JP2000158188A - 板材加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高価な基礎工事や組立時の測量作業、現場製
造のように試運転までの実工数を極力少なくし、輸送費
等の物流コストを低くおさえた板材加工機を提供するこ
とにある。 【解決手段】 複数のフレーム構成部材３Ａ，３ＢをＸ
軸方向へ所定の距離だけ離して配置し、この距離に所定
の間隔で複数の支持板５を取付け、前記フレーム構成部
材３Ａ，３ＢのＹ軸方向の両端部上に前記Ｘ軸フレーム
７を取付け、このＸ軸フレーム７上にＸ軸キャレッジ１
３をＸ軸方向へ移動可能に設け、この各Ｘ軸キャレッジ
１３間の上方にＹ軸フレーム２３を連結せしめ、このＹ
軸フレーム２３に加工ヘッド３３を備えたＹ軸キャレッ
ジ２７をＹ軸方向へ移動可能に設けてなることを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、レーザ加工機、
プラズマ加工機、あるいはガス溶断機などの特に大型の
板材加工機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、板材加工機としての例えばレーザ
加工機においては、精密に基礎工事した土台に鉄道レー
ルのごときガイドレールを設置し、平行度、平面度を出
している。また、レーザ加工機に使うワークテーブルは
現場で製造したり、あるいは大型トレーラにて輸送して
いる。また、大型のレーザ加工機では工場で一度組立て
調整後、分解して現場で再組立てを通常行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の基礎工事では工事費が高くつくと共に機械組立前の
正確な測量が必要である。ワークテーブルを現場で製造
すると据付工数が長くかかり、また、ワークテーブルを
大型トレーラで輸送すると、輸送費が高くついてしまい
限界がある。さらに、工場で１度組立て調整後分解して
現場で再組立てする場合でも、集塵などの複雑なものは
考慮しておらず、環境の悪化となっている。

【０００４】この発明の目的は、高価な基礎工事や組立
時の測量作業、現場製造のように試運転までの実工数を
極力少なくし、輸送費等の物流コストを低くおさえた板
材加工機を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１によるこの発明の板材加工機は、Ｙ軸方向へ
延伸された複数のフレーム構成部材と、ワークを載置す
るための複数の支持板と、Ｘ軸方向へ延伸されＸ軸用駆
動装置を有した複数のＸ軸フレームと、Ｘ軸方向へ移動
可能なＸ軸キャレッジと、Ｙ軸方向へ延伸されＹ軸用駆
動装置を有したＹ軸フレームと、加工ヘッドを備えたＹ
軸方向へ移動可能なＹ軸キャレッジからなり、前記複数
のフレーム構成部材をＸ軸方向へ所定の距離だけ離して
配置し、この距離に所定の間隔で複数の支持板を取付
け、前記フレーム構成部材のＹ軸方向の両端部上に前記
Ｘ軸フレームを取付け、このＸ軸フレーム上にＸ軸キャ
レッジをＸ軸方向へ移動可能に設け、この各Ｘ軸キャレ
ッジ間の上方にＹ軸フレームを連結せしめ、このＹ軸フ
レームに加工ヘッドを備えたＹ軸キャレッジをＹ軸方向
へ移動可能に設けてなることを特徴とするものである。

【０００６】したがって、設置面にまず複数のフレーム
構成部材がＸ軸方向へ所定の距離だけ離れて配置され
る。この各フレーム構成部材間に所定の間隔で支持板が
取付けけられて、この支持板上に加工すべきワークが載
置される。また、前記フレーム構成部材のＹ軸方向の両
端部上にＸ軸フレームが取付けられ、このＸ軸フレーム
上にＸ軸キャレッジがＸ軸方向へ移動可能に設けられ
る。そして、このＸ軸キャレッジ間にＹ軸フレームを取
付け、このＹ軸フレームに加工ヘッドを備えたＹ軸方向
へ移動可能なＹ軸キャレッジが設けられる。

【０００７】而して、フレーム構成部材上に順にＸ軸フ
レーム，Ｘ軸キャレッジなど積木方式で積み上げられて
組み立てられ、難しい位置出し精度出しがなく、短時間
で据え付けられる。

