JP2022074313A - Laser processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ加工装置に関する。より詳しくは、レーザを照射するレーザヘッドを、無端巻掛部材を巻き取ることによってワークの上方において移動させるレーザ加工装置に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus. More specifically, the present invention relates to a laser processing apparatus that moves a laser head that irradiates a laser above a work by winding an endless winding member.
従来、搬送装置によって送り出される板材の上部において、レーザ光を照射するレーザヘッドを平面内で移動させることにより、板材を所望の形状に切断し、ブランク材とするレーザ加工装置が提案されている。このようなレーザ加工装置では、移動時におけるレーザヘッドの慣性による揺れを抑制するため、レーザヘッドの重量はできるだけ軽くすることが好ましい。 Conventionally, there has been proposed a laser processing device that cuts a plate material into a desired shape by moving a laser head that irradiates a laser beam in a plane on the upper part of the plate material that is sent out by a transport device, and uses it as a blank material. In such a laser processing apparatus, it is preferable to reduce the weight of the laser head as much as possible in order to suppress the shaking due to the inertia of the laser head during movement.
特許文献1,2には、ワークの上方に掛け渡されたガイド部材によってレーザヘッドをガイド部材の延存方向に沿って摺動自在に支持するとともに、このレーザヘッドをベルト駆動によってガイド部材の延在方向に沿って移動させるレーザ加工装置が示されている。これら特許文献1,2に示されたレーザ加工装置によれば、レーザヘッドに駆動源を持たせずに、レーザヘッドをベルトによって移動させることにより、レーザヘッドを軽量化することができる。
In
しかしながら特許文献1,2に示されたレーザ加工装置では、レーザヘッドをガイド部材によって片持ちによって支持しているため、レーザヘッドを高速で移動させた時に捩じれや揺れが生じてしまい、加工精度が低下するおそれがある。また板材の端部は、まれにレーザヘッド側へ反り返っている場合がある。このような板材を搬送装置によって搬送方向に沿って上流側から搬送すると、この板材の端部によってベルトが切れてしまう場合もある。
However, in the laser processing apparatus shown in
本発明は、移動時における加工ツールの揺れと、加工ツールを移動させるための無端巻掛部材の損傷とを抑制できるレーザ加工装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a laser machining apparatus capable of suppressing shaking of a machining tool during movement and damage to an endless winding member for moving the machining tool.
(1)本発明に係るレーザ加工装置(例えば、後述のレーザ加工装置1)は、ワーク(例えば、後述のワークW)を搬送方向(例えば、後述の搬送方向Y)に沿って搬送するワーク搬送装置(例えば、後述のワーク搬送装置2)と、前記ワークに上方側からレーザ光を照射し前記ワークを加工する加工ツール(例えば、後述のレーザヘッドユニット3)と、前記ワークの上方において前記搬送方向と交差する幅方向(例えば、後述の幅方向X)に沿って延び、前記加工ツールを前記幅方向に沿って摺動自在に支持する上流側ガイド部材(例えば、後述の上流側ガイド部材531)及び下流側ガイド部材(例えば、後述の下流側ガイド部材532)と、前記ワークの上方において前記幅方向に沿って掛け渡されかつ少なくとも一部において前記加工ツールに固定された無端巻掛部材(例えば、後述のベルト54)と、前記無端巻掛部材を巻き取ることにより前記加工ツールを前記幅方向に沿って移動させる移動機構(例えば、後述の移動機構55)と、を備え、前記加工ツールは、平面視では前記上流側ガイド部材と前記下流側ガイド部材との間に配置され、前記無端巻掛部材のうち前記ワークの上方に配置されかつ前記加工ツールに対する第1固定部(例えば、後述の第1固定部543)を含む部分である第1区間(例えば、後述の第1横断区間541)は、平面視では前記上流側ガイド部材と前記下流側ガイド部材との間に配置され、前記第1区間の前記ワーク側の下端面(例えば、後述の下端面541a)は、側面視では前記上流側ガイド部材の下端面(例えば、後述の下端面531b)よりも上方側に配置されていることを特徴とする。
(1) The laser processing apparatus according to the present invention (for example, the
(2)この場合、前記レーザ加工装置は、前記下流側ガイド部材より前記搬送方向下流側において当該下流側ガイド部材に対し前記幅方向に沿って摺動自在に設けられたカウンタウェイト(例えば、後述のカウンタウェイト4)をさらに備え、前記カウンタウェイトは、前記無端巻掛部材のうち前記ワークの上方に配置されかつ前記第1区間と異なる部分である第2区間(例えば、後述の第2横断区間542)に対し第2固定部(例えば、後述の第2固定部544)において固定され、前記第2区間は、平面視では前記下流側ガイド部材より前記搬送方向下流側に配置され、前記第2区間の前記ワーク側の下端面(例えば、後述の下端面542a)は、側面視では前記下流側ガイド部材の下端面(例えば、後述の下端面532b)よりも上方側に配置されていることが好ましい。
(2) In this case, the laser processing apparatus is provided with a counterweight slidable along the width direction with respect to the downstream guide member on the downstream side in the transport direction from the downstream guide member (for example, described later). The counter weight 4) is further provided, and the counter weight is a second section (for example, a second crossing section described later) which is a portion of the endless winding member arranged above the work and different from the first section. 542) is fixed by a second fixing portion (for example, a
(3)この場合、前記加工ツールの重心(例えば、後述の重心P)位置は、側面視では前記上流側及び下流側ガイド部材の上端面(例えば、後述の上端面531a,532a)と下端面(例えば、後述の下端面531b,532b)との間に配置されることが好ましい。
(3) In this case, the positions of the center of gravity (for example, the center of gravity P described later) of the processing tool are the upper end surfaces (for example, the
