JPH0577075A - レーザ加工機 - Google Patents

レーザ加工機

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JPH0577075A
JPH0577075A JP3241724A JP24172491A JPH0577075A JP H0577075 A JPH0577075 A JP H0577075A JP 3241724 A JP3241724 A JP 3241724A JP 24172491 A JP24172491 A JP 24172491A JP H0577075 A JPH0577075 A JP H0577075A
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JP
Japan
Prior art keywords
laser processing
processing head
beam member
laser beam
laser
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Pending
Application number
JP3241724A
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English (en)
Inventor
Osamu Nakano
治 中野
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Amada Co Ltd
Original Assignee
Amada Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 上記加工ヘッドが水平に移動する時に生じる
ビーム部材の撓みを補正することにより精密なレーザ加
工を行うことができるレーザ加工機を提供することを目
的とする。 【構成】 フレームに水平方向へ延伸して設けたビーム
部材に、レーザ光を照射するレーザ加工ヘッドを上記ビ
ーム部材に上記水平方向へ移動自在に設け、上記レーザ
加工ヘッドが上記水平方向へ移動するときにビーム部材
に生じる上下方向の撓みを補正する撓み補正装置を設け
たことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、レーザ加工ヘッドの
重量によるビーム部材の撓み補正する撓み補正装置を具
備した光軸移動式のレーザ加工機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のレーザ加工機は、フレームに水平
方向へ延伸して設けたビーム部材と、このビーム部材に
レーザ光を照射すべく設けたレーザ加工ヘッド等を備え
ている。更に詳しくは、光軸を移動するためにレーザ加
工ヘッドが水平方向へ伸びたビーム部材に支持されて摺
動するようになっており、前記レーザ加工ヘッドから照
射されたレーザビームが、レーザ加工ヘッドの下方位置
にあるワークピースに照射されるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の技術
で知られていた光軸移動式のレーザ加工機では、レーザ
加工ヘッドが水平方向に移動するに伴なって、レーザ加
工ヘッドの重量によるビーム部材の上下方向の撓みが生
じるから、レーザ加工ヘッドとワークピースまでの距離
も変化してしまう。従って、ワークピースに照射された
レーザービームの焦点が狂ってレーザ加工が精密に行わ
れなくなるという問題があった。
【0004】この発明の目的は、上記の問題点に鑑み、
レーザ加工ヘッドの水平移動に伴なって生じるビーム部
材の上下方向の撓みを補正する装置を備えたレーザ加工
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、フレームに水平方向へ延伸して設けた
ビーム部材に、レーザ光を照射するレーザ加工ヘッドを
上記ビーム部材に上記水平方向へ移動自在に設け、上記
レーザ加工ヘッドが上記水平方向へ移動するときにビー
ム部材に生じる上下方向の撓みを補正する撓み補正装置
を設けてなる構成とした。
【0006】上記撓み補正装置は、ビーム部材あるいは
フレームにナット部材を設け、このナット部材に螺合し
た螺子杆をフレームあるいはビーム部材に設け、上記ナ
ット部材あるいは螺子杆を回転させるモータを設けて構
成してもよい。
【0007】又、上記撓み補正装置は、上記フレームに
カム面を上記ビーム部材に対して上下に対向して設け、
このカム面および上記ビーム部材に移動自在に設けた可
動子を上記レーザ加工ヘッドに一体的に設け、上記レー
ザ加工ヘッドが水平方向へ移動するときにビーム部材の
撓み量に応じて可動子がビーム部材を上方向に持上げる
ように、前記カム面の形状を構成としてもよい。
【0008】又、上記撓み補正装置は、フレームに回転
体を偏心して設け、この回転体に巻回したひも状部材を
