JPH0489194A

JPH0489194A - ワーク垂直型レーザーマシン

Info

Publication number: JPH0489194A
Application number: JP2199099A
Authority: JP
Inventors: Morikatsu Matsuda; 守且松田
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1990-07-30
Filing date: 1990-07-30
Publication date: 1992-03-23
Anticipated expiration: 2014-05-17
Also published as: JP2891379B2

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、ワークを垂直状態に保持して、レーザー加
工をおこな得るようにしたワーク垂直型レーサーマシン
に関する。

（従来の技術）従来のレーザーマシンとしては、例えば下記の３つのタ
イプか知られている。

第１のタイプは、光軸が固定で、水平面に置がれた板状
のワークが、テーブル上をワーク移動装置により互に直
交するＸ軸、Ｙ軸に沿って、水平に移動するものである
。

第２のタイプは、光軸が固定で、板状のワークをワーク
テーブルの支持部材上に水平に載せて固定し、前記ワー
クテーブルが互に直交するＸ軸。

Ｙ軸に沿って、水平に移動するものである。

第３のタイプは、光軸が互に直交するＸ軸、Ｙ軸に沿っ
て水平に移動すると共に、板状のワークをワークテーブ
ルの支持部材上に水平に載せて固定し、前記ワークテー
ブルもレーザーマシンのベット上に固定されたものであ
る。

何れにしても従来のマシンは、ワークを水平面に支持す
るものであった。

（発明が解決しようとする課題）ところで、前記第１及び第２のタイプのレーザーマシン
では、水平に置かれたワークが互に直交するＸ軸、Ｙ軸
に沿って水平に移動するので、ワークサイズの割に設置
面積が広いと言う問題があった。

又、前記第１のタイプは、板状のワークかテブルに設け
られたローラ上を高速で水平移動されながらカットされ
るため、ワークのびびりやばたつき等により、高精度な
カットは望めなかった。

更に、前記第２及び第３のタイプでは、板状のワークが
ワークテーブルに設けられた支持部材上に水平に載せら
れて固定され、第２のタイプのにようにワークテーブル
が水平に移動するものでも、ワークのびびりやばたつき
は無く、高精度の加工が期待できる代りに、支持部材を
避けて加ニブログラムを組まなければならなかったり、
支持部材が銅製で消耗品であったり、更に加工時のダス
トを回収するためのダクトを支持部材の下に配置せざる
を得ないので、ダストやスパッタの回収率が悪いなどの
問題点があった。

尚、前記第３のタイプでは、光軸がＸ軸、Ｙｌ［ｌＩを
水平に移動するので、第１．第２のタイプ程ではないが
、面積の大きな板状のワークをワークテーブルの支持部
材上に水平に載せて固定しているので、やはりワークサ
イズの割に設置面積が広いと言う問題は残る。

この発明の目的は、上記問題点を改善するため、ワーク
サイズの割に設置面積が小さく、加工精度も高く、支持
部材を省略すると共に、更にダストヤスバッタの回収率
のよいワーク垂直型レーザーマシン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）上記目的を達成するために、この発明は、ワクを垂直状
態で保持体に保持し、このワークの両面の相対向した位
置に、レーザーヘッドとキャッチャ−ヘッドを対にした
レーザー加工装置を設け、前記ワークとレーザー加工装
置を相対的に水平方向へ、かつ上下方向へ移動自在に設
けてワーク垂直型レーサーマシンを構成した。

また、前記ワーク垂直型レーザーマシンにおいて、前記
レーザーヘッドとキャッチャ−ヘッドに、それぞれ保持
されたレーザーノズルとキャッチャ−バイブを、前記ワ
ーク面に対して適宜な距離に接近、離反自在に設けて構
成した。

（作用）この発明のワーク垂直型レーザーマシンを採用すること
により、板状のワークを垂直状態で保持体に保持させ、
このワークとレーザー加工装置とを相対的に水平方向及
び上下方向に移動して位置決めした後、レーザーヘッド
よりレーザービームを照射すると共に、キャッチャ−ヘ
ッドからダストやスパッタを吸引しながら、前記と同様
にワークとレーザー加工装置とを移動させながら、レー
ザー加工が行われる。

