JPH077033Y2 - レーザカッター付きプロッター装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、Ｘ方向およびＹ方向に自動的駆動するペンに
より天板上の紙面に各種製図用や縫製型紙作成用等の作
図を行うプロッター機能と、上記ペンと同様に駆動する
レーザノズルから出射されるレーザビームにより天板上
のシート状ないし薄板状のワークの切断を行うレーザカ
ッター機能とを併せ持った装置に関する。

（従来の技術） 各種製図用や縫製型紙作成用の作図を自動的に行うプロ
ッター装置として、天板上を跨ぐ状態で該天板の一側辺
方向つまりＸ方向に移動するＸ方向移動バーに、その長
手方向つまりＹ方向に移動自在なＹ方向移動体が嵌装さ
れ、該移動体に取付けたプロッターペンを上記移動バー
および移動体の位置関係によって天板上の任意の位置に
設定できるようにしたものがある。すなわち、このよう
なプロッター装置では、予め定められたプログラムソフ
トによって上記移動バーおよび移動体を駆動制御してプ
ロッターペンを移動させることにより、天板上に配置し
た紙面に自動的且つ自在に作図できる。また、上記のＹ
方向移動体にプロッターペンと特殊なカッターナイフと
を交換着脱可能とし、作図と共に紙シートの切断を行え
るようにしたものもある。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、上記プロッター装置は、広い天板部を有
して非常に場所をとるにもかかわらず、通常では作図用
として利用できるだけであり、カッターナイフを用いる
場合でも切断対象が特定紙質の紙に限られると共に、天
板上で紙を不動に保持する必要から切断線の形に制約が
あって作図におけるような自在な切断を行えないという
難点があった。従って、業種によってプロッター作業に
関連して紙、ケミカルシート、布、皮革等のシートや金
属薄板等の平坦状材料を所定形状に切断するカッター作
業を必要とする場合、上記プロッター装置と同様に大き
な場所をとるカッター装置とを併設せねばならず、作業
場が手狭になって空間利用率の悪化を招くと共に、設備
コストが非常に高くつくという問題があった。

本考案は、上述の事情に鑑み、プロッター機能とレーザ
カッター機能とを併せ持った装置を提供し、もって空間
利用率の向上と設備コストの大幅な削減を可能にするこ
とを目的としている。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成する手段として、本考案に係るレーザカ
ッター付きプロッター装置は、厚み方向に透通する金属
製ハニカムボードからなる矩形天板部を備えたテーブル
基体に、該天板部の対向両側縁に沿う一対のガイドレー
ルと、上記ハニカムボード上に載置されるシート状ない
し薄板状のワークを該ハニカムボードの下面側からの吸
引により定位置に吸着保持する吸引手段とが設けられる
と共に、上記天板部を離間して跨ぐＸ方向移動バーがそ
の両端部で両ガイドレールにそれぞれ滑動自在に支持さ
れ、且つこのＸ方向移動バーにレーザノズル取付部およ
びプロッターペン取付部を有するＹ方向移動体がＸ方向
移動バーの長手方向に沿って滑動自在に嵌装され、更に
上記天板部上に取外し可能に載置される天板状のプロッ
ターボードと、Ｙ方向移動体のレーザノズルに光学系を
介してレーザビームを供給するレーザ発振器と、Ｘ方向
移動バーおよびＹ方向移動体の駆動手段とを具備してな
る構成を採用するものである。

（作用） Ｘ方向移動バーが天板部両側のガイドレールに沿って移
動可能であり、該移動バーにＹ方向移動体が該移動バー
の長手方向に沿って移動可能に嵌装されているため、Ｙ
方向移動体に取付けられるプロッターペンおよびレーザ
ノズルを天板部上の任意位置に設定できる。つまり、Ｘ
方向移動バーによりＸ座標が、Ｙ方向移動体によりＹ座
標がそれぞれ定まる。しかして上記移動バーおよび移動
体の移動速度を各々の駆動手段の制御によって相対的に
調整することにより、プロッターペンによる筆記点なら
びにレーザノズルによるレーザビームの照射点を種々の
方向の直線および様々な曲線を描くように移動できると
共に、これら直線および曲線の始点と終点を任意に定め
得る。

