JPH0716799B2 - 切断加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えばレーザビームまたはプラズマジェット
あるいはウォータージェットのごとく、加工ヘッドに備
えた加工ノズルから供給されるエネルギー流によってワ
ークピースを切断する切断加工装置に係り、さらに詳細
には、ワークピースに対するエネルギー流の透過性を向
上せしめた切断加工装置に関する。

［従来の技術］ レーザビームまたはプラズマジェットあるいはウォータ
ージェットのごとく、加工ヘッドに備えた加工ノズルか
ら供給されるエネルギー流によって板状のワークピース
を切断加工するに際して、ワークテーブルに立設された
多数の支持柱（一般には剣山と称することもある）によ
ってワークピースを支持する場合がある。

［発明が解決しようとする課題］ この場合、ワークピースの切断加工の最中に、エネルギ
ー流が支持柱の上端に当たると、ワークピースに対する
エネルギー流の透過性が悪くなり、加工精度を悪化する
問題がある。例えばレーザビームを利用してワークピー
スの切断加工を行なっている最中に、ワークピースを支
持する支持柱の上端にレーザビームが照射されるような
状態になると、レーザビームが支持柱を損傷することは
勿論のこと、支持柱から反射するレーザビームがワーク
ピースの加工精度に悪影響を及ぼすこととなる。また、
加工ノズルから噴射されるアシストガスの流れが支持柱
によって阻害される態様となってドロス等の排除性が悪
くなり、ワークピースの裏面へのドロスの付着が多くな
ると共に、切断幅が増大して切断精度を悪化することが
ある。

本発明は上述のごとき従来の問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、加工ノズルから供給され
るエネルギー流による支持柱の損傷が防止され、かつ上
記エネルギー流がワークピースを透過する際に、支持柱
によって透過を阻害されることがなく、エネルギー流の
透過性に起因するワークピースの加工精度の悪化を防止
し得る加工装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、加工ノズルを備
えた加工ヘッドの下方位置に配置したベッドに備えたＹ
軸方向のＹ軸ガイドレールに往復動自在に支持されたキ
ャリッジにＹ軸ガイドレールに直交するＸ軸方向のＸ軸
ガイドレールを設け、このＸ軸ガイドレールに案内され
てＸ軸方向へ移動自在のワーク支持テーブルに、Ｙ軸方
向に延伸した複数のビーム部材をＸ軸方向に適宜間隔に
配置して設け、ワークピースを支持すべく各ビーム部材
に支持された複数の支持柱をＹ軸方向に適宜間隔に設け
ると共に各支持柱を個別に上下動自在に設け、前記各ビ
ーム部材に対応して前記キャリッジに個別に上下動自在
に支持された各変位作動部材が前記加工ノズルに対応す
る部位に、前記各支持柱を個別に上下動するための第１
の上方突出部を設け、前記ベッドが前記加工ノズルに対
応する位置に、前記各変位作動部材を個別に上下動する
ための第２の上方突出部を設けてなり、前記キャリッジ
のＹ軸方向への移動およびワーク支持テーブルのＸ軸方
向への移動により、前記第２の上方突出部によって上下
に作動された変位作動部材に備えた第１の上方突出部に
よって前記加工ノズルに対応する支持柱のみを上下作動
する構成としてなるものである。

［実施例］ 第１図を参照するに、切断加工装置１は、レザービーム
またはプラズマジェットあるいはウォータージェットの
ごときエネルギー流を供給する加工ノズル３を有する加
工ヘッド５を備えており、この加工ヘッド５の下方位置
には、切り抜きまたと切断加工すべき板状のワークピー
スＷを支承するワークテーブル７が配置されている。

本実施例においては、加工ヘッド５に対してワークテー
ブル７がＸ軸,Y軸方向へ相対的に移動するように構成さ
れている。すなわち切断加工装置１におけるベッド９上
には、Ｙ軸方向に延伸したＹ軸ガイドレール11が設けら
れており、このＹ軸ガイドレール11上にはキャリッジ13
が移動自在に支承されている。上記キャリッジ13上に
は、前記ワークピースＷを支承するワーク支持テーブル
15が支承されており、このワーク支持テーブル15は後述
するように、Ｙ軸方向に対して直交するＸ軸方向へ移動
自在に設けられている。

