JPH06581U - 熱切断加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱切断加工機における加工ヘッドを複数箇所
に設け、ワークの移動量を減少することにより省スペー
ス化を計ると共に、加工精度の向上を計ることである。 【構成】 加工ヘッド３１とワークＷとが相対的に移動
することにより熱切断加工を行う熱切断加工機１であっ
て、複数の加工ヘッド３１，３３，３５，３７を予め設
定された位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに設けると共に、熱切断ビ
ームＬＢを各加工ヘッド３１，３３，３５，３７に切換
自在に設けてなることを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、省スペース化を計った熱切断加工機に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、加工ヘッドとワークとが相対的に移動することにより熱切断加工を行う 熱切断加工機においては、加工ヘッドは同じワークに同時に同じ製品を複数加工 する目的があるもの以外は、１個しか設けられていなかった。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述した従来の熱切断加工機においては、加工ヘッドが１個しか設 けられていないため、Ｘ軸，Ｙ軸方向へのワークまたは加工ヘッドの移動量が大 きくなる。例えばワーク移動型の場合には、加工したいワークの４倍の面積が必 要になる。

【０００４】 従って、先ず加工機の設置スペースが大きくなるという問題がある。また、テ ーブルまたは加工ヘッドの移動量が大きくなると、送りのための例えばボールね じ長さが長くなるから、所謂縄跳び現象が発生して、一軸方向の位置決め精度が 悪くなるという問題が出て来る。さらに、ワーク移動型の場合にはワークが固定 テーブル上のフリーベアリングに接触する機会が多くなるため、ワークにつくき ずが多くなるという問題がある。

【０００５】 この考案の目的は、上記の問題点に鑑み、加工機の設置面積が小さく、かつ加 工精度が高く、さらにワークのきずを減少するような熱切断加工機を提供するこ とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために、この考案は加工ヘッドとワークとが相対的に移 動することにより熱切断加工を行う熱切断加工機であって、前記加工ヘッドを複 数予め設定された位置に設けると共に、熱切断ビームを前記加工ヘッドに切換自 在に設けてなることを特徴とするものである。

【０００７】 また、上記加工ヘッドを一軸方向にオフセット可能に設けてなることを特徴と してもよい。

【０００８】

【作用】

前記の構成において、予め設定された位置に設けられた複数の加工ヘッドの各 々に対するワークの分担加工領域を定める。そして、ワークの所望の加工領域を 分担する加工ヘッドに対して、熱切断媒体源から供給される熱切断ビームを適宜 に切り換えて供給すると共に、加工ヘッドとワークとを相対的に移動することに より、ワークの所望の加工領域に対して熱切断加工が行われる。さらに、ワーク の別の加工領域を加工するときには、それぞれに対応する加工ヘッドに熱切断ビ ームを切り換えて供給しながら熱切断加工を行って行く。而して、次々と適宜な 加工ヘッドに熱切断ビームを切り換えて供給しながらワーク全域にわたって熱切 断加工が行われる。

【０００９】 さらに、加工ヘッドが１個であっても前記予め設定された位置に次々とオフセ ットして移動して行くことにより、それぞれオフセット位置に対するワーク分担 加工領域を加工することができる。そして上述の操作を繰り返せば、ワーク全域 にわたって加工することができる。

【００１０】

【実施例】

以下、添付図面に基づいてこの考案の実施例を説明する。

【００１１】 先ず図１を参照するに、ワーク移動型のレーザ加工機（熱切断加工機）１は、 左右に延伸された門型フレーム３を備えている。この門型フレーム３には、下部 フレーム５と左右に立設された支柱とその上部にかけ渡されて設けられた上部フ レーム７とから構成されている。上記下部フレーム５には、左右方向に延伸され たガイドレール（図示省略）に案内されてキャリッジベース９およびワークテー ブル１１がＹ軸方向（左右方向）に移動自在に設けてある。上記ワークテーブル １１には、ワークＷを滑らかに移動できるように多数のフリーベアリング１３が 設けてある。さらにキャリッジベース９とワークテーブル１１は、下部フレーム ５に設けられたサーボモータ１５に連動連結されたボールねじ１７によってＹ軸 方向に駆動されるようになっている。

【００１２】 また、キャリッジベース９内にはＸ軸方向（前後方向）に延伸したキャリッジ １９が、Ｘ軸方向（前後方向）に移動自在に設けられている。このキャリッジ１ ９の左面には複数のクランパ２１がＸ軸方向の任意の位置に取り付け可能に設け てある。上記キャリッジ１９は、キャリッジベース９に設けられたサーボモータ ２３に連動連結されたボールねじ２５によって駆動されるようになっている。

