JPH06246474A - 縦型レーザ加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、縦型レーザ加工機においてスパッ
タの処理を容易かつ迅速に行うことを目的とする。 【構成】 水平方向へレーザ光ＬＢを照射するレーザ加
工ヘッド２９を昇降可能に設け、レーザ加工のときに生
じるスパッタを取入れる取入部３１を備えたキャッチャ
ーヘッド３３を昇降可能に設け、上記レーザ加工ヘッド
２９とこのキャッチャーヘッド３３との間において板材
をほぼ垂直状態の下で保持するワーク保持装置を水平方
向へ移動可能に設け、上記取入部３１よりキャッチャー
ヘッド３３内に取入れたスパッタに対して流体を噴出せ
しめるノズル５３を設け、上記キャッチャーヘッド３９
内にダクト６１の一端部を接続し、このダクト６１の他
端部を上記流体を貯蔵する流体タンク５９に接続し、か
つ上記ダクト６１を上記キャッチャーヘッド３３の昇降
運動に対応して上下方向へ伸縮自在に構成してなること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ほぼ垂直に保持された
板材に対してレーザ加工を行うことのできる縦型レーザ
加工機（複合機を含む）に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的な縦型レーザ加工機について簡単
に説明すると、本体フレームには水平方向へレーザ光を
照射するレーザ加工ヘッドが昇降可能に設けてあり、レ
ーザ加工のときに生じるスパッタを取入れる取入部を備
えたキャッチャーヘッドが昇降可能に設けてある。な
お、上記取入部は、スパッタを取入れる他に、レーザ光
を受光する等の作用を有する。上記レーザ加工ヘッドと
キャッチャーヘッドの間において板材をほぼ垂直状態の
下で保持するワーク保持装置が水平方向へ移動可能に設
けてある。

【０００３】上記構成により、ワーク保持装置によりほ
ぼ垂直状態の下で板材を保持する。次に、ワーク保持装
置を水平方向へ移動させることにより板材を水平方向へ
移動させて、レーザ加工ヘッドに対して水平方向へ位置
決めする。また、レーザ加工ヘッド及びキャッチャーヘ
ッドを昇降させて板材に対して上下方向（垂直方向）へ
位置決めする。なお、このとき、レーザ加工ヘッドとキ
ャッチャーヘッドは水平に対向している。そして、レー
ザ加工ヘッドを適宜に操作してレーザ光を板材に向けて
水平方向へ照射することにより、板材に対して所望のレ
ーザ加工を行うことができる。なお、レーザ加工を行う
ときに生じたスパッタは取入部を介してキャッチャーヘ
ッド内に取入れられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述のごとき
従来の一般的な縦型レーザ加工機は、板材を昇降させる
ことなくレーザ加工ヘッド及びキャッチャーヘッドを昇
降させる形式、換言すれば光軸が昇降する形式であるた
め、レーザ加工のときに生じるスパッタの処理が厄介で
あるという問題があった。同様に、レーザ加工のときに
生じるヒュームの処理も厄介であるという問題があっ
た。

【０００５】そこで、本発明は、上記の問題点を解決す
ることができる縦型レーザ加工機を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述のごとき従来の問題
点を解決するために、本発明においては、第１の手段と
して、水平方向へレーザ光を照射するレーザ加工ヘッド
を昇降可能に設け、レーザ加工のときに生じるスパッタ
を取入れる取入部を備えたキャッチャーヘッドを昇降可
能に設け、上記レーザ加工ヘッドとこのキャッチャーヘ
ッドとの間において板材をほぼ垂直状態の下で保持する
ワーク保持装置を水平方向へ移動可能に設け、上記取入
部よりキャッチャーヘッド内に取入れたスパッタに対し
て流体を噴出せしめるノズルを設け、上記キャッチャー
ヘッド内にダクトの一端部を接続し、このダクトの他端
部を上記流体を貯蔵する流体タンクに接続し、かつ上記
ダクトを上記キャッチャーヘッドの昇降運動に対応して
上下方向へ伸縮自在に構成してなることを特徴とする。
なお、ここで、ワーク保持装置とは、板材を把持するク
ランプ装置も含む意であり、流体とは、水、油、エア等
を含む意である。

