JPH10277769A - レーザ加工機の駆動方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ加工機のレーザ加工ヘッドを高速で移
動せしめると共に、リニアモータを使用したときに発生
する吸引力のバランスを図る。 【解決手段】 レーザ加工機１におけるフレーム１５に
対してレーザ加工ヘッド２１を備えたＹ軸キャレッジ１
７をＹ軸方向へ移動せしめるレーザ加工機１における駆
動装置であって、前フレーム１５側にリニアモータ１５
の磁石部１５Ａを設けると共に、Ｙ軸キャレッジ１７側
の前記磁石部１５Ａに対応した位置にリニアモータ１５
のコイル部１５Ｂを設け、前記フレーム１５側にガイド
レール２９を設けると共にこのガイドレール２９に案内
されて移動するガイド部３１を前記Ｙ軸キャレッジ１７
側に設けてなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、レーザ加工機に
おける加工テーブル又はレーザ加工ヘッドなどの移動物
を移動せしめるレーザ加工機における駆動方法およびそ
の装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のレーザ加工機としては、加工すべ
きワークを載置した加工テーブルをＸ軸方向へ、レーザ
加工ヘッドをＹ軸方向へ移動せしめてワークにレーザ加
工を行うタイプや、ワークを載置した加工テーブルを固
定し、レーザ加工ヘッドをＸ軸方向およびＹ軸方向へ移
動せしめてワークにレーザ加工を行うタイプが代表的に
よく知られている。

【０００３】前記加工テーブル，レーザ加工ヘッドを移
動せしめる駆動系としては、駆動モータ，ボールねじ，
カップリングなどが用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の駆動モータ，ボールねじで、加工テーブル，レーザ
加工ヘッドなどの移動物を移動せしめているが、大半の
エネルギーは移動物以外の駆動モータ，ボールねじ，カ
ップリングなどの駆動系で消費されると共にバックラッ
シュなどが発生する。また、危険速度などにより最大速
度とする際にはボールねじでは限界がある。したがっ
て、移動物をある一定以上の速度で移動させることがで
きず、高速化ができなかった。

【０００５】この移動物を高速で移動せしめる手段とし
てリニアモータを使用することが考えられるが、リニア
モータとしては固定側に磁石部（磁石板）が設けられる
と共に可動側にコイル部を搭載したスライダが設けられ
る。しかしながら、リニアモータを使用すると、吸引力
が推力の約３倍通常発生するため、可動側の剛性が必要
であり、対策を講じなければならない。

【０００６】この発明の目的は、レーザ加工機のレーザ
加工ヘッドを高速で移動せしめると共に、リニアモータ
を使用したときに発生する吸引力のバランスを図ったレ
ーザ加工機における駆動方法およびその装置を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１によるこの発明のレーザ加工機の駆動方法
は、レーザ加工機におけるフレームに対してレーザ加工
ヘッドを備えたＹ軸キャレッジをＹ軸方向へ移動せしめ
る際、前記フレーム側に設けたリニアモータの磁石部と
前記Ｙ軸キャレッジ側の前記磁石部と対応した位置に設
けたリニアモータのコイル部とでＹ軸キャレッジをＹ軸
方向へ移動せしめると共に、前記フレームに設けたガイ
ドレールにＹ軸キャレッジに設けたガイド部を案内せし
めることを特徴とするものである。

【０００８】また、請求項２によるこの発明のレーザ加
工機の駆動装置は、レーザ加工機におけるフレームに対
してレーザ加工ヘッドを備えたＹ軸キャレッジをＹ軸方
向へ移動せしめるレーザ加工機における駆動装置であっ
て、前記フレーム側にリニアモータの磁石部を設けると
共に、Ｙ軸キャレッジ側の前記磁石部に対応した位置に
リニアモータのコイル部を設け、前記フレーム側にガイ
ドレールを設けると共にこのガイドレールに案内されて
移動するガイド部を前記Ｙ軸キャレッジ側に設けてなる
ことを特徴とするものである。

【０００９】したがって、フレーム側に設けたリニアモ
ータの磁石部とＹ軸キャレッジ側の前記磁石部と対応し
た位置に設けたリニアモータのコイル部とでフレームに
対してＹ軸キャレッジが高速で移動される。フレームに
対してＹ軸キャレッジがＹ軸方向へ移動される際、フレ
ームに設けられたガイドレールにＹ軸キャレッジに設け
たガイド部が案内されてＹ軸キャレッジが移動されるの
で、リニアモータ固有の吸引力とＹ軸キャレッジ自体の
自重とがバランスされる。その結果、Ｙ軸キャレッジの
剛性の緩和また、摩擦抵抗の軽減に寄与される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態の例
を図面に基いて詳細に説明する。

