JP6920172B2

JP6920172B2 - ファイバレーザ加工機

Info

Publication number: JP6920172B2
Application number: JP2017212817A
Authority: JP
Inventors: 敏紀阿部; 治巳西山
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2017-11-02
Filing date: 2017-11-02
Publication date: 2021-08-18
Anticipated expiration: 2037-11-02
Also published as: JP2019084548A

Description

本発明は、ファイバレーザ光の照射によって平板状のワークのレーザ加工と棒状のワークのレーザ加工を行うファイバレーザ加工機にする。

従来から、レーザ光の照射によって平板状のワーク（板金）のレーザ加工（平板加工）とパイプ材等の棒状のワークのレーザ加工（棒材加工）を行う併用型のレーザ加工機として炭酸ガスレーザ加工機が広く普及している（特許文献１及び特許文献２等参照）。そして、炭酸ガスレーザ加工機の構成について簡単に説明すると、次の通りである。

炭酸ガスレーザ加工機は、ワークのレーザ加工（平板加工と棒材加工）を行うための加工領域と、加工領域のＸ軸方向の一方側に配置した平板待機領域と、加工領域のＸ軸方向の他方側に配置した棒待機領域とを有している。また、炭酸ガスレーザ加工機は、加工領域と平板待機領域との間においてＸ軸方向へ移動可能に設けられかつ平板状のワークを支持する平板パレットと、加工領域と棒待機領域との間においてＸ軸方向へ移動可能に設けられかつ棒状のワークを保持する棒パレットとを備えている。

炭酸ガスレーザ加工機は、棒待機領域の一部をＹ軸方向に跨ぐように立設された門型フレーム（門型の支持フレーム）を備えており、門型フレームの内側には、棒パレットを進入させるための進入通路（進入空間）が形成されている。また、門型フレームの内側には、炭酸ガス（ＣＯ₂）レーザ光を発振する炭酸ガスレーザ発振器が設けられている。更に、特許文献１等には記載されていないが、炭酸ガスレーザ加工機は、加工領域の全体を覆う保護キャビンを備えている。保護キャビンのＸ軸方向の他側部は、門型フレームに接続（連結）しており、保護キャビンの内部は、門型フレームの進入通路に連通している。

保護キャビンは、Ｘ軸方向の一方側に、Ｙ軸方向に沿って立設された側壁を有している。換言すれば、炭酸ガスレーザ加工機は、加工領域と平板待機領域との間にＹ軸方向に沿って立設された側壁を備えている。側壁には、平板パレットを通過させるための通過開口部（保護キャビンの通過開口部）が形成されている。また、スパッタの平板待機領域側への飛散等を防止するため、側壁には、通過開口部を開閉するシャッタが昇降可能（上下方向へ移動可能）に設けられている。シャッタの下部には、棒状のワークから取り出した製品を通過させるための通過切欠部（通過穴部）が形成されている。

なお、本発明に関連する先行技術として特許文献１及び特許文献２の他に、特許文献３から特許文献５に示すものがある。

特開２０１２−８６２４４号公報特開２０１２−９１１８０号公報特開２０１４−１１３６２７号公報特開２０１６−５２６８１号公報実開平４−２２１９２号公報

ところで、近年、ランニングコストの大幅な削減を図るために、レーザ発振器として、炭酸ガスレーザ発振器に代えて、炭酸ガスレーザ発振器よりも発振効率（レーザ効率）に優れたファイバレーザ発振器を用いることが検討されている。換言すれば、併用型のレーザ加工機として、炭酸ガスレーザ加工機に代えて、ファイバレーザ加工機を用いることが検討されている。

一方、炭酸ガスレーザ光の波長が１０μｍ帯であるのに対して、ファイバレーザ発振器から発振されるファイバレーザ光の波長は１μｍ帯である。そのため、併用型のファイバレーザ加工機を用いた場合に、シャッタによって側壁の通過開口部を閉じた状態において、ファイバレーザ光の反射光がシャッタの通過切欠部から外部（ファイバレーザ加工機の外部）に漏れると、作業者の安全性を阻害することになる。つまり、併用型のファイバレーザ加工機を用いた場合に、作業者の安全性を十分に確保することが困難であるという問題がある。

そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成のファイバレーザ加工機を提供することを目的とする。

本発明の実施形態は、ファイバレーザ光の照射によって平板状のワーク（板金）のレーザ加工（平板加工）と棒状のワークのレーザ加工（棒材加工）を行うファイバレーザ加工機であって、ワークのレーザ加工（平板加工と棒材加工）を行うための加工領域と、前記加工領域のＸ軸方向の一方側に配置した平板待機領域（第１待機領域）との間においてＸ軸方向へ移動可能に設けられ、平板状のワークを支持する平板パレット（第１パレット）と、前記加工領域と前記加工領域のＸ軸方向の他方側に配置した棒待機領域（第２待機領域）との間においてＸ軸方向へ移動可能に設けられ、棒状のワークを保持する棒パレット（第２パレット）と、前記平板パレットを通過させるための通過開口部が形成され、前記加工領域を覆う保護キャビンと、下部（下側）に棒状のワークから取り出した製品及び／又は棒状のワークの一部を通過させるための通過切欠部が形成され、前記保護キャビンの前記通過開口部を開閉する大シャッタと、前記大シャッタの前記通過切欠部を開閉する小シャッタと、を備えたことである。

また、本発明の実施態様は、前記大シャッタによって前記保護キャビンの前記通過開口部を閉じた状態において、基端部（内部）が前記大シャッタの前記通過切欠部に接続可能に構成され、棒状のワークの一部及び／又は棒状のワークから取り出した製品を覆う棒状のワークの一部を覆う遮光ボックス（箱型の遮光カバー）を備えてもよい。

本発明の実施態様によると、平板状のワークのレーザ加工及び棒状のワークのレーザ加工中に、ファイバレーザ光の反射光が前記保護キャビン側から外部（前記ファイバレーザ加工機の外部）に漏れることを十分に防止することができる。また、棒状のワークから取り出した製品を前記平板待機領域側から外部へ排出できる共に、棒状のワークのレーザ加工を直ちに再開して、レーザ加工の中断時間の短縮化を図ることができる。

本発明によれば、ファイバレーザ加工機の生産性を高めつつ、作業者の安全性を十分に確保することができる。

図１は、本発明の実施形態に係るファイバレーザ加工機の模式的な正面図であり、平板パレットを平板待機領域から加工領域へ移動させる様子を示している。図２は、本発明の実施形態に係るファイバレーザ加工機の模式的な正面図であり、棒状のワークのレーザ加工を行う様子を示している。図３は、本発明の実施形態に係るファイバレーザ加工機における平板待機領域側の模式的な斜視図であり、レフト大シャッタとレフト小シャッタによって側壁の通過開口部を開いた様子を示している。図４は、本発明の実施形態に係るファイバレーザ加工機における平板待機領域側の模式的な斜視図であり、レフト大シャッタによって側壁の通過開口部を閉じかつレフト小シャッタによってレフト大シャッタの通過切欠部を閉じた様子を示している。図５は、本発明の実施形態に係るファイバレーザ加工機を保護キャビンの左側から見た図であり、レフト大シャッタとレフト小シャッタによって側壁の通過開口部を開いた様子を示している。図６は、本発明の実施形態に係るファイバレーザ加工機を保護キャビンの左側から見た図であり、レフト大シャッタによって側壁の通過開口部を閉じかつレフト小シャッタによってレフト大シャッタの通過切欠部を閉じた様子を示している。図７は、本発明の実施形態に係るファイバレーザ加工機を保護キャビンの左側から見た図であり、レフト大シャッタによって側壁の通過開口部を閉じかつレフト小シャッタによってレフト大シャッタの通過切欠部を開いた様子を示している。図８は、本発明の実施形態に係るファイバレーザ加工機における平板待機領域側の模式的な斜視図であり、遮光ボックスの基端側を接続ボックスの接続開口部を介してレフト大シャッタの通過切欠部に接続した様子を示している。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「設けられる」とは、直接的に設けられることの他に、別部材を介して間接的に設けられることを含む意である。「立設される」とは、立てた状態（起立した状態）で設けられることである。「棒状のワーク」とは、パイプ材（角パイプ材、丸パイプ材）、形鋼を含む意である。また、「Ｘ軸方向」とは、水平方向の１つであり、本発明の実施形態にあっては、左右方向のことである。「Ｙ軸方向」とは、Ｘ軸方向に直交する水平方向の１つであり、本発明の実施形態にあっては、前後方向のことである。「及び／又は」とは、２つのうちのいずれか一方と両方を含む意である。更に、図面中に、「ＦＦ」は、前方向、「ＦＲ」は、後方向、「Ｌ」は、左方向、「Ｒ」は、右方向、「Ｕ」は、上方向、「Ｄ」は、下方向をそれぞれ指している。

