JPH09327786A

JPH09327786A - 熱加工装置

Info

Publication number: JPH09327786A
Application number: JP8150781A
Authority: JP
Inventors: Takashi Iwasaki; 敬岩崎; Toshiro Koizumi; 俊郎小泉; Shigeki Tomono; 茂樹友納
Original assignee: Amada Co Ltd; Mitsubishi Chemical Corp; Amada Engineering Center Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd; Mitsubishi Chemical Corp; Amada Engineering Center Co Ltd
Priority date: 1996-06-12
Filing date: 1996-06-12
Publication date: 1997-12-22

Abstract

(57)【要約】【課題】熱エネルギーを使用する、レーザー加工装置
またはプラズマ加工装置などの熱加工装置、或いは熱加
工装置とパンチプレス等との複合加工装置において、被
加工材を被加工材支持テーブル上を摺動移動させたとき
被加工材の裏面に擦り傷を発生させないと共に、熱加工
装置の加工ヘッドのノズ近傍からノズル周辺のテーブル
上に飛散する高温のスパッターやドロスにも焼損しない
耐熱性を有する炭素繊維からなるブラシを植設した被加
工材支持テーブルを備えた熱加工装置の提供。【解決手段】被加工材を少なくとも一方向に摺動自在
に支持する被加工材支持テーブル２３（Ｌ、Ｒ）に備え
た熱加工装置において、前記前記被加工材支持テーブル
に炭素繊維からなるブラシ２９を植設したことを特徴と
する熱加工装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は熱加工装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】レーザー加工装置またはプラズマ加工装
置などの熱加工装置や、これらの熱加工装置とプレスあ
るいはパンチプレスなどの板材加工装置との複合加工装
置においては被加工材移動による加工方式が実施されて
いる。

【０００３】上記熱加工装置または複合加工装置におけ
る被加工材の支持手段には、フリーベアリングやローラ
ーベアリングなどを被加工材支持テーブルに設け、被加
工材をこのフリーベアリング上を移動させる方式が使用
されている。しかし、フリーベアリング上を被加工材を
移動させるときに被加工材の自重によりその材料の裏面
に多少の擦り傷が発生する他、ベアリングの劣化、スパ
ッターのつまり等によりベアリング動作が悪化し擦り傷
が発生する。この被加工材の裏面に生ずる擦り傷が特に
問題となる場合には、フリーベアリングの球体の材質を
樹脂化したり前記フリーベアリングに代えてナイロン繊
維その他の合成樹脂繊維のブラシをテーブル面に植設す
ることが行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記合成樹脂繊維製の
ブラシを植設した被加工材支持テーブルをパンチプレス
などの単体機に使用する場合には、ブラシの材質の耐熱
性を特に問題とする必要はないが、熱エネルギーを使用
するレーザー加工装置またはプラズマ加工装置などの熱
加工装置、或いは熱加工装置とパンチプレス等との複合
加工装置においては、熱加工装置の加工ヘッドのノズル
近傍からノズル周辺のテーブル上に飛散する高温のスパ
ッターやドロス（溶融した金属の酸化生成物）に対する
耐熱性が要求され、前記のナイロン繊維などの合成樹脂
繊維では耐熱温度が低く、直ぐにノズル周辺のブラシの
先端部が溶けて球状化したり、溶融して短縮したりする
という問題がある。また、ブラシの根元にも高温のスパ
ッターやドロスが付着して根元の溶融によるブラシのバ
ラツキや焼損によってブラシがだめになるなどの問題が
ある。

【０００５】上述の問題に対し、ポリイミド樹脂などの
耐熱性のある工業用プラスチックスを使用することもで
きるが、その耐熱温度はせいぜい２００℃〜３００℃で
あり、根本的な問題解決にはならない。また、真鍮、Ｓ
ＵＳ、タングステン等の細線を用いた金属性のブラシを
用いることも可能ではあるが、これは、被加工材の表面
硬度とブラシ材料の硬度との関係から被加工材より硬度
の高いブラシでは裏面に生じる傷の問題の解決にはなら
ない為被加工材に応じてブラシ材を変えた部品を準備し
交換する必要がある。又、金属性のブラシの場合、ブラ
シも溶融飛散するドロスまたはスパッターとも金属の為
親和力が大きく、ブラシの先端部に直ぐにドロスまたは
スパッターが付着凝固し、この付着物が傷を余計に発生
させるという問題もある。

