JP2554257B2 - レ−ザ加工機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、レーザ発振器から出射するレーザビームに
より、ワークの穴あけ、溶接、切断などを行なうレーザ
加工機に関するものである。

［従来の技術］ レーザ加工機は、精密切断が可能である、多品種少量
生産に適する、数値制御が容易である等の多くの特長を
有するため、最近では各方面で広く実用に供されてい
る。

第２図〜第５図はそれぞれ従来のレーザ加工機の基本
構成を示す模式図である。各図において、21はレーザ発
振器、22はこのレーザ発振器21から出射されたレーザビ
ーム、23,23aはレーザビーム22の方向を偏向させる全反
射鏡、24は集光レンズ等を備え、レーザービーム22を集
束してワークに照射する加工ヘッド（トーチ）、25はワ
ークを固定するテーブル、26はレーザービーム22の一部
は透過し、一部は方向を偏向するハーフミラーである。

第２図に示すレーザ加工機は、レーザ発振器21を固定
して加工ヘッド24をx,y方向に移動させ、テーブル25に
固定されたワークを加工する加工ヘッド移動方式、レー
ザ発振器21及び加工ヘッド24を固定し、ワークが固定さ
れたテーブル25をx,y方向に移動させるテーブル移動方
式、レーザ発振器21を固定し、加工ヘッド24を一方の軸
（例えばｘ軸）方向に、またテーブル25を他方の軸（例
えばｙ軸）方向に移動させる加工ヘッド１軸・テーブル
１軸移動方式等、いくつかの種類に分けられるが、基本
的には１台のレーザ発振器から出射されたレーザビーム
を１つの加工ヘッドに導き、加工ヘッドとワーク間の相
対運動により加工を行なうようにしたものである。

このようなレーザ加工機は、ワークの搬入、搬出時に
はレーザビームの照射を中止しなければならないので、
稼動率が低下し生産性が低いという問題があり、また、
一般にテーブルと移動部（加工ヘッドの移動台等）のガ
イド部架台が一体構造のため、加工内容を変更するため
のテーブル替えには大幅な改造が必要となり、このため
加工内容が限定されがちであるなどの問題がある。

第３図に示すレーザ加工機は、第２図のレーザ加工機
に移動可能なテーブル25aを追加したもので、例えばテ
ーブル25で加工しているときはテーブル25aは右側に退
避させておき、テーブル25aで加工するときはテーブル2
5を左側破線の位置25bに退避させて、テーブル25aを加
工位置（テーブル25の位置）まで移動させるようにした
ものである。

このレーザ加工機は、一方のテーブルで加工している
間に他方のテーブルで段取りができるので、稼動率は向
上するがテーブルの設置スペースが３面分必要となる。
また、１テーブル増設して３テーブルにしようとする
と、設置スペースは５面分必要となり、その上テーブル
の移動作業が複雑となるため２テーブルが限界であっ
て、設備改造の余地が少ないという問題がある。

第４図のレーザ加工機は、１台のレーザ発振器21から
出射されたレーザービーム22を、ハーフミラー26を介し
て共通の移動台に固定された複数の加工ヘッド24,24aに
導き、加工ヘッド24,24aとテーブル25の相対運動により
ワークを加工するものである。

この方式のレーザ加工機は、同時に複数の加工ができ
るため生産性は向上するが、ワークの搬入、搬出時には
レーザビームの照射を中止しなければならないので、稼
動率の低下は避けられない。また同時に異なる形状の加
工は不可能であり、さらに、ハーフミラー26を介してレ
ーザビームを照射する場合、必ずしも２分の１ずつレー
ザビームが分割されるわけではなく、また各加工ヘッド
24,24aの光学系の特性から各加工ヘッド毎に加工条件を
設定する必要があるため段取りが煩雑であり、さらに全
加工ヘッドの条件出しができるまで加工を行なうことが
できない等の問題がある。