【０００７】第２の手段として、第１の手段の構成要件
の他に、前記ノズルは、多数の噴射口を備えたシャワー
ノズルであることを特徴とする。

【０００８】第３の手段として、第１の手段の構成要件
の他に、レーザ加工のときに生じるヒュームを含んだ空
気を前記取入部及び前記ダクトを介して前記タンク内へ
吸引して、タンク外へ排出するためのブロアを設け、上
記空気を上記タンク外ヘ排出する前に、上記空気からヒ
ュームを除去するヒューム除去手段を設けてなることを
特徴とする。

【０００９】

【作用】前記の構成により、ワーク保持装置によりほぼ
垂直状態の下で板材を保持した後に、ワーク保持装置を
水平方向へ移動させることにより板材を水平方向へ移動
させてレーザ加工ヘッドに対して水平方向へ位置決めす
る。また、レーザ加工ヘッド及びキャッチャーヘッドを
昇降させて板材に対して上下方向（垂直方向）の位置決
めを行う。なお、このとき、ダクトはキャッチャーヘッ
ドの昇降運動に対応して上下方向へ適宜に伸縮する。

【００１０】そして、レーザ加工ヘッドを適宜に操作し
てレーザ光を板材に向けて水平方向へ照射することによ
り、板材に対して所望のレーザ加工を行うことができ
る。このとき、レーザ加工によって生じるスパッタは取
入部を介してキャッチャーヘッド内に進入し、シャワー
ノズルを適宜に作動してこのスパッタに対して水を噴射
することにより、スパッタは水とともにタンクへダクト
を介して流しこめられる。また、ブロアを適宜に作動す
ることにより、レーザ加工のときに生じるヒュームを含
んだ空気を取入部を介してタンク内に吸引して、タンク
外へ排出する。ここで、上記空気をタンク外へ排出する
前に、ヒューム除去手段の作用により上記空気からヒュ
ームを除去せしめるために、比較的きれいな空気のみが
タンク外へ排出される。

【００１１】

【実施例】以下、本実施例に係る発明について図面を参
照して説明する。

【００１２】図１、図２を参照するに、本実施例の垂直
型レーザ・パンチ複合機１は、前後方向（図１において
紙面に向って表裏方向、図２において左下、右上方向）
へ延伸したベースフレーム３と、このベースフレーム３
の中央部に立設した門型フレーム５と、この門型フレー
ム５に前後方向へ延伸して設けたブリッジ型の支持フレ
ーム７等を備えている。なお、上記門型フレーム５は、
立設した左右（図１において左右、図２において左上、
右下）の一対の支柱５ａ，５ｂと、一対の支柱５ａ，５
ｂの上部を連結する上部フレーム５ｃを備えている。

【００１３】上記門型フレーム５における右側の支柱５
ａにはパンチ９を備えたパンチヘッド１１が昇降自在に
設けてあり、門型フレーム５における左側の支柱５ａに
はダイ１３を備えたダイヘッド１５が昇降自在に設けて
ある。上記パンチヘッド１１を昇降させるため、門型フ
レーム５における支柱５ｂには第１制御モータ１７に連
動連結した第１ボールねじ１９が上下方向へ延伸して設
けてあり、上記パンチヘッド１１の適宜位置にはこの第
１ボールねじ１９に螺合した第１ナット部材（図示省
略）が設けてある。同様に、上記ダイヘッド１５を昇降
させるため、門型フレーム５における支柱５ａには第２
制御モータ２１に連動連結した第２ボールねじ２３が上
下方向へ延伸して設けてあり、この第２ボールねじ２３
に螺合したダイヘッド１５を昇降させるため、門型フレ
ーム５における支柱５ｂには第２制御モータ２１に連動
連結した第２ボールねじ２３が上下方向へ延伸して設け
てあり、上記ダイヘッド１５の適宜位置にはこの第２ボ
ールねじ２３に螺合した第２ナット部材（図示省略）が
設けてある。なお、上記パンチ９はパンチ用油圧シリン
ダ２５の作動によりパンチヘッド１１に対して左右方向
へ移動可能であり、上記ダイ１３はダイ用油圧シリンダ
２７の作動によりダイヘッド１５に対して左右方向へ移
動可能である。