【０００８】請求項２によるこの発明の板材加工機は、
請求項１の板材加工機において、前記複数の支持板にお
ける１つの集塵区間のＹ軸方向の少なくとも片方側に集
塵口を形成せしめ、この集塵口を集塵ダクトで連結せし
めてなることを特徴とするものである。

【０００９】したがって、加工時に発生したスパッタな
どは少なくとも片方側に設けた集塵口から集塵ダクトを
経て外部へ排出される。

【００１０】請求項３によるこの発明の板材加工機は、
請求項１の板材加工機において、前記複数の支持板にお
ける複数の集塵区間のＹ軸方向の両方側に集塵口を形成
せしめ、この各集塵口を集塵ダクトで連結せしめてなる
ことを特徴とするものである。

【００１１】したがって、加工時に発生したスパッタな
どは、複数の集塵区間のうち選択された１つの集塵区間
の両方側に設けた集塵口から集塵ダクトを経て両側から
外部へ容易に排出される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基いて詳細に説明する。

【００１３】図１，図２，図３および図４を参照する
に、板材加工機としてのレーザ加工機１は、Ｙ軸方向へ
延伸したフレーム構成部材３Ａ，３ＢがＸ軸方向へ所定
の距離だけ離れて配置されている。このフレーム構成部
材３Ａと３Ｂとの間には所定の間隔でワークＷを載置し
支持せしめるワークテーブルを構成する複数の支持板５
が取付けられている。前記フレーム構成部材３Ａ，３Ｂ
のＹ軸方向の両端部上にはＸ軸方向へ延伸したＸ軸フレ
ーム７が設けられている。

【００１４】この各Ｘ軸フレーム７上には図３によく示
されているように、Ｘ軸方向へ延伸したＸ軸ガイドレー
ル９が敷設されていると共にこのＸ軸ガイドレール９に
はリニアガイド部材１１が移動可能に設けられている。
このリニアガイド部材１１はＸ軸キャレッジ１３の下部
に設けられている。前記Ｘ軸フレーム７上にはＸ軸方向
へ延伸したＸ軸ラック１５が敷設されている。このＸ軸
ラック１５にはピニオン１７が噛合されている。このピ
ニオン１７はＸ軸キャレッジ１３に設けられたＸ軸サー
ボモータ１９にて走行回転されるベルト２１を介して回
転されるようになっている。

【００１５】前記各Ｘ軸キャレッジ１３は上部フレーム
２３Ｕとサイドフレーム２３Ｌ，２３Ｒで構成される門
型形状のＹ軸フレーム２３のうちの各サイドフレーム２
３Ｌ，２３Ｒの下部に取付けられている。Ｙ軸フレーム
２３の上部フレーム２３Ｕにおける上面前部には、図２
に示されているように、Ｙ軸ガイドレール２５がＹ軸方
向へ延伸して敷設されており、このＹ軸ガイドレール２
５にはＹ軸キャレッジ２７がＹ軸方向へ移動可能に設け
られている。なお、前記Ｙ軸フレーム２３をＸ軸キャレ
ッジ１３上にわたしてＹ軸フレーム２３の上部フレーム
２３Ｕ上に設けたＸ軸方向水準器、Ｙ軸方向水準器によ
りＸ軸方向、Ｙ軸方向のねじれを見ながらフレーム構成
部材３Ａ，３Ｂの調整ボルトで調整して組立て（組付
け）られるものである。

【００１６】また、前記Ｙ軸ガイドレール２５と平行に
Ｙ軸ラックギヤ２９が前記Ｙ軸フレーム２３の上部フレ
ーム２３Ｕ上にＹ軸方向へ延伸して設けられており、こ
のＹ軸ラックギヤ２９に前記Ｙ軸キャレッジ２７に回転
自在に設けたピニオンギヤ（図示省略）が噛合されてお
り、このピニオンギヤ（図示省略）はＹ軸キャリッジ２
７に設けたＹ軸サーボモータ３１の出力軸に適宜な減速
機構および伝達機構を介して連結されている。

