JPH11179584A

JPH11179584A - レーザ加工機

Info

Publication number: JPH11179584A
Application number: JP9363159A
Authority: JP
Inventors: Manabu Katayama; 山学片
Original assignee: Nisshinbo Industries Inc; Nisshin Spinning Co Ltd
Current assignee: Nisshinbo Holdings Inc
Priority date: 1997-12-15
Filing date: 1997-12-15
Publication date: 1999-07-06

Abstract

(57)【要約】【課題】レーザ加工時、ワーク支持部材がレーザ加工
により発生する溶融物の流れを遮って生じる切断不良を
解消すると共に、ワーク支持部材をテーブル上に比較的
密に配置可能にして、安定した切断品質を維持でき、更
に、ワークの剛性が弱い場合でも良好に切断加工を行う
ことができるレーザ加工機を提供すること。【解決手段】水平方向に移動可能にトーチ５を装着し
たコラムと、ワーク支持部材７，7aを介してワークを支
持するテーブル３を相対的に移動させることによりレー
ザ加工を行い、前記テーブル３には前記コラムとテーブ
ル３の相対移動方向にワークを保持するクランプ装置４
を具備したレーザ加工機において、前記ワーク支持部材
７，7aを昇降可能に形成すると共に、レーザ加工部近傍
に位置するワーク支持部材７，7aのみを降下位置に保持
するように設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工時、ワ
ーク支持部材がレーザ加工により発生する溶融物の流れ
を遮ることによって生じる切断不良を解消すると共に、
ワーク支持部材を比較的密に配置可能にして、安定した
切断品質を実現でき、更に、ワークの剛性が弱い場合で
も良好に切断加工を行うことができるように形成したレ
ーザ加工機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、トーチとワークを相対二次元移動
させることによりレーザ加工を行うレーザ加工機におい
て、テーブルに剣山状のワーク支持部材や板状のワーク
支持部材を固定配置したものがよく知られている。

【０００３】然し乍ら、これらのレーザ加工機では、ワ
ーク支持部材のワークとの接触個所の上でワークを切断
する場合、レーザ切断部から発生する溶融物の流れがワ
ーク支持部材によって遮られ、該溶融物がワークの裏面
に付着して加工品質を悪化させたり、切断溝部に付着固
化することによって、ワークをその支持部材から分離で
きなくなるなどの不具合があった。

【０００４】そのため、板状のワーク支持部材を使用し
たレーザ加工機にあっては、前記板状ワーク支持部材の
上部を山形形状にするなどして、ワークとの接触部を少
なくする方法が採られることがあるが、この手法では板
状ワーク支持部材の形状が複雑であるためその製作に手
間がかかるばかりでなく、前述の溶融物による切断不良
を解消できないという問題があった。

【０００５】また、レーザによる切断加工においては、
通常、レンズで集光させたレーザビームの焦点近傍を加
工に使用し、同時にその切断部にアシストガスを吹き付
けるのが一般的であるが、アシストガスの吹き付けによ
りワークがばたつきワークに対する焦点位置がずれて、
切断品質が不安定になることがあるので、ワーク支持部
材はこれをワークの切断部近傍に位置させることが望ま
しい。特に、ワークの剛性が弱い場合には、アシストガ
スによるワークのばたつきが大きいので、良好な切断を
行うためには、ワーク支持部材を切断部近傍に位置させ
ることが極めて重要である。

【０００６】而して、従来、ワーク支持部材を切断部近
傍に設ける手段として、ワーク支持部材を比較的密にテ
ーブル上に配置する方法が採られているが、このように
配置すると、前述の溶融物による切断不良の可能性が増
加するという問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、レ
ーザ加工時、ワーク支持部材がレーザ加工により発生す
る溶融物の流れを遮って生じる切断不良を解消すると共
に、ワーク支持部材をテーブル上に比較的密に配置可能
にして、安定した切断品質を維持でき、更に、ワークの
剛性が弱い場合でも良好に切断加工を行うことができる
レーザ加工機を提供することを、その課題とするもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
を目的としてなされた本発明レーザ加工機の構成は、水
平方向に移動可能にトーチを装着したコラムと、ワーク
支持部材を介してワークを支持するテーブルを相対的に
移動させることによりレーザ加工を行い、前記テーブル
には前記コラムとテーブルの相対移動方向にワークを保
持するクランプ装置を具備したレーザ加工機において、
前記ワーク支持部材を昇降可能に形成すると共に、レー
ザ加工部近傍に位置するワーク支持部材のみを降下位置
に保持するように設けたことを特徴とするものである。

