JPS62158593A - レ−ザ加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はレーザ加工機に関し、詳しくは被加工板材が
移動されることによって、板材を切断加工するレーザ加
工機に関する。

〔従来の技術〕

板材載置テーブル上に載せた板材をワークホルダ等によ
り挟持して種々の方向に移動し、レーザ加工ヘッドから
照射されるレーザ光により切断加工するレーザ加工機が
知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記レーザ加工機においてはレーザ光の照射と、酸素、
エア等のアシストガスの噴出により板材を切断加工する
ので、レーザ加工点には溶融物、ガス等が多量に発生す
るが、特に近年板材の表面に傷がつくのを防止するため
に、樹脂膜をコーティングしたものが流通しており、当
該板材をそのままレーザ加工機で加工した際には、板材
の表面に有害なガス（ＣＯＸ、　ＮＯＸ等）が発生する
場合が生じている。

この発明は上記のように、主に板材表面に発生する有害
ガスを処理できるようにし、樹脂膜をコーティングした
板材や、あるいはその材質が特異であるためにレーザ加
工によって有害ガスが発生する種々の板材をも何の予備
的処理も行うことなく直接レーザ加工しうるレーザ加工
機提供しようとするものである。

ｃ問題点を解決するための手段〕 そこで、この発明は上面で板材が自由に移動できる板材
載置テーブルと、該板材載置テーブル上の板材に上方か
ら臨むレーザ加工ヘッドとを具えたレーザ加工機におい
て、上記板材載置テーブルにはレーザ加工により生じる
溶融物の吸引装置を設け、レーザ加工ヘッドにはレーザ
加工により生しるガスの吸引装置を設けることを提案す
るものである。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて実施例を説明する。

この実施例のレーザ加工機はレーザ加工ヘッド（ＬＨ）
に加えてパンチ加工ヘッド（Ｐ　Ｉ！　）をも搭載した
いわゆる複合加工機であって、第２．３図に夫々全体平
面図、全体側面図および第１図に概略斜視図で示したよ
うに、レーザ加工ヘッド（ＬＨ）とパンチ加工ヘッド（
ＰＨ）を支持する側面Ｃ字状フレーム（１）と、その上
面に板金（Ｗ）を支承しワークホルダ（２）によって端
辺を挟持することにより該板金（Ｗ）を、プログラムさ
れた所定の方向へ移動する板材載置テーブル（３）とか
ら構成されており、公知のタレットパンチプレス機と同
様構造の上下のパンチェ具（４）グイ工具（５）および
ラム（６）からなるパンチ加工ヘッド（ＰＨ）　（第４
図）とレーザ加工ヘッド（ＬＨ）とは正面視において前
後に重なり合う位置に設けである。　（７）（８）は上
下の工具（４）（５）を多数装填した上下のタレットで
あり、（９）はレーザ発振器である。

以下、各装置部分について詳細に説明する。

すなわち、板材載置テーブル（３）は移動テーブル（１
１）　（１２）と上下動テーブル（１３）と板材の移動
装置（１４）とからなるが、上記Ｃ字状フレーム（１）
の前方には左右の断面五角形状箱枠部（１５）と該箱枠
部（１５）を左右連結する連結枠部（１６）とからなる
、板材載置テーブル（３）全体のベースフレーム（１７
）が床上設置してあり、該ベースフレーム（１７）上に
敷設したＹ軸方向（第１，２図）に延びる左右一対のレ
ール（１８）に沿って移動自在に上記移動テーブル（１
１）　（１２）が支承せしめである。

すなわち、上昇位置においてその上面が該移動テーブル
（１１）　（１２）と同一高さになるすだれ状の昇降自
在な上下動テーブル（１３）の左右に分けて移動テーブ
ル（１１）（１２）が設けてあって、この左右一対の移
動テーブル（１１）（１２）は、板材の移動装置（１４
）を構成するワークホルダ（２）のキャリッジ（１９）
と一体に連結されて、移動テーブルおよびキャリッジ（
１９）の下面に設けたボールナツト（２１）が、面記ヘ
ースフレーム（１７）上にＹｉｄ１方向に沿って設けた
ボールねしく２２）に螺合して該ボールねしく２２）　
の回転により、Ｙ軸方向に移動されるようになっている
（第４図）、また、このＹ軸方向移動に伴って各移動テ
ーブル（１１）　（１２）の内側辺下面に固定した前記
上下動テーブル（１３）支承用の解放端（２３ａ）を有
するレール（２３）が移動し、一端を前記Ｃ字状フレー
ム（１）に連結し、他端がフリーになされているすだれ
状の上下動テーブル（１３）が、第４図実線、鎖線図示
のように、その下方屈曲点を変更することによって上下
動するようになっている。

