JP2843082B2 - レーザ加工機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、レーザ加工機に係り、更に詳細には加工
テーブルのストロークより長い長尺材のワークを把み替
えする把み替用クランプ装置を備えたレーザ加工機に関
する。

（従来の技術） 従来、ワークにレーザ加工を行なうレーザ加工機のう
ちの一機種として、ワークを支持してレーザ加工を行な
う第１支持部材とワークを支持してワークを移動せしめ
る第２支持部材とワークをクランプするクランプ装置を
備えた移動自在な加工テーブルと、ベースに立設された
フレームに設けられると共にレーザビームをワークに照
射するノズルを備えた加工ヘッドとで構成されるレーザ
加工機が知られている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述した従来のレーザ加工機ではワークを
載置して移動せしめる加工テーブルのストローク範囲に
あるワークの大きさのものしか加工できなかった。すな
わち、加工テーブルのストロークより長い長尺材のワー
クにレーザ加工を行なう場合には、クランプ装置にクラ
ンプされて位置決めされた加工テーブルのストローク範
囲のワークにレーザ加工を行なった後、作業者がワーク
をいちいちクランプ装置から外し、さらにワークを手で
移動せしめてオーバハングしているワーク部分を加工テ
ーブルに載せ、さらに再度クランプ装置にクランプして
レーザ加工を行なう手段しかなかったのである。この手
段では非常に手間がかかると共に稼働率低下の原因とな
ってしまうから、特殊な場合を除き、実際加工テーブル
のストロークより長い長尺材のりワークのレーザ加工を
行なっていないのが実情である。

この発明の目的は、上記問題点を改善するため、加工
テーブルのストロークより長い長尺機のワークでも、作
業者の手を煩わせることなく、自動的かつ連続的にレー
ザ加工を可能にしたレーザ加工機を提供することにあ
る。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 前述のごとき問題に鑑みて、本発明は、ベース上にＸ
軸方向へ移動自在に設けた加工テーブルに、レーザ加工
時にワークを支持する第１ワーク支持部材を設けると共
に上記ワークを加工テーブルに対して移動するときに上
記ワークを移動可能に支持する第２ワーク支持部材を設
け、かつ前記ワークをクランプ自在の第１クランプ装置
を前記加工テーブルに設け、前記加工テーブルの上方に
おいてＹ軸方向に延伸した上部フレームに、レーザ加工
用の加工ヘッドをＹ軸方向へ移動自在かつ上下動自在に
設けたレーザ加工機において、上記上部フレームを支持
したフレームに、前記ワークをクランプ自在の第２のワ
ーククランプ装置を設け、この第２ワーククランプ装置
においてワークをクランプするためのワーククランプを
Ｙ軸方向へ往復動可能に設け、かつ前記第１ワーククラ
ンプ装置においてワークをクランプするためのワークク
ランプを、Ｙ軸方向へ往復動可能かつ上下動可能に設け
た構成である。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図を参照するに、レーザ加工機１における例えば
箱形状のベース３上にはＸ軸方向（第１図において左右
方向）へ延伸した平行なガイドレール５が設けられてい
る。このガイドレール５には加工テーブル７が図示省略
のガイド部材を介して支承されている。而して、加工テ
ーブル７は図示省略の駆動装置によりガイドレール５に
案内されてＸ軸方向へ移動されることになる。

前記加工テーブル７には複数の先端が針状となってい
る第１ワーク支持部材９が設けられていると共に、この
第１ワーク支持部材９間に複数の回転自在なフリーベア
ボールからなる第２ワーク支持部材11が設けられてい
る。この第２ワーク支持部材11としては第２図，第３図
に示されているように、加工テーブル７に上下用シリン
ダ13が取付けられ、この上下用シリンダ13のピストンロ
ッド15の上部に回転自在な回転支持ボール17が取付けら
れている。

上記構成により、ワークＷにレーザ加工を行なう際に
は、ワークＷは第１支持部材９に支持され、ワークＷを
移動せしめる際には上下用シリンダ13を作動させ、第２
ワーク支持部材11の回転支持ボール17を第１ワーク支持
部材９の高さより若干高くしてワークＷは回転支持ボー
ル17に支持されて移動されるのである。回転支持ボール
17は常時第１ワーク支持部材９より没した状態にあっ
て、必要時に上昇できるようになっている。

前記加工テーブル７の一側部側例えば第１図において
下側部側には、ワークＷをクランプし位置決めする第１
クランプ装置19が設けられている。

第１クランプ装置19は、第２図および第３図に示され
ているように、加工テーブル７に設けられた台7A上に上
下用シリンダ21が取付けられており、この上下用シリン
ダ21にはピストンロッド23が装着されている。このピス
トンロッド23の上端にはＹ軸用シリンダ25が設けられて
いる。このＹ軸用シリンダ25にはピストンロッド27が装
着されていて、このピストンロッド27の先端にはクラン
プ，アンクランプ可能なワーククランブ29が取付けられ
ている。