図１から図４に示すように、本発明の実施形態に係るレーザ加工機１０は、１μｍ帯の波長のファイバレーザ光の照射によって平板状のワーク（板金）Ｗのレーザ加工（平板加工）とパイプ材等の棒状のワークＷ’のレーザ加工（棒材加工）を行う併用型のレーザ加工機である。また、ファイバレーザ加工機１０は、ワークＷ，Ｗ’のレーザ加工を行うための加工領域ＰＡと、加工領域ＰＡのＸ軸方向の一方側（左側）に配置した平板待機領域（第１待機領域）ＦＡと、加工領域ＰＡのＸ軸方向の他方側（右側）に配置した棒待機領域（第２待機領域）ＢＡとを有している。

ファイバレーザ加工機１０は、加工領域ＰＡと平板待機領域ＦＡとの間においてＸ軸方向（左右方向）へ移動可能に設けられかつ平板状のワークＷを支持する平板パレット（第１パレット）１２を備えている。また、平板パレット１２は、例えば、特許文献１及び特許文献２に示す公知の構成からなり、スケルトン状の平板パレット本体１４と、平板パレット本体１４に設けられかつ平板状のワークＷを点接触で支持するための複数のスキッド（図示省略）とを有している（図３参照）。

ファイバレーザ加工機１０は、加工領域ＰＡと棒待機領域ＢＡとの間においてＸ軸方向へ移動可能に設けられかつ棒状のワークＷ’を保持する棒パレット１６を備えている。また、棒パレット１６は、例えば、特許文献１及び特許文献２に示す公知の構成からなり、スケルトン状の棒パレット本体１８を有している。更に、棒パレット１６は、棒パレット本体１８の右端側（Ｘ軸方向の他端側）に回転可能に設けられかつ棒状のワークＷ’を把持するメインチャック２０と、棒パレット本体１８におけるメインチャック２０の近傍に設けられかつメインチャック２０を回転させるチャック用回転モータ（図示省略）とを有している（図１参照）。

棒パレット１６は、棒パレット本体１８におけるメインチャック２０の左側（Ｘ軸方向の一方側）にＸ軸方向へ移動可能かつ回転可能に設けられかつ棒状のワークＷ’の被加工部の近傍を把持するサポートチャック２２を有している。サポートチャック２２は、棒状のワークＷ’の被加工部の近傍を把持した状態で、メインチャック２０と一体的に回転する。また、棒パレット１６は、棒パレット本体１８におけるサポートチャック２２の左側にＸ軸方向へ移動可能かつ回転可能に設けられかつ棒状のワークＷ’における製品に相当する部分又は製品Ｍ（図４参照）を把持する複数の製品サポートチャック２４を有している。各製品サポートチャック２４は、棒状のワークＷ’における製品に相当する部分を把持した状態で、メインチャック２０と一体的に回転する（図１参照）。

ファイバレーザ加工機１０は、Ｘ軸方向に延びたベッド２６を備えている。ベッド２６の大部分は、加工領域ＰＡ（加工領域ＰＡの下側）に位置しており、ベッド２６の右端側（Ｘ軸方向の他端側）は、棒待機領域ＢＡに位置している。また、ファイバレーザ加工機１０は、棒待機領域ＢＡの一部をＹ軸方向に跨ぐように立設された門型フレーム（門型の支持フレーム）２８を備えている。門型フレーム２８の内側には、棒パレット１６を進入させるための進入通路（進入空間）２８ｐが形成されている。

門型フレーム２８の左側面（Ｘ軸方向の一方側の側面）には、門型フレーム２８の進入通路２８ｐの左側（Ｘ軸方向の一方側）を開閉するライトシャッタ３０が昇降可能（上下方向へ移動可能）に設けられている。また、門型フレーム２８の右側面（Ｘ軸方向の他方側の側面）には、門型フレーム２８の進入通路２８ｐの右側（Ｘ軸方向の他方側）を開閉する別のライトシャッタ３２が昇降可能に設けられている。これにより、平板状のワークＷのレーザ加工中に、ファイバレーザ光の反射光が門型フレーム２８の進入通路２８ｐを経由して外部（ファイバレーザ加工機１０の外部）に漏れることを防止することができる。

ベッド２６の上側には、Ｙ軸方向に延びたキャリッジ３４がＸ軸方向へ移動可能に設けられている。ここで、キャリッジ３４は、棒パレット１６を加工領域ＰＡと棒待機領域ＢＡとの間においてＸ軸方向へ移動させる時に、棒パレット本体１８に一体的に連結するように構成されている。換言すれば、棒パレット１６（棒パレット本体１８）は、加工領域ＰＡと棒待機領域ＢＡとの間においてキャリッジ３４と一体的にＸ軸方向へ移動することで、棒パレット１６を加工領域ＰＡに対して搬入及び搬出することができる。また、キャリッジ３４は、棒状のワークＷ’のレーザ加工（棒材加工）を行う時に、サポートチャック２２を一体的にＸ軸方向へ移動可能に連結するように構成されている（図１参照）。

