JP3831025B2 - レーザー加工方法および同加工方法に使用する装置 - Google Patents
レーザー加工方法および同加工方法に使用する装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザー加工方法および同加工方法に使用する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザー加工方法には大別して次の二つの加工方法が知られている。第一は光軸固定方法（Ａ）と呼ばれるものであり、第二は光軸移動方法（Ｂ）と呼ばれるものである。
【０００３】
前記光軸固定方法（Ａ）は次の２種類に分類することができる。Ａ１．垂直方向の光軸を固定し、この光軸に対して、加工テーブル上に水平に載置された板状の材料を材料移動装置によって互いに直交するＸ、Ｙ軸方向に沿って移動させて加工する方法。Ａ２．垂直方向の光軸を固定し、加工テーブルに設けた格子状の材料支持体または適宜間隔を置いて配置された剣山上に材料を水平に支持し、この加工テーブルを前記光軸に対して、互いに直交するＸ、Ｙ軸方向に沿って移動させて加工する方法。
【０００４】
また、前記光軸移動方法（Ｂ）も次の２種類に分類することができる。Ｂ１．材料を加工テーブルに設けた格子状の材料支持体または適宜間隔を置いて配置された剣山上に水平に支持し、この水平に支持された材料に対して垂直な光軸を互いに直交するＸ、Ｙ軸方向に沿って移動させて加工する方法（２軸光軸移動）。Ｂ２．垂直方向の光軸を水平方向の一軸（例えばＹ軸）方向に沿って移動させ、材料を加工テーブルに設けた格子状の材料支持体または適宜間隔を置いて配置された剣山上に水平に支持し、この加工テーブルを前記光軸に対して、前記Ｙ軸に直交するＸ軸方向に移動させて加工する方法（光１軸、材料１軸移動）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記光軸固定方法のＡ１タイプのレーザー加工方法によると、この方法に使用するレーザー加工装置は、材料を水平に移動させることになるので、機械の設置床面積が大きくなるという問題があると共に、材料が加工テーブル上に設けた球状の材料支持ベアリング上を移動するので、銅またはアルミニウムなど軟質の材料の場合には裏面に擦り傷がつくなども問題がある。
【０００６】
また、前記光軸固定方法のＡ２タイプのレーザー加工方法によれば、この方法に使用するレーザー加工装置では、材料が鋼板製の格子状の材料支持体または剣山に支持されているので、材料支持体または剣山がレーザービームにより焼失したり、この材料支持体または剣山からレーザービームが反射され、材料の裏面に損傷を与える可能性があるなどの問題がある。
【０００７】
前記光軸移動方法のＢ１タイプおよびＢ２タイプのレーザー加工方法に使用するレーザー加工装置では前記光軸固定方法のＡ２タイプと同様な問題がある。本発明は上述の如き問題を解決するために成されたものであり、本発明の課題は、機械の設置床面積を節減すると共に材料に裏傷の発生をさせないレーザー加工方法の提供と同加工方法に使用するレーザー加工装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として、請求項１に記載のレーザー加工方法は、板材の上端部を把持して該板材を垂直状態にして空中を水平方向に搬送する板材搬送装置を設け、該板材搬送装置にロボットによって前記板材を垂直状態に装着し、該板材搬送装置に垂直状態に把持された前記板材を縦型レーザー加工機のレーザー加工位置に搬送位置決めし、前記縦型レーザー加工機により加工された板材を前記板材搬送装置により、伸縮自在に直交した第１腕部と第２腕部を備えた揺動自在のＬ字形ベルトコンベヤーと、加工された板材を載置する昇降台とからなる製品集積装置の上方位置に搬送し、前記板材搬送装置から前記Ｌ字形ベルトコンベヤー上に載置された前記板材を前記第１腕部を前記昇降台上方の位置において水平状態にして、該第１腕部のベルトコンベヤーの長さを収縮させることにより、該第１腕部上に受領した加工された前記板材を前記昇降台上に落下集積することを要旨とするものである。
【０００９】
請求項２に記載のレーザー加工方法は、請求項１に記載のレーザー加工方法において、前記縦型レーザー加工機により切断加工された製品を該レーザー加工機の集塵ヘッドに設けた製品吸着装置によって前記板材から吸着して分離することを要旨とするものである。
【００１１】
従って、請求項１、請求項２に記載のレーザー加工方法によれば、板材を垂直に把持して移動させるので、機械の設置床面積が大きく節約できる。また、板材を材料支持体上を移送させないため軟質の材料の場合でも裏面に擦り傷がつくことがないと共に、格子状の材料支持体または剣山等の材料支持体を使用しないので、材料支持体または剣山からレーザービームが反射され、材料の裏面に損傷を与えることがない。また、Ｌ字形ベルトコンベヤーと、加工された板材を載置する昇降台とからなる製品集積装置により、垂直状態で搬送されてくる加工された板材を受領して昇降台上に水平に積載することができる。
【００１２】
請求項３に記載のレーザー加工装置は、板材の上端部を把持して板材を垂直状態にして空中を水平方向に搬送する板材搬送装置を設け、該板材搬送装置にロボットによって前記板材を垂直状態に装着し、該板材搬送装置に垂直状態に把持された前記板材にレーザー加工を行う縦型レーザー加工機を設け、該縦型レーザー加工機により加工されて前記板材搬送装置により搬出される前記板材を集積する製品集積装置を設け、該製品集積装置は伸縮自在に直交した第１腕部と第２腕部からなる揺動自在のＬ字形ベルトコンベヤーと、加工された前記板材を載置する昇降台とからなり、前記板材搬送装置から前記Ｌ字形ベルトコンベヤー上に載置された前記板材を前記第１腕部を前記昇降台上方の位置において水平状態にして、該第１腕部のベルトコンベヤーの長さを収縮させることにより、第１腕部上に受領した前記加工された板材を前記昇降台上に落下集積することを要旨とするものである。
【００１３】
請求項４に記載のレーザー加工装置は、請求項３に記載のレーザー加工装置において、前記縦型レーザー加工機により切断加工された製品を該レーザー加工機の集塵ヘッドに設けた製品吸着装置によって前記板材から吸着して分離することを要旨とするものである。
【００１５】
従って、請求項３、請求項４に記載のレーザー加工装置によれば、板材を垂直に把持して移動させるので、機械の設置床面積が大きく節約できる。また、板材を材料支持体上を移送させないため軟質の材料の場合でも裏面に擦り傷がつくことがないと共に、格子状の材料支持体または剣山等の材料支持体を使用しないので、材料支持体または剣山からレーザービームが反射され、材料の裏面に損傷を与えることがない。また、Ｌ字形ベルトコンベヤーと、加工された板材を載置する昇降台とからなる製品集積装置により、垂直状態で搬送されてくる加工された板材を受領して昇降台上に水平に積載することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面によって説明する。図１および図２は本発明に係わるレーザー加工方法を使用したレーザー加工装置１の一実施の形態例であり、図１は装置の全体を斜視図で示したものである。