(1)本発明では、ワークにレーザ光を照射する加工ツールを、平面視で搬送方向上流側及び下流側に配置された上流側ガイド部材及び下流側ガイド部材によって、幅方向に沿って摺動自在に支持し、この加工ツールに固定された無端巻掛部材を巻き取ることによって幅方向に沿って移動させる。すなわち本発明では、搬送方向上流側及び下流側から両持ちによって加工ツールを支持することにより、移動時における加工ツールの揺れを抑制できる。また本発明では、無端巻掛部材のうちワークの上方に配置されかつ加工ツールに対する第1固定部を含む部分である第1区間を、平面視では上流側ガイド部材と下流側ガイド部材との間に配置し、さらにこの第1区間の下端面を、側面視では上流側ガイド部材の下端面よりも上方側に配置する。したがって本発明によれば、加工ツール側へ反り返ったワークを搬送装置によって搬送した場合であっても、ワークが無端巻掛部材に接触する前に上流側ガイド部材に接触するので、無端巻掛部材の損傷を抑制することもできる。 (1) In the present invention, the processing tool for irradiating the work with laser light is slid along the width direction by the upstream guide member and the downstream guide member arranged on the upstream side and the downstream side in the transport direction in a plan view. It is freely supported and moved along the width direction by winding the endless winding member fixed to this processing tool. That is, in the present invention, by supporting the machining tool by holding both from the upstream side and the downstream side in the transport direction, it is possible to suppress the shaking of the machining tool during movement. Further, in the present invention, the first section of the endless winding member, which is located above the work and includes the first fixing portion for the machining tool, is between the upstream guide member and the downstream guide member in a plan view. Further, the lower end surface of the first section is arranged above the lower end surface of the upstream guide member in the side view. Therefore, according to the present invention, even when the work bent back to the processing tool side is conveyed by the conveying device, the work comes into contact with the upstream guide member before it comes into contact with the endless winding member. It can also suppress the damage of.
(2)本発明では、カウンタウェイトを、下流側ガイド部材より搬送方向下流側において、この下流側ガイド部材によって幅方向に摺動自在に支持させ、無端巻掛部材の第2区間に定められた第2固定部に固定させる。これにより、カウンタウェイトは、加工ツールの幅方向に沿った移動と連動してこの加工ツールと反対向きへ移動する。またこのような位置にカウンタウェイトを設けることにより、上流側ガイド部材及び下流側ガイド部材を、加工ツールやカウンタウェイトと共に搬送方向に沿って移動させたときにおける加工ツールの揺れを抑制できる。また本発明では、無端巻掛部材の第2区間を、平面視では下流側ガイド部材より搬送方向下流側に配置し、さらにこの第2区間の下端面を、側面視では下流側ガイド部材の下端面よりも上方側に配置する。したがって本発明によれば、レーザ光による加工後のワークの端部が加工ツール側へ反り返った場合であっても、ワークの端部が無端巻掛部材の第2区間に接触する前に下流側ガイド部材に接触するので、無端巻掛部材の損傷をさらに抑制することができる。 (2) In the present invention, the counterweight is slidably supported in the width direction by the downstream guide member on the downstream side in the transport direction from the downstream guide member, and is defined in the second section of the endless winding member. It is fixed to the second fixing part. As a result, the counterweight moves in the opposite direction to the machining tool in conjunction with the movement along the width direction of the machining tool. Further, by providing the counterweight at such a position, it is possible to suppress the shaking of the machining tool when the upstream guide member and the downstream guide member are moved together with the machining tool and the counterweight along the transport direction. Further, in the present invention, the second section of the endless winding member is arranged on the downstream side in the transport direction from the downstream side guide member in a plan view, and the lower end surface of the second section is further below the downstream side guide member in a side view. Place it above the end face. Therefore, according to the present invention, even when the end portion of the work after being machined by the laser beam is warped toward the machining tool side, the end portion of the work is on the downstream side before coming into contact with the second section of the endless winding member. Since it comes into contact with the guide member, damage to the endless winding member can be further suppressed.
