JP3313736B2 - 熱溶断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばレーザ加工
機、プラズマ加工装置などの熱溶断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、熱溶断装置としての例えばレ
ーザ加工機としては、種々なものが知られている。

【０００３】第１に、光軸は垂直、即ちＺ軸方向に動く
ものの平面的に見れば光軸は固定で、ワークがテーブル
上に設けられた複数の支持バーに載れられて水平にかつ
互に直角のＸ，Ｙ軸方向に移動するものが知られてい
る。

【０００４】第２に、光軸は垂直、即ちＺ軸方向に動く
だけでなく、平面的に見れば光軸がＸ，Ｙ軸方向に水平
に移動して、ワークはテーブル上に設けられた複数の支
持バーに載せられたまま移動しないものが知られてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で知られて
いたレーザ加工機の第１のタイプでは、テーブル上で加
工されたワーク（製品）を取り出して次の未加工ワーク
（素材）をテーブル上に位置決めするには、平面的に見
てテーブルを光軸の圏外に移動してから上記製品の搬出
と素材の搬入、位置決めが行われなければならない。そ
の間、レーザ加工作業としては待時間となって作業能率
が低下すると言う問題がある。

【０００６】次に第２のタイプでは、平面的に見て光軸
が移動してワークを載せたテーブルが固定されているだ
けで、両者の相対的な動きは第１のタイプと変りない。

【０００７】従って、加工された製品を取り出して次の
未加工の素材をテーブル上に位置決めするには、平面的
に見て光軸をテーブルの圏外に移動してから上記製品の
搬出と素材の搬入、位置決めを行わなければならない。
その間、第１のタイプと同様にレーザ加工作業としては
待時間となって作業能率が低下すると言う問題がある。

【０００８】この発明の目的は、ワークが熱溶断加工中
に別の領域で製品の搬出と、次のワークの搬入、位置決
めを行うようにした、高作業能率と稼動率の向上を図っ
た熱溶断装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述のごとき従来の問題
に鑑みて、本発明は、パレットに載置されたワークの熱
溶断加工を行うための加工領域と上記パレットに対して
ワークの搬出入を行うためのワーク搬出入領域とに亘っ
て上下のガイドレールを設け、前記加工領域に前記パレ
ットを位置決めしたときに当該パレットの側面に設けた
複数の車輪が位置する位置に、前記上下のガイドレール
にそれぞれ切欠きを設けると共に、前記上下の切欠きに
おいて前記パレットの複数の車輪を支持自在の複数のコ
マを前記上下のガイドレール間を上下動自在に設け、前
記ワーク搬出入領域に前記パレットを位置決めしたとき
に当該パレットに備えた前記車輪が位置する位置に、前
記上下のガイドレールにそれぞれ切欠きを設けると共
に、当該切欠きにおいて前記パレットの前記車輪を支持
自在の複数のコマを前記上下のガイドレール間を上下動
自在に設け、前記パレットの車輪を支持した状態におい
て前記各コマを上下動することにより、前記加工領域及
びワーク搬出入領域において前記パレットを前記上下の
ガイドレール間で乗り換え自在に構成したものである。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【実施例】以下、添付図面に基づいてこの発明の実施例
を説明する。

【００２０】先ず、熱溶断装置としての例えばレーザ加
工機１の概要を説明する。図２を参照するに、レーザ加
工機１は第１ベース３を備えており、この第１ベース３
は断面がおおむねチャンネル状になっている。更に前後
の側壁３ａ，３ｂには段部３ｃ，３ｄが設けられてい
て、中央は梯子形状の溝部３ｅとなっている。上記第１
ベース３は図１における左右方向、即ちＸ軸方向に延伸
されている。

【００２１】この第１ベース３の図１における右側に
は、第２ベース５が設けられている。この第２ベース５
の断面は、第１ベース３の側壁３ａ，３ｂと段部３ｃ，
３ｄ及び溝部３ｅがそのままＸ軸方向に延伸された形の
側壁５ａ，５ｂと段部５ｃ，５ｄ及び溝部５ｅが設けら
れている。

【００２２】上記前側の側壁３ａ，５ａの内側には、第
１、第２ベース３，５を通して上下にＸ軸方向に延伸さ
れた上段ガイドレール７ａと、下段ガイドレール９ａが
固定されている。同様に後側の側壁３ｂ，５ｂの内側に
は、第１、第２ベース３，５を通して上下にＸ軸方向に
延伸された上段ガイドレール７ｂと下段ガイドレール９
ｂが固定されている。

