ）参照）。これにより、レーザ加工後のワークＷが載置された加工パレット１１がアンロードエリアＡＲ２に配置された状態となり、アンロードエリアＡＲ２がステップＳ３と同様の状態になる。

【0046】

なお、本発明の技術範囲は、上述の実施形態などで説明した態様に限定されるものではない。上述の実施形態などで説明した要件の１つ以上は、省略されることがある。また、上述の実施形態などで説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、法令で許容される限りにおいて、上述の実施形態などで引用した全ての文献の開示を援用して本文の記載の一部とする。

【0047】

なお、ワーク搬送システム２が備える加工パレット１１の数は、上述の実施形態において３つであるが、４つ以上でもよい。例えば、レーザ加工機３およびアンロードエリアＡＲ２のそれぞれに１つの加工パレットを配置し、ロードエリアＡＲ１に２以上の加工パレット１１を配置してもよい。ロードエリアＡＲ１に２以上の加工パレット１１を配置する場合、１つの加工パレット１１がワークＷの供給位置に配置され、他の加工パレット１１がワークＷの供給位置から退避していてもよい。また、ロードエリアＡＲ１に２以上の加工パレット１１を配置する場合、ワークＷの供給位置がロードエリアＡＲ１に２か所以上設けられてもよい。また、レーザ加工機３およびロードエリアＡＲ１のそれぞれに１つの加工パレットを配置し、アンロードエリアＡＲ２に２以上の加工パレット１１を配置してもよい。この場合、１つの加工パレット１１がワークＷのアンロード位置に配置され、他の加工パレット１１がワークＷのアンロード位置から退避していてもよい。また、アンロードエリアＡＲ２に２以上の加工パレット１１を配置する場合、ワークＷのアンロード位置がアンロードエリアＡＲ２に２か所以上設けられてもよい。

【0048】

なお、上述の実施形態において、昇降機５３（退避装置）は、加工パレット１１を移動経路の上下方向に退避させるが、退避装置は、加工パレット１１を移動経路から水平方向に退避させるものでもよい。また、上述の実施形態において、レーザ加工機３からアンロードエリアＡＲ２へ向かう加工パレット１１の移動経路と、アンロードエリアＡＲ２からレーザ加工機３へ向かう加工パレット１１の移動経路とで少なくとも一部が共通しているが、これら移動経路は互いに重複なく設定されてもよい。

【0049】

なお、上述の実施形態において、レーザ加工機３、ロードエリアＡＲ１、及びアンロードエリアＡＲ２は、直線的に配列されているが、折れ線状に配置されてもよい。例えば、アンロードエリアＡＲ２は、ロードエリアＡＲ１に対して、−Ｙ側に配置されてもよいし、＋Ｙ側に配置されてもよい。

【符号の説明】

【0050】

１・・・レーザ加工システム
２・・・ワーク搬送システム
３・・・レーザ加工機
１１・・・加工パレット
１１Ａ・・・第１の加工パレット
１１Ｂ・・・第２の加工パレット
１１Ｃ・・・第３の加工パレット
５１・・・第１加工パレットチェンジャ
５６・・・第２加工パレットチェンジャ
ＡＲ１・・・ロードエリア
ＡＲ２・・・アンロードエリア
Ｗ・・・ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】