JP2000117480A - レーザ加工機 - Google Patents
レーザ加工機Info
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- JP2000117480A JP2000117480A JP10307801A JP30780198A JP2000117480A JP 2000117480 A JP2000117480 A JP 2000117480A JP 10307801 A JP10307801 A JP 10307801A JP 30780198 A JP30780198 A JP 30780198A JP 2000117480 A JP2000117480 A JP 2000117480A
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- Japan
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- laser beam
- laser
- parallel link
- links
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- Pending
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/10—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece using a fixed support, i.e. involving moving the laser beam
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速で高精度の加工が可能なレーザ加工機。
【解決手段】 架台１に複数のリンク２ａ〜２ｄを含む
パラレルリンク機構２が固定され、その下方に移動手段
を有するワーク保持部３が設置される。パラレルリンク
機構２は、固定板４と出力板５の間を結合し、リンク２
ａ〜２ｄが伸縮動作することにより出力板５が固定板４
に対して移動する。加工ヘッドを提供するレーザヘッド
６は出力板５に取付けられる。配給ライン７は、レーザ
伝送用光ファイバー、水、アシストガス等を供給する配
管、電気信号線等を含む。レーザヘッド６から出力され
たレーザビームＬＢは、ワーク保持部３上のワークＷに
加工を施す。配給ライン７は、固定板４の各リンク継手
部の内側に開けられた穴８を通して配線される。固定板
４には、各リンク２ａ〜２ｄ（パラレルリンク機構の各
軸）を伸縮駆動するための中空モータ９ａ〜９ｄが搭載
される。
パラレルリンク機構２が固定され、その下方に移動手段
を有するワーク保持部３が設置される。パラレルリンク
機構２は、固定板４と出力板５の間を結合し、リンク２
ａ〜２ｄが伸縮動作することにより出力板５が固定板４
に対して移動する。加工ヘッドを提供するレーザヘッド
６は出力板５に取付けられる。配給ライン７は、レーザ
伝送用光ファイバー、水、アシストガス等を供給する配
管、電気信号線等を含む。レーザヘッド６から出力され
たレーザビームＬＢは、ワーク保持部３上のワークＷに
加工を施す。配給ライン７は、固定板４の各リンク継手
部の内側に開けられた穴８を通して配線される。固定板
４には、各リンク２ａ〜２ｄ（パラレルリンク機構の各
軸）を伸縮駆動するための中空モータ９ａ〜９ｄが搭載
される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザ光を利用して
材料の加工を行なうレーザ加工機に関し、更に詳しく言
えば、パラレルリンク機構を利用したレーザ加工機に関
する。
材料の加工を行なうレーザ加工機に関し、更に詳しく言
えば、パラレルリンク機構を利用したレーザ加工機に関
する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ光を利用して薄板状の材料の切
断、穿孔、溶接、表面処理等（本明細書では、これらを
まとめて「加工」と言う。）を行なうレーザ加工機は、
加工形状を自由に選択出来る等の利点があるため、特に
多品種少量生産に適した加工手段として広く利用されて
いる。従来のレーザ加工機には、加工ヘッドの移動手段
に従い次の２つの代表的な型のものが知られている。 （１）産業用ロボットの手先に加工ヘッド（レーザヘッ
ド）を取り付けたもの。ロボットを動作させることで加
工ヘッドが移動し、薄板やパイプ等に加工が施される。
ワーク支持側にも移動機構が設けられることもある。 （２）ガントリ型（門型）のレーザ加工専用機械を構成
し、直交型の移動機構上に加工移動端に加工ヘッドを搭
載するもの。ワーク支持側に移動機構が設けられること
もある。
断、穿孔、溶接、表面処理等（本明細書では、これらを
まとめて「加工」と言う。）を行なうレーザ加工機は、