【００１７】前記Ｙ軸キャレッジ２７には、Ｚ軸方向
（Ｘ，Ｙ軸に直交する方向）に移動位置決め自在の加工
ヘッドとしての一例のレーザ加工ヘッド３３が設けられ
ており、このレーザ加工ヘッド３３の内部には、集光レ
ンズなどの公知の集光用光学系（図示省略）が設けられ
ている。

【００１８】したがって、前記Ｙ軸サーボモータ３１を
前述の図示省略の制御装置の制御の下に回転駆動するこ
とにより、レーザ加工ヘッド３３をＹ軸座標の適宜な位
置に移動することができる。

【００１９】また、前記Ｙ軸フレーム２３の上部フレー
ム２３Ｕの後部には梁部材３４を介してレーザ発振器３
５が設けられていて、このレーザ発振器３５から出射さ
れるレーザビームＬＢは、Ｙ軸フレーム２３のサイドフ
レーム２３Ｌの上面に設けた第１固定ベンドミラー３７
によりＸ軸＋方向に伝送されサイドフレーム２３Ｌの上
面の後部に設けた光反転器３９に入射される。

【００２０】光反転器３９に入射されたレーザビームＬ
Ｂは、光反転器３９に内蔵の移動ベンドミラー４１，４
３により、１８０度反転されて、Ｘ軸−方向に伝送され
てサイドフレーム２３Ｌの上面の前部に設けた第２固定
ベンドミラー４５に入射される。

【００２１】第２固定ベンドミラー４５に入射されたレ
ーザビームＬＢは、レーザ加工ヘッド３３の上部に設け
た第３固定ベンドミラー４７へ伝送され、前述の集光レ
ンズなどの集光用光学系（図示省略）により集光されて
被加工材Ｗに照射されることになる。

【００２２】なお、ワークＷは、図４に示す如く適宜な
間隔をもって垂直に設けた多数の支持部５上に載置して
ある。また、支持板５には切断屑を受ける受け箱４９が
複数設けられている。

【００２３】したがって、前記Ｘ軸サーボモータ１９
（Ｌ，Ｒ）とＹ軸サーボモータ３１とを適宜に制御する
ことにより、レーザ加工ヘッド３３を前記ワークＷ上の
任意の座標位置に移動位置決めすることができる。

【００２４】前記光反転器３９はレーザ加工ヘッド３３
の移動に関連させて移動する図示省略の移動手段を備え
ている。

【００２５】上述の光反転器３９は、前記Ｘ軸キャレッ
ジ１３の左側の上部のＹ軸フレーム２３のサイドフレー
ム２３Ｌの上面に適宜なガイド機構によってＸ軸方向に
移動自在に設けられており、この光反転器３９をＸ軸方
向に駆動するための第１エンドレスベルト５１が一対の
小プーリー５３，５５（ピッチ径ｄ）に張設されてい
る。

【００２６】また、上記第１エンドレスベルト５１の駆
動側小プーリー５５の軸には、この駆動側小プーリー５
５の２倍のピッチ径（２ｄ＝Ｄ）を有する大プーリー５
７が同軸に設けられていると共に、前記Ｙ軸キャレッジ
２７のストロークエンドの外側には大プーリー５９を設
けられている。この外側の大プーリー５９と前記大プー
リー５７との間に第２エンドレスベルト６１が張設され
ている。

【００２７】そして、前記レーザ加工ヘッド３３が原点
（図２に示す位置、Ｘ＝０，Ｙ＝０）から光路長が増加
する方向（図２において、Ｙ軸＋方向）へ移動したと
き、前記光反転器３９が光路長が減少する方向（図２に
おいて、Ｘ軸−方向）へ移動するように、第１エンドレ
スベルト５１の一側と光反転器３９が連結固定され、前
記第２エンドレスベルト６１の一側と前記Ｙ軸キャレッ
ジ２７が連結固定されている。

