JPH05293681A - レーザー加工機 - Google Patents

レーザー加工機

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JPH05293681A
JPH05293681A JP4125743A JP12574392A JPH05293681A JP H05293681 A JPH05293681 A JP H05293681A JP 4125743 A JP4125743 A JP 4125743A JP 12574392 A JP12574392 A JP 12574392A JP H05293681 A JPH05293681 A JP H05293681A
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JP
Japan
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work
axis direction
axis
rotating device
carriage
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JP4125743A
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English (en)
Inventor
Hideki Yamada
秀樹 山田
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SHINKI LASER KK
Original Assignee
SHINKI LASER KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】レーザー加工機の制御ソフトを改変することな
くそのまま利用して、筒状ワークの加工を可能にするこ
とである。 【構成】回転軸31の先端にチャック33を取付けたワ
ーク回転装置Aをベッド1の側方に設置する。この回転
軸31の軸芯Cは、加工ヘッド23を取付けたキャレッ
ジ13の移動方向であるY軸方向に沿っていると共に、
この加工ヘッド23の直下に位置している。回転軸31
に取付けた歯車34と、テーブル3にX軸方向に取付け
たラック35とが噛合している。チャック33で把持し
た円筒状のワークWは、テーブル3の直線移動と同期し
て回転する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ワークを回転させるた
めにテーブルに装着される専用のワーク回転ユニットを
使用することなく、加工プログラムに基いて筒状ワーク
を設定形状に切断、溶接、表面改質したりするレーザー
加工を行えるようにしたレーザー加工機に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】レーザー加工機は、ベッドの上面に水平
方向であるX軸方向に直線移動可能に装着されたテーブ
ルと、前記ベッドを跨いで設けられた門型フレームのビ
ームの前面に、前記X軸方向と直交する水平方向である
Y軸方向に直線移動可能に装着されたキャレッジと、該
キャレッジに垂直方向であるZ軸方向に移動可能に装着
された加工ヘッドとを備え、加工プログラムに基く前記
テーブルのX軸方向への移動と、前記キャレッジのY軸
方向への移動とを合成させて、前記加工ヘッドから発せ
られるレーザービームを前記テーブルにセットされたワ
ークに照射させて、このワークを設定形状に切断したり
するレーザー加工を行う構成である。
【0003】このレーザー加工機において、例えば円筒
状ワークに円形の窓を切断加工する場合には、この円筒
状ワークを回転させながら前記キャレッジをY軸方向に
移動させる必要がある。従来は、このような場合におい
ては、ワークを回転させるための専用のワーク回転ユニ
ットをテーブルに装着し、これによりワークをチャッキ
ングして回転させて切断加工していた。ここで、レーザ
ー加工機においては、前記テーブルのX軸方向への移
動、前記キャレッジのY軸方向への移動、及び前記加工
ヘッドのZ軸方向への移動は、いずれも独立した異なる
制御用モータの回転を直線運動に変換して行っており、
これらの三つの制御用モータの回転は、制御ソフトによ
って互いに同調している。しかし、上記したように専用