【０００９】即ち、本発明レーザ加工機は、ワーク支持
部材をテーブル上に密に配設しても、レーザ加工部近傍
に位置するワーク支持部材のみを自動的に下降可能に形
成することにより、加工部近傍のワーク支持部材がレー
ザ加工で発生する溶融物の流れを遮ることが無くなっ
て、切断品質を良好に維持できるばかりでなく、ワーク
の剛性が弱い場合でも、良好に切断加工を行うことがで
きるようにしたものである。

【００１０】而して、ワーク支持部材を上下動可能に支
持する機構は、テーブル上に回転可能に架設した軸に取
付けられてワーク支持部材を昇降させるように当該支持
部材に関連させた作動部材、例えばカム又はスライダリ
ンク機構と、前記軸に取付けられて前記作動部材を回転
させるレバーと、前記コラムに取付けられて前記レバー
に衝突することによりそのレバーを揺動させるアームを
具備して成り、前記コラムとテーブルの相対移動により
前記アームが前記レバーに衝突することにより前記レバ
ーを揺動させて作動部材を回転させ、ワーク支持部材を
降下させるようにすることにより、簡易な機構により所
望の動作を実現できる。

【００１１】また、ワーク支持部材を、前記作動部材に
より上下動可能なサポートによって支持させてもよく、
更に、前記サポートの上部をつば状部に形成すれば、レ
ーザ加工時の溶融物の飛散や付着に起因する動作不良な
どのトラブルを未然に防止できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態例を図
により説明する。図１は本発明の第一の実施形態例のレ
ーザ加工機の平面図、図２は図１のレーザ加工機の右側
面図、図３は図１のＡ−Ａ矢視の一部を省略した拡大断
面図、図４は図３のＤ矢視側面図、図５は図３のＢ−Ｂ
矢視断面図、図６は図３のＣ−Ｃ矢視においてワーク支
持部材がその上端位置に位置した状態の側面図、図７は
図３のＣ−Ｃ矢視においてワーク支持部材が下降した状
態の側面図、図８は本発明の第二の実施形態例の図３に
おけるＣ−Ｃ矢視側面図、図９は本発明における第二の
レバー形態の構造を示す側面図である。

【００１３】図において、１はレーザ発振器、２はレー
ザ照射を具備したコラム、３はＸ軸方向に移動可能なテ
ーブル、４は該テーブル３のＸ軸方向に複数設けたクラ
ンプ装置、５は前記コラム２にＹ軸方向に移動可能に垂
下状態（Ｚ軸に沿って）で取付けられたトーチ、６は前
記コラム２に、前記トーチ５と略平行な向きで垂設した
アーム、７はテーブル３上に複数個設けたワ−ク支持部
材で、レーザ発振器１から出射されたレーザビーム（図
示せず）はトーチ５に導かれ、該トーチ５内のレンズ
（図示せず）により集光されて、ワーク支持部材７に下
面を支持された板状のワークＷに照射されるようになっ
ている。なお、図示しないが、トーチ５内にはアシスト
ガス流路が形成され、レーザビームと共にアシストガス
をワークＷに噴出可能になっており、また、前記クラン
プ装置４は、ワーク支持部材７上のワークＷを保持する
が、その取付け位置は変更可能又は固定させて設けられ
る。従って、トーチ５をＹ軸方向に移動させ、テーブル
３をＸ軸方向に移動させることにより、テーブル３上に
おいてワーク支持部材７に支持されたワークＷをレーザ
二次元加工することができるようになっている。