(3)本発明では、加工ツールの重心位置を、側面視では上流側及び下流側ガイド部材の上端面と下端面との間に配置する。これにより、移動時における加工ツールの揺れをさらに抑制できる。 (3) In the present invention, the position of the center of gravity of the machining tool is arranged between the upper end surface and the lower end surface of the upstream side and downstream side guide members in the side view. This makes it possible to further suppress the shaking of the processing tool during movement.
以下、本発明の一実施形態に係るレーザ加工装置について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態に係るレーザ加工装置1の構成を示す斜視図である。レーザ加工装置1は、搬送方向Yに沿って搬送されるワークWに対し、ワークWの上方側からレーザ光を照射することにより、ワークWを所望の形状に切断する。
Hereinafter, the laser processing apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the
レーザ加工装置1は、ワークWを搬送方向Yに沿って搬送するワーク搬送装置2と、ワークWに上方側からレーザ光を照射することによってワークWを切断加工するレーザヘッドユニット3と、レーザヘッドユニット3及び後述のカウンタウェイト4をワークWの上方において搬送方向Y及びこれと直交する幅方向Xによって形成される水平面内で移動させるヘッド駆動機構5と、このレーザヘッドユニット3とレーザ光の供給源であるレーザ発振器(図示せず)とを接続する可撓性のケーブル6と、このケーブル6を支持するケーブル支持機構7と、を備える。ワークWは、例えばアルミ合金製の板材や鋼板等であるが、本発明はこれらに限らない。なお以下では、搬送方向Y及び幅方向Xに対し直交する歩行を高さ方向Zという。
The
ワーク搬送装置2は、ベルトコンベアであり、幅方向Xと平行な軸回りで回転自在な複数のベルトローラ(図示せず)と、これらベルトローラに掛け渡された無端帯状のベルトBと、これらベルトローラを回転駆動することにより、ベルトB及びこのベルトBに載置されたワークWを搬送方向Yに沿って上流側(図1中、左側)から下流側(図1中、右側)へ送り出すローラ駆動装置(図示せず)と、を備える。
The
ケーブル支持機構7は、ベルトBの上方に設けられた支持フレーム8と、ケーブル6の一部を把持する第1ホルダ61、第2ホルダ62、及び第3ホルダ63と、ケーブル6を支持する第1支持ユニット71、第2支持ユニット72、第3支持ユニット73、及び第4支持ユニット74と、を備える。
The
支持フレーム8は、平面視ではレーザヘッドユニット3の加工範囲(すなわち、レーザヘッドユニット3の加工範囲)を囲うように配置された複数の柱部材によって構成される。
The
ケーブル6は、レーザ発振器によって生成されたレーザ光を伝送する光ケーブル、センサの信号線、冷却水やガスが通流するホース、及び電流が流れる電力線等、レーザヘッド31に接続される複数の線部材によって構成される。
The
3つのホルダ61,62,63は、それぞれマルチパッキン及びクランプによってケーブル6を把持する。レーザヘッドユニット3から図示しないレーザ発振器へ延びるケーブル6には、レーザヘッドユニット3側からレーザ発振器側へ向かって順に、第1ホルダ61と、第2ホルダ62と、第3ホルダ63とが、設けられている。
The three
4つの支持ユニット71~74は、それぞれ支持フレーム8に固定されている。第1支持ユニット71及び第2支持ユニット72は、ケーブル6のうち第1ホルダ61によって把持される部分を揺動自在に支持する。第3支持ユニット73は、ケーブル6のうち第2ホルダ62によって把持される部分を揺動自在に支持する。第4支持ユニット74は、ケーブル6おうち第3ホルダ63によって把持される部分を、ベルトBの上方において搬送方向Yに沿って摺動自在に支持する。すなわちこれら支持ユニット71~74は、ケーブル6を揺動自在に支持し、レーザヘッド31の移動に合せてこのケーブル6を移動させる。
Each of the four
図2は、ヘッド駆動機構5の平面視における構成を模式的に示す図である。図2において左側は搬送方向Yの上流側であり、右側は搬送方向Yの下流側である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of the
ヘッド駆動機構5は、ベルトBの両側において搬送方向Yに沿って互いに平行に延びる第1Y軸ガイド部材51及び第2Y軸ガイド部材52と、これら第1Y軸ガイド部材51と第2Y軸ガイド部材52との間に掛け渡され、レーザヘッドユニット3及びカウンタウェイト4を支持するX軸ガイド部材53と、第1Y軸ガイド部材51、第2Y軸ガイド部材52、及びX軸ガイド部材53の各々の延在方向に沿って掛け渡され少なくとも一部においてレーザヘッドユニット3及びカウンタウェイト4に固定された無端巻掛部材としてのベルト54と、ベルト54を巻き取ることによりレーザヘッドユニット3及びカウンタウェイト4を搬送方向Y及び幅方向Xを含む水平面内に沿って移動させる移動機構55と、を備える。
The