キャリッジ３４には、下方向に向かってファイバレーザ光を照射する加工ヘッド３６がＹ軸方向へ移動可能に設けられている。また、門型フレーム２８の上部２８ａの内側には、ファイバレーザ光を発振するファイバレーザ発振器３８が設けられており、ファイバレーザ発振器３８は、加工ヘッド３６に光学的に接続されている。

平板待機領域ＦＡ（ベッド２６のＸ軸方向の一方側）には、平板パレット１２を待機させるための平板パレット待機機構４０が設けられている。平板パレット待機機構４０は、平板パレット１２をＸ軸方向へ移動可能に支持する平板ガイドフレーム（第１ガイドフレーム）４２を有している。平板ガイドフレーム４２は、平板加工用の高さ位置とそれよりも低い棒材加工用の高さ位置との間において昇降可能に構成されている。ここで、平板加工用の高さ位置とは、平板パレット１２をＸ軸方向へ移動させる時及平板状のワークＷのレーザ加工（平板加工）を行う時における高さ位置のことである（図１及び図３参照）。棒材加工用の高さ位置とは、棒状のワークＷ’のレーザ加工（棒材加工）を行う時における高さ位置のことである（図２及び図４参照）。また、棒待機領域ＢＡにおけるベッド２６のＸ軸方向の他方側（右側）には、棒パレット１６をＸ軸方向へ移動可能に支持する棒ガイドフレーム４４が設けられている。

棒ガイドフレーム４４の内側（棒待機領域ＢＡ）には、棒状のワークＷ’の終端側（Ｘ軸方向の他端側）を収容する集塵ダクト４６がリフター機構（図示省略）を介して昇降可能（上下方向へ移動可能）に設けられている。集塵ダクト４６は、例えば、特許文献１に示す公知の構成からなり、集塵ダクト４６の内部は、前記集塵機に接続されている。これにより、棒状のワーク’のレーザ加工中に生じた粉塵を集塵ダクト４６を介して集塵すると共に、ファイバレーザ光の反射光が棒状のワークＷ’（パイプ材等の棒状のワークＷ’の内部空間を含む）に沿って外部（ファイバレーザ加工機１０の外部）に漏れることを防止することができる。

ファイバレーザ加工機１０は、加工領域ＰＡの全体及び棒待機領域ＢＡのＸ軸方向の一端側の一部を覆う保護キャビン４８を備えている。保護キャビン４８の右側部（Ｘ軸方向の他側部）は、門型フレーム２８に接続（連結）しており、保護キャビン４８の内部は、門型フレーム２８の進入通路２８ｐに連通可能である。また、保護キャビン４８は、その正面側（前側）に、開閉可能な複数の扉５０を有しており、図示は省略するが、各扉５０の一部は、透明な窓部になっている。

図３から図６に示すように、保護キャビン４８は、その左側（Ｘ軸方向の一方側）に、Ｙ軸方向に沿って立設された側壁５２を有している。換言すれば、ファイバレーザ加工機１０は、加工領域ＰＡと平板待機領域ＦＡとの間にＹ軸方向に沿って立設された側壁５２を備えている。また、側壁５２には、矩形の凹部５２ｄが形成されており、凹部５２ｄは、Ｙ軸方向（前後方向）に延びている。更に、側壁５２の凹部５２ｄの下部には、平板パレット１２を通過させるための矩形の通過開口部５２ａが形成されており、通過開口部５２ａ（保護キャビン４８の通過開口部５２ａ）は、Ｙ軸方向（前後方向）に延びている。

側壁５２の凹部５２ｄには、通過開口部５２ａ（保護キャビン４８の通過開口部５２ａ）を開閉するレフト大シャッタ５４が昇降可能（上下方向へ移動可能）に設けられている。レフト大シャッタ５４は、側壁５２の通過開口部５２ａを覆うことができるように、Ｙ軸方向に延びており、レフト大シャッタ５４の下部（下側）には、棒状のワークＷ’から取り出した製品Ｍ及び／又は棒状のワークＷ’の一部を通過させるための通過切欠部５４ｎが形成されている。また、側壁５２の凹部５２ｄにおける通過開口部５２ａの前後両側（Ｙ軸方向の両側）には、レフト大シャッタ５４を昇降させるレフト大シャッタ用の昇降アクチュエータとして昇降シリンダ５６が設けられている。各昇降シリンダ５６は、側壁５２の凹部５２ｄに設けられたシリンダ本体５８と、シリンダ本体５８に上下方向へ伸縮可能（移動可能）に設けられかつ先端部（上端部）がレフト大シャッタ５４に連結された作動ロッド６０とを有している。なお、レフト大シャッタ用の昇降アクチュエータとして昇降シリンダ５６を用いる代わりに、昇降モータ（図示省略）を用いてもよい。

