JP2014083593A - 熱切断機 - Google Patents
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Abstract
【課題】低コストで、加工時に発生する粉塵を集塵機によって適切に排気することができる熱切断機を提供する。
【解決手段】パレット31上のワークWに対してレーザ光を照射してレーザ加工を行うレーザ加工機10であって、フレーム80の内壁に、複数の排気室95a、95b、95c、95dごとに、排気室95a、95b、95c、95dとダクト室90とを連通する複数の排気口96a,96b,96c,96dを設ける。複数の排気口96a,96b,96c,96dに設けられる複数の開口孔の平均開口面積は、ダクト室90の吸引口90aに最も遠い側の排気口96aから最も近い側の排気口96dまで徐々に小さくなるように設定されている。
【選択図】図7
【解決手段】パレット31上のワークWに対してレーザ光を照射してレーザ加工を行うレーザ加工機10であって、フレーム80の内壁に、複数の排気室95a、95b、95c、95dごとに、排気室95a、95b、95c、95dとダクト室90とを連通する複数の排気口96a,96b,96c,96dを設ける。複数の排気口96a,96b,96c,96dに設けられる複数の開口孔の平均開口面積は、ダクト室90の吸引口90aに最も遠い側の排気口96aから最も近い側の排気口96dまで徐々に小さくなるように設定されている。
【選択図】図7
Description
本発明は、レーザ加工機やプラズマ加工機、ガス切断機などの熱切断機に関し、より詳細には、加工時に発生する粉塵を集塵機によって適切に吸引することができる熱切断機に関する。
熱切断機の一例としてのレーザ加工機では、加工時に粉塵が発生し、作業環境を悪化させるため、内部に設けられた排気ダクトと外部に配置された集塵機とを接続ダクトによって接続し、粉塵を排気ダクトを介して集塵機によって排気することが行われている(特許文献1〜3参照)。例えば、特許文献1に記載の熱切断機では、排気室側壁によって複数の排気室を形成し、排気室を形成する前壁に排気ダクトと排気室とをつなぐ排気口を形成し、ヘッドの位置に応じて排気口を選択的に開放して、その排気室の排気を行っている。
ところで、特許文献1に記載の熱切断機では、排気口を選択的に開放する機構を有する必要があり、装置全体のコストアップにつながる。一方、複数の排気口をすべて開放した場合には、接続ダクトに近い側の排気室の粉塵は排気されるものの、接続ダクトに遠い側の排気室の粉塵が十分に排気されない可能性があり、さらなる改善の余地があった。
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、低コストで、加工時に発生する粉塵を集塵機によって適切に排気することができる熱切断機を提供することにある。
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
即ち、請求項1に係る発明は、
ワークに熱を発生させるための加工ヘッドと、
前記ワークを載置するテーブルと、
該テーブルの下方に設けられ、前記加工ヘッド及び前記テーブルを支持するフレームと、
を備え、前記テーブル上の前記ワークを熱によって切断する熱切断機であって、
前記フレームは、互いに対向する一対の内壁を備え、
前記フレーム内には、前記一対の内壁間に設けられ、該一対の内壁間に架け渡された複数の区画部材によって区画された複数の排気室と、前記内壁の外側に設けられ、前記内壁の壁面に沿ってそれぞれ延びるダクト室と、が形成されており、
前記各内壁には、前記複数の排気室ごとに、該排気室とダクト室とを連通する複数の排気口が設けられ、
前記複数の排気口に設けられる複数の開口孔の平均開口面積は、前記ダクト室の吸引口に遠い側の前記排気口よりも近い側の前記排気口のほうが小さいことを特徴とする。
即ち、請求項1に係る発明は、
ワークに熱を発生させるための加工ヘッドと、
前記ワークを載置するテーブルと、
該テーブルの下方に設けられ、前記加工ヘッド及び前記テーブルを支持するフレームと、
を備え、前記テーブル上の前記ワークを熱によって切断する熱切断機であって、
前記フレームは、互いに対向する一対の内壁を備え、