第1Y軸ガイド部材51は、搬送方向Yの上流側から視てベルトBの左側を搬送方向Yに沿って延びる。第2Y軸ガイド部材52は、搬送方向Yの上流側から視てベルトBの右側を搬送方向Yに沿って延びる。これらY軸ガイド部材51,52は、それぞれX軸ガイド部材53の幅方向Xに沿った両端部を搬送方向Yに沿って摺動自在に支持する。
The first Y-
X軸ガイド部材53は、ベルトBによって搬送されるワークWの上方において幅方向Xに沿って延びる上流側ガイド部材531と、ワークWの上方かつ搬送方向Yに沿って上流側ガイド部材531より下流側において幅方向Xに沿って延びる下流側ガイド部材532と、搬送方向Yに沿って延びこれら上流側ガイド部材531及び下流側ガイド部材532の第1Y軸ガイド部材51側の端部を連結する第1連結部533と、搬送方向Yに沿って延びこれら上流側ガイド部材531及び下流側ガイド部材532の第2Y軸ガイド部材52側の端部を連結する第2連結部534と、を備える。上流側ガイド部材531及び下流側ガイド部材532は、平面視で互いに平行かつ搬送方向Yに沿って所定の間隔を空けた状態で第1連結部533及び第2連結部534によって連結されている。第1連結部533は、第1Y軸ガイド部材51によって搬送方向Yに沿って摺動自在に支持され、第2連結部534は、第2Y軸ガイド部材52によって搬送方向Yに沿って摺動自在に支持されている。このため上流側ガイド部材531及び下流側ガイド部材532は、ワークWの上方において、Y軸ガイド部材51,52に対し搬送方向Yに沿って摺動自在となっている。
The
図2に示すように、レーザヘッドユニット3は、平面視では上流側ガイド部材531と下流側ガイド部材532との間に配置され、カウンタウェイト4は、平面視では下流側ガイド部材532より搬送方向Yの下流側に配置される。
As shown in FIG. 2, the
上流側ガイド部材531のうち搬送方向Yの下流側の端部には、幅方向Xに沿って延びる第1X軸ガイドレール535が形成されている。また下流側ガイド部材532のうち搬送方向Yの上流側の端部には、幅方向Xに沿って延びる第2X軸ガイドレール536が形成されている。レーザヘッドユニット3の搬送方向Yの上流側の端部は、第1X軸ガイドレール535に沿って摺動自在に支持されており、レーザヘッドユニット3の搬送方向Yの下流側の端部は、第2X軸ガイドレール536に沿って摺動自在に支持されている。従ってレーザヘッドユニット3は、これら上流側ガイド部材531と下流側ガイド部材532との間において、これら上流側ガイド部材531及び下流側ガイド部材532により両持ちによって支持されている。
A first
また下流側ガイド部材532のうち搬送方向Yの下流側の端部には、幅方向Xに沿って延びる第3X軸ガイドレール537が形成されている。カウンタウェイト4の搬送方向Yの上流側の端部は、第3X軸ガイドレール537に沿って摺動自在に支持されている。
A third
ベルト54は、無端、すなわち環状かつ帯状である。以下では無端巻掛部材としてベルト54を利用した場合について説明するが、本発明はこれに限らない。無端巻掛部材としては、例えばチェーンを利用してもよい。
The
移動機構55は、ベルト54が掛け渡された第1モータ56、第2モータ57、第1プーリ58、及び第2プーリ59を備える。
The moving
第1モータ56及び第2モータ57は、それぞれベルトBの幅方向Xに沿った両側に設けられている。換言すれば、第1モータ56及び第2モータ57は、ベルトBを挟み幅方向Xに沿って対向する位置に設けられている。第1モータ56及び第2モータ57は、図示しない制御装置からの指令に応じて、各々独立して平面視で時計回り又は反時計回りでベルト54を巻き取ることが可能となっている。
The
第1プーリ58及び第2プーリ59は、第1モータ56及び第2モータ57に対し搬送方向Yの下流側において、それぞれベルトBの幅方向Xに沿った両側に設けられている。換言すれば、第1プーリ58及び第2プーリ59は、第1モータ56及び第2モータ57に対し搬送方向Yの下流側において、ベルトBを挟み幅方向Xに沿って対向する位置に設けられている。これら第1プーリ58及び第2プーリ59は、ベルト54の移動に従動して平面視で時計回り又は反時計回りで回転する。
The
ベルト54は、平面視ではY軸ガイド部材51,52及びX軸ガイド部材53の延在方向に沿ったH字状となるように、これら第1モータ56、第2モータ57、第1プーリ58、及び第2プーリ59に掛け回されている。無端のベルト54を平面視でH字状に掛け回すことにより、ベルト54は、第1横断区間541と、この第1横断区間541とは異なる第2横断区間542との2つの区間において、ワークWの上方を幅方向Xに沿って横断する。以下では、これら2つの横断区間541,542のうち、搬送方向Yの上流側(すなわち、モータ56,57側)を横断するものを第1横断区間541といい、この第1横断区間541に対し搬送方向Yより下流側(すなわち、プーリ58,59側)を横断するものを第2横断区間542という。
The
図2に示すように、ベルト54の第1横断区間541は、ワークWの上方を幅方向Xに沿って延び、平面視では上流側ガイド部材531と下流側ガイド部材532との間に配置されている。上述のように上流側ガイド部材531と下流側ガイド部材532との間に配置されるレーザヘッドユニット3は、ベルト54に対し第1横断区間541内の第1固定部543において固定されている。
As shown in FIG. 2, the