設け、このひも状部材の一端をレーザ加工ヘッドに連結
して設けると共に、前記ひも状部材の他端をバランス重
りに連結して設けた構成としてもよい。
【0009】
【作用】前記第1の手段において、ビーム部材上におい
てレーザ加工ヘッドを水平方向へ適宜に移動させると共
に、レーザ加工ヘッドを適宜に操作することにより、レ
ーザ加工ヘッドの垂直下方位置に位置したワークピース
に対して所望のレーザ加工を行なうことができるもので
ある。
【0010】上記作用のもとで、レーザ加工ヘッドがビ
ーム部材上を移動するときに生じる上下方向の撓みは、
たわみ補正装置により補正されるために、レーザ加工ヘ
ッドの水平方向の移動によってレーザ加工ヘッドの上下
の位置が変ったりすることを極力押えることができる。
【0011】前記第2の手段において、レーザ加工ヘッ
ドの水平方向の位置に対応してモータを駆動させること
により、ナット部材(或いは螺子杆)を回転させること
ができ、螺子杆(或いはナット部材)が上下方向へ移動
し、レーザ加工ヘッドの水平方向の位置に対応したビー
ム部材の上下方向の撓みを補正することができる。
【0012】前記第3の手段において、レーザ加工ヘッ
ドがビーム部材上を水平方向へ移動するときに、可動子
がカム面とビーム部材の間において移動し、可動子がビ
ーム部材の上下方向の撓み量に応じてビーム部材を持上
げる。これによって、ビーム部材の上下方向の撓み量を
補正することができる。
【0013】前記第4の手段において、レーザ加工ヘッ
ドがビーム部材上を水平方向へ移動することにより、回
転体はひも状部材を介して回転すると共に、バランス重
りは上下方向へ移動する。このとき、回転体がフレーム
に偏心して設けてあるために、レーザ加工ヘッドの水平
方向の位置に対応してビーム部材の上下方向の撓みを補
正することができる。
【0014】
【実施例】まづ図1によってこの発明に係る第1実施例
にて説明する。
【0015】レーザ加工機1は、床面3にワークピース
Wを水平に支承すべく設けたワークテーブル5と、レー
ザ加工ヘッド7をx軸方向(換言すれば左右方向)、y
軸方向(換言すれば前後方向)に水平に移動するX−Y
軸移動装置9を支持すべく、床面3におけるワークテー
ブル5の近傍に設けたベース11等を備えている。この
ベース11はx軸方向(紙面に向って表裏方向)に延伸
している。
【0016】このベース11にはX軸方向(図1におい
て紙面に向って表裏方向)に延伸したガイドレール1
3,15が装着されていて、ガイドレール13,15に
は案内子17,19を介してX軸キャリッジ21がX軸
方向に摺動自在に設けられている。このX軸キャリッジ
21の下面にはボールナット23が取付けられている。
さらに、このボールナット23に螺合するX軸ボールね
じ25の一端は、ベース11の適宜位置に設けたX軸サ
ーボモータ27に連動連結してあると共に、このX軸ボ
ールねじ25の他端はベース11の適宜位置に設けた軸
受29に回転自在に支承されている。したがって、X軸
キャリッジ21はX軸サーボモータ27を駆動制御する
ことによってX軸方向に移動制御することができる。
【0017】次に、前記X軸キャリッジ21の前部(図
1において右部)には一対の支持部21aが左右(図1
において紙面に向って裏表)に対向して一体的に設けて
あり、一対の支持部21aにはY軸方向へ延伸したビー
ム部材31がピン33を介して上下方向へ揺動自在に設
けてある。ビーム部材31におけるピン33より前側の
部分31aの右側面にはy軸方向に延伸されたL字状の
ガイドレール35が上下に2本設けられている。そして
レーザ加工ヘッド7は案内子37を介してガイドレール
35に案内されてY軸方向に摺動自在に支承されてい
る。更にビーム部材31の右側面にはY軸方向へ延伸し
たY軸ボールねじ39が軸受41を介して回転自在に支
持されており、このY軸ボールねじ39の一端がビーム
部材31の適宜位置に設けたY軸サーボモータ43に連
動連結してある。上記y軸ボールねじ39に螺合したボ
ールナット45がレーザ加工ヘッド7に取付けられてい
る。
【0018】従って、レーザ加工ヘッド7はY軸サーボ
モータ43を駆動制御することによりy軸方向に移動制
御される。従って前述の説明を加味すると、レーザ加工
ヘッド7はX軸サーボモータ27とY軸サーボモータ4
3によってX軸,Y軸方向へ水平に移動制御されること
になって、ボールねじ25,39、サーボモータ27,
43等はX−Y軸移動装置9としての機能を果す。
【0019】ところで、レーザ加工ヘッド7におけるノ
ズル47は図1のA点から前方へ距離Lだけ移動する
と、ビーム部材31はレーザ加工ヘッド7の重量で下方
へδだけ撓むため、レーザ加工ヘッド7は水平に移動し
ないで、ノズル47の先端はB点のようにδだけ下方位
置に位置する。そのためノズル47からワークピースW
に照射されたレーザビームは焦点が狂ってレーザ加工の
精度が落ちてしまう。
【0020】そこで、このレーザ加工機1はビーム部材
