JPH0729208B2 - フライスヘッド付レーザ加工装置 - Google Patents

フライスヘッド付レーザ加工装置

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JPH0729208B2
JPH0729208B2 JP1314014A JP31401489A JPH0729208B2 JP H0729208 B2 JPH0729208 B2 JP H0729208B2 JP 1314014 A JP1314014 A JP 1314014A JP 31401489 A JP31401489 A JP 31401489A JP H0729208 B2 JPH0729208 B2 JP H0729208B2
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JP
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milling
milling head
laser processing
laser
lens unit
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義隆 菊川
光昭 井坂
正和 高橋
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KIKUKAWA IRON WORKS, INC.
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KIKUKAWA IRON WORKS, INC.
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/0093Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring combined with mechanical machining or metal-working covered by other subclasses than B23K
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  • Milling, Drilling, And Turning Of Wood (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、木材や合成樹脂をレーザ加工し、更にフラ
イスにより仕上げ加工を可能としたフライスヘッド付レ
ーザ加工装置に関する。
〔従来の技術〕
板材に深溝を加工する場合、例えば紙型等の型刃を製作
するため板材に金属刃用の細長く深い溝を加工して該溝
に刃を植設する場合には、フライスヘッドに細長いフラ
イスを装着して深溝加工する。しかしこのような板材へ
の深溝加工はフライス自身が細長いため加工時の切削抵
抗による撓み或いは被加工板材自身の材質が柔らかいこ
となどにより溝の幅が一定にならなかったり、加工溝が
縦方向に真っ直ぐにならない傾向がある。このため加工
された細長く深い溝に金属刃を植設すると精度の良い紙
型加工が困難となり、また耐久性も良くない結果とな
る。
近年上記する紙型の型刃製作に際してフライス加工では
なくガス(例えは炭酸ガス)レーザを使用した加工機が
使用されるようになっているが、紙型の型刃だけでなく
他の種々の木材の加工においてもガスレーザー加工機が
使用されるようになっている。
〔発明が解決しようとする課題〕
レーザ加工によれば短時間で真っ直ぐ且つ正確な溝を加
工することが出来る。しかし加工時のレーザの熱により
被加工材の加工跡が黒く炭化して残るので場合によって
はこれを除去するための二次加工を必要とする。このよ
うな二次加工を別個の機械で行うと加工機械も別個に必
要であり設置スペースも大きく必要となるばかりでなく
コスト的にも時間的にも不経済である。更に、ガスレー
ザ加工装置は高価であり全体におけるガスレーザ加工時
間が短い場合不経済となる。このような場合ガスレーザ
加工の後同一の機械でフライス等による仕上げ加工が出
来れば便利である。しかし高温ガスレーザによる木材の
加工の場合、被加工材の下側にまで熱が伝わり加熱され
一部が焼けて煙も生じるので被加工板材を設置するため
のテーブルは多数の錐状突起を並べた剣山テーブルを使
用しなければならない。従って例えガスレーザ加工装置
に別個のフライスヘッドを取付けたとしても剣山テーブ
ルを取外しフライス加工用のテーブルに替えなければな
らないため取替え作業の時間的ロスが大きい。
この発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とする所はレーザ加工もフライス加工も可能であ