ワークホルダ（２）はキャリッジ（１９）内に架設され
たＸ軸方向に沿うボールね″じ（２４）に螺合されて、
該ボールねしく２４）の回転によりキャリッジ（１９）
上においてＸ軸方向（第２図）任意の位置に移動され、
該ワークホルダ（２）に挟持された板材（Ｗ）　　は上
記ワークホルダ（２）によるＸ軸移動と、キャリッジ（
１９）および移動テーブル（１１）（１２）全体による
Ｙ軸移動とが合成されて水平面内で任意の位置へ移動さ
れるようになっている。

次に、上記上下動テーブル（１３）について詳細に説明
すると、この実施例のすだれ状上下動テーブル（１３）
は、その左右端を夫々一本のチェーン（２５）の各リン
ク（２６）上に固定した多数の細長板（２７）によって
構成され（第２．４図）、左右のチェーン（２５）が前
記移動テーブル（１１）　（１２）下面のレール（２３
）によって支承された部分は、多数の細長板（２７）上
面によって板材（Ｗ）を支承する一平面を構成し、該レ
ール（２３）によって左右のチェーン（２５）が支承さ
れない自由垂下部（フリ一端）は板材支承平面を構成せ
ず、キャリッジ（１９）　、移動テーブル（１１）　（
１２）のＹ軸方向移動に伴って第４図鎖線図示のように
下方へ没するようになっているが、該上下動テーブル（
１３）　のパンチ加工ヘッド（ＰＲ）あるいはレーザ加
工ヘッド（ＬＨ）側基端には次のようにして開閉自在な
窓空間（２８）を形成できるようになしである。

すなわち、第４図示のように、前記Ｃ字状フレーム（１
）の下部側面にプラケット（２９）を介してシリンダ（
３１）を揺動自在に軸支（３２）　　してあり、該シリ
ンダ（３１）のロンド（３１ａ）端に前記上下動テーブ
ル（１３）のチェーン（２５）端を連結して、該シリン
ダ（３１）の伸縮により、上下動テーブル（１３）基端
側か前記下タレット（８）に可及的に接近した位置と、
該下タレット（８）から遠去かって下タレット（８）と
の間に一定巾の窓空間（２８）が形成された第４図示の
位置との間に亘って移動するようになっている。

つまり、上記シリンダ（３１）が収縮して上下動テーブ
ル（１３）がレール（２３）上を下クレット（８）方向
へと引き寄せられ、窓空間がなくなって該上下動テーブ
ル（１３）上面でもってタレット（７）（８）前方の板
材支承平面を構成する状態がパンチ加工運転時であり、
上記シリンダ（３１）が伸長して上下動テーブル（１３
）がレール（２３）上をタレット（７）　（８）から遠
去かる方向へと移動され、前記レーザ加工ヘッド（Ｌ）
Ｉ）の直下方が窓空間（２８）になった第４図示の状態
がレーザ加工運転時の状態なのであるが、上記のように
して開閉するテーブルの窓部分（２８）直下に次のよう
なレーザ加工ヘッド（ＬＨ）に対する受台装置（３３）
が設けである。

すなわち、第４図に側面図を示し、第５図に正面図を拡
大示したように、このレーザ加工機の受台装置（３３）
　は前記Ｃ字状フレーム（１）の下部前面に設けたガイ
ドレール（３４）にスライドガイド（３５）を介して、
昇降自在に取付けられた昇降枠（３６）と、該昇降枠（
３６）の昇降駆動用シリンダ（３７）とからなり、上記
昇降枠（３６）は裏面に前記スライドガイド（３５）が
取付けられ、前面に前記駆動用シリンダ（３７）のロン
ド（３７ａ）端が取付けられた両端の垂直板（３８）部
分と該垂直板（３８）部分の上部に水平方向に張り出し
て設けた水平板（３９）部分とからなっているが、該水
平板（３９）部分は上記垂直板（３８）に固定された左
右両端の固定板（４１）部分と、ヒンジ（４２）を介し
て揺動自在に設けられた可動板（４３）部分とからなり
、可動板（４３）部分は前記垂直板（３８）との間に配
設したシリンダ（４４）の伸長によっては第４図実線お
よび１点鎖線図示のような水平状態となって、その上面
でレーザ加工時の板材（Ｗ）の支承面を構成し、シリン
ダ（４４）の収縮によっては第４図２点鎖線図示のよう
な傾斜状態となって、その上面で板材の切抜片の排出シ
ュート面を構成するようになっている。