【０００６】本発明は上述の如き問題を解決するために
成されたものであり、本発明の課題は、熱エネルギーを
使用する、レーザー加工装置またはプラズマ加工装置な
どの熱加工装置、或いは熱加工装置とパンチプレス等と
の複合加工装置において、被加工材を被加工材支持テー
ブル上で摺動移動させたとき、被加工材の裏面に擦り傷
を発生させないと共に、熱加工装置の加工ヘッドのノズ
近傍からノズル周辺のテーブル上に飛散する高温のスパ
ッターやドロスにも焼損しない耐熱性を有する炭素繊維
からなるブラシを植設した被加工材支持テーブルを備え
た熱加工装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
として、請求項１に記載の熱加工装置は、被加工材を少
なくとも一方向に摺動自在に支持する被加工材支持テー
ブルを備えた熱加工装置において、前記被加工材支持テ
ーブルに炭素繊維からなるブラシを植設したことを要旨
とするものである。したがって、加工部からノズル周辺
のテーブル上に飛散する高温のスパッターやドロスによ
ってブラシが焼損することがない。また、被加工材を被
加工材支持テーブル上を摺動移動させたとき被加工材の
裏面に擦り傷が発生しない。さらに、炭素繊維からなる
ブラシは一般的に金属との親和力が低くさらに低熱容
量、高熱伝導によって溶融金属であるスパッターやドロ
スが付着しにくいという特徴を有する。従って付着物に
よる傷の発生も押さえられる。

【０００８】請求項２に記載の熱加工装置は、請求項１
に記載の熱加工装置において、前記熱加工装置の被加工
材支持テーブルの少なくとも加工ヘッド近傍の領域に炭
素繊維からなるブラシを植設したブラシテーブルを設け
たことを要旨とするものである。

【０００９】請求項３に記載の熱加工装置は、請求項２
に記載の熱加工装置のブラシテーブルにおいて、前記ブ
ラシは、前記加工ヘッドからスパッターまたはドロスの
飛散する約半径２５０ｍｍ以内の領域に植設してなるこ
とを要旨とするものである。

【００１０】したがって、請求項２または請求項３に記
載の熱加工装置によれば、加工部からの高温のスパッタ
ーやドロスが飛散しない位置の被加工材支持テーブルに
はコストの低い従来の合成樹脂繊維のブラシを使用する
ことが可能である。

【００１１】請求項４に記載の熱加工装置は、請求項１
〜請求項３に記載の熱加工装置のブラシテーブルにおい
て、前記熱加工装置がレーザー加工装置またはプラズマ
加工装置であることを要旨とするものである。

【００１２】したがって、レーザー加工装置またはプラ
ズマ加工装置の加工ヘッドのノズル近傍からノズル周辺
のテーブル上に高温のスパッターやドロスが飛散しても
被加工材支持テーブルのブラシが焼損することがないと
共に、被加工材を被加工材支持テーブル上を摺動移動さ
せたとき被加工材の裏面に擦り傷が発生しない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
によって説明する。図１は熱加工装置の例として、光軸
固定タイプの公知のレーザー加工装置を斜視図で示した
ものである。

【００１４】図１を参照するに、レーザー加工装置１
は、下部フレーム３に立設したとコラム５と、このコラ
ム５に設けられ、前記下部フレーム３の上方位置にオー
バーハングした上部フレーム７を備えている。そして、
この下部フレーム３、コラム５および上部フレーム７と
でＣ字形のフレーム形状をなしている。

【００１５】前記下部フレーム３の後方には、レーザー
発振器９が載置してあり、このレーザー発振器９からの
レーザービームＬＢは、前記上部フレーム７内に設けら
れたの複数のベンドミラー（図示省略）を経由してレー
ザー加工ヘッド１１に導かれている。そして、レーザー
加工ヘッド１１内にはレーザー光を集光する凸レンズな
どの集光用光学系（図示省略）が設けてある。

【００１６】前記上部フレーム７と下部フレーム３の間
には、被加工材ＷをＸ軸方向およびＹ軸方向に位置決め
する被加工材位置決め装置１３が設けてある。この被加
工材位置決め装置１３には、被加工材Ｗをクランプする
複数のクランプ装置１５を備えたＸ軸キャリッジ１７
が、Ｙ軸キャリッジ１９に移動位置決め自在に設けてあ
る。また、前記下部フレーム３の上面には、被加工材支
持テーブルとしての固定テーブル２１が設けてあり、前
記Ｙ軸キャリッジ１９には、前記固定テーブル２１の両
側をＹ軸方向に移動自在の左右の被加工材支持テーブル
２３（Ｌ、Ｒ）が設けてある。

