CN117858778A - 激光加工机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种激光加工机(91)，具备：基台部(1)，其设置于设置面(FL)的基准设置区域(RV1)的内侧；托盘(7)，其配置于基台部(1)的上部，且在第一位置与投影区域(RV2)相对于设置面(FL)向基准设置区域(RV1)的外侧伸出的第二位置之间沿水平的第一方向移动；以及加工头(55)，其设置为能够在基台部(1)的上方区域的内侧移动，无论托盘(7)处于第一位置和第二位置中的哪一个，都朝向载置于托盘(7)的金属板(W)射出激光束。

Description

激光加工机

技术领域

本公开涉及一种激光加工机。

背景技术

专利文献1记载了一种夹紧装置，在激光加工机中具备夹紧工件台上的被加工物并向同一方向移动的第一夹紧件及第二夹紧件。根据该夹紧装置，能够通过使第一夹紧件及第二夹紧件移动而容易地改变工件台上的被加工物的激光加工区域。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-318389号公报

发明内容

激光加工机通常装备能够载置例如所谓的4×8(1219mm×2438mm)的标准尺寸金属板的托盘，使激光加工头以能够加工载置于托盘的4×8的标准尺寸金属板的整个区域的方式二维移动。然而，激光加工机多用于例如4×8的一半尺寸的4×4(1219mm×1219mm)的标准尺寸金属板的加工。根据使用者的不同，用激光加工机主要进行4×4的标准尺寸金属板的加工，加工4×8的标准尺寸金属板的频率少的情况也较多。因此，主要加工4×4标准尺寸金属板的使用者期望激光加工机省空间。

针对该期望，若应用专利文献1所记载的夹紧装置，则还研究了如下的激光加工机：作为工件台而具备与4×4的标准尺寸金属板相当的尺寸的托盘，通过夹紧装置对载置于托盘上的4×8的标准尺寸金属板进行把持并使其位置移动，从而实质上扩展加工区域。然而，在金属板薄的情况下，金属板的从托盘伸出的部分因自重而大幅挠曲等，有可能在加工中产生不良情况。因此，期望激光加工机能够在节省空间的同时进行尺寸大的金属板的加工。

本实施方式的一个方案具有以下结构。

激光加工机具备：基台部，其设置于设置面的基准设置区域的内侧；托盘，其配置于所述基台部的上部，且在第一位置与投影区域相对于所述设置面向所述基准设置区域的外侧伸出的第二位置之间沿水平的第一方向移动；以及激光加工头，其设置为能够在所述基台部的上方区域的内侧移动，且无论所述托盘位于所述第一位置和所述第二位置中的哪一个，都朝向载置于所述托盘的金属板射出激光束。

根据本实施方式的一个方案的激光加工机，能够在托盘处于第一位置时和处于从第一位置移动后的第二位置时这两方对载置于托盘的加工对象的金属板进行激光加工。由此，与托盘不移动的情况相比，能够对加工对象的金属板在比加工区域大的区域进行激光加工，能够进行比加工区域大的金属板的加工，节省空间。

根据本实施方式的一个方案，能够进行比加工区域大的金属板的加工，节省空间。

附图说明

图1是表示作为本实施方式的激光加工机的实施例的激光加工机91的通常状态的立体图。

图2是激光加工机91的托盘7处于伸出位置的状态下的立体图。

图3是表示激光加工机91的托盘7的移动状态的示意性主视图。

图4A是用于说明激光加工机91的托盘7的位置以及能够加工的区域AR1的示意图，表示托盘7位于基准位置的状态。

图4B是用于说明激光加工机91的托盘7的位置以及能够加工的区域AR1的示意图，表示托盘7处于伸出位置的状态。

图5A是表示激光加工机91(参照图1)的托盘连结部6的主视图，表示不使托盘7移动时的状态。

图5B是表示激光加工机91(参照图1)的托盘连结部6的主视图，表示使托盘7移动时的状态。

图5C是表示激光加工机91(参照图1)的托盘连结部6的主视图，表示过负荷时的状态。

图6是表示激光加工机91所具备的回收箱11的剖视图。

图7A是说明激光加工机91所具备的溅射防护装置13的动作的第一图，示出了将防护板134立起的状态。

图7B是说明激光加工机91所具备的溅射防护装置13的第二图，表示使防护板134倒伏的状态。

图8是表示激光加工机91的结构的框图。

具体实施方式

(实施例)

