JPH08174359A - 板材加工機の加工ヘッド支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 二軸方向へ移動する移動体が片持ち梁状に張
り出した場合に生じるたわみを容易に調整することので
きる板材加工機の加工ヘッド支持装置を提供する。 【構成】 先端部に加工ヘッド１３が装着されたメイン
ビーム１１がフレーム（加工機本体）５から張出方向へ
移動位置決めされて加工を行う際に、前記メインビーム
１１の張出しによるたわみを除去すべくこれを支持す
る。このメインビーム１１は、フレーム５により前記張
出方向へ移動自在に支持されるサブビーム３５と共に移
動し、常に一定の力で支持するスプリング（支持部材）
３９を介してこのサブビーム３５により下側から支持さ
れるものである。前記スプリング３９は少なくともメイ
ンビーム１１の先端部分を支持するものである。前記支
持部材として流体圧シリンダを使用してもよい。また、
張出方向と直角方向へ移動自在なＹ軸キャレッジ（移動
体）９上に前記サブビーム３５が設けられる場合もあ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は板材加工機の加工ヘッ
ド支持装置に係り、さらに詳しくは、片持ち梁状に加工
ヘッドを支持する支持装置において加工ヘッド位置のた
わみを除去することのできる板材加工機の加工ヘッド支
持装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図７に示されるような、第一
軸１０１が摺動部１０３に支持されて第一の方向（図７
中紙面直交方向）へ移動可能であり、第二軸１０５が第
一軸１０１に支持されて第二の方向（図７中矢印方向）
へ移動可能である移動体１０７であって、第二軸１０５
が移動したときにその重心が第一軸１０１の摺動部１０
３から外れるような場合には、第二軸１０５に大きなた
わみが発生するおそれがある。

【０００３】このため、加工ヘッド１０９が第二軸１０
５に支持されて二方向へ移動位置決めするような加工機
にあっては、機械精度や加工精度に悪影響を与えるので
予め第二軸にたわみが生じてもそれを打ち消すよう加工
もしくは組立調整を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術にあっては、機械加工により調整する場
合には、同一寸法・精度で加工できないため機械精度が
安定しないこと、経年変化に対応できないという問題が
ある。

【０００５】また、組立により調整する場合には、調整
工数が増大すること、経年変化に対応できないという問
題がある。

【０００６】この発明の目的は、以上のような従来の技
術に着目してなされたものであり、二軸方向へ移動する
移動体が片持ち梁状に張り出した場合に生じるたわみを
容易に調整することのできる板材加工機の加工ヘッド支
持装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１による発明の板
材加工機の加工ヘッド支持装置は、上記の目的を達成す
るために、加工機本体から張出方向へ移動自在に設けら
れたメインビームの先端部に加工ヘッドを有する板材加
工機であって、前記メインビームを下側から支持すべく
前記メインビームに伴って張出方向へ移動自在な状態で
前記加工機本体に支持されるサブビームと、前記メイン
ビームを下側から常に一定の力で支持すべく前記サブビ
ームと前記メインビームの間に設けられた支持部材と、
を備えてなることを特徴とするものである。

【０００８】請求項２による発明の板材加工機の加工ヘ
ッド支持装置は、上記の目的を達成するために、請求項
１における支持部材が少なくともメインビームの先端部
分に設けられていることを特徴とするものである。

【０００９】請求項３による発明の板材加工機の加工ヘ
ッド支持装置は、上記の目的を達成するために、請求項
１における支持部材がバネ定数の小さなスプリングを備
えてなることを特徴とするものである。

【００１０】請求項４による発明の板材加工機の加工ヘ
ッド支持装置は、上記の目的を達成するために、請求項
１における支持部材が流体圧シリンダを備えてなること
を特徴とするものである。