【００２３】なお後で後述するが、Ｘ軸方向に対して第
１ベース３の領域を加工領域Ｓとし、第２ベース５の領
域をワーク搬出入領域Ｈとすると、図１においては、加
工領域Ｓに第１パレット１１が図２のように側面に張り
出された４ケの車輪１３により上段ガイドレール７ａ，
７ｂにＸ軸方向に移動自在に支持されていると共に、ワ
ーク搬出入領域Ｈには第２パレット１５が側面に張り出
された４ケの車輪１７により下段ガイドレール９ａ，９
ｂにＸ軸方向に移動自在に支持されている。

【００２４】前記、上段ガイドレール７ａ，７ｂ及び下
段ガイドレール９ａ，９ｂには適宜な位置、即ち図１に
おける車輪１３及び１７の位置にはそれぞれ切欠き１
９，２１が設けられていて、その中をそれぞれコマ２
３，２５が上下方向に摺動して移動自在に設けられてい
る。

【００２５】このコマ２３，２５を支持し、かつ上下方
向に移動させるために前記段部３ｃ，３ｄ及び５ｃ，５
ｄには、それぞれエアシリンダ（パレット上下動装置）
２７，２９が埋込まれている。

【００２６】次に、第１、第２パレット１１，１５をＸ
軸方向に移動させるために、図１における第１ベース３
の左端にはギャードモータ３１によってて駆動される駆
動スプロケット３３が設けられていると共に、第２ベー
ス５の右端には従動スプロケット３５が設けられてい
る。これらの駆動スプロケット３３と従動スプロケット
３５は図３に示すようにそれぞれ側壁３ａと５ａに回転
自在に取り付けられている。

【００２７】そして上記駆動スプロケット３３と従動ス
プロケット３５との間には、チェーン３７が巻回されて
いる。このチェーン３７の上部と下部には図１に示され
るように、それぞれ上段ガイドレール７ａ，７ｂ及び下
段ガイドレール９ａ，９ｂに車輪１３，１７を介して載
った第１、第２パレット１１，１５の高さに一致するよ
うに、前記駆動スプロケット３３と従動スプロケット３
５の直径や取り付け位置が考慮されている。更に、チェ
ーン３７の上部及び下部が水平を保つような考慮もなさ
れているが、単に設計上の問題なので説明は省略する。

【００２８】上記チェーン３７と前記第１パレット１１
及び第２パレット１５とを係合させるために、図３およ
び図４に示されるように第１、第２パレット１１，１５
の側壁３ａ，５ａ側の側面には爪３９が取り付けられて
いると共に、チェーン３７には上記の爪３９に係合する
ように駆動片４１が適宜な位置に取り付けられている。

【００２９】上記構成により、図１において加工領域Ｓ
にある第１パレット１１上には加工されたワーク即ち製
品Ｗｆが載せられており、又、ワーク搬出入領域Ｈにあ
る第２パレット１５上には、次の未加工のワーク即ち素
材が載せられて固定されているとする。

【００３０】この段階で、エアーシリンダ２７を下降さ
せると、コマ２３の上に載った車輪１３を介して第１パ
レット１１は下降する。この時、第１パレット１１の側
面に取り付けられた爪３９は、チェーン３７の上部に設
けられた駆動片４１から外れてチェーン３７の下部に設
けられた駆動片４１に係合される。

【００３１】同様に、エアーシリンダ２９を上昇させる
と、コマ２５の上に載った車輪１７を介して第２パレッ
ト１５は上昇する。この時、第２パレット１５の側面に
取り付けられた爪３９は、チェーン３７の下部に設けら
れた駆動片４１から外れてチェーン３７の上部に設けら
れた駆動片４１に係合される。

【００３２】さて次に、ギャードモータ３１を回転させ
て駆動スプロケット３３を図１において反時計方向に回
転させると、チェーン３７の上部は左方へ、下部は右方
へ移動する。

【００３３】すると、第２パレット１５は車輪１７を介
して上段ガイドレール７ａ，７ｂ上を左方へ移動され、
第１パレット１１は車輪１３を介して下段ガイドレール
９１，９ｂ上を右方へ移動される。