加工形状を自由に選択出来る等の利点があるため、特に
多品種少量生産に適した加工手段として広く利用されて
いる。従来のレーザ加工機には、加工ヘッドの移動手段
に従い次の２つの代表的な型のものが知られている。 （１）産業用ロボットの手先に加工ヘッド（レーザヘッ
ド）を取り付けたもの。ロボットを動作させることで加
工ヘッドが移動し、薄板やパイプ等に加工が施される。
ワーク支持側にも移動機構が設けられることもある。 （２）ガントリ型（門型）のレーザ加工専用機械を構成
し、直交型の移動機構上に加工移動端に加工ヘッドを搭
載するもの。ワーク支持側に移動機構が設けられること
もある。
【０００３】上記（１）の型の従来技術は、動作範囲が
大きく、手首部の自由度も大きいので、三次元的に複雑
な形状の加工に適しているという利点がある。しかし、
ロボットはシリアル構造の場合が多く、パラレルな機構
に比して剛性が低く、加工ヘッドの位置に関する絶対精
度も低いため、高速な加工ができない。
大きく、手首部の自由度も大きいので、三次元的に複雑
な形状の加工に適しているという利点がある。しかし、
ロボットはシリアル構造の場合が多く、パラレルな機構
に比して剛性が低く、加工ヘッドの位置に関する絶対精
度も低いため、高速な加工ができない。
【０００４】上記（２）の型の従来技術は、剛性を上げ
るためにガイド類のサイズが大きくなり、重量も大き
い。従って駆動源に大出力のモータが必要となり、結果
として機械のコストが大きくなる。
るためにガイド類のサイズが大きくなり、重量も大き
い。従って駆動源に大出力のモータが必要となり、結果
として機械のコストが大きくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術の問題点を解決したレーザ加工機を提供するこ
とにある。即ち本発明は、従来構造のレーザ加工機に比
べて駆動機構の剛性に優れ、従って加工精度を低下させ
ることなく加工ヘッドの高速駆動を行なうことが容易な
レーザ加工機を提供し、そのことを通して、高精度のレ
ーザ加工を効率的に行えるようにする事を企図してい
る。
従来技術の問題点を解決したレーザ加工機を提供するこ
とにある。即ち本発明は、従来構造のレーザ加工機に比
べて駆動機構の剛性に優れ、従って加工精度を低下させ
ることなく加工ヘッドの高速駆動を行なうことが容易な
レーザ加工機を提供し、そのことを通して、高精度のレ
ーザ加工を効率的に行えるようにする事を企図してい
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、加工機
に固定板と出力板を複数のリンクで結合するパラレルリ
ンク機構を設け、出力板に加工ヘッドを支持し、複数の
リンクが協調動作することによって出力板が駆動され、
それによって加工ヘッドを移動させるようすることによ
って上記技術課題が解決される。
に固定板と出力板を複数のリンクで結合するパラレルリ
ンク機構を設け、出力板に加工ヘッドを支持し、複数の
リンクが協調動作することによって出力板が駆動され、
それによって加工ヘッドを移動させるようすることによ
って上記技術課題が解決される。
【０００７】本発明のレーザ加工機の特徴は、加工ヘッ
ドの移動機構に出力板と固定板を結合する複数のリンク
を用いた並列駆動系を入れたことにある。これにより、
ＸＹ直列駆動系などを使用していた従来構造のレーザ加
工機と比較して、実質的な剛性を高めることが出来るよ
うになる。その結果、加工ヘッドを高速あるいは高加速
度で移動させても加工精度の劣化が生じ難い。
ドの移動機構に出力板と固定板を結合する複数のリンク
を用いた並列駆動系を入れたことにある。これにより、
ＸＹ直列駆動系などを使用していた従来構造のレーザ加
工機と比較して、実質的な剛性を高めることが出来るよ
うになる。その結果、加工ヘッドを高速あるいは高加速
度で移動させても加工精度の劣化が生じ難い。
【０００８】好ましい携帯においては、ワークと加工ヘ
ッドとの相対的な位置関係を変える手段として、加工ヘ
ッド側の移動手段に加え、ワークを移動可能に保持する
手段が設けられる。また、レーザ伝送用光ファイバ、流
体供給配管及び電気信号線を含む配給ラインが、固定板
の各リンク継手部を結んだ多角形の内側に穴を嵌挿入さ
れる。
ッドとの相対的な位置関係を変える手段として、加工ヘ
ッド側の移動手段に加え、ワークを移動可能に保持する
手段が設けられる。また、レーザ伝送用光ファイバ、流
体供給配管及び電気信号線を含む配給ラインが、固定板
の各リンク継手部を結んだ多角形の内側に穴を嵌挿入さ
れる。
【０００９】パラレルリンク機構の駆動源として中空モ
ータあるいはリニアモータが好適である。前者の場合、
各リンクの伸縮軸は中空モータの中空部を通して設けら
れ、固定板との結合支持はジンバル継ぎ手を介して行な
われることが好ましい。
ータあるいはリニアモータが好適である。前者の場合、
