(57)【要約】  ここに、切断または溶接作業を行うレーザ加工機が記載され、そのレーザ加工機では、レーザヘッド（１７）は、工作物（Ｌ）に対して２つの水平なデカルト座標軸（Ｘ，Ｙ）に対して、比較的広い空間内で、比較的低い加速度を含む動きにより変位可能な移動部材（５）に保持される。レーザヘッド（１７）は、移動部材（５）の上で、一対の水平なデカルト座標軸（ｕ，ｖ）に沿って、比較的限定された空間内で、高い速度および加速度で、それぞれバランスウエイト（２１、２２）が操作可能に結合する一対のスライド（１１，１２）によって変位させられる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に切断又は溶接の作業を行うための、その下に工作物（Ｌ）が水平に配置可能な支持構造（３）と、前記支持構造（３）に保持され、前記工作物（Ｌ）に合焦するレーザ光線を導くように設計された垂直軸レーザヘッド（１７）を支持する移動部材（５）とを含むレーザ加工機であって、
前記移動部材（５）は、一対の互いに直交する水平なデカルト座標軸（ｕ，ｖ）に沿って直線変位させられ得る第１スライド（１１）および第２スライド（１２）と、
前記第１および第２スライド（１１，１２）のそれぞれの、つまり、前記レーザヘッド（１７）の、比較的限定された空間内での高い速度および加速度での変位を制御するために設けられた第１および第２駆動手段（１３，１４）と、
前記第１および第２スライド（１１，１２）と操作可能に結合する可動バランスウエイト（２０，２１）を有するバランス手段とを含み、
前記スライド（１１，１２）は、個別のスライドガイド（１５、１６）を有し、
前記スライドガイド（１５、１６）はそれぞれの変位の軸に対して直交するように導かれ、前記レーザヘッド（１７）がスライドガイド（１５、１６）に沿って移動可能であり、それにより、それぞれの前記スライド（１１，１２）の対応する前記デカルト座標軸（ｕ，ｖ）に沿った変位が、対応する前記レーザヘッド（１７）の前記スライド（１２，１１）の他方に対する変位を生成し、
前記移動部材（５）は、前記支持構造（３）の上で第１の水平なデカルト座標軸（Ｙ）に沿って、比較的低い加速度を含む動きにより変位させられ、
前記支持構造（３）および前記工作物（Ｌ）は、他方に対して、前記第１のデカルト座標軸（Ｙ）に直交する第２の水平なデカルト座標軸（Ｘ）に沿って、比較的低い加速度を含む動きにより変位させられ、
それにより、前記移動部材（５）および前記工作物（Ｌ）は、他方に対して比較的広い空間内で、前記レーザヘッド（１７）の比較的限定された空間内での前記変位と協調して位置決め可能であることを特徴とするレーザ加工機。
【請求項２】
前記支持構造（３）は、前記第２の水平なデカルト座標軸（Ｘ）に沿って変位可能であるが、前記工作物（Ｌ）は、固定されることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工機。
【請求項３】
前記支持構造（３）は、固定されているが、前記工作物（Ｌ）は、前記第２の水平なデカルト座標軸（Ｘ）に沿って変位可能であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工機。
【請求項４】
前記第１および第２スライド（１１，１２）は、それぞれ、個別の駆動手段（２２，２３）によって対応する前記スライド（１１，１２）の変位の方向と反対方向に同じ速度および加速度で直線変位可能な、個別のバランスウエイト（２０，２１）が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のレーザ加工機。
【請求項５】
前記第１および第２スライド（１１，１２）は、他方に対して垂直にずれていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のパンチプレス。
【請求項６】
前記第１および第２スライド（１１，１２）の変位を制御する前記第１および第２アクチュエータ（１３，１４）と、前記バランスウエイト（２０，２１）の変位を制御する前記アクチュエータ（２２，２３）とは、前記第１および第２の水平なデカルト座標軸（Ｘ，Ｙ）に沿った変位を協調させるように電子制御された電気モータを含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか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、レーザ加工機全般、特に、金属板の切断または溶接を行うレーザ加工機に関する。
【０００２】
より詳しくは、本発明は、その真下に工作物が水平に配置可能な支持構造と、前記支持構造に保持され、前記工作物に合焦するレーザ光線を案内するように設計された垂直軸レーザヘッドを支持する可動アセンブリとからなるタイプのレーザ加工機に関する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、大きな寸法であっても工作物を非常に速く正確に加工するのに適し、全体の寸法が比較的小さく、その非常に速い動作によって与えられるレーザヘッドを保持する可動アセンブリの振動が目に見えて低減されたレーザ加工機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、この課題は、主に、次の特徴を備える上記のタイプのレーザ加工機によって達成される。
