JPS6390386A

JPS6390386A - レ−ザ−加工用被加工物固定装置

Info

Publication number: JPS6390386A
Application number: JP61235009A
Authority: JP
Inventors: Yoshihide Kanehara; 好秀金原; Yasuhiko Iwai; 靖彦祝
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-10-02
Filing date: 1986-10-02
Publication date: 1988-04-21

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］この発明はレーザー加工用被加工物固定装置に関するも
のであり、特に、レーザー加工時に被加工物を加工テー
ブルに固定するための装置に関するものである。

［従来の技術］第７図は従来のレーザー加工装置及び被加工物固定装置
の概略を示す斜視図、第８図の（ａ）は従来のレーザー
加工用被加工物固定装置の固定状態を示す要部断面図で
あり、（ｂ）は同じくその解除状態を示す要部断面図で
ある。

図において、（１）はレーザー光を発生させるレーザー
発振器、（２）はレーザー光の照射方向を変えるペンド
ミラー、（３）はレーザー光の焦点位置を調整する加工
レンズが内部に装着されている加工ヘッド、（４）はこ
の加工ヘッド（３）へレーザー光を導くビームガイド、
（５）は加工ヘッド（３）の先端に設置された加工ガス
の噴射用のノズルでおる。（６）はこの上面でレーザー
加工を行なう可動式の加工テーブル、（７）は加工対象
物である被加工物、（８）はこの被加工物（７）を加工
テーブル（６）に固定するためのワーククランプ、（９
）は数値制御装置、（１０）は数値制御装置（９）によ
り制御され加工テーブル（６）を、例えば、左右方向に
可動ざぜるサーボモータ、（１１）は同じく加工テーブ
ル（６）を、例えば、前後方向に可動ざゼるサーボモー
タである。（１２）は加工テーブル（６）の中央凹部（
６ｂ）に複数設置されている剣山ピン、（１３）はワー
ククランプ（８）の締付は用のエアーシリンダーである
。

従来のレーザー加工装置は上記のように構成されていた
。

上記構成の動作について説明すると、レーザー発振器（
１）から出力されるレーザー光は、ペンドミラー（２）
及びビームガイド（４）を経て、加工ヘッド（３）内の
加工レンズにより集光され、加工テーブル（６）上の被
加工物（７）の切断、溶接等のレーザー加工を行なう。

このとき、酸素、窒素、アルゴン等の加工ガスをノズル
（５）から被加工物（７）に対して、レーザー光の照射
と同時に同軸状に噴射している。

通常、加工ヘッド（３）の先端のノズル（５）は、被加
工物（７）の上面の１＃から２ｔｒｕｎの間隔（Ａ＞に
設定してレーザー加工を行なっている。

次に、可動式の加工テーブル（６）及び加工対象物であ
る被加工物（７）の固定について説明をする。

加工テーブル（６）は数値制御装置（９）等により制御
されたサーボモータ（１０）と、サーボモータ（１１）
によって、二次元平面を任意に駆動することができるの
で、任意の軌跡を、しかも高精度に描くことができる。

したがって、被加工物（７）をこの加工テーブル（６）
に固定すれば、これらが一体になって可動し、高精度な
加工ができる。このとき、前記固定手段として、従来は
ワーククランプ（８）等の固定具が使用されていた。

例えば、第８図の如く、ワーククランプ（８）で被加工
物（７〉を加工テーブル（６）の周縁部（６ａ）との間
に挾持して、エアーシリンダー（１３）等により押圧固
定するものであった。

なお、この固定状態においては、加工テーブル（６）の
中央凹部（６ｂ）に設置されている剣山ピン（１２）の
各上端が、周縁部（６ａ）の上面と面一になるように多
数設置されているので、被加工物（７）は歪みのない均
一な平面を形成して固定されている。