り、それぞれの加工用テーブル交換も簡単でしかも数種
類のフライスの自動交換も可能なフライスヘッド付レー
ザ加工装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
即ち、この発明は上記する課題を解決するために、その
手段としてのフライスヘッド付レーザ加工装置が、レ
ーザー発振器により励起されるガスレーザを放射するガ
スレーザ放射用レンズユニットと、被加工材を載置固定
するための錐状突起を着脱可能に装着すると共に前後左
右に移動可能とした剣山テーブルと、前記ガスレーザ放
射用レンズユニットに隣接して配置されるフライスヘッ
ドと、前記錐状突起を外して前記剣山テーブルの上に着
脱可能に載置される吸着テーブルと、を備えたことを特
徴とする。或いはレーザー発振器により励起されるガ
スレーザを放射するガスレーザ放射用レンズユニット
と、被加工材を載置固定するための錐状突起を着脱可能
に装着すると共に前後左右に移動可能とした剣山テーブ
ルと、前記ガスレーザ放射用レンズユニットに隣接して
配置されるフライスヘッドと、前記錐状突起を外して前
記剣山テーブル上に載置する吸着テーブルと、前記フラ
イスヘッドのフライス軸にフライスを自動交換する自動
工具交換装置と、を備えたことを特徴とする。
〔作用〕
フライスヘッド付レーザ加工装置を上記手段としたとき
の作用について添付図とその符号を用いて説明する。
の手段による場合、先ず被加工板材をレーザ加工する際
にはベッド14の上には剣山テーブル13が載置され、被加
工材は剣山テーブル13に取り付けた多数の錐状突起55で
固定される。エアシリンダ20によりレンズユニット6が
降下され、倣い装置22により被加工材に必要なレーザ加
工が施される。レーザ加工が終了するとエアシリンダ20
によりレンズユニット6は上方に上げられる。そして剣
山テーブル13より剣山テーブル13に装着した錐状突起55
の一部を外し、吸着テーブル15を載置する。そしてレー
ザ加工された被加工材は吸着テーブル15に載置する治具
板に固定される。次にサーボモータ34によりフライスヘ
ッド8が降下され、被加工板材にフライス加工が施され
る。そして種々のフライスを交換する必要がある場合に
はの手段により、自動工具交換装置でフライスヘッド
に必要なフライスがセットされる。こうしてフライスに
よりレーザ加工の際炭化した表面が切削される。
〔実施例〕
以下、この発明の具体的実施例について図面を参照して
説明する。
第1図はこの発明のフライスヘッド付レーザ加工装置の
全体の平面図、第2図は側面図、第3図は正面図であ
る。1は炭酸ガス等のガスを励起するレーザ発振器、2
及び3は遮光ボックス、4は遮光パイプ、5はレーザの
投射方向を変えるベンディングミラー、6はガスレーザ
放射用のレンズユニットである。レーザ発振器1で励起
されたガスレーザは、遮光ボックス2と遮光パイプ4及
び遮光ボックス3を通り、ベンディングミラー5で90度
曲げられ、レンズユニット6から誘導放出され被加工材
を加工する。8はフライスヘッドであってレーザ加工さ
れた後の被加工材を加工するフライスを装着するように
なっているが後述するようにサーボモータ34によって独
立に上下するようになっている。
10は前記フライスヘッド8に取付ける数種類のフライス
を収納した自動工具交換装置(以下、ATC装置とする)
のベース、11はそのカバー、12は割出装置である。また
13は剣山テーブルであってベッド14の上に載置され、該
ベッド14はX方向及びY方向(即ち、前後左右方向)に
一定距離移動可能としてある。該剣山テーブル13の上に
は後述するように、二点鎖線で示した吸着テーブル15が
着脱可能に載置される。
第4図は前記レンズユニット6の上下移動機構を示す側
面図で、第5図はその正面図である。このレンズユニッ
ト6はベンディングミラー5の下にエアシリンダ20によ
り上下移動可能に取り付けられるが、該ベンディングミ
ラー5とレンズユニット6との間には該レンズユニット
6の上下移動に伴い伸縮自在としたスクリュカバー21が
取付けてある。また、この場合図示しないが近接スイッ
チによって停止位置が決められるようになっている。該
レンズユニット6の先端部にはレーザノズル23が装着さ
れ、側面には被加工材の表面形状にならう倣い装置22が
取付けられている。該倣い装置22は、リニアベアリング
22aと該リニアベアリング22aの先端部に前記レーザノズ
ル23を囲むように設けた接触子22bと該接触子22bを固定
するアーム22cと差動トランス22dとで構成され、被加工
材に該接触子22bを接触させその上下動をリニアベアン
