JPH11277285A - レーザ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 汎用のレーザ加工装置を対象とし、この
ワーク移動装置の移動ストロークを越える加工作業を簡
単に行うことの出来る、安価なレーザ加工装置を提供す
ること。 【解決手段】 多数個の回転自在なフリーベアリングが
上面より突設されて、中央部に上下方向の開口部が設け
られた加工テーブルと、加工テーブル上に載置されたワ
ークの一端を保持しつつワークの長手方向にワークを移
動させるワーク移動装置と、ワークの幅方向にレーザ加
工ヘッドを移動させる加工ヘッド移動装置とからなるレ
ーザ加工装置において、ワーク移動装置は、ワークの幅
方向の一端側に配設された移動量の大きい第１の直線移
動機構と、第１の直線移動機構の移動台に載置されて該
移動台の移動方向と同じ方向にワーク保持部材を移動さ
せる移動量の小さい第２の直線移動機構とからなること
を特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加工テーブルに載
置した板材をレーザ光線により、主として切断するため
のレーザ加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に入力したＮＣ（数値制御）データ
に基いて微細な加工を施すレーザ加工装置が汎用されて
いる。

【０００３】従来、例えば図５乃至図９に示される装置
が提言されている。すなわち、２および３は固定のフレ
ーム１に取付けられた加工テーブルで、この加工テーブ
ル２，３には多数個の回転自在なフリーベアリング４，
４，…が上面より突設されていて、これらのフリーベア
リング４，４，…上にワークＷが載置される。全体とし
ての加工テーブル２，３の中央部には、ワークＷの長手
方向、すなわちＸ方向に相対向する上下方向の開口部５
が形成されている。この開口部５は切断したワークＷを
落下させて、最終的に切断されたワークＷを装置外に取
出すためのものである。

【０００４】６は加工テーブル上に載置されたワークＷ
を保持しつつワークＷの長手方向、すなわちＸ方向に移
動するワーク移動装置で、例えば、ワーク移動装置６は
ワークの幅方向の端部、例えばＹ1 方向の端部を保持お
よび解放自在な保持部材７と、この保持部材７をＸ方向
に移動自在な駆動機構８とにより構成されている。

【０００５】この駆動機構８は周知の直線移動機構が適
宜に採用されるが、例えば図示しないモーターと、この
モーターにより回動されるスクリューシャフト８０１
と、スクリューシャフト８０１と平行なガイド部材８０
２と、スクリューシャフト８０１に螺合する雌ネジを有
し、ガイド部材８０２に沿ってＸ方向に移動される移動
台８０３とにより駆動機構８が構成されている。

【０００６】Ｙ方向の移動装置９は前述したＸ方向の駆
動機構８と同様であって、例えばモーター９０１と、こ
のモーターにより回動されるスクリューシャフト９０２
と、スクリューシャフト９０２と平行なガイド部材９０
３と、スクリューシャフト９０２に螺合する雌ネジを有
し、ガイド部材９０３に沿ってＹ方向に移動される移動
台９０４とによりＹ方向の移動装置９が構成されてい
る。

【０００７】１１は固定のフレーム１に取付けられた適
宜のレーザ発振器、例えば炭酸ガスレーザ発振器、１２
はレーザ発振器１１より出力されるレーザ光をワークＷ
の幅方向、すなわちＹ1 方向に反射させる第１の反射
鏡、１３はＹ1 方向に指向されるレーザ光をワークＷの
表面と直交する方向、すなわちＺ1 方向に反射させる第
２の反射鏡、１４は集光レンズ１５を備えた加工用トー
チで、この１３乃至１５によりレーザ加工ヘッド１６が
構成され、このレーザ加工ヘッド１６がＹ方向の移動装
置９、すなわち加工ヘッド移動装置９により適宜にＹ方
向に移動される。

【０００８】上記固定のフレーム１、加工テーブル２，
３、ワーク移動装置６、加工ヘッド移動装置９およびレ
ーザ加工ヘッド１６によりレーザ加工装置が構成され、
この加工テーブル２，３上に載置されたワークＷの一端
部が保持部材７により保持される。この後、図示しない
レーザ発振器の電源装置が稼動され、レーザ発振器１１
によりレーザの励起と増幅とが行なわれて、所望とする
レーザ光がレーザ発振器１１より出力される。この出力
されたレーザ光が第１および第２の反射鏡１２，１３と
集光レンズ１５とを介してワークＷ上に照射されつつ、
ワーク移動装置６および加工ヘッド移動装置９が、予じ
め入力したＮＣデータに基いて適宜に駆動されて、所望
のレーザ加工が行なわれる。