プロッターペンによる作図は、天板部上にプロッターボ
ードを載置し、該ボード上に作図すべき紙等のシートを
配置し、従来のプロッター装置と同様にプログラムソフ
トに従って上記移動バーおよび移動体を駆動させればよ
い。

一方、レーザノズルによる切断を行うには、プロッター
ボードを取外し、ハニカムボード上に紙、ケミカルシー
ト、皮革、布、金属薄板状の切断加工すべき平坦状ワー
クを載置すると共に、これらワークを吸引手段によりハ
ニカムボード上に吸着固定し、レーザ発振器を作動させ
てプロッター時と同様に上記移動バーおよび移動体を駆
動させればよい。なお、この切断加工にはプロッター用
のプログラムソフトをそのまま利用できる。しかして、
レーザ発振器としては、固定レーザ、気体レーザ、液体
レーザ、半導体レーザ等の種々のものを使用可能であ
り、被加工物の材質や厚み等に応じてレーザ種および出
力を選択すればよい。ハニカムボードは、アルミニウム
等の金属押出型材を押出方向に対して垂直に切断したも
のを利用できるので高い平面性を確保でき、また金属特
有の高い反射性により切断加工時のレーザビームを高率
で反射するのでボード自体が侵されることはない。

（実施例） 以下、本考案を図示実施例に基づいて具体的に説明す
る。

第１図〜第５図は本考案の第１実施例のレーザカッター
付きプロッター装置を示す。図中、１はテーブル基体で
あり、アングル材より構成される上部の矩形フレーム枠
1a（第３図）の内側に前後方向に沿う複数本の細いアン
グル材からなる支持桟1b,1b…が平行に架設され、これ
ら支持桟1b,1b…上に複数本の帯状の二重メタウエル板
2,2…が一定間隔で固着され、更にこれら二重メタウエ
ル板2,2…上に厚み方向に透通する矩形の金属製ハニカ
ムボード３が載置されて天板部を構成する一方、該ボー
ド３の下方にフレーム枠1aの内側全体をカバーする角漏
斗型遮蔽板4a（第３図、第４図）によりダクト4bを介し
て真空吸引ポンプ（図示略）に接続する真空吸引室４が
形成されている。3aはハニカムボード３の側端面全周を
覆う矩形の遮蔽枠板であり、その上端面はハニカムボー
ド３の上面と面一に設定され、また下端がフレーム枠1a
に溶接固着されている。

なお、各二重メタウエル板２は、第３図および第４図に
示すように、上下２枚の波板2a,2bを凹凸方向が互いに
直交する形に重合したものであり、ハニカムボード３の
支承部においても上部波板2aの凹部を通して真空吸引室
４の真空吸引力を該ボード３上面に及ぼし得ると共に、
該ボード３を弾力的に且つ高強度で支承する機能を持
つ。またハニカムボード３は、アルミニウムまたはその
合金の押出型材をその押出方向に対して直交する方向に
スライスしたものであり、一般的に六角孔を有するが、
三角孔や四角孔を有するものも使用可能である。

５は前後枠部5a,5aと左右枠部5b,5bとを斜め切りした両
端部同士で突き合わせ接合した矩形周枠であり、ハニカ
ムボード３を取囲む形でフレーム枠1a上に高さ調整可能
に取付けられている。しかして、前後枠部5a,5aは、第
７図でも示されるように、断面略下向き開放コ字形の内
枠材6aと、これに外嵌する断面略横向きＨ字形の外枠材
7aとを連結ピン８を介して連結固定したものであり、内
枠材6aの複数箇所において、その下面に接着固定したナ
ット9aを介して上限位置まで螺挿した高さ調整ボルト９
の下部側がナット9b,9cにてフレーム枠1aに固定されて
おり、ナット9b,9cの螺合位置調整によって内枠材6aの
上面がハニカムボード３の上面と面一になるように設定
される。また左右枠部5b,5bは、第３図に示されるよう
に角筒状の内枠材6bとこれに外嵌する断面内向き開放コ
字形の外枠材7bとを前記同様に連結ピン８を介して連結
固定したものであり、前後枠部5a,5aと同様に高さ調整
ボルト９を介してフレーム枠1aにハニカムボード３と面
一となるように設定される。