第５図のレーザ加工機は、１台のレーザ発振器21と、
それぞれ加工ヘッド24,24aを備えたテーブル25,25aとか
らなり、各加工ヘッド24,24aは独立して移動する架台に
固定されている。レーザ発振器21から出射したレーザビ
ーム22は、ハーフミラー26を介して両加工ヘッド24,24a
に導かれるか、あるいは移動ミラー26aによってレーザ
ビーム22が導かれ、加工ヘッド24又は24aが選択され
る。

このようなレーザ加工機は、レーザビーム22の光路が
長くなるためその芯出し作業に危険が伴なう上時間もか
ゝり、高度な技術を必要とする。また第２図のレーザ加
工機と同様に加工内容が限定され勝ちであり、さらに設
備を拡大する場合はテーブル25aに隣接してもう１面テ
ーブルを設置すればよいが、レーザビーム22の光路がさ
らに長くなるため、芯出しが一層困難になる等の問題が
ある。

［発明が解決しようとする問題点］ レーザ加工機は前述のように、精密切断が可能であ
る、多品種少量生産に適する等多くの特長を有するが、
他の加工方法に比べて一般に生産性が低く、ランニング
コストが高いなどの問題があり、さらに従来のレーザ加
工機においては前記したように多くの問題を抱えている
ため、稼動率を高め生産性を向上させることのできるレ
ーザ加工機の出現が望まれていた。

本発明は、上記の問題点を解決すべくなされたもの
で、生産性を向上できると共に、１台のレーザ加工機で
各種のレーザ加工を可能として加工内容をフレキンブル
化できるレーザ加工機を得ることを目的としたものであ
る。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記の目的を達成すべくなされたもので、
共通架台に該共通架台上をその長さ方向に移動可能に搭
載された少くとも１台の移動フレームと、端部下方に加
工ヘッドを有し、前記移動フレームに該移動フレームの
移動方向と直交する方向に移動可能に載置されたレーザ
発振装置と、前記共通架台上に着脱自在に配設される複
数台の加工テーブルを具備したレーザ加工機を提供する
ものである。

［作用］ 加工テーブルに固定されたワークを加工している間に
他の加工テーブルの段取りを行ない、同一又は異種の加
工を連続的に行なうことができる。また２台以上の移動
フレーム及びレーザ発振装置を設けたときは、同一又は
異種の加工を同時に行なうことができる。

［実施例］ 第１図は本発明実施例の斜視図である。図において、
１は共通架台で、その長さ方向の両側壁には同一平面上
にガイドレール２が設けられている。3,4はガイドレー
ル２に搭載された門型の移動フレームで、それぞれ駆動
機構（図示せず）を備えており、ガイドレール２に沿っ
て共通架台１上を両者が干渉しない範囲でｙ軸方向に移
動することができる。

5,6は移動フレーム3,4上にそれぞれ載置されたレーザ
発振装置で、レーザ発振器、光学系等を内蔵しており、
一方の側の直下には加工ヘッド7,8がｚ軸方向（上下）
に移動可能に設けられている。このレーザ発振装置5,6
は駆動機構（図示せず）により、それぞれ移動フレーム
3,4上をｘ軸方向に移動しうるように構成されている。
9,10,11は共通架台１上に着脱可能に固定される平面加
工用テーブル、12は同じく立体加工用テーブルである。

次に上記にように構成した本発明の作用を説明する。
先ず、例えば平面加工用テーブル９に切断加工するワー
ク13を固定し、立体加工用テーブル12に立体加工するワ
ーク14を固定する。そして、切断するワーク13の加工形
状に応じてレーザ発振装置５及び移動フレーム３をx,y
軸方向に移動させ、加工ヘッド７からレーザビームを照
射してワーク13を切断加工する。一方、立体加工するワ
ーク14の加工形状に応じて、レーザ発振装置６、移動フ
レーム４及び加工ヘッド８をx,y,z軸方向に移動させ、
加工ヘッド８からレーザビームを照射してワーク14を立
体加工する。このように、本発明によれば、切断加工と
立体加工の如き異種の加工も１台のレーザ加工機で同時
に行なうことができる。