またベルト54の第2横断区間542は、ワークWの上方を幅方向Xに沿って延び、平面視では下流側ガイド部材532より搬送方向Yの下流側に配置されている。上述のように下流側ガイド部材532より搬送方向Yの下流側に配置されるカウンタウェイト4は、ベルト54に対し第2横断区間542内の第2固定部544において固定されている。より具体的には、第1固定部543と第2固定部544との間のベルト54に沿った距離は、第1モータ56及び第1プーリ58側をたどる経路と、第2モータ57及び第2プーリ59側をたどる経路とで略等しい。このため、図2に示すようにレーザヘッドユニット3を第1Y軸ガイド部材51と第2Y軸ガイド部材52の間の幅方向Xに沿った中央に配置すると、カウンタウェイト4とレーザヘッドユニット3とは、下流側ガイド部材532を挟んで搬送方向Yに沿って対向する。
Further, the
レーザ加工装置1では、図示しない制御装置によってモータ56,57の回転を組み合わせて制御することにより、レーザヘッドユニット3をワークWの上方の水平面内に沿って移動させることができる。
In the
図3Aは、レーザヘッドユニット3を幅方向Xに沿って第1Y軸ガイド部材51側へ移動させた状態を示す図である。レーザヘッドユニット3を幅方向Xに沿って第1Y軸ガイド部材51側へ移動させる場合、第1モータ56及び第2モータ57を共に平面視において反時計回りで同じ速度で回転させることにより、ベルト54を反時計回りで巻き取る。これにより、第1横断区間541に固定されたレーザヘッドユニット3は、第1Y軸ガイド部材51側へ移動し、第2横断区間542に固定されたカウンタウェイト4は、第2Y軸ガイド部材52側へ移動する。この際、第1モータ56と第2モータ57とを同じ速度で回転させることにより、第1モータ56から第1横断区間541へ送り出されるベルト54の速度と、第2プーリ59から第2横断区間542へ送り出されるベルト54の速度とが等しくなるので、X軸ガイド部材53の搬送方向Yに沿った位置を固定したまま、レーザヘッドユニット3及びカウンタウェイト4を幅方向Xに沿って移動させることができる。
FIG. 3A is a diagram showing a state in which the
なお図示を省略するが、第1モータ56及び第2モータ57を共に平面視において時計回りで同じ速度で回転させ、ベルト54を時計回りで巻き取ることにより、レーザヘッドユニット3を幅方向Xに沿って第2Y軸ガイド部材52側へ移動させ、かつカウンタウェイト4を幅方向Xに沿って第1Y軸ガイド部材51側へ移動させることができる。
Although not shown, the
図3Bは、レーザヘッドユニット3を搬送方向Yに沿って下流側へ移動させた状態を示す図である。レーザヘッドユニット3を搬送方向Yに沿って下流側へ移動させる場合、第1モータ56を平面視において反時計回りで回転させ、第1モータ56によってベルト54を反時計回りで巻き取るとともに、第2モータ57を平面視において時計回りかつ第1モータ56と同じ速度で回転させ、第2モータ57によってベルト54を時計回りで巻き取る。これにより、X軸ガイド部材53、レーザヘッドユニット3、及びカウンタウェイト4は、搬送方向Yに沿って下流側へ移動する。この際、第1モータ56と第2モータ57とを逆向きかつ同じ速度で回転させることにより、第1モータ56から第1横断区間541へ送り出されるベルト54の速度と、第2モータ57から第1横断区間541へ送り出されるベルト54の速度とが等しくなるので、レーザヘッドユニット3及びカウンタウェイト4のX軸ガイド部材53に対する幅方向Xに沿った位置を固定したまま、X軸ガイド部材53、レーザヘッドユニット3、及びカウンタウェイト4を搬送方向Yに沿って下流側へ移動させることができる。
FIG. 3B is a diagram showing a state in which the
なお図示を省略するが、第1モータ56を平面視において時計回りで回転させ、第1モータ56によってベルト54を時計回りで巻き取るとともに、第2モータ57を平面視において反時計回りで回転させ、第2モータ57によってベルト54を反時計回りで巻き取ることにより、レーザヘッドユニット3及びカウンタウェイト4のX軸ガイド部材53に対する幅方向Xに沿った位置を固定したまま、X軸ガイド部材53、レーザヘッドユニット3、及びカウンタウェイト4を搬送方向Yに沿って上流側へ移動させることができる。
Although not shown, the
レーザ加工装置1では、図3A及び図3Bに示すようなモータ56,57の動作を組み合わせることにより、すなわちモータ56,57の回転の向き及び速度を独立して制御することにより、レーザヘッドユニット3を搬送方向Y及び幅方向Xを含む水平面内で移動させることができる。
In the
図4は、図2における線IV-IVに沿った断面図である。より具体的には、図4は、レーザヘッドユニット3に対する第1固定部543とカウンタウェイト4に対する第2固定部544とを含む搬送方向Yに沿った断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. More specifically, FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the transport direction Y including the
図4に示すように、上流側ガイド部材531及び下流側ガイド部材532は、断面視で矩形状である。上流側ガイド部材531及び下流側ガイド部材532の断面視における高さ方向Zに沿った長さは略等しい。また上流側ガイド部材531の上端面531aと下流側ガイド部材532の上端面532aの高さ方向Zに沿った高さは略等しく、また上流側ガイド部材531の下端面531bと下流側ガイド部材532の下端面532bの高さ方向Zに沿った高さは略等しい。