各リンクの伸縮軸は中空モータの中空部を通して設けら
れ、固定板との結合支持はジンバル継ぎ手を介して行な
われることが好ましい。
【００１０】また後者の場合、リニアモータは直動ガイ
ドのブロック内部にコイルと冷却回路が組み込まれ、レ
ールに磁石が組み込まれ、ブロック部と固定板との支持
にはジンバル継ぎ手が用いられることが好ましい。
ドのブロック内部にコイルと冷却回路が組み込まれ、レ
ールに磁石が組み込まれ、ブロック部と固定板との支持
にはジンバル継ぎ手が用いられることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一つの実施形態に
係るレーザ加工機の要部構造を説明する図である。ま
た、図２、図３は同実施形態で採用可能な伸縮軸の駆動
機構の例について説明する図である。
係るレーザ加工機の要部構造を説明する図である。ま
た、図２、図３は同実施形態で採用可能な伸縮軸の駆動
機構の例について説明する図である。
【００１２】先ず図１を参照すると、符号１で指示した
架台に複数のリンク２ａ〜２ｄを含むパラレルリンク機
構２が固定され、パラレルリンク機構２の下方に例えば
ＸＹＺテーブル等からなる移動手段を有するワーク保持
部３が設置されている、パラレルリンク機構２は、固定
板４と出力板５の間を結合するように設けられ、リンク
２ａ〜２ｄが伸縮動作することにより出力板５が固定板
４に対して移動するようになっている。
架台に複数のリンク２ａ〜２ｄを含むパラレルリンク機
構２が固定され、パラレルリンク機構２の下方に例えば
ＸＹＺテーブル等からなる移動手段を有するワーク保持
部３が設置されている、パラレルリンク機構２は、固定
板４と出力板５の間を結合するように設けられ、リンク
２ａ〜２ｄが伸縮動作することにより出力板５が固定板
４に対して移動するようになっている。
【００１３】加工ヘッドを提供するレーザヘッド６は出
力板５に取付けられている。
力板５に取付けられている。
【００１４】レーザヘッド６には、レーザ伝送用光ファ
イバーの他、水、アシストガス等の所要流体を供給する
配管、電気信号線等を含む配給ライン７が取付けられて
いる。レーザ伝送用光ファイバーを通してレーザ発振器
（図示省略）から供給されレーザヘッド６から出力され
たレーザビームＬＢは、ワーク保持部３に保持された加
工対象ワークＷに加工を施す。
イバーの他、水、アシストガス等の所要流体を供給する
配管、電気信号線等を含む配給ライン７が取付けられて
いる。レーザ伝送用光ファイバーを通してレーザ発振器
（図示省略）から供給されレーザヘッド６から出力され
たレーザビームＬＢは、ワーク保持部３に保持された加
工対象ワークＷに加工を施す。
【００１５】配給ライン７は、固定板４の各リンク継手
部を結んだ多角形の内側に開けられた穴８を通して配線
される。固定板４には、各リンク２ａ〜２ｄ（パラレル
リンク機構の各軸）を伸縮駆動するための中空モータ９
が搭載されている。
部を結んだ多角形の内側に開けられた穴８を通して配線
される。固定板４には、各リンク２ａ〜２ｄ（パラレル
リンク機構の各軸）を伸縮駆動するための中空モータ９
が搭載されている。
【００１６】図２には、パラレルリンク構造の駆動源と
して採用可能な中空モータ（９ａ〜９ｄの一つで、ここ
では９ａで代表）を拡大断面図で示した。同図に示した
ように、中空モータ９ａの中空部分に当該中空モータ９
ａで伸縮駆動されるリンク（伸縮軸）２ａが嵌挿され、
中空モータ９ａで発生したトルクがナツトＮＴによつて
リンク（伸縮軸）２ａに伝えられるようになっている。
中空モータ９ａは、ジンバル継手ＧＢによりパラレルリ
ンク機構２の固定板４に取付けられている。
して採用可能な中空モータ（９ａ〜９ｄの一つで、ここ
では９ａで代表）を拡大断面図で示した。同図に示した
ように、中空モータ９ａの中空部分に当該中空モータ９
ａで伸縮駆動されるリンク（伸縮軸）２ａが嵌挿され、
中空モータ９ａで発生したトルクがナツトＮＴによつて
リンク（伸縮軸）２ａに伝えられるようになっている。
中空モータ９ａは、ジンバル継手ＧＢによりパラレルリ
ンク機構２の固定板４に取付けられている。
【００１７】次に、図３はリンク（伸縮軸）２ａ〜２ｄ
の駆動機構の別の例の拡大図で、リニアモータが採用さ
れている。同図に示したように、固定板４にジンバル継
手ＧＢが取付けられており、ジンパル継手ＧＢに直動ブ
ロソクＢＬが取付けられている。直動プロックＢＬには
リニアモータのコイル及び冷却回路等ＣＬが組み込まれ
ており、直動レールＲＬには磁石ＭＧが組み込まれてい
る。リニアモータのコイルに通電がなされると、直動ブ
ロックＢＬが直動レールＲＬ上を走行・移動し、伸縮軸
（２ａ〜２ｄ）が駆動されることになる。
の駆動機構の別の例の拡大図で、リニアモータが採用さ
れている。同図に示したように、固定板４にジンバル継
手ＧＢが取付けられており、ジンパル継手ＧＢに直動ブ