前記移動部材は、一対の互いに直交する水平なデカルト座標軸に沿って直線変位させられ得る第１スライドおよび第２スライドと、前記第１および第２スライドのそれぞれの、つまり、前記レーザヘッドの、比較的限定された空間内での高い速度および加速度での変位を制御するために設けられた第１および第２駆動手段と、前記第１および第２スライドと操作可能に結合する可動バランスウエイトを有するバランス手段とを含み、前記スライドは、個別のスライドガイドを有し、前記スライドガイドはそれぞれの変位の軸に対して直交するように導かれ、前記レーザヘッドが前記スライドガイドに沿って移動可能であり、それにより、それぞれのスライドの対応するデカルト座標軸に沿った変位が、対応するレーザヘッドの前記スライドの他方に対する変位を生成する。
前記移動部材は、前記支持構造の上で第１の水平なデカルト座標軸に沿って、比較的低い加速度を含む動きにより変位させられ得る。
前記支持構造および前記工作物は、他方に対して、前記第１のデカルト座標軸に直交する第２の水平なデカルト座標軸に沿って、比較的低い加速度を含む動きにより変位させられ得、それにより、前記移動部材および前記工作物は、他方に対して比較的広い空間内で、前記レーザヘッドの比較的限定された空間内での前記変位と協調して位置決め可能である。
【０００５】
本発明の第１の実施形態において、前記支持構造は前記第２の水平なデカルト座標軸に沿って変位可能であるが、工作物は固定される。
【０００６】
本発明の第２の実施形態において、前記支持構造は固定されているが、前記工作物は前記第２の水平なデカルト座標軸に沿って変位可能である。
【０００７】
先に述べた本発明に係るレーザ加工機は、特に金属板の切断または溶接を行うために設計されており、一方の比較的広い空間内での比較的低い加速度を含む動きによる移動部材全体の変位と、他方の移動部材の２つのスライドの変位およびそれによるレーザヘッドの限定された空間内での高速で加速度の大きな動きによる変位との協調によって、かなりの量であっても有用な量を極めて正確且つ迅速に工作できる。移動部材の２つのスライドに結合する操作可能なバランスウエイトの存在は、レーザヘッドの非常に高い動的性能にも拘わらず、移動部材から装置の支持構造への望まざる振動の伝動を劇的に低減できる。
【０００８】
金属板に穴開けを行うための穴開け機のレーザカッティングヘッドを支持する移動部材のスライドに結合する動作可能な可動バランスウエイトの使用は、本出願人の名で出願され、本出願の優先日には公開されていないイタリア国特許出願第ＴＯ２００４Ａ００６４７号に記載され、説明されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、今、単に非限定的例示の方法として提供された添付の図面を参照して詳細に説明される。
【００１０】
先ず図１および２を参照すると、本発明の第１実施形態に係るレーザ加工機は、基本的に、その上に工作物、典型的には金属板Ｌ、もっと言えば寸法の大きな金属板が水平に配置され、その両側に沿って支持構造３のための２つの長手方向のガイド２が存在する水平な機械ベース１を含む。支持構造３は、例えば、機械ベース１に対して横断するように伸びる一般的な門型をなし、第１の水平なデカルト座標軸Ｘに沿ったガイド２に沿って直線変位可能である。機械ベース１に対して軸Ｘの方向への支持構造３の変位は、（概して慣用的であり、当業者には自明であるので、図には示さない）アクチュエータアセンブリによって与えられ、機械ベース１の長さ全体に亘る比較的低い加速度と低い速度とを特徴とする動きによる。
【００１１】
支持構造３は、軸Ｘに直交する水平なデカルト座標軸について配置され、スライドガイド４を保持し、スライドガイド４に沿って全体を５で示した移動部材を移動させられる。移動部材５の軸Ｙに沿った直線変位は、実質的に機械ベース１の横断方向の長さ全体に亘る比較的低い加速度を含む動作を伴い、モータ駆動アクチュエータによって与えられる。モータ駆動アクチュエータは、概して慣用的であり、当業者には自明であるので図には示さない。
【００１２】
移動部材５は、工作物Ｌの上でガイド４に沿って移動可能であり、水平に配置された、支持構造３に対して概略Ｖ型の配置になるようにガイドブロック７，８を保持するスライド６を含む。ガイドブロック７，８は、底にそれぞれ、スライドガイド（不図示）が設けられ、スライドガイドに沿って、それぞれ、第１スライド１１および第２スライド１２により保持されたシュー９，１０がスライド可能に係合する。
【００１３】
スライド１１，１２は、対応するブロック７，８に対して２つの互いに直交する水平な、それぞれｕおよびｖで示されたデカルト座標軸に沿って変位させられ得る。各スライド１１，１２の変位は、それぞれ、例えば、外ねじ／内ねじ変速機などを備えるリニアまたは他のロータリ電気モータからなるアクチュエータ１３，１４により与えられる。
【００１４】