前記ワークテーブル７のＸ軸、Ｙ軸方向への移動はそれ
ぞれサーボモータ（図示省略）の駆動によって行なわれ
るものであり、上記各サーボモータの制御および前記加
工ノズル３からのエネルギー流の供給の制御は、切断加
工装置１に備えられたNC制御装置等の適宜の制御装置17
によって行なわれるものである。

上記構成により、ワークテーブル７上にワークピースＷ
を載置した後、加工ヘッド５における加工ノズル３か
ら、例えばレーザビームのごときエネルギー流をワーク
ピースＷへ供給しつつ、ワークテーブル７をＸ軸、Ｙ軸
方向へ適宜に移動することにより、ワークピースＷに適
宜形状の切抜きあるいは切断加工が行なわれ得ることが
理解されよう。

第２図、第３図および第４図により詳細に示されるよう
に、前記ワークテーブル７におけるワーク支持テーブル
15は、前記キャリッジ13上に設けられたＸ軸ガイドレー
ル19に移動自在に支承されているものである。上記ワー
クテーブル15は、４角形の枠状に形成されており、この
ワークテーブル15には、Ｙ軸方向に延伸した複数のビー
ム部材21がＸ軸方向に適宜間隔に配置されている。

ワークピースＷを支承するために、各ビーム部材21に
は、複数の支持柱23がＹ軸方向へ適宜間隔に配置されて
いる。上記各支持柱23は、第５図、第６図に示されるよ
うに、ビーム部材21に穿設した上下方向の貫通孔21H内
にそれぞれ上下動自在に設けられている。各支持柱23
は、スプリング（図示省略）あるいは自重によって常に
下降するように付勢されているが、下降位置は、例えば
各支持柱23に取付けたリング状のストッパ25の作用によ
って適宜に規制されるものである。

上記各支持柱23を所定の位置に押上げるために、前記ビ
ーム部材21が各支持柱23に対応した位置にはそれぞれブ
ラケット27が設けられており、各ブラケット27には、ヒ
ンジピン29を介してベルクランク状のレバー31がそれぞ
れ回動自在に支承されている。

上記各レバー31は、トーションスプリング（図示省略）
等の作用により、第６図において時計回り方向に常に付
勢されており、時計回り方向への回動は、各ブラケット
29にそれぞれ設けた各ストッパーピン33によって所定の
位置に規制されるものである。上記各レバー31の一端部
側は、前記各支持柱23の下端部を支承しており、他端部
側は下方向へ指向して設けられている。なお、本実施例
においては、上記各レバー31の両端部にはローラがそれ
ぞれ設けられており、前記各支持柱23は上記ローラを介
してレバー31の一端側に支承されている。

上記構成により理解されるように、支持柱23はレバー31
の作用によって常に所定の高さに押上げられた状態にあ
る。すなわち支持柱23は、第２、第３図に示されるよう
に所定の高さに押上げられた状態においてワークピース
Ｗを支持するものである。また、第６図においてレバー
31を反時計回り方向に回動することにより、支持柱23
は、第６図に示されるように、ストッパ25がビーム部材
21の上面に当接するまで下降するものである。

上記より既に理解されるように、支持柱23は、レバー31
を適宜に作動することにより上下動するものである。換
言すれば、支持柱23は、押上げられてワークピースＷを
支承する状態の第１の位置と、ワークピースＷの支持を
解除した第２の位置とへ変位自在なものである。

前記レバー31を作動して支持柱23を上下に変位せしめる
ために、第２図、第３図に示されるように、前記キャリ
ッジ13には変位作動部材35が設けられている。

より詳細には、前記キャリッジ13は４角形の枠状をなし
ており、このキャリッジ13の内側には、Ｘ軸方向に延伸
した複数の上記変位作動部材35がＹ軸方向に適宜間隔に
配置されている。上記変位作動部材35のＹ軸方向の間隔
は、前記支持柱23のＹ軸方向の間隔にほぼ等しく、かつ
変位作動部材35の数は、前記支持柱23のＹ軸方向の列の
数に等しく設けられている。上記各変位作動部材35の両
端部は、キャリッジ13に取付けたガイド部材37によって
上下動自在に案内支承されており、かつ各変位作動部材
35の長手方向のほぼ中央部には、前記レバー31を作動す
るための上方突出部が設けられている。