【００１３】 上記構成により、ワークＷをワークテーブル１１上に搬入して来て原点位置決 めを行った後、クランパ２１で把持する。そして、サーボモータ１５，２３を適 宜操作すると、ボールねじ１７，２５の働きによりワークＷはＹ軸，Ｘ軸に移動 されて後述の加工ヘッド直下に移動位置決めできる。そして、ワークＷがＸ軸方 向に移動するときフリーベアリング１３上を滑動する。

【００１４】 前記上部フレーム７の前後には、左右方向に延伸したハウジング２７，２９が 設けてある。このハウジング２７，２９の下面の左右には、それぞれ加工ヘッド ３１，３３および３５，３７が設けてある。これらの加工ヘッド３１，３３，３ ５，３７には、集光レンズ（図示省略）が設けてあって上方から受けたレーザー ビーム（熱切断ビーム）ＬＢを集光して下方のノズル３９からワークＷを照射す るようになっている。なお上記加工ヘッド３１，３３，３５，３７は、図３に示 されているように、それぞれ予め設定された位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに設けられてい る。

【００１５】 また、加工ヘッド３１，３３，３５，３７の上方におけるハウジング２７，２ ９内にはベンドミラー４１，４３，４５，４７が設けてある。さらに、上部フレ ーム７内には平面形が直角三角形をした反射ミラー部４９，５１がそれぞれ上記 ベンドミラー４１，４３およびベンドミラー４５，４７と同じ高さに設けてある 。そして、上記反射ミラー部４９，５１はそれぞれシリンダ５３，５５のピスト ンロッド５３Ｐ，５５Ｐにより前後方向に移動可能に設けてある。而して、門型 フレーム３の左方には支持台５７上にレーザ発振装置５９が設けてあり、このレ ーザ発振装置５９から発振されたレーザービームＬＢはビーム導管（図示省略） に導かれて上部フレーム７内を通って上記反射ミラー部４９または反射ミラー部 ５１に達するようになっている。

【００１６】 上記構成により、レーザ発振装置５９から発振されたレーザービームＬＢが反 射ミラー部４９に達するとき、シリンダ５３のピストンロッド５３Ｐが適宜に操 作されて、反射ミラー部４９の前斜面がレーザービームＬＢに当るように切り換 えられていると、レーザービームＬＢは前方に折れ曲ってベンドミラー４１に達 する。さらに、このベンドミラー４１により下方に折り曲げられて加工ヘッド３ １内に供給される。そして、前記集光レンズに集光されて、ノズル３９からワー クＷに向けて照射されレーザ加工（熱切断加工）が行われる。上述において、若 しピストンロッド５３Ｐの操作により、レーザ発振装置５９から発振されたレー ザービームＬＢが反射ミラー部４９の後斜面に当るように切り換えられていると 、レーザービームＬＢは後方のベンドミラー４５の方向に折り曲げられるから加 工ヘッド３５のノズル５１から照射されるようになる。

【００１７】 また、反射ミラー部４９をピストンロッド５３Ｐにより後方に退避するように 切り換えるとレーザービームＬＢは反射ミラー部５１に達する。そして、上述に おいて反射ミラー部４９を操作したように、シリンダ５５のピストンロッド５５ Ｐを操作すると、レーザービームＬＢを加工ヘッド３３または加工ヘッド３７へ 供給するように切り換えることができる。

【００１８】 レーザービームＬＢの切り換えには種々の装置が用いられる。例えば、図２に おけるように、二つの加工ヘッド６１，６３が設けてあり、これらの加工ヘッド ６１，６３の上方にはベンドミラー６５，６７が設けてあるが、ベンドミラー６ ５はすでに公知の手段により、回動可能に設けてある。

【００１９】 上記構成により、レーザービームＬＢが左方から図２（ａ）のようにベンドミ ラー６５に当ると、下方へ折り曲げられて加工ヘッド６１のノズル３９から照射 される。しかし、図２（ｂ）のようにベンドミラー６５が回動方向に切り換えら れていると、レーザービームＬＢはベンドミラー６７に達するから下方に折り曲 げられて加工ヘッド６３に供給されて加工ヘッド６３のノズル３９から照射され るようになる。