【００１７】前記レーザー加工ヘッド１１の下端部には
ノズル２７が設けられており、このノズル２７から、前
記集光用光学系で集光されたレーザー光がこのレーザー
加工ヘッド１１の下方に位置決めされた被加工材Ｗの表
面に照射されると同時に酸素または窒素などのアシスト
ガスが噴射されて、被加工材Ｗに切断または溶接などの
レーザー加工が実施される。なお、前記被加工材位置決
め装置１３およびレーザー発振器９はＮＣ制御装置２５
によって適宜に制御されるものである。

【００１８】図２は、前記図１のレーザー加工ヘッド１
１下方の固定テーブル２１および移動テーブル２３
（Ｌ、Ｒ）部を正面Ａ側から見た縦断面図の１部分であ
る。また、図３は後述のブラシテーブル３１の平面図で
あり、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図であ
る。

【００１９】さて、図２および図３を参照するに、前記
下部フレーム３上に設けられ、被加工材Ｗを支持する固
定テーブル２１のレーザー加工ヘッド１１の下方近傍の
領域Ｄには、炭素繊維からなるブラシ２９を植設した環
状のブラシテーブル３１がブラシテーブル取付部材３３
にねじなどの締結部材３５により固定して設けてある。
また、この環状のブラシテーブル３１の中心には、後述
の切断台３９が嵌合突出する嵌合穴３７が設けてある。

【００２０】前記ブラシテーブル取付部材３３は前記下
部フレーム３にねじ（図示省略）などの締結部材により
固定してある。さらに、レーザー加工ヘッド１１の下方
の下部フレーム３には中空の裁頭円錐形の切断台３９が
設けてあり、この切断台３９上端部は、前記ブラシテー
ブル３１の中心に設けた嵌合穴３７から幾分突出させて
設けると同時に、ブラシテーブル３１に植設したブラシ
２９の先端部よりは低い位置に埋設された状態に設けて
ある。前記切断台３９の下方には、レーザー加工で発生
したヒューム、スパッター等を吸引する集塵装置（図示
省略）に連通した排気管４３が設けてある。

【００２１】レーザ加工ヘッド１１の下方の加工領域か
らのスパッタ及びドロスの飛散距離は、加工部から約半
径２５０ｍｍ位の範囲まで及ぶが、少くとも半径１００
ｍｍの範囲に前記炭素繊維からなるブラシ２９を植設し
ておくことで、スパッター及びドロスに対する効果はか
なり顕著となる。

【００２２】なお、前記環状のブラシテーブル３３の表
面に植設したブラシの一例としては繊維の長さが５ｍｍ
〜１０ｍｍで、直径が５μｍ〜１５μｍの炭素繊維を直
径約３ｍｍに束ねたブラシ２９の集合体を１ユニットと
して放射状に複数ユニットが植設してある。また、前記
移動テーブル２３（Ｌ、Ｒ）と、レーザー加工ヘッドか
らのスパッターおよびドロスが飛散しない加工部から約
２５０ｍｍ以上離れた距離に位置する前記固定テーブル
および移動テーブル２３（Ｌ、Ｒ）の表面には、ナイロ
ンなどからなる合成樹脂繊維ブラシ４１を適宜間隔また
は密度に植設してある。なお、前記ブラシ２９に使用し
ている炭素繊維の溶融温度は約３７００℃である。

【００２３】また、前記炭素繊維ブラシ２９および合成
樹脂繊維４１の配置の間隔または密度は、ブラシ上に載
置される被加工材の最大重量をブラシが十分に支持でき
るように計算して決定されるものであり、少なくとも、
被加工材を載置したときブラシの腰が折れない様に設け
てある。

【００２４】前記ブラシテーブル３１に植設するブラシ
２９の配置の仕方は、図３に限定されるものではなく、
例えば、図５に示すように様々の配置の仕方がある。図
５ａに示したのブラシテーブル３１Ａは、短冊状のブラ
シ２９を放射状に配置したものであり、図５ｂのブラシ
テーブル３１Ｂの場合には、ブラシテーブル３１Ｂと同
心円状にブラシ２９を設けたものである。また、図５ｃ
のブラシテーブル３１Ｃの場合には、ブラシテーブル３
１Ｃの表面のほぼ全領域に前記ブラシ２９を植設したも
のである。

【００２５】図６は、１軸光移動（例えばＹ軸）タイプ
のレーザー加工装置の被加工材支持テーブル４５の平面
図の一部を示したものであり、Ｙ軸方向に移動するレー
ザー加工ヘッドの下方の被加工材支持テーブル４５に
は、レーザー加工で発生したヒューム、スパッター等を
吸引する集塵装置（図示省略）に連通した長方形の排気
孔４７が、このＹ軸方向に移動するレーザー加工ヘッド
の移動軸にあわせて設けてある。