【００１７】
図１を参照するに、前記レーザー加工装置１は被加工材たる板材Ｗを垂直状態にして加工する縦型レーザー加工機３と、この縦型レーザー加工機３に板材Ｗを供給するためのロボット５と、縦型レーザー加工機３で加工された板材Ｗを昇降台に積載する製品集積装置７と、縦型レーザー加工機３に板材Ｗを垂直状態に把持して搬入すると共に、縦型レーザー加工機３によって加工された板材Ｗを製品パレット部に搬送する板材搬送装置９などから構成してある。
【００１８】
図１および図２を参照するに、前記板材搬送装置９の梁部材１１は図示省略の支柱によりその両端部を支持してあり、この梁部材１１の下面には梁部材１１の長手方向の沿って移動可能な、板材キャリッジ１３Ａと板材キャリッジ１３Ｂとが平行に設けてある。これらの板材キャリッジ１３（Ａ、Ｂ）には、板材Ｗの上端部を垂直状態に把持自在の複数の板材把持装置１５Ａと板材把持装置１５Ｂとがそれぞれに設けてある。
【００１９】
前記板材キャリッジ１３Ａと板材キャリッジ１３Ｂは、前記レーザー加工装置１全体を統括して制御する図示省略のＮＣ制御装置と板材把持装置を駆動する駆動手段とによって前記板材Ｗを供給するためのロボット５と、縦型レーザー加工機３と、製品集積装置７との所定の位置に空中を水平方向に移動することにより移動位置決め可能に設けてある。また、板材キャリッジ１３Ａと板材キャリッジ１３Ｂとは独立して所望する位置に移動位置決めできるように設けてある。
【００２０】
前記ロボット５は、パレット１７上に積載された複数枚の板材Ｗから板材Ｗを１枚取出して、前記板材搬送装置９に設けられた板材キャリッジ１３Ａの板材把持装置１５Ａに板材Ｗを垂直状態に取付ける作業を行うものである。この様な作業を行うロボットには様々な種類のロボットを使用することが可能であるが、本実施の形態ではロボットのハンド部分に真空吸着装置１９を装着した関節ロボットの例を示してある。当然ながら、このロボット５は前記板材把持装置１５Ｂに対しても板材を取付ける作業を行うことができるものである。
【００２１】
前記縦型レーザー加工機３は、コモンベース２１上に板材把持装置１３（Ａ、Ｂ）に垂直に支持された板材Ｗの表面側と裏面側の面に近接した位置に、レーザー加工ヘッド位置決め装置２３と集塵装置２５と対向させて設けると共に、板材Ｗの下方のコモンベース２１上には加工時に生じるスクラップを搬出するベルトコンベヤー２７設けた構成となっている。なお、板材の表面側とは、板材Ｗがレーザー加工ヘッド位置決め装置２３に面する側を板材の表面側と呼ぶことにする。
【００２２】
前記レーザー加工ヘッド位置決め装置２３は次の如く構成してある。前記コモンベース２１上に板材キャリッジ１３（Ａ、Ｂ）の移動方向と平行のＸ軸ガイドレール２９を設け、このＸ軸ガイドレール２９にガイドされるＸ軸キャリッジ３１が設けてある。そして、このＸ軸キャリッジ３１には、Ｚ軸方向（垂直方向）に立設したコラム３３を設け、このコラム３３が前記板材Ｗと対面する側に、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向（水平方向）および前記Ｚ軸方向とに移動位置決め自在のレーザー加工ヘッド３５が設けてある。
【００２３】
前記Ｘ軸キャリッジ３１およびレーザー加工ヘッド３５には、それぞれ駆動モーターと駆動手段（図示省略）とが設けてあり、これらの駆動モーターと駆動手段を前記レーザー加工装置１全体を統括して制御する前記ＮＣ制御装置（図示省略）によって制御することにより、レーザー加工ヘッド３５の板材Ｗに対する位置を所望する位置に位置決めすることができる。
【００２４】
前記レーザー加工ヘッド３５の内部には、集光レンズ（図示省略）が設けてあり、また、レーザー加工ヘッド３５の内部に設けた複数の反射鏡からなる公知の光学系（図示省略）を介して炭酸ガスレーザー発振器（図示省略）から出射されたレーザービーム（図示省略）が集光レンズに入射されるように設けてある。また、レーザー加工ヘッド３５の先端部にはアシストガスを噴射するためのアシストガスノズル３７が設けてある。
【００２５】
上記構成において、レーザー加工ヘッド３５の板材Ｗに対する位置を所望する位置に位置決めし、集光レンズによって集光されたレーザービームを板材Ｗに照射すると共にノズルから酸素ガスなどのアシストガスを噴射することにより板材Ｗの所望の位置にレーザー加工を行うことができる。
【００２６】
前記集塵装置２５の構成は、前記レーザー加工ヘッド位置決め装置２３におけるアシストガスノズル３７を集塵ヘッド３９に置き換えた構成となっており、その他の部品はレーザー加工ヘッド位置決め装置２３と同一となっているので、相違する部分についてのみ説明し、同一の部品には同一の符号をつけ説明を省略する。
【００２７】
前記集塵装置２５は、板材Ｗの裏面側の面に近接した位置に前記レーザー加工ヘッド位置決め装置２３と対向して設けてある。そして、集塵装置２５の集塵ヘッド３９は前記レーザー加工ヘッド３５と同様に前記ＸＹＺの３軸方向に位置決め自在に設けてあり、この集塵ヘッド３９は、前記ＮＣ制御装置（図示省略）の制御の下にレーザー加工ヘッド３５の動きに同期して移動位置決めされる様になっている。すなわち、集塵ヘッド３９の位置は、板材の表裏において常にレーザー加工ヘッド３５と対向する様に位置決めされる様になている。また、集塵ヘッド３９は、図示省略の吸塵装置に配管を介して連結してあり、レーザー加工時に発生するヒュームやスパッターを板材Ｗの裏面側から吸引する作用をなすものである。
【００２８】
前記ベルトコンベヤー２７は駆動モーター（図示省略）で駆動されており、ベルトコンベヤー２７上に落下した切断スクラップをボックス４１内に搬出することができる。なお、ベルトコンベヤー２７を使用せずにレーザー加工位置に在る板材Ｗの下方に切断スクラップを受けるボックス４１を設けても構わない。
【００２９】
上記構成の縦型レーザー加工機３において、板材Ｗを縦型レーザー加工機３のレーザー加工位置に位置決めし、前記レーザー加工ヘッド位置決め装置２３のレーザー加工ヘッド３５と前記集塵装置２５の集塵ヘッド３９とを同期させて作動させることにより、板材Ｗ上に任意の形状を有する製品Ｐを切断加工することができる。なお、板材Ｗを搬送中に製品Ｐが板材Ｗから落下しない様に、製品Ｐと加工が完了した板材Ｗ’との間に複数箇所の微小連結部分を残した、謂ゆるミクロジョイント加工を行ってある。
【００３０】
前記製品集積装置７は、製品Ｐをミクロジョイント加工した前記板材Ｗ’を受領するＬ字形ベルトコンベヤー４３と、受領した板材Ｗ’を載置する昇降台４５とから構成してある。図３〜図７は前記図１に示したＬ字形ベルトコンベヤー４３の一実施例を示したものである。以下に図３〜図７を参照しながらＬ字形ベルトコンベヤー４３の構成を説明をする。