のワーク回転ユニットを設けた場合には、この回転軸を
回転させるための制御用モータの回転と、レーザー加工
機に備え付けられていて、テーブル、キャレッジ及び加
工ヘッドを互いに直交するX,Y,Zの三軸方向にそれ
ぞれ移動させるための三つの制御用モータの各回転と
は、同調していない。このため、上記した専用のワーク
回転ユニットを使用する場合には、このワーク回転ユニ
ットの制御用モータの回転と、レーザー加工機の三つの
制御用モータの各回転とが同調するように、新規に制御
ソフトを作成する必要があると同時に、ワーク回転ユニ
ットをテーブルに装着して使用するために、電気配線を
施したり、テーブルの改造を行ったりする必要があっ
て、このために多大なコストを要する。
【0004】また、専用のワーク回転ユニットを使用す
る場合には、上記したように新規に制御ソフトを作成す
る必要があるのに加え、筒状ワークを加工する都度、テ
ーブルに対してワーク回転ユニットを脱着しなければな
らない面倒がある。更に、専用のワーク回転ユニット
は、自身の制御用モータを備えているために、高価でも
ある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、テーブルの
移動と同期して回転する回転軸を備えたワーク回転装置
をレーザー加工機に付設することによって、レーザー加
工機に備え付けの三つの制御用モータを制御して駆動さ
せるための制御ソフトを改変することなくそのまま利用
して、筒状ワークのレーザー加工を可能にすることを課
題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の採用した手段は、ベッドの上面に水平方向で
あるX軸方向に直線移動可能に装着されたテーブルと、
前記ベッドを跨いで設けられた門型フレームのビームの
前面に、前記X軸方向と直交する水平方向であるY軸方
向に直線移動可能に装着されたキャレッジと、該キャレ
ッジに垂直方向であるZ軸方向に移動可能に装着された
加工ヘッドとを備え、加工プログラムに基く前記テーブ
ルのX軸方向への直線移動と、前記キャレッジのY軸方
向への直線移動とを合成させて、前記加工ヘッドから発
せられるレーザービームを前記テーブルにセットされた
ワークに照射させて、このワークを設定形状に切断した
りするレーザー加工を行う構成のレーザー加工機におい
て、回転軸にチャックを取付けたワーク回転装置を前記
ベッドの側方に、該回転軸の軸芯が前記Y軸方向に沿う
ようにして装着し、同期手段によって前記テーブルのX
軸方向への移動と同期させて前記ワーク回転装置の回転
軸を回転させることにより、そのチャックで把持された
筒状ワークの切断などのレーザー加工を行うように構成
したことである。
【0007】
【発明の作用】ベッドの側方に付設したワーク回転装置
の回転軸は、同期手段を介してテーブルの直線移動と同
期して回転する。即ち、ワーク回転装置の回転軸は、テ
ーブルをX軸方向に直線移動させるためのX軸制御用モ
ータにより制御されて回転されることになる。このた
め、ワーク回転装置の回転軸の回転は、Y軸制御用モー
タにより制御されるキャレッジの直線移動、及びZ軸制
御用モータにより制御される加工ヘッドの直線移動と同
調することになる。よって、X軸制御用モータによるワ
ーク回転装置の回転軸の回転と、Y軸制御用モータによ
るキャレッジの直線移動とを合成させることにより、レ
ーザー加工機の既存の制御ソフトによって、前記回転軸
のチャックに把持されている筒状ワークのレーザー加工
が行える。
【0008】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。図1は、本発明に係るレーザー加工機の正面図
であり、図2は、同じく平面図であり、図3は、同じく
斜視図であり、図4は、門型フレーム7の斜視図であ
り、図5は、ワーク回転装置Aの斜視図である。最初に
レーザー加工機の一般構成について説明し、その後に本
発明に係るワーク回転装置Aの部分について説明する。
ベッド1の上面には、一対のX軸直線ガイド2が平行に
設けられ、このベッド1の上面にテーブル3が配置され
て、このテーブル3は、前記一対のX軸直線ガイド2に
案内されて水平方向であるX軸方向に直線移動を行う。
ベッド1の上面におけるテーブル3の両移動端部には、