【００２６】上述の如き、１軸光移動（例えばＹ軸方
向）タイプのレーザー加工装置の場合には、図６に示す
如く、長方形の排気孔４７の周囲の一定範囲に、すなわ
ち、スパッターまたはドロスが飛散しない程度の距離の
範囲に、前記炭素繊維からなるブラシ２９を配置するこ
とにより、加工部から周辺のテーブル上に飛散する高温
のスパッターやドロスによってブラシが焼損することを
防止することができる。

【００２７】また、前述の炭素繊維のブラシに代えて、
軟化温度５００℃〜７００℃のガラス繊維を使用すれ
ば、従来のナイロン製の繊維のブラシよりは耐熱性を向
上させることが可能である。

【００２８】なお、本発明の熱加工装置は、前述の実施
の形態のレーザー加工装置の如き熱加工装置に限定され
るものではなく、レーザー加工装置またはプラズマ加工
装置などの熱加工装置と、プレスまたはパンチプレスな
どの板材加工装置との組合わせである複合加工装置にも
適用できることは容易に理解されるところである。

【００２９】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、加工部
からノズル周辺のテーブル上に飛散する高温のスパッタ
ーやドロスによってブラシが焼損することがない。ま
た、被加工材を被加工材支持テーブル上を摺動移動させ
たとき被加工材の裏面に擦り傷が発生しない。さらに、
炭素繊維からなるブラシにはスパッターやドロスが付着
しにくいので付着物による傷の発生も押さえられる。し
たがって、ブラシの耐久性が向上するとともに、メンテ
ナンスの手間と費用の節減にもなるなどの効果もある。

【００３０】請求項２または請求項３に記載の発明によ
れば、加工部からの高温のスパッターやドロスが飛散し
ない位置の被加工材支持テーブルにはコストの低い従来
の合成樹脂繊維のブラシを使用することが可能である。
したがって、熱加工装置のコストの低減が可能である。

【００３１】請求項４に記載の発明によれば、熱加工装
置または熱加工装置と板材加工装置との複合加工装置に
おいて、加工ヘッドのノズ近傍からノズル周辺のテーブ
ル上に高温のスパッターやドロスが飛散しても被加工材
支持テーブルのブラシが焼損することがないと共に、被
加工材を被加工材支持テーブル上を摺動移動させたとき
被加工材の裏面に擦り傷が発生しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる熱加工装置の例として示した、
光軸固定タイプのレーザー加工装置の斜視図。

【図２】図１のレーザー加工装置を正面Ａ側から見た縦
断面図の１部を示した図。

【図３】図１のレーザー加工装置のレーザー加工ヘッド
の下方近傍の領域に設けたブラシテーブルの平面図。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図。

【図５】図３に示したブラシテーブルの他の実施の形
態。

【図６】１軸光移動タイプのレーザー加工装置の被加工
材支持テーブルの部分平面図。

【符号の説明】

１レーザー加工装置３下部フレーム５コラム７上部フレーム９レーザー発振器１１レーザー加工ヘッド１３被加工材位置決め装置１５クランプ装置１７Ｘ軸キャリッジ１９Ｙ軸キャリッジ２１固定テーブル２３（Ｌ、Ｒ）移動テーブル２５ＮＣ制御装置２７ノズル２９ブラシ３１ブラシテーブル３３ブラシテーブル取付部材３５締結部材３７嵌合穴３９切断台４１合成樹脂繊維ブラシ４３排気管４５被加工材支持テーブル４７長方形の排気孔

フロントページの続き (72)発明者小泉俊郎神奈川県伊勢原市桜台１−22−15 (72)発明者友納茂樹東京都千代田区丸の内２−５−２三菱化学株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加工材を少なくとも一方向に摺動自在
に支持する被加工材支持テーブルを備えた熱加工装置に
おいて、前記被加工材支持テーブルに炭素繊維からなる
ブラシを植設したことを特徴とする熱加工装置。
【請求項２】前記熱加工装置の被加工材支持テーブル
の少なくとも加工ヘッド近傍の領域に炭素繊維からなる
ブラシを植設したブラシテーブルを設けたことを特徴と
する請求項１に記載の熱加工装置。
【請求項３】前記ブラシは、前記加工ヘッドからスパ
ッターまたはドロスの飛散する約半径２５０ｍｍ以内の
領域に植設してなることを特徴とする請求項２に記載の
熱加工装置。
【請求項４】前記熱加工装置がレーザー加工装置また
はプラズマ加工装置であることを特徴とする請求項１〜
請求項３に記載の熱加工装置。