【００１１】また、請求項５による発明の板材加工機の
加工ヘッド支持装置は、請求項１におけるサブビームが
張出方向と直角方向へ移動自在な移動体上に設けられて
いることを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】請求項１による板材加工機の加工ヘッド支持装
置では、先端部に加工ヘッドが装着されたメインビーム
が加工機本体から張出方向へ移動位置決めされて加工を
行う際に、前記メインビームの張出しによるたわみを除
去すべくこれを支持する。すなわち、このメインビーム
は、板材加工機本体により前記張出方向へ移動自在に支
持されるサブビームと共に移動し、常に一定の力で支持
する支持部材を介してこのサブビームにより下側から支
持されるものである。

【００１３】請求項２による板材加工機の加工ヘッド支
持装置では、前記支持部材が少なくともメインビームの
先端部分を支持するものである。

【００１４】請求項３よる板材加工機の加工ヘッド支持
装置では、前記支持部材としてバネ定数の小さなスプリ
ングがメインビームを下側から支持するものである。

【００１５】請求項４よる板材加工機の加工ヘッド支持
装置では、前記支持部材として流体圧シリンダがメイン
ビームを下側から支持するものである。

【００１６】また、請求項５よる板材加工機の加工ヘッ
ド支持装置では、張出方向と直角方向へ移動自在な移動
体上に前記サブビームが設けられているものである。

【００１７】

【実施例】以下、この発明の好適な一実施例を図面に基
づいて説明する。

【００１８】図６には板材加工機としてのレーザ加工機
１の全体が示されている。このレーザ加工機１では、土
台３上にＹ軸方向へ延伸する加工機本体としてのフレー
ム５が立設されており、このフレーム５にはＹ軸方向へ
延伸するＹ軸ガイドレール７が設けられている。このＹ
軸ガイドレール７に沿って図示しない移動装置によりＹ
軸方向へ移動する移動体としてのＹ軸キャレッジ９が設
けられている。

【００１９】このＹ軸キャレッジ９には、メインビーム
１１がＸ軸方向へ移動自在に設けられている。このメイ
ンビーム１１の先端には、加工ヘッド１３がＺ軸方向へ
移動自在に設けられており、加工ヘッド１３の先端には
レーザビームＬＢを照射するノズル１５が設けられてい
る。また、フレーム５のＸ軸方向前面（図６において手
前側）には加工テーブル１７が設けられている。

【００２０】従って、加工テーブル１７上に載置された
ワークＷに対して、Ｙ軸キャレッジ９がＹ軸方向へ移動
すると共に、メインビーム１１がＸ軸方向へ移動するこ
とにより加工ヘッド１３の位置決めを行い、加工ヘッド
１３を下降させてノズル１５からレーザビームＬＢをワ
ークＷに対して照射することによりレーザ加工を行うも
のである。

【００２１】図１〜図３には、加工ヘッド支持装置１９
を構成するＹ軸キャレッジ９，メインビーム１１等の詳
細な構造が示されている。Ｙ軸キャレッジ９下面にはＹ
軸方向前後にＹ軸スライダ２１が取付けられており、こ
のＹ軸スライダ２１が前記Ｙ軸ガイドレール７上をスラ
イドする。また、Ｙ軸キャレッジ９上のＹ軸方向両側に
は、基台２３が設けられており、この基台２３の上面に
メインビーム用Ｘ軸ガイド２５が設けられている。これ
に対し、メインビーム１１下面にはＸ軸方向へ延伸する
メインビーム用Ｘ軸ガイドレール２７が設けられてお
り、前記メインビーム用Ｘ軸ガイド２５上をメインビー
ム用Ｘ軸ガイドレール２７がスライドするようになって
いる。

【００２２】一方、メインビーム１１の下面における前
記一対のメインビーム用Ｘ軸ガイドレール２７の内側に
は、Ｙ軸キャレッジ９との間に一対のたわみ除去装置２
９が設けられている。このたわみ除去装置２９は、Ｙ軸
キャレッジ９上に設けられたたわみ除去装置用Ｘ軸ガイ
ド３１と、このたわみ除去装置用Ｘ軸ガイド３１上をＸ
軸方向へスライドするたわみ除去装置用Ｘ軸ガイドレー
ル３３を有しており、このたわみ除去装置用Ｘ軸ガイド
レール３３には矩形断面のサブビーム３５がＸ軸方向に
延伸して設けられている。