【００１１】図２を参照するに、レーザ加工機１はＸ軸
方向（図２において紙面に対して直交する方向）へ延伸
され、かつ上方を開口した矩形状のベッド３を備えてい
る。このベッド３上における図２において左右両側には
Ｘ軸方向へ延伸したガイドレール５が敷設されており、
この各ガイドレール５にはスライダ７を介して加工テー
ブル９がＸ軸方向へ移動可能に設けられている。この加
工テーブル９上には加工すべきワークＷが載置されると
共にワーククランプ１１でワークＷの一端がクランプさ
れる。

【００１２】前記ベッド３の図２において右側にはコラ
ム１３が立設されており、このコラム１３の上部にはＹ
軸方向（図２において左右方向）へ延伸した上部フレー
ム１５が片持ちで一体化されている。この上部フレーム
１５の下部にはＹ軸方向へ移動自在なＹ軸キャレッジ１
７が設けられていると共に、このＹ軸キャレッジ１７に
はＸ軸方向へ移動自在なＸ軸キャレッジ１９が設けられ
ている。このＸ軸キャレッジ１９にはＺ軸方向（図２に
おいて上下方向）へ移動自在なレーザ加工ヘッド２１が
設けられている。

【００１３】上記構成により、加工テーブル９上にワー
クＷを載置せしめた状態で、Ｙ軸キャレッジ１７をＹ軸
方向へ、Ｘ軸キャレッジ１９をＸ軸方向へ移動せしめる
ことにより、レーザ加工ヘッド２１がＸ軸，Ｙ軸方向へ
移動されてワークＷの所望の位置にレーザ加工が行われ
ることになる。

【００１４】図１を参照するに、前記上部フレーム１５
の下部における図１において両側には、リニアモータ２
３における磁石部（磁石板）２３ＡがＹ軸方向へ延伸し
て設けられていると共に、前記Ｙ軸キャレッジ１７の前
記磁石部２３Ａと対応した位置にコイル部２３Ｂが設け
られている。前記上部フレーム１５における各磁石部２
３Ａの外側にはリニアスケール２５がＹ軸方向へ延伸し
て設けられていると共に前記Ｙ軸キャレッジのリニアス
ケール２５と対応した位置には検出ヘッド２７が設けら
れている。

【００１５】また、上部フレーム１５における各リニア
スケール２５の外側にはリニアガイドレール２９がＹ軸
方向へ延伸して敷設されている。この各リニアガイドレ
ール２９に案内されてＹ軸方向へ移動するガイド部とし
てのスライダ３１が前記Ｙ軸キャレッジ１７の上部に設
けられている。

【００１６】上記構成により、リニアモータ２３のコイ
ル部２３Ｂを励磁せしめると、磁石部２３Ａとコイル部
２３Ｂとの作用で、上部フレーム１５に対してＹ軸キャ
レッジ１７を高速で移動せしめることができる。しか
も、このＹ軸キャレッジ１７の移動量をリニアスケール
２５と検出ヘッド２７とで正確に検出することができ
る。

【００１７】また、上部フレーム１５に対してＹ軸キャ
レッジ１７が移動される際、リニアガイドレール２９に
Ｙ軸キャレッジ１７に設けられたスライダ３１が案内さ
れてＹ軸方向へ移動される。この場合、リニアモータ２
３には吸引力が働く為、Ｙ軸キャレッジ１７も上部フレ
ーム１５にくっつける力が作用するが、リニアガイドレ
ール２９とスライダ３１を設けると共に、リニアモータ
１５に働く吸引力とＹ軸キャレッジ１７自体の自重との
バランスをとることにより、Ｙ軸キャレッジ１７の剛性
の緩和また摩擦抵抗の軽減に寄与し、高速化に適したレ
イアウトを確保できるものである。

【００１８】前記Ｙ軸キャレッジ１７にはＸ軸方向へ延
伸したリニアモータ３３の磁石部（磁石板）３３Ａが設
けられている。この磁石部３３Ａに対応した位置のＸ軸
キャレッジ１９の下面にはコイル部３３Ｂが設けられて
いる。前記Ｙ軸キャレッジ１７における図１において磁
石部３３Ａの上方にはＸ軸方向へ延伸したリニアスケー
ル３５が設けられている。リニアスケール３５に対応し
た位置のＸ軸キャレッジ１９の下面には、検出ヘッド３
７が設けられている。

