(57)【要約】【課題】端材の分別が容易なレーザー加工機を得ること。【解決手段】レーザー発振器２から発振されるレーザー光を用いて、被加工物１の加工を行うレーザー加工機１００であって、被加工物の加工が行われる加工領域３よりも下方に配置されて、被加工物の加工によって発生した端材を運搬するベルトコンベア１７と、ベルトコンベアを駆動させる駆動部２０と、被加工物の材質を判別する判別部２４と、被加工物の材質に基づいて駆動部を制御して、ベルトコンベアによる端材の運搬方向を制御する運搬方向制御部２４と、を有する。【選択図】図１
2011121109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー発振器から発振されるレーザー光を用いて、被加工物の加工を行うレーザー加工機であって、
前記被加工物の加工が行われる加工領域よりも下方に配置されて、前記被加工物の加工によって発生した端材を運搬するベルトコンベアと、
前記ベルトコンベアを駆動させる駆動部と、
前記被加工物の材質を判別する判別部と、
前記被加工物の材質に基づいて前記駆動部を制御して、前記ベルトコンベアによる前記端材の運搬方向を制御する運搬方向制御部と、を有することを特徴とするレーザー加工機。
【請求項２】
前記ベルトコンベアの駆動方向は、平面視において前記被加工物の供給方向と略垂直な方向であることを特徴とする請求項１に記載のレーザー加工機。
【請求項３】
前記ベルトコンベアの駆動方向を報知する報知部をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載のレーザー加工機。
【請求項４】
加工領域に被加工物を供給する供給手段と、
前記供給手段によって前記加工領域に供給される被加工物の材質を示す材質情報を記憶する記憶部と、をさらに有し、
前記判別部は、前記記憶部に記憶された材質情報に基づいて、前記被加工物の材質を判別することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のレーザー加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー発振器から発振されるレーザー光を用いて被加工物の加工を行うレーザー加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属等の被加工物を加工するのに、レーザー発振器から発振されるレーザー光を用いて被加工物の加工を行うレーザー加工機が用いられている。レーザー加工機による被加工物の加工では、レーザー加工によって切り落とされた不要部分、すなわち端材が発生する。このような端材は、レーザー加工によって被加工物から取り出された製品とは別に回収される。例えば、特許文献１には、レーザー加工によって発生した端材をベルトコンベアで運搬し、残材回収手段に集める技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−３３２５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、レーザー加工機では、様々な材質の被加工物を加工する場合があり、様々な材質の端材が発生することとなる。上記従来の技術によれば、レーザー加工の際に発生した端材は、残材回収手段に集められるが、端材の材質による分別は行われていない。そのため、材質の異なる端材が残材回収手段に混在することとなる。材質の異なる端材が混在することで、リサイクルが困難になり、産業廃棄物として端材を処理しなければならず、処理費用がかかってしまうという問題があった。また、端材をリサイクルしようとすれば、残材回収手段に回収された端材を分別する作業が必要になり、レーザー加工機のユーザーに分別の負担をかけてしまうという問題があった。特に、夜間に自動で被加工物を加工領域に供給してレーザー加工を行わせる場合には、被加工物の材質に合わせて残材回収手段を取り替えることができず、どうしても材質の異なる端材の混在が起きやすくなる。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、端材の分別が容易なレーザー加工機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、レーザー発振器から発振されるレーザー光を用いて、被加工物の加工を行うレーザー加工機であって、被加工物の加工が行われる加工領域よりも下方に配置されて、被加工物の加工によって発生した端材を運搬するベルトコンベアと、ベルトコンベアを駆動させる駆動部と、被加工物の材質を判別する判別部と、被加工物の材質に基づいて駆動部を制御して、ベルトコンベアによる端材の運搬方向を制御する運搬方向制御部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、異なる材質の被加工物を加工する際の端材の分別が容易になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るレーザー加工機を上方から見た平面図である。
