JPH04309485A - レーザ加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、レーザ加工機に係り
、更に詳細にはワークにレーザ加工を行なうレーザ加工
ヘッドをＹ軸方向へ移動自在に設け、レーザ加工ヘッド
の下方位置にＸ軸方向へ移動自在に設けたワークを支持
するパレットを設けたレーザ加工機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ワークにレーザ加工を行なうレー
ザ加工機において、ワークテーブル上に直接ワークを載
置し、ワークテーブルを移動してレーザ加工を行なうか
、あるいは、ワークを把持し移動位置決めする装置を用
いてワークテーブル上に移動してレーザ加工が行なわれ
ているのが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のレーザ加工機にては、ワークをワークテーブルに載
置する時とか、ワークをワークテーブル上で移動位置決
めする際に、ワーク裏面に疵を付けたり、ワークテーブ
ルにワークを載置するのに多くの人手を要するという問
題があった。また、小さなワークの側面をレーザ加工す
る際は、レーザ加工ヘッドがワークテーブルに当り加工
できないという問題もあった。

【０００４】この発明の目的は、上記問題点を改善する
ため、ワークを載置したパレットをレーザ加工機へ容易
に搬出入可能となし、ワークに疵を付けることなく省力
化を図り、且つ、パレットを複数に分割して小さなワー
クの側面を加工する際は、不要なパレットを取除き３次
元加工を可能とするレーザ加工機を提供することにある
。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、ワークにレーザ加工を行なうレーザ加
工ヘッドをＹ軸方向へ移動自在に設け、上記ワークをレ
ーザ加工ヘッドの下方位置においてＸ軸方向へ移動自在
に設けてなるレーザ加工機にして、前記レーザ加工ヘッ
ドの下方位置に、ワークを支持するパレットの一端側を
支持自在のパレットキャレッジをＸ軸方向へ移動自在に
設けてレーザ加工機を構成した。

【０００６】また、この発明は、パレットキャレッジに
一端側を支持されたパレットホルダ上に、複数の小パレ
ットに分割自在のパレットを支持してレーザ加工機を構
成した。

【０００７】

【作用】この発明のレーザ加工機を採用することにより
、Ｙ軸方向へ移動自在なレーザ加工ヘッドの下方位置に
、パレットキャレッジをＸ軸方向へ移動自在に設け、こ
のパレットキャレッジにワークを載置したパレットの一
端側を支持自在とした。そして、パレットキャレッジの
Ｘ軸方向とレーザ加工ヘッドのＹ軸方向の動きにより、
ワークに所望のレーザ加工が施される。また、ワークを
載置したパレットを複数に分割し、小さなワークを載置
する場合は不要なパレットを取除くことにより、ワーク
の側面加工を行なう際は、レーザ加工ヘッドがパレット
に邪魔されず加工可能となるので容易にワークの側面加
工が行なえる。

【０００８】

【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。

【０００９】図５，図６および図７を参照するに、レー
ザ加工機１は上部より見てＴ形状を成し、Ｘ軸方向（図
５において図面に直交した方向、図６および図７におい
て左右方向）に延伸し、かつＹ軸方向（図５において左
右方向、図６において図面に直交した方向、図７におい
て上方向）へ延伸し一体的に成形された例えば箱状のベ
ース３が設けられている。

【００１０】Ｘ軸方向に延伸したベース３上には、ワー
クＷを支持するパレット５がＸ軸向へ移動自在に設けら
れ、Ｙ軸方向に延伸したベース３上に支柱７が立設され
ている。この支柱７は前面側支柱７ａと両側面側支柱７
ｂとで構成され、支柱７の上部には上部支持板９が一体
的に設けられている。この上部支持板９の下面にはＹ軸
方向へ延伸したレール１１が垂下して設けられ、このレ
ール１１には図示を省略したが摺動部材である例えばＬ
Ｍガイドを介してレーザ発振器１３が垂下し、Ｙ軸方向
へ図示を省略したが駆動源である例えば電動機等より回
転伝達部材を介して移動自在に設けられている。なお、
レーザ発振器１３は図５の図中に示されているように、
実線で示す前進限の位置より点線で示す位置まで後退自
在となる。

【００１１】前記レーザ発振器１３にはレーザビーム管
１５が接続されていて、レーザビーム管１５の先端（図
５において右側）にレーザ加工ヘッド１７を支持する加
工ヘッド支持ブロック１９が装着されている。前記レー
ザ加工管１５は前面側支柱７ａに設けた軸受２１内に挿
入され、レーザビーム管１５に沿って設けたレール２３
に摺動部材２５である例えばＬＭガイド等を介して前記
軸受２１に支持されている。なお、レーザビーム管１５
の材質としては、先端に設けたレーザ加工ヘッド１７に
撓み等の変位がないよう、剛性が高く軽い材質が要求さ
れ、例えばカーボンファイバ等で形成されている。