ロソクＢＬが取付けられている。直動プロックＢＬには
リニアモータのコイル及び冷却回路等ＣＬが組み込まれ
ており、直動レールＲＬには磁石ＭＧが組み込まれてい
る。リニアモータのコイルに通電がなされると、直動ブ
ロックＢＬが直動レールＲＬ上を走行・移動し、伸縮軸
（２ａ〜２ｄ）が駆動されることになる。
【００１８】中空モータ９ａ〜９ｄあるいはリニアモー
タの制御を含むレーザ加工機各部の制御は、通常のレー
ザ加工機と同様に、ＮＣ（数値制御装置）を含むコント
ローラで行なう。
タの制御を含むレーザ加工機各部の制御は、通常のレー
ザ加工機と同様に、ＮＣ（数値制御装置）を含むコント
ローラで行なう。
【００１９】図４は、上述したレーザ加工機の制御に用
いられるコントローラのハードウェア構成を要部ブロッ
ク図を例示したものである。同図において、符号１０で
示されたコントローラは、全体を統括制御するプロセッ
サ１１を備える。プロセッサ１１は、バス２１を介し
て、ＲＯＭ１２に格納されたシステムプログラムを読み
出し、このシステムプログラムに従って、コントローラ
１０全体の制御を実行する。また、例えばＤＲＡＭで構
成されるＲＡＭ１３には、一時的に計算データ、表示デ
ータ等が格納される。
いられるコントローラのハードウェア構成を要部ブロッ
ク図を例示したものである。同図において、符号１０で
示されたコントローラは、全体を統括制御するプロセッ
サ１１を備える。プロセッサ１１は、バス２１を介し
て、ＲＯＭ１２に格納されたシステムプログラムを読み
出し、このシステムプログラムに従って、コントローラ
１０全体の制御を実行する。また、例えばＤＲＡＭで構
成されるＲＡＭ１３には、一時的に計算データ、表示デ
ータ等が格納される。
【００２０】ＣＭＯＳ１４には、加工プログラム及び各
種パラメータが格納される。更に、ＣＭＯＳ１４に格納
されるデータには、レーザヘッド６の３次元位置と各伸
縮軸２ａ〜２ｄの伸縮位置との関係を規定するパラメー
タやそれに基づいて変換計算を行なうソフトウェア（プ
ログラム等）が含まれる。
種パラメータが格納される。更に、ＣＭＯＳ１４に格納
されるデータには、レーザヘッド６の３次元位置と各伸
縮軸２ａ〜２ｄの伸縮位置との関係を規定するパラメー
タやそれに基づいて変換計算を行なうソフトウェア（プ
ログラム等）が含まれる。
【００２１】ＣＭＯＳ１４は図示されないバッテリでバ
ックアップされ、コントローラ１０の電源がオフされて
もデータが消去されない不揮発性メモリとして機能す
る。インターフェイス１５は、外部機器用との入出力を
行なう為に設けられ、オフラインプログラミング装置、
プリンタ等の外部機器３１が接続される。オフラインプ
ログラミング装置で加工プログラムを作成した場合、そ
のデータは、インターフェイス１５を介して制御装置１
０に読み込まれる。制御装置１０で編集された加工プロ
グラムのデータは、例えばプリンタで出力可能である。
ックアップされ、コントローラ１０の電源がオフされて
もデータが消去されない不揮発性メモリとして機能す
る。インターフェイス１５は、外部機器用との入出力を
行なう為に設けられ、オフラインプログラミング装置、
プリンタ等の外部機器３１が接続される。オフラインプ
ログラミング装置で加工プログラムを作成した場合、そ
のデータは、インターフェイス１５を介して制御装置１
０に読み込まれる。制御装置１０で編集された加工プロ
グラムのデータは、例えばプリンタで出力可能である。
【００２２】ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コント
ローラ）１６は、コントローラ１０に内蔵され、ラダー
形式で作成されたシーケンスプログラムで機械を制御す
る。即ち、加工プログラムで指令されたＭ機能、Ｓ機能
及びＴ機能に従って、これらをシーケンスプログラムで
必要な信号に変換し、Ｉ／Ｏユニット１７から機械側
（ここでは前述した４軸２ａ〜４ｄを持つ加工機）に出
力する。この出力信号は、機械側の各種動作部（エアシ
リンダ、ネジ、電気アクチュエータ等）を作動させる。
また、機械側の各種スイッチや機械操作盤のスイッチ等
の信号を受けて、必要な処理をして、プロセッサ１１に
渡す。
ローラ）１６は、コントローラ１０に内蔵され、ラダー
形式で作成されたシーケンスプログラムで機械を制御す
る。即ち、加工プログラムで指令されたＭ機能、Ｓ機能
及びＴ機能に従って、これらをシーケンスプログラムで
必要な信号に変換し、Ｉ／Ｏユニット１７から機械側
（ここでは前述した４軸２ａ〜４ｄを持つ加工機）に出
力する。この出力信号は、機械側の各種動作部（エアシ
リンダ、ネジ、電気アクチュエータ等）を作動させる。
また、機械側の各種スイッチや機械操作盤のスイッチ等
の信号を受けて、必要な処理をして、プロセッサ１１に
渡す。
【００２３】グラッフィク制御回路１８は、各軸（２ａ