側壁５２におけるレフト大シャッタ５４の通過切欠部５４ｎに対応する位置には、シャッタガイド６２が設けられている。シャッタガイド６２には、レフト大シャッタ５４によって側壁５２の通過開口部５２ａを閉じた状態において、レフト大シャッタ５４の通過切欠部５４ｎを開閉するレフト小シャッタ６４が昇降可能に設けられている。また、シャッタガイド６２の上部には、レフト小シャッタ６４を昇降させるレフト小シャッタ用の昇降アクチュエータとして別の昇降シリンダ６６が設けられている。各別の昇降シリンダ６６は、シャッタガイド６２の上部に設けられたシリンダ本体６８と、シリンダ本体６８に上下方向へ伸縮可能（移動可能）に設けられかつ先端部（下端部）がレフト小シャッタ６４に連結された作動ロッド７０とを有している。なお、レフト小シャッタ用の昇降アクチュエータとして別の昇降シリンダ６６を用いる代わりに、別の昇降モータ（図示省略）を用いてもよい。

なお、側壁５２だけでなく、門型フレーム２８、ライトシャッタ３０、別のライトシャッタ３２、レフト大シャッタ５４、シャッタガイド６２、及びレフト小シャッタ６４は、それぞれ、保護キャビン４８の一部を構成すると捉えてもよい。

レフト大シャッタ５４の下部には、箱型の接続ボックス７２が通過切欠部５４ｎを囲むように設けられている。また、接続ボックス７２の上面には、レフト小シャッタ６４を進入させるための進入間隙部７２ｇが形成されている。接続ボックス７２の左側面（Ｘ軸方向の一方側の側面）には、レフト大シャッタ５４の通過切欠部５４ｎに連通可能（接続可能）な接続開口部（接続切欠部）７２ａが形成されており、接続ボックス７２の下側は、開放（開口）されている。

側壁５２における通過開口部５２ａの下側には、レフト大シャッタ５４によって側壁５２の通過開口部５２ａを閉じた状態において、接続ボックス７２を受ける（支持する）ボックス受け台７４が設けられている。これにより、レフト大シャッタ５４の通過切欠部５４ｎを通過したファイバレーザの反射光が外部（ファイバレーザ加工機１０の外部）に漏れることを十分に防止することができる。

図７及び図８に示すように、平板パレット１２（平板パレット本体１４）の内側には、製品Ｍ及び棒状のワークＷ’の一部を支持する複数（本発明の実施形態にあっては、例えば３つ）の補助サポート台（補助受け台）７６が係脱可能（着脱可能）かつＸ軸方向に間隔を置いて設けられている。また、複数の補助サポート台７６は、製品Ｍ及び棒状のワークＷ’の一部を覆う遮光ボックス（箱型の遮光カバー）７８が係脱可能に支持する。換言すれば、平板パレット１２の内側には、遮光ボックス７８が複数の補助サポート台７６を介して係脱可能に設けられている。

遮光ボックス７８は、複数の補助サポート台７６の上側を開閉する蓋部材８０を有しており、蓋部材８０の一部は、透明な窓部８０ａになっている。遮光ボックス７８の基端側（右端側）は、開放（開口）されている。遮光ボックス７８の先端側（左端側）は、閉鎖されている。また、遮光ボックス７８の基端側は、レフト大シャッタ５４によって側壁５２の通過開口部５２ａを閉じた状態において、接続ボックス７２の接続開口部７２ａを介してレフト大シャッタ５４の通過切欠部５４ｎに接続可能に構成されている。これにより、レフト大シャッタ５４の通過切欠部５４ｎ及び接続ボックス７２の接続開口部７２ａ通過したファイバレーザの反射光が外部に漏れることを十分に防止することができる。

前述のファイバレーザ加工機１０の構成に基づいて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。

平板パレット１２を平板待機領域ＦＡに位置させかつ棒パレット１６の大部分を加工領域ＰＡに位置させた状態で、平板状のワークＷのレーザ加工（平板加工）を行う場合には、次のような動作を実行する。