通过实施例的激光加工机91(参照图1)来说明本实施方式的激光加工机。图1是表示作为本实施方式的激光加工机的实施例的激光加工机91的通常状态的立体图。上下左右前后的各方向由图1所示的箭头的方向规定。另外，将左右方向设为第一方向。

激光加工机91具备：基台部1，其设置于设置面FL的基准设置区域RV1的内侧；托盘7，其配置于基台部1的上部，在第一位置与投影区域RV2相对于设置面FL向基准设置区域的外侧伸出的第二位置之间沿水平的第一方向移动；以及激光加工头55，其设置为能够在基台部1的上方区域的内侧移动，无论托盘7处于第一位置还是第二位置，都朝向载置于托盘7的金属板射出激光束。

并且，激光加工机91构成为具有前后一对侧框架2、3、托架部5、包括控制部CT的控制装置81、激光振荡器82以及输入部83。输入部83用于供作业者输入关于控制部CT的控制的指示以及动作条件等。

基台部1组装成大致长方体状而设置于设置面FL。在基台部1的右方配置有与基台部1连结且箱状的控制装置81。侧框架2、3分别与基台部1的前缘部和后缘部平行地配置。托架部5具备前后一对支柱51、52、托架主体部53、激光加工头55、托盘连结部6。支柱51、52分别被侧框架2、3支撑为能够沿左右方向移动。托架主体部53是在前后方向上连结支柱51、52的上端部的梁状部件。侧框架2具有使支柱51沿左右方向移动的托架驱动部21。

激光加工头55被托架主体部53支撑为能够沿前后方向移动。托架主体部53具有使激光加工头55沿前后方向移动的头驱动部531。托盘7具有多个以锯齿状的支撑部为上部沿前后方向延伸的板状的工件支架(Workpiece Support)71(也称为滑道)。更详细而言，托盘7具有框体70、由多个工件支架71构成的工件支架组71G、以及多个自由球轴承72。

框体70具有与将基台部1和控制装置81合起来的左右方向的长度大致相同的左右方向的长度，是俯视为长方形的扁平的框状部件。在图1中，框体70的右缘部进入控制装置81与在控制装置81的上方分离配置的激光振荡器82之间的间隙。在框体70的上部，以在前后方向上延伸的立起姿势在左右方向上分离地并排设置有多个工件支架71。将多个工件支架71的组称为工件支架组71G。在框体70中，工件支架组71G例如被设置在能够载置4×8(1219mm×2438mm)的标准尺寸金属板的整体的区域。

框体70在工件支架71之间具有在相对于工件支架71的上端的高度位置的下方位置与上方位置之间升降的多个自由球轴承72。多个自由球轴承72能够通过未图示的连杆机构手动地同步升降。多个自由球轴承72不限于手动，也可以通过轴承驱动部721(参照图3)在控制部CT的控制下自动地同步升降。

在框体70的前缘部具备把持金属板的多个夹具(未图示)。多个夹具在控制部CT的控制下把持载置于工件支架组71G或者支撑于多个自由球轴承72的金属板。

激光振荡器82例如是光纤激光振荡器，生成激光束并供给到激光加工头55。激光加工头55将所供给的激光束作为光轴PL的激光束朝向下方的托盘7射出。

图8是表示激光加工机91的结构的框图。如图8所示，托架驱动部21、头驱动部531和激光振荡器82的操作由控制部CT控制。由此，如图1所示，激光加工机91能够使激光加工头55相对于载置在托盘7的金属板在前后方向和左右方向上二维地移动而以所需的加工路径进行激光加工。

托架部5的左右方向的移动距离是工件支架组71G的左侧的一半或比左侧的一半稍大的距离。该距离至少为4×4(1219mm×1219mm)的标准尺寸金属板的一边的长度以上(相当于后述的距离Lx1)。这样，激光加工机91能够对载置于托盘7的4×4的标准尺寸金属板的整个区域进行激光加工。