【０００９】すなわち、レーザ加工に際して、Ｘ方向の
加工はワークＷをＸ方向に移動させ、Ｙ方向の加工はレ
ーザ加工ヘッド１１をＹ方向に移動させてレーザ加工が
行なわれる。

【００１０】勿論、必要に応じて加工用トーチ１４が適
宜にＺ方向に位置調整される。なお、切断されたワーク
Ｗはテーブルの開口部５から下方に落下されて、装置外
に取出される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、個々の仕様
に基ずく、いわゆる専用のレーザ加工装置とすれば装置
の制作費が高くつくため、加工装置の低廉化と即納化と
を考慮して、メーカーが諸仕様を予め定めた「標準の加
工装置」、すなわち加工装置の据付性・操作性を考慮し
てコンパクト化が図られた、いわゆる市販の「汎用の加
工装置」が多用されている。このように、加工装置の低
廉化と即納化とを考慮した「汎用の加工装置」の実現に
より、最近レーザ加工装置が急激な勢いで普及されてい
る。この場合、「汎用の加工装置」における、例えばワ
ーク移動装置６の移動ストロークは、メーカーが把握し
ている過去の仕様データに基いた値であり、大半の加工
を行う事ができる。

【００１２】しかし、メーカーが把握している過去の仕
様データに拘わらず、ユーザー側として、出来るだけ長
いワークをレーザ加工するケースが序々に増加する傾向
にある。この場合、「汎用の加工装置」におけるワーク
移動装置６の移動ストロークは、所定の移動量であるた
め、ワーク移動装置６の移動ストロークを越える加工を
行うためには、加工作業の途中で作業を中断してワーク
の保持位置をワークの長手方向にずらす必要がある。し
かし、作業者サイドからみれば、保持部材７によるワー
クの保持位置変更作業は面倒であり、特に被加工物Ｗの
面積が広くあるいは自重が大きくなるに伴って、多大な
調整時間を費していた。

【００１３】本発明は上述の問題に鑑みてなされたもの
で、その目的は、汎用のレーザ加工装置を対象とし、こ
のワーク移動装置の移動ストロークを越える加工作業を
簡単に行うことの出来る、安価なレーザ加工装置を提供
することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本第１の発明は、多数個
の回転自在なフリーベアリングが上面より突設されて、
中央部にワークの長手方向に相対向する上下方向の開口
部が設けられた加工テーブルと、加工テーブル上に載置
されたワークの一端を保持しつつワークの長手方向にワ
ークを移動させるワーク移動装置と、ワークの幅方向に
レーザ加工ヘッドを移動させる加工ヘッド移動装置とか
らなるレーザ加工装置に適用される。その特徴とすると
ころは、ワーク移動装置は、ワークの幅方向の一端側に
配設された移動量の大きい第１の直線移動機構と、第１
の直線移動機構の移動台に載置されて該移動台の移動方
向と同じ方向にワーク保持部材を移動させる移動量の小
さい第２の直線移動機構とからなることである。

【００１５】本第２の発明は、本第１の発明において、
第１の直線移動機構は、駆動機により回動される長尺の
スクリューシャフトを有してなることを特徴としてい
る。

【００１６】本第３の発明は、本第１又は第２の発明に
おいて、前記加工テーブルには、ワークの長手方向の各
々の端部に補助加工テーブルが取付けられてなることを
特徴としている。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施例によ
り詳細に説明する。図１乃至図４は、本発明の実施例を
示す図である。これらの構成において、図５乃至図９と
実質的に同じ構成部品には同じ符号を付してあるが、こ
れら１乃至５と７乃至１６の各部の構成および動作は従
来と同様のため説明は割愛する。