上記構成により、上下用シリンダ21を作動させてワー
ククランプ29の高さを調整すると共にＹ軸用シリンダ25
を作動させてワーククランプ29のＹ軸方向に位置を調整
して、ワーククランプ29でワークＷをクランプして位置
決めすると共に、アンクランプしてワークＷを移動せし
めるときに待機位置に待機せしめるものである。

再び第１図を参照するに、ベース３を跨って門型フレ
ーム31が立設されている。この門型フレーム31はベース
３の上方にベース３を横切ってＹ軸方向（第１図におい
て上下方向）へ延伸した上部フレーム33を備えており、
この上部フレーム33の全面側（第１図において左面側）
にはＹ軸方向へ延伸したＹ軸ガイドレール35が設けられ
ている。このＹ軸ガイドレール35にはＹ軸キャレッジ37
が支承されている。

上記構成により、図示省略のＹ軸用駆動モータを駆動
させると、Ｙ軸キャレッジ37がＹ軸ガイドレール35に案
内されながらＹ軸方向へ移動されることになる。

前記Ｙ軸キャレッジ37には第２図に示されているよう
に、Ｚ軸方向（第２図において上下方向）へ延伸したＺ
軸キャレッジ39が装着されており、Ｚ軸キャレッジ39の
下部にはノズル41を備えた加工ヘッド43がＺ軸方向へ移
動可能に設けられている。

前記ベース３の近傍例えば第１図において上部右端部
にはレーザ発振装置45が配設されていると共に、Ｙ軸キ
ャレッジ37の第１図において上方位置にはベンドミラー
47が設けられている。

上記構成により、レーザ発振装置45で発振されたレー
ザビームLBはベンドミラー47で折曲げられて、Ｙ軸キャ
レッジ37、Ｚ軸キャレッジ39を経て加工ヘッド43に到達
する。さらに、レーザビームLBは加工ヘッド43内に設け
られた図示省略の集光レンズで集光されてノズル41から
ワークＷへ向けて照射されるのである。

前記門型フレーム31の下部前後側（第１図において下
側左右側）にはブラケット49を介してワークＷを把み替
する把み替用の第２クランプ装置51が取付けられてい
る。この第２クランプ装置51は流体シリンダ53とこの流
体シリンダ53に装着されているピストンロッド55と、こ
のピストンロッド55の先端に設けられたワーククランプ
57とで構成されている。

上記構成により、流体シリンダ53を作動させると、ピ
ストンロッド55を介してワーククランプ57が第１図にお
いて上側へ移動すると共に、ワーククランプ57でワーク
Ｗがクランプされるのである。ワークＷをクランプしな
い場合には、ワーククランプ57は第１図において下側に
移動させておいて待機位置で待機されているのである。

前記ベース３の第１図において左側には補助テーブル
59が設けられており、この補助テーブル59上には複数の
上述した第２ワーク支持部材11が設けられていて、ワー
クＷを支持せしめている。

加工テーブル７のストロークより長い長尺材のワーク
Ｗにレーザ加工を行なう場合には、まず第２ワーク支持
部材11の高さを第１ワーク支持部材９よりやや高くして
ワークＷを第１図に示すごとく支持せしめて搬入すると
共に、第２ワーク支持部材11を第１ワーク支持部材９の
高さより没した状態にする。そして、第１ワーククラン
プ装置19は上下用シリンダ21、Ｙ軸用シリンダ25を作動
せしめてワーククランプ29がワークＷをクランプできる
位置に位置決めすると共にワークＷをクランプする。こ
のとき、把み替用の第２クランプ装置51は待機位置にあ
る。

この状態で加工テーブル７をＸ軸方向に移動せしめる
と共に、Ｙ軸キャレッジ37をＹ軸方向へ移動せしめなが
ら、レーザ発振装置45で発振されたレーザビームLBはベ
ンドミラー47、Ｙ軸キャレッジ37、Ｚ軸キャレッジ39を
経て加工ヘッド43の集光レンズに集光され、さらにノズ
ル41から照射されてワークＷに所望のレーザ加工が行な
われる。

上記の状態では第１図に示したワークＷの長さLn部分
が加工できないから、ワークＷを右方へ移動せしめる必
要がある。すなわち、第１クランプ装置19でワークＷを
把持した状態で加工テーブル７を第１図において右方へ
移動せしめワークＷの左端を右方向へLn移動した時点で
停止させる。第１クランプ装置19をワークＷからアンク
ランプさせる。さらに、上下用シリンダ21、Ｙ軸シリン
ダ25を作動せしめて、ワーククランプ29をワークＷから
離反させると共に、下方へ移動させる。（この状態にす
ると、第２クランプ装置51が作動位置にきた場合に衝突
することから回避される。） 次に、第２ワーク支持部材11を第１ワーク支持部材９
よりやや高くしてワークＷを支持させた後、把み替用の
第２クランプ装置51の流体シリンダ53を作動させてワー
ククランプ57でワークＷをクランプする。