〜２ｂ）の現在位置、アラーム、パラメータ、画像デー
タ等のディジタルデータを画像信号に変換して出力す
る。この画像信号は、ＣＲＴ／ＭＤＩユニット２５の表
示装置２６に送られ、表示装置２６に表示される。イン
ターフェイス１９は、ＣＲＴ／ＭＤＩユニット２５内の
キーボード２７からデータを受けて、プロセッサ１１へ
渡す。
〜２ｂ）の現在位置、アラーム、パラメータ、画像デー
タ等のディジタルデータを画像信号に変換して出力す
る。この画像信号は、ＣＲＴ／ＭＤＩユニット２５の表
示装置２６に送られ、表示装置２６に表示される。イン
ターフェイス１９は、ＣＲＴ／ＭＤＩユニット２５内の
キーボード２７からデータを受けて、プロセッサ１１へ
渡す。
【００２４】インターフェイス２０は、手動パルス発生
器３２に接続され、手動パルス発生器３２からのパルス
を受ける。手動パルス発生器３２は機械操作盤に実装さ
れ、レーザヘッド６を含む機械本体の可動部を手動で移
動・位置決めするために使用することが出来る。
器３２に接続され、手動パルス発生器３２からのパルス
を受ける。手動パルス発生器３２は機械操作盤に実装さ
れ、レーザヘッド６を含む機械本体の可動部を手動で移
動・位置決めするために使用することが出来る。
【００２５】軸制御回路４１〜４４は、プロセッサ１１
からの各軸の移動指令を受けて、サーボアンプ５１〜５
４に出力する。サーボアンプ５１〜５４は、この移動指
令に基づき、各軸のモータ６１〜６４（中空モータ９ａ
〜９ｄまたは図２に示したリニアモータ）を駆動する。
これら各軸のモータ６１〜６４は、加工機の各軸２ａ〜
２ｄを駆動する。各軸は、移動指令に基づき、モータ６
１〜６４（中空モータ９ａ〜９ｄまたは図２に示したリ
ニアモータ）を駆動する。これら各軸必要に反映され
る。
からの各軸の移動指令を受けて、サーボアンプ５１〜５
４に出力する。サーボアンプ５１〜５４は、この移動指
令に基づき、各軸のモータ６１〜６４（中空モータ９ａ
〜９ｄまたは図２に示したリニアモータ）を駆動する。
これら各軸のモータ６１〜６４は、加工機の各軸２ａ〜
２ｄを駆動する。各軸は、移動指令に基づき、モータ６
１〜６４（中空モータ９ａ〜９ｄまたは図２に示したリ
ニアモータ）を駆動する。これら各軸必要に反映され
る。
【００２６】符号６４１は伸縮軸２ａを駆動するモータ
６４に付設された位置検出器としてのパルスコーダであ
り、図示は省略したが、他軸のモータ６２〜６４にも同
様にパルスコーダが付設される。これらパルスコーダの
出力パルスは、位置フィードバック信号や速度のフィー
ドバック信号の生成に使用される。
６４に付設された位置検出器としてのパルスコーダであ
り、図示は省略したが、他軸のモータ６２〜６４にも同
様にパルスコーダが付設される。これらパルスコーダの
出力パルスは、位置フィードバック信号や速度のフィー
ドバック信号の生成に使用される。
【００２７】なお、ワーク保持部３にＸＹＺテーブル等
の移動手段を設けた場合には、それらの軸の駆動のため
に、サーボアンプと駆動モータからなる系が必要数追加
される。ここでは１系統を、ワーク移動軸制御回路７
１、ワーク移動軸用アンプ７２、ワーク移動軸用モータ
７３で略示した。また、レーザ発振器の制御のための公
知の構成については図示を省略した。
の移動手段を設けた場合には、それらの軸の駆動のため
に、サーボアンプと駆動モータからなる系が必要数追加
される。ここでは１系統を、ワーク移動軸制御回路７
１、ワーク移動軸用アンプ７２、ワーク移動軸用モータ
７３で略示した。また、レーザ発振器の制御のための公
知の構成については図示を省略した。
【００２８】
【発明の効果】本発明のレーザ加工機は、パラレルリン
ク機構の特性を生かしているため、剛性が高く、高加速
度あるいは高遠度で加工ヘッドを移動させた場合でも加
工精度を高く保つことができ、また、機械のコストを低
くおさえることができる。
ク機構の特性を生かしているため、剛性が高く、高加速
度あるいは高遠度で加工ヘッドを移動させた場合でも加
工精度を高く保つことができ、また、機械のコストを低
くおさえることができる。
【００２９】更に、伸縮軸の駆動機構を工夫して、継手
及ぴ駆動機構部全体をコンパクトにすることができ、継
手及び駆動機構部全体と固定板等との干渉を小さくする
ことができる。
及ぴ駆動機構部全体をコンパクトにすることができ、継
手及び駆動機構部全体と固定板等との干渉を小さくする
ことができる。
【図１】本発明の一つの実施形態に係るレーザ加工機の
要部構造を説明する図である。
要部構造を説明する図である。
【図２】図１に示した実施形態で採用可能な伸縮軸の駆
動機構の例について説明する図で、中空モータを用いた
伸縮軸駆動機構の一例が拡大断面図で示されている。
動機構の例について説明する図で、中空モータを用いた
伸縮軸駆動機構の一例が拡大断面図で示されている。
【図３】図１に示した実施形態で採用可能な伸縮軸の駆