ライトシャッタ３０によって門型フレーム２８の進入通路２８ｐの左側を開くと共に、別のライトシャッタ３２によって門型フレーム２８の進入通路２８ｐの右側を開く。そして、キャリッジ３４を棒パレット本体１８に一体的に連結させた状態で、キャリッジ用の移動モータ（図示省略）の駆動により棒パレット１６をキャリッジ３４と一体的に右方向（Ｘ軸方向他方側）へ移動させて、加工領域ＰＡから搬出して棒待機領域ＢＡに待機させる。また、一対の昇降シリンダ５６の駆動によりレフト大シャッタ５４を上昇（上方向へ移動）させて、レフト大シャッタ５４によって側壁５２の通過開口部５２ａを開く。併せて、別の昇降シリンダ６６の駆動によりレフト小シャッタ６４を上昇させる。

続いて、平板パレット用の移動モータ（図示省略）の駆動により平板パレット１２を右方向（Ｘ軸方向の一方側）へ移動させて、加工領域ＰＡに搬入する。そして、一対の昇降シリンダ５６の駆動によりレフト大シャッタ５４を下降（下方向へ移動）させて、レフト大シャッタ５４によって側壁５２の通過開口部５２ａを閉じる。併せて、別の昇降シリンダ６６の駆動によりレフト小シャッタ６４を下降させて、レフト小シャッタ６４によってレフト大シャッタ５４の通過切欠部５４ｎを閉じる。また、ライトシャッタ３０によって門型フレーム２８の進入通路２８ｐの左側を閉じると共に、別のライトシャッタ３２によって門型フレーム２８の進入通路２８ｐの右側を閉じる。すると、保護キャビン４８、ライトシャッタ３０、別のライトシャッタ３２、レフト大シャッタ５４、及びレフト小シャッタ６４によって、加工領域ＰＡの上部を含めた全体を密閉した状態（遮光状態）にすることができる。

その後、キャリッジ用の移動モータ駆動により加工ヘッド３６をキャリッジ３４と一体的にＸ軸方向へ移動させる。また（或いは）、加工ヘッド用の移動モータ（図示省略）の駆動により加工ヘッド３６をＹ軸方向へ移動させる。すると、平板パレット１２に支持された平板状のワークＷに対して加工ヘッド３６をＸ軸方向及び／又はＹ軸方向に位置決めすることができる。そして、加工ヘッド３６を平板状のワークＷに対してＸ軸方向及び／又はＹ軸方向に位置決めしながら、加工ヘッド３６から平板状のワークＷに向かってファイバレーザ光を照射する。これにより、平板状のワークＷのレーザ加工（平板加工）を行うことができる。

ここで、前述のように、平板状のワークＷのレーザ加工中に、レフト大シャッタ５４によって側壁５２の通過開口部５２ａを閉じると共に、レフト小シャッタ６４によってレフト大シャッタ５４の通過切欠部５４ｎを閉じている。また、ライトシャッタ３０によって門型フレーム２８の進入通路２８ｐの左側を閉じると共に、別のライトシャッタ３２によって門型フレーム２８の進入通路２８ｐの右側を閉じている。そのため、棒状のワークＷ’のレーザ加工中に、ファイバレーザ光の反射光が側壁５２側及び門型フレーム２８の進入通路２８ｐ側から外部（ファイバレーザ加工機１０の外部）に漏れることを十分に防止することができる。

棒パレット１６を棒待機領域ＢＡに位置させかつ平板パレット１２を加工領域ＰＡに位置させた状態で、棒状のワークＷ’のレーザ加工（棒材加工）及び製品Ｍの搬出を行う場合には、次のような動作を実行する。

一対の昇降シリンダ５６の駆動によりレフト大シャッタ５４を上昇（上方向へ移動）させて、レフト大シャッタ５４によって側壁５２の通過開口部５２ａを開く。併せて、別の昇降シリンダ６６の駆動によりレフト小シャッタ６４を上昇させる。また、平板パレット用の移動モータの駆動により平板パレット１２を左方向（Ｘ軸方向の一方側）へ移動させて、加工領域ＰＡから搬出して平板待機領域ＦＡに待機させる。そして、平板パレット１２の内側に複数の補助サポート台７６をＸ軸方向に間隔を置いて装着（セット）する。