【００１８】図１乃至図４において、加工テーブル１上
に載置されたワークＷをワークの長手方向、すなわちＸ
方向に移動させるためのワーク移動装置１８は、各々Ｘ
方向に直線移動する移動量の大きい第１の直線移動機構
８と、第１の直線移動機構８に載置された移動量の小さ
い第２の直線移動機構１７と、保持部材７とから構成さ
れている。例えば、図示しないモーターと、このモータ
ーにより回動されるスクリューシャフト８０１と、スク
リューシャフト８０１と平行なガイド部材８０２と、ス
クリューシャフト８０１に螺合する雌ネジを有し、ガイ
ド部材８０２に沿ってＸ方向に移動される移動台８０３
とにより移動量の大きい第１の直線移動機構８が構成さ
れている。この第１の直線移動機構８は従来と同様で、
「汎用のレーザ加工装置」として提供される最大移動量
が規定されたものであって、例えば、この移動ストロー
クをＳ1 とする。

【００１９】１７は、第１の直線移動機構８と実質的に
同様に構成された移動量の小さい第２の直線移動機構
で、例えば、図示しないモーターと、このモーターによ
り回動されるスクリューシャフト１７１と、スクリュー
シャフト１７１と平行なガイド部材１７２と、スクリュ
ーシャフト１７１に螺合する雌ネジを有し、ガイド部材
１７２に沿ってＸ方向に移動される移動台１７３とによ
り第２の直線移動機構１７が構成されている。この第２
の直線移動機構１７の移動ストロークＳ2 は、第１の直
線移動機構８の移動ストロークＳ1 よりも小さく形成さ
れていて、この移動台１７３にワークＷを保持および解
放自在な保持部材７が取り付けられている。

【００２０】１９，２０は、加工テーブル２，３のＸ1
方向およびＸ2 方向の各々の端部に取付けられた補助加
工テーブルで、この補助加工テーブル１９，２０の上面
には多数個の回転自在なフリーベアリング４，４，…が
突設されていて、加工テーブル２，３側に突設されたフ
リーベアリング４，４，…とによりワークＷが円滑に支
持される。

【００２１】上記により構成されるレーザ加工装置にお
いて、従来と同様に、この加工テーブル２，３上に載置
されたワークＷの一端部が保持部材７により保持され
る。この後、図示しないレーザ発振器の電源装置が稼動
され、レーザ発振器１１によりレーザの励起と増幅とが
行なわれて、所望とするレーザ光がレーザ発振器１１よ
り出力される。この出力されたレーザ光が第１および第
２の反射鏡１２，１３と集光レンズ１５とを介してワー
クＷ上に照射されつつ、第１および第２の直線移動機構
８，１７とから構成されるワーク移動装置１８および加
工ヘッド移動装置９が、予じめ入力したＮＣデータに基
いて適宜に駆動されて、所望のレーザ加工が行なわれ
る。

【００２２】すなわち、レーザ加工に際して、ワークＷ
は移動量Ｓ1 ＋Ｓ2 の範囲でＸ方向に移動される。この
ように、「汎用のレーザ加工装置」としてのワークＷの
移動量Ｓ1 に、第２の直線移動機構１７の移動量Ｓ2 が
加算され、Ｘ方向に移動量の大きい広範囲のレーザ加工
を行うことが出来る。

【００２３】この場合、ワークはＸ方向に大きく移動さ
れるが、Ｘ方向の各々の端部には補助加工テーブル１
９，２０が取付けられているため、いわわる「汎用のレ
ーザ加工装置」であっても、ワークＷは安定して支持さ
れる。

【００２４】以上、従来「汎用の加工装置」において
は、規定のワーク移動装置の移動ストロークを越える加
工を行うためには、加工作業の途中で作業を中断してワ
ークの保持位置をワークの長手方向にずらす必要があっ
たが、本発明に係るレーザ加工装置は、汎用のレーザ加
工装置を対象とし、「汎用のレーザ加工装置」に第２の
直線移動機構１７および補助加工テーブル１９，２０を
付設することにより、「汎用のレーザ加工装置」の移動
ストロークを越える加工作業をワークの保持位置変更作
業を必要とせずに簡単に行うことができ、しかも安価な
「汎用のレーザ加工装置」に上記簡単な構成を付設すれ
ばよく、結果として所望とするレーザ加工装置を安価で
実現することができる。