動機構のもう一つの例について説明する図で、リニアモ
ータと直動ガイドを用いた伸縮軸駆動機構の一例が拡大
断面図で示されている。
動機構のもう一つの例について説明する図で、リニアモ
ータと直動ガイドを用いた伸縮軸駆動機構の一例が拡大
断面図で示されている。
【図４】実施形態のレーザ加工機の制御に用いられるコ
ントローラのハードウェア構成を要部ブロック図を例示
したものである。
ントローラのハードウェア構成を要部ブロック図を例示
したものである。
１ 架台 ２ パラレルリンク機構 ２ａ〜２ｄ リンク（伸縮軸） ３ ワーク移動手段 ４ 固定板 ５ 可動板 ６ レーザヘッド ７ 配給ライン ８ 穴 ９ａ〜９ｄ 中空モータ １０ 制御装置（ＣＮＣ内蔵） １１ プロセッサ １２ ＲＯＭ １３ ＲＡＭ １４ ＣＭＯＳ １５ インターフェイス １６ ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コントロー
ラ） １７ Ｉ／Ｏユニット １８ グラッフィク制御回路 １９ インターフェイス ２０ インターフェイス ２１ バス ２５ ＣＲＴ／ＭＤＩユニット ２６ 表示装置 ２７ キーボード ３１ 外部機器 ３２ 手動パルス発生器 ４１〜４４ 軸制御回路 ５１〜５４ サーボアンプ ６１〜６４ モータ ６５１ パルスコーダ ７１ ワーク移動軸制御回路 ７２ アンプ（ワーク移動軸用） ７３ モータ（ワーク移動軸用） ＢＬ 直動ブロック ＣＬ リニアモータのコイル及び冷却回路等 ＧＢ ジンバル継手 ＬＢ レーザビーム ＭＧ 磁石 ＲＬ 直動レール ＮＴ ナット Ｗ ワーク
ラ） １７ Ｉ／Ｏユニット １８ グラッフィク制御回路 １９ インターフェイス ２０ インターフェイス ２１ バス ２５ ＣＲＴ／ＭＤＩユニット ２６ 表示装置 ２７ キーボード ３１ 外部機器 ３２ 手動パルス発生器 ４１〜４４ 軸制御回路 ５１〜５４ サーボアンプ ６１〜６４ モータ ６５１ パルスコーダ ７１ ワーク移動軸制御回路 ７２ アンプ（ワーク移動軸用） ７３ モータ（ワーク移動軸用） ＢＬ 直動ブロック ＣＬ リニアモータのコイル及び冷却回路等 ＧＢ ジンバル継手 ＬＢ レーザビーム ＭＧ 磁石 ＲＬ 直動レール ＮＴ ナット Ｗ ワーク
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年７月３０日（１９９９．７．３
０）
０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、レーザ
加工機に固定部材と移動部材とを有し、両者の間を並列
配置された複数のリンクで結合し、該複数のリンクをそ
れぞれ駆動することにより前記移動部材を前記固定部材
に対して相対移動させるパラレルリンク機構を設け、前
記移動部材に加工ヘッドを支持するようにすることによ
って上記技術課題が解決される。
加工機に固定部材と移動部材とを有し、両者の間を並列
配置された複数のリンクで結合し、該複数のリンクをそ
れぞれ駆動することにより前記移動部材を前記固定部材
に対して相対移動させるパラレルリンク機構を設け、前
記移動部材に加工ヘッドを支持するようにすることによ
って上記技術課題が解決される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】本発明のレーザ加工機の特徴は、加工ヘッ
ドの移動機構に移動部材と固定部材を結合する複数のリ
ンクを用いた並列駆動系を導入したことにある。これに
より、ＸＹ直列駆動系などを使用していた従来構造のレ
ーザ加工機と比較して、実質的な剛性を高めることが出
来るようになる。その結果、加工ヘッドを高速あるいは
高加速度で移動させても加工精度の劣化が生じ難い。
ドの移動機構に移動部材と固定部材を結合する複数のリ
ンクを用いた並列駆動系を導入したことにある。これに
より、ＸＹ直列駆動系などを使用していた従来構造のレ
ーザ加工機と比較して、実質的な剛性を高めることが出
来るようになる。その結果、加工ヘッドを高速あるいは
高加速度で移動させても加工精度の劣化が生じ難い。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】好ましい形態において、ワーク（加工対象
物）と加工ヘッドとの相対的な位置関係を変える手段と
して、加工ヘッド側の移動手段に加え、ワークを移動可
能に保持する手段が設けられる。また、レーザ伝送用光
ファイバ、流体供給配管及び電気信号線を含む配給ライ
ンを、固定部材の各リンク継手部を結んだ多角形の内側
に開けられた穴を通して嵌挿入しても良い。
物）と加工ヘッドとの相対的な位置関係を変える手段と
して、加工ヘッド側の移動手段に加え、ワークを移動可
能に保持する手段が設けられる。また、レーザ伝送用光
ファイバ、流体供給配管及び電気信号線を含む配給ライ
ンを、固定部材の各リンク継手部を結んだ多角形の内側