【００３１】
２個の離隔したＬ字形部材を連結部材４９で一体的に結合してＬ字形のフレーム５１を形成し、このＬ字形のフレーム５１のコーナー部の両側面に、このフレーム５１を揺動するための揺動軸５３を水平に凸設してある。この揺動軸５３は基台５５に立設した支柱５７に軸受けを介して軸支してある。前記揺動軸５３の一方は支柱５７から外方に延伸させて設けてあり、この揺動軸５３の端部には、少なくとも回転角１００度の回転が可能な歯部を備えたセクターギヤ５９が設けてある。
【００３２】
前記基台５５の支柱５７の内側にはモーターブラケット６１が設けてあり、このモーターブラケット６１に前記Ｌ字形のフレーム５１を揺動させるための駆動モータＭ1 が設けてある。そして、この駆動モータＭ1 の出力軸に設けたピニオンギヤ６３と前記セクターギヤ５９とを係合させてある。
【００３３】
上記構成において、駆動モータＭ1 を適当に正逆回転駆動させれば、前記ピニオンギヤ６３と前記セクターギヤ５９との間の減速比をもって、前記Ｌ字形のフレーム５１を角度にして約１００度の範囲で揺動させることができる。なお、より大きな減速比が必要な場合には、駆動モーターにギヤードモーターなどを使用すればさらに大きな減速比を容易に得ることができる。
【００３４】
前記Ｌ字形のフレーム５１には、第１腕部６５と第２腕部６７とが形成してある。この第１腕部６５には、ベルトコンベヤー用のベルト６９を巻回する回転ローラー７１を設けてある。また、図５によく現れている様に、第１腕部６５には回転ローラー７１の両端の回転軸７３を回転自在に軸支するスライダー７５と摺動自在に係合する長方形の長穴７７が第１腕部６５の長手方向に沿って設けてある。そして、第１腕部６５と第２腕部６７が直角に交差するコーナーには、ベルト６９を巻回する回転ローラー７９を前記揺動軸５３と同軸に設けると共に、コーナー部のベルト６９の表面を押圧してベルト６９をＬ字形に維持させるテンションローラー８１が設けてある。
【００３５】
図３および図６によく示されている様に、前記第２腕部６７には前記ベルトコンベヤー用のベルト６９を巻回する回転ローラー８３を設けてある。この回転ローラー８３の両端の回転軸８５は、第２腕部６７の長手方向に沿って設けた長穴８７を貫通して第２腕部６７の外部まで延伸させて設けてある。そして、第２腕部６７の外部に延伸した回転軸８５の両端は、第２腕部６７の先端に設けたガイドレール８９にガイドされたコの字形のキャリッジ９１に軸支してある。
【００３６】
前記キャリッジ９１は、駆動モーターＭ2 に駆動される送りねじ９３にナット部材９５を介して螺合されており、駆動モータＭ2 を適宜に正逆回転させることにより、前記第２腕部６７上を往復移動させることができる。なお、キャリッジ９１の駆動手段は駆動モーターとねじに限定されるものではなく、流体圧シリンダーを使用することもできる。
【００３７】
一方、第１腕部６５に設けた前記回転ローラー７１はローラー付勢手段によって、回転ローラー７９から離反する方向に常時付勢してある。このローラー付勢手段としては、例えば、前記第１腕部６５の回転ローラー７１の回転軸７３を軸支したスライダー７５に、第１腕部６５の両側に設けた引張りスプリング９７に連結部材９９を介して連結したワイヤー１０１を連結し、回転ローラー７１を回転ローラー７９から離反する方向に常時付勢してある。
【００３８】
前記ローラー付勢手段では、引張りスプリング９７を第１腕部６５の回転ローラー７９寄りに設けてあるので、引張りスプリング９７の張力の方向を２個のワイヤープーリー１０３を介してワイヤー９９の移動方向を反転させる様に設けてある。なお、引張りスプリングの９７の位置を張力がかかる方向に一致させて設けてもよく、その場合にはワイヤープーリー１０３は不要となる。なお、前記
ローラー付勢手段は実施例の引張りスプリング９７に限定されることはなく、例えば流体圧シリンダー、または、ねじ駆動などを用いても構わない。
【００３９】
また、第１腕部６５と第２腕部６７のコーナー部のテンションローラー８１に近接した位置には、加工が完了した板材Ｗ’を受領するときの衝撃を緩和するための公知の衝撃吸収装置１０５が設けてある。衝撃吸収装置１０５としては、例えば、シリンダー内にガスを封入した衝撃吸収装置、オイルダンパーを用いた衝撃吸収装置、スプリングを用いた衝撃吸収装置など種種のものを使用することができる。
【００４０】
上記構成のＬ字形ベルトコンベヤー４３において、第２腕部６７に設けた駆動モーターＭ2 を適宜に駆動させて、キャリッジ９１をキャリッジ９１’の位置まで移動させれば、ベルトコンベヤーのベルト６９を巻回した回転ローラー８３の位置は、回転ローラー８３’の位置まで移動する。その結果、第１腕部６５の回転ローラー７１の位置は、回転ローラー７１’の位置まで移動することになる。また、駆動モーターＭ2 を適宜に駆動させて、キャリッジ９１を図３に示す位置まで後退させれば、第１腕部６５の回転ローラー７１はスプリング９７の張力によって当初の位置に戻されることになる。また、前記駆動モータＭ1 を適宜に駆動させることにより、Ｌ字形ベルトコンベヤー４３のコーナーの回転ローラー７９の軸心を中心として、第１腕部６５を図３に示す水平位置から約９０度近くまで反時計方向に回転させることができる。
【００４１】
図８は、前記Ｌ字形ベルトコンベヤー４３において、加工が完了した板材Ｗ’を前記板材把持装置１５Ａまたは１５Ｂから受領して、この板材Ｗ’を昇降台４５に載置するときの動作説明図である。
【００４２】
図８（ａ）は、Ｌ字形ベルトコンベヤー４３の第１腕部６５を回転ローラー７９を中心に水平位置から約７０度ほど反時計方向に回動させた状態に維持し、板材キャリッジ１３（Ａ、Ｂ）から板材Ｗ’の下端部が衝撃吸収装置１０５に係止するようにして受領し、板材Ｗ’が自重により第１腕部６５のベルト６９上に傾倒した状態を示している。
【００４３】
図８（ｂ）は、前記第１腕部６５を昇降台４５の上方において第１腕部６５を時計方向に回転させて水平状態した状態を示している。図８（ｃ）は、前記第２腕部６７の駆動モーターＭ2 を駆動して、キャリッジ９１を回転ローラー７９から離反する方向に移動させることにより、回転ローラー８３を回転ローラー７９から離反させ、第１腕部６５の回転ローラー７１が回転ローラー７９の方向に移動させる。その結果、第１腕部６５のベルト６９上に載置されている板材Ｗ’の一端部は衝撃吸収装置１０５に係止されているので、板材Ｗ’の他端部から昇降台４５上に落下載置されることになる。
【００４４】
なお、前記昇降台４５は、板材Ｗ’を一枚積載する毎に一枚分の厚みだけ図示省略の駆動装置によって下降する様に設けてある。
【００４５】
前記図８（ａ）〜（ｃ）の動作を繰返すことにより、前記昇降台４５上に板材Ｗ’を順次積載することができる。
【００４６】