上記上方突出部は、例えばほぼ三角形の山形状などの適
宜のカム形状であってもよいが、本実施例においては、
第５図、第６図に示されるように、変位作動部材35の上
部にブラケット37を介してローラ39を取付けた構成とし
てある。上記ローラ39は、変位作動部材35が上昇された
状態にあるときにのみ前記レバー31の他端部側と干渉す
る高さ位置に設けてあり、かつＸ軸方向の位置は、前記
加工ノズル３の下方に位置する支持柱23を作動するレバ
ー31が干渉する位置に設けられている。また、上記各変
位作動部材35を押上げるために、前記加工ノズル３の下
方位置において、前記ベッド９には、第３図に示される
ように、ブラケット41を介して上方突出部材としてのロ
ーラ43が回転自在に設けられている。

上記構成により、キャリッジ13がＹ軸ガイドレール11に
沿ってＹ軸方向に移動すると、ローラ43に当接した変位
作動部材35はローラ43に乗り上げて上昇されることとな
る。すなわち、加工ノズル３に対応する下方位置に位置
する変位作動部材35のみが押上げられた状態となる。上
記のごとき状態において、ワーク支持テーブル15をＸ軸
方向に移動すると、加工ノズル３の下方位置を通過する
支持柱23の列における各支持柱23を作動するための各レ
バー31の他端部側は、第５図、第６図に示されるよう
に、押上げられた状態にある変位作動部材35に備えられ
たローラ39に干渉し、第６図において反時計方向に回動
されることとなる。

したがって前記加工ノズル３の下方に位置する支持柱23
は下降した状態になり、ワークピースＷの支持を解除す
ることとなる。

したがって、上記実施例によれば、ワークテーブル７を
Ｘ軸、Ｙ軸方向へ移動し、かつ加工ヘッド５のノズル３
から例えばレーザビームのごときエネルギー流を供給し
てワークピースＷの切抜き加工あるいは切断加工を行な
うとき、エネルギー流はワークピースＷを透過した後、
直ちに支持柱23を当たるようなことがなく、常に透過性
が良好に維持される。よって、エネルギー流の停滞や支
持柱23からの反射の悪影響が少なく、ワークピースＷの
切断加工を良好に行ない得るものである。

次に、参考例を示す第７図、第８図を参照するに、この
参考例においては、各支持柱23に対応して、各支持柱23
を個別に上下動するためのソレノイドあるいはシリンダ
装置のごとき適宜のアクチュエータ（図示省略）が設け
られている。また、各支持柱23のＸ軸方向の列数に対応
するリミットスイッチのごときＹ軸方向センサY1,Y2,Y
3,…がキャリッジ13に設けられており、前記加工ヘッド
５における加工ノズル３の中心を含むＸ軸方向の垂直面
内には、前記Ｙ軸方向センサY1,Y2,Y3…を作動するため
の第１ドッグ45が設けられている。また、ワーク支持テ
ーブル15には、ビーム部材21の列に対応するＸ軸方向セ
ンサX1,X2,X3,…が設けられている。上記Ｘ軸方向セン
サX1,X2,X3,…を作動するための第２ドッグ47は、前記
加工ノズル３の中心を含むＹ軸方向の垂直面内において
キャリッジ13に取付けられている。

上記構成より理解されるように、参考例においては、ワ
ークテーブル７がＸ軸,Y軸方向に移動すると、Ｙ軸方向
センサY1,Y2,Y3,…およびＸ軸方向センサX1,X2,X3,…は
それぞれ第１、第２のドッグ45,47によって作動される
こととなる。したがって、第９図に示すごとき回路構成
により、例えばＹ軸方向センサY1とＸ軸方向センサX1と
が共に作動されているときにはアンド回路１−１からの
信号によってアクチュエータ49（第10図参照）を作動
し、このアクチュエータ49の作動によって移動される楔
部材51が適宜に進退することによって、加工ノズル３の
下方に位置する支持柱23を適宜に下降せしめるものであ
る。