【００３４】そして、第１パレット１１と第２パレット
１５がすれ違う時点、即ち図１において車輪１３，１７
に二点鎖線をほどこした位置に来た時、エアーシリンダ
２７を上昇させてコマ２３を上段ガイドレール７ａ，７
ｂに設けられた切欠き１９に係合させると共に、エアシ
リンダ２９を下降させてコマ２５を下段ガイドレール９
ａ，９ｂに設けられた切欠き２１に係合させる。この作
動は、次の段階で第１、第２パレット１１，１５を脱線
させないための準備行為である。

【００３５】更に、駆動スプロケット３３の回転を継続
すると、第２パレット１５は加工領域Ｓに到達されると
共に、第１パレット１１はワーク搬出入領域Ｈに到達さ
れる。そこでギャードモータ３１を停止して、加工領域
Ｓに於ては後述のレーザ加工ヘッドを作動させて素材Ｗ
ｒのレーザ加工が開始される。そして、又ワーク搬出入
領域Ｈに於ては、やはり後述のマニプレータにより製品
Ｗｆが搬出された後、次の加工素材Ｗｒが搬入されて位
置決め、固定が行われる。

【００３６】次に、加工領域Ｓにおいて、第１ベース２
の側壁３ａ，３ｂの上には図２に示されるように、ガイ
ドレール４３ａ，４３ｂがＸ軸方向に延伸されて設けら
れている。そして、これらのガイドレール４３ａ，４３
ｂに案内されてＸ軸方向に摺動自在に設けられたリニヤ
ガイド４５ａ，４５ｂを、下部に取り付けた門型のノズ
ルキャリヤ４７がＸ軸方向に摺動自在に設けられてい
る。このノズルキャリヤ４７の柱のうち側壁３ｂ側の柱
の下部と側壁３ｂとの間には、図示されないサーボモー
タで駆動される送りねじセット４９が設けられていて、
ノズルキャリヤ４７をＸ軸方向に摺動駆動するようにな
っている。

【００３７】又、ノズルキャリヤ４７の内部にも図示さ
れないサーボモータで駆動される図示されない送りねじ
セットが設けられていて、ノズルヘッド５１は前後方
向、即ち図２における左右方向であるＹ軸方向に摺動自
在に保持されかつ駆動されるようになっている。ノズル
ヘッド５１の下端部にはノズル５３が設けられていて、
公知の装置によりレーザービームがアシストガスと共に
下方の素材Ｗｒに照射されるようになっている。

【００３８】上記構成により、加工領域Ｓにおいて上段
ガイドレール７ａ，７ｂ上に固定された第１パレット１
１又は第２パレット１５の上に位置決め固定された素材
Ｗｒに対してノズル５３は、ノズルヘッド５１を介して
上記サーボモータによりＸ軸並びにＹ軸方向に移動され
て、図示されないＮＣ装置に指令された任意の位置に移
行されるから、ノズル５３からアシストガスと共にレー
ザービームを照射すれば素材Ｗｒは上記ＮＣ装置に指令
された形状に熱溶断された所望の製品Ｗｆが加工され
る。

【００３９】次に、第２ベース５の後方に図１に示され
るように、Ｙ軸方向に延伸された支持ブロック５５と５
７が設けられていて、それらの上部は第２ベース５上に
もオーバーハングしてブーム５５ａ，５７ａとしてＹ軸
方向前方へ延伸されている。これらのブーム５５ａ，５
７ａを含む支持ブロック５５，５７上にはＹ軸方向に延
伸されたガイドレール５９，６１が設けられている。

【００４０】下部にそれぞれリニヤガイド６３，６５を
装着した支柱６７，６９が上記ガイドレール５９，６１
にそれぞれ案内されて、Ｙ軸方向に摺動自在に設けられ
ている。これらの支柱６７，６９は太い中空の移動軸７
１と共に門型キャリヤ７３を形成している。

【００４１】そして、支柱６９の下部とブーム５７ａを
含む支持ブロック５７との間に、図示されないサーボモ
ータによって駆動される送りねじセット７５が設けられ
ていて、上記門型キャリヤ７３はＹ軸方向に摺動駆動さ
れるようになっている。又摺動軸７１は、支柱６９上に
装着された揺動モータ７７と減速歯車により揺動される
ようになっている。

【００４２】更に上記揺動軸７１には、ヘッド７９がＸ
軸方向に摺動自在に支持されていて、例えばサーボモー
タ８１によって駆動される図示されないラックとピニオ
ンセットを介して摺動駆動されるようになっている。

