JPS63268589A - 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］ 本発明は、レーザ発振器から出射するレーザビームによ
り、ワークの穴あけ、溶接、切断などを行なうレーザ加
工機に関するものである。

［従来の技術］ レーザ加工機は、精密切断が可能である、多品種少量生
産に適する、数値制御が容易である等の多くの特長を有
するため、最近では各方面で広く実用に供されている。

第２図〜第５図はそれぞれ従来のレーザ加工機の基本構
成を示す模式図である。各図において、２１はレーザ発
振器、２２はこのレーザ発振器２１から出射されたレー
ザビーム、２３．２３ａはレーザビーム２２の方向を偏
向させる全反射鏡、２４は集光レンズ等を備え、レーザ
ービーム２２を集束してワークに照射する加工ヘッド（
トーチ）、２５はワークを固定するテーブル、２６はレ
ーザービーム２２の一部は透過し、一部は方向を偏向す
るハーフミラ−である。

第２図に示すレーザ加工機は、レーザ発振器２１を固定
して加工ヘッド２４を）Ｃ＋Ｖ方向に移動させ、テーブ
ル２５に固定されたワークを加工する加工ヘッド移動方
式、レーザ発振器２１及び加工ヘッド２４を固定し、ワ
ークが固定されたテーブル２５をＸ。

ｙ方向に移動させるテーブル移動方式、レーザ発振器２
Ｌを固定し、加工ヘッド２４を一方の軸（例えばＸ軸）
方向に、またテーブル２５を他方の軸（例えばｙ軸）方
向に移動させる加工へラド１軸・テーブル１軸移動方式
等、いくつかの種類に分けられるが、基本的には１台の
レーザ発振器から出射されたレーザビームを１つの加工
ヘッドに導き、加工ヘッドとワーク間の相対運動により
加工を行なうようにしたものである。

このようなレーザ加工機は、ワークの搬入、搬出時には
レーザビームの照射を中止しなければならないので、稼
動率が低下し生産性が低いという問題があり、また、一
般にテーブルと移動部（加工ヘッドの移動台等）のガイ
ド部架台が一体構造のため、加工内容を変更するための
テーブル替えには大幅な改造が必要となり、このため加
工内容が限定されがちであるなどの問題がある。

第３図に示すレーザ加工機は、第２図のレーザ加工機に
移動可能なテーブル２５ａを追加したもので、例えばテ
ーブル２５で加工しているときはテーブル２５ａは右側
に退避させておき、テーブル２５ａで加工するときはテ
ーブル２５を左側破線の位置２５ｂに退避させて、テー
ブル２５ａを加工位置（テーブル２５の位置）まで移動
させるようにしたものである。

このレーザ加工機は、一方のテーブルで加工している間
に他方のテーブルで段取りができるので、稼動率は向上
するがテーブルの設置スペースが３面分必要となる。ま
た、１テーブル増設して３テーブルにしようとすると、
設置スペースは５面分必要となり、その上テーブルの移
動作業が複雑となるため２テーブルが限界であって、設
備改造の余地が少ないという問題がある。

第４図のレーザ加工機は、１台のレーザ発振器２１から
出射されたレーザービーム２２を、ハーフミラ−２Ｂを
介して共通の移動台に固定された複数の加工ヘッド２４
．２４ａに導き、加工ヘッド２４　、２４ａとテーブル
２５の相対運動によりワークを加工するものである。

この方式のレーザ加工機は、同時に複数の加工ができる
ため生産性は向上するが、ワークの搬入、搬出時にはレ
ーザビームの照射を中止しなければならないので、稼動
率の低下は避けられない。また同時に異なる形状の加工
は不可能であり、さらに、ハーフミラ−２６を介してレ
ーザビームを照射する場合、必ずしも２分の１ずつレー
ザビームが分割されるわけではなく、また各加工ヘッド
２４゜２４ａの光学系の特性から各加工ヘッド毎に加工
条件を設定する必要があるため段取りが煩雑であり、さ
らに全加工ヘッドの条件出しができるまで加工を行なう
ことができない等の間通がある。