続いて、ライトシャッタ３０によって門型フレーム２８の進入通路２８ｐの左側を開くと共に、別のライトシャッタ３２によって門型フレーム２８の進入通路２８ｐの右側を開く。そして、キャリッジ３４を棒パレット本体１８に一体的に連結させた状態で、キャリッジ用の移動モータの駆動により棒パレット１６をキャリッジ３４と一体的に左方向（Ｘ軸方向の一方側）へ移動させて、棒待機領域ＢＡから加工領域ＰＡに搬入する。このとき、棒パレット１６の一部である右端側（Ｘ軸方向の他端側）は、棒待機領域ＢＡに位置している。更に、一対の昇降シリンダ５６の駆動によりレフト大シャッタ５４を下降させて、レフト大シャッタ５４によって側壁５２の通過開口部５２ａを閉じる。併せて、別の昇降シリンダ６６の駆動によりレフト小シャッタ６４を下降させて、レフト小シャッタ６４によってレフト大シャッタ５４の通過切欠部５４ｎを閉じる。すると、保護キャビン４８、レフト大シャッタ５４、レフト小シャッタ６４、棒パレット１６に設けられた遮蔽部材（図示省略）、及び門型フレーム２８に設けられた他の遮光部材（図示省略）によって、加工領域ＰＡの上部を含めた全体を略密閉した状態（遮光状態）にすることができる。

その後、キャリッジ３４をサポートチャック２２に回転可能に連結させた状態で、キャリッジ用の移動モータ駆動により加工ヘッド３６及びサポートチャック２２をキャリッジ３４と一体的にＸ軸方向へ移動させる。また、加工ヘッド用の移動モータ（図示省略）の駆動により加工ヘッド３６をＹ軸方向へ移動させる。すると、棒パレット１６に保持された棒状のワークＷ’に対して加工ヘッド３６をＸ軸方向及び／又はＹ軸方向に位置決めすることができる。更に、回転モータの駆動によりメインチャック２０及びサポートチャック２２を回転させて、棒状のワークＷ’を回転させる。そして、加工ヘッド３６を棒状のワークＷ’に対してＸ軸方向及び／又はＹ軸方向に位置決めしかつ適宜に棒状のワークＷ’を回転させなら、加工ヘッド３６から棒状のワークＷ’に向かってファイバレーザ光を照射する。これにより、棒状のワークＷ’のレーザ加工（棒材加工）を行って、棒状のワークＷ’から製品Ｍを取り出すことができる。

ここで、前述のように、棒状のワークＷ’のレーザ加工中に、レフト大シャッタ５４によって側壁５２の通過開口部５２ａを閉じると共に、レフト小シャッタ６４によってレフト大シャッタの前記通過切欠部を閉じている。そのため、棒状のワークＷ’のレーザ加工中に、ファイバレーザ光の反射光が側壁５２側から外部に漏れることを十分に防止することができる。なお、棒状のワークＷ’のレーザ加工中に、棒パレット１６及び門型フレーム２８にそれぞれ設けられた遮蔽部材等によって、ファイバレーザの反射光が門型フレーム２８の進入通路２８ｐ側から外部に漏れることを防止している。

棒状のワークＷ’から製品Ｍを取り出した後に、棒状のワークＷ’のレーザ加工を一旦中断する。次に、レフト大シャッタ５４によって側壁５２の通過開口部５２ａを閉じた状態で、一対の別の昇降シリンダ６６の駆動によりレフト小シャッタ６４を上昇させて、レフト小シャッタ６４によってレフト大シャッタ５４の通過切欠部５４ｎを開く。また、複数の扉５０を開いて、加工領域ＰＡの正面側を開放する。そして、製品Ｍを加工領域ＰＡからレフト大シャッタ５４の通過切欠部５４ｎ及び接続ボックス７２を経由して複数の補助サポート台７６（平板待機領域ＦＡ）へ送り出す。更に、一対の別の昇降シリンダ６６の駆動によりレフト小シャッタ６４を下降させて、レフト小シャッタ６４によってレフト大シャッタ５４の通過切欠部５４ｎを閉じる。これにより、棒状のワークＷ’から取り出した製品Ｍを平板待機領域ＦＡ側から外部（ファイバレーザ加工機１０の外部）へ排出できると共に、棒状のワークＷ’のレーザ加工を直ちに再開して、レーザ加工の中断時間の短縮化を図ることができる。

なお、図８に示すように、レフト大シャッタ５４によって側壁５２の通過開口部５２ａを閉じた状態で、レフト小シャッタ６４によってレフト大シャッタ５４の通過切欠部５４ｎを開きかつ遮光ボックス７８の基端側をレフト大シャッタ５４の通過切欠部５４ｎに接続ボックス７２を介して接続してもよい。この場合には、加工領域ＰＡのＸ軸方向の寸法（長さ）を超える長尺棒状（長尺の棒状）のワークＴＷ’（図２参照）の先端側（始端側）の一部を遮光ボックス７８内に進入（挿入）させることにより、長尺棒状のワークＴＷ’（Ｗ’）の終端側を加工領域ＰＡに位置させることができる（図２参照）。このとき、ファイバレーザ光の反射光がレフト大シャッタ５４の通過切欠部５４ｎから漏れても、遮光ボックス７８によって外部に漏れることを十分に防止することができる。