As shown in FIG. 4, the
第1X軸ガイドレール535は、断面視で上に凸状であり、上流側ガイド部材531の上端面531aのうち搬送方向Yの下流側に設けられている。第2X軸ガイドレール536は、断面視で上に凸状であり、下流側ガイド部材532の上端面532aのうち搬送方向Yの上流側に設けられている。従ってこれらガイドレール535,536の高さ方向Zに沿った高さは略等しい。また第3X軸ガイドレール537は、断面視で上に凸状であり、下流側ガイド部材532の下端面532bのうち搬送方向Yの下流側に設けられている。従って第3X軸ガイドレール537の高さ方向Zに沿った高さは、ガイドレール535,536の高さ方向Zに沿った高さよりも低い。
The first
レーザヘッドユニット3は、高さ方向Zに沿って延びる円柱状のレーザヘッド31と、このレーザヘッド31を支持する柱状のヘッド支持部32と、レーザヘッド31の基端部31aから延びるケーブル6が挿通される筒状のケーブルガイド33と、ベルト54の第1固定部543が固定されるベルト固定部34と、ケーブルガイド33を支持するガイド支持部35と、を備える。
The
レーザヘッド31は、レーザ発振器からケーブル6を介して伝送されるレーザ光を集光し、その先端部31bからワークWへ高さ方向Zに沿って照射する。レーザヘッド31の高さ方向Zに沿った長さは、ガイド部材531,532の断面視における高さ方向Zに沿った長さよりも長い。またレーザヘッド31の基端部31aの高さ方向Zに沿った高さはガイド部材531,532の上端面531a,532aよりも高く、レーザヘッド31の先端部31bの高さ方向Zに沿った高さはガイド部材531,532の下端面531b,532bよりも低い。
The
ヘッド支持部32は、レーザヘッド31を高さ方向Zに沿って摺動自在に支持する。レーザヘッド31の先端部31bからワークWまでの高さ方向Zに沿った距離は、図示しない焦点合わせ処理によって適宜調整される。またこのヘッド支持部32のうち搬送方向Yの上流側には、第1X軸ガイドレール535に篏合する上流側ランナ321が設けられている。上流側ランナ321は、断面視では下に凹状であり、第1X軸ガイドレール535に対し延在方向に沿って摺動自在に篏合する。レーザヘッドユニット3の搬送方向Yの上流側は、上流側ランナ321を第1X軸ガイドレール535に篏合させることにより、上流側ガイド部材531に対し幅方向Xに沿って摺動自在に支持される。
The
ケーブルガイド33は、先端部33aの内径が基端部33bの内径よりも小さい円錐筒状である。ケーブルガイド33には、先端部33aがレーザヘッド31と略同軸となりかつ先端部33aがレーザヘッド31側になるようにケーブル6が挿通されている。図4に示すように、ケーブルガイド33の内壁面33cは、断面視では所定の曲率半径で湾曲する湾曲面となっている。ケーブル6をこのようなケーブルガイド33に挿通することにより、レーザヘッド31の移動に伴ってケーブル6が内壁面333cの曲率半径よりも小さな曲率半径で折れ曲がるのを防止することができる。従って内壁面33cの曲率半径は、ケーブル6に対し許容される曲げの大きさを超えないように設計される。なおケーブルガイド33は、ケーブル6及びレーザヘッド31に対し固定されていない。このため、レーザヘッド31及びケーブル6の高さ方向Zに沿った移動はケーブルガイド33によって拘束されない。
The
ベルト固定部34は、ヘッド支持部32の搬送方向Yの下流側の側部に固定されている。帯状のベルト54の第1横断区間541は、その幅方向を高さ方向Zと平行にした状態で上流側ガイド部材531と下流側ガイド部材532との間に配置されている。またベルト54は、第1横断区間541内に定められた第1固定部543においてベルト固定部34に固定されている。このためベルト54を移動させると、このベルト54と共にレーザヘッドユニット3も移動する。図4に示すように、ベルト54の第1横断区間541のワークW側の下端面541aは、側面視では上流側ガイド部材531の下端面531b及び下流側ガイド部材532の下端面532bよりも上方側に配置されている。
The
またベルト固定部34のうち搬送方向Yの下流側には、第2X軸ガイドレール536に篏合する下流側ランナ341が設けられている。下流側ランナ341は、断面視では下に凹状であり、第2X軸ガイドレール536に対し延在方向に沿って摺動自在に篏合する。レーザヘッドユニット3の搬送方向Yの下流側は、下流側ランナ341を第2X軸ガイドレール536に篏合させることにより、下流側ガイド部材532に対し幅方向Xに沿って摺動自在に支持される。以上のようにレーザヘッドユニット3は、その両側に設けられた上流側ガイド部材531及び下流側ガイド部材532により、搬送方向Yの上流側及び下流側から両持ちによって支持される。
Further, on the downstream side of the
ガイド支持部35は、高さ方向Zに沿って延びる腕状であり、ベルト固定部34の上部とケーブルガイド33の先端部33aとを連結することにより、ケーブルガイド33のレーザヘッド31に対する揺れを抑制する。
The
以上のようにレーザヘッドユニット3は、レーザヘッド31、ヘッド支持部32、ケーブルガイド33、ベルト固定部34、及びガイド支持部35等の複数の部品を組み合わせて構成される。これらレーザヘッドユニット3を構成する部品の形状及び重量は、レーザヘッドユニット3の重心Pの位置が、側面視ではガイド部材531,532の上端面531a,532aと下端面531b,532bとの間に配置されるように設計される。
