(57)【要約】【課題】加工精度の向上、加工速度の向上が可能なレーザ加工機の提供。【解決手段】レーザ加工機の多関節型ロボット２は、支持手段７ｃ，７ｄと第１アーム１６とを鉛直方向である第１軸ＣＴ１に対して回転自在にする第１関節部２０と、第１アーム１６と第２アーム１７とを鉛直方向である第２軸ＣＴ２に対して回転自在にする第２関節部５０と、第２アーム１７に対してレーザ照射装置９０を鉛直方向に駆動自在な鉛直方向駆動手段７０とを有しており、第１関節部２０を、支持手段７ｃ，７ｄに対して固定される第１固定子部２４，２５，２６と、第１アーム１６に固定される第１回転子部２７，２８とを有する第１モータ２１として構成し、第２関節部５０を、第１アーム１６に対して固定される第２固定子部５２，５３，５４と、第２アーム１７に固定される第２回転子部５５，５６とを有する第２モータ５１として構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ中空形状の各関節部を介して付根部から先端部まで直列的に接続された複数の中空形状のアーム部材を有する多関節腕部と、前記多関節腕部の先端部に配置され、レーザ光を被加工体に照射自在なレーザ照射部と、前記各アーム部材及び前記各関節部の内部を通過し、レーザ発振装置からのレーザ光を前記レーザ照射部まで伝達するレーザ伝達経路と、を有する多関節型ロボットと、
前記被加工体を位置決め支持し得る支持台と、を備えるレーザ加工機において、
前記支持台の上方側に前記多関節型ロボットの付根部を支持する支持手段を備え、
前記多関節型ロボットは、
前記支持手段と第１アームとを鉛直方向である第１軸に対して回転自在にする第１関節部と、
前記第１アームと第２アームとを鉛直方向である第２軸に対して回転自在にする第２関節部と、
前記第２アームに対して前記レーザ照射部を鉛直方向に駆動自在な鉛直方向駆動手段と、を有し、
前記第１関節部は、前記支持手段に対して固定される中空形状の第１固定子部と、前記第１固定子部に隣接配置され、前記第１アームに固定される中空形状の第１回転子部と、を有して、前記支持手段に対する前記第１アームの回転を駆動自在な第１モータとして構成され、
前記第２関節部は、前記第１アームに対して固定される中空形状の第２固定子部と、前記第２固定子部に隣接配置され、前記第２アームに固定される中空形状の第２回転子部と、を有して、前記第１アームに対する前記第２アームの回転を駆動自在な第２モータとして構成される、
ことを特徴とするレーザ加工機。
【請求項２】
前記支持手段は、前記支持台の周囲から上方側に架設された架設部材を有し、
前記架設部材は、前記付根部を前記支持台の上方側に配置する、
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】
前記レーザ照射部は、前記レーザ光を鉛直方向である第３軸上に照射自在に設けられ、
前記第１アーム及び前記第２アームは、前記第１軸及び前記第２軸間の距離と、前記第２軸及び前記第３軸間の距離と、が同じになるように構成される、
ことを特徴とする請求項１または２記載のレーザ加工機。
【請求項４】
前記多関節型ロボットを複数備え、
前記支持手段は、前記支持台の上方側に前記複数の多関節ロボットの付根部を支持する、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか記載のレーザ加工機。
【請求項５】
前記支持手段は、前記付根部を前記支持台の中心部分の上方側に配置させる、
ことを特徴とする請求項１または３のいずれか記載のレーザ加工機。
【請求項６】
前記支持手段は、前記支持台の上方側にて、水平方向に配置されたガイドレールを有し、
前記付根部は、前記ガイドレールにより水平方向に移動自在に設けられ、
前記付根部を前記ガイドレール上に沿って移動駆動する移動駆動手段を備える、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか記載のレーザ加工機。
【請求項７】
前記第１関節部は、前記第１固定子部及び前記第１回転子部の内周側及び外周側を包囲する第１ケースと、前記第１回転子部の内周側又は外周側と前記第１ケースとの間に配置され、前記第１回転子部を前記第１固定子部及び前記第１ケースに対して回転自在に支持する第１ベアリングと、を有し、
前記第２関節部は、前記第２固定子部及び前記第２回転子部の内周側及び外周側を包囲する第２ケースと、前記第２回転子部の内周側又は外周側と前記第２ケースとの間に配置され、前記第２回転子部を前記第２固定子部及び前記第２ケースに対して回転自在に支持する第２ベアリングと、を有する、