31の上下方向の撓みを補正する撓み補正装置49を備
えている。即ち、ビーム部材31におけるピン33より
も後側の部分31bの右端にクレビス溝31cが切られ
ていて、このクレビス溝31cの内部にはピン51によ
り上下方向へ揺動自在に支承されたナット部材53が設
けられると共に、X軸キャリッジ21における前記クレ
ビス溝31cに上下に対向する位置に設けた円筒穴21
b内には、例えばサーボモータやパルスモータのごとき
制御モータ55がピン57によって上下方向に揺動自在
に支承されている。更にこの制御モータ55に連動連結
されたボールねじのごとき螺子杆59が上記ナット部材
53に螺合している。
【0021】したがって、Y軸モータ43を駆動させて
レーザ加工ヘッド7をY軸方向へ移動させると共に、レ
ーザ加工ヘッド7のY軸方向の位置に対応させて制御モ
ータ55を駆動制御すれば、ビーム部材31の前側部3
1aは撓み量に対応してピン33を介して上方向へ揺動
されるので、レーザ加工ヘッド7は撓み量に対応した量
だけ上方向へ揺動する。よって前記の撓みδは補正され
てノズル47の先端はB点ではなくC点に保持される。
即ち撓み補正装置49はビーム部材31の上下方向の撓
みを補正する機能を果し、レーザ加工ヘッド7のY軸方
向の移動によってレーザ加工ヘッド7の上下方向の位置
が変わることがなく、精密なレーザ加工を行なうことが
できる。
【0022】なお、レーザ加工機1は、レーザビームを
誘導する光伝導装置や、レーザービームを発振するレー
ザ発振器等を備えているが、公知であるのと、説明が繁
雑になってかえって分りにくくなるので説明を省略す
る。
【0023】次に、この発明に係る第2実施例について
図2に基づいて説明する。
【0024】レーザ加工機61を第1実施例のレーザ加
工機1と比較すると、大きく相異する点は撓み補正装置
49,63である。よってレーザ加工機61の構成要素
におけるレーザ加工機1に対応する構成要素とほぼ同一
のものについては、図中に同一番号を付して説明を省略
する。ただし、レーザ加工機61の構成要素におけるレ
ーザ加工機1の構成要素と異なるものについては図中に
他の番号を付する。即ち別の符号を付する構成要素は撓
み補正要素63の他に、レーザ加工ヘッド65、X−Y
軸移動装置67、X軸キャリッジ69、ビーム部材71
等である。
【0025】さて、撓み補正装置63について説明する
と、レーザ加工ヘッド65にはブラケット73を介して
Y軸方向に延伸した連結杆75が設けてあり、この連結
杆75の後端77には例えばカムフロアのごとき複数の
可動子79が回転自在に設けられている。一方X軸キャ
リッジ69は、ビーム部材71を支持する支持部69a
と、垂直部69bに一体的に設けたアーム部69cを備
えている。なお、アーム部69cは前方(図2において
左方)に突出し、かつビーム部材71に上下に対向して
ある。このアーム部69cの下面はカム面69dになっ
ており、このカム面69d及びビーム部材71の上面に
前記可動子79が移動自在に支持されている。ここで、
上記カム面69dの形状は、レーザ加工ヘッド65がY
軸方向へ移動するときに、可動子79が連結杆75を介
してビーム部材71を上下方向の撓み量に対応して持上
げるように構成してある。
【0026】レーザ加工ヘッド65がY軸方向に移動す
ると、可動子79がブラケット73、連結棒75を介し
て一体的にY軸方向に移動するので、カム面69dの形
状によりビーム部材71がヒンジピン33を介して上下
方向の撓み量に対応して持上げられる。よって、ビーム
部材71の撓みδを補正するから撓み補正装置63はそ
の機能を果すことが出来る。
【0027】上記の動作からレーザ加工ヘッド65のy
軸方向(前後方向)の位置に関係なく精密なレーザ加工
が行われる。
【0028】次に、この発明に係る第3実施例について
図3に基づいて説明する。
【0029】レーザ加工機81は第1実施例のレーザ加
工機1と比較すると、大きく相異する点は撓み補正装置
49,83とビーム部材31,85である。レーザ加工
機81の構成要素におけるレーザ加工機1に対応する構
成要素とほぼ同一のものについては、図中に同一番号を
付して説明を省略する。ただし、レーザ加工機81の構
成要素におけるレーザ加工機1の構成要素と異なるもの
については図中に他の番号を付する。即ち別の符号を付
する構成要素は上記撓み補正装置83の他に、レーザ加
工ヘッド87、X−Y軸移動装置89等である。
【0030】さて、ビーム部材85は、X軸キャレッジ
を用いることなくベース11にガイドレール13,15
を介してX軸方向へ移動自在に設けてある。
【0031】次に、撓み補正装置83であるが、ビーム
部材85の後側(図3において右側)上部には支持ブラ
ケット91が設けてあり、更に支持ブラケット91の上
端にはスプロケットのごとき回転体93が偏心軸95に
より偏心して設けられている。一方、ビーム部材85の
上側には2本の逆L字断面のガイドレール97が設けら