以上の如き、本発明の実施形態によれば、前述のように、棒状のワークＷ’から製品Ｍを取り出した後におけるレーザ加工の中断時間の短縮化を図りつつ、ファイバレーザ光の反射光が側壁５２側から外部に漏れることを十分に防止することができる。よって、本発明の実施形態によれば、ファイバレーザ加工機１０の生産性を高めつつ、作業者の安全性を十分に確保することができる。

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、種々の変更を行うことにより、その他、種々の態様で実施可能である。そして、本発明に包含される権利範囲は、前述の実施形態に限定されないものである。

１０ファイバレーザ加工機
１２平板パレット（第１パレット）
１４平板パレット本体
１６棒パレット（第２パレット）
１８棒パレット本体
２０メインチャック
２２サポートチャック
２４製品サポートチャック
２６ベッド
２８門型フレーム（門型の支持フレーム）
２８ａ門型フレームの上部
２８ｐ進入通路
３０ライトシャッタ
３２別のライトシャッタ
３４キャリッジ
３６加工ヘッド
３８ファイバレーザ発振器
４０平板パレット待機機構
４２平板ガイドフレーム
４４棒ガイドフレーム
４６集塵ダクト
４８保護キャビン
５０扉
５２側壁（保護キャビン）
５２ａ側壁の通過開口部（保護キャビンの通過開口部）
５２ｄ凹部
５４レフト大シャッタ（大シャッタ）
５４ｎレフト大シャッタの通過切欠部
５６昇降シリンダ（昇降アクチュエータ）
５８シリンダ本体
６０作動ロッド
６２シャッタガイド
６４レフト小シャッタ（小シャッタ）
６６別の昇降シリンダ（別の昇降アクチュエータ）
６８シリンダ本体
７０作動ロッド
７２接続ボックス
７２ａ接続ボックスの接続開口部
７２ｇ接続ボックスの進入間隙部
７４ボックス受け台
７６補助サポート台（補助受け台）
７８遮光ボックス（箱型の遮光カバー）
８０蓋部材
８０ａ窓部
ＰＡ加工領域
ＦＡ平板待機領域（第１待機領域）
ＢＡ棒待機領域（第２待機領域）
Ｗ平板状のワーク
Ｗ’ 棒状のワーク
Ｍ製品

Claims

ファイバレーザ光の照射によって平板状のワークのレーザ加工と棒状のワークのレーザ加工を行うファイバレーザ加工機であって、
ワークのレーザ加工を行うための加工領域と、前記加工領域のＸ軸方向の一方側に配置した平板待機領域との間においてＸ軸方向へ移動可能に設けられ、平板状のワークを支持する平板パレットと、
前記加工領域と前記加工領域のＸ軸方向の他方側に配置した棒待機領域との間においてＸ軸方向へ移動可能に設けられ、棒状のワークを支持する棒パレットと、
前記平板パレットを通過させるための通過開口部が形成され、前記加工領域を覆う保護キャビンと、
下部に棒状のワークから取り出した製品及び／又は棒状のワークの一部を通過させるための通過切欠部が形成され、前記保護キャビンの前記通過開口部を開閉する大シャッタと、
前記大シャッタの前記通過切欠部を開閉する小シャッタと、を備えたことを特徴とするファイバレーザ加工機。
前記大シャッタによって前記保護キャビンの前記通過開口部を閉じた状態において、基端部が前記大シャッタの前記通過切欠部に接続可能に構成され、棒状のワークの一部及び／又は棒状のワークから取り出した製品を覆う遮光ボックスを備えたことを特徴とする請求項１に記載のファイバレーザ加工機。
前記遮光ボックスは、前記棒パレットの内側に着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のファイバレーザ加工機。
前記大シャッタに前記通過切欠部を囲むように設けられ、上面に前記小シャッタを進入させるための進入間隙部が形成され、Ｘ軸方向の一方側の側面に前記大シャッタの前記通過切欠部に連通可能な接続開口部が形成された箱型の接続ボックスを備え、
前記遮光ボックスの基端側は、前記大シャッタによって前記保護キャビンの前記通過開口部を閉じた状態において、前記接続ボックスの前記接続開口部に接続可能に構成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のファイバレーザ加工機。