前記フレーム内には、前記一対の内壁間に設けられ、該一対の内壁間に架け渡された複数の区画部材によって区画された複数の排気室と、前記内壁の外側に設けられ、前記内壁の壁面に沿ってそれぞれ延びるダクト室と、が形成されており、
前記各内壁には、前記複数の排気室ごとに、該排気室とダクト室とを連通する複数の排気口が設けられ、
前記複数の排気口に設けられる複数の開口孔の平均開口面積は、前記ダクト室の吸引口に遠い側の前記排気口よりも近い側の前記排気口のほうが小さいことを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1の構成において、
前記複数の開口孔は、前記排気口に取り付けられたメッシュ部材によって構成されることを特徴とする。
前記複数の開口孔は、前記排気口に取り付けられたメッシュ部材によって構成されることを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1または2の構成において、
前記複数の排気室の下面は、運搬装置によって構成されており、
前記一対の内壁は、下方に向かって徐々に内向きに傾斜する傾斜部と、該傾斜部から連続して、鉛直方向に沿って形成される鉛直部と、を備え、前記複数の排気口は、前記鉛直部に配置されることを特徴とする。
前記複数の排気室の下面は、運搬装置によって構成されており、
前記一対の内壁は、下方に向かって徐々に内向きに傾斜する傾斜部と、該傾斜部から連続して、鉛直方向に沿って形成される鉛直部と、を備え、前記複数の排気口は、前記鉛直部に配置されることを特徴とする。
請求項1によれば、フレームの内壁に、複数の排気室ごとに、排気室とダクト室とを連通する複数の排気口を設け、複数の排気口に設けられる複数の開口孔の平均開口面積は、ダクト室の吸引口に遠い側の排気口よりも近い側の排気口のほうが小さく設定されている。これにより、低コストで、加工時に発生する粉塵を集塵機によって適切に排気することができる。
請求項2によれば、メッシュ部材によって複数の開口孔を構成するので、低コストで、各排気口における開口孔の平均開口面積を調整することができる。
請求項3によれば、一対の内壁を傾斜部と鉛直部とで形成し、複数の排気口を鉛直部に配置するようにしたので、加工時に発生する切り屑を傾斜部に沿って運搬装置に導くことができる一方、該切り屑が排気口に入り込むのを抑制することができる。
以下、本発明に係る熱切断機の一例として、レーザ加工機の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1及び図2に示すように、レーザ加工機10は、加工機本体20と、加工機本体20に内蔵されるレーザ発振器21及び制御装置22と、加工機本体20に接続して配設されるパレットチェンジャ23と、空気中の窒素ガスを分離するために使用されるブースターコンプレッサ24やエアコンプレッサ25、又は、窒素及び酸素ガスボンベ26などを備えるアシストガス供給部27と、レーザ発振器21及びレーザ加工ヘッド40を冷却する冷却水を供給するチラーユニット28、及び加工時に発生する塵埃などを排除する集塵機29などを主に備える。
なお、本実施形態において、前方とは、加工機本体20とパレットチェンジャ23の並び方向(図1のX方向)において加工機本体20寄りの方向を表わし、後方とは、該並び方向において、パレットチェンジャ23寄りの方向を表わす。また、左方及び右方は、該並び方向に直交する方向(図1のY方向)において、後方から前方を見たときの方向で表わされる。
図1及び図2に示すように、レーザ加工機10は、加工機本体20と、加工機本体20に内蔵されるレーザ発振器21及び制御装置22と、加工機本体20に接続して配設されるパレットチェンジャ23と、空気中の窒素ガスを分離するために使用されるブースターコンプレッサ24やエアコンプレッサ25、又は、窒素及び酸素ガスボンベ26などを備えるアシストガス供給部27と、レーザ発振器21及びレーザ加工ヘッド40を冷却する冷却水を供給するチラーユニット28、及び加工時に発生する塵埃などを排除する集塵機29などを主に備える。
なお、本実施形態において、前方とは、加工機本体20とパレットチェンジャ23の並び方向(図1のX方向)において加工機本体20寄りの方向を表わし、後方とは、該並び方向において、パレットチェンジャ23寄りの方向を表わす。また、左方及び右方は、該並び方向に直交する方向(図1のY方向)において、後方から前方を見たときの方向で表わされる。