【００１４】上記パンチヘッド１１には左方向（水平方
向の一態様）へレーザ光Ｂを照射するレーザ加工ヘッド
２９が一体的に設けてあり、上記ダイヘッド１５にはレ
ーザ加工のときに生じるスパッタを取入れる取入部３１
を備えたキャッチャーヘッド３３が一体的に設けてあ
る。上記レーザ加工ヘッド２９は、ベースフレーム３の
適宜位置に設けたレーザ発振器３５に光伝導装置３７の
作用により光学的に接続してあり、上記光伝導装置３７
は複数のミラー３９を適宜に備えている。

【００１５】前記支持フレーム７は上記レーザ加工ヘッ
ド２９（又はパンチヘッド１１）とキャッチャーヘッド
３３（又はダイヘッド１５）の間において板材Ｗを垂直
状態の下で把持する複数のクランプ装置４１を備えた板
材移送装置４３が設けてあり、上記クランプ装置４１は
前後方向（水平方向の一態様）へ移動可能に設けてあ
る。

【００１６】より詳細には、支持フレーム７には一対の
ガイドレール４４が前後方向へ延伸して設けてあり、一
対のガイドレール４４には走行部材４５が前後方向へ移
動可能に設けてある。上記走行部材４５は図示省略の走
行用制御モータ、ボールねじの作動により前後方向へ移
動するものであり、走行部材４５は一対のスライダ４７
ａ，４７ｂを連結ロッド４９により連結してなる。な
お、一対のスライダ４７ａ，４７ｂは適宜の公知手段の
作用により接近離反する前後方向へ位置調節可能であ
る。そして、各スライダ４７ａ，４７ｂの上下の端部に
は板材Ｗの上下の端部を把持する上記クランプ装置４１
れそれぞれ設けてある。

【００１７】上記構成により、複数のクランプ装置４１
により板材Ｗを垂直状態の下で把持した後に、走行用制
御モータを駆動制御して走行部材４５を前後方向へ移動
させることにより、複数のクランプ装置４１を前後方向
へ移動させることができ、板材Ｗを前後方向の所定位置
に位置決めすることができる。

【００１８】また、第１制御モータ１７を駆動制御して
レーザ加工ヘッド２９（又はパンチヘッド１１）を昇降
させると共に、第２制御モータ２１を駆動制御してキャ
ッチャーヘッド３３（又はダイヘッド１５）を昇降させ
ることにより、板材Ｗに対して上下方向（垂直方向）の
位置決めを行う。以上により、レーザ加工ヘッド２９
（又はパンチヘッド１１）及びキャッチャーヘッド３３
（又はダイヘッド１５）に対して相対的に板材Ｗを前後
方向、上下方向へ位置決めすることができる。

【００１９】板材Ｗを前後方向、上下方向へ位置決めし
た後に、レーザ発振器３５を適宜に作動させてレーザ光
ＬＢを発振させることにより、光伝導装置３７の作用も
相まってレーザ加工ヘッド２９から板材Ｗに向って左方
向へレーザ光ＬＢが照射される。これによって、板材Ｗ
に対して所望のレーザ加工を行うことができる。又は、
油圧シリンダ２５，２７の作動によりパンチ９、ダイ１
３を協働させて板材Ｗに対してパンチング加工（例えば
打抜き加工、成形加工）を行うことができる。

【００２０】本実施例のレーザ・パンチ複合機１は、レ
ーザ加工のときに生じるスパッタ、ヒュームを処理する
処理装置５１を備えている。

【００２１】上記処理装置５１の詳細について説明する
と、前記キャッチャーヘッド３３の上部には、前記取入
部３１を介してキャッチャーヘッド３３内に進入したス
パッタに上方向から水（流体の一例）を噴射する多数の
噴射口を備えたシャワーノズル５３が設けてある。多数
の噴射口から水を噴射させるため、このシャワーノズル
５３にはポンプ５５を配設した供給管５７の一端部が接
続してあり、この供給管５７の他端部は水を貯蔵するタ
ンク５９に接続してある。