第５図のレーザ加工機は、１台のレーザ発振器２１と、
それぞれ加工ヘッド２４．２４ａを備えたテーブル２５
　、２５ａとからなり、各加工ヘッド２４．２４ａは独
立して移動する架台に固定されている。レーザ発振器２
１から出射したレーザビーム２２は、ハーフミラ−２６
を介して両加工ヘッド２４．２４ａに導かれるか、ある
いは移動ミラー２８ａによってレーザビーム２２が導か
れ、加工ヘッド２４又は２４ａが選択される。

このようなレーザ加工機は、レーザビーム２２の光路が
長くなるためその芯出し作業に危険が件なう工時間もか
−り、高度な技術を必要とする。また第２図のレーザ加
工機と同様に加工内容が限定され勝ちであり、さらに設
備を拡大する場合はテーブル２５ａに隣接してもう１面
テーブルを設置すればよいが、レーザビーム２２の光路
がさらに長くなるため、芯出しが一層困難になる等の問
題がある。

［発明が解決しようとす□る問題点］ レーザ加工機は前述のように、精密切断が可能である、
多品種少量生産に適する等多くの特長を有するが、他の
加工方法に比べて一般に生産性が低く、ランニングコス
トが高いなどの問題があり、さらに従来のレーザ加工機
においては前記したように多くの問題を抱えているため
、稼動率を高め生産性を向上させることのできるレーザ
加工機の出現が望まれていた。

本発明は、上記の問題点を解決すべくなされたもので、
生産性を向上できると共に、１台のレーザ加工機で各種
のレーザ加工を可能として加工内容をフレキンプル化で
きるレーザ加工機を得ることを目的としたものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記の目的を達成すべくなされたもので、共
通架台に該共通架台上をその長さ方向に移動可能に搭載
された少くとも１台の移動フレームと、端部下方に加工
ヘッドを有し、前記移動フレームに該移動フレームの移
動方向と直交する方向に移動可能に載置されたレーザ発
振装置と、前記共通架台上に着脱自在に配設される複数
台の加工テーブルを具備したレーザ加工機を提供するも
のである。

［作用］ 加工テーブルに固定されたワークを加工している間に他
の加工テーブルの段取りを行ない、同−又は異種の加工
を連続的に行なうことができる。

また２台以上の移動フレーム及びレーザ発振装置を設け
たときは、同−又は異種の加工を同時に行なうことがで
きる。

［実施例］ 第１図は本発明実施例の斜視図である。図において、１
は共通架台で、その長さ方向の両側壁には同一平面上に
ガイドレール２が設けられている。

３．４はガイドレール２に搭載された凹型の移動フレー
ムで、それぞれ駆動機構（図示せず）を備えており、ガ
イドレール２に沿って共通架台１上を両者が干渉しない
範囲でｙ軸方向に移動することができる。

５．６は移動フレーム３，４上にそれぞれ載置されたレ
ーザ発振装置で、レーザ発振器、光学系等を内蔵してお
り、一方の側の直下には加工ヘッド７，８が２軸方向（
上下）に移動可能に設けられている。このレーザ発振装
置５，６は駆動機構（図示せず）により、それぞれ移動
フレーム３゜４上をＸ軸方向に移動しうるように構成さ
れている。９．１０．１１は共通架台１上に着脱可能に
固定される平面加工用テーブル、１２は同じく立体加工
用テーブルである。

次に上記にように構成した本発明の詳細な説明する。先
ず、例えば平面加工用テーブル９に切断加工するワーク
１３を固定し、立体加工用テーブルＩ２には立体加工す
るワーク１４を固定する。そして、切断するワーク１３
の加工形状に応じてレーザ発振装置５及び移動フレーム
３をｘ、ｙ軸方向に移動させ、加工ヘッド７からレーザ
ビームを照射してワーク１３を切断加工する。一方、立
体加工するワーク１４の加工形状に応じて、レーザ発振
装置６、移動フレーム４及び加工ヘッド８をｘ、ｙ、ｚ
軸方向に移動させ、加工ヘッド８からレーザビームを照
射してワーク１４を立体加工する。このように、本発明
によれば、切断加工と立体加工の如き異種の加工も１台
のレーザ加工機で同時に行なうことができる。