【００１９】また、Ｙ軸キャレッジ１７の図１において
上下にはリニアガイドレール３９がＸ軸方向へ延伸して
敷設されていると共に、リニアガイドレール３９に案内
されてＸ軸方向へ移動するガイド部としてのスライダ４
１がＸ軸キャレッジ１９に設けられている。

【００２０】上記構成により、リニアモータ３３のコイ
ル部３３Ｂを励磁せしめると、磁石部３３Ａとコイル部
３３Ｂとの作用で、Ｙ軸キャレッジ１７に対してＸ軸キ
ャレッジ１９を高速で移動せしめることができる。しか
も、このＸ軸キャレッジ１９の移動量をリニアスケール
３５と検出ヘッド３７とで正確に検出することができ
る。

【００２１】また、Ｙ軸キャレッジ１７に対してＸ軸キ
ャレッジ１９が移動される際、リニアガイドレール３９
にＸ軸キャレッジ１９に設けられたスライダ４１が案内
されてＸ軸方向へ移動される。この場合にもリニアモー
タ３３には吸引力が働くが、上述したリニアモータ２３
と同様の効果が発揮されるものである。

【００２２】なお、この発明は、前述した実施の形態の
例に限定されることなく、適宜な変更を行うことによ
り、その他の態様で実施し得るものである。本実施の形
態の例ではレーザ加工ヘッド２１がＸ軸，Ｙ軸方向へ移
動せしめる例で説明したが、レーザ加工ヘッド２１がＹ
軸方向へ，加工テーブル９がＸ軸方向へ移動せしめるレ
ーザ加工機１で対応できるものである。

【００２３】

【発明の効果】以上のごとき実施の形態の例から理解さ
れるように、請求項１，２の発明によれば、フレーム側
に設けたリニアモータの磁石部とＹ軸キャレッジ側の前
記磁石部と対応した位置に設けたリニアモータのコイル
部とでフレームに対してＹ軸キャレッジを高速で移動せ
しめることができる。

【００２４】フレームに対してＹ軸キャレッジがＹ軸方
向へ移動される際、フレームに設けられたガイドレール
にＹ軸キャレッジに設けたガイド部が案内されてＹ軸キ
ャレッジが移動されるので、リニアモータ固有の吸引力
とＹ軸キャレッジ自体の自重とをバランスせしめること
ができる。その結果、Ｙ軸キャレッジの剛性の緩和ま
た、摩擦抵抗の軽減に寄与せしめることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２におけるＩＩ矢視拡大図である。

【図２】この発明を実施する一実施の形態の例のレーザ
加工機の側面図である。

【符号の説明】

１ レーザ加工機 ９ 加工テーブル １３ コラム １５ 上部フレーム １７ Ｙ軸キャレッジ １９ Ｘ軸キャレッジ ２１ レーザ加工ヘッド ２３，３３ リニアモータ ２３Ａ，３３Ａ 磁石部 ２３Ｂ，３３Ｂ コイル部 ２５，３５ リニアスケール ２７，３７ 検出ヘッド ２９，３９ リニアガイドレール ３１，４１ スライダ（ガイド部）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ加工機におけるフレームに対して
   レーザ加工ヘッドを備えたＹ軸キャレッジをＹ軸方向へ
   移動せしめる際、前記フレーム側に設けたリニアモータ
   の磁石部と前記Ｙ軸キャレッジ側の前記磁石部と対応し
   た位置に設けたリニアモータのコイル部とでＹ軸キャレ
   ッジをＹ軸方向へ移動せしめると共に、前記フレームに
   設けたガイドレールにＹ軸キャレッジに設けたガイド部
   を案内せしめることを特徴とするレーザ加工機の駆動方
   法。
2. 【請求項２】 レーザ加工機におけるフレームに対して
   レーザ加工ヘッドを備えたＹ軸キャレッジをＹ軸方向へ
   移動せしめるレーザ加工機における駆動装置であって、
   前記フレーム側にリニアモータの磁石部を設けると共
   に、Ｙ軸キャレッジ側の前記磁石部に対応した位置にリ
   ニアモータのコイル部を設け、前記フレーム側にガイド
   レールを設けると共にこのガイドレールに案内されて移
   動するガイド部を前記Ｙ軸キャレッジ側に設けてなるこ
   とを特徴とするレーザ加工機における駆動装置。