（４５）は上記左右の垂直板（３８）の裏面に固定した
ランク（４６）に噛み合う左右のピニオン（４７）を連
結したシャフトであり、該シャフト（４５）およびラッ
ク（４６）ビニオン（４７）によって左右の垂直板（３
８）の昇降動を同調し、昇降枠（３６）全体が水平を保
って昇降するようになっている。

そして、上記可動板（４３）中央には大径の蛇腹パイプ
（４８）に連なる開口（４９）を形成してあり、該パイ
プ（４８）を通じて後述の吸引ポンプにより、レーザ加
工時に発生するスラグ、粉塵等の溶融物を吸引除去する
ようになっている。

また、（５１）は上記開口（４９）に続く直下位置に水
平方向に向けて取付けられたウォーターミスト噴出器で
あり、該ウォーターミスト噴出器’（５１）から噴出さ
れる水は後述の循環路を経て循環使用されるようになっ
ている。

すなわち、上記蛇腹パイプ（４８）は第１゜６．７図示
のように前記ベースフレーム（１７）の箱枠部（１６）
内の閉空間（５０）に連絡開口されており、該閉空間（
５０）内の後述の集塵機により吸引されて負圧になった
圧力により蛇腹パイプ（４８）から排出される水および
溶融物を含んだガスは、閉空間内に収納された手押し台
車（５２）内へと向けて噴出されるようになっており、
該台車（５２）の側面に設けた溢水口（５３）から溢流
する水を受けるベースフレーム（１７）壁に設けた受樋
（５４）が、機外のウォーターポンプ（５５）へと連絡
（５６）されると共に、８亥ウオーターポンプ（５５）
からの吐出パイプ（５７）が第１図示のようにウォータ
ーミスト噴出器（５１）へと循環連結されているのであ
る。

なお、（５８）は上記閉空間の箱枠部（１５）壁にあけ
た開口（５９）の開閉扉であり、第６図鎖線図示の解放
状態の開閉ａ　（５８）上を移動して、前記手押し台車
（５２）を閉空間（５０）内に出し入れできるようにな
っている。（６１）はウレタンストッパである。

また、（６２）はＣ字状フレーム（１）の後背面に設置
した公知の集塵機（６３）　（第１図）と上記台車（５
２）が収納された閉空間とを連結しているパイプであり
、該パイプ（６２）を通じて閉空間内の空気が吸引され
、ひいては前記受台装置（３３）の開口（４９）から溶
融物等を吸引するようになっている。

（６４）はその詳細を第８図に示したような、集塵機（
６３）への入口に設けた水槽であって、上記パイプ（６
２）はこの水槽（６４）上部に連結され、水槽上部の空
気層を通って上記集塵機（６３）へと連結（６５）され
ているが、後述のレーザ加工ヘッド（ＬＨ）からのガス
吸引パイプ（６６）は、該水槽（６４）内の水槽（６７
）およびストレーナ（６８）を通って集塵機（６３）へ
と連結（６５）されている。

次にレーザ加工ヘッド（ＬＨ）について詳細に説明する
と、該レーザ加工ヘッド（Ｌ）Ｉ）は第９図示のように
、前記レーザ発振器（９）から垂直下方に延びたテレス
コープ状に伸縮するレーザー光のガイド円筒（７１）　
（７２）と、ガイド筒（７２）部を上下に昇降駆動して
ガイド筒下端をテーブル（３）上の板材（Ｗ）面に接近
した位置（第４図一点鎖線）と大きく上昇した位置（第
４図破線）との間で昇降する昇降駆動装置（７３）と、
ガイド筒下端の板材面への追随移動装置（７４）とから
構成されている。