上記構成のレーザー加工装置１において、前記板材キャリッジ１３Ａに板材を装着し加工に使用しているとき、板材キャリッジ１３Ｂは、板材Ｗを供給するロボット５の位置に待機した状態にあり、板材キャリッジ１３Ａが縦型レーザー加工機３で加工されている間に、新しい板材Ｗがロボット５によって装着され次の加工に備えて待機している。レーザー加工機３で加工が完了すると、板材キャリッジ１３Ａは、Ｌ字形ベルトコンベヤー４３の上方の位置に移動し、加工が完了した板材Ｗ’をＬ字形ベルトコンベヤー４３に受渡し、前述の如くしてＬ字形ベルトコンベヤー４３は昇降台４５に板材Ｗ’を積載する。
【００４７】
板材キャリッジ１３ＡがＬ字形ベルトコンベヤー４３の上方の位置に移動している間に、前記新しい板材Ｗを装着された板材キャリッジ１３Ｂがレーザー加工機３の加工位置に移動させられれて次のレーザー加工が実施される。レーザー加工中に生じるスクラップはベルトコンベヤー２７上に落下しベルトコンベヤー２７によってボックス４１内に搬出される。また、レーザー加工中に生じるヒュームやスパッターは、レーザー加工ヘッド３５と同期して移動する集塵ヘッド３９によって、図示省略の吸塵装置に配管を介して排出される。
【００４８】
図９は前記縦型レーザー加工機３の集塵ヘッド３９の第２の実施形態を示したものであり、この集塵ヘッド１０８は、板材Ｗから切断加工される比較的小形の切断製品を吸着して板材から分離する吸着装置１０８を集塵ヘッド１０７に平行に隣接して設けてある。この集塵ヘッド１０７は前記Ｙ軸まわりに回転位置決め自在に設けてあり、この集塵ヘッド１０７に隣接して設けた吸着装置１０８は、集塵ヘッド１０７の回転軸であるＹ軸に直交する方向のＸ２軸方向に伸縮自在に設けると同時に、このＸ２軸回りに回転位置決め自在に設けてある。
【００４９】
なお、前記図９の実施の形態には吸着装置１０８が１個だけ示してあるが、この吸着装置１０８は複数個設けることが好ましい。また、吸着装置１０８の板材吸着手段にはバキュウームパッドまたは電磁石等を使用することが可能である。
【００５０】
上記構成により、前記縦型レーザー加工機３での板材Ｗから製品Ｐが切断分離される以前に、前記吸着装置１０８によって製品Ｐを吸着し、集塵ヘッド１０７をＹ軸方向（板材Ｗから離隔する方向へ）に収縮させることにより切断された製品Ｐを板材Ｗから分離する。
【００５１】
前記板材Ｗから分離された製品Ｐは、前記吸着装置１０８の吸着力を無くすことにより、前記ベルトコンベヤー２７上に落下させて前記ボックス４１に回収することができる。または、吸着装置１０８の姿勢を製品が水平位置になるように制御すると同時に集塵ヘッド１０７の位置（Ｘ、Ｙ）を制御して適宜な場所に製品Ｐを積載することができる。
【００５２】
上記の如くレーザー加工装置１を構成したので、レーザー加工機の設置床面積が大きくなるという問題が解決され、また銅またはアルミニウムなど軟質の板材の加工時に裏面に擦り傷がつくという問題も解決された。さらに、板材Ｗを格子状の板材支持体または剣山等に支持した状態で加工しないので、レーザービームによりこれらの板材支持体が損傷することもなく、板材支持体からのレーザービーム反射光によって板材Ｗの裏面に損傷を与えるということもない。
【００５３】
【発明の効果】
以上の如き実施の形態の説明から理解されるとうに、請求項１、請求項２、請求項３または請求項４に記載の発明によれば、レーザ加工機の設置床面積が大きくなるという問題が解決され、また銅またはアルミニウムなどの軟質の板材の加工時に裏面に擦り傷がつくという問題も解決された。さらに、板材Ｗを格子状の板材支持体または剣山等に支持した状態で加工しないので、レーザビームによりこれらの板材支持体が損傷することもなく、板材支持体からのレーザービーム反射光によって板材Ｗの裏面に損傷を与えるということもない。また、Ｌ字形ベルトコンベヤーと、加工された板材を載置する昇降台とからなる製品集積装置により、垂直状態で搬送されてくる加工された板材を受領して昇降台上に水平に積載することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるレーザー加工方法を使用したレーザー加工装置の例。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った右断面図。
【図３】図１のレーザー加工装置に使用したＬ字形ベルトコンベヤーの実施の形態の正面図。
【図４】図３におけるベルトを除外して示した左側面図。
【図５】図３第１腕部部分の平面図（一部破断）。
【図６】図３におけるベルトを除外して示した第２腕部部分の平面図（一部破断）。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った部分断面図。
【図８】図１におけるＬ字形ベルトコンベヤーの動作説明図。
【図９】縦型レーザー加工機３の集塵ヘッドの第２の実施形態を示した斜視図。
【符号の説明】
１ レーザー加工装置
３ 縦型レーザー加工機
５ ロボット
７ 製品集積装置
９ 板材搬送装置
１１ 梁部材
１３（Ａ、Ｂ） 板材キャリッジ
１５（Ａ、Ｂ） 板材把持装置
１７ パレット
１９ 真空吸着装置
２１ コモンベース
２３ レーザー加工ヘッド位置決め装置
２５ 集塵装置
２７ ベルトコンベヤー
２９ Ｘ軸ガイドレール
３１ Ｘ軸キャリッジ
３３ コラム
３５ レーザー加工ヘッド
３７ アシストガスノズル
３９ 集塵ヘッド
４１ ボックス
４３ Ｌ字形ベルトコンベヤー
４５ 昇降台
４９ 連結部材
５１ フレーム
５３ 揺動軸
５５ 基台
５７ 支柱
５９ セクターギヤ
６１ モーターブラケット
６３ ピニオンギヤ
６５ 第１腕部
６７ 第２腕部
６９ ベルト
７１ 回転ローラー
７３ 回転軸
７５ スライダー
７７ 長穴
７９ 回転ローラー
８１ テンションローラー
８３ 回転ローラー
８５ 回転軸
８７ 長穴
８９ ガイドレール
９１ キャリッジ
９３ 送りねじ
９５ ナット部材
９７ 引張りスプリング
９９ 連結部材
１０１ ワイヤー
１０３ ワイヤープーリー
１０５ 衝撃吸収装置
１０７ 集塵ヘッド
１０８ 吸着装置
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザー加工方法および同加工方法に使用する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザー加工方法には大別して次の二つの加工方法が知られている。第一は光軸固定方法（Ａ）と呼ばれるものであり、第二は光軸移動方法（Ｂ）と呼ばれるものである。
【０００３】
前記光軸固定方法（Ａ）は次の２種類に分類することができる。Ａ１．垂直方向の光軸を固定し、この光軸に対して、加工テーブル上に水平に載置された板状の材料を材料移動装置によって互いに直交するＸ、Ｙ軸方向に沿って移動させて加工する方法。Ａ２．垂直方向の光軸を固定し、加工テーブルに設けた格子状の材料支持体または適宜間隔を置いて配置された剣山上に材料を水平に支持し、この加工テーブルを前記光軸に対して、互いに直交するＸ、Ｙ軸方向に沿って移動させて加工する方法。
【０００４】