As described above, the
カウンタウェイト4は、柱状のウェイト41と、ウェイト41を支持するウェイト支持部42と、を備える。
The
ウェイト支持部42は、幅方向Xに沿って延びる板状である。ウェイト支持部42の搬送方向Yの下流側の側面にはウェイト41が固定され、ウェイト支持部42の搬送方向Yの上流側の側面には第3X軸ガイドレール537に篏合するランナ43が設けられている。ランナ43は、断面視では下に凹状であり、第3X軸ガイドレール537に対し延在方向に沿って摺動自在に篏合する。カウンタウェイト4の搬送方向Yの上流側は、ランナ43を第3X軸ガイドレール537に篏合させることにより、下流側ガイド部材532に対し幅方向Xに沿って摺動自在に支持される。
The
ウェイト41の重量は、カウンタウェイト4全体の重量とレーザヘッドユニット3全体の重量とが概ね等しくなるように設定される。これによりX軸ガイド部材53を、これに支持されたレーザヘッドユニット3及びカウンタウェイト4と共に搬送方向Yに沿って移動させたときにおけるレーザヘッドユニット3の揺れを抑制することができる。
The weight of the
帯状のベルト54の第2横断区間542は、その幅方向を高さ方向Zと平行にした状態で下流側ガイド部材532の搬送方向Yの下流側に配置されている。またベルト54は、第2横断区間542内に定められた第2固定部544においてウェイト支持部42に固定されている。このためベルト54を移動させると、このベルト54と共にカウンタウェイト4も移動する。図4に示すように、ベルト54の第2横断区間542のワークW側の下端面542aは、側面視では上流側ガイド部材531の下端面531b及び下流側ガイド部材532の下端面532bよりも上方側に配置されている。
The
本実施形態に係るレーザ加工装置1によれば、以下の効果を奏する。
(1)レーザ加工装置1では、ワークWにレーザ光を照射するレーザヘッドユニット3を、平面視で搬送方向Yの上流側及び下流側に配置された上流側ガイド部材531及び下流側ガイド部材532によって、幅方向Xに沿って摺動自在に支持し、このレーザヘッドユニット3に固定されたベルト54を巻き取ることによって幅方向Xに沿って移動させる。すなわちレーザ加工装置1では、搬送方向Yの上流側及び下流側から両持ちによってレーザヘッドユニット3を支持することにより、移動時におけるレーザヘッドユニット3の揺れを抑制できる。またレーザ加工装置1では、ベルト54のうちワークWの上方に配置されかつレーザヘッドユニット3に対する第1固定部543を含む部分である第1横断区間541を、平面視では上流側ガイド部材531と下流側ガイド部材532との間に配置し、さらにこの第1横断区間541の下端面541aを、側面視では上流側ガイド部材531の下端面531bよりも上方側に配置する。したがってレーザ加工装置1によれば、レーザヘッドユニット3側へ反り返ったワークW1(図4の破線参照)をワーク搬送装置2によって搬送した場合であっても、このワークW1がベルト54に接触する前に上流側ガイド部材531に接触するので、ベルト54の損傷を抑制することもできる。
According to the
(1) In the
(2)レーザ加工装置1では、カウンタウェイト4を、下流側ガイド部材532より搬送方向Yの下流側において、この下流側ガイド部材532によって幅方向Xに沿って摺動自在に支持させ、ベルト54の第2横断区間542に定められた第2固定部544に固定させる。これにより、カウンタウェイト4は、レーザヘッドユニット3の幅方向Xに沿った移動と連動してこのレーザヘッドユニット3と反対向きへ移動する。またこのような位置にカウンタウェイト4を設けることにより、上流側ガイド部材531及び下流側ガイド部材532を、レーザヘッドユニット3やカウンタウェイト4と共に搬送方向Yに沿って移動させたときにおけるレーザヘッドユニット3の揺れを抑制できる。またレーザ加工装置1では、ベルト54の第2横断区間542を、平面視では下流側ガイド部材532より搬送方向Yの下流側に配置し、さらにこの第2横断区間542の下端面542aを、側面視では下流側ガイド部材532の下端面532bよりも上方側に配置する。したがってレーザ加工装置1によれば、レーザ光による加工後のワークW2(図4の一点鎖線参照)の端部がレーザヘッドユニット3側へ反り返った場合であっても、ワークW2の端部がベルト54の第2横断区間542に接触する前に下流側ガイド部材532に接触するので、ベルト54の損傷をさらに抑制することができる。
(2) In the
(3)レーザ加工装置1では、レーザヘッドユニット3の重心Pの位置を、側面視ではガイド部材531,532の上端面531a,532aと下端面531b,532bとの間に配置する。これにより、移動時におけるレーザヘッドユニット3の揺れをさらに抑制できる。
(3) In the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限らない。本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜変更してもよい。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this. Within the scope of the present invention, the detailed configuration may be changed as appropriate.