また、前記位置決めの後、レーザーノズルとチャッチャ
ーバイブを、ワーク面に十分接近させてからレーザー加
工を行えば、ダストの回収、スパッタの回収が容易にな
る。

（実施例）以下、添付図面に基づいて、この発明の詳細な説明する
。

第１図、第２図および第３図を参照するに、ワーク垂直
型レーザーマシン１のベット３上の中央には、矩形枠状
のワーク保持体５がＹ軸方向（第１図において左右方向
に固定されている。

このワーク保持体５の底部枠７はベット３に固定され、
更に上面中心線上には適宜な数のワーク支持片９が、着
脱自在に設けられている。又、底部枠７の後部（第２図
において右部）には、後部支柱１１が着脱自在に固定さ
れ、前部（第２図において左部）には前部支柱１３が着
脱自在、かつ溝などを設けて、Ｙ軸方向に取付位置を摺
動して固定されるようになっている。又、これらの後部
支柱１１と前部支柱１３の上端には、上部枠１５が着脱
自在に取り付けられている。なお、これらの矩形枠状に
組付けられた後部支柱１１．前部支柱１３．上部枠１５
の内側には、適宜な数のワーククランパ１７が、着脱自
在に固定されるようになっている。

ワーク保持体５は、以上のような構成であるから、先ず
作業サイクルに入る前にワークＷの大きさに合わせて、
適宜な背丈の後部支柱１１と前部支柱１３を選択して、
上部枠１５と共に矩形枠状に組付ける。この時前部支柱
１３の取り付は位置は、ワークＷの大きさに合わせてＹ
軸方向に摺動してから固定する。更に、矩形枠状に組付
けられたワーク保持体５の内側には、適宜な数のワーク
クランパ１７及びワーク支持片９を取り付ける。

さて、ワークＷを取り付けたり、取り外したりするには
、ワーク保持体５を矩形枠状にしたままでも出来ないこ
とはないが、例えば、下記に説明するようにした方が容
易である。即ち先ず前部支柱１３を取り外してから、ワ
ークＷを前方よりワーク支持片９上を滑るせなから枠内
に挿入位置決めした後、後部支柱１１及び土部枠１５に
取り付けられたワーククランプ１７でクランプして固定
してから、前部支柱１３を前後方向の適宜な位置に固定
の上、その前部支柱１３に取り付けられたワーククラン
パ１７てクランプすれば、ワークＷのワーク保持体５へ
のセツティングか完了される。

なお、ワークＷを取り外す時も、上記に説明したのと逆
の順序で行えば、容易に取り外せる。

次に、ワークＷの左右対称位置には、それぞれレーザー
ノズル１９とキャッチャ−パイプ２１とがあって、これ
らをワークＷ面に垂直な方向に摺動自在に保持するレー
サーヘッド２３とキャッチャ−ヘッド２５か、それぞれ
設けられている。更にこれらのヘッドは、それぞれ凹型
フレーム２７の左コラム２７ａと右コラム２７ｂに上下
方向摺動自在に支持されている。これら左右のコラム２
７ａ、２７ｂには公知のりニヤモータ、又は送りナツト
と送りねじ機構などが設けられていて、前記のレーザー
ヘッド２３やキャッチャ−ヘット２５は上下にＮＣ制御
により摺動される。即ち、光軸はＸ軸方向に移動される
。同様に前記レーサー加工１９やキャッチャ−パイプ２
１も、それぞれレーザーヘッド２３及びキャッチャ−ヘ
ッド２５内に設けられた例えば公知の流体圧シリンダや
送りナツト機構などで構成された出入装置２９（第４図
参照）により、ワークＷ面に接近、離反されるようにな
っている。