グ22aを介して差動トランス22dに伝えるようになってい
る。
第6図はフライスベッド8とその周囲部分を側面から見
た図である。30はフライスを回転駆動する電動モータ、
31はフライス32を軸にクランプしたり、開放(アンクラ
ンプ)したりするためのエアシリンダである。33はフラ
イス32を駆動する前記電動モータ30やエアシリンダ31等
全体を上下に移動させるエアシリンダである。更に、34
はサーボモータであって該モータの駆動軸35に嵌着した
カップリング36aと雄ネジ杆37に嵌着したカップリング3
6bとを接合させることにより該雄ネジ杆37を回転駆動
し、該雄ネジ杆37に螺合させた雌ネジ部38を上下動させ
る。この雌ネジ部38は前記フライス32やエアシリンダ31
及び33全体を取付けたプレート39に固定されている。従
ってサーボモータ34によりフライス32やエアシリンダ31
及び33全体は上下に移動するようになっている。この場
合図示しないが、停止位置は近接スイッチのようなセン
サにより決めるようにしてある。
第7図はATC装置の正面図である。40はマガジンであっ
て下部に取り付けたアーム部40aに数種類のフライスが
保持されている。41は該マガジン40前後移動用のエアシ
リンダであり、42はマガジン40上下移動用のエアシリン
ダである。必要なフライスは割出装置12によりフライス
軸にセットされる。
第8図はこの考案なフラスヘッド付レーザ加工装置でレ
ーザ加工する際に使用される剣山テーブル13の平面図
で、第9図は断面図である。この剣山テーブル13は図に
示すように矩形状の外枠50に山形鋼51、52、53を配置
し、更に山形鋼53の上に梁54が一定間隔で外枠に固定さ
れた形になっている。この場合、山形鋼52の上には山形
鋼51が重ねられ固定されているが、上側の該山形鋼51に
は錐状突起55の胴部を嵌めるための穴が穿設されてい
る。尚、錐状突起55と山形鋼51、52は後述する吸着テー
ブル15を載置する際一部を外せるようになっている。ま
た錐状突起55はその先端を尖らせこれで被加工材を固定
する。
次に、56と57と58はカバーであってレーザ加工時発生す
る屑を下側に配置した屑入れ用引出し59、59に導入する
ためのものである。該カバー57、58等は前記梁54の上に
その端部を固定してある。また、60はレーザ加工時発生
する煙を導入するためのダクトであり、61は後述する吸
着テーブル15用のダクトである。
第10図はこの発明のフライスヘッド付レーザ加工装置で
フライス加工する際に使用される吸着テーブル15の平面
図で、第11図はその一部断面図である。この吸着テーブ
ル15は前記剣山テーブルとして使用するときの錐状突起
55の一部を外し外枠50の上に載置するようになってい
る。
該吸着テーブル15の上面には縦横に溝15aが凹設され、
更に周辺部に細い溝15bが凹設されている。該細溝15bは
この吸着テーブル15の上に載置する治具板(図示せず)
を載せたとき該吸着テーブル15と治具板との間を密封す
るシール(図示せず)を嵌め込むためのものである。15
cはエアを抜くため穿設された穴である。この吸着テー
ブル15の上には治具板(図示せず)が全面に載置される
が、前記溝15aのエアは穴15cを通してブロワ(図示せ
ず)によりエアダクト61から排出される。
こうして被加工板材はこの吸着テーブル15の治具板に固
定されてフライス加工される。尚、被加工板材の大きさ
によっては吸着テーブル15の半分を使用するようにして
も良いし、更に被加工板材の大きさに応じて必要箇所の
み吸着させるようにシール用の溝15bは4本或いは8本
と細かく分けて設けても良い。吸着テーブル15の下に設
置した62は吸着テーブル15の中央部の撓みを防止するた
めの支持ブロックである。
この発明のフライスヘッド付レーザ加工装置は以上のよ
うな構成から成るが、次にその動作について説明する。
先ず被加工板材をレーザ加工する際にはベッド14の上に
は剣山テーブル13が載置され、被加工板材は剣山テーブ
ル13に取り付けた多数の錐状突起55で固定される。エア
シリンダ20によりレンズユニット6が降下され、倣い装
置22により被加工板材に必要なレーザ加工が施される。
レーザ加工が終了するとエアシリンダ20によりレンズユ
ニット6は上方に上げられる。そして剣山テーブル13よ
り剣山テーブル13に装着した錐状突起55の一部を外し、
吸着テーブル15を載置する。そしてレーザ加工された被
加工板材を吸着テーブル15に載置する治具板(図示せ
ず)に固定される。次にサーボモータ34によりフライス
ヘッド8が降下され、被加工板材にフライス加工が施さ
れる。このフライス加工の際はATC装置によりフライス