なお、第４図及び第７図に示すように矩形周枠５の前後
枠部5a,5aには、外枠材7a,7aにより外側方に開くコ字溝
状のガイドレール10,10が形成されている。

11はハニカムボード３上に単に載置される矩形平板状の
プロッターボードであり、載置時に周縁が周枠５の内枠
体6a,6b上に位置する縦横寸法を有している。

12はＸ方向移動バーであり、アルミニウムまたはその合
金の押出型材からなる断面略下向き開放コ字形のバー本
体13と、その前端に固着された支持板14と、同じく後端
に固着された略凸字形の支持ブロック15と、バー本体13
の上面に固着されて該本体13の片側上部に張出する断面
下向き開放コ字形の光路カバー16とで構成されており、
支持板14および支持ブロック15の各内面側下部に取付け
たガイドローラー17,17…（第５図、第７図）を周枠５
のガイドレール10,10に転動自在に嵌装することによ
り、バー本体13が載置時のプロッターボード11上面より
離間した状態で両ガイドレール10,10に滑動自在に支持
されている。

一方、第５図で示すように、周枠５の左右枠部5a,5aに
はモータ18にて回転駆動する駆動軸19aと従動軸19bとが
各々内枠材6a,6a内に配設されており、両軸19a,19b間に
プーリ20a,20aを介して前後一対の無端状タイミングベ
ルト20,20がそれぞれ前後枠部5b,5bの内枠材6b,6b内を
通して巻装され、Ｘ方向移動バー11の支持板14および支
持ブロック15は第４図および第７図に示すように各々下
部に設けた取付片14a,15aおよび取付ピン14b,15bを介し
てそれぞれタイミングベルト20に連結されている。従っ
て、モータ18の駆動により、Ｘ方向移動バー12は両ガイ
ドレール10,10に沿って第２図示のＸ方向に移動する。

21はＸ方向移動バー12に嵌装されたＹ方向移動体であ
り、第６図に示すように、バー本体13に下方から嵌合す
る上向き開放コ字形の本体21aの一方の外側面にプロッ
ターペン22の取付部21bを有する共に、他方の外側面に
レーザノズル23の取付部21cを有し、且つ本体21aに取付
けたガイドローラ24,24…を移動バー12のバー本体13の
内面両側下部に設けたガイド溝13a,13aに転動自在に嵌
装することより、該バー本体13に沿って移動自在に構成
されている。しかして、第２図ないし第４図に示すよう
に、Ｘ方向移動バー12の支持ブロック15の内面側上部に
モータ25とこれにより直接に回転する駆動プーリ26aが
取付けられる一方、支持板14の内面側上部に従動プーリ
26bが取付けられ、両プーリ26a,26b間にタイミングベル
ト26が巻装されており、Ｘ方向移動体21は本体21aに突
設した取付片21dおよび取付ピン21eを介して該タイミン
グベルト26に連結されている。従って、モータ25の駆動
により、Ｘ方向移動体21はＹ方向移動バー12のバー本体
13に沿って第２図示のＹ方向に移動する。

27はテーブル基体１の上部後方側に設けたレーザ台1c上
に設置されたレーザ発振器であり、これより出射された
レーザビーム27aが、第２図の一点鎖線で示すようにレ
ーザ台1c上に設けた２枚のベンダーミラー28a,28bにて
各々90°ずつ方向転換されて、Ｘ方向移動バー12の支持
ブロック15の片側上部に設けてあるベンダーミラー28c
に入射するようになされている。なお、このビーム光路
は光路カバー29（第４図）にて外部に対して遮蔽されて
いる。しかしてベンダーミラー28cに入射したレーザビ
ーム27aは、更に90°方向転換されてＸ方向移動体21の
レーザノズル取付部21cの上部に設けたミラー28d（第６
図参照）に入射し、下向きに方向転換してレーザノズル
23の収束レンズ23a（第６図参照）にて所定強度に絞ら
れ、ハニカムボード３上のワーク30に照射されることに
なる。