【００１４】而して、テーブル３上には前述した複数の
ワーク支持部材７と夫々の支持部材７に一対の上下動機
構が設けられているが、上下動機構の構成例は次のとお
りである。即ち、図３〜図７において、８は軸９の外端
部に設けたレバーで、軸９はテーブル３上においてワー
ク支持部材７に沿って設けた軸受12に回転可能に架設さ
れ、前記レバー８をこの軸と同期回転可能に具備する。
10は前記レバー８を下方に引張っているバネ、11はバネ
10の取付ピン、13は前記軸９において、ワーク支持部材
７の下面に対応する位置に設けると共に前記レバー８と
同期回転可能に取付けた作動部材の一例としてのカム、
14はテーブル３に櫛型状をなすように設けたスリット部
材で、ここではテーブル３のＸ軸方向に平行に配置され
ており、各ワーク支持部材７がＹ軸方向に平行な立ち姿
勢で上下動自在に挿入されるスリット14aを複数個設け
てある（図３では中間のスリット部材14は省略して表示
している）。15はテーブル３に取付けてワーク支持部材
７のＹ軸方向での移動を規制する規制部材、16はワーク
支持部材７を軸９の側に引張するバネ、17はスリット部
材14に取付けられ、内蔵したバネの作用を利用するなど
してスリット14aに挿入されているワーク支持部材７が
前記スリット14a内でガタつかないように、そのスリッ
ト14aの一方の内壁に押圧する押圧装置、18はテーブル
３に取付けられ内蔵したバネと鋼球により、カム13の上
死点における軸９をその位置に保持するための押圧装置
で、軸９の外面には前記鋼球に対応した凹部18aが設け
られている。この凹部18aは前記カム13が上死点になる
位置に補助的に設けられれば足りる。また、ワーク支持
部材７はバネ16を介して軸９の側に引張されていること
により、その下面が常時カム13に接するように支持され
ており、更に、レバー８はテーブル３にピン11を介して
取付けられたバネ10に引張られ、通常はカム13の上死点
を保持する姿勢に保たれるようになっている。

【００１５】従って、通常、上死点を真上にして保持さ
れているカム13が、アーム６に衝突されて揺動（角回
転）するレバー８の回転に同期回転することにより、カ
ム13の上死点（カムハイト）が下がり、このカム13の上
死点の下降回転により、Ｙ軸方向の規制部材15及びスリ
ット部材14上のＸ軸方向の押圧装置17によりＹ軸方向及
びＸ軸方向の移動を規制されたワーク支持部材７は、バ
ネ16によって下方に引張られているので、該カム13の輪
郭に倣って下降するのである。なお、カム13はレバー８
が左右のいずれに回転した場合でも、その上端位置が下
がるように左右対称な形状に形成されている。また、コ
ラム２にトーチ５のＹ軸方向の移動線上に設けられたア
ーム６は、テーブル３のＸ軸方向の移動によりその下端
がレバー８と衝突可能になっている。

【００１６】以上の構成により、テーブル３の移動に伴
うアーム６のレバー８との衝突によって、レバー８及び
カム13が角回転し、ワーク支持部材７が下降するように
なっており、テーブル３の移動につれてアーム６がレバ
ー８から離れると、レバー８はバネ10の引張力によって
カム13が上死点となる位置に戻され、カム13に接するワ
ーク支持部材７が上端位置に上昇する。

【００１７】また、アーム６はコラム２におけるトーチ
５のＹ軸移動線上に設けられているので、このアーム６
に衝突するレバー８は、トーチ５の下方に位置するもの
に限定され、この結果、テーブル３が移動しつつ加工す
る場合でも、常にトーチ５の下方、即ちレーザ加工が行
われている近傍に位置するワーク支持部材７だけを下降
させ、それ以外のワーク支持部材７はその上端位置に保
持されるのである。即ち、本発明はレーザ加工時、レー
ザ加工部近傍のワーク支持部材７だけを下降させるよう
にレーザ加工機を形成したので、ワーク支持部材７がレ
ーザ加工により発生する溶融物の流れを遮ることによっ
て生じていた従来の切断不良を解消できるのである。