に開けられた穴を通して嵌挿入しても良い。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】パラレルリンク機構の駆動源として中空モ
ータあるいはリニアモータが好適である。前者を用いる
場合、各リンクの伸縮軸は、中空モータの中空部を通し
て設けられ、固定部材との結合支持はジンバル継手を介
して行なわれていることが好ましい。
ータあるいはリニアモータが好適である。前者を用いる
場合、各リンクの伸縮軸は、中空モータの中空部を通し
て設けられ、固定部材との結合支持はジンバル継手を介
して行なわれていることが好ましい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】また後者を用いる場合、リニアモータは直
動ガイドのブロック内部にコイルと冷却回路が組み込ま
れ、レールに磁石が組み込まれ、ブロック部と固定部材
との支持にはジンバル継手が用いられることが好まし
い。
動ガイドのブロック内部にコイルと冷却回路が組み込ま
れ、レールに磁石が組み込まれ、ブロック部と固定部材
との支持にはジンバル継手が用いられることが好まし
い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 邦保 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内 (72)発明者 安部 健一郎 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内 Ｆターム(参考） 4E068 CB05 CD15 CE02 CE04 CE08
Claims (5)
- 【請求項１】 パラレルリンク機構を利用して加工ヘッ
ドを移動させるレーザ加工機であって、 前記パラレルリンク機構は、固定板と出力板を備え、前
記固定板と前記出力板の間が複数のリンクで結合されて
おり、 前記加工ヘッドは前記出力板に支持され、前記複数のリ
ンクが協調動作することによって前記出力板が移動する
ようになっている、前記レーザ加工機。 - 【請求項２】 加工対象とされるワークを移動可能に保
持する手段を備えた、請求項１に記載されたレーザ加工
機。 - 【請求項３】 レーザ伝送用光ファイバ、流体供給配管
及び電気信号線を含む配給ラインが、前記固定板の各リ
ンク継手部を結んだ多角形の内側に穴を嵌挿入されてい
る、請求項１または請求項２に記載されたレーザ加工
機。 - 【請求項４】 前記パラレルリンク機構は、駆動源とし
て中空モータを備え、前記各リンクの伸縮軸は、前記中
空モータの中空部を通して設けられ、前記固定板との結
合支持はジンバル継ぎ手を介して行なわれている、請求
項１または請求項２に記載されたレーザ加工機。 - 【請求項５】 前記パラレルリンク機構は、駆動源とし
てリニアモータを備え、 前記リニアモータは、直動ガイドのブロック内部にコイ
ルと冷却回路が組み込まれ、レールに磁石が組み込まれ
ており、 前記ブロック部と前記固定板との支持にはジンバル継ぎ
手が用いられている、請求項１または請求項２に記載さ
れたレーザ加工機。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10307801A JP2000117480A (ja) | 1998-10-15 | 1998-10-15 | レーザ加工機 |
| US09/414,546 US6384371B1 (en) | 1998-10-15 | 1999-10-08 | Laser beam machining apparatus |
| EP99308077A EP0993899A3 (en) | 1998-10-15 | 1999-10-13 | Laser beam machining apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10307801A JP2000117480A (ja) | 1998-10-15 | 1998-10-15 | レーザ加工機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000117480A true JP2000117480A (ja) | 2000-04-25 |
Family
ID=17973400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10307801A Pending JP2000117480A (ja) | 1998-10-15 | 1998-10-15 | レーザ加工機 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6384371B1 (ja) |
| EP (1) | EP0993899A3 (ja) |