一方、これらの加工中に例えば他の平面加工用テーブ
ル10,11にワークをセットしておけば、ワーク13の加工
が終ると引続き移動フレーム３を加工テーブル10,11上
に順次移動して加工し、この間加工が終った加工テーブ
ル９に新らしいワークをセットする。立体加工を継続し
て行なう場合も上記に準じて加工すればよい。このよう
にして、本発明のレーザ加工機によれば、同時に同じ形
状、同じ種類の加工もできるし、異なる形状及び異なる
種類の加工もできる。

以上の説明から明らかなように、本発明に係るレーザ
加工機は次のような多くの特長を有する。

（１）加工用テーブルを多数備えているため、１つのテ
ーブルで加工している間に他のテーブルで段取りを行な
うことができる。このためレーザ加工機の稼動率が上
り、生産性が向上する。

（２）加工用テーブルを共通架台に着脱可能としたた
め、加工目的に応じたテーブルを用意するだけで種々の
加工に対応できる。

（３）１つのレーザ発振装置の条件出しを行なっている
間でも、他のレーザ発振装置による加工を行なうことが
できるので、条件出しに伴なう稼動率の低下を防止する
ことができる。

（４）加工用テーブルを固定し、レーザ発振装置を移動
させるようにしたので、設置スペースを最少範囲に抑え
ることができる。また、加工用テーブルを増設する場合
は、ｙ軸方向に共通架台と加工用テーブルを追加すれば
よいので容易に設備変更ができ、設置スペースの大幅な
増加もない。

（５）加工ヘッドをレーザ発振装置の直下に設けたので
レーザビームの光路が短かくなり、その上外部ミラーを
使用していないので、芯出作業がきわめて容易である。
また、設備変更をしても芯出作業は不要である。

また光路長が一定のため、設備変更によりレーザ発振
装置が共通架台上のどの位置にあっても、均一で高精度
の加工が可能である。

（６）移動フレームに共通のガイドレールを使用してい
るのでレーザ発振装置の増設が容易であり、生産性をさ
らに向上させることができる。また移動フレームはガイ
ドレールに搭載するだけなので、レーザ発振装置を増設
する際設備を長期間休止させることはない。

（７）レーザ発振装置の台数、加工用テーブルの面数
は、機能、安全性、メンテナンス性の面から制約される
ことはない。

上記の説明では共通架台１上に２台の移動フレーム3,
4を搭載した場合を示したが、移動フレームは１台搭載
してもよく、あるいは２台以上の搭載してもよい。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば１台
のレーザ加工機で同種又は異種の加工を同時に行なうこ
とができ、また複数の加工テーブルを設けるようにした
ので、順次段取りを行なうことにより連続して加工する
こともできる。このため加工内容のフレキシブル化が可
能になり、生産性を大幅に向上させランニングコストを
低減できる等、実施による効果きわめて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の斜視図、第２図、第３図、第４
図（ａ），（ｂ）及び第５図はそれぞれ従来のレーザ加
工機の基本構成を示す模式図である。 1:共通架台、2:ガイドレール、3,4:移動フレーム、5,6:
レーザ発振装置、7,8:加工ヘッド、9,10,11:平面加工用
テーブル、12:立体加工用テーブル、13,14:ワーク。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザ発振器から出射したレーザビームに
   よりワークを加工するレーザ加工機において、 共通架台に該共通架台上をその長さ方向に移動可能に搭
   載された少くとも１台の移動フレームと、 端部下方に加工ヘッドを有し、前記移動フレームに該移
   動フレームの移動方向と直交する方向に移動可能に載置
   されたレーザ発振装置と、 前記共通架台上に着脱自在に配設される複数台の加工テ
   ーブルとを具備したことを特徴とするレーザ加工機。