加工機本体20のキャビン30内には、パレット31を所定の方向であるキャビン30の長手方向(X方向)に駆動するパレット駆動機構32と、パレット31に搭載されたワークWを加工するためのレーザ光を照射するレーザ加工ヘッド40と、レーザ加工ヘッド40を駆動する加工ヘッド駆動機構49と、加工時に切断された切り屑等を回収するための回収コンベア(運搬装置)60と、が収容されている。
図3に示すように、加工ヘッド40は、加工ヘッド駆動機構49によって、X方向、キャビン30の幅方向(Y方向)及びキャビン30の上下方向(Z方向)に移動可能である。具体的に、左右に設けられた一対の支持台41には、梁状のX方向可動台42が跨って配置され、このX方向可動台42は、X軸モータ43によりX方向に駆動される。また、X方向可動台42には、Y軸モータ44により駆動されてY方向に移動可能なY方向可動台45が配設されている。Y方向可動台45は、X方向可動台42内に配置された不図示のラックに、Y軸モータ44の回転軸に固定された不図示のピニオンが噛合するラックピニオン機構によりY方向に駆動される。また、Y方向可動台45には、Z軸モータ46により駆動されるラックピニオン機構を用いて加工ヘッド40がZ方向に移動可能に配設されている。
なお、図1の実線及び図2の点線で示す加工ヘッド40は、X方向で最も前方に位置した状態を表わし、図1及び図2の一点鎖線で示す加工ヘッド40は、X方向で最も後方に位置した状態を表わしている。
なお、図1の実線及び図2の点線で示す加工ヘッド40は、X方向で最も前方に位置した状態を表わし、図1及び図2の一点鎖線で示す加工ヘッド40は、X方向で最も後方に位置した状態を表わしている。
加工ヘッド40には、レーザ発振器21から延びるファイバーケーブル(先端のみ図示)50が、X方向用ケーブルべア48x、及びY方向用ケーブルべア48yを介して配索することで接続されている。また、加工ヘッド40内には、ファイバーケーブル50の出射端から出射されたレーザ光を平行光線化するためのコリメータレンズ51と、平行光線化されたレーザ光を集光するための集光レンズ52と、が配置されており、集光レンズ52は、加工ヘッド40に対してZ方向に位置調整自在に設けられている。なお、レーザ発振器21の構成は、公知のものを適用可能であるから、詳細な説明については省略する。
また、図4に示すように、加工ヘッド40の周囲には、チラーユニット28から供給される冷却管56が接続されており、ファイバーケーブル50の出射端と、集光レンズ52の周囲を冷却する。さらに、加工ヘッド40の周囲には、加工ヘッド40内に、アシストガス供給部27から窒素ガス、或いは酸素ガスのアシストガスを供給するガス供給管57や、加工ヘッド40のレーザノズル53近傍に向けて、窒素ガス、或いは酸素ガスのアシストガスを吹き付けるサイドノズル54に接続される他のガス供給管58が設けられている。
これらの冷却管56やガス供給管57,58は、Z方向用ケーブルべア48zを通過した後、ファイバーケーブル50とともに、X方向用ケーブルべア48x、及びY方向用ケーブルべア48yに配索されて、チラーユニット28及びアシストガス供給部27に接続される。
加工ヘッド40は、レーザ発振器21を作動させると、レーザ光がファイバーケーブル50を介してコリメータレンズ51で平行光線化され、更に平行光線化されたレーザ光が集光レンズ52に入射して集光し、レーザノズル53からワークWの加工部に照射されてワークWを加工する。加工に際して、アシストガス供給部27から供給されるアシストガスは、レーザノズル53やサイドノズル54からワークWの加工部に向けて噴出して、加工時に生じた溶融した金属を吹き飛ばす。
図1及び図2に示すように、パレット駆動機構32は、X方向に沿ってパレット31の右側面と対向する位置に配設され、駆動モータ33によって回転駆動される無端チェーン34と、パレット31の下面側に設けられた複数のローラ36が転動案内され、パレット31を支持するレール35と、を有する。そして、駆動モータ33により無端チェーン34が回転駆動すると、無端チェーン34に設けられたピン(図示せず)が、パレット31の係合部(図示せず)に係合し、レール35上のパレット31をX方向に移動させる。