それぞれX軸ギヤーボックス4と軸受5とが設けられ、
このX軸ギヤーボックス4と軸受5とでX軸ボールネジ
6が支承され、前記テーブル3に取付けられたX軸ボー
ルナット(図示せず)と前記X軸ボールネジ6とが螺合
している。DCサーボモータから成るX軸制御用モータ
Mxの回転は、前記X軸ギヤーボックス4内のギヤー列
を介して前記X軸ボールネジ6に伝達され、このX軸ボ
ールネジ6の正逆回転によりテーブル3がX軸方向に直
線移動を行う。
【0009】また、ベッド1の長手方向の中央からX軸
ギヤーボックス4が配置されている側に寄った部分に門
型フレーム7が該ベッド1を跨いで設けられている。こ
の門型フレーム7は、左右の各コラム8,9の上端にビ
ーム11が水平に張り渡された構成であって、このビー
ム11の前面に、一対のY軸直線ガイド12が上下方向
に所定の間隔をおいて互いに平行に設けられ、この一対
のY軸直線ガイド12にキャレッジ13が取付けられて
いる。このキャレッジ13は、前記X軸方向と直交する
水平方向であるY軸方向に直線移動を行う。前記ビーム
11の前面の両端部に取付けられたY軸ギヤーボックス
14と軸受15とでY軸ボールネジ16が支承され、前
記キャレッジ13に取付けられたY軸ボールナット(図
示せず)と前記Y軸ボールネジ16とが螺合している。
DCサーボモータから成るY軸制御用モータMyの回転
は、前記Y軸ギヤーボックス14内のギヤー列を介して
前記Y軸ボールネジ16に伝達され、このY軸ボールネ
ジ16の正逆回転によりキャレッジ13がY軸方向に直
線移動を行う。
【0010】図6は、前記キャレッジ13の前面に装着
された加工ヘッド23の部分の正面図であり、図7は、
図6のX−X線断面図である。図6及び図7において、
前記キャレッジ13の前面には、一対のZ軸直線ガイド
17が水平方向に所定の間隔をおいて上下方向に設けら
れ、この一対のZ軸直線ガイド17にスライダー18が
上下動可能に装着されている。即ち、キャレッジ13の
上面には、Z軸ギヤーボックス19が取付けられている
と共に、キャレッジ13の前面の一対のZ軸直線ガイド
17に挟まれた部分であって、しかもその下端の部分に
は、軸受21が取付けられ、この軸受21と前記Z軸ギ
ヤーボックス19との間でZ軸ボールネジ22が支承さ
れている。DCサーボモータから成るZ軸制御用モータ
Mzの回転は、前記Z軸ギヤーボックス19内のギヤー
列を介して前記Z軸ボールネジ22に伝達され、このZ
軸ボールネジ22の正逆回転によりスライダー18が垂
直方向であるZ方向に直線移動を行う。スライダー18
の下端部には、加工ヘッド23が取付けられ、このスラ
イダー18とキャレッジ13の上端部との間には、レー
ザー発振器(図示せず)から伝送されたレーザービーム
を集光させるための集光装置を内蔵した伸縮可能な筒体
24が設けられている。レーザー発振器から伝送された
レーザービームは、ビームベンドミラー25で屈折され
て、筒体24内の集光装置により集光され、加工ヘッド
23の部分からワークに照射されて、切断などのレーザ
ー加工が行われる。Z軸制御用モータMzの正逆回転に
より、スライダー18と一体となって加工ヘッド23が
上下動する。
【0011】レーザー加工機の一般構成は、上記した通
りであって、Z軸制御用モータMzにより加工ヘッド2
3を上下動させて、テーブル3にセットされた板状のワ
ークに対して加工ヘッド23を適正な間隔に保持して、
加工プログラムに基いて、X軸制御用モータMxによる
テーブル3のX軸方向への直線移動と、Y軸制御用モー
タMyによるキャレッジ13のY軸方向への直線移動と
を合成して、テーブル3にセットされた板状のワークに
加工ヘッド23からのレーザービームを照射させて切断
などのレーザー加工を行う。
【0012】次に、本発明に係るワーク回転装置Aの部
分について説明する。図1、図2及び図5に示されるよ
うに、前記ベッド1の側方であって、しかも右コラム8
に近接した部分にワーク回転装置Aが設置されている。
このワーク回転装置Aは、支柱26で水平に支持された
支持板27の上面に一対の軸受28がY軸方向に沿って
所定の間隔をおいて装着され、各軸受28にスリーブ2
9(図5参照)が一体に取付けられて、各スリーブ29
に回転軸31がその軸芯方向にスライド可能に挿通支持
されている。このようにして支持された回転軸31の軸
芯Cは、Y軸方向に沿っていると共に、前記加工ヘッド