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか記載のレーザ加工機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ照射部が先端部に配置された多関節型ロボットにより所望のレーザ加工を行い得るレーザ加工機に係り、詳しくは、該多関節型ロボットの関節部を鉛直方向に対して回転自在にすると共にモータとして構成したレーザ加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザなどのレーザ光により溶接加工、切断加工、焼入れ加工などを行い得るレーザ加工機としては、被加工体（ワーク）をベース上に設置し、Ｘ軸（コラム）及びＹ軸（サドル）の移動に伴い、移動制御されるレーザ照射部からのレーザ光によりワークを加工する、いわゆる門型レーザ加工機がある。また一方、上述のようなレーザ加工機としては、複数の回転制御軸を有する多関節型ロボットを用いてレーザ光の照射位置（加工ポイント）を自在に制御することで該ワークを加工する、いわゆるロボット型レーザ加工機もある。
【０００３】
一般的に、門型レーザ加工機は、加工精度が良いが、上記コラム及びサドルが重量の大きなものであって駆動用モータが大型化してしまう。また、大きいコラム及びサドルを動かすために、レーザ加工機全体として大型で高価なものとなってしまう。さらに、レーザ照射部の例えば平面方向（Ｘ，Ｙ軸）の移動に伴い、光源であるレーザ発振器から集光手段となるレーザ照射装置までの距離が大きく変化するために、レーザ光が拡散して焦点における集光性が変化し、例えば切断加工において切れ味の変化を招く虞がある。
【０００４】
そこで、レーザ発振器から加工ヘッドまでの光路長を一定にすることにより、集光性が変化しないようにした門型レーザ加工機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このものは、レーザ光線の光路を９０度に２回屈折させることで入射されるレーザ光に対して平行にレーザ光を出力する２枚１対の反射鏡を２組備えたレーザ光反転装置を設け、そのレーザ光反転装置を加工ヘッドにおける特定の駆動軸または各駆動軸の各々に対して個別に設け、動滑車の原理やボールネジのピッチ比もしくは歯車列の減速歯車比等を応用して各組の反射鏡を各軸の移動に対応させて光軸方向に１／２の移動量で連動させることにより、レーザ発振器からレーザ照射装置に至る光路長を常に一定に保つことを可能にしている。
【０００５】
しかしながら、上述したようなレーザ発振器からレーザ照射装置までの光路長を一定にすることにより、焦点における集光性が変化しないようにした門型レーザ加工機においては、光路長を一定に保つためにレーザ光反転装置の反射鏡の移動量を各軸毎に調整する必要があると共に、各軸毎に２枚１対の反射鏡を１組づつ、つまり多数枚の反射鏡を配備する必要が生じ、レーザ光線の減衰および発散が問題となるばかりか、構成が複雑化してしまう。また、移動自在な反射鏡をガイドする部材の高精度化も要求され、製造コストが高騰するといった問題が生じてしまう。そのため、レーザ光路上の１ヶ所に、レーザ照射装置の移動方向となる各軸方向とは独立して移動し得る２枚１対の反射鏡を１組有するレーザ光反転装置を設けた門型レーザ加工機（例えば、特許文献２参照）が一般的に用いられている。
【０００６】
一方、ロボット型レーザ加工機は、比較的安価なものとして提案することが可能だが、ロボットの腕部に有する関節部などにおいて、各アームを動かすそれぞれのモータと、それらモータの駆動力を伝達する減速歯車機構などの各伝達機構とが設けられており、特にそれら伝達装置の回転誤差、いわゆるバックラッシュが先端側のレーザ照射装置の位置に反映されてしまうため、加工精度が良好ではない。
【０００７】
そこで、レーザ光の伝達経路とアーム部分とを分離したロボット型レーザ加工機が提案されている（例えば特許文献３、特許文献４参照）。このものは、伸縮自在なレーザ光の伝達経路をアーム部分とは別に設け、該アーム部分を高精度に駆動制御することによって加工ポイントの位置制御を高精度に可能とし、かつ安価なレーザ加工機の提供を可能としている。
【０００８】
しかしながら、上述したようなレーザ光の伝達経路とアーム部分とを分離したロボット型レーザ加工機においては、アーム部分を駆動して加工ポイントを移動する際にレーザ光の光路長が大幅に変化するため、加工ポイントにおけるレーザ光の焦点距離が変化し、例えば切断加工であれば切断能力の低下、加工速度の低下、加工品質の低下などを引起してしまう。そのため、各アーム内や関節部内、つまりロボットの腕部の内部を通過するようにレーザ光の伝達経路を設けたロボット型レーザ加工機（例えば特許文献５参照）が一般的に用いられている。
【０００９】
【特許文献１】
特公平１−５５０７６号公報
【特許文献２】
特許第２７８９２８１号公報
【特許文献３】
特開平２−５９１９３号公報
【特許文献４】
特開平２−２８０９８９号公報
【特許文献５】