また、前記光軸移動方法（Ｂ）も次の２種類に分類することができる。Ｂ１．材料を加工テーブルに設けた格子状の材料支持体または適宜間隔を置いて配置された剣山上に水平に支持し、この水平に支持された材料に対して垂直な光軸を互いに直交するＸ、Ｙ軸方向に沿って移動させて加工する方法（２軸光軸移動）。Ｂ２．垂直方向の光軸を水平方向の一軸（例えばＹ軸）方向に沿って移動させ、材料を加工テーブルに設けた格子状の材料支持体または適宜間隔を置いて配置された剣山上に水平に支持し、この加工テーブルを前記光軸に対して、前記Ｙ軸に直交するＸ軸方向に移動させて加工する方法（光１軸、材料１軸移動）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記光軸固定方法のＡ１タイプのレーザー加工方法によると、この方法に使用するレーザー加工装置は、材料を水平に移動させることになるので、機械の設置床面積が大きくなるという問題があると共に、材料が加工テーブル上に設けた球状の材料支持ベアリング上を移動するので、銅またはアルミニウムなど軟質の材料の場合には裏面に擦り傷がつくなども問題がある。
【０００６】
また、前記光軸固定方法のＡ２タイプのレーザー加工方法によれば、この方法に使用するレーザー加工装置では、材料が鋼板製の格子状の材料支持体または剣山に支持されているので、材料支持体または剣山がレーザービームにより焼失したり、この材料支持体または剣山からレーザービームが反射され、材料の裏面に損傷を与える可能性があるなどの問題がある。
【０００７】
前記光軸移動方法のＢ１タイプおよびＢ２タイプのレーザー加工方法に使用するレーザー加工装置では前記光軸固定方法のＡ２タイプと同様な問題がある。本発明は上述の如き問題を解決するために成されたものであり、本発明の課題は、機械の設置床面積を節減すると共に材料に裏傷の発生をさせないレーザー加工方法の提供と同加工方法に使用するレーザー加工装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として、請求項１に記載のレーザー加工方法は、板材の上端部を把持して該板材を垂直状態にして空中を水平方向に搬送する板材搬送装置を設け、該板材搬送装置にロボットによって前記板材を垂直状態に装着し、該板材搬送装置に垂直状態に把持された前記板材を縦型レーザー加工機のレーザー加工位置に搬送位置決めし、前記縦型レーザー加工機により加工された板材を前記板材搬送装置により、伸縮自在に直交した第１腕部と第２腕部を備えた揺動自在のＬ字形ベルトコンベヤーと、加工された板材を載置する昇降台とからなる製品集積装置の上方位置に搬送し、前記板材搬送装置から前記Ｌ字形ベルトコンベヤー上に載置された前記板材を前記第１腕部を前記昇降台上方の位置において水平状態にして、該第１腕部のベルトコンベヤーの長さを収縮させることにより、該第１腕部上に受領した加工された前記板材を前記昇降台上に落下集積することを要旨とするものである。
【０００９】
請求項２に記載のレーザー加工方法は、請求項１に記載のレーザー加工方法において、前記縦型レーザー加工機により切断加工された製品を該レーザー加工機の集塵ヘッドに設けた製品吸着装置によって前記板材から吸着して分離することを要旨とするものである。
【００１１】
従って、請求項１、請求項２に記載のレーザー加工方法によれば、板材を垂直に把持して移動させるので、機械の設置床面積が大きく節約できる。また、板材を材料支持体上を移送させないため軟質の材料の場合でも裏面に擦り傷がつくことがないと共に、格子状の材料支持体または剣山等の材料支持体を使用しないので、材料支持体または剣山からレーザービームが反射され、材料の裏面に損傷を与えることがない。また、Ｌ字形ベルトコンベヤーと、加工された板材を載置する昇降台とからなる製品集積装置により、垂直状態で搬送されてくる加工された板材を受領して昇降台上に水平に積載することができる。
【００１２】
請求項３に記載のレーザー加工装置は、板材の上端部を把持して板材を垂直状態にして空中を水平方向に搬送する板材搬送装置を設け、該板材搬送装置にロボットによって前記板材を垂直状態に装着し、該板材搬送装置に垂直状態に把持された前記板材にレーザー加工を行う縦型レーザー加工機を設け、該縦型レーザー加工機により加工されて前記板材搬送装置により搬出される前記板材を集積する製品集積装置を設け、該製品集積装置は伸縮自在に直交した第１腕部と第２腕部からなる揺動自在のＬ字形ベルトコンベヤーと、加工された前記板材を載置する昇降台とからなり、前記板材搬送装置から前記Ｌ字形ベルトコンベヤー上に載置された前記板材を前記第１腕部を前記昇降台上方の位置において水平状態にして、該第１腕部のベルトコンベヤーの長さを収縮させることにより、第１腕部上に受領した前記加工された板材を前記昇降台上に落下集積することを要旨とするものである。
【００１３】
請求項４に記載のレーザー加工装置は、請求項３に記載のレーザー加工装置において、前記縦型レーザー加工機により切断加工された製品を該レーザー加工機の集塵ヘッドに設けた製品吸着装置によって前記板材から吸着して分離することを要旨とするものである。
【００１５】
従って、請求項３、請求項４に記載のレーザー加工装置によれば、板材を垂直に把持して移動させるので、機械の設置床面積が大きく節約できる。また、板材を材料支持体上を移送させないため軟質の材料の場合でも裏面に擦り傷がつくことがないと共に、格子状の材料支持体または剣山等の材料支持体を使用しないので、材料支持体または剣山からレーザービームが反射され、材料の裏面に損傷を与えることがない。また、Ｌ字形ベルトコンベヤーと、加工された板材を載置する昇降台とからなる製品集積装置により、垂直状態で搬送されてくる加工された板材を受領して昇降台上に水平に積載することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面によって説明する。図１および図２は本発明に係わるレーザー加工方法を使用したレーザー加工装置１の一実施の形態例であり、図１は装置の全体を斜視図で示したものである。
【００１７】
図１を参照するに、前記レーザー加工装置１は被加工材たる板材Ｗを垂直状態にして加工する縦型レーザー加工機３と、この縦型レーザー加工機３に板材Ｗを供給するためのロボット５と、縦型レーザー加工機３で加工された板材Ｗを昇降台に積載する製品集積装置７と、縦型レーザー加工機３に板材Ｗを垂直状態に把持して搬入すると共に、縦型レーザー加工機３によって加工された板材Ｗを製品パレット部に搬送する板材搬送装置９などから構成してある。
【００１８】
図１および図２を参照するに、前記板材搬送装置９の梁部材１１は図示省略の支柱によりその両端部を支持してあり、この梁部材１１の下面には梁部材１１の長手方向の沿って移動可能な、板材キャリッジ１３Ａと板材キャリッジ１３Ｂとが平行に設けてある。これらの板材キャリッジ１３（Ａ、Ｂ）には、板材Ｗの上端部を垂直状態に把持自在の複数の板材把持装置１５Ａと板材把持装置１５Ｂとがそれぞれに設けてある。
【００１９】