［発明が解決しようとする問題点コ上記のような従来のレーザー加工用被加工物固定装置で
は、加工テーブル（６）に固定されている被加工物（７
）の端部の上面に、ワーククランプ（８）等の固定具が
突出していた。このために、このワーククランプ（８）
部付近の被加工物（７）の加工を行なう場合に、ワーク
クランプ（８）と加工ヘッド（３）が接触する虞れがあ
ったため、加工範囲が制限されていた。また、加工テー
ブル（６）の誤操作等により、このワーククランプ（８
）に加工ヘッド（３）或いはノズル（５）が衝突し、こ
の加工ヘッド（３）或いはワーククランプ（８）が破損
する等の問題点がめった。

そこで、この発明はかかる問題点を解決するためになさ
れたもので、被加工物の固定具に加工ヘッドが接触また
は衝突することのないレーザー加工用被加工物固定装置
の提供を目的とするものである。

３問題点を解決するための手段］この発明にかかるレーザー加工用被加工物固定装置は、
被加工物を載置する加工テーブルと、前記被加工物を加
工テーブルに固定するために加工テーブルに設けた吸着
手段とを具備するものである。

「作用コこの発明においては、被加工物を加工テーブルに吸着手
段を用いて固定するものでおるから、被加工物の上面に
ワーククランプ等の固定具が突出することなく被加工物
の吸着固定が可能である。

［実施例］第１図はこの発明の一実施例のレーザー加工用被加工物
固定装置を示す斜視図、第２図はこの発明の一実施例の
レーザー加工用被加工物固定装置を示す要部断面図であ
る。なお、図中、（３）から（７）、及び（１０）から
（１２）は上記従来例の構成部分と同一または相当する
構成部分である。

図において、（１４）は加工テーブル（６）の周縁部（
６ａ）に複数個配設した被加工物（７）の吸着用の吸着
ポート、（１５）は被加工物（７）の位置決めブロック
、（１６）は吸着ポート（１４）を負圧にする真空ポン
プ等の負圧発生器、（１７）は各吸着ポート（１４）と
負圧発生器（１６）とを配管している吸着管、（１８）
はこの吸着管（１７）の途中に設けられている手動また
は自動で開閉するバルブである。

上記のように構成された、レーザー加工用被加工物固定
装置の被加工物（７）の固定手順及びその固定状態につ
いて説明する。

まず、被加工物（７）を位置決めブロック（１５）に押
し当てて、加工テーブル（６）の上面に設置する。次に
、バルブ（１８）を連通状態にすれば、負圧発生器（１
６）の作用により、被加工物（７）は吸着ポート（１４
）に吸着され、加工テーブル（６）に吸着固定される。

この固定力は、例えば、負圧発生器（１６）の発生する
負の圧力が０．５１９／ｃｍとした場合に、１個の吸着
ポート（１４）の吸着面の開口面積を６ｃＩｊとすれば
、この吸着ポート（１４）には３に９の吸着力が発生す
る。したがって、被加工物（７）の全体の固定力は、こ
の３ＫＦｌの吸着力を被加工物（７）に作用する吸着ポ
ート（１４）の個数倍の吸着力となる。

第１図の場合は３（Ｋ！ｊ）ｘ１５（個）＝４５（Ｋｇ
＞となる。

このように被加工物（７）の全体には、かなり強力な吸
着力が働くので、レーザー加工中の加工テーブル（６）
の移動に対しても、被加工物（７）の設定位置がズした
ゆすることなく、高精度の加工をすることができる。ま
た、位置決めブロック′（１５）の高さは、被加工物（
７）の厚み以下となるように設定されているので、被加
工物（７）の上面には従来のように固定具等の障害物は
一切突出することがない。

この実施例のレーザー加工用被加工物固定装置では、被
加工物（７）は加工テーブル（６）に上記のように吸着
固定されているので、レーザー加■の最中に加工ヘッド
（３）或いはノズル（５）が固定具等の障害物に接触或
いは衝突することはない。したがって、被加工物（７）
の加工範囲が周縁部にまで広げることができる。また、
加工テーブル（６）の誤操作により、加工ヘッド（３）
を破損することがない。