キャビン30には、正面30Fに開閉扉であるガルウィング38が設けられ、正面30Fに対して反対側となる背面30Rに横長スリット状に形成された搬入出口37が、パレットチェンジャ23に対応して設けられている。これにより、大ロット製品の加工時には、ワークWを載置するパレット31を搬入出口37を介して搬入出し、小ロット製品の加工時には、ガルウィング38からワークWを搬入出し、ロットの大きさに対応した搬入出作業を行うことができる。
また、正面30Fには、ガルウィング38の側方に第1操作盤75が配置され、正面30F及び背面30Rと直交する左側面30Lには、第2操作盤70が背面30R寄りに配置されている。さらに、キャビン30の正面30Fで、ガルウィング38の下方には、フートスイッチ76が配置されている。
図1、図2及び図5に示すように、パレットチェンジャ23は、搬入出口37が設けられたキャビン30の背面30Rに対向して配置されている。パレットチェンジャ23は、図1に示す駆動機構61によって上下駆動される可動フレーム62を有し、可動フレーム62の左右側方に設けられた略コの字状レール63上に2台のパレット31を上下に2段配置することができる。
上側のパレット31は、コの字状レール63の上側レール面63a上に載置され、また、下側のパレット31は、コの字状レール63の下側レール面63b上に載置される。コの字状レール63上に2段配置されたパレット31は、駆動機構61で可動フレーム62を上下駆動することで、略コの字状レール63上のパレット31を上下に移動して、キャビン30内に配設されたレール35と同じ高さとなるように高さ調節が可能であり、該レール35と同じ高さに位置するパレット31を、搬入出口37を介してパレットチェンジャ23とキャビン30内との間で搬入出することができる。
また、可動フレーム62の下方には、ワークWをパレット31の基準に突き当てるため、ワークWをパレット31上で移動させるためのフリーベアリング64が昇降可能に設けられている(図5参照)。
なお、図1及び図2において、符号65は、フリーベアリング64を上下駆動する駆動機構61を作動させるための他のフートスイッチである。
なお、図1及び図2において、符号65は、フリーベアリング64を上下駆動する駆動機構61を作動させるための他のフートスイッチである。
図1に示すように、パレットチェンジャ23を囲う作業エリアWAの各角部には、投光器71、反射板72、及び受光器73からなるセンサが配置されており、投光器71から照射した光を、3つの反射板72で反射して受光器73で受光することにより、作業エリアWA内への作業者の出入りを監視している。また、キャビン30の背面30Rには、エリアセンサ74が配設されて、作業エリアWA内の作業者の有無を検出する。投光器71、反射板72、及び受光器73からなるセンサ、またはエリアセンサ74が作動したときは、作業エリアWA内に作業者がいると判断してレーザ加工機10の作動を禁止し、これにより作業者の安全が確保される。
また、図6〜図8に示すように、レーザ加工ヘッド40や、ワークWを載置するテーブルとしてのパレット31は、加工ヘッド駆動機構49及びパレット駆動機構32を介して、キャビン30内に設けられたフレーム80上に支持されている。
具体的に、フレーム80は、加工ヘッド駆動機構49の支持台41、及びパレット駆動機構32の無端チェーン34やレール35を備え、Y方向両側に設けられた複数の板状部材81によって構成される。
また、フレーム80は、Y方向に沿って延びる内側板状部材81aの内側に、互いに対向する一対の内壁82と、各内壁82の下端と内側板状部材81aとを接続する底面部材83と、を備える。これにより、フレーム80内には、内側板状部材81a、内壁82、及び底面部材83によって画成され、一対の内壁82の両外側で、内壁82の壁面に沿ってそれぞれ延びる一対のダクト室90が構成される。
具体的に、フレーム80は、加工ヘッド駆動機構49の支持台41、及びパレット駆動機構32の無端チェーン34やレール35を備え、Y方向両側に設けられた複数の板状部材81によって構成される。