前記板材キャリッジ１３Ａと板材キャリッジ１３Ｂは、前記レーザー加工装置１全体を統括して制御する図示省略のＮＣ制御装置と板材把持装置を駆動する駆動手段とによって前記板材Ｗを供給するためのロボット５と、縦型レーザー加工機３と、製品集積装置７との所定の位置に空中を水平方向に移動することにより移動位置決め可能に設けてある。また、板材キャリッジ１３Ａと板材キャリッジ１３Ｂとは独立して所望する位置に移動位置決めできるように設けてある。
【００２０】
前記ロボット５は、パレット１７上に積載された複数枚の板材Ｗから板材Ｗを１枚取出して、前記板材搬送装置９に設けられた板材キャリッジ１３Ａの板材把持装置１５Ａに板材Ｗを垂直状態に取付ける作業を行うものである。この様な作業を行うロボットには様々な種類のロボットを使用することが可能であるが、本実施の形態ではロボットのハンド部分に真空吸着装置１９を装着した関節ロボットの例を示してある。当然ながら、このロボット５は前記板材把持装置１５Ｂに対しても板材を取付ける作業を行うことができるものである。
【００２１】
前記縦型レーザー加工機３は、コモンベース２１上に板材把持装置１３（Ａ、Ｂ）に垂直に支持された板材Ｗの表面側と裏面側の面に近接した位置に、レーザー加工ヘッド位置決め装置２３と集塵装置２５と対向させて設けると共に、板材Ｗの下方のコモンベース２１上には加工時に生じるスクラップを搬出するベルトコンベヤー２７設けた構成となっている。なお、板材の表面側とは、板材Ｗがレーザー加工ヘッド位置決め装置２３に面する側を板材の表面側と呼ぶことにする。
【００２２】
前記レーザー加工ヘッド位置決め装置２３は次の如く構成してある。前記コモンベース２１上に板材キャリッジ１３（Ａ、Ｂ）の移動方向と平行のＸ軸ガイドレール２９を設け、このＸ軸ガイドレール２９にガイドされるＸ軸キャリッジ３１が設けてある。そして、このＸ軸キャリッジ３１には、Ｚ軸方向（垂直方向）に立設したコラム３３を設け、このコラム３３が前記板材Ｗと対面する側に、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向（水平方向）および前記Ｚ軸方向とに移動位置決め自在のレーザー加工ヘッド３５が設けてある。
【００２３】
前記Ｘ軸キャリッジ３１およびレーザー加工ヘッド３５には、それぞれ駆動モーターと駆動手段（図示省略）とが設けてあり、これらの駆動モーターと駆動手段を前記レーザー加工装置１全体を統括して制御する前記ＮＣ制御装置（図示省略）によって制御することにより、レーザー加工ヘッド３５の板材Ｗに対する位置を所望する位置に位置決めすることができる。
【００２４】
前記レーザー加工ヘッド３５の内部には、集光レンズ（図示省略）が設けてあり、また、レーザー加工ヘッド３５の内部に設けた複数の反射鏡からなる公知の光学系（図示省略）を介して炭酸ガスレーザー発振器（図示省略）から出射されたレーザービーム（図示省略）が集光レンズに入射されるように設けてある。また、レーザー加工ヘッド３５の先端部にはアシストガスを噴射するためのアシストガスノズル３７が設けてある。
【００２５】
上記構成において、レーザー加工ヘッド３５の板材Ｗに対する位置を所望する位置に位置決めし、集光レンズによって集光されたレーザービームを板材Ｗに照射すると共にノズルから酸素ガスなどのアシストガスを噴射することにより板材Ｗの所望の位置にレーザー加工を行うことができる。
【００２６】
前記集塵装置２５の構成は、前記レーザー加工ヘッド位置決め装置２３におけるアシストガスノズル３７を集塵ヘッド３９に置き換えた構成となっており、その他の部品はレーザー加工ヘッド位置決め装置２３と同一となっているので、相違する部分についてのみ説明し、同一の部品には同一の符号をつけ説明を省略する。
【００２７】
前記集塵装置２５は、板材Ｗの裏面側の面に近接した位置に前記レーザー加工ヘッド位置決め装置２３と対向して設けてある。そして、集塵装置２５の集塵ヘッド３９は前記レーザー加工ヘッド３５と同様に前記ＸＹＺの３軸方向に位置決め自在に設けてあり、この集塵ヘッド３９は、前記ＮＣ制御装置（図示省略）の制御の下にレーザー加工ヘッド３５の動きに同期して移動位置決めされる様になっている。すなわち、集塵ヘッド３９の位置は、板材の表裏において常にレーザー加工ヘッド３５と対向する様に位置決めされる様になている。また、集塵ヘッド３９は、図示省略の吸塵装置に配管を介して連結してあり、レーザー加工時に発生するヒュームやスパッターを板材Ｗの裏面側から吸引する作用をなすものである。
【００２８】
前記ベルトコンベヤー２７は駆動モーター（図示省略）で駆動されており、ベルトコンベヤー２７上に落下した切断スクラップをボックス４１内に搬出することができる。なお、ベルトコンベヤー２７を使用せずにレーザー加工位置に在る板材Ｗの下方に切断スクラップを受けるボックス４１を設けても構わない。
【００２９】
上記構成の縦型レーザー加工機３において、板材Ｗを縦型レーザー加工機３のレーザー加工位置に位置決めし、前記レーザー加工ヘッド位置決め装置２３のレーザー加工ヘッド３５と前記集塵装置２５の集塵ヘッド３９とを同期させて作動させることにより、板材Ｗ上に任意の形状を有する製品Ｐを切断加工することができる。なお、板材Ｗを搬送中に製品Ｐが板材Ｗから落下しない様に、製品Ｐと加工が完了した板材Ｗ’との間に複数箇所の微小連結部分を残した、謂ゆるミクロジョイント加工を行ってある。
【００３０】
前記製品集積装置７は、製品Ｐをミクロジョイント加工した前記板材Ｗ’を受領するＬ字形ベルトコンベヤー４３と、受領した板材Ｗ’を載置する昇降台４５とから構成してある。図３〜図７は前記図１に示したＬ字形ベルトコンベヤー４３の一実施例を示したものである。以下に図３〜図７を参照しながらＬ字形ベルトコンベヤー４３の構成を説明をする。
【００３１】
２個の離隔したＬ字形部材を連結部材４９で一体的に結合してＬ字形のフレーム５１を形成し、このＬ字形のフレーム５１のコーナー部の両側面に、このフレーム５１を揺動するための揺動軸５３を水平に凸設してある。この揺動軸５３は基台５５に立設した支柱５７に軸受けを介して軸支してある。前記揺動軸５３の一方は支柱５７から外方に延伸させて設けてあり、この揺動軸５３の端部には、少なくとも回転角１００度の回転が可能な歯部を備えたセクターギヤ５９が設けてある。
【００３２】
前記基台５５の支柱５７の内側にはモーターブラケット６１が設けてあり、このモーターブラケット６１に前記Ｌ字形のフレーム５１を揺動させるための駆動モータＭ1 が設けてある。そして、この駆動モータＭ1 の出力軸に設けたピニオンギヤ６３と前記セクターギヤ５９とを係合させてある。
【００３３】
上記構成において、駆動モータＭ1 を適当に正逆回転駆動させれば、前記ピニオンギヤ６３と前記セクターギヤ５９との間の減速比をもって、前記Ｌ字形のフレーム５１を角度にして約１００度の範囲で揺動させることができる。なお、より大きな減速比が必要な場合には、駆動モーターにギヤードモーターなどを使用すればさらに大きな減速比を容易に得ることができる。
【００３４】