【図２】図２は、図１に示すレーザー加工機のＡ−Ａ線に沿った矢視断面図である。
【図３】図３は、図１に示すレーザー加工機の側面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態の変形例にかかるレーザー加工機の正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明にかかるレーザー加工機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態．
図１は本発明の実施の形態にかかるレーザー加工機を上方から見た平面図である。図２は、図１に示すレーザー加工機のＡ−Ａ線に沿った矢視断面図である。図３は、図１に示すレーザー加工機の側面図である。本実施の形態においては、レーザー加工機の一例としてハイブリッド式（２軸光移動型）のレーザー加工機１００を示す。レーザー加工機１００は、ベッド１１、パレットテーブル１２、Ｘ軸移動体１３、パレットチェンジャー１５、ベルトコンベア１７、駆動部２０、チップバケット１９ａ，１９ｂ、表示部２１、記憶部２２、入力部２３を有して構成される。
【００１１】
レーザー加工機１００では、基台となるベッド１１上にパレットテーブル１２が設置されている。パレットテーブル１２には、金属板等の被加工物１が載置される。被加工物１が載置された状態のパレットテーブル１２が、パレットチェンジャー１５によって加工領域３に供給されることで、被加工物１が加工領域３内に供給される。
【００１２】
このパレットテーブル１２をまたぐように、概略門型のＸ軸移動体１３がＸ軸駆動手段（図示省略）により移動可能に設けられている。Ｘ軸移動体１３は、ベッド１１のＹ軸方向両端部に設けられたＸ軸案内部１３ａに門型の両脚部を支持されてＸ軸方向（図中矢印Ｘ方向）に移動可能とされている。
【００１３】
図２に示すように、Ｘ軸移動体１３にはＹＺ軸移動体７がＹ軸駆動手段（図示省略）によりＹ軸方向（図中矢印Ｙ方向）に移動可能に設けられている。さらに、このＹＺ軸移動体７は、Ｚ軸駆動手段（図示省略）によりＺ軸方向（図中矢印Ｚ方向）にも移動可能となっている。
【００１４】
レーザー加工ヘッド９には、集光用光学系（図示省略）が設けてあり、レーザー発振器２からのレーザー光がこの集光用光学系までベンドミラーなど複数の光学系（図示省略）を介して導かれている。レーザー加工ヘッド９には、レーザー発振器２から出力したレーザー光を、パレットテーブル１２に固定した被加工物１にアシストガスとともに集光照射するノズル１８が取り付けられている。レーザー加工ヘッド９には、レーザー光とともに噴射するアシストガスのガス噴射構造が設けられており、ノズル１８はレーザー光と同軸にアシストガスを噴射する。
【００１５】
Ｘ軸移動手段、Ｙ軸移動手段、Ｚ軸移動手段が協働して、レーザー加工ヘッド９を加工領域３内で移動させることで、加工領域３に配置された被加工物１のレーザー加工が可能となる。
【００１６】
パレットチェンジャー１５は、被加工物１が載置された複数のパレットテーブル１２を収容する。パレットチェンジャー１５は、自動で、加工の終了したパレットテーブル１２を回収し、新たに未加工の被加工物１が載置されたパレットテーブル１２を加工領域３に供給することができる。すなわち、パレットチェンジャー１５は、被加工物１を加工領域３に供給する供給手段として機能する。パレットチェンジャー１５によって、パレットテーブル１２の入れ替えが自動的に行われるので、ユーザーの手を煩わせずに加工領域３に被加工物１を連続して供給することができる。特に夜間などの、ユーザーが不在になりがちなときにも、被加工物１の連続的な供給により、加工を継続することができ、生産性の向上を図ることができる。
【００１７】
ベルトコンベア１７は、加工領域３よりも下方に配置されて、加工領域３から落下してくる端材を受ける。ベルトコンベア１７は、受けた端材をチップバケット１９まで運搬する。ベルトコンベア１７は、その駆動方向が、平面視において被加工物１の供給方向と略垂直な方向となるように設けられており、端材をレーザー加工機１００の両側に運搬できるようになっている。また、ベルトコンベア１７の駆動方向を反転させることで、端材の排出先を変更することができる。具体的には、矢印Ｐに示す方向に端材を運搬することで、第１チップバケット１９ａ側に端材を排出することができる。そして、駆動方向を反転させて矢印Ｑに示す方向に端材を運搬することで、第２チップバケット１９ｂ側に端材を排出することができる。
【００１８】
駆動部２０は、ベルトコンベア１７を駆動させる駆動源である。駆動部２０として、例えば、モーターが用いられる。駆動部２０は、その駆動方向を反転させることで、ベルトコンベア１７の駆動方向を反転させ、端材の排出先を変更させることができる。
