(57)【要約】【課題】バキューム装置を板金ワークの下方に位置し加工ヘッドの移動に応じて位置を変化させることで、板金ワークのパスライン不良による加工精度への影響の問題を解消し、且つ効率の良い機械運用を可能としたレーザ加工機を提供することを目的とする。【解決手段】直交するＸ軸とＹ軸上を移動可能な被加工板材Ｗを加工するための加工ヘッド３と、Ｘ軸とＹ軸にそれぞれ平行なＵ軸とＶ軸上を、被加工板材Ｗを保持して移動可能な複数のバキューム装置２と、被加工板材Ｗから切取られた製品Ｐを移動し収集する設置テーブル６とを備えたレーザ加工機１であって、バキューム装置２が、被加工板材Ｗを保持するための複数の吸着支持手段２ａを有し、加工ヘッドの移動及び被加工板材Ｗの形状及び大きさに応じて複数の前記バキューム装置２が所定の位置に移動して被加工板材Ｗを保持することを特徴とするレーザ加工機。【選択図】図１
2011136356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交するＸ軸とＹ軸上を移動可能な被加工板材を加工するための加工ヘッドと、
前記Ｘ軸とＹ軸にそれぞれ平行なＵ軸とＶ軸上を、前記被加工板材を保持して移動可能な複数のバキューム装置と、前記被加工板材から切取られた製品を移動し収集する設置テーブルとを備えたレーザ加工機であって、
前記バキューム装置が、前記被加工板材を保持するための複数の吸着支持手段を有し、前記加工ヘッドの移動及び前記被加工板材の形状及び大きさに応じて複数の前記バキューム装置が所定の位置に移動して前記被加工板材を保持することを特徴とするレーザ加工機。
【請求項２】
前記被加工板材を保持する複数の前記バキューム装置が、前記加工ヘッドの移動に対応して、予め前記被加工板材を保持する位置を変更することを特徴とする請求項１記載のレーザ加工機。
【請求項３】
前記バキューム装置が、前記被加工板材を移動させるためのローラを更に有することを特徴とする請求項１または請求項２記載のレーザ加工機。
【請求項４】
前記設置テーブルが、前記被加工板材から切取られた製品を受けるブラシテーブルを載置し移動するコンベアと、前記製品を収集する製品受けから成ることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載のレーザ加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工機の板金ワーク支持部材の消耗に起因するパスライン不良によって生じる加工精度への影響を解消する移動構造の設置テーブルを備えたレーザ加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーザ加工機では、図６に示すような板金ワークＷをシャトルテーブル６１のスキッド６２上に載せて、直角に交差するＸ、Ｙ軸に対応して移動するＸキャレッジ４、Ｙキャレッジ５で駆動され移動する加工ヘッド３によって、切断、穴あけ等の加工を行うのが一般的であり、加工時のレーザ光やスパッタによりスキッド６２が消耗した際にその都度交換をして使用している。
【０００３】
例えば、ワーク支持テーブルの横枠に着脱自在に設けた凹凸部を有する板状の剣体を多数個配して構成されたワーク支持テーブルにおいて、エネルギー密度の高いレーザ光によって剣先が溶損しても、所定のブロック単位で剣体の交換が可能で、且つ交換が容易な剣先またはナイフエッジ構造を具備するワーク支持装置が紹介されている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３３０２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、スキッド６２等の板金ワーク支持部材の消耗が発生すると板金ワークＷのパスラインの位置精度が低下し、加工開始位置と加工終了位置がずれてしまうことで製品加工精度に影響を及ぼすことになる。
【０００６】
また、シャトルテーブル６１に設置された数多くのスキッド６２の中から消耗したスキッド６２を識別し、点検及び交換する作業には多大な作業工数を必要とするため、レーザ加工機６０を効率良く運用していく上で大きな問題となっている。
【０００７】