前記Ｌ字形のフレーム５１には、第１腕部６５と第２腕部６７とが形成してある。この第１腕部６５には、ベルトコンベヤー用のベルト６９を巻回する回転ローラー７１を設けてある。また、図５によく現れている様に、第１腕部６５には回転ローラー７１の両端の回転軸７３を回転自在に軸支するスライダー７５と摺動自在に係合する長方形の長穴７７が第１腕部６５の長手方向に沿って設けてある。そして、第１腕部６５と第２腕部６７が直角に交差するコーナーには、ベルト６９を巻回する回転ローラー７９を前記揺動軸５３と同軸に設けると共に、コーナー部のベルト６９の表面を押圧してベルト６９をＬ字形に維持させるテンションローラー８１が設けてある。
【００３５】
図３および図６によく示されている様に、前記第２腕部６７には前記ベルトコンベヤー用のベルト６９を巻回する回転ローラー８３を設けてある。この回転ローラー８３の両端の回転軸８５は、第２腕部６７の長手方向に沿って設けた長穴８７を貫通して第２腕部６７の外部まで延伸させて設けてある。そして、第２腕部６７の外部に延伸した回転軸８５の両端は、第２腕部６７の先端に設けたガイドレール８９にガイドされたコの字形のキャリッジ９１に軸支してある。
【００３６】
前記キャリッジ９１は、駆動モーターＭ2 に駆動される送りねじ９３にナット部材９５を介して螺合されており、駆動モータＭ2 を適宜に正逆回転させることにより、前記第２腕部６７上を往復移動させることができる。なお、キャリッジ９１の駆動手段は駆動モーターとねじに限定されるものではなく、流体圧シリンダーを使用することもできる。
【００３７】
一方、第１腕部６５に設けた前記回転ローラー７１はローラー付勢手段によって、回転ローラー７９から離反する方向に常時付勢してある。このローラー付勢手段としては、例えば、前記第１腕部６５の回転ローラー７１の回転軸７３を軸支したスライダー７５に、第１腕部６５の両側に設けた引張りスプリング９７に連結部材９９を介して連結したワイヤー１０１を連結し、回転ローラー７１を回転ローラー７９から離反する方向に常時付勢してある。
【００３８】
前記ローラー付勢手段では、引張りスプリング９７を第１腕部６５の回転ローラー７９寄りに設けてあるので、引張りスプリング９７の張力の方向を２個のワイヤープーリー１０３を介してワイヤー９９の移動方向を反転させる様に設けてある。なお、引張りスプリングの９７の位置を張力がかかる方向に一致させて設けてもよく、その場合にはワイヤープーリー１０３は不要となる。なお、前記
ローラー付勢手段は実施例の引張りスプリング９７に限定されることはなく、例えば流体圧シリンダー、または、ねじ駆動などを用いても構わない。
【００３９】
また、第１腕部６５と第２腕部６７のコーナー部のテンションローラー８１に近接した位置には、加工が完了した板材Ｗ’を受領するときの衝撃を緩和するための公知の衝撃吸収装置１０５が設けてある。衝撃吸収装置１０５としては、例えば、シリンダー内にガスを封入した衝撃吸収装置、オイルダンパーを用いた衝撃吸収装置、スプリングを用いた衝撃吸収装置など種種のものを使用することができる。
【００４０】
上記構成のＬ字形ベルトコンベヤー４３において、第２腕部６７に設けた駆動モーターＭ2 を適宜に駆動させて、キャリッジ９１をキャリッジ９１’の位置まで移動させれば、ベルトコンベヤーのベルト６９を巻回した回転ローラー８３の位置は、回転ローラー８３’の位置まで移動する。その結果、第１腕部６５の回転ローラー７１の位置は、回転ローラー７１’の位置まで移動することになる。また、駆動モーターＭ2 を適宜に駆動させて、キャリッジ９１を図３に示す位置まで後退させれば、第１腕部６５の回転ローラー７１はスプリング９７の張力によって当初の位置に戻されることになる。また、前記駆動モータＭ1 を適宜に駆動させることにより、Ｌ字形ベルトコンベヤー４３のコーナーの回転ローラー７９の軸心を中心として、第１腕部６５を図３に示す水平位置から約９０度近くまで反時計方向に回転させることができる。
【００４１】
図８は、前記Ｌ字形ベルトコンベヤー４３において、加工が完了した板材Ｗ’を前記板材把持装置１５Ａまたは１５Ｂから受領して、この板材Ｗ’を昇降台４５に載置するときの動作説明図である。
【００４２】
図８（ａ）は、Ｌ字形ベルトコンベヤー４３の第１腕部６５を回転ローラー７９を中心に水平位置から約７０度ほど反時計方向に回動させた状態に維持し、板材キャリッジ１３（Ａ、Ｂ）から板材Ｗ’の下端部が衝撃吸収装置１０５に係止するようにして受領し、板材Ｗ’が自重により第１腕部６５のベルト６９上に傾倒した状態を示している。
【００４３】
図８（ｂ）は、前記第１腕部６５を昇降台４５の上方において第１腕部６５を時計方向に回転させて水平状態した状態を示している。図８（ｃ）は、前記第２腕部６７の駆動モーターＭ2 を駆動して、キャリッジ９１を回転ローラー７９から離反する方向に移動させることにより、回転ローラー８３を回転ローラー７９から離反させ、第１腕部６５の回転ローラー７１が回転ローラー７９の方向に移動させる。その結果、第１腕部６５のベルト６９上に載置されている板材Ｗ’の一端部は衝撃吸収装置１０５に係止されているので、板材Ｗ’の他端部から昇降台４５上に落下載置されることになる。
【００４４】
なお、前記昇降台４５は、板材Ｗ’を一枚積載する毎に一枚分の厚みだけ図示省略の駆動装置によって下降する様に設けてある。
【００４５】
前記図８（ａ）〜（ｃ）の動作を繰返すことにより、前記昇降台４５上に板材Ｗ’を順次積載することができる。
【００４６】
上記構成のレーザー加工装置１において、前記板材キャリッジ１３Ａに板材を装着し加工に使用しているとき、板材キャリッジ１３Ｂは、板材Ｗを供給するロボット５の位置に待機した状態にあり、板材キャリッジ１３Ａが縦型レーザー加工機３で加工されている間に、新しい板材Ｗがロボット５によって装着され次の加工に備えて待機している。レーザー加工機３で加工が完了すると、板材キャリッジ１３Ａは、Ｌ字形ベルトコンベヤー４３の上方の位置に移動し、加工が完了した板材Ｗ’をＬ字形ベルトコンベヤー４３に受渡し、前述の如くしてＬ字形ベルトコンベヤー４３は昇降台４５に板材Ｗ’を積載する。
【００４７】
板材キャリッジ１３ＡがＬ字形ベルトコンベヤー４３の上方の位置に移動している間に、前記新しい板材Ｗを装着された板材キャリッジ１３Ｂがレーザー加工機３の加工位置に移動させられれて次のレーザー加工が実施される。レーザー加工中に生じるスクラップはベルトコンベヤー２７上に落下しベルトコンベヤー２７によってボックス４１内に搬出される。また、レーザー加工中に生じるヒュームやスパッターは、レーザー加工ヘッド３５と同期して移動する集塵ヘッド３９によって、図示省略の吸塵装置に配管を介して排出される。
【００４８】
図９は前記縦型レーザー加工機３の集塵ヘッド３９の第２の実施形態を示したものであり、この集塵ヘッド１０８は、板材Ｗから切断加工される比較的小形の切断製品を吸着して板材から分離する吸着装置１０８を集塵ヘッド１０７に平行に隣接して設けてある。この集塵ヘッド１０７は前記Ｙ軸まわりに回転位置決め自在に設けてあり、この集塵ヘッド１０７に隣接して設けた吸着装置１０８は、集塵ヘッド１０７の回転軸であるＹ軸に直交する方向のＸ２軸方向に伸縮自在に設けると同時に、このＸ２軸回りに回転位置決め自在に設けてある。