23の直下に位置している。スリーブ29に対する回転
軸31の固定は、このスリーブ29に取付けられたビス
32(図5参照)により行う。回転軸31の先端部に
は、チャック33が装着され、回転軸31における該チ
ャック33の後方には、歯車34が一体に取付けられて
いる。また、テーブル3におけるX軸方向に沿ったコー
ナー部には、ラック35が取付けられていて、このラッ
ク35と前記回転軸31に取付けられた歯車34とが噛
合している。このため、X軸制御用モータMxによって
テーブル3をX軸方向に直線移動させると、前記ラック
35と前記歯車34との噛合によって、前記チャック3
3で把持された円筒状のワークWが回転する。また、テ
ーブル3に取付けられたラック35とチャック33とが
干渉しない位置までテーブル3を移動させておいて、ワ
ーク回転装置Aの回転軸31をその軸芯方向に移動させ
てテーブル3に対して後退させると、図8に示されるよ
うに、テーブル3の上面に臨んでいたチャック33が該
テーブル3から後退し、テーブル3の全面を利用して平
板状のワークのレーザー加工を行える状態となる。
【0013】そして、図1、図2及び図5に示されるよ
うに、ワーク回転装置Aの回転軸31の先端のチャック
33に円筒状のワークWを把持した状態で、X軸制御用
モータMxによってテーブル3をX軸方向に直線移動さ
せると、ワークWは、テーブル3の直線移動と同期して
回転する。レーザー加工機の制御装置に入力した加工プ
ログラムに基いて、テーブル3の直線移動と同期したワ
ークWの回転と、Y軸制御用モータMyによる加工ヘッ
ド23のY軸方向の直線移動とを合成させて、加工ヘッ
ド23から円筒状のワークWにレーザービームを照射さ
せると、このワークWに設定形状の切断加工が行われ
る。このように、ワークWは、テーブル3の直線移動と
同期して回転する構成であるので、レーザー加工機の既
存の制御ソフトによって、円筒状のワークの切断加工が
行えるのである。ここで、テーブル3の直線移動速度
と、円筒状のワークWの周速度とが同一の場合には、円
筒面がそのまま平面に展開された状態となって、従来通
りの加工プログラムによるレーザー加工が可能である。
しかし、両者の速度が異なる場合には、その速度比に対
応させて加工プログラムを補正する必要があるが、この
補正は極めて簡単に行える。図9及び図10に、本発明
に係るレーザー加工機による加工例が示されており、図
9は、円筒状のワークWを切断して円形窓部36を形成
する例であり、図10は、同じく平行四辺形状の窓部3
7を形成する例である。
【0014】上記した加工例は、ワークが円筒状である
ために、加工時において加工ヘッド23は、Z軸方向に
対しては不動でよいが、この加工ヘッド23をZ軸方向
へも移動させると、角筒状のワークの切断が可能とな
る。この場合において、角筒状のワークの回転と、加工
ヘッド23のZ軸方向への移動とが同調しているので、
この加工が可能となるのである。
【0015】また、上記実施例では、テーブル3の直線
移動と同期させて筒状のワークを回転させるための同期
手段は、このテーブル3に取付けられたラック35と、
ワーク回転装置Aの回転軸31に取付けた歯車34とで
構成されているが、この同期手段は、これに限定される
ものではない。更に、上記実施例では、加工ヘッド23
からレーザービームが垂直方向に発せられているため
に、ワーク回転装置Aの回転軸31の軸芯Cは、加工ヘ
ッド23の直下に位置させて、筒状ワークに対してレー
ザービームが垂直に照射されるようにしてあるが、加工
ヘッド23から発せられるレーザービームが垂直線に対
して傾斜している場合には、加工ヘッドから離れた位置
にワーク回転装置を配置することにより、筒状ワークに
対してレーザービームを垂直に照射させられることにな
る。従って、ワーク回転装置の回転軸は、必ずしも加工
ヘッドの直下に位置させる必要はない。
【0016】
【発明の効果】本発明は、テーブルの直線移動によっ
て、これと同期して回転する回転軸を備えたワーク回転
装置をレーザー加工機に付設することにより、筒状のワ
ークのレーザー切断加工が可能となる。この結果、レー
ザー加工機に備え付けの三つの制御用モータの駆動を制
御するための制御ソフトをそのまま利用して、筒状ワー
クの切断などのレーザー加工が行えて、従来の専用のワ
ーク回転ユニットを使用する場合のように、制御ソフト