本発明では、以上の点に着目し成されたもので、バキューム装置を板金ワークの下方に設置し加工ヘッドの移動に応じて位置を変化させることで板金ワーク支持部材のスキッドを廃し、スキッドの消耗に起因する板金ワークのパスライン不良を無くすことで加工精度への影響を解消し、且つ多大な作業工数を必要とするスキッドの点検及び交換作業を削減することで効率の良い機械運用を可能としたレーザ加工機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の目的を達成するため、以下（１）〜（４）の構成を備えるものである。
【０００９】
（１）直交するＸ軸とＹ軸上を移動可能な被加工板材を加工するための加工ヘッドと、前記Ｘ軸とＹ軸にそれぞれ平行なＵ軸とＶ軸上を、前記被加工板材を保持して移動可能な複数のバキューム装置と、前記被加工板材から切取られた製品を移動し収集する設置テーブルとを備えたレーザ加工機であって、前記バキューム装置が、前記被加工板材を保持するための複数の吸着支持手段を有し、前記加工ヘッドの移動及び前記被加工板材の形状及び大きさに応じて複数の前記バキューム装置が所定の位置に移動して前記被加工板材を保持することを特徴とするレーザ加工機。
【００１０】
（２）前記被加工板材を保持する複数の前記バキューム装置が、前記加工ヘッドの移動に対応して、予め前記被加工板材を保持する位置を変更することを特徴とする前記（１）記載のレーザ加工機。
【００１１】
（３）前記バキューム装置が、前記被加工板材を移動させるためのローラを更に有することを特徴とする前記（１）または（２）記載のレーザ加工機。
【００１２】
（４）前記設置テーブルが、前記被加工板材から切取られた製品を受けるブラシテーブルを載置し移動するコンベアと、前記製品を収集する製品受けから成ることを特徴とする前記（１）乃至（３）いずれか１項に記載のレーザ加工機。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、上記構成を有することで板金ワークのパスライン不良による加工精度への影響の問題を解消し、安定した且つ効率の良い機械運用を実現するレーザ加工機を提供することができる。
【００１４】
また、板金ワークを載せる設置テーブルをスキッドから成る固定構造から、バキューム装置による移動構造に変更することで、あらゆる形状のワークの設置と加工が可能となる。また、移動構造の設置テーブルを用いてワークを加工することで、高輝度レーザ使用時に特に問題となるスキッドの溶着現象や、加工時に発生するスパッタに起因するスキッドの消耗等に起因する製品精度への影響を軽減し、更に従来のスキッドの点検及び交換作業に掛かる多大な整備作業工数が省けることで、安定し且つ稼動効率の良い機械運用を実現するレーザ加工機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施例に係るレーザ加工機の構成図
【図２】本実施例に係るレーザ加工機のバキューム装置の動作図、（ａ）板金ワーク設置時の動作図、（ｂ）板金ワーク固定時の動作図
【図３】本実施例に係るレーザ加工機のバキューム装置の固定位置の自動切換を示す図
【図４】本実施例に係るレーザ加工機のバキューム装置の駆動構成図
【図５】本実施例に係るレーザ加工機の種々の板金ワーク形状に対する設置例図
【図６】従来のレーザ加工機の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明を実施するための形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００１７】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、本実施例に係るレーザ加工機の構成図である。図２は、本実施例に係るレーザ加工機のバキューム装置の動作図であり、図２（ａ）は板金ワークの移動及び設置時、図２（ｂ）は板金ワーク固定時の状態を示している。
【００１９】