【００１２】上記構成により、レーザ発振器１３にレー
ザビーム管１５が固着され、レーザビーム管１５の先端
にレーザ加工ヘッド１７が設けられているので、レーザ
加工ヘッド１７がＹ軸方向へ移動するとレーザ発振器１
３もＹ軸方向へ共に移動する。

【００１３】前記レーザ加工ヘッド１７は、Ａ軸方向、
Ｂ軸方向に回動すると共に、Ｚ軸方向へにも上下して、
レーザノズル２７によってワークＷに３次元（立体）加
工ができるようになっている。なお、レーザ加工ヘッド
１７の基本的構成および動作は、すでに公知のものと同
様であり詳細な説明を省略するが、レーザ加工ヘッド１
７をＺ軸方向（図５，図６において上下方向、図７にお
いて図面に直交する方向）に移動するには、図示を省略
したが加工ヘッド支持ブロック１９に設けたＺ軸モータ
より回転伝達部材を介してＺ軸方向に設けたボールねじ
２９を回転せしめて、レーザ加工ヘッド１７が上下に移
動する。なお、図５の図中に示されているように実線で
示す上限より点線で示す下限位置に自在に設定すること
ができる。

【００１４】また、レーザ加工ヘッド１７をＡ軸、Ｂ軸
方向の回動する詳細な構成は、図８に示されている。す
なわち、Ａ軸回転体３１は前記加工ヘッド支持ブロック
１９に装着したヘアリング３３を介して回動自在に設け
られていて、Ａ軸回転体３１の下端にレーザ加工ヘッド
本体３５が固着されている。Ａ軸回転体３１の内部に円
筒状の中空円筒体３７がベアリング３９を介して装着さ
れていて、この中空円筒体３７の内部に、レーザ光ＬＢ
が通っている。なお、中空円筒体３７の下端にはベベル
ギヤ４１ａが形成され、このベベルギヤ４１ａはＢ軸回
転体４３に形成したベベルギヤ４１ｂに噛合されている
。

【００１５】Ｂ軸回転体４３は、前記レーザ加工ヘッド
本体３５にベアリング４５を介して回動自在に設けられ
ていて、図示を省略したが電動機等により回転伝達部材
を介してＢ軸回転体４３は回動される。このＢ軸回転体
４３の先端（図８において左側）にＣ軸移動体４７がボ
ルト等により固着されている。なお、レーザ光ＬＢは、
レーザ発振器１３より加工ヘッド支持ブロック１９内に
設けたベンドミラー４９ａにて折曲され（図５参照）、
レーザ加工ヘッド本体３５に設けたベンドミラー４９ｂ
により直角に折曲され、更に、Ｃ軸移動体４７内に設け
たベンドミラー４９ｃにより直角に折曲され、ワークＷ
に対して照射される。

【００１６】上記構成により、Ａ軸回転体３１を回動す
るとレーザ加工ヘッド本体３５は、図８の図中に示すＡ
矢印の方向へ回動し、Ｂ軸回転体４３が回動するとＣ軸
移動体４７は図８の図中に示すＢ矢印の方向へ回動する
。

【００１７】前記Ｃ軸移動体４７には、下部（図８にて
下方）にレーザノズル２７を備え、このレーザノズル２
７は集光レンズ５１を備えた筒体５３を一体的に設け、
四角形状をしたノズルホルダ５５の内面円筒部にバイヨ
ネット部材５７が回動自在に装着されている。バイヨネ
ット部材５７の内周に設けたバイヨネット機構に係脱自
在となる複数の溝５９を備えた前記筒体５３が設けられ
、バイヨネット部材５７を回動するため、ノズルホルダ
５５には例えばドグクラッチ等により係合離脱自在とな
るクラッチ部材６１を備えたベベルギヤ６３ａが回動自
在に設けられ、このベベルギヤ６３ａは前記バイヨネッ
ト部材５７に設けたベベルギヤ６３ｂと噛合されている
。

【００１８】上記構成により、ベベルギヤ６３ａを図外
の駆動源よりクラッチ部材６１を介して回動すると、バ
イヨネット部材５７は回動し、バイヨネット部材５７に
設けた突部５７ａが筒体５３に設けた溝５９に合致した
位置で係止が解除され、筒体５３は下降できる。すなわ
ち、突部５７ａと溝５９が合致した時にレーザノズル２
７をノズルホルダ５５より引抜くことができ、レーザノ
ズル２７の交換が可能となる。