を作成し直す必要がなくなる。また、本発明に係るワー
ク回転装置は、テーブルをX軸方向に直線移動させるた
めのX軸制御用モータによって駆動・制御されるため
に、専用の制御用モータが不要となる。このように、本
発明によれば、レーザー加工機の制御ソフト、及び制御
用モータをそのまま利用して、筒状ワークの切断などの
レーザー加工を行えるので、低コストで実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るレーザー加工機の正面図である。
【図2】同じく平面図である。
【図3】ビーム11の部分を省略したレーザー加工機の
斜視図である。
【図4】レーザー加工機の門型フレーム7の部分の斜視
図である。
【図5】ワーク回転装置Aの部分の斜視図である。
【図6】キャレッジ13の部分の正面図である。
【図7】図6のX−X線断面図である。
【図8】テーブル3からチャック33を退避させた状態
におけるワーク回転装置Aの正面図である。
【図9】円形窓部36を切断加工した円筒状のワークW
の斜視図である。
【図10】平行四辺形状の窓部37を切断加工した円筒
状のワークWの斜視図である。
【符号の説明】 A:ワーク回転装置 C:ワーク回転装置の回転軸の軸芯 Mx:X軸制御用モータ My:Y軸制御用モータ Mz:Z軸制御用モータ 1:ベッド 3:テーブル 7:門型フレーム 11:ビーム 13:キャレッジ 23:加工ヘッド 28:ワーク回転装置の軸受 31:ワーク回転装置の回転軸 33:ワーク回転装置のチャック 34:ワーク回転装置の歯車(同期手段) 35:ラック(同期手段)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベッドの上面に水平方向であるX軸方向
    に直線移動可能に装着されたテーブルと、前記ベッドを
    跨いで設けられた門型フレームのビームの前面に、前記
    X軸方向と直交する水平方向であるY軸方向に直線移動
    可能に装着されたキャレッジと、該キャレッジに垂直方
    向であるZ軸方向に移動可能に装着された加工ヘッドと
    を備え、加工プログラムに基く前記テーブルのX軸方向
    への直線移動と、前記キャレッジのY軸方向への直線移
    動とを合成させて、前記加工ヘッドから発せられるレー
    ザービームを前記テーブルにセットされたワークに照射
    させて、このワークを設定形状に切断したりするレーザ
    ー加工を行う構成のレーザー加工機において、回転軸に
    チャックを取付けたワーク回転装置を前記ベッドの側方
    に、該回転軸の軸芯が前記Y軸方向に沿うようにして装
    着し、同期手段によって前記テーブルのX軸方向への移
    動と同期させて前記ワーク回転装置の回転軸を回転させ
    ることにより、そのチャックで把持された筒状ワークの
    切断などのレーザー加工を行うように構成したことを特
    徴とするレーザー加工機。
  2. 【請求項2】 前記同期手段が、ベッドにその移動方向
    に沿って取付けられたラックと、ワーク回転装置の回転
    軸に取付けられて該ラックと噛合する歯車とで構成され
    ていることを特徴とする請求項1に記載のレーザー加工
    機。
  3. 【請求項3】 前記回転装置の回転軸がその軸芯方向に
    移動可能になっていて、回転軸の先端に取付けられたチ
    ャックがテーブルに対して退避可能になっていることを
    特徴とする請求項1又は2に記載のレーザー加工機。
JP4125743A 1992-04-17 1992-04-17 レーザー加工機 Pending JPH05293681A (ja)

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JP4125743A JPH05293681A (ja) 1992-04-17 1992-04-17 レーザー加工機

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JP4125743A JPH05293681A (ja) 1992-04-17 1992-04-17 レーザー加工機

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