さて、前記左右のコラム２７ａ、２７ｂの下端には、そ
れぞれ左右のキャリッジ３１ａ、３１ｂがＹ軸方向に取
り付けられていて、それぞれ前記ベット３の左右にＹ軸
方向に取り付けられたガイドレール３３ｇ、３３ｂ上を
Ｙ軸方向に摺動自在に保持されている。前記左右のキャ
リッジ３１ａ。

３１ｂの下には、それぞれ送りナツト支持物が左右のガ
イドレール３３ａ、３３ｂ及びベット３の下へ突出して
いて、それぞれＮＣ制御されて回転する左右の送りねじ
３５ａ、３５ｂに係合しているので、凹型フレーム２７
．レーザーヘッド２３゜キャッチャ−ヘッド２５はＹ軸
方向に水平に駆動される。即ちま光軸はＹ軸方向に移動
されることになる。

一方、ベット３の右後方（第１図において右上方）には
レーザー発振器３７が取り付けられていて、ここで発振
されるレーザービームＬＢは、ビーム導管３９．伸縮自
在な伸縮ビーム導管４１やビームヘンダ装置４３なとを
適宜使って、門型フレーム２７．右コラム２７ｂ、レー
ザーヘツド２３を経てレーザーノズル１９に導かれるよ
うになっている。

なお、ベット３の左後方には制御盤４５か取り付けられ
ていて、操作ボタンや制御機器が納められている。

次に第４図によって、レーザーヘッド２３とチャッチャ
ーヘット２５の詳細について説明する。

先ずワークＷに対して光軸をＸ−Ｙ軸に高速で位置決め
する時は、レーサーノズル１９やキャッチャ−パイプ２
１が接触しないように、それぞれの先端部はワークＷか
ら十分離れている必要があるが、レーサー加工に入る時
は、第４図のように出入装置２９により充分に小さい距
離ａの所に位置決めされる。前記キャッチャ−ヘッド２
５内には吸塵ファン４７．集塵装置４９が備えられてい
て、レーザー加工した際に発生するダストやスパッタを
集塵するようになっている。このようにすると、レーザ
ービームＬＢで溶解され、アシストガス５１により吹き
とばされたダストやスパッタがワークＷとの間の隙間か
ら殆んと逃げないで、チャッチャーパイプ２１に吸い込
まれる。従ってダストやスパッタの回収率が向上し、工
場の空気が清浄に保たれる。

さて、ワークＷがワーク保持体５にワーククランパ１７
でクランパされてからの作動を説明する。

先ず、左右の送りねし３５ａ、３５ｂをＮＣ制御で回す
と、凹型フレーム２７がＹ軸方向に動くから、光軸はＹ
軸方向に移動される。又同時に、左右のコラム２７ａ、
２７ｂのリニヤ−モータをＮＣ制御して上下に動かすと
、レーザーヘッド２３、キャッチャ−ヘッド２５が上下
に動くから、光軸はＸ軸方向に移動される。このように
ワークＷのレーザー加工したいところに、光軸が位置決
めされる。

次に、出入装置２９を動かして、レーザーヘッド２３及
びキャッチャヘッド２５にそれぞれ支持された、レーザ
ーノズル１９及びキャッチャ−パイプ２１の先端をワー
クＷ面に一定の十分小さい距離ａ（第４図）まで近づけ
る。

そして、レーサー発振器３７からレーザービームＬＢを
出すと、ビーム導管３９．ビームベンダ装置４３．伸縮
ビーム導管４１なとを経て、レザーノズル１９からワー
クＷへ噴射されるからレーザー加工が開始される。同時
にキャッチャ−ヘッド２３内の吸塵ファン４７を回すと
レーサー加工で生じたダストやスパッタは、アシストガ
ス５３と共にキャッチャ−パイプ２１から効率よく吸い
込まれて、キャッチャ−ヘッド２５内の収率装置４９に
吸収される。

なお、レーサー加工中も、前述の光軸位置決めて行った
と同様に、左右の送りねし３５ａ、３５ｂをＮＣ制御す
ると共に、コラム２７ａ、２７ｂのリニヤ−モータをＮ
Ｃ制御することにより、光軸はＸ−Ｙ軸方向に動かされ
てワークＷは任意の形にレーザー加工される。