【００１９】前記ノズルホルダ５５はＣ軸移動体４７内
を上下に移動自在に設けられている。すなわち、図９に
詳細が示されているように、ノズルホルダ５５には４隅
に４本の支柱６５が立設され、この支柱６５はパイプ状
をなし、この支柱６５を通って冷却水の給排水とアシス
トガスの給排が行なわれるようになっている。なお、支
柱６５の途中にねじ６７を形成した筒体６９が一体的に
支柱６５に固着されている。

【００２０】前記ねじ６７に螺合するねじ７１を備えた
リング体７３は、中空筒状のリング支持体７５に回動自
在に支承され、リング支持体７５は前記Ｃ軸移動体４７
にねじ７７により一体的に固着されている。リング体７
３の下側（図８において下側）にはベベルギヤ７９ａが
形成され、このベベルギヤ７９ａに噛合するベベルギヤ
７９ｂは、前記Ｃ軸移動体４７に固着した減速機８１の
出力軸８３に係止されていて、減速機８１には駆動源で
あるＣ軸上下用電動機８５連結されている。

【００２１】上記構成により、Ｃ軸上下用電動機８５を
駆動することにより、減速機８１を介してベベルギヤ７
９ｂが回動し、このベヘルギヤ７９ｂに噛合したリング
体７３に形成したベベルギヤ７９ａが回動する。リング
体７３の回動により、リング体７３に形成したねじ７１
が回動し、このねじ７１が螺合したねじ６７を介して筒
体６９は上下に移動可能となり、筒体６９が一体化され
た支柱６５に支承したノズルホルダ５５が上下に移動す
ることとなる。

【００２２】而して、ノズルホルダ５５の上下移動によ
り、レーザノズル２７の下端とワークＷの表面との距離
を適宜に設定できる。なお、図８の図中に点線で示した
位置は、レーザノズル２７の下降限と、レーザノズル２
７に一体的に設けた集光レンズ５１を備えた筒体５３の
上昇限を示し、また、図９の図中にノズルホルダ５５と
レーザノズル２７の下降限を２点鎖線で示してある。

【００２３】一方、ワークＷを載置するパレット５は、
図１，図５，図６および図７を参照するに、ベース３の
前面側（図１および図５において右側、図６において前
側、図７において下側）にＸ軸方向にパレット５を支承
するサポートローラ８７である例えばフリーベアリング
が多数配設されている。また、後面側にもサポートロー
ラ８７がキャレッジ８９のＸ軸方向に多数配設され、キ
ャレッジ８９は、前記前面側支柱７ａに一体的に固定さ
れたキャレッジベース９１に摺動部材９３である例えば
ＬＭガイド等を介してＸ軸方向に摺動自在に設けられて
いる。

【００２４】キャレッジ８９をＸ軸方向に摺動させる構
成は、図２を併せて参照するに、モータ９５のフレーム
９７が、キャレッジ８９に固着され、フレーム９７にラ
ジアルベアリング９９とスライドベアリング１０１を介
してモータコア１０３に回転自在に装着されている。こ
のモータコア１０３にはナット部材１０５が一体的に設
けられ、ナット部材１０５にねじ軸１０７（例えばボー
ルねじ等）が螺合してあり、ねじ軸１０７はＸ軸方向に
延伸し、両端は前記キャレッジベース９１の両側に固着
されている。

【００２５】上記構成により、モータ９５を駆動するこ
とにより、ねじ軸１０７が螺合したナット部材１０５が
回転し、ねじ軸１０７上をＸ軸方向の左右へ移動する。 このためキャレッジ８９はＸ軸方向へ移動自在となり、
キャレッジベース９１に設けた摺動部材９３により円滑
に左右移動が行なわれる。

【００２６】キャレッジ８９に設けたサポートローラ８
７上に乗ったパレット５は、キャレッジ８９の両側に設
けたクランプ部材１０９によりクランプされている。な
お、クランプ部材１０９としては、例えば流体圧作動の
シリンダ１１１により押え板１１３を移動させてパレッ
ト５をクランプするものである。

【００２７】上記構成により、パレット５は、サポート
ローラ８７を案内とし円滑にベース３上に載置でき、ベ
ース３上に乗ったパレット５のキャレッジ８９側は、ク
ランプ部材１０９にてクランプされ、モータ９５の駆動
によりパレット５はキャレッジ８９の動きと共にＸ軸方
向へ移動自在となる。なお、移動時のパレット５の前面
側は、ベース３の前面側に設けたサポートローラ８７を
案内として円滑に移動される。