【００２０】 なお、図２（ｂ）において説明したようなレーザービームＬＢの切り換え機構 は、前記加工ヘッド３１，３５間又は加工ヘッド３５，３７間にも対応できるも のである。

【００２１】 さて、固定された加工ヘッドが１個である場合には、ワークＷの隅々まで加工 するためにワークＷを移動させる範囲はワークＷの４倍の面積が必要になること は特に図がなくても容易に理解するであろうが、例えば加工ヘッドが４個設けら れている場合には、ワークＷの移動範囲がどの程度になるかを図３を参照しなが ら説明する。

【００２２】 先ず、実線で示したのが最大寸法のワークＷである。これに対して予め設定さ れた位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４箇所に加工ヘッド３１，３３，３５，３７が設けて ある。これらの加工ヘッド３１，３３，３５，３７のワークＷにおける加工の分 担領域をａ，ｂ，ｃ，ｄとする。即ち、分担領域ａを加工するときはＡ点にある 加工ヘッド３１が加工を分担する。そして加工が分担領域ｂに移るときにＢ点に ある加工ヘッド３３に切り換える。同様に加工が分担領域ｄ，ｃに移行するにつ れてＤ点，Ｃ点にある加工ヘッド３７，３５に切り換えて行くようにすれば、ワ ークＷの移動範囲は図３における２点鎖線の範囲内に納まる。この２点鎖線の範 囲は、点線の枡目を数えると分かるがワークＷの面積の９／５＝２．２５倍に相 当する。前述の説明のように加工ヘッドが１個で固定されている場合には、ワー クＷの面積の４倍になるわけであるから図３のように加工ヘッドを４箇所設けて 適宜に切り換えて加工すると、ワークＷの移動範囲は５６％に減少することにな る。勿論加工ヘッドが図３におけるＡ点，Ｂ点，Ｃ点，Ｄ点の４箇所になくても １個の加工ヘッドが上記Ａ点，Ｂ点，Ｃ点，Ｄ点にオフセットできれば、同じ効 果が得られることは明らかである。

【００２３】 加工ヘッド６９がオフセットする場合のベンドミラー７１の関係が図４によっ て説明されている。つまり加工ヘッド６９は、上方にベンドミラー７１を備えた ハウジング７３ごと右から左、または左から右へオフセットするので、レーザー ビームＬＢは何れの場合でもベンドミラー７１によって下方へ折り曲げられて加 工ヘッド６９に供給されるようになっている。

【００２４】 例えば図５に示したレーザ加工機７５は、ワーク移動型でしかも加工ヘッドオ フセット式の実施例である。即ち、下部フレーム７７には固定テーブル７９とこ の固定テーブル７９の前後には下部フレーム７７に支持されて、左右方向に移動 自在な可動テーブル８１が設けられている。そして上記固定テーブル７９および 可動テーブル８１上には多数のフリーベアリング８３が設けてある。さらに前後 に分けられた可動テーブル８１の右端には前後方向に延伸したキャリッジベース ８５が跨がって一体的に設けてあり、上記可動テーブル８１と共にＹ軸（左右） 方向に移動自在である。而して、キャリッジベース８５内にはＸ軸（前後）方向 に移動自在なキャリッジ８７が設けてある。このキャリッジ８７の左面の任意位 置には、複数個のクランパ８９が着脱自在に設けてあり、原点位置決めされたワ ークＷをクランプして、上記キャリッジ８７およびキャリッジベース８５の動き により移動位置決めできるようになっている。

【００２５】 また、上記下部フレーム７７の右端部上には、後述の加工ヘッドをオフセット せしめるために柱状フレーム９１が例えば前後方向に移動可能に設けてある。そ してこの柱状フレーム９１上には、左右方向に延伸した上部フレーム９３が上記 キャリッジベース８５を跨ぐように伸びている。この上部フレーム９３と柱状フ レーム９１と下部フレーム７７とでＣ形フレームを形成している。上記上部フレ ーム９３の左端にはハウジング９５が設けてあり、このハウジング９５内には下 方に向けて加工ヘッド９７が設けられている。さらに、上部フレーム９３の右端 近くの内部にはレーザ発振装置９９が設けてあり、左方へレーザービームＬＢを 発振するようになっている。そして、このレーザービームＬＢを受けて上記加工 ヘッド９７に供給するために、加工ヘッド９７の上方ハウジング９５内にはベン ドミラー１０１が設けられている。上記ハウジング９５、加工ヘッド９７、ベン ドミラー１０１およびレーザービームＬＢとの関係は、図４におけるハウジング ７３、加工ヘッド６９、ベンドミラー７１およびレーザービームＬＢとの関係と 同様である。