【００２３】この各サブビーム３５は、ピン３７により
メインビーム１１と連結されており、Ｘ軸方向へ一体的
に移動する。さらに、メインビーム１１はＸ軸方向前後
端付近において支持部材としてのスプリング３９を介し
てサブビーム３５により下側から支持されている。

【００２４】なお、図２を参照するに、Ｙ軸キャレッジ
９上には駆動モータ４１が設けられており、メインビー
ム１１の内部にはベルト４３を介して前記駆動モータ４
１により回転駆動されるボールネジ４５がＹ軸方向へ延
伸して回転自在に設けられている。また、このボールネ
ジ４５に螺合するナット部材４７がメインビーム１１に
固定的に取付けられている。

【００２５】従って、駆動モータ４１がボールネジ４５
を回転駆動すると、ナット部材４７を有するメインビー
ム１１がＸ軸方向へ往復移動することとなる。

【００２６】また、メインビーム１１の中央部分には、
図示しないレーザ発振器から発せられたレーザビームＬ
Ｂを導く導波管４９およびレーザビームＬＢを加工ヘッ
ド１３に導くためのベンドミラー５１が設けられてい
る。

【００２７】次に、図４および図５に基づいて、たわみ
除去装置２９によるメインビーム１１のたわみ除去動作
について説明する。

【００２８】図４に示されるように、メインビーム１１
がＹ軸キャレッジ９上でサブビーム３５を介して釣り合
っている場合には、４個のスプリング３９により等しい
反力で支持されるのでメインビーム１１はたわみを生じ
ない。

【００２９】一方、図５に示されるように、メインビー
ム１１がＸ軸方向左側へ移動して張り出すと、ピン３７
で固定されたたわみ除去装置２９もつれ動きして同様に
Ｙ軸キャレッジ９から張り出す。このとき、たわみ除去
装置２９のサブビーム３５自体がたわむため左側のスプ
リング３９が伸びて反発力が減少するが、バネ定数を小
さくしておけば反発力の減少を小さく抑えることができ
る。

【００３０】従って、サブビーム３５のたわみにかかわ
らずメインビーム１１を支持するスプリング３９の力は
常に一定とみなすことができるので、メインビーム１１
は張出長さにかかわらず初期状態を保つことになるの
で、常にたわみが生じないこととなる。

【００３１】また、たわみ除去装置２９が非常に剛性の
高いものでたわみを生じない場合には、このたわみ除去
装置２９により支持されるメインビーム１１もたわみを
生じないのはいうまでもない。

【００３２】このような板材加工機の加工ヘッド支持装
置１９によれば、加工ヘッド支持装置１９が加工ヘッド
１３を装着したメインビーム１１のたわみの発生を常に
抑えることができるので、ワークＷを加工する際に加工
ヘッド１３の高さ位置を正確に制御することができる。
これにより、機械加工や組立工数をふやすことなく高精
度の加工を行うことができる。また、レーザ加工機１の
経年変化を考慮する必要がなくなる。

【００３３】なお、この発明は、前述した実施例に限定
されることなく、適宜な変更を行なうことにより、その
他の態様で実施し得るものである。例えば、前記実施例
においては板材加工機としてレーザ加工機１を用いる場
合について説明したが、その他の板材加工機や、測定器
をメインビーム１１の先端に有する測定機械等にも適用
し得るものである。

【００３４】また、たわみ除去装置２９においてメイン
ビーム１１を支持するのにスプリング３９を使用した
が、これに代わって空圧や油圧等の流体圧シリンダを使
用してもよい。この場合には、力の変化がないためスプ
リング３９の場合よりもさらに効果的なものとなる。