図１中において、１はレーザ加工機の本体であり、２はバキューム装置である。バキューム装置２には４個の吸着支持手段であるバキューム２ａと１個のローラ２ｂを備え、また図２に示す最右端に設置されるバキューム装置２には、ワークストッパ２ｃを備えている。バキューム装置２はワークＷの形状に応じてＶキャレッジ８上に複数個配置される。３はレーザ装置を具備する加工ヘッドで、４は加工ヘッド３のＸ軸方向の移動用Ｘキャレッジであり、５は加工ヘッド３のＹ軸方向の移動用Ｙキャリッジである。６は切断された製品を移動するブラシテーブル型コンベアで、切断された製品を受けるブラシテーブル６ａと製品搬送用のコンベア６ｂから構成されている。７はバキュームヘッド２をＵ軸方向に移動させるＵキャレッジで、８はバキュームヘッド２を具備しＶ軸方向に移動させるＶキャレッジである。Ｕキャレッジ７は加工ヘッド３のＸ軸移動方向と平行に設置された２本のＵ軸上にＶキャリッジ８を載せ、且つ対を成し連動して移動する複数のＵキャレッジスライダ７ａ、７ｂ・・・７ｉ・・・を有する。また、対を成すＵキャレッジスライダ上に設置されるＶキャレッジ８は、Ｕ軸と直角で、且つＹ軸と平行に配置されたＶ軸上を移動し、ワークＷの形状に合わせて複数のバキュームヘッド２を搭載可能な複数のＶキャレッジ８ａ、８ｂ・・・８ｉ・・・を具備する。９はブラシテーブル型コンベア６によって運ばれてきた製品である切断ピースＰを溜める切断ワーク受けであり、製品ピースＰと粉塵を分離するメッシュ９ａを具備している。１０は位置決めエンコーダを用いてキャレッジ上に設置されているスケールＳの値を読取り、位置を検知するリードヘッドで、Ｕキャレッジスライダ７ａの裏面に取付けられたリードヘッド１０ａと、Ｖキャレッジ８上を移動するバキューム装置２の裏面に取付けられたリードヘッド１０ｂとを有する。
【００２０】
本実施例において、図６に示す従来のレーザ加工機との異なる点は、板金ワーク加工時の支持部材であるスキッドを使用せずに、板金ワークＷを下から固定する複数のバキューム装置２を設置する構成を採用している点である。板金ワークＷは、図２に示すバキューム装置２により下方向から固定され、加工ヘッド３の移動に応じてバキューム装置２の位置を変更する構成と成っている。図２（ａ）に示すように板金ワーク裏面への傷を考慮して板金ワークＷを載せて移動させる時には、ローラ（コロ）２ｂが上昇してその上に板金ワークＷを滑らせることで任意の位置に設置することができる。そして図２（ｂ）に示すように板金ワークＷの固定時には、ローラ２ｂが下降して４個のバキューム２ａによって吸着され固定する。
【００２１】
バキューム装置２は、加工ヘッド３のＸＹ軸と平行に配置したＵＶ軸を有しており、板金ワークＷの形状や大きさによって、キャレッジ上の固定位置やバキューム装置２の数を任意に変えることが可能な構成である。ワークＷから製品を多数個取りする場合の加工プログラムでは、加工プログラムに従い移動する加工ヘッド３に対応して、バキューム２ａによる支持位置をその都度自動で切替えることが可能である。即ち強力な高輝度レーザ光によるバキューム装置２の損傷を回避する機能を備えている。
【００２２】
具体的には図３（ａ）に示すように、大物ワークＷにおける切断ピースＰの外枠のＸＹ座標値（Ｘｌｉｍ、Ｙｌｉｍ）以上または以下になるように、切断ピースＰの近傍に位置するバキューム装置２の端部のＵＶ座標値（Ｕｌｉｍ、Ｖｌｉｍ）が配置されるように演算処理（図３（ａ）の数式を参照）を行いバキューム装置２の位置決めが成される。その結果、図３（ｂ）の矢印（イ）で示すようにバキューム装置２は、切断ピースＰ１と干渉しないようにＵＶ軸方向へ回避した位置であるワークＷの耳切部等をバキューム２ａで吸着して大物ワークＷを固定する。更に次の切断ピースＰ２を加工する場合は、ピースＰ１が切断されたブランク部分における板金ワークＷの撓みに対処するため、図３（ｂ）の矢印（ロ）に示すようにピースＰ１切断後に、そのブランク部の耳切部や桟幅部をバキューム装置２のバキューム２ａが吸着し固定してワークＷの撓みを回避する。即ち切断加工される切断ピースＰに対して常時、バキューム装置２を自動的に移動させて板金ワークＷの周囲の耳切部や桟幅部を固定しながらワークＷの撓みに対処する加工を行うことが可能になる。
【００２３】