この状態で、加工テーブル７を第１図において左側へ
移動せしめて元の位置に戻して停止させると、ワークＷ
の左端が加工テーブル７の左端内に収められる。第２ク
ランプ装置51のワーククランプ57をワークＷからアンク
ランプさせると共に待機位置に待機させる。

次いで、第２ワーク支持部材11を第１ワーク支持部材
９より没し、ワークＷを第１ワーク支持部材９で支持さ
せると共に、第１クランプ装置19を待機位置から作動位
置に作動させてワーククランプ29でワークＷをクランプ
する。次いで、上述した同じ要領に基づき、未加工部分
（長さLnの部分）のワークＷにレーザ加工を行なうこと
ができる。

このように、門型フレーム31側に把み替用の第２クラ
ンプ装置57を設けることにより、加工テーブル７のスト
ロークより長い長尺材のワークＷも作業者の手を煩わせ
ることなく、連続的かつ自動的にレーザ加工を行なうこ
とができる。

なお、この発明は、前述した実施例に限定されること
なく、適宜の変更を行なうことにより、その他の態様で
実施し得るものである。本実施例では、門型フレーム31
の前後両側に把み替用の第２クランプ装置51を設けた例
で説明したが、加工ヘッド43の一側部に、上下用シリン
ダと吸着パッドからなる第２クランプ装置51を設け、ワ
ークＷを上方から吸着せしめてクランプするようにして
も対応可能である。この場合には、ワークＷに穴があけ
られた部分以外の部分に吸着してクランプさせる必要が
ある。

［発明の効果］ 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、本
発明においては、加工テーブル７に設けた第１ワークク
ランプ装置19においてワークＷをクランプするためのワ
ーククランプ29は、加工テーブル７の移動方向に対して
直交するＹ軸方向へ往復動可能であり、かつ上下動可能
に設けてある。そして、フレーム31に設けた第２ワーク
クランプ装置51においてワークＷをクランプするための
ワーククランプ57はＹ軸方向に移動可能に設けてある。

したがって、加工テーブル７をＸ軸方向へ移動して加
工テーブル７に支持されたワークＷをＸ軸方向の一側へ
移動し、第２ワーククランプ装置51におけるワーククラ
ンプ57によってワークＷをクランプした後、加工テーブ
ル７を元の位置へ復帰するとき、第１ワーククランプ装
置19のワーククランプ29が第２ワーククランプ装置51の
ワーククランプ57と干渉するようなことがなく、ワーク
Ｗの把み替えを何等の問題なしに行うことができるもの
である。

また、第1,第２のワーククランプ装置19,51における
各ワーククランプ29,57はＹ軸方向に往復動可能に設け
てあるから、上記各ワーククランプ29,57をワークＷか
ら離反することができ、上記ワーククランプ29,57によ
ってクランプされる部分のレーザ加工も可能であり、ワ
ークＷにおける加工不能領域を無くすることができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施する一実施例のレーザ加工機の
平面図、第２図は第１図におけるII−II線に沿った矢視
図、第３図は第２図におけるIII−III線に沿った矢視図
である。 １……レーザ加工機、７……加工テーブル ９……第１ワーク支持部材 11……第２ワーク支持部材 13……上下用シリンダ 19……第１クランプ装置 21……上下用シリンダ、25……Ｙ軸用シリンダ 29……ワーククランプ、31……門型フレーム 41……ノズル、43……加工ヘッド 51……第２クランプ装置 53……流体シリンダ 57……ワーククランプ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベース（３）上にＸ軸方向へ移動自在に設
   けた加工テーブル（７）に、レーザ加工時にワーク
   （Ｗ）を支持する第１ワーク支持部材（９）を設けると
   共に上記ワーク（Ｗ）を加工テーブル（７）に対して移
   動するときに上記ワーク（Ｗ）を移動可能に支持する第
   ２ワーク支持部材（11）を設け、かつ前記ワーク（Ｗ）
   をクランプ自在の第１クランプ装置（19）を前記加工し
   たテーブルに設け、前記加工テーブル（７）の上方にお
   いてＹ軸方向に延伸した上部フレーム（33）に、レーザ
   加工用の加工ヘッド（43）をＹ軸方向へ移動自在かつ上
   下動自在に設けたレーザ加工機において、上記上部フレ
   ーム（33）を支持したフレーム（31）に、前記ワーク
   （Ｗ）をクランプ自在の第２ワーククランプ装置（51）
   を設け、この第２ワーククランプ装置（51）においてワ
   ーク（Ｗ）をクランプするためのワーククランプ（57）
   をＹ軸方向へ往復動可能に設け、かつ前記第１ワークク
   ランプ装置（19）においてワーク（Ｗ）をクランプする
   ためのワーククランプ（29）を、Ｙ軸方向へ往復動可能
   かつ上下動可能に設けたことを特徴とするレーザ加工
   機。