【００４３】又、ヘッド７９には、揺動軸７１に直角の
Ｚ軸方向に送りねじ８３が摺動自在に装着されている。
この送りねじ８３は、例えばフェザーキーによって回転
が止められ、かつヘッド７９に内蔵されていて図示され
ない送りナットと駆動モータによりＺ軸方向に摺動駆動
されるようになっている。

【００４４】そして、送りねじ７３の下端にはマニプレ
ータ８５が装着されている。このマニプレータ８５には
ボス部８７が上記送りねじ７３の下端に固定されてい
て、更に上から平面的に見ると例えば４本のアーム８９
がＸ型に放射状に延伸されている。そしてこのアーム８
９の下面及びボス部８７の下面には下方に向けて複数の
バキュームパッド９１が装着されている。なお前記支持
ブロック５５からバキュームパッド９１までの部品でワ
ーク搬出入装置９３が構成されることになる。

【００４５】上記構成により、マニプレータ８５は揺動
軸７１、支柱６９、送りねじセット７５を介して図示さ
れないサーボモータによりＹ軸方向にＮＣ制御されると
共に、揺動軸７１、ヘッド７９を介してサーボモータ８
１によりＸ軸方向にＮＣ制御されるから平面的に見ると
Ｘ−Ｙ軸平面に自由に位置決め移動が可能である。

【００４６】又、送りねじが図示されない駆動モータに
よりＺ軸方向に降下されると、マニプレータ８５は複数
のバキュームパット９１を適宜に操作して、ワーク搬出
入領域Ｈに位置された第１パレット１１又は第２パレッ
ト１５上の製品Ｗｆ又はスクラップＷｓを吸着搬出する
ことが出来るし、又搬入された素材Ｗｒを、パレット上
に位置決め固定してから離脱することも出来る。

【００４７】従って、第２ベース５の後方（図１におけ
る紙面の裏側）及び支持ブロック５５，５７の間に図示
されない製品貯蔵パレット又はスクラップ貯蔵パレット
を待期しておけば、ワーク搬出入領域Ｈ内で下段ガイド
レール９ａ，９ｂに支持された第１パレット１１又は第
２パレット１５上の製品Ｗｆ又はスクラップＷｓを、製
品貯蔵パレット又はスクラップ貯蔵パレットへ搬出させ
ることが出来る。

【００４８】又、第２ベース５の後方に素材Ｗｒが立て
かけられた素材貯蔵パレットを待機させておけば、先ず
揺動モータ７７を回転させてマニプレータ８５の向きが
後方の素材面に合うように揺動させてから、門型キャリ
ヤ７３をＹ軸後方へ移動させれば、立てかけられている
素材Ｗｒの一枚を吸着することが出来る。

【００４９】そこで、又門型キャリヤ７３をＹ軸前方へ
捩すと共に揺動軸７１もマニプレータ８５が下方へ向く
ように回動させ、更に送りねじ８３を下降させれば、バ
キュームパット９１に吸着された素材Ｗｒは、ワーク搬
出入領域にある第１パレット１１又は第２パレット１５
上に搬入されて位置決め固定される。そしてバキューム
パット９１を非作動にしてマニプレータ８５を引き上げ
れば、前述のようにギャードモータ３１を回転させて第
１パレット１１と第２パレット１５を加工領域Ｓとワー
ク搬出入領域Ｈとの間で入れ換えることが出来る。

【００５０】上述のように、加工領域Ｓに於て素材Ｗｒ
が熱溶断されている間に、ワーク搬出入領域Ｈに於ては
製品Ｗｆ及びスクラップＷｓの搬出と素材Ｗｒの搬入が
行われ、更に位置決め固定が行われるのでレーザ加工機
１のサイクルタイムが短縮され、作業能率が向上される
と共に稼動率の向上を図ると言う効果がある。

【００５１】なお、この発明は、前述の実施例に限定さ
れるものではなく、適宜な変更を行うことによりそれ以
外の態様でも実施しうるものである。本実施例では、熱
溶断装置としてレーザ加工機１を例にとって説明した
が、その他のプラズマ機などの熱溶断装置にも対応可能
である。