将图1所示的横跨位于基台部1及控制装置81的上方的托盘7的位置设为第一位置即基准位置。

如图2～图4B所示，激光加工机91能够在托盘7从基准位置向左方移动了预定的距离的第二位置即伸出位置之间移动。图2是激光加工机91的托盘7处于伸出位置的状态下的立体图。图3是表示激光加工机91的托盘7的移动状态的示意性主视图。图4A是用于说明激光加工机91的托盘7的位置以及能够加工的区域AR1的示意图，表示托盘7位于基准位置的状态。图4B是用于说明激光加工机91的托盘7的位置以及能够加工的区域AR1的示意图，表示托盘7处于伸出位置的状态。

如图3所示，激光加工机91具有使托盘7直动的线性引导件76。线性引导件76构成为包括长条的轨道73、与轨道73卡合并沿着轨道73移动的两个滑块74以及滑块75。在激光加工机91中，轨道73在托盘7的框体70的下表面的前缘和后缘分别以沿左右方向延伸的姿势安装有一对。与轨道73卡合的滑块74及滑块75在左右方向上分离地安装于基台部1的左半部分的区域。由此，托盘7能够相对于基台部1如箭头DR3所示那样从基准位置向第一方向上的水平的左方向移动。托盘7从基准位置向左方的最大移动距离为4×4的标准尺寸金属板的一边以上(相当于后述的距离L7)。

线性引导件76的轨道73安装于托盘7的框体70侧，从而框体70的弯曲刚性提高。由此，激光加工机91的激光加工的加工精度提高。

将托盘7向左方移动了最大距离的位置设为伸出位置。图2表示在激光加工机91中托盘7位于伸出位置的状态。如图3所示，若将托盘7位于基准位置时的激光加工机91向设置面FL的设置区域设为基准设置区域RV1，则基台部1设置于基准设置区域RV1内。托盘7中的伸出的部分向设置面FL的投影区域即伸出投影区域RV2从基准设置区域RV1伸出。即，在设置面FL未放置激光加工机91以外的物体的状态下，位于伸出位置的托盘7的与从基准设置区域RV1伸出的伸出投影区域RV2对应的部分与设置面FL直接对置。虽然基准设置区域RV1在图3中示意性地示出为仅设置基台部1的区域，但是指为了设置如图1所示的包含控制装置81的激光加工机91所需的区域。

如图2所示，在侧框架3的内表面的与托盘7对置的面上，在左右方向上分离地配置有第一托盘传感器31及第二托盘传感器32。第一托盘传感器31和第二托盘传感器32是所谓的接近传感器。在托盘7位于基准位置时，第一托盘传感器31和第二托盘传感器32均为ON(开)，在托盘7位于伸出位置时，第一托盘传感器31和第二托盘传感器32均为OFF(关)。在托盘7位于基准位置与伸出位置之间的中间时，第二托盘传感器32为OFF，第一托盘传感器31为ON。表示第一托盘传感器31及第二托盘传感器32的ON/OFF的检测信号向控制部CT输出(参照图8)。

在侧框架2具有当托盘7位于基准位置和伸出位置时，禁止移动并锁定位置的第一托盘锁定部22和第二托盘锁定部23。第一托盘锁定部22以及第二托盘锁定部23例如通过基于螺线管的动作进行的凹凸嵌合来进行托盘7相对于基台部1的锁定以及锁定解除。第一托盘锁定部22以及第二托盘锁定部23的动作由控制部CT控制(参照图8)。

接下来，参照图4A以及图4B对托盘7的移动和载置于托盘7的加工对象的金属板W的加工区域进行说明。

在图4A中，在托盘7之上，作为工件而定位载置有例如4×8的标准尺寸的金属板W。如上所述，激光加工机91在托盘7位于基准位置时，托盘7的右侧部分进入激光振荡器82与其下的控制装置81(参照图1)之间。

如图4A所示，托架主体部53如箭头DR1所示，在左右方向上移动距离Lx1的区域。另外，激光加工头55相对于托架主体部53如箭头DR2所示在前后方向上移动距离Ly1的区域。由此，激光加工机91中，大致相当于托盘7的左半部分的、以右上倾斜的阴影线表示的距离Lx1×距离Ly1的区域AR1成为可加工区域(加工区域)。