【００２６】 上記構成により、ワークＷを固定、可動テーブル７９，８１上に搬入して原点 位置決めを行った後、クランパ８９に把持せしめる。そして、キャリッジベース ８５、キャリッジ８７を適宜操作してワークＷをＸ−Ｙ軸に移動しながら加工ヘ ッド９７からレーザービームＬＢを照射してレーザ加工が行われる。その前にワ ークＷの分担加工領域を図３によって説明したように定め、所望の分担領域を加 工するときには対応した原点位置として予め設定された点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの適応 位置に加工ヘッド９７をオフセットしておく。このオフセットはベンドミラー１ ０１と加工ヘッド９７をＹ軸方向へ左右にシフトさせたり、柱状フレーム９１を 下部フレーム７７に対して前後にシフトさせたりすることにより達成される。而 して上記レーザ加工機７５もワークＷの移動範囲を少くすることができるもので ある。

【００２７】 その他、光軸移動型のレーザ加工機において、加工ヘッドを支持するハウジン グに複数の加工ヘッドを設けるか、上記ハウジング内で複数位置に加工ヘッドを オフセットすることが考えられる。この場合は光軸の移動範囲を小さくすること ができる。

【００２８】 以上のごとくこの実施例によれば、複数個の加工ヘッド３１，３３，３５，３ ７が予め設定された位置に設けられているので、ワークＷまたは加工ヘッド３１ ，３３，３５，３７の移動量が小さくなる。依って、レーザ加工機１の設定スペ ースが小さくなって省スペース化に効果がある。

【００２９】 また、ワークＷ又は加工ヘッド３１，３３，３５，３７の移動量が小さくなる と、送りのためのボールねじ１７，２５も短くなるからそれだけ狂いも少くなっ て加工精度が向上するという効果がある。

【００３０】 なお、加工ヘッド９７が１個であっても、予め設定された原点位置にオフセッ ト可能であればワークＷの移動量が小さくなり上記と同様の効果を奏するもので ある。

【００３１】 さらに、ワークＷの移動量が小さくなると、フリーベアリング１３，８３との 接触の機会も少くなりワークＷにつくきずが小さくなるという効果もある。

【００３２】 なお、この考案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。本実施例では、レーザ 加工機について説明したが、他の熱切断加工機例えばプラズマビーム加工機やア ーク切断加工機などにも対応できるものである。

【００３３】

【考案の効果】

以上のごとき実施例の説明により理解されるように、この考案によれば、加工 ヘッドが複数個予め設定された位置に設けられているので、ワークまたは加工ヘ ッドの移動量が小さくなる。依って、加工機の設置スペースが小さくなって省ス ペース化に効果がある。

【００３４】 また、ワークまたは加工ヘッドの移動量が小さくなると、送りのためのボール ねじも短くなるからボールねじの狂いも少くなる。依って、製品の加工精度向上 に効果がある。

【００３５】 なお加工ヘッドが１個であっても、上記予め設定された原点位置にオフセット 可能であれば上記と同様の効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例であるレーザ加工機の斜視
図である。

【図２】レーザーヘッドにレーザービームを送るための
ベンドミラーの他の実施例である。

【図３】加工スペースに関する作動説明図である。

【図４】レーザーヘッドをオフセットする場合における
ベンドミラーの実施例である。

【図５】レーザーヘッドをオフセットするさらに他のレ
ーザ加工機の実施例である。

【符号の説明】

１ レーザ加工機（熱切断加工機） ３１ 加工ヘッド ３３ 加工ヘッド ３５ 加工ヘッド ３７ 加工ヘッド ４１ 反射ミラー部 ５１ 反射ミラー部 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ 予め設定された位置 ＬＢ レーザービーム（熱切断ビーム） Ｗ ワーク

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工ヘッドとワークとが相対的に移動す
   ることにより熱切断加工を行う熱切断加工機であって、
   前記加工ヘッドを複数予め設定された位置に設けると共
   に、熱切断ビームを前記各加工ヘッドに切換自在に設け
   てなることを特徴とする熱切断加工機。
2. 【請求項２】 加工ヘッドとワークとが相対的に移動す
   ることにより熱切断加工を行う熱切断加工機であって、
   前記加工ヘッドを一軸方向にオフセット可能に設けてな
   ることを特徴とする熱切断加工機。