【００５２】

【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、要するに本発明は、パレットに載置されたワ
ークの熱溶断加工を行うための加工領域（Ｓ）と上記パ
レットに対してワークの搬出入を行うためのワーク搬出
入領域（Ｈ）とに亘って上下のガイドレール（７ａ，７
ｂ：９ａ，９ｂ）を設け、前記加工領域（Ｓ）に前記パ
レットを位置決めしたときに当該パレットの側面に設け
た複数の車輪（１３）が位置する位置に、前記上下のガ
イドレールにそれぞれ切欠き（１９）を設けると共に、
前記上下の切欠き（１９，２１）において前記パレット
の複数の車輪（１３）を支持自在の複数のコマ（２３）
を前記上下のガイドレール間を上下動自在に設け、前記
ワーク搬出入領域（Ｈ）に前記パレットを位置決めした
ときに当該パレットに備えた前記車輪（１３）が位置す
る位置に、前記上下のガイドレールにそれぞれ切欠き
（２１）を設けると共に、当該切欠き（２１）において
前記パレットの前記車輪（１３）を支持自在の複数のコ
マ（２５）を前記上下のガイドレール間を上下動自在に
設け、前記パレットの車輪（１３）を支持した状態にお
いて前記各コマ（２３，２５）を上下動することによ
り、前記加工領域（Ｓ）及びワーク搬出入領域（Ｈ）に
おいて前記パレットを前記上下のガイドレール間で乗り
換え自在の構成である。

【００５３】上記構成により、本発明においては、加工
領域Ｓ及びワーク搬出入領域Ｈにおいてパレットの車輪
１３を支持した状態のコマ２３，２５を上下動すること
により、前記加工領域Ｓ及びワーク搬出入領域Ｈにおい
てパレットを上下のガイドレール間を移動し乗せ換える
ことができるものである。

【００５４】したがって、ワーク搬出入領域Ｈにおいて
パレットを上側のガイドレールに移動し、このワーク搬
出入領域Ｈから加工領域Ｓへ移動することにより、加工
領域Ｓにおいてパレットを上側動することなしに当該パ
レット上のワークの加工を直ちに開始することができ、
加工の能率向上を図ることができるものである。そし
て、加工領域Ｓで加工を終了した後のパレットは下側の
ガイドレールに移動され、ワーク搬出入領域Ｈに移動さ
れるものである。その後、上側のガイドレールに移動し
た後に前記加工領域Ｓへ移動されるものであり、パレッ
トは常に循環移動するものであって同一形状寸法のパレ
ットを使用することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例である正面図で、図２のＩ−
Ｉ線による断面説明図である。

【図２】図１におけるII−II線による断面説明図であ
る。

【図３】図１におけるIII −III 線による部分断面説明
図である。

【図４】パレットとチェーンの係合離脱を説明する部分
立体図である。

【符号の説明】

１ レーザ加工装置（熱溶断装置） ７ｂ 上段ガイドレール ９ｂ 下段ガイドレール １１ 第１パレット １５ 第２パレット ２７，２９ エアーシリンダ（パレット上下動装置） ９３ ワーク搬出入装置 Ｈ ワーク搬出入領域 Ｓ 加工領域 Ｗｒ 素材（未加工のワーク） Ｗｆ 製品（加工されたワーク）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 7/10 B23K 10/00 B23K 26/10 B23Q 1/66

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パレットに載置されたワークの熱溶断加
   工を行うための加工領域（Ｓ）と上記パレットに対して
   ワークの搬出入を行うためのワーク搬出入領域（Ｈ）と
   に亘って上下のガイドレール（７ａ，７ｂ：９ａ，９
   ｂ）を設け、前記加工領域（Ｓ）に前記パレットを位置
   決めしたときに当該パレットの側面に設けた複数の車輪
   （１３）が位置する位置に、前記上下のガイドレールに
   それぞれ切欠き（１９）を設けると共に、前記上下の切
   欠き（１９，２１）において前記パレットの複数の車輪
   （１３）を支持自在の複数のコマ（２３）を前記上下の
   ガイドレール間を上下動自在に設け、前記ワーク搬出入
   領域（Ｈ）に前記パレットを位置決めしたときに当該パ
   レットに備えた前記車輪（１３）が位置する位置に、前
   記上下のガイドレールにそれぞれ切欠き（２１）を設け
   ると共に、当該切欠き（２１）において前記パレットの
   前記車輪（１３）を支持自在の複数のコマ（２５）を前
   記上下のガイドレール間を上下動自在に設け、前記パレ
   ットの車輪（１３）を支持した状態において前記各コマ
   （２３，２５）を上下動することにより、前記加工領域
   （Ｓ）及びワーク搬出入領域（Ｈ）において前記パレッ
   トを前記上下のガイドレール間で乗り換え自在に構成し
   たことを特徴とする熱溶断装置。