如图4B所示，激光加工机91能够使托盘7从基准位置向左方最大移动距离L7。距离L7比距离Lx1短距离La。由此，托盘7位于基准位置时的可加工的区域AR1在伸出位置成为区域ARW1，区域与伸出位置处的能够加工的区域AR1在左右方向上以距离La的宽度重叠。即，激光加工机91即使是能够加工的区域被设定为与4×4的标准尺寸金属板相当的小的区域的省空间的装置，也能够通过使托盘7移动来进行加工，从而使能够加工的区域相对地扩张来进行4×8的标准尺寸金属板的加工。

激光加工机91构成为具备：连结接收部61，其设置于托盘7；以及连结驱动部62，其与激光加工头55的第一方向的移动一起移动，能够相对于连结接收部61选择性地成为连结状态和非连结状态，连结驱动部62相对于连结接收部61成为连结状态，由此托盘7伴随着激光加工头55的第一方向的移动而移动。

如图2所示，托盘7在解除了第一托盘锁定部22以及第二托盘锁定部23的锁定的状态下，能够通过手动在基准位置与伸出位置之间移动。另外，如接下来参照图5A～图5C所说明的那样，也可以通过托盘连结部6与托架部5的移动同步地移动。图5A是表示激光加工机91(参照图1)的托盘连结部6的主视图，表示不使托盘7移动时的状态。图5B是表示激光加工机91(参照图1)的托盘连结部6的主视图，表示使托盘7移动时的状态。图5C是表示激光加工机91(参照图1)的托盘连结部6的主视图，表示过负荷时的状态。

托盘连结部6由连结接收部61和连结驱动部62的组构成。连结接收部61固定于托盘7的框体70。连结接收部61具有基座611和柱部612。如图5A所示，柱部612的前端的上表面即接收面613形成为以沿前后方向延伸的中心轴线CL61为中心的圆筒面的一部分。连结驱动部62具有支撑架621、连结缸622、移动柱624以及辊625。

支撑架621是固定于托架主体部53并向右方伸出的板状部件。连结缸622固定于支撑架621，通过动作使从下端面向下方突出的移动柱624沿上下方向移动。连结缸622的动作由控制部CT(参照图1及图2)控制。如图5A所示，辊625以设置于移动柱624的下端的沿前后方向延伸的轴部件626为中心旋转。辊625的外周面的半径与接收面613的半径相同或略小。

在不使托盘7移动时，如图5A所示，控制部CT(参照图1及图2)成为将连结缸622的移动柱624向上方拉入的状态，使连结接收部61与连结驱动部62分离。在此状态下，托架部5不与托盘7联动而独立地移动。

如图5B所示，在使托盘7从基准位置向伸出位置移动时、以及进行从伸出位置返回基准位置的移动时，控制部CT(参照图1以及图2)将连结缸622的移动柱624向下方推出，使辊625与接收面613接触或者进入接收面613的凹陷中(参照箭头DR4)。在此状态下，托架部5和托盘7经由托盘连结部6连结，托盘7也与托架部5的左右方向的移动联动地一体移动。

具体而言，如图1所示，控制部CT使托架驱动部21动作而使托架部5移动至最右位置。在托架部5位于最右位置、托盘7位于基准位置的状态下，连结驱动部62与连结接收部61能够连结。

如图5B所示，控制部CT(参照图1)使连结缸622动作而使连结驱动部62与连结接收部61连结。接着，如图1所示，控制部CT在使第一锁定缸221及第二锁定缸231动作而解除托盘7的锁定并使托盘7能够移动后，使托架驱动部21动作而使托架部5向最左位置移动。伴随该移动，通过托盘连结部6与托架部5一体化的托盘7也向左方移动，托盘7向伸出位置移动。

如图5C所示，托盘连结部6在托盘7的移动阻力大于预定值的过负荷时，自动地解除连结。连结驱动部62的移动柱624被为了使连结缸622动作而供给的空气的压力向下方按压。在图5C中示出了即使在托盘连结部6处于连结状态下托架部5例如向右方向移动，托盘7也因某种原因而不移动的情况。

如图5C所示，辊625一边沿着接收面613旋转一边克服空气的压力而将移动柱624自身向上方推起。然后，辊625如箭头DR5所示越过接收面613的高的端部，移动柱624从接收面613脱离。由此，连结驱动部62与连结接收部61的连结被解除。