また、フレーム80は、Y方向に沿って延びる内側板状部材81aの内側に、互いに対向する一対の内壁82と、各内壁82の下端と内側板状部材81aとを接続する底面部材83と、を備える。これにより、フレーム80内には、内側板状部材81a、内壁82、及び底面部材83によって画成され、一対の内壁82の両外側で、内壁82の壁面に沿ってそれぞれ延びる一対のダクト室90が構成される。
一対のダクト室90には、キャビン30の背面30R側に設けられた吸引口90aに、接続ダクト91がそれぞれ接続されており、キャビン30の背面に設けられた結合部92で一本化された後、他の接続ダクト93(図1参照)を介して集塵機29に接続される。
また、一対の内壁82間には、Y方向に沿って延びる複数の区画部材84が架け渡されており、図6に示すように、フレーム80内には、一対の内壁82間に設けられ、複数の区画部材84によって区画された複数の排気室95a,95b,95c,95dが形成される。なお、本実施形態では、フレーム80内には、キャビン30の正面30F側から順に、第1〜第4排気室95a,95b,95c,95dが形成されている。
また、各内壁82には、複数の排気室95a、95b、95c、95dごとに、排気室95a、95b、95c、95dとダクト室90とを連通する複数の排気口96a,96b,96c,96dが設けられ、排気口96a,96b,96c,96dには、メッシュ部材97a,97b,97c,97dが取り付けられる。
図7に示すように、各メッシュ部材97a,97b,97c,97dに設けられた複数の開口孔の平均開口面積は、ダクト室90の吸引口90aに遠い側の排気口よりも近い側の排気口のほうが小さく設定されている。即ち、本実施形態では、メッシュ部材97a,97b,97c,97dに設けられた複数の開口孔の平均開口面積は、ダクト室90の吸引口90aに最も遠い側の排気口96aから最も近い側の排気口96dまで徐々に小さくなるように設定されている。これにより、各排気口96a,96b,96c,96dでの吸引量を均等化することができ、各排気室95a、95b、95c、95dから排出された粉塵を適切に集塵機29まで排出することができる。
また、一対の内壁82は、下方に向かって徐々に内向きに傾斜する傾斜部82aと、傾斜部82aから連続して、鉛直方向に沿って形成される鉛直部82bと、を備え、複数の排気口96a,96b,96c,96dは、鉛直部82bに配置される。さらに、ダクト室90を構成する底面部材83には、内側に凹部83aが設けられており、回収コンベア60の幅方向上端部60aを収容する。これにより、加工時に発生する切り屑を傾斜部82aに沿って回収コンベア60に導くことができる一方、切り屑が排気口96a,96b,96c,96dに入り込むのを抑制することができる。
なお、排気室95a、95b、95c、95dを区画する区画部材84は、下部に揺動自在に取り付けられる揺動部材85を備え、回収コンベア60上の比較的大きな切り屑も回収ボックス98まで確実に搬送することができる。
以上説明したように、本実施形態のレーザ加工機10によれば、フレーム80の内壁に、複数の排気室95a、95b、95c、95dごとに、排気室95a、95b、95c、95dとダクト室90とを連通する複数の排気口96a,96b,96c,96dを設け、複数の排気口96a,96b,96c,96dに設けられる複数の開口孔の平均開口面積は、ダクト室90の吸引口90aに遠い側の排気口よりも近い側の排気口のほうが小さく設定されている。これにより、低コストで、加工時に発生する粉塵を集塵機によって適切に排気することができる。
また、メッシュ部材97a,97b,97c,97dによって複数の開口孔を構成するので、低コストで、各排気口96a,96b,96c,96dにおける開口孔の平均開口面積を調整することができる。
また、一対の内壁82を傾斜部82aと鉛直部82bとで形成し、複数の排気口を鉛直部82bに配置するようにしたので、加工時に発生する切り屑を傾斜部82aに沿って回収コンベア60に導くことができる一方、切り屑が排気口96a,96b,96c,96dに入り込むのを抑制することができる。
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
本実施形態では、複数の開口孔はメッシュ部材を用いて形成されているが、直接内壁に形成されてもよい。
本実施形態では、一対の内壁のY方向両外側に一対のダクト室を設けているが、一対の内壁のY方向一方側のみにダクト室が設けられる構成であってもよい。