【００１８】上記例においては、アーム６をトーチ５の
Ｙ軸移動線上に設けたが、図９に示すように、アーム６
をトーチ５のＹ軸移動線に対しオフセットした位置に設
けてもよい。

【００１９】即ち、この場合、上記例のレバー８に代え
アーム６のオフセット量に見合う形態を付与したレバー
8aを用い、該レバー8aの下端側をテーブル３に固定した
バネ10aによって下方に引張ると共に、テーブル３にス
トッパ21を固定し、該ストッパ21とレバー8aの下半側が
当接した時にカム13が上死点となるように、このカム13
を軸９に取付ける構成を採る。これによって、アーム６
がレバー8aへ衝突するとレバー8aがバネ10aの引張力に
抗して回転し、その回転が軸９を介してカム13に伝わる
ことによってカム13も回転し、ワーク支持部材７を下降
させることができる。また、アーム６がレバー8aから離
れた場合には、バネ10aによりレバー8aがカム13が上死
点となる位置に戻されるので、ワーク支持部材７をその
上端位置に位置させることができる。なお、この例で
は、アーム６の衝突によるレバー8aの回転方向が一方向
なので、カム13を左右対称形状にする必要がない。

【００２０】次に、本発明の第二の実施形態を図８によ
り説明する。本発明の第二の実施形態は、上記第一の形
態におけるワーク支持部材７を、サポート19とワーク支
持部材7aとの分割タイプに形成したものであり、サポー
ト19は、スリット14aに挿入されて、押圧装置17及び規
制部材15によりそのＸ軸方向及びＹ軸方向の移動を規制
されると共に、バネ16を介して軸９に引張され、軸９と
同期回転可能なカム13に常時その下面が接するようにな
っており、また、サポート19はワーク支持部材7aを止め
ネジ20により取付け可能になっている。

【００２１】従って、レバー８又はレバー8aの回転に伴
い、サポート19及びワーク支持部材7aが一体となって上
下動可能であり、アーム６のレバー８又はレバー8aへの
衝突によってレーザ加工部近傍のサポート19と一体のワ
ーク支持部材7aだけを下降させる機能を持ち、また、ワ
ーク支持部材7aの交換時にバネ16を外す必要がないの
で、ワーク支持部材7aの交換を容易に行うことができ
る。更に、サポート19を、上部につば状部19aを有する
形状にすることによって、押圧装置17やバネ16などの上
下動機構にレーザ切断加工により発生する溶融物の飛散
又は付着による動作不良などのトラブルを未然に防止で
きるという固有の効果を得ることができる。

【００２２】上記例では、ワーク支持部材7aの上部を平
坦形状としたが、この形状に限定されることなく、山形
形状などでもよいし、また、ワーク支持部材7aとしてサ
ポート19に固定した複数の剣山状のピンを用いてもよ
い。これらの点は、先に述べたワーク支持部材７につい
ても同様である。なお、アーム６の大きさとワーク支持
部材７又は7aの配置は適宜選択することができる。

【００２３】また、上記例では、上下動機構をワーク支
持部材７又は7aと一対として説明したが、必ずしも一対
である必要はなく、実施の形態に応じて複数のワーク支
持部材７又は7aを一つの上下動機構で動作させてもよ
い。この場合、前後に位置する複数の軸９をコネクティ
ングロッドのような連結材（図示せず）によって、各軸
９が同期回転するようにリンク結合すればよい。上記の
各例では、作動部材としてカム13を用いたが、本発明で
はカム13に代え、ワーク支持部材７をスライダとし、カ
ム13をクランクとする往復両スライダリンク機構又は往
復スライダリンク機構などのリンク機構によって、ワー
ク支持部材７又は7aを、昇降させることが可能である。

【００２４】

【発明の効果】本発明は上述のとおりであって、レーザ
加工時にレーザ加工部近傍のワーク支持部材だけを加工
溶融物を避ける目的で下降可能に設けたので、ワーク支
持部材がレーザ加工により発生する溶融物の流れを遮る
ことによって生じる切断不良を解消することができる。