如上所述，如图4A以及图4B所示，本实施方式的一个方案具备：基台部1(参照图1)；托盘7，其配置于基台部1的上部，在第一位置与从基台部1比第一位置伸出的第二位置之间移动；以及激光加工头55，其在托盘7处于第一位置以及第二位置中的任一位置时，都朝向托盘7射出激光束而对载置于托盘7的金属板W进行激光加工。由此，该一个方案能够进行比加工区域AR1大的金属板W的加工而节省空间。

图6是表示激光加工机91所具备的回收箱11的剖视图。图7A是说明激光加工机91所具备的溅射防护装置13的动作的第一图，示出了将防护板134立起的状态。图7B是说明激光加工机91所具备的溅射防护装置13的动作的第二图，示出了使防护板134倒伏的状态。

激光加工机91的基台部1具备与激光加工头55进行的激光加工区域AR1对应的回收箱11，具备堵塞托盘7与回收箱11之间的间隙G的防护板134。另外，激光加工机91具备在托盘7位于第一位置(基准位置)时堵塞间隙G的托盘防护板77。

防护板134构成为在托盘7位于第一位置(基准位置)时成为倾斜姿势，在托盘7位于第二位置(伸出位置)时立起而堵塞间隙G。

如图6、图7A以及图7B所示，在激光加工机91的基台部1配置有与加工区域对应的回收箱11。回收箱11是接受在激光加工中产生并从工件支架71间的间隙落下的浮渣以及废料等的箱，配置于托盘7的下方。

另外，在激光加工机91还具备吸引空气的吸引装置(未图示)。吸引装置吸引回收箱11的内部的空气并通过过滤器向外部排出。通过该吸引装置进行的空气吸引，在激光加工中产生并飞散的飞溅物也大多通过回收箱11向外部排出。然而，若托盘7与回收箱11之间的间隙G较大地开口，则从回收箱11的内部的空间V11通过该间隙G向外部空间飞散，附着于产品等而成为不良情况的原因。因此，激光加工机91具有托盘防护板77以及溅射防护装置13，以使得无论托盘7位于基准位置以及伸出位置中的哪个位置，托盘7与回收箱11之间的间隙G都不产生较大的开口。

图6中的溅射防护装置13的附近的放大图是图7A，表示托盘7返回基准位置的状态的相同部分的放大图是图7B。在图6中，托盘7位于伸出位置。在此状态下，回收箱11与托盘7之间的间隙G被溅射防护装置13的立起的防护板134大致堵塞。另外，如图6及图7A所示，托盘7在图7A中的右端部具有向下方延伸的防护支撑件78。防护支撑件78以相对于立起的防护板134产生在上下方向上重叠的部分的方式向下方延伸。另外，如图7A所示，防护支撑件78在左右方向上可以与立起的防护板134接触，也可以稍微产生间隙。防护支撑件78由金属板材或橡胶板材形成。

溅射防护装置13构成为包括防护缸131、杆132、固定板133、防护板134、铰链135以及链节板136。防护缸131固定于在基台部1的右方配置的搁板12的上部。防护缸131在控制部CT(参照图1)的控制下，使杆132出入(参照箭头DR6)。在杆132的前端以能够转动的方式连结有链节板136的一端侧，链节板136的另一端侧以能够转动(参照箭头DR7)的方式连结于防护板134。如图7B所示，防护板134能够经由铰链135相对于固定板133绕前后方向的轴线转动(参照箭头DR9)。根据此结构，随着防护缸131的动作，防护板134以铰链135为支点在图7A所示的立起姿势与图7B所示的倾斜姿势之间转动。

如图7A所示，控制部CT(参照图1)在托盘7位于伸出位置时使防护缸131动作而使防护板134成为立起姿势。另外，如图7B所示，在托盘7位于基准位置时，使防护缸131动作而使防护板134成为与固定板133所成的角度比立起姿势小的倾斜姿势。另一方面，托盘防护板77安装于托盘7的框体70的下表面。更详细而言，托盘防护板77在托盘7位于基准位置时，代替防护板134而安装于堵塞托盘7与基台部1之间的间隙G的位置。

如图2所示，控制部CT根据由来自第一托盘传感器31以及第二托盘传感器32的检测信息掌握的托盘7的位置，执行使防护缸131(参照图7A以及图7B)动作而进行的防护板134的立起姿势以及倾斜姿势。