更に、この発明の他の実施例について図を用いて説明を
する。

上記実施例の吸着ポート（１４）と負圧発生器（１６）
を繋ぐ吸着管（１７）の配管は、第３図のように構成す
ることもできる。

第３図はこの発明のレーザー加工用被加工物固定装置の
吸着管の配管例を示す略配管図である。

これは、吸着ポート（１４）を数個づつ組分けして配管
を行い、こ、れらとバルブ（１８）との間に各々バルブ
（１９）とバルブ（２０）とバルブ（２１）とを増設し
たものである。

したがって、例えば、被加工物（７）が加工テーブル（
６）の加工面より比較的小さい場合に、被加工物（７）
の下面から外れた吸着ポート（１４）は、人聞の空気を
吸込むことになり、全体の吸着力が落ちる。したがって
、これを防止するために、吸着作用を果さない吸着ポー
ト（１４）部の吸着管（１７）に設置したバルブ（２１
）を閉じれば、他の吸着ポート（１４）の吸着力は減少
することがなく、被加工物（７）の確実な吸着固定を維
持できる。

このように、吸着管（１７）を配管し、バルブ（１９）
、（２０＞、（２１＞等を適宜配置することによって、
被加工物（７）の大きざが異なる場合にも、確実に吸着
固定することができる。なお、本発明を実施する場合に
は、吸着管（１７）の配管及びバルブはこの配管例に限
定されるものではなく、使途に応じて任意に構成するこ
とができる。

また、吸着ポート（１４）の被加工物（７）との吸着面
の形状は、上記実施例の円形に限定されるものではない
。例えば、第４図の（ａ）はこの発明の他の実施例であ
るレーザー加工用被加工物固定装置をホす要部斜視図、
及び（ｂ）は同じくその断面図である。これは吸着ポー
ト（１４）の被加工物（７）との吸着面の形状を長孔状
にしたものである。

即ち、第１図の実施例による吸着ポート（１４）は、加
工テーブル（６）の周縁部（６ａ）に多数配設されてい
た。したがって、被加工物（７）の吸着固定は、これら
複数個の吸着ポート（１４）による点固定状態であった
。これを第４図の如く吸着ポート（１４）の被加工物（
７）との吸着面の形状を長孔状にすれば、この吸着ポー
ト（１４）による被加工物（７）の吸着固定は、いわゆ
る線固定状態となる。

このような形状の吸着ポート（１４）は、吸着ポート（
１４）の個数を減少させることができ、エアー漏れ等の
原因となる吸着管（１７〉との接続箇所の個数も減少で
きるとともに、吸着部である開口面積も大きくなるので
、吸着力を更に増大させることができるという利点があ
る。しかし、半面、被加工物（７）の大きざの変化に対
しての適応性には限界がある。

このように、吸着ポート（１４）の被加工物（７）との
吸着面の形状は、任意に変化させることができる。

第５図はこの発明の他の実施例であるレーザー加工用被
加工物固定装置を示す斜視図であり、第６図は第５図の
要部断面図である。

図において、（２２）は中心が中空の吸着ピンであり、
この吸着ピン（２２）の先端部には吸着ポート部（２２
ａ）が形成されている。この吸着ポート部（２２ａ）に
は、吸着管（１７）及びバルブ（１８）を介して負圧発
生器（１６）が接続されている。この吸着ピン（２２）
の先端の高さ位置は、剣山ピン（１２）先端の高さ位置
及び加工テーブル（６）の周縁部（６ａ）の上面の高さ
位置と同一であり、加工テーブル（６）の面一な加工面
を形成している。

このように、この実施例のレーザー加工用被加工物固定
装置は、加工テーブル（６）の中央凹部（６ｂ）の剣山
ピン（１２）の一部に変えて吸着ピン（２２）を配設し
たものである。