【００２２】スパッタをシャワーノズル５３の作用によ
りタンク５９内に落下せしめるため、上記キャッチャー
ヘッド３３にはダクト６１の一端部が接続してあり、こ
のダクト６１の他端部はタンク５９に接続してある。こ
こで、上記ダクト６１は、キャッチャーヘッド３３の昇
降連動に対応して上下方向へ伸縮可能なテレスコピック
型のダクトである。

【００２３】上記タンク５９内に貯蔵した水の中からス
パッタをろ過するため、タンク５９内における供給管５
７の他端部とダクト６１の他端部の間の適宜位置には複
数の樹脂フィルタ６３が取付部材６５を介して着脱交換
可能に設けてあり、タンク５９内における供給管５７に
おける他端部の周縁には円筒紙フィルタ６７が取付部材
６９を介して着脱交換可能に設けてある。

【００２４】レーザ加工を行うときに生じるヒュームを
含んだ空気を上記取入部３１及びダクト６１を介してタ
ンク５９内へ吸引して、タンク５９外へ排出するため、
上記タンク５９の左側上部には排出管７１が設けてあ
り、この排出管７１の適宜位置には駆動モータ７３によ
り回転駆動可能なブロア７５が設けてある。なお、上記
タンク５９の適宜位置には複数の上部仕切り板７７、複
数の下部仕切り板７９が上下に設けてあり、複数の仕切
り板７７，７９によって空気の通路８１が形成せしめら
れる。

【００２５】また、上記空気を排出管７１を介してタン
ク５９外へ排出せしめる前に、この空気からヒュームを
除去するため、上記排出管７１の適宜位置には複数の紙
フィルタ８３が取付部材８５を介して着脱交換可能に設
けてあり、タンク５９の上部適宜位置には通路８１の適
宜位置を流れる空気に対して水を噴射せしめる複数のヒ
ューム用シャワーノズル８７が設けてある。なお、ヒュ
ーム用シャワーノズル８７は、水が噴射する多数の噴射
口を備えており、サブ供給管８９を介して前記供給管５
７に分岐接続してある。

【００２６】前述の構成に基づいて本実施例の作用につ
いて説明する。

【００２７】複数のクランプ装置４１により板材Ｗを垂
直状態の下で把持した後に、走行部材４５を適宜に前後
方向へ移動させることにより板材Ｗを前後方向の所定位
置に位置決めする。また、レーザ加工ヘッド２９及びキ
ャッチャーヘッド３３を適宜に昇降させて板材Ｗに対し
て上下方向の位置決めを行う。ここで上記ダクト６１は
キャッチャーヘッド３３の昇降運動に対応して昇降する
ものである。以上により、レーザ加工ヘッド２９及びキ
ャッチャーヘッド３３に対して相対的に板材Ｗを前後方
向、上下方向の位置決めを行うことができる。

【００２８】板材Ｗを位置決めした後に、レーザ発振器
３５を適宜に作動させてレーザ光ＬＢを発振させること
により、光伝導装置３７の作用も相まってレーザ加工ヘ
ッド２９から板材Ｗに向って左方向へレーザ光ＬＢが照
射される。これによって、板材Ｗに対して所望のレーザ
加工を行うことができる。

【００２９】レーザ加工を行うときには、スパッタが生
じ、このスパッタは取入部３１を介してキャッチャーヘ
ッド３３内に進入する。一方、ポンプ５５を適宜に作動
することにより供給管５７を介してシャワーノズル５３
における多数の噴射口から上記スパッタに対して水を噴
射する。これにより、キャッチャーヘッド３３内を水煙
が充満した状態にせしめて、上記スパッタは水といっし
ょに、又は水に溶けてタンク５９内へダクト６１を介し
て流される。タンク５９内で沈殿するスパッタ以外のス
パッタは、比較的大きい場合には樹脂フィルタ６３によ
り、比較的小さい場合には円筒紙フィルタ６７によりろ
過される。

【００３０】また、レーザ加工を行うときには、駆動モ
ータ７３の駆動によりブロア７５を回転駆動させること
により、ヒュームを含んだ空気は取入部３１及びダクト
６１を介してタンク５９内に吸引され、この空気はタン
ク５９内の通路８１を通って排出管７１からタンク５９
外へ排出される。