次に、レーザー加工が完了すると、ワークＷに対する光
軸の動きは止まり、再び出入装置２９により、レーザー
ノズル１９とキャッチャ−パイプ２１は、それぞれレー
ザーヘッド２３とキャッチャ−ヘッド２５の方向に引き
込められる。そして、加工後のワークＷを取り出し易い
位置に、光軸が動かされて作業は終る。

尚、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。

例えば、前記の実施例は、ワーク固定で光軸がＸ軸、Ｙ
軸方向に動くタイプであった。このタイプは、ワーク垂
直型レーザーマシンの中では設置面積が最小になる有利
さと、光軸を動かした方が機構的に簡単であり、剛性も
保てるので加工精度も最良となる。

しかし、原理的には、ワークＷと光軸とは相対的に動け
ばよいので、前述のタイプの他に次のようなものが考え
られる。

先ず、光軸は上下方向、即ちＸ軸方向にだけ動く代りに
、ワークＷを水平即ちＹ軸方向に動かすタイプである。

ワークＷを水平に動かすには、ワ−り保持体の底部枠を
キャリッジ型にして、その下にガイドレールと送りねし
機構を付ければ達成出来る。このタイプは、ワーク水平
方向長さ分だけＹ軸方向のスペースが長くなると言う欠
点はあるが、光軸も水平方向に動かせば水平方向の位置
決め速度は早くなると言う効果がある。

次に、光軸はＹ軸方向たけ動かして、ワークを上下即ち
Ｘ軸方向に動かすタイプがある。ワークを上下方向に動
かすには、ワーク保持体の前後の支柱の内側に直接ワー
ククランパを取り付ケないで、支柱に上下に摺動自在に
支持されるキャリッジを介して取り付け、このキャリッ
ジを送りねじ機構か、リニヤ−モーターで動かすことに
より達成出来る。

最後に、ワークＷたけをＸ軸、Ｙ軸方向に動がすタイプ
にしても対応可能である。

又、実施例では、レーザーヘッド２３やキャッチャ−ヘ
ッド２５を支える左右のコラムは、上に梁を載せて門型
フレーム型式として、剛性の強化と左右のコラムの動き
の同調性の容易化を計ったが、原理的には左右のコラム
たけでも作動にはさしつかえない。

［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
発明によば、面積の広い板状のワークを垂直状態で保持
体に保持しているので、ワークサイズの割にマシンの設
置面積が小さく加工精度も高い。

又、ワークが垂直に保持されているので、ワークを支持
するのに支持部材を省略できる。

更に位置決めの後、レーサー加工に入る前にレザーノズ
ルとキャッチャ−パイプを、出入装置によりワークに接
近させるので、ダストやスパッタの回収率がよく、向上
の空気を清浄に保つ効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の１実施例であるワーク垂直型レー
ザーマシンの平面図、第２図は第１図における側面図、
第３図は、第１図における正面図、第４図は、レーザー
ノズル及びキャッチャ−パイプ回りの説明図である。１・・・ワーク垂直型レーサーマシン５・・・ワーク保持体　１９・・・レーザーノズル２１
・・・キャッチャ−パイプ２３・・・レーザーヘッド２７・・・門型フレーム２９・・・出入装置　Ｗ・・・ワーク代理人　弁理士　三　好　　秀　和

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ワークを垂直状態で保持体に保持し、このワーク
の両面の相対向した位置にレーザーヘッドとキャッチャ
ーヘッドを対にしたレーザー加工装置を設け、前記ワー
クとレーザー加工装置を相対的に水平方向へかつ上下方
向へ移動自在に設けたことを特徴とするワーク垂直型レ
ーザーマシン。
（２）前記レーザーヘッドとキャッチャーヘッドに、そ
れぞれ保持されたレーザーノズルとキャッチャーパイプ
を、前記ワーク面に対して適宜な距離に接近、離反自在
に設けたことを特徴とする請求項（１）記載のワーク垂
直型レーザーマシン。