1…レーザ加工装置
2…ワーク搬送装置
3…レーザヘッドユニット(加工ツール)
31…レーザヘッド
32…ヘッド支持部
34…ベルト固定部
4…カウンタウェイト
5…ヘッド駆動機構
51…第1Y軸ガイド部材
52…第2Y軸ガイド部材
53…X軸ガイド部材
531…上流側ガイド部材
531a…上端面
531b…下端面
532…下流側ガイド部材
532a…上端面
532b…下端面
54…ベルト(無端巻掛部材)
541…第1横断区間(第1区間)
541a…下端面
542…第2横断区間(第2区間)
542a…下端面
543…第1固定部
544…第2固定部
55…移動機構
56…第1モータ
57…第2モータ
6…ケーブル
W…ワーク
Y…搬送方向
X…幅方向
Z…高さ方向
1 ...
31 ...
541 ... First crossing section (first section)
541a ...
542a ...
Claims (3)
前記ワークに上方側からレーザ光を照射し前記ワークを加工する加工ツールと、
前記ワークの上方において前記搬送方向と交差する幅方向に沿って延び、前記加工ツールを前記幅方向に沿って摺動自在に支持する上流側ガイド部材及び下流側ガイド部材と、
前記ワークの上方において前記幅方向に沿って掛け渡されかつ少なくとも一部において前記加工ツールに固定された無端巻掛部材と、
前記無端巻掛部材を巻き取ることにより前記加工ツールを前記幅方向に沿って移動させる移動機構と、を備えるレーザ加工装置であって、
前記加工ツールは、平面視では前記上流側ガイド部材と前記下流側ガイド部材との間に配置され、
前記無端巻掛部材のうち前記ワークの上方に配置されかつ前記加工ツールに対する第1固定部を含む部分である第1区間は、平面視では前記上流側ガイド部材と前記下流側ガイド部材との間に配置され、
前記第1区間の前記ワーク側の下端面は、側面視では前記上流側ガイド部材の下端面よりも上方側に配置されていることを特徴とするレーザ加工装置。 A work transfer device that conveys the work along the transfer direction,
A processing tool that irradiates the work with laser light from above to process the work,
An upstream guide member and a downstream guide member that extend above the work along a width direction intersecting the transport direction and slidably support the machining tool along the width direction.
An endless winding member that is hung along the width direction above the work and is fixed to the processing tool at least in part.
A laser machining apparatus comprising a moving mechanism for moving the machining tool along the width direction by winding the endless winding member.
The processing tool is arranged between the upstream guide member and the downstream guide member in a plan view.
The first section of the endless winding member, which is arranged above the work and includes the first fixing portion for the machining tool, is between the upstream guide member and the downstream guide member in a plan view. Placed in
A laser processing apparatus characterized in that the lower end surface on the work side of the first section is arranged above the lower end surface of the upstream guide member in a side view.
前記カウンタウェイトは、前記無端巻掛部材のうち前記ワークの上方に配置されかつ前記第1区間と異なる部分である第2区間に対し第2固定部において固定され、
前記第2区間は、平面視では前記下流側ガイド部材より前記搬送方向下流側に配置され、
前記第2区間の前記ワーク側の下端面は、側面視では前記下流側ガイド部材の下端面よりも上方側に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。 Further, a counterweight provided slidably along the width direction with respect to the downstream guide member on the downstream side in the transport direction from the downstream guide member is further provided.
The counterweight is fixed at the second fixing portion with respect to the second section of the endless winding member, which is arranged above the work and is a portion different from the first section.
The second section is arranged on the downstream side in the transport direction from the downstream side guide member in a plan view.
The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the lower end surface on the work side of the second section is arranged above the lower end surface of the downstream guide member in a side view.
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