【００１９】
チップバケット１９ａ，１９ｂは、被加工物１のレーザー加工に伴って発生する端材を回収するためのものである。チップバケット１９ａ，１９ｂは、ベルトコンベア１７の末端部分に配置され、レーザー加工機１００の両側から抜き取り可能とされる。ベルトコンベア１７によって運搬された端材は、ベルトコンベア１７の末端部分からチップバケット１９ａ，１９ｂに向けて落下する。
【００２０】
表示部２１は、レーザー加工機１００に関する様々な情報を表示するためのものである。例えば、表示部２１には、端材の排出方向を示す情報が表示される。すなわち、表示部２１は、端材の排出方向や排出方向の変更を報知する報知部として機能する。例えば、「端材はチップバケット１９ａ側に排出されます」といった文字情報として表示されてもよいし、矢印等の図形情報として表示されてもよい。また、表示部２１には、レーザー加工中の被加工物１の厚みや材質、レーザー加工ヘッド９の移動速度、レーザーの出力といった加工条件を示す情報も表示される。
【００２１】
記憶部２２には、レーザー加工される被加工物１の材質や厚さを示す情報と、被加工物の材質や厚さに適したレーザー加工ヘッド９の移動速度やレーザーの出力等とが対応付けられて記憶されている。また、後述する入力部２３を操作することで、パレットチェンジャー１５によって自動的に供給される被加工物１の材質や厚さを、記憶部２２に予め記憶させることができる。
【００２２】
入力部２３は、レーザー加工機１００のユーザーが、レーザー加工の加工条件等の設定を行う際に操作するものである。例えば、記憶部２２に予め記憶されている被加工物の材質の一覧が表示部２１に表示され、その中から加工領域３に供給される被加工物１の材質を、ユーザーが入力部２３を操作して選択する。次に、被加工物１の厚さを、ユーザーが入力部２３を操作して設定する。このように、ユーザーによって設定された材質情報や厚さ情報は、記憶部２２に記憶される。
【００２３】
制御部２４は、端材の排出を制御する。制御部２４は、加工領域３にある被加工物１の材質を判別する判別部としても機能する。制御部２４は、記憶部２２に記憶された材質情報に基づいて、加工領域３にある被加工物１の材質を判別する。制御部２４は、加工領域３に供給された被加工物１の材質が、それ以前に加工されていた被加工物１の材質と異なると判別した場合には、駆動部２０の駆動方向を反転させて、端材の運搬方向を逆方向とする。例えば、被加工物１としてステンレス板をレーザー加工し、端材をチップバッケト１９ａ側に排出している場合に、その加工終了後に異なる材質の被加工物、例えばアルミニウム板が供給された場合には、駆動部２０の駆動方向を反転させて、アルミニウムの端材をチップバケット１９ｂ側に排出させる。つまり、制御部２４は、端材の運搬方向を制御する運搬方向制御部としても機能する。また、制御部２４は、被加工物１の加工終了を検知してから、ベルトコンベア１７を半周以上駆動させた後で、駆動部２０の駆動方向を反転させる。また、制御部２４は、表示部２１に端材の排出方向および排出方向の変更を報知させる。
【００２４】
また、制御部２４は、記憶部２２に記憶された材質情報や厚さ情報に基づいて、記憶部２２からその被加工物１に適したレーザー加工ヘッド９の移動速度やレーザーの出力といった加工条件を読み出す。制御部２４は、読み出した加工条件に基づいて、レーザー加工ヘッド９等を制御して、レーザー加工を行わせる。
【００２５】
以上説明したように、本実施の形態のレーザー加工機１００では、被加工物１の材質が変わった際に、端材の排出方向も変更されるので、チップバケットへの端材の混在を抑えることができ、端材の分別を容易にすることができる。特に、パレットチェンジャー１５を用いて、夜間に自動で被加工物１を加工領域３に供給してレーザー加工を行わせる場合であっても、２種類の材質の端材であれば、排出先をチップバケット１９ａとチップバケット１９ｂとに振り分けることができ、端材の分別を容易にすることができる。また、端材を分別することで、リサイクルも容易にすることができ、端材の処分費用を抑えることができる。
【００２６】
また、ベルトコンベア１７の駆動方向を反転させる直前の被加工物の加工終了を検出した場合に、ベルトコンベア１７を半周以上駆動させてから駆動方向を反転させるので、上述したようなステンレス板とアルミニウム板の例であれば、ベルトコンベア１７上にあるステンレスの端材を完全にチップバケット１９ａ内に落下させてから、端材の運搬方向を逆方向とすることができる。これにより、ステンレス板の加工終了時にベルトコンベア１７上に残っていた端材が逆側のチップバケット１９ｂに混入しにくくなり、より確実に端材の分別が行えるようになる。なお、本実施の形態では図示を省略しているがベルトコンベア１７の領域外に落下した端材を受けるために、ベルトコンベア１７の周囲に受け樋を設け場合もある。受け樋を設けた場合には、直前の被加工物の加工終了を検出してベルトコンベア１７の駆動方向を反転させる前に、受け樋上に残っている端材を掃き出して、ベルトコンベア１７上に落下させるように構成することが好ましい。また、受け樋上の端材を落下させたあとで、さらにベルトコンベア１７を半周以上駆動させてから駆動方向を反転させることで、受け樋上にあった端材が、逆側のチップバケット内に混入しにくくなり、より確実に端材の分別が行えるようになる。