【００２８】したがって、レーザ加工ヘッド３３が原点
（Ｘ＝０，Ｙ＝０）からＹ軸＋方向へ距離Ｌだけ移動し
た場合、光反転器３９の移動距離（Ｘ軸−方向）は、
（Ｌ／（πＤ））＊（πｄ）＝（Ｌ／２πｄ）＊（π
ｄ）＝Ｌ／２となり、光反転器３９への往復の光路長
は、Ｌ／２＋Ｌ／２＝Ｌだけ光路長が減少するので、レ
ーザ発振器３５からレーザ加工ヘッド３３に至るレーザ
ビームＬＢの光路長はＬとなり光路長は変化しないこと
になる。

【００２９】前記各支持板５からなる１区間のテーブル
内の下部における斜面には図４に示されているように、
集塵用の丸穴６３が複数形成されており、この各集塵口
６３には例えば３角形状のテーブル内ダクト６５を介し
て図２，図４に示されているように、集塵用の集塵口６
７を介して集塵ダクト６９が連結されている。したがっ
て、レーザ加工ヘッド３３の位置によりその加工してい
るフレーム構成部材３Ａと３Ｂ間の支持板５で構成され
るブロック部のみ集塵口６３，テーブル内ダクト６５，
集塵口６７を介して集塵ダクト６９に集塵される。図１
に示されているように各支持板５の両側に集塵ダクト６
９が設けられている場合には、各支持板５のほぼ中央部
に仕切り板７１を設けることにより、各両側で集塵さ
れ、外部への排出を効率よく行うことができる。

【００３０】レーザ加工時の切断片およびドロス等は各
ブロックの受け箱４９（ダストボックス）内にたまり、
この受け箱４９はパレット（パレットフレームとサン）
を支持板５からはずすことにより、上方へ吊り上げ廃棄
される。

【００３１】以上のように、フレーム構成部材３Ａ，３
Ｂ，Ｘ軸フレーム７，Ｘ軸キャレッジ１３，Ｙ軸フレー
ム２３およびＹ軸キャレッジ２７をユニット化すること
により、積木方式で組立てられ、現場で溶接等の作業が
ないため難しいスミ付（位置出し）精度出しがなく、作
業工数も少なく、特殊な技能（職人）がなくても容易に
据付けることができる。しかも、特に大型加工機の組立
てに有効的である。

【００３２】図５には集塵方法の他の実施の形態が示さ
れている。図５においてテーブル内に集塵槽７３Ａ，７
３Ｂ；７５Ａ，７５Ｂ；７７Ａ，７７Ｂ；７９Ａ，７９
Ｂからなる４つの集塵槽が示されている。各集塵槽７３
Ａ，７３Ｂ〜７９Ａ，７９Ｂの中央部には仕切り板８０
が設けられていると共に、ダクト８１Ａ，８１Ｂ〜８７
Ａ，８７Ｂが連結されており、この各ダクト８１Ａ，８
１Ｂ〜８７Ａ，８７Ｂはダクトホース８９Ａ，８９で連
結されている。しかも、ダクトホース８９Ａと８９Ｂと
はジョイントダクト部９１に連結されている。

【００３３】前記ダクト８１Ａ，８１Ｂ〜８７Ａ，８７
Ｂの途中には開閉用のダンパ９３Ａ，９３Ｂ〜９９Ａ，
９９Ｂが設けられていると共に、ジョイントダクト部９
１にもダンパ１０１，１０３が設けられている。

【００３４】上記構成により、ダンパ９３Ａ，１０１を
開かせると、図５に示されているように、集塵槽７３Ａ
のみからダクトホース８９Ａ，ダクトジョイント部９１
を経て集塵機へ集塵されることになる。

【００３５】また、ダンパ９３Ａ，９３Ｂ〜９９Ａ，９
９Ｂおよびダンパ１０１，１０３を適宜開閉せしめるこ
とにより、各集塵槽７３Ａ，７３Ｂ〜７９Ａ，７９Ｂよ
り集塵せしめることが可能である。さらに中央仕切り板
８０をなくし、ジョイントダクト部９１のダンパ１０
１，１０３を両方開（又はダンパなし）にして集塵する
と両側から集塵することができる。このときにはダンパ
９３Ａ，９３Ｂを同時に開にし、他は閉とする。このよ
うにすると、他の集塵槽７５Ａ，７５Ｂ〜７９Ａ，７９
Ｂも同時に操作することができる。