れていて、ガイドレール97にY軸方向へ移動自在に設
けたローラ99がレーザ加工ヘッド87に設けられてい
る。上記回転体93には例えばチェンのごときひも状部
材101が巻回してある。そして、このひも状部材10
1の一端はレーザ加工ヘッド87に支持ブラケット10
2を介して連結されると共に、ひも状部材101の他端
はバランス重り103に連結されている。なお、スプロ
ケットのごとき回転体93、チェンのごときひも状部材
101を設ける代わりに、プリーのごとき回転体、タイ
ミングベルトのごときひも状部材を設けても差し支えな
いものである。
【0032】上述のような構成によりレーザ加工ヘッド
87が前方向(先端方向)に移動するに伴ってローラ9
9も一体的な動きをする。よってひも状部材101を介
して偏心軸95を中心に回転体93が回転されてバラン
ス重り103と偏心軸95の間隔が図3に示すl2 から
1 のように変化する。従ってレーザ加工ヘッド87が
上記先端方向へ移動するにしたがって、ビーム部材85
を持上げようとする力が大きくなり、レーザ加工ヘッド
87がビーム部材85を移動するときの上下の撓みを補
正することができる。
【0033】従って、レーザ加工ヘッド87の前後方向
(Y軸方向)の位置に関係なく精密なレーザ加工が行わ
れる。
【0034】なお、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得るものである。
【0035】
【発明の効果】以上の如き実施例の説明により理解され
るように、この発明によれば、レーザ加工ヘッドがビー
ム部材に水平方向へ移動するときに、ビーム部材に生じ
る上下方向の撓みを補正するから、レーザ加工ヘッドの
水平移動によりレーザ加工ヘッドの上下方向の位置が変
ったりすることがなく、精密なレーザ加工を行うことが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例のレーザ加工機の側面図である。
【図2】第2実施例におけるレーザ加工機の側面図であ
る。
【図3】第3実施例におけるレーザ加工機の側面図であ
る。
【符号の説明】
1 レーザ加工機 7 加工ヘッド 31 ビーム部材 49 撓み補正装置 53 ナット部材 59 螺子杆 65 レーザ加工ヘッド 69d カム面 71 ビーム部材 77 可動子 85 ビーム部材 87 レーザ加工ヘッド 93 回転体 101 ひも状部材 103 バランス重り

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フレームに水平方向へ延伸して設けたビ
    ーム部材に、レーザ光を照射するレーザ加工ヘッドを上
    記ビーム部材に上記水平方向へ移動自在に設け、上記レ
    ーザ加工ヘッドが上記水平方向へ移動するときにビーム
    部材に生じる上下方向の撓みを補正する撓み補正装置を
    設けたことを特徴とするレーザ加工機。
  2. 【請求項2】 上記撓み補正装置はビーム部材あるいは
    フレームにナット部材を設け、このナット部材に螺合し
    た螺子杆をフレームあるいはビーム部材に設け、上記ナ
    ット部材あるいは螺子杆を回転させるモータを設けたこ
    とを特徴とする請求項1記載のレーザ加工機。
  3. 【請求項3】 上記撓み補正装置は、上記フレームにカ
    ム面を上記ビーム部材に対して上下に対向して設け、こ
    のカム面およびビーム部材に移動自在に設けた可動子を
    上記レーザ加工ヘッドに一体的に設け、レーザ加工ヘッ
    ドが水平方向へ移動するときにビーム部材の撓み量に応
    じて前記可動子がビーム部材を持上げるように前記カム
    面の形状を構成したことを特徴とする請求項1記載のレ
    ーザ加工機。
  4. 【請求項4】 フレームに回転体を偏心して設け、この
    回転体にひも状部材を巻回して設け、このひも状部材の
    一端をレーザ加工ヘッドに連結して設けると共にひも状
    部材の他端をバランス重りに連結して設けたことを特徴
    とする請求項1記載のレーザ加工機。
JP3241724A 1991-09-20 1991-09-20 レーザ加工機 Pending JPH0577075A (ja)

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JP3241724A JPH0577075A (ja) 1991-09-20 1991-09-20 レーザ加工機

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JP3241724A JPH0577075A (ja) 1991-09-20 1991-09-20 レーザ加工機

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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