したがって、この吸着ピン（２２）により吸着ポート（
１４）では吸着できなかった被加工物（７）の中央部の
任意の位置を吸着することができ、被加工物（７）の全
体を吸着固定することができる。なお、この吸着ピン（
２２）の配置は、剣山ピン（１２）との組合せにより任
意に配設することができる。また、吸着ポート（１４）
及びこの吸着ピン（２２）を並設すれば被加工物（７）
の更に強固な固定を実現することができる。

以上、この発明の各実施例について）ホべたか、このレ
ーザー加工用被加工物固定装置は被加工物（７）の加工
テーブル（６〉への吸着手段を有していればよく、被加
工物（７）の大きさや形状及び加工の種類等により、上
記説明の吸着手段を適宜選択して組合せ、最も効果的な
吸着固定ができるような装置とすることができる。

また、上記の説明ではこの発明の実施例を可動式の加工
テーブル（６）を有するレーザー加工装置に利用する場
合について述べたが、固定式の加工テーブル（６）を有
し、ビームガイド（４）または加工ヘッド（３ンが可動
する方式のレーザー加工装置にも当然利用することがで
きる。

［発明の効果］以上説明したとおり、この発明は被加工物を載置し、固
定する加工テーブルに設けた吸着手段と、吸着手段を作
動させる負圧発生器とを具楡することにより、被加工物
の上面にワーククランプ等の固定具が突出することなく
被加工物の吸着固定ができるので、レーザー加工装置の
加工ヘッドやノズルが固定具等の障害物に接触や衝突す
ることがなく、被加工物の加工範囲を周縁部にまで広げ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であるレーザー加工用被加
工物固定装置を示す斜視図、第２図はこの発明の一実施
例のレーザー加工用被加工物固定装置を示す要部断面図
、第３図はこの発明のレーザー加工用被加工物固定装置
の吸着管の配管例を示す略配管図、第４図（ａ）はこの
発明の他の実施例であるレーザー加工用被加工物固定装
置を示す要部斜視図であり（ｂ）は同じくその断面図、
第５図はこの発明の更にその他の実施例であるレーザー
加工用被加工物固定装置を示す斜視図、第６図は第５図
の要部断面図、第７図は従来のレーザー加工装置及び被
加工物固定装置の概略を示す斜視図、第８図の（ａ）は
従来のレーザー加工用被加工物固定装置の固定状態を示
す要部断面図であり（ｂ）は同じくその解除状態を示す
要部断面図である。図において、６：加工テーブル、　　６ａ：周縁部、６ｂ：中央凹部
、　　　　７：被加工物、１４：吸着ボート、　　１５
：位置決めブロック、１６二負圧発生器、　　２２：吸
着ピン、２２ａ：吸着ポート部、である。なお、図中、同−符号及び同一記号は、同一または相当
部分を示す。第１図第２図第４図（ａ）（ｂ）第６図２２ａ：叫に城Ａ＼−）＃第８図（ａ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）レーザー光及び加工ガスを被加工物に照射してレ
ーザー加工をするレーザー加工装置において、前記被加工物を載置する加工テーブルと、前記被加工物
を固定する加工テーブルに設けた吸着手段と、吸着手段
を作動させる負圧発生器とを具備することを特徴とする
レーザー加工用被加工物固定装置。
（２）前記吸着手段は、加工テーブルの周縁部に配設し
た複数の吸着ポートからなることを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載のレーザー加工用被加工物固定装置
。
（３）前記吸着手段は、加工テーブルに配設した吸着ポ
ート部を有する複数の吸着ピンからなることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載のレーザー加工用被加工
物固定装置。
（４）前記吸着手段は、吸着ポート及び吸着ポート部を
有する吸着ピンと、前記吸着ポート及び吸着ポート部と
からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
のレーザー加工用被加工物固定装置。
（５）前記吸着ポートの被加工物との吸着面の形状を長
孔状としたことを特徴とする特許請求の範囲第２項また
は第４項に記載のレーザー加工用被加工物固定装置。