昇降駆動装置（７３）は中間のガイド筒（７２）部にブ
ラケット（７５）を介して固定した上下スライド自在な
移動板（７６）に、本体側がＣ字状フレーム（１）に固
定（７８）のシリンダ（７７）を連結（７９）　　した
ちのであり、該シリンダ（７７）の伸長により第４図一
点鎖線図示の状態が、収縮により破線図示の状態がえら
れる。（８１）は移動板のレールである。

板材面への追随移動装置（７４）は、上記ガイド円筒（
７２）の中間に介装した内蔵モータ（８２）により高さ
を微妙に調節されるガイド円筒（７２）下端の板材当接
部材（８３）によって構成され、板材当接部材（８３）
は第１０図示のように、ガイド円筒（７２）下端のプラ
ンジ部（８４ａ）からスプリング（８５）を介して弾性
的に垂下されたトレースリング（８６）によって構成さ
れて、板材面高さが微妙に変化しても、上記内蔵モータ
（８２）とスプリング付勢されたトレースリング（８６
）によって加工ヘッド（ＬＨ）下端は板材面に対して常
時一定の圧力で接し、レーザ光の焦点が板材（Ｗ）の厚
さ内の適正位置に結ぶようになっている。

そして、上記フランジ部（＋３４ａ）の周縁からはスカ
ート状に覆い板（８４ｂ）を垂設して加工へノド（Ｌ　
ＩＩ　）下端まわりに円筒形のフード（８４）を形成し
てあり、該フード（８４）に後述の吸引パイプ（８７）
を連結して、レーザ加工位置から生じるガスを吸引しう
るようになしである。

また、上記トレースリング（８６）の上面は第１０図示
のような湾曲面になしであると共に、上記覆い板（８４
ｂ）の下端は若干内方へ絞り屈曲してあって、レーザ加
工により板金面から生じるガスが下方噴射されるアシス
トガスと共に第１０図示のように板材面に衝突した後、
外側上方へと噴き上がり、効率よくフード（８４）内へ
と吸引回収されるようになっている。

（８８）はトレースリング（８６）下面に形成した球状
部である。

そして、上記吸引パイプ（８７）が前記集塵機（６３）
へと連絡されているのであるが、次にその連絡経路につ
いて説明する。

すなわち、第９図示のように、フード（８４）に連結し
た吸引パイプ（８７）は蛇腹パイプ（８９）を介して前
記上下移動板（７６）に固定（９１）されると共に、上
端がＣ字状フレーム（１）に固定のパイプ（６６）内へ
とテレスコープ状に挿通されており、該パイプ（６６）
が第１図示のように、Ｃ字状フレーム（１）の上部に沿
って前記水槽（６４）内へと導入され、さらに前述の通
り水層（６７）ストレーナ（６８）を介して集塵ａ　（
６３）へと連絡されているのである。

そして、この実施例では、上記パイプ（６６）の２カ所
に、第１１図略示のような構造の空気流量増幅器（９２
）（９３）　（この例では日本テクノコントロールス株
式会社販売のエアスラスタ−ＡＭ７５０を使用）を介装
し、集塵機（６３）による吸引空気量を補って、上記フ
ード（８４）からの吸引空気量を数１０倍程度に増加し
、より高い効率でレーザ加工位置から生じるガスを回収
できるようになしである。

次に、上記実施例のレーザ加工機についての動作を説明
する。

すなわち、パンチ加工時には受台装置（３３）を下降位
置とすると共に、前記シリンダ（３１）を収縮して上下
動テーブル（１３）を下タレット（８）近傍へと引き寄
せ、該上下動テーブル（１３）と前記左右の移動テーブ
ル（１１）　（１２）とでもって、板材（Ｗ）の支承平
面を構成しく第２図）、該支承面上を前記ワークホルダ
（２）で挟持した板材（Ｗ）を所定のプログラムに従っ
て、Ｘ１Ｙ軸方向へ移動しつつパンチ加工する。

そして、レーザ加工に移行する際には、まずシリンダ（
３１）を伸長して上下動テーブル（１３）を下タレノ）
　（１８）から遠去かる方向へ移動し、下タレット（８
）の直前方に窓空間（２日）を形成して（第４図）、次
に受台装置（３３）を上昇しく第４回実線−１点鎖線）
、該受台装置（３３）の上面、つまり前記水平板（３９
）部分でもって、移動した上下動テーブル（１３）に連
続する板材支承面を形成する。