スライド１１，１２のそれぞれの軸ｕおよびｖに沿っての変位の間、スライド１１，１２の間の部分的な重なり合いを可能にするために、前記スライド１１，１２は、他方に対して垂直方向に僅かにずれている。
【００１５】
図５からより明らかなように、２つのスライド１１，１２は、それぞれの前側に、個別のガイド１５，１６を保持する。ガイド１５，１６の上で、一般に公知の方法で設けられた、レーザ源が放出したレーザ光線を工作物Ｌの上に合焦させる光学システム（例えば、反射システムまたは光ファイバシステム）を備える垂直軸レーザカッティングヘッド１７がスライド可能である。レーザ源はおよび合焦システムは、概して慣用的であり、当業者には自明であるので簡素化のために図示しない。
【００１６】
レーザヘッド１７は、例えば、スライド１１および１２の前方ガイド１５および１６に沿って移動可能なシューまたはキャリッジからなる一対の横動シリンダ１８および１９が設けられている。
【００１７】
モータ１３および１４は、工作物Ｌの加工の要求に従い、ガイド４に沿った軸Ｙの方向の移動部材５の変位を制御するアクチュエータ、および、同様に支持構造３の軸Ｘの方向の変位を制御するアクチュエータと協調して、予めセットしたプラグラムに従ってそれらの動作を制御する数値制御ユニット（当業者には自明であるので、ここでは詳細に図示または説明をしない）に操作可能に接続されている。前記プログラムは、移動部材５の軸Ｙに沿った変位および支持構造３の軸Ｘ方向の変位が、比較的低い速度および加速度で比較的広い空間内で与えられている間の、レーザヘッド１８の軸ｕおよびｖに沿った実質的に連続する、比較的限定された空間内での非常に高速で高い加速度の移動のために事前に決められる。
【００１８】
一般に、移動部材５による機械の支持構造３への高いレベルの振動の伝達は、レーザヘッド１７の高い加速度に対応する。前記振動の事実上無視しうる値への劇的な低減を達成するために、本発明は、スライド１１および１２に動作可能に結合する可動バランスウエイトを有する平衡を保つシステムの存在を想定する。説明した例の場合、前記可動バランスウエイトは、２０、２１で示され、個別のアクチュエータ２２，２３（アクチュエータ１３，１４と同様）により、それぞれ対応するスライド１１，１２の軸ｕまたはｖに沿った変位の反対方向に、同じ速度および加速度で変位可能である。換言すると、例えば、スライド１１は、レーザヘッド１７を軸ｕに沿って移動させるために前進させられ、対応するバランスウエイト２０は、軸ｕに平行に、上述のように、同じ速度および同じ加速度で後退させられる。
【００１９】
また、アクチュエータ２０および２１は、工作物Ｌの加工の間のすべての移動するウエイトを調整して、動作の継続性を保証するように、機械のプログラム可能な制御ユニットに操作可能に接続されている。
【００２０】
レーザヘッド１７またはその一部は、やはり機械の制御ユニットに接続された好ましいモータ駆動アクチュエータによって垂直軸に沿って変位可能であってもよい。
【００２１】
バランスウエイト２０および２１の位置および構成は、図示したものに対して変更できること、例えば、それらをスライド１１および１２の下に延伸する個別のアームによりそれぞれ対応するスライドの変位に直交する方向に片持ちに保持できることに留意が必要である。
【００２２】
図２および３に示した変形例は、全体的に、図１および２を参照して上述した実施形態と同様であり、同じまたは同様の部品には同じ参照番号を使用しており、異なる点だけを以下に詳細に説明する。
【００２３】
前記変形例は、移動部材５と工作物Ｌとの間の相対移動が、支持構造３の移動に代えて工作物Ｌの移動によって与えられる、いわば「ハイブリッド」式からなる。よって、前記変形例では、支持構造３は、機械ベース１（または、工作物Ｌが載置されるその一部）が軸Ｘに沿って長手方向のガイド２の上でスライド可能に設置されているところに固定されている。
【００２４】
この変形例の動作理論は、先述の実施形態の理論と全く同じである。この場合、レーザヘッド１７は、軸ｕおよびｖに沿って、比較的限られた空間内で、高い速度および加速度で移動させられるが、移動部材５の軸Ｙに沿った変位および工作物Ｌの軸Ｘに沿った変位は、それぞれ、比較的低い加速度を含む、工作物Ｌの長さの全体をカバーするような大きな空間内での移動によってもたらされる。
【００２５】
当然に、構成の詳細および実施形態は、続く特許請求の範囲に定めた本発明の範囲から逸脱することなく、ここに図示および説明したものから広範に変更してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレーザ加工機の概略斜視図。
【図２】図１のレーザ加工機の拡大した上方平面図。
【図３】本発明の第２実施形態に係るレーザ加工機の概略斜視図。
【図４】図３のレーザ加工機の拡大した上方平面図。
【図５】装置の移動部材の拡大した部分上方平面図。
【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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【国際調査報告】
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