なお、レーザノズル取付部21cは筒形に形成されてお
り、筒状のレーザノズル23を下方より嵌挿して固定ねじ
31にて固定するようになされている。従って、該ノズル
23の高さは調整可能である。またプロッターペン取付部
21bは、従来のプロッター装置と同様に、プロッターペ
ン22を記入時にプロッターボード11上の紙32に接触させ
ると共に非記入時には紙面から離す自動昇降機構を内蔵
すると共に、該プロッターペン22に代えてカッターナイ
フ（図示略）を取付けできるようになされている。

第１図において、33は周枠５の前枠部5aを覆う前部カバ
ー、34は該カバー33に取付けた操作パネル、第３図にお
いて、35はテーブル基体１の内側に設けたコントローラ
ーである。

上記構成において、プロッターとして作図を行う場合
は、ハニカムボード３上にプロッターボード11を載置
し、このプロッターボード11上に紙32（第６図参照）を
接着テープ等の固定手段を利用して定位置に配置し、従
来のプロッター装置と同様に所定のプログラムソフトに
従ってＸ方向移動バー12およびＹ方向移動体21を駆動制
御し、紙32の表面にプロッターペン22にて所要の直線や
曲線を描けばよい。

一方、レーザカッターとして紙、ケミカルシート、布、
皮革、金属薄板等のワーク30（第６図参照）を切断加工
する場合は、プロッターボード11を取外し、該ワーク30
を直接にハニカムボード３上に載置すると共に、真空吸
引ポンプにて真空吸引室４内（第３図、第４図）を減圧
して該ワーク31を定位置に吸着固定し、レーザ発振器27
の作動下でプロッター時と同様に所定のプログラムソフ
トに従ってＸ方向移動バー12およびＹ方向移動体21を駆
動制御し、レーザノズル23によるレーザビーム27aの照
射によりワーク31を所要の直線や曲線に沿って切断すれ
ばよい。この時、レーザ発振器27もプログラムソフトに
従って発振・停止を調整する。

第８図は、本考案の第２実施例に係るレーザカッター付
きプロッター装置の縦断側面図を示し、前記第１実施例
の装置と共通部分については同一符号を付している。こ
の装置では、テーブル基体１の矩形フレーム枠1a上に、
厚み方向に透通するアルミニウムまたはその合金からな
るハニカムボード芯材36aの両面にアルミニウム平板36
b,36bを接合一体化した支承板36が載置され、この支承
板36上に、メタウエル板37を介して前記第１実施例と同
様のハニカムボード３が載置されると共に、該支承板36
の周縁部上に断面略横向きＨ字形の枠材7cよりなる周枠
５が載せられており、フレーム枠1aと支承板36と周枠５
とが連結ボルト38を介して一体に連結固定されている。
38aは枠材7cの内周凹部に全長にわたり嵌込まれた補強
バーであり、これを通して連結ボルト38を締付けること
により、該締付け力による枠材7cの変形を防止する機能
を果たす。しかして、周枠５の前後部の枠材7c,7cは前
記第１実施例における外枠材7a,7aと同様にＸ方向移動
バー12のガイドレール10,10を構成しており、その下方
に沿って該移動バー12の移動を担うタイミングベルト2
0,20が配設されている。一方、テーブル基体１の内側下
部には真空吸引ポンプ39が設置されており、その吸引管
39aのマニホールド39bより分岐して上方へ伸びる複数本
の吸引枝管39c,39c…が、支承板36を貫通して各上端を
メタウエル板37の介装空間に位置するように配設されて
いる。なお、メタウエル板37は、第９図で示すように、
複数枚を隣接する板の凹凸方向が互いに直角となるよう
に平面的に組み合わせて配置しており、その要所に各吸
引枝管39cの上端にて構成される吸引孔40が開口されて
いる。

この第２実施例の装置は、第１実施例の装置と同様に、
ハニカムボード３上にプロッターボード11を載置した状
態でプロッター作業を行えると共に、該プロッターボー
ド11を取外してハニカムボード３上にワークを載置し、
これを吸引ポンプ39の作動によって吸着固定した状態で
レーザビームによるカッター作業を行えるが、ハニカム
ボード芯材36aを有して耐たわみ強度の大きい支承板36
を用いているため、天板部の平面性を高く保つことがで
き、それだけプロッターによる作図ならびにレーザビー
ムによる切断加工の精度が向上するという利点がある。