ヘッドに必要フライスがセットされるがその動作順序は
次の通りである。
(1)フライスヘッド8をZ軸の原点位置に持って来
る。
(2)エアシリンダ41によりマガジン40を前進させる。
(3)フライスヘッド8のエアシリンダ31によりツール
をアンクランプ状態とする。
(4)シリンダ42によりマガジン40を降下させる。
(5)割出装置12により必要なフライスを選択させて、
フライス軸にセットする。
(6)シリンダ42によりマガジン40を上昇させる。
(7)フライス軸にセットされたフライスをクランプす
る。
(8)エアシリンダ41によりマガジン40を後退させる。
こうしてセットされたフライスによりレーザ加工により
炭化した表面が切削される。
この発明の一実施例は以上のようであるが、上記実施例
でエアシリンダ等を利用した上下移動機構はリニアモー
タ、ボールネジ、ピニオンラック等を使用することも可
能である。尚、この発明にかかるフライスヘッド付レー
ザ加工装置はレーザ加工された被加工板材の炭化した表
面や溝を切削加工する場合について説明したが、勿論レ
ーザ加工のみ或いはフライス加工のみを行うことも出来
る。
〔発明の効果〕
この発明のフライスヘッド付レーザ加工装置は以上詳述
したような構成としたので、レーザ加工後同一の装置に
設置したフライスヘッドで直ちにフライス加工を行い加
工時間の短縮及び高精度加工を行うことが出来る。ま
た、この発明によれば装置の自動化、合理化等複合加工
によるコスト低減等を実現することが出来る。更に、こ
の発明のレーザ装置はフライスヘッドを有しているので
レーザ加工しない時でもフライス加工が可能となり装置
の有効利用を図ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明のフライスヘッド付レーザ加工装置の
全体の平面図、第2図は側面図、第3図は正面図、第4
図は前記レンズユニットの上下移動機構を示す側面図、
第5図はその正面図、第6図はフライスヘッドとその周
囲部分を側面から見た図、第7図はATC装置の正面図、
第8図はこの発明のフライスヘッド付レーザ加工装置で
レーザ加工する際に使用される剣山テーブルの平面図
で、第9図はその断面図、第10図はこの発明のフライス
ヘッド付レーザ加工装置でフライス加工する際に使用さ
れる吸着テーブルの平面図、第11図はその一部断面図で
ある。 1……レーザ発振器、2、3……遮光ボックス 4……遮光パイプ、5……ベンディングミラー 6……レンズユニット、8……フライスヘッド 12……割出装置、13……剣山テーブル 15……吸着テーブル 20……エアシリダ、22……倣い装置 30……電動モータ、31、33……エアシリンダ 37……雄ネジ杆、38……雌ネジ部 40……マガジン、41、42……エアシリンダ 50……外枠、54……梁 51、52、53……山形鋼 55……錐状突起 60、61……ダクト

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レーザー発振器により励起されるガスレー
    ザを放射するガスレーザ放射用レンズユニットと、被加
    工材を載置固定するための錐状突起を着脱可能に装着す
    ると共に前後左右に移動可能とした剣山テーブルと、前
    記ガスレーザ放射用レンズユニットに隣接して配置され
    るフライスヘッドと、前記錐状突起を外して前記剣山テ
    ーブルの上に着脱可能に載置される吸着テーブルと、を
    備えたことを特徴とするフライスヘッド付レーザ加工装
    置。
  2. 【請求項2】レーザー発振器により励起されるガスレー
    ザを放射するガスレーザ放射用レンズユニットと、被加
    工材を載置固定するための錐状突起を着脱可能に装着す
    ると共に前後左右に移動可能とした剣山テーブルと、前
    記ガスレーザ放射用レンズユニットに隣接して配置され
    るフライスヘッドと、前記錐状突起を外して前記剣山テ
    ーブル上に載置する吸着テーブルと、前記フライスヘッ
    ドのフライス軸にフライスを自動交換する自動工具交換
    装置と、を備えたことを特徴とするフライスヘッド付レ
    ーザ加工装置。
JP1314014A 1989-12-02 1989-12-02 フライスヘッド付レーザ加工装置 Expired - Lifetime JPH0729208B2 (ja)

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JPH03174992A JPH03174992A (ja) 1991-07-30
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