同時に前記シリンダ（７７）を伸長することによって下
降したレーザ加工へノド（Ｌ　ＩＩ　）でもって、上記
パンチ加工時と同様にワークホルダ（２）に挟持されて
板材支承面上を移動する板材（Ｗ）に切断加工を行い、
切断が完了すれば、シリンダ（４４）を収縮して前記可
動板（４３）部分を傾斜し、切抜片を該傾斜したシュー
ト状の可動板（４３）上を滑落せしめ、直下に配設した
図示しない排出コンベアにより機外の回収ボックス内へ
と搬出する（第４図２点鎖線）。

そして、このレーザ加工の際に板材下面に発生する溶融
物およびガスは、前記の通り受台装置（３３）上面の開
口（４９）から蛇腹パイプ（４８）を通って吸引され、
手押台車（５２）内へと排出されるが、開口（４９）の
直下の空間はウォーターミスト噴出器（５１）により噴
出されるウォーターミストによって充満されているので
、該開口（４９）に面した板材（誓）下面（つまり、切
断部の下面）は冷却されて、レーザ加工によって半ば溶
融している切断部まわりの角部が溶は落ちてしまわず、
切断面が鋭利に仕上がる。

また、レーザ加工位置から下方へ噴出する溶融物がこの
ウォーターミストによって冷却されるので、蛇腹パイプ
（４８）が熱によって破損されるおそれもない。

板材（Ｗ）上面に発生するガスは、前記の通すレーザ加
工ヘッド（Ｌｌ＋）下端のフード（８４）内へと吸引さ
れ、パイプ（８７）　（６６）を通じて前記水槽（６４
）内へ導入され、該水槽（６４）を経ることによって浄
化されて後、集塵機（６３）へと吸引回収されるが、前
記フード（８４）の形状およびトレースリング（８６）
の上面形状が前述の通りの特徴的形状になしであるので
発生ガスの吸引回収効率が高い。また、パイプ（６６）
による吸引経路の途中に介装した空気流量増幅器（９２
）　（９３）によってもフード（８４）からの吸引空気
量が大になり、発生ガスの回収率が高くなっている。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、この発明に係るレーザ加
工機では、レーザ加工ヘッドに設けたガス吸引装置によ
り板材上面に発生するガスを直ちに吸引処理するように
なしたので、表面に保護樹脂膜をコーティングした板材
や、材質が特異であるためにレーザ加工により有害ガス
が発生する板材を何の予備的処理を施すことなく直接レ
ーザ加工でき、作業場の雰囲気を汚染してしまうおそれ
もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は板材載置テーブル内の吸引装置とレーザ加工ヘ
ッドに取付けた吸引装置との概略構成を示した斜視図、
第２．３図はレーザ加工機自体（まわりの配管等を省略
した）の全体平面図と側面図、第４図は第２図のＪＶ−
■線矢視図、第５図は受台装置の正面図（第４図のＶ−
Ｖ線矢視図）、第６図は第３図のｖｙ−ｖｒ線断面図、
第７図は第６図の■−■線矢視図、第８図はＣ字状フレ
ーム後端の水槽の一部切欠背面図、第９図はレーザ加工
ヘッドの正面図、第１０図はレーザ加工ヘッド下端の縦
断正面図、第１１図は空気流量増幅器の略構造図である
。 （３）−・・板材載置テーブル （１４）・・・板材移動装置 （３３）　−・・受台装置　　（４９）　−・・開口（
４Ｂ）　−・・蛇腹パイプ　（５０）　−・・閉空間（
６２）　＝　バイア’　　　　（６３）　・・・集！１
１ａ（６６）・・・吸引パイプ　（８４）　−・・フー
ド（８６）−）レースリング （８７）　　−・・パイプブ　　　　（Ｗ）　　・・・
手圧材（ＬＨ）・・・レーザ加エヘソド 第２口 第３図 づ　　　■１ オ９凹 ｑ ″Ａ１０記

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 上面で板材が自由に移動しうる板材載置テ ーブルと、該板材載置テーブル上の板材に臨むレーザ加
   工ヘッドとを具え、上記板材載置テーブルにはレーザ加
   工により生じる溶融物の吸引装置を設け、上記レーザ加
   工ヘッドにはレーザ加工により生じるガスの吸引装置を
   設けたことを特徴とするレーザ加工機。