【００３６】なお、この発明は、前述した発明の実施の
形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによ
り、その他の態様で実施し得るものである。本実施の形
態では板材加工機としてレーザ加工機を例にとって説明
したが、ガス切断機やプラズマ加工機などであっても構
わない。

【００３７】

【発明の効果】以上のごとき発明の実施の形態の説明よ
り理解されるように、請求項１の発明によれば、設置面
にまず複数のフレーム構成部材がＸ軸方向へ所定の距離
だけ離れて配置される。この各フレーム構成部材間に所
定の間隔で支持板が取付けけられて、この支持板上に加
工すべきワークが載置される。また、前記フレーム構成
部材のＹ軸方向の両端部上にＸ軸フレームが取付けら
れ、このＸ軸フレーム上にＸ軸キャレッジがＸ軸方向へ
移動可能に設けられる。そして、このＸ軸キャレッジ間
にＹ軸フレームを取付け、このＹ軸フレームに加工ヘッ
ドを備えたＹ軸方向へ移動可能なＹ軸キャレッジが設け
られる。

【００３８】而して、フレーム構成部材上に順にＸ軸フ
レーム，Ｘ軸キャレッジなどを積木方式で積み上げられ
て組み立てることができ、難しい位置出し精度出しがな
く、短時間で据え付けることができる。

【００３９】請求項２の発明によれば、加工時に発生し
たスパッタなどは少なくとも片方側に設けた集塵口から
集塵ダクトを経て外部へ容易に排出せしめることができ
る。

【００４０】請求項３の発明によれば、加工時に発生し
たスパッタなどは、複数の集塵区間のうち選択された１
つの集塵区間の両方側に設けた集塵口から集塵ダクトを
経て両側から外部へ容易に排出せしめることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるレーザ加工装置の正面図であ
る。

【図２】図１における平面図である。

【図３】図１におけるIII 矢視部拡大図である。

【図４】図１におけるIV−IV線に沿った断面図である。

【図５】他の集塵を示す平面図である。

【符号の説明】

１ レーザ加工機（板材加工機） ３Ａ，３Ｂ フレーム構成部材 ５ 支持板 ７ Ｘ軸フレーム １３ Ｘ軸キャレッジ ２３ Ｙ軸フレーム ２７ Ｙ軸キャレッジ ３３ レーザ加工ヘッド（加工ヘッド） ６３ 集塵口 ６５ 集塵ダクト ６７ 仕切り板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｙ軸方向へ延伸された複数のフレーム構
   成部材と、ワークを載置するための複数の支持板と、Ｘ
   軸方向へ延伸されＸ軸用駆動装置を有した複数のＸ軸フ
   レームと、Ｘ軸方向へ移動可能なＸ軸キャレッジと、Ｙ
   軸方向へ延伸されＹ軸用駆動装置を有したＹ軸フレーム
   と、加工ヘッドを備えたＹ軸方向へ移動可能なＹ軸キャ
   レッジからなり、前記複数のフレーム構成部材をＸ軸方
   向へ所定の距離だけ離して配置し、この距離に所定の間
   隔で複数の支持板を取付け、前記フレーム構成部材のＹ
   軸方向の両端部上に前記Ｘ軸フレームを取付け、このＸ
   軸フレーム上にＸ軸キャレッジをＸ軸方向へ移動可能に
   設け、この各Ｘ軸キャレッジ間の上方にＹ軸フレームを
   連結せしめ、このＹ軸フレームに加工ヘッドを備えたＹ
   軸キャレッジをＹ軸方向へ移動可能に設けてなることを
   特徴とする板材加工機。
2. 【請求項２】 前記複数の支持板における１つの集塵区
   間のＹ軸方向の少なくとも片方側に集塵口を形成せし
   め、この集塵口を集塵ダクトで連結せしめてなることを
   特徴とする請求項１記載の板材加工機。
3. 【請求項３】 前記複数の支持板における複数の集塵区
   間のＹ軸方向の両方側に集塵口を形成せしめ、この各集
   塵口を集塵ダクトで連結せしめてなることを特徴とする
   請求項１記載の板材加工機。