図４に示すバキューム装置２の駆動構成は、ワークＷを支持するバキューム装置２を搭載したＶキャレッジ８、及びＵキャレッジ７の駆動方法の一例として、リニアモータ駆動を示したものである。Ｖキャレッジ８上に設置された駆動用固定電磁石１１ａと、バキューム装置２上に設置された駆動用可動電磁石１１ｂの極性を切替えて、その反発力と吸引力とを利用して移動するリニアモータ駆動が利用されている。駆動制御にはバキューム装置２の裏面に取付けられている位置決めエンコーダを用いたリードヘッド（検出器）１０ｂにより、Ｖキャレッジ８上に設置され移動方向を制限するガイドレール１２の横に平行して取付けられたスケール（目盛）Ｓの値を読み取ることで高速で正確な位置決めを実現している。
【００２４】
Ｕ軸方向の位置決めも同様で、Ｕキャレッジ７上に設置された駆動用固定電磁石１３ａと、Ｕキャレッジスライダ７ａ上に設置された駆動用可動電磁石１３ｂの反発力と吸引力とを利用して、Ｕキャレッジ７上を移動するＵキャレッジスライダ７ａの裏面に取付けられた位置決めエンコーダを用いたリードヘッド１０ａにより、Ｕキャレッジスライダ７ａの移動方向を制限するガイドレール１４に平行に取付けられたスケール（目盛）Ｓの値を読み取ることで高速な位置決めを実現する。これにより図３（ｂ）に示す多数個取りのような加工プログラムにおいても、バキューム位置の切替えに伴うタクトタイム増大の影響をキャンセルできる。
【００２５】
また、図５は種々の板金ワーク形状に対して、本実施例のバキューム装置２による板金ワークＷの設置状態を示している。図５（ａ）に示す上下方向の振動が懸念される比較的厚みの薄い大物板金ワークＷを固定する場合は、複数のバキューム装置２を増設し支持することで撓みを回避し、ワークＷを正確にパスライン上に設置することができる。図５（ｂ）に示す小物ワークＷにおいても、図中の上下方向からワークＷの耳切部をバキューム２ａで吸着することで確実に設置できる。また、図５（ｃ）に示す端部加工の場合は、加工位置から外れた両端を４個のバキューム装置２で支えるように固定することで反りや撓みを抑えて確実に設置できる。
【００２６】
図２（ｂ）に示すようにワークＷから切断されたピースＰは、移動するコンベア６ｂ上に載置されたブラシテーブル６ａの上に落下して、移動するコンベア６ａに運ばれて切断製品受けである切断ワーク受け９へと移動される。切断ワーク受け９の内部途中にはメッシュ９ａが設置されているため、切断により生じる粉塵はメッシュ構造を通り抜けて製品である切断ピースＰと分離され、下部に溜る構造と成っている。
【００２７】
以上で説明したように本実施例に係るレーザ加工機では、板金ワークを載せるための従来の固定構造の設置テーブルから、複数の移動可能なバキューム装置によりワークＷを下方向から固定し、且つ加工ヘッドの移動に応じてバキューム装置の位置を変化させることで、あらゆる形状のワークＷの設置と加工を可能にし、且つ切断加工した製品を搬出し収集する移動構造の設置テーブルであるブラシテーブル型コンベアを具備する。
【００２８】
また、高輝度レーザにおいて特に問題と成っていたスキッドの溶着や、加工時に発生するスパッタによるスキッドの消耗に起因する製品精度への影響、或いは消耗したスキッドの点検及び交換に費やす多大な作業工数を削減するためスキッドを無くすことで、安定し且つ稼動効率の良い機械運用を実現するレーザ加工機を提供することができる。
【符号の説明】
【００２９】
Ｐ    ピース（製品に対応）
Ｓ    スケール
Ｗ    ワーク（被加工板材に対応）
１    レーザ加工機
２    バキューム装置
２ａ  バキューム（吸着支持手段に対応）
２ｂ  ローラ
２ｃ  ワークストッパ
３    加工ヘッド
４    Ｘキャレジ
５    Ｙキャレッジ
６    ブラシテーブル型コンベア（設置テーブルに対応）
６ａ  ブラシテーブル
６ｂ  コンベア
７    Ｕキャレッジ
８    Ｖキャレッジ
９    切断ワーク受け
９ａ  メッシュ
１０  リードヘッド
１１  駆動用電磁石
１２  Ｖキャレッジガイドレール
１３  駆動用電磁石
１４  Ｕキャレッジガイドレール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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