如上所述，在本实施方式的一个方案中，如图6所示，基台部1与激光加工头55(参照图4A和图4B)能够动作的激光加工区域AR1(参照图4A和图4B)对应地具备回收箱11，并具备：托盘防护板77，其在托盘7位于第一位置时堵塞托盘7与回收箱11之间的间隙G；以及防护板134，其在托盘7位于第二位置时堵塞间隙G。由此，激光加工机91无论托盘7的位置如何，由激光加工产生的溅射向外部飞散的可能性都小，难以产生产品的品质降低。

另外，防护板134在托盘7位于第一位置时为倾斜姿势，在托盘7位于第二位置时立起而堵塞间隙G。因此，防护板134不与托盘7的移动干涉，能够在托盘7位于第二位置时更大地堵塞间隙G。由此，激光加工机91无论托盘7的位置如何，由激光加工产生的溅射向外部飞散的可能性都更小，更难以产生产品的品质降低。

另外，也可以是，无论托盘7处于第一位置和第二位置中的哪个位置，都利用防护板134堵塞间隙G。在此情况下，不需要托盘防护板77。另外，取代托盘防护板77而在图7A所示的托盘端部和安装有托盘防护板77的位置具备防护支撑件78。

另外，防护板134在托盘7移动时为倾斜姿势，在托盘移动定位后，在托盘7停止的状态下立起。另外，也可以不设置托盘防护板77及防护支撑件78中的任一个，而仅由防护板134堵塞间隙G。在此情况下，可以使防护板134在倾斜姿势与立起姿势之间转动，但也可以将防护板134的立起姿势下的高度设定为不与托盘7干涉的高度，或者在防护板134的前端安装由橡胶板材等具有柔软性的材料形成的部件，形成为允许该部件与托盘7的稍微干涉的构造，将防护板134固定为立起姿势。

如上所述，激光加工机91能够加工比加工区域大的金属板，节省空间。例如，能够加工4×8标准尺寸金属板，并且能够节省空间。激光加工机91的加工对象不限于4×4、4×8尺寸的标准尺寸金属板，也可以在5×5的加工区域能够加工5×10尺寸的标准尺寸金属板，或者在3×3的加工区域能够加工3×6尺寸的标准尺寸金属板。

本公开的实施例并不限定于上述的结构，也可以在不脱离本公开的主旨的范围内制作变形例。

激光加工机91并不限定于在基准位置和伸出位置这两处锁定托盘7。托盘7也可以在包含基准位置和伸出位置的3处以上锁定，也可以是在基准位置和伸出位置之间的任意位置锁定。

本申请的公开与在2021年8月6日申请的日本特愿2021-130194号中记载的主题相关联，这些公开内容全部通过引用而并入本发明中。

Claims (5)

1.一种激光加工机，其特征在于，具备：

基台部，其设置于设置面的基准设置区域的内侧；

托盘，其配置于所述基台部的上部，且在第一位置与投影区域相对于所述设置面向所述基准设置区域的外侧伸出的第二位置之间沿水平的第一方向移动；以及

激光加工头，其设置为能够在所述基台部的上方区域的内侧移动，且无论所述托盘位于所述第一位置和所述第二位置中的哪一个，都朝向载置于所述托盘的金属板射出激光束。

2.根据权利要求1所述的激光加工机，其特征在于，具备：

连结接收部，其设置于所述托盘；以及

连结驱动部，其与所述激光加工头的所述第一方向的移动一起移动，且能够相对于所述连结接收部选择性地成为连结状态和非连结状态，

通过使所述连结驱动部相对于所述连结接收部成为所述连结状态，从而所述托盘随着所述激光加工头的所述第一方向的移动而移动。

3.根据权利要求1或2所述的激光加工机，其特征在于，

所述基台部具备与所述激光加工头的激光加工区域对应的回收箱，且具备堵塞所述托盘与所述回收箱之间的间隙的防护板。

4.根据权利要求3所述的激光加工机，其特征在于，

具备托盘防护板，该托盘防护板在所述托盘位于所述第一位置时堵塞所述间隙。

5.根据权利要求3或4所述的激光加工机，其特征在于，

所述防护板在所述托盘位于所述第一位置时成为倾斜姿势，且在所述托盘位于所述第二位置时立起而堵塞所述间隙。