【００３１】一方、前述のごときポンプ５５が作動して
いるため、供給管５７及びサブ供給管８９を介してヒュ
ーム用シャワーノズル８７における複数の噴射口から水
が噴射することにより、上記通路８１におけるヒューム
用シャワーノズル８７の下方位置は水煙が充満した状態
となり、上記空気からヒュームが除去される。更に、紙
フィルム８３によりヒュームが除去される。したがっ
て、比較的きれいな空気のみがタンク５９外へ排出され
る。

【００３２】以上のごとき実施例によれば、シャワーノ
ズル５３における噴射口から水をスパッタに噴射せしめ
ることにより、このスパッタをダクト３１を介してタン
ク５９内へ流しこむことができ、スパッタの処理が容易
かつ迅速に行うことができる。特に、ダクト３１がキャ
ッチャーヘッド３３の昇降運動に対応して上下方向へ伸
縮するため、レーザ加工ヘッド２９、キャッチャーヘッ
ド３３の昇降がスパッタの処理の妨げになることなく、
スパッタの処理能率向上の効果を奏する。

【００３３】また、ヒュームを含んだ空気をタンク５９
内に吸引して、上記空気からヒュームを除去して比較的
きれいな空気のみをタンク５９外へ排出しているため、
作業環境向上の効果を奏する。

【００３４】なお、本発明は、前述のごとき実施例の説
明に限るものではなく、適宜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。

【００３５】

【発明の効果】以上のごとき実施例の説明により理解さ
れるように、本発明によれば、ノズルにおける噴射口か
ら流体をスパッタに噴射せしめることにより、このスパ
ッタをダクトを介してタンク内へ流しこむことができ、
スパッタの処理が容易かつ迅速に行うことができる。特
に、ダクトがキャッチャーヘッドの昇降運動に対応して
上下方向に伸縮するため、レーザ加工ヘッド、キャッチ
ャーヘッドの昇降がスパッタの処理の妨げとなることな
く、スパッタの処理能率向上の効果を奏する。

【００３６】また、本発明における第３の手段によれ
ば、ヒュームを含んだ空気をタンク内に吸引して、上記
空気からヒュームを除去して比較的きれいな空気のみを
タンク外へ排出しているため、上記効果を奏する他に、
作業環境向上の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の要部を示す図である。

【図２】レーザ・パンチ複合機の斜視図である。

【符号の説明】

１ レーザ・パンチ複合機 ２９ レーザ加工ヘッド ３１ 取入部 ３３ キャッチャーヘッド ４１ クランプ装置 ４３ 板材移送装置 ５３ シャワーノズル ５９ タンク ６１ ダクト ７５ ブロア

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平方向へレーザ光を照射するレーザ加
   工ヘッドを昇降可能に設け、レーザ加工のときに生じる
   スパッタを取入れる取入部を備えたキャッチャーヘッド
   を昇降可能に設け、上記レーザ加工ヘッドとこのキャッ
   チャーヘッドとの間において板材をほぼ垂直状態の下で
   保持するワーク保持装置を水平方向へ移動可能に設け、
   上記取入部よりキャッチャーヘッド内に取入れたスパッ
   タに対して流体を噴出せしめるノズルを設け、上記キャ
   ッチャーヘッド内にダクトの一端部を接続し、このダク
   トの他端部を上記流体を貯蔵する流体タンクに接続し、
   かつ上記ダクトを上記キャッチャーヘッドの昇降運動に
   対応して上下方向へ伸縮自在に構成してなることを特徴
   とする縦型レーザ加工機。
2. 【請求項２】 前記ノズルは、多数の噴射口を備えたシ
   ャワーノズルであることを特徴とする請求項１記載の縦
   型レーザ加工機。
3. 【請求項３】 レーザ加工のときに生じるヒュームを含
   んだ空気を前記取入部及び前記ダクトを介して前記タン
   ク内へ吸引して、タンク外へ排出するためのブロアを設
   け、上記空気を上記タンク外ヘ排出する前に、上記空気
   からヒュームを除去するヒューム除去手段を設けてなる
   ことを特徴とする請求項１記載の縦型レーザ加工機。