【００２５】また、下降するワーク支持部材はレーザ加
工部近傍に位置したものに限られるように形成したの
で、ワーク支持部材をテーブル上に比較的密に配置する
ことが可能であり、その結果、ワークを安定的に支持す
ることができるばかりでなく、ワークに対して照射され
るレーザ光の焦点位置をワークに対して安定的に保つこ
とができるので、安定した切断品質を確保でき、更に、
ワークの剛性が弱い場合でも、そのアシストガスの噴射
によるばたつきを少なく抑えることができ、良好な切断
加工を行うことができる。

【００２６】一方、加工部近傍に位置するワーク支持部
材のみを下降させる手段として、シリンダなどのアクチ
ュエータを使用する方法も考えられるが、本発明におい
ては、カム等の作動部材によりワーク支持部材を上下動
自在に構成し、コラムに取付けられたアームによりカム
等の作動部材と一体に同期回転するレバーを回転させる
ことによって、前記カム等の作動部材がワーク支持部材
を上下動させるようにしたので、特別な動力が不要であ
り、構造や制御も単純で安価な構成で実現できる。

【００２７】上記のように、レーザ加工部近傍のワーク
支持部材だけを下降可能に設けたので、従来のように板
状のワーク支持部材の上部形状を複雑にする必要がな
く、従って、板状ワーク支持部材の製作が容易になる。

【００２８】また、カム等の作動部材により上下動自在
なサポートにワーク支持部材を取付け可能とすることに
より、ワーク支持部材の交換を容易に行うことができ
る。

【００２９】更に、カム等の作動部材により上下動自在
でワーク支持部材を取付け可能なサポートの上部につば
形状を設けることによって、押圧装置やバネなどの上下
動機構にレーザ切断による溶融物の飛散又は付着による
動作不良などのトラブルを未然に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態例のレーザ加工機の平
面図。

【図２】図１のレーザ加工機の右側面図。

【図３】図１のＡ−Ａ矢視の一部を省略した拡大断面
図。

【図４】図３のＤ矢視側面図。

【図５】図３のＢ−Ｂ矢視断面図。

【図６】図３のＣ−Ｃ矢視においてワーク支持部材がそ
の上端位置に位置した状態の側面図。

【図７】図３のＣ−Ｃ矢視においてワーク支持部材が下
降した状態の側面図。

【図８】本発明の第二の実施形態例の図３におけるＣ−
Ｃ矢視側面図。

【図９】本発明における第二のレバー形態の構造を示す
側面図。

【符号の説明】

１レーザ発振器２レーザ発振器のコラム３テーブル４クランプ装置５トーチ６アーム７，7a ワーク支持部材８，8a レバー 13 カム 19 サポート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水平方向に移動可能にトーチを装着した
コラムと、ワーク支持部材を介してワークを支持するテ
ーブルを相対的に移動させることによりレーザ加工を行
い、前記テーブルには前記コラムとテーブルの相対移動
方向にワークを保持するクランプ装置を具備したレーザ
加工機において、前記ワーク支持部材を昇降可能に形成
すると共に、レーザ加工部近傍に位置するワーク支持部
材のみを降下位置に保持するように設けたことを特徴と
するレーザ加工機。
【請求項２】テーブル上に回転可能に架設した軸に取
付けられてワーク支持部材を昇降させるように当該支持
部材に関連させた作動部材と、前記軸に取付けられて前
記作動部材を回転させるレバーと、前記コラムに取付け
られて前記レバーに衝突することによりそのレバーを揺
動させるアームを具備して成り、前記コラムとテーブル
の相対移動により前記アームが前記レバーに衝突するこ
とにより前記レバーを揺動させて作動部材を回転させ、
ワーク支持部材を降下させるようにした請求項１に記載
のレーザ加工機。
【請求項３】ワーク支持部材を、作動部材として設け
るカム又はリンク機構により上下動可能なサポートに支
持させた請求項２に記載のレーザ加工機。
【請求項４】サポートの上部には、レーザ加工時の溶
融物を受け止めるつば状部を形成した請求項３に記載の
レーザ加工機。