より詳細には、アクチュエータ49のプランジャーに直結
された前記楔部材51を、支持柱23の側部に装着したロー
ラ53の下部に進入せしめることにより支持柱23を押上
げ、前記楔部材51がローラ53の位置から後退することに
より支持柱23は下降するものである。

なお、本発明は、上記のごとき実施例に限るものではな
く、適宜の変更を行なうことによっては、その他の態様
でも実施し得るものである。例えば、ワークテーブルを
固定状態に構成し、ワークテーブルの上方においてＸ軸
方向に延伸したアーム部材をＹ軸方向に移動自在に設け
ると共に、アーム部材のＹ軸方向の移動位置を検出する
Ｙ軸方向センサを設け、上記アーム部材に支承された加
工ヘッドをＸ軸方向に移動自在に設けると共に、加工ヘ
ッドのＸ軸方向の移動位置を検出するＸ軸方向センサを
設け、上記Ｘ軸方向センサとＹ軸方向センサの検知に基
いて、加工ヘッドに備えた加工ノズルの下方に位置する
支持柱を下降せしめる構成とすることも可能なものであ
る。すなわち、加工ヘッドがＸ軸,Y軸方向に移動する形
式にも容易に実施し得るものである。また、ワークテー
ブルと加工ヘッドが共に直交する方向へ移動する形式に
も容易に実施し得るものである。

［発明の効果］ 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、本発
明によれば、加工ヘッドに備えた加工ノズルに対応した
支持柱のみ（対応した列の支持柱全てではない）が上下
動する構成であるから、前述したごとき従来の問題点が
解消されることは勿論のこと、加工ノズルに対応した支
持柱の周囲の複数の支持柱が近接した位置においてワー
クピースを支持するので、例えばワークピースが薄く、
加工ノズルからの例えばアシストガス等の噴射によって
撓みを生じ易いワークピースであっても、上記撓みを抑
制して支持できることとなり、より精度の高い切断加工
が可能なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は切断装置の１例を示す斜視図である。第２図は
第１図におけるII−II矢視に相当する正面図である。第
３図は第２図の右側面図、第４図は同平面図である。第
５図は第２図におけるＶ−Ｖ線に沿った拡大断面図、第
６図は第５図の左側面図である。 第７図は参考例の側面図、第８図は正面図である。第９
図は回路説明図、第10図は参考例における作用説明図で
ある。 ３……加工ノズル ５……加工ヘッド ９……ベッド 11……Ｙ軸ガイドレール 13……キャリッジ 15……ワーク支持テーブル 19……Ｘ軸ガイドレール 21……ビーム部材 23……支持柱 31……レバー 35……変位作動部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加工ノズル（３）を備えた加工ヘッド
   （５）の下方位置に配置したベッド（９）に備えたＹ軸
   方向のＹ軸ガイドレール（11）に往復動自在に支持され
   たキャリッジ（13）にＹ軸ガイドレール（11）に直交す
   るＸ軸方向のＸ軸ガイドレール（19）を設け、このＸ軸
   ガイドレール（19）に案内されてＸ軸方向へ移動自在の
   ワーク支持テーブル（15）に、Ｙ軸方向に延伸した複数
   のビーム部材（21）をＸ軸方向に適宜間隔に配置して設
   け、ワークピース（Ｗ）を支持すべく各ビーム部材（2
   1）に支持された複数の支持柱（23）をＹ軸方向に適宜
   間隔に設けると共に各支持柱（23）を個別に上下動自在
   に設け、前記各ビーム部材（21）に対応して前記キャリ
   ッジ（13）に個別に上下動自在に支持された各変位作動
   部材（35）が前記加工ノズル（３）に対応する部位に、
   前記各支持柱（23）を個別に上下動するための第１の上
   方突出部を設け、前記ベッド（９）が前記加工ノズル
   （３）に対応する位置に、前記各変位作動部材（35）を
   個別に上下動するための第２の上方突出部を設けてな
   り、前記キャリッジ（13）のＹ軸方向への移動およびワ
   ーク支持テーブル（15）のＸ軸方向への移動により、前
   記第２の上方突出部によって上下に作動された変位作動
   部材（35）に備えた第１の上方突出部によって前記加工
   ノズル（３）に対応する支持柱（23）のみを上下作動す
   る構成としてなることを特徴とする切断加工装置。