【００２５】なお、「汎用のレーザ加工装置」に具備さ
れている大きい移動量Ｓ1 の第１の直線移動機構８に、
この移動量Ｓ1 よりも小さい移動量Ｓ2 をした第２の直
線移動機構１７を付設するが、大きい移動量Ｓ1 を付与
するための第１の直線移動機構８においては、例えば長
尺で、それ自体機械的強度の大きい、太く自重の大なる
スクリューシャフト８０１が大きい駆動力のモーターに
より回動されるため、第１の直線移動機構８によりワー
クを移動させるためには、消費電力が大きくかつ自重の
大なるスクリューシャフト８０１の起動および停止時
に、いわゆるイナーシャが必然的に発生する。このた
め、レーザ加工作業時に上記小さい移動量Ｓ2 以内の加
工を行う際には、第２の直線移動機構１７によりワーク
を移動させるものとすれば、自重の小さいスクリューシ
ャフト１７１を回動操作するため、消費電力が少なくか
つイナーシャの極めてすくない、いわゆるノッキングが
殆ど生じないワーク移動を実現することができる。

【００２６】なお、本発明に係るレーザ加工装置は切断
作業に最適であるが、溶接、穿孔等の作業にも適用され
ることは勿論である。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、従来の
「汎用の加工装置」においては、ワーク移動装置の移動
ストロークを越える加工を行うためには、加工作業の途
中で作業を中断してワークの保持位置をワークの長手方
向にずらすという面倒な調整作業を行う必要があった
が、本発明に係るレーザ加工装置は、多数個の回転自在
なフリーベアリングが上面より突設されて、中央部にワ
ークの長手方向に相対向する上下方向の開口部が設けら
れた加工テーブルと、加工テーブル上に載置されたワー
クの一端を保持しつつワークの長手方向にワークを移動
させるワーク移動装置と、ワークの幅方向にレーザ加工
ヘッドを移動させる加工ヘッド移動装置とからなるレー
ザ加工装置において、前記ワーク移動装置は、ワークの
幅方向の一端側に配設された移動量の大きい第１の直線
移動機構と、第１の直線移動機構の移動台に載置されて
該移動台の移動方向と同じ方向にワーク保持部材を移動
させる移動量の小さい第２の直線移動機構とからなり、
「汎用のレーザ加工装置」に第２の直線移動機構および
補助加工テーブルを付設することにより、「汎用のレー
ザ加工装置」の移動ストロークを越える加工作業をワー
クの保持位置変更作業を必要とせずに簡単に行うことが
でき、しかも安価な「汎用のレーザ加工装置」に上記簡
単な構成を付設すればよく、結果として所望とするレー
ザ加工装置を安価で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す一部を破断して示す斜視
図

【図２】図１におけるII−II線断面矢視図

【図３】図１における要部を拡大して示す正面図

【図４】図１における使用状況を拡大して示す一部断面
側面図

【図５】従来例を示す斜視図

【図６】図５における VI−VI線断面矢視図

【図７】図５における加工テーブルを拡大して示す断面
図

【図８】図７における要部を拡大して示す一部断面正面
図

【図９】図５における使用状況を拡大して示す一部断面
側面図

【符号の説明】

１ 固定のフレーム ２，３ 加工テーブル ４ フリーベアリング ７ ワーク保持部材 ８ 第１の直線移動機構 ９ 加工ヘッド移動装置 １１ レーザ発振器 １２ 第１の反射鏡 １３ 第２の反射鏡 １４ 加工用トーチ １５ 集光レンズ １６ レーザ加工ヘッド １７ 第２の直線移動機構 １８ ワーク移動装置 １９，２０ 補助加工テーブル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数個の回転自在なフリーベアリングが
   上面より突設されて、中央部にワークの長手方向に相対
   向する上下方向の開口部が設けられた加工テーブルと、
   加工テーブル上に載置されたワークの一端を保持しつつ
   ワークの長手方向にワークを移動させるワーク移動装置
   と、ワークの幅方向にレーザ加工ヘッドを移動させる加
   工ヘッド移動装置とからなるレーザ加工装置において、 前記ワーク移動装置は、ワークの幅方向の一端側に配設
   された移動量の大きい第１の直線移動機構と、第１の直
   線移動機構の移動台に載置されて該移動台の移動方向と
   同じ方向にワーク保持部材を移動させる移動量の小さい
   第２の直線移動機構とからなることを特徴とするレーザ
   加工装置。
2. 【請求項２】 前記第１の直線移動機構は、駆動機によ
   り回動される長尺のスクリューシャフトを有してなる請
   求項１に記載のレーザ加工装置。
3. 【請求項３】 前記加工テーブルには、ワークの長手方
   向の各々の端部に補助加工テーブルが取付けられてなる
   請求項１又は２に記載のレーザ加工装置。