【００３５】

【発明の効果】請求項１の発明による板材加工機の加工
ヘッド支持装置は以上説明したようなものであり、先端
部に加工ヘッドが装着されたメインビームが加工機本体
から張出方向へ移動位置決めされて加工を行う際に、前
記メインビームの張出しによるたわみを除去すべくたわ
み除去装置がメインビームを支持する。すなわち、この
メインビームは、板材加工機本体により前記張出方向へ
移動自在に支持されるサブビームと共に移動し、常に一
定の力で支持する支持部材を介してこのサブビームによ
り下側から支持されるため、メインビームはたわみを生
じない。このため、加工ヘッドの高さ位置は正確に制御
されるため、加工精度が向上する。また、板材加工機の
経年変化によるたわみも考慮する必要がなくなる。

【００３６】請求項２によるこの発明の板材加工機の加
工ヘッド支持装置では、支持部材が少なくともメインビ
ームの先端部分を支持するため、たわみの発生を防止す
ることができる。

【００３７】請求項３によるこの発明の板材加工機の加
工ヘッド支持装置によれば、支持部材としてバネ定数の
小さなスプリングを使用したので、小さなたわみの範囲
においては常に一定の反力を得ることができる。このた
め、一定の力でメインビームを下側から支持するので、
たわみの発生を防止することができる。

【００３８】請求項４によるこの発明の板材加工機の加
工ヘッド支持装置によれば、支持部材として流体圧シリ
ンダを用いたので常に一定の反力を得ることができる。
このため、一定の力でメインビームを下側から支持する
ので、たわみの発生を防止することができる。

【００３９】また、請求項５によるこの発明の板材加工
機の加工ヘッド支持装置によれば、張出方向と直角方向
へ移動自在な移動体上に前記サブビームが設けられてい
るので、メインビームの先端に設けられている加工ヘッ
ドは二方向に移動自在となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る板材加工機の加工ヘッド支持装
置の一実施例を示す断面図である。

【図２】図１中II−II位置における断面図である。

【図３】図２中III −III 位置における断面図である。

【図４】たわみ除去装置によるメインビームのたわみ除
去動作に関する説明図である。

【図５】たわみ除去装置によるメインビームのたわみ除
去動作に関する説明図である。

【図６】この発明に係る板材加工機の加工ヘッド支持装
置を適用したレーザ加工機の全体を示す斜視図である。

【図７】従来における二軸方向へ移動する移動体の張出
部分に生じるたわみを示す説明図である。

【符号の説明】

１ レーザ加工機（板材加工機） ５ フレーム（加工機本体） ９ Ｙ軸キャレッジ（移動体） １１ メインビーム １３ 加工ヘッド １９ 加工ヘッド支持装置 ３５ サブビーム ３９ スプリング（支持部材）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工機本体から張出方向へ移動自在に設
   けられたメインビームの先端部に加工ヘッドを有する板
   材加工機であって、前記メインビームを下側から支持す
   べく前記メインビームに伴って張出方向へ移動自在な状
   態で前記加工機本体に支持されるサブビームと、前記メ
   インビームを下側から常に一定の力で支持すべく前記サ
   ブビームと前記メインビームの間に設けられた支持部材
   と、を備えてなることを特徴とする板材加工機の加工ヘ
   ッド支持装置。
2. 【請求項２】 前記支持部材が少なくともメインビーム
   の先端部分に設けられていることを特徴とする請求項１
   記載の板材加工機の加工ヘッド支持装置。
3. 【請求項３】 前記支持部材がバネ定数の小さなスプリ
   ングを備えてなることを特徴とする請求項１，２記載の
   板材加工機の加工ヘッド支持装置。
4. 【請求項４】 前記支持部材が流体圧シリンダを備えて
   なることを特徴とする請求項１，２記載の板材加工機の
   加工ヘッド支持装置。
5. 【請求項５】 前記サブビームが張出方向と直角方向へ
   移動自在な移動体上に設けられていることを特徴とする
   請求項１，２記載の板材加工機の加工ヘッド支持装置。