一方、これらの加工中に例えば他の平面加工用テーブル
ｔｏ、　１１にワークをセットしておけば、ワーク１３
の加工が終ると引続き移動フレーム３を加工テーブル１
０．１１上に順次移動して加工し、この間加工が終った
加工テーブル９に新らしいワークをセットする。立体加
工を継続して行なう場合も上記に阜じて加工すればよい
。このようにして、本発明のレーザ加工機によれば、同
時に同じ形状、同じ種類の加工もできるし、異なる形状
及び異なる種類の加工もできる。

以上の説明から明らかなように、本発明に係るレーザ加
工機は次のような多くの特長を有する。

（１）加工用テーブルを多数備えているため、１つのテ
ーブルで加工している間に他のテーブルで段取りを行な
うことができる。このためレーザ加工機の稼動率が上り
、生産性が向上する。

（２）加工用テーブルを共通架台に着脱可能としたため
、加工目的に応じたテーブルを用意するだけで種々の加
工に対応できる。

（３）１つのレーザ発振装置の条件出しを行なっている
間でも、他のレーザ発振装置による加工を行なうことが
できるので、条件出しに伴なう稼動率の低下を防止する
ことができる。

（４）加工用テーブルを固定し、レーザ発振装置を移動
させるようにしたので、設置スペースを最少範囲に抑え
ることができる。また、加工用テーブルを増設する場合
は、ｙ軸方向に共通架台と加工用テーブルを追加すれば
よいので容易に設備変更ができ、設置スペースの大幅な
増加もない。

（５）加工ヘッドをレーザ発振装置の直下に設けたので
レーザビームの光路が短かくなり、その上外部ミラーを
使用していないので、芯出作業がきわめて容易である。

また、設備変更をしても芯出作業は不要である。

また光路長が一定のため、設備変更によりレーザ発振装
置が共通架台上のどの位置にあっても、均一で高精度の
加工が可能である。

（６）移動フレームに共通のガイドレールを使用してい
るのでレーザ発振装置の増設が容易であり、生産性をさ
らに向上させることができる。また移動フレームはガイ
ドレールに搭載するだけなので、レーザ発振装置を増設
する際設備を長期間休止させることはない。

（７）レーザ発振装置の台数、加工用テーブルの面数は
、機能、安全性、メンテナンス性の面から制約されるこ
とはない。

上記の説明では共通架台１上に２台の移動フレーム３，
４を搭載した場合を示したが、移動フレームは１台搭載
してもよく、あるいは２台以上の搭載してもよい。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば１台の
レーザ加工機で同種又は異種の加工を同時に行なうこと
ができ、また複数の加工テーブルを設けるようにしたの
で、順次段取りを行なうことにより連続して加工するこ
ともできる。このため加工内容のフレキシブル化が可能
になり、生産性を大幅に向上させランニングコストを低
減できる等、実施による効果きわめて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の斜視図、第２図、第３図、第４
図（ａ）　、　（ｂ）及び第５図はそれぞれ従来のレー
ザ加工機の基本構成を示す模式図である。 １：共通架台、２ニガイドレール、３，４：移動フレー
ム、５．６：レーザ発振装置、７．８＝加工ヘツド、９
．　ｔｏ、　１１：平面加工用テーブル、１２：立体加
工用テーブル、１３．１４：ワーク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 レーザ発振器から出射したレーザビームによりワークを
   加工するレーザ加工機において、 共通架台に該共通架台上をその長さ方向に移動可能に搭
   載された少くとも１台の移動フレームと、端部下方に加
   工ヘッドを有し、前記移動フレームに該移動フレームの
   移動方向と直交する方向に移動可能に載置されたレーザ
   発振装置と、 前記共通架台上に着脱自在に配設される複数台の加工テ
   ーブルとを具備したことを特徴とするレーザ加工機。