本発明は、本実施形態のファイバーレーザ加工機に限定されるものでなく、任意のレーザ加工機に適用可能である。また、本発明は、レーザ加工機に限定されるものでなく、プラズマ加工機、ガス切断機など、熱切断機に適用することができる。
本実施形態では、複数の開口孔はメッシュ部材を用いて形成されているが、直接内壁に形成されてもよい。
本実施形態では、一対の内壁のY方向両外側に一対のダクト室を設けているが、一対の内壁のY方向一方側のみにダクト室が設けられる構成であってもよい。
本発明は、本実施形態のファイバーレーザ加工機に限定されるものでなく、任意のレーザ加工機に適用可能である。また、本発明は、レーザ加工機に限定されるものでなく、プラズマ加工機、ガス切断機など、熱切断機に適用することができる。
1 作業者
10 レーザ加工機(熱切断機)
30 キャビン
31 パレット(テーブル)
32 パレット駆動機構
40 レーザ加工ヘッド
60 回収コンベア
80 フレーム
82 内壁
82a 傾斜部
82b 鉛直部
95a,95b,95c,95d 排気室
96a,96b,96c,96d 排気口
97a,97b,97c,97d メッシュ部材
W ワーク
10 レーザ加工機(熱切断機)
30 キャビン
31 パレット(テーブル)
32 パレット駆動機構
40 レーザ加工ヘッド
60 回収コンベア
80 フレーム
82 内壁
82a 傾斜部
82b 鉛直部
95a,95b,95c,95d 排気室
96a,96b,96c,96d 排気口
97a,97b,97c,97d メッシュ部材
W ワーク
Claims (3)
- ワークに熱を発生させるための加工ヘッドと、
前記ワークを載置するテーブルと、
該テーブルの下方に設けられ、前記加工ヘッド及び前記テーブルを支持するフレームと、
を備え、前記テーブル上の前記ワークを熱によって切断する熱切断機であって、
前記フレームは、互いに対向する一対の内壁を備え、
前記フレーム内には、前記一対の内壁間に設けられ、該一対の内壁間に架け渡された複数の区画部材によって区画された複数の排気室と、前記内壁の外側に設けられ、前記内壁の壁面に沿ってそれぞれ延びるダクト室と、が形成されており、
前記各内壁には、前記複数の排気室ごとに、該排気室とダクト室とを連通する複数の排気口が設けられ、
前記複数の排気口に設けられる複数の開口孔の平均開口面積は、前記ダクト室の吸引口に遠い側の前記排気口よりも近い側の前記排気口のほうが小さいことを特徴とする熱切断機。 - 前記複数の開口孔は、前記排気口に取り付けられたメッシュ部材によって構成されることを特徴とする請求項1に記載の熱切断機。
- 前記複数の排気室の下面は、運搬装置によって構成されており、
前記一対の内壁は、下方に向かって徐々に内向きに傾斜する傾斜部と、該傾斜部から連続して、鉛直方向に沿って形成される鉛直部と、を備え、前記複数の排気口は、前記鉛直部に配置されることを特徴とする請求項1または2に記載の熱切断機。
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Publication Number | Publication Date |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016120501A (ja) * | 2014-12-24 | 2016-07-07 | 株式会社アマダホールディングス | 熱切断加工機 |
KR20190088141A (ko) * | 2018-01-17 | 2019-07-26 | 삼성디스플레이 주식회사 | 레이저 장치 |
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2012
- 2012-10-26 JP JP2012237308A patent/JP2014083593A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20190088141A (ko) * | 2018-01-17 | 2019-07-26 | 삼성디스플레이 주식회사 | 레이저 장치 |
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