| JP (1) | JP2000117480A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104475972B (zh) * | 2014-11-25 | 2016-04-13 | 常州雷射激光设备有限公司 | 一种太阳能背钝化高效晶硅电池激光加工设备 |
| JPWO2020065997A1 (ja) * | 2018-09-28 | 2021-08-30 | 株式会社牧野フライス製作所 | レーザ加工機 |
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| US6969822B2 (en) | 2003-05-13 | 2005-11-29 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Laser micromachining systems |
| US7754999B2 (en) | 2003-05-13 | 2010-07-13 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Laser micromachining and methods of same |
| US7180918B2 (en) * | 2003-05-16 | 2007-02-20 | Metal Improvement Company, Llc | Self-seeded single-frequency solid-state ring laser and system using same |
| DE602004031401D1 (de) * | 2003-10-30 | 2011-03-31 | L Livermore Nat Security Llc | Relay Teleskop, Laserverstärker, und Laserschockbestrahlungsverfahren und dessen Vorrichtung |
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| US7893386B2 (en) * | 2003-11-14 | 2011-02-22 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Laser micromachining and methods of same |
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| CN106217351A (zh) * | 2016-08-04 | 2016-12-14 | 珠海格力智能装备有限公司 | 固定座、固定座组件和并联机器人 |
| CN112629439B (zh) * | 2021-01-04 | 2024-04-09 | 四川大学 | 一种固定龙门式正交双激光测头测量方法 |
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| JPS6025133B2 (ja) * | 1976-04-28 | 1985-06-17 | 旭光学工業株式会社 | マニピユレタ− |
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| JPS58107289A (ja) | 1981-12-22 | 1983-06-25 | Toshiba Mach Co Ltd | 摩擦圧接機のクランプ装置 |
| JPS6160289A (ja) | 1984-08-29 | 1986-03-27 | Okuma Mach Works Ltd | レ−ザ加工機の照射ヘツド |
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1998
- 1998-10-15 JP JP10307801A patent/JP2000117480A/ja active Pending
-
1999
- 1999-10-08 US US09/414,546 patent/US6384371B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-10-13 EP EP99308077A patent/EP0993899A3/en not_active Withdrawn
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0993899A2 (en) | 2000-04-19 |
| US6384371B1 (en) | 2002-05-07 |
| EP0993899A3 (en) | 2004-02-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010327 |