【００４９】
なお、前記図９の実施の形態には吸着装置１０８が１個だけ示してあるが、この吸着装置１０８は複数個設けることが好ましい。また、吸着装置１０８の板材吸着手段にはバキュウームパッドまたは電磁石等を使用することが可能である。
【００５０】
上記構成により、前記縦型レーザー加工機３での板材Ｗから製品Ｐが切断分離される以前に、前記吸着装置１０８によって製品Ｐを吸着し、集塵ヘッド１０７をＹ軸方向（板材Ｗから離隔する方向へ）に収縮させることにより切断された製品Ｐを板材Ｗから分離する。
【００５１】
前記板材Ｗから分離された製品Ｐは、前記吸着装置１０８の吸着力を無くすことにより、前記ベルトコンベヤー２７上に落下させて前記ボックス４１に回収することができる。または、吸着装置１０８の姿勢を製品が水平位置になるように制御すると同時に集塵ヘッド１０７の位置（Ｘ、Ｙ）を制御して適宜な場所に製品Ｐを積載することができる。
【００５２】
上記の如くレーザー加工装置１を構成したので、レーザー加工機の設置床面積が大きくなるという問題が解決され、また銅またはアルミニウムなど軟質の板材の加工時に裏面に擦り傷がつくという問題も解決された。さらに、板材Ｗを格子状の板材支持体または剣山等に支持した状態で加工しないので、レーザービームによりこれらの板材支持体が損傷することもなく、板材支持体からのレーザービーム反射光によって板材Ｗの裏面に損傷を与えるということもない。
【００５３】
【発明の効果】
以上の如き実施の形態の説明から理解されるとうに、請求項１、請求項２、請求項３または請求項４に記載の発明によれば、レーザ加工機の設置床面積が大きくなるという問題が解決され、また銅またはアルミニウムなどの軟質の板材の加工時に裏面に擦り傷がつくという問題も解決された。さらに、板材Ｗを格子状の板材支持体または剣山等に支持した状態で加工しないので、レーザビームによりこれらの板材支持体が損傷することもなく、板材支持体からのレーザービーム反射光によって板材Ｗの裏面に損傷を与えるということもない。また、Ｌ字形ベルトコンベヤーと、加工された板材を載置する昇降台とからなる製品集積装置により、垂直状態で搬送されてくる加工された板材を受領して昇降台上に水平に積載することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるレーザー加工方法を使用したレーザー加工装置の例。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った右断面図。
【図３】図１のレーザー加工装置に使用したＬ字形ベルトコンベヤーの実施の形態の正面図。
【図４】図３におけるベルトを除外して示した左側面図。
【図５】図３第１腕部部分の平面図（一部破断）。
【図６】図３におけるベルトを除外して示した第２腕部部分の平面図（一部破断）。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った部分断面図。
【図８】図１におけるＬ字形ベルトコンベヤーの動作説明図。
【図９】縦型レーザー加工機３の集塵ヘッドの第２の実施形態を示した斜視図。
【符号の説明】
１ レーザー加工装置
３ 縦型レーザー加工機
５ ロボット
７ 製品集積装置
９ 板材搬送装置
１１ 梁部材
１３（Ａ、Ｂ） 板材キャリッジ
１５（Ａ、Ｂ） 板材把持装置
１７ パレット
１９ 真空吸着装置
２１ コモンベース
２３ レーザー加工ヘッド位置決め装置
２５ 集塵装置
２７ ベルトコンベヤー
２９ Ｘ軸ガイドレール
３１ Ｘ軸キャリッジ
３３ コラム
３５ レーザー加工ヘッド
３７ アシストガスノズル
３９ 集塵ヘッド
４１ ボックス
４３ Ｌ字形ベルトコンベヤー
４５ 昇降台
４９ 連結部材
５１ フレーム
５３ 揺動軸
５５ 基台
５７ 支柱
５９ セクターギヤ
６１ モーターブラケット
６３ ピニオンギヤ
６５ 第１腕部
６７ 第２腕部
６９ ベルト
７１ 回転ローラー
７３ 回転軸
７５ スライダー
７７ 長穴
７９ 回転ローラー
８１ テンションローラー
８３ 回転ローラー
８５ 回転軸
８７ 長穴
８９ ガイドレール
９１ キャリッジ
９３ 送りねじ
９５ ナット部材
９７ 引張りスプリング
９９ 連結部材
１０１ ワイヤー
１０３ ワイヤープーリー
１０５ 衝撃吸収装置
１０７ 集塵ヘッド
１０８ 吸着装置
Claims (4)
- 板材の上端部を把持して該板材を垂直状態にして空中を水平方向に搬送する板材搬送装置を設け、該板材搬送装置にロボットによって前記板材を垂直状態に装着し、該板材搬送装置に垂直状態に把持された前記板材を縦型レーザー加工機のレーザー加工位置に搬送位置決めし、前記縦型レーザー加工機により加工された板材を前記板材搬送装置により、伸縮自在に直交した第１腕部と第２腕部を備えた揺動自在のＬ字形ベルトコンベヤーと、加工された板材を載置する昇降台とからなる製品集積装置の上方位置に搬送し、前記板材搬送装置から前記Ｌ字形ベルトコンベヤー上に載置された前記板材を前記第１腕部を前記昇降台上方の位置において水平状態にして、該第１腕部のベルトコンベヤーの長さを収縮させることにより、該第１腕部上に受領した加工された前記板材を前記昇降台上に落下集積することを特徴とするレーザー加工方法。
- 請求項１に記載のレーザー加工方法において、前記縦型レーザー加工機により切断加工された製品を該レーザー加工機の集塵ヘッドに設けた製品吸着装置によって前記板材から吸着して分離することを特徴とするレーザー加工方法。
- 板材の上端部を把持して板材を垂直状態にして空中を水平方向に搬送する板材搬送装置を設け、該板材搬送装置にロボットによって前記板材を垂直状態に装着し、該板材搬送装置に垂直状態に把持された前記板材にレーザー加工を行う縦型レーザー加工機を設け、該縦型レーザー加工機により加工されて前記板材搬送装置により搬出される前記板材を集積する製品集積装置を設け、該製品集積装置は伸縮自在に直交した第１腕部と第２腕部からなる揺動自在のＬ字形ベルトコンベヤーと、加工された前記板材を載置する昇降台とからなり、前記板材搬送装置から前記Ｌ字形ベルトコンベヤー上に載置された前記板材を前記第１腕部を前記昇降台上方の位置において水平状態にして、該第１腕部のベルトコンベヤーの長さを収縮させることにより、第１腕部上に受領した前記加工された板材を前記昇降台上に落下集積することを特徴とするレーザー加工装置。
- 請求項３に記載のレーザー加工装置において、前記縦型レーザー加工機により切断加工された製品を該レーザー加工機の集塵ヘッドに設けた製品吸着装置によって前記板材から吸着して分離することを特徴とするレーザー加工装置。
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