なお、上記実施例ではＸ方向移動バー12およびＹ方向移
動体21の駆動手段として、いずれもモータ駆動するタイ
ミングベルト20,26を用いているが、他の各種駆動手段
も採用可能である。また、レーザ発振器27はテーブル基
体１とは別に設置してもよい。その他、本考案では各部
の細部構成については例示以外に種々設計変更可能であ
る。

（考案特有の作用効果） 本考案装置によれば、各種製図用や縫製型紙作成用等の
作図を自動的に行うプロッター作業と、レーザビームに
よるシート状ないし薄板状のワークの切断加工を自動的
に行うカッター作業とを単一装置の同一の天板部を利用
して実施することができるため、従来のようにプロッタ
ー装置とカッター装置とを併設する必要がなく、作業空
間の利用効率が著しく向上すると共に、設備コストが大
幅に低減されるという効果が奏される。

しかも、本装置では、プロッターペンとレーザノズルと
がＸ方向移動バーとこれに嵌装されたＹ方向移動体の駆
動による同一の作動機構によって天板部上を移動するよ
うになされているため、カッター作業においてもプロッ
ター用として市販されるプログラムソフトをそのまま利
用でき、もってカッター作業のプログラム構成とそれに
基づく制御操作を極めて容易に行えるという利点があ
る。

更に本装置によると、プロッター作業とカッター作業の
切換えが天板部に対するプロッターボードの着脱のみで
可能となり、該切換えに手間および時間を要さず、しか
もカッター作業においては吸引手段によりハニカムボー
ド上にワークを確実に定位置に吸着保持できるという利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る第１実施例のレーザカッター付き
プロッター装置の平面図、第２図は同装置の前部カバー
および光路カバーを取外した状態での平面図、第３図は
第１図のIII-III線の矢視断面図、第４図は第１図のIV-
IV線の矢視断面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線の矢視断
面図、第６図は第４図のVI-VI線の矢視断面図、第７図
は円VII内の要部拡大図、第８図は第２実施例のレーザ
カッター付きプロッター装置の縦断側面図、第９図は同
装置のメタウエル板の平面図である。 １……テーブル本体、３……ハニカムボード、４……真
空吸引室（吸引手段）、10……ガイドレール、11……プ
ロッターボード、12……Ｘ方向移動バー、20……タイミ
ングベルト（駆動手段）、21……Ｙ方向移動体、21b…
…プロッターペン取付部、21c……レーザノズル取付
部、22……プロッターペン、23……レーザノズル、26…
…タイミングベルト（駆動手段）、27……レーザ発振
器、27a……レーザビーム、28a〜28d……ベンダミラー
（光学系）、30……ワーク、39……吸引ポンプ（吸引手
段）、39c……吸引枝管（吸引手段）。

フロントページの続き (72)考案者 山本 由次 兵庫県尼崎市常光寺１丁目９番１号 大阪 富士工業株式会社内 (72)考案者 中田 智 兵庫県尼崎市常光寺１丁目９番１号 大阪 富士工業株式会社内 (56)参考文献 実開 昭64−27187（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭53−43230（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】厚み方向に透通する金属製ハニカムボード
   からなる矩形天板部を備えたテーブル基体に、該天板部
   の対向両側縁に沿う一対のガイドレールと、上記ハニカ
   ムボード上に載置されるシート状ないし薄板状のワーク
   を該ハニカムボードの下面側からの吸引により定位置に
   吸着保持する吸引手段とが設けられると共に、上記天板
   部を離間して跨ぐＸ方向移動バーがその両端部で両ガイ
   ドレールにそれぞれ滑動自在に支持され、且つこのＸ方
   向移動バーにレーザノズル取付部およびプロッターペン
   取付部を有するＹ方向移動体がＸ方向移動バーの長手方
   向に沿って滑動自在に嵌装され、更に上記天板部上に取
   外し可能に載置される天板状のプロッターボードと、Ｙ
   方向移動体のレーザノズルに光学系を介してレーザビー
   ムを供給するレーザ発振器と、Ｘ方向移動バーおよびＹ
   方向移動体の駆動手段とを具備してなるレーザカッター
   付きプロッター装置。