【００２８】上述した以外の附属部材としては、レーザ
加工機１の加工部を覆うカバー１１５が設けられ、天板
部は開閉自在となったいる。また、前記レーザ加工ヘッ
ド１７に設けたレーザノズル２７を交換するレーザノズ
ル交換装置１１７が、図１および図５に示されているよ
うに、前記支柱７の前面側支柱７ａ内に設けられている
。更に、ベース３内には、パレット５上に載置したワー
クＷにレーザ加工を行なう際、パレット５の下部に設け
たチップコンベア１１９にて発生したスクラップを受け
、スクラップバケット１２１にスクラップを収納するス
クラップ搬送装置１２３が設けられている。

【００２９】なお、本実施例においては、パレット５を
１体物として説明したが、図３および図４に示されてい
るように複数個（本実施例では４個）の分割したもので
も可能である。すなわち、４分割された小パレット５ａ
をパレット受皿１２５内に装着し、図示を省略したが各
小パレット５ａの１つの隅をクランプするクランプ部材
をパレット受皿１２５に設ける。そして、パレット受皿
１２５をベース３とキャレッジ８９に設けたサポートロ
ーラ８７の上に載置し、クランプ部材１０９にてパレッ
ト受皿１２５をクランプし、ワークＷの載置された小パ
レット５ａをモータ９５で駆動することによりＸ軸方向
へ移動させ所定のレーザ加工を行なう。

【００３０】上記のごとき分割した小パレット５ａを用
いる利点としては、ワークＷが小型にしてワークＷの側
面加工を必要とする場合、不要の各パレット５ａを取外
することにより、図４に図示されているように、レーザ
加工ヘッド１７がワークＷに当接することなく、ワーク
Ｗの側面を自在に加工することが可能となる。

【００３１】上述したごとき構成のレーザ加工機１にお
いて、ワークＷを載置したパレット５をレーザ加工機１
へ搬出入するには、ベース３とキャレッジ８９に設けた
サポートローラ８７を案内として円滑に搬出入ができワ
ークＷに疵を付けることなく、多くの人手も要すること
がない。また、パレット５は小分割することによりワー
クＷの側面加工を容易に行なうことが可能となる。

【００３２】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。

【００３３】

【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、この発明によれば、レーザ加工ヘッドをＹ軸
方向へ移動自在に設け、このレーザ加工ヘッドの下方位
置にＸ軸方向へ移動自在となるパレットキャレッジを設
けて、パレットの一端側をパレットキャレッジで支持し
サポートローラを案内として円滑にパレットを移動して
、パレット上に載置したレーザ加工が施される。

【００３４】而して、サポートローラを案内としてワー
クを載置したパレットをレーザ加工機へ容易に搬出入す
ることができる。

【００３５】また、パレットを複数に小分割して、小さ
なワークを加工する際は不要なパレットを取除くことに
よりワークの側面を容易に加工することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の主要部を示し、図５におけるＩ矢視
部の拡大図である。

【図２】図７におけるＩＩ矢視部の拡大断面図である。

【図３】この発明の主要部を示し、分割パレットの平面
図である。

【図４】図３における側面図である。

【図５】この発明を実施する一実施例のレーザ加工機に
して、図６におけるＶ−Ｖ　線に沿った拡大断面図であ
る。

【図６】図５における正面図である。

【図７】図６における平面図である。

【図８】図５におけるＶＩＩＩ矢視部の拡大断面図であ
る。

【図９】図８におけるＩＸ矢視部の拡大斜視図である。

【符号の説明】

１　　レーザ加工機 ５　　パレット ５ａ　　小パレット １７　　レーザ加工ヘッド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ワークにレーザ加工を行なうレーザ加
   工ヘッドをＹ軸方向へ移動自在に設け、上記ワークをレ
   ーザ加工ヘッドの下方位置においてＸ軸方向へ移動自在
   に設けてなるレーザ加工機にして、前記レーザ加工ヘッ
   ドの下方位置に、ワークを支持するパレットの一端側を
   支持自在のパレットキャレッジをＸ軸方向へ移動自在に
   設けてなることを特徴とするレーザ加工機。
2. 【請求項２】　　パレットキャレッジに一端側を支持さ
   れたパレットホルダ上に、複数の小パレットに分割自在
   のパレットを支持してなることを特徴とする請求項１記
   載のレーザ加工機。