【００２７】
また、端材の排出方向が変更されることが表示部２１に表示されるので、ユーザーが端材の回収に適切なチップバケットを配置しやすくなる。例えば、上述したようなステンレス板とアルミニウム板の例であれば、アルミニウム板の加工が終了した後に、銅板が被加工物として供給された場合にも端材の排出方向の変更が行われる。ここで、チップバケット１９ａが最初の被加工物であるステンレスの端材を回収したままとなっていれば、そこに銅の端材が混入することとなり、端材の分別ができなくなってしまう。一方、本実施の形態では、端材の排出方向が変更されることが表示部２１に表示されるので、ユーザーはチップバケット１９ａを、銅の端材を回収するためのものに交換するか、チップバケット１９ａに回収されたステンレスの端材を別の容器等に移し替えることで、異なる材質の端材がチップバケット内に混在することを防ぐことができる。
【００２８】
なお、本実施の形態では、端材の排出方向や排出方向の変更を表示部２１に表示させているが、スピーカ等から音声で報知するように構成しても構わない。また、ベルトコンベア１７を、その駆動方向が被加工物１の供給方向と略平行な方向となるように設けてもよい。一般的に、平面視において被加工物１の供給方向と略垂直な方向となるように、ベルトコンベア１７を設けたほうが、ベルトコンベア１７の全長を短くすることができるので、保守・点検が容易になり、メンテナンス性を向上させることができる。
【００２９】
また、本実施の形態では、レーザー加工機１００がパレットチェンジャー１５を備えており、自動的にパレットテーブル１２の入れ替えが行われるようになっているが、手動でパレットテーブル１２の入れ替えが行われても構わない。
【００３０】
図４は、本発明の実施の形態の変形例にかかるレーザー加工機１００の正面断面図である。本変形例では、レーザー加工機１００が、チップバケット１９ｂを複数個備える。複数のチップバケット１９ｂは、バケットテーブル２５上に載置されている。バケットテーブル２５は、制御部２４に制御されてチップバケット１９ｂを移動させる。
【００３１】
チップバケット１９ｂは、それぞれ回収する端材の材質が定められている。例えば、アルミニウムの端材を回収するチップバケット１９ｂ、ステンレスの端材を回収するチップバケット１９ｂ、銅の端材を回収するチップバケット１９ｂ、鉄の端材を回収するチップバケット１９ｂといったように、回収する端材の材質がそれぞれに割り当てられている。
【００３２】
制御部２４は、加工されている被加工物１の材質の端材を回収するのに適したチップバケット１９ｂが、ベルトコンベア１７からの端材を受ける位置に配置されるように、バケットテーブル２５を制御してチップバケット１９ｂを移動させる。このように、複数のチップバケット１９ｂを用意し、制御部２４による制御によって、端材の材質に合わせたチップバケット１９ｂに端材が回収されるようにすることで、被加工物１の材質が２種類よりも多い場合であっても、ユーザーの手を煩わせずに、端材の分別が行える。特に夜間などの、ユーザーが不在になりがちなときに、多くの種類の被加工物１を連続的に供給した場合であっても、端材の分別を容易に行うことができる。本変形例では、チップバケット１９ｂを複数備えるように構成したが、チップバケット１９ａを複数備えるように構成して、複数のチップバケット１９ａをバケットテーブルで移動するように構成してももちろん構わない。チップバケット１９ａ，１９ｂの両方を複数備えるように構成すれば、より多くの材質の端材を自動で分別できるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上のように、本発明にかかるレーザー加工機は、異なる材質の被加工物をレーザー加工するレーザー加工機に適している。
【符号の説明】
【００３４】
Ｐ，Ｑ  矢印
１  被加工物
２  レーザー発振器
３  加工領域
７  ＹＺ軸移動体
９  レーザー加工ヘッド
１１  ベッド
１２  パレットテーブル
１３  Ｘ軸移動体
１３ａ  Ｘ軸案内部
１５  パレットチェンジャー
１７  ベルトコンベア
１８  ノズル
１９ａ，１９ｂ  チップバケット
２０  駆動部
２１  表示部
２２  記憶部
２３  入力部
２４  制御部（判別部）（運搬方向制御部）
２５  バケットテーブル
１００  レーザー加工機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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