特開平６−３２８２８５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のような２枚１対の反射鏡を１ヶ所に有する門型レーザ加工機であっても、レーザ光反転装置を駆動する駆動手段を設けて、該駆動手段により正確にレーザ光反転装置を駆動制御し、レーザ光の光路長が一定となるように調整する必要があるため、レーザ加工機としての構成が複雑化してしまう。
【００１１】
また、上述のようなロボット型レーザ加工機は、ロボットの腕部が付根部から先端部まで、各関節部を介して複数のアームが直列的に接続されて構成されている。そのため、付根側にある関節部にて駆動を行うには、その関節部より先端側の複数のアームや複数の関節部を駆動するための駆動力が必要とされる。つまり付根部により近い関節部の駆動には、より大きな駆動力を得る必要があるため、モータの駆動力を減速歯車機構などを介して伝達する必要が生じ、それにより、上述のようなバックラッシュの問題を解決することが難しい。
【００１２】
また、特に付根部に近い関節部において、上下方向に関して先端側のアームを駆動するものには（例えば特許文献５の図１５、第２軸）、駆動力を上方に作用させる場合と、駆動力を下方に作用させる場合との差が大きく、駆動制御を難しくすると共に位置精度の低下を引起す虞がある。
【００１３】
更に、大きな駆動力を必要とする部分には、モータを大型化する必要があり、ロボットの腕部に内蔵することができずに関節部の外部に突出してモータを配置するため、アームの干渉（衝突）を防ぐための複雑な制御が必要となってしまう。また、そのようにアームの干渉を防ぐような構造を有するロボットは、即ち、所定のアームを周回することが不能であって、半周以上回動するような場合が生じるので、アームの周回が可能なものに比して（例えば所定のアームを時計回りに９０°回動したい場合に、モータとの干渉を防ぐため、半時計回りに２７０°回動する必要が生じるなどの）タイムロスが生じることになり、つまり加工速度の低下を招く原因となっていた。
【００１４】
そこで本発明は、付根部に設けられる第１関節部と、第１アームの先端側に設けられる第２関節部とを、それぞれ鉛直方向の第１軸及び第２軸に対して回転自在にすると共に、該第１関節部を第１モータとして構成し、かつ該第２関節部を第２モータとして構成することで、上記課題を解決したレーザ加工機を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、それぞれ中空形状の各関節部（２０，５０）を介して付根部（２３，２２３）から先端部（９０）まで直列的に接続された複数の中空形状のアーム部材（１６，１７）を有する多関節腕部（８）と、前記多関節腕部（８）の先端部（９０）に配置され、レーザ光（Ｌ７）を被加工体（１００，２００）に照射自在なレーザ照射部（９０）と、前記各アーム部材（１６，１７）及び前記各関節部（２０，５０）の内部を通過し、レーザ発振装置からのレーザ光を前記レーザ照射部（９０）まで伝達するレーザ伝達経路（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６）と、を有する多関節型ロボット（２）と、
前記被加工体（１００，２００）を位置決め支持し得る支持台（６，１０６，２０６）と、を備えるレーザ加工機（１１，１２，１３）において、
前記支持台（６，１０６，２０６）の上方側に前記多関節型ロボット（２）の付根部（２３，２２３）を支持する支持手段（７，１０７，２０７）を備え、
前記多関節型ロボット（２）は、
前記支持手段（７，１０７，２０７）と第１アーム（１６）とを鉛直方向である第１軸（ＣＴ１）に対して回転自在にする第１関節部（２０）と、
前記第１アーム（１６）と第２アーム（１７）とを鉛直方向である第２軸（ＣＴ２）に対して回転自在にする第２関節部（５０）と、
前記第２アーム（１７）に対して前記レーザ照射部（９０）を鉛直方向に駆動自在な鉛直方向駆動手段（７０）と、を有し、
前記第１関節部（２０）は、前記支持手段（７，１０７，２０７）に対して固定される中空形状の第１固定子部（２４，２５，２６）と、前記第１固定子部（２４，２５，２６）に隣接配置され、前記第１アーム（１６）に固定される中空形状の第１回転子部（２７，２８）と、を有して、前記支持手段（７，１０７，２０７）に対する前記第１アーム（１６）の回転を駆動自在な第１モータ（２１）として構成され、
前記第２関節部（５０）は、前記第１アーム（１６）に対して固定される中空形状の第２固定子部（５２，５３，５４）と、前記第２固定子部（５２，５３，５４）に隣接配置され、前記第２アーム（１７）に固定される中空形状の第２回転子部（５５，５６）と、を有して、前記第１アーム（１６）に対する前記第２アーム（１７）の回転を駆動自在な第２モータ（５１）として構成される、
ことを特徴とするレーザ加工機（１１，１２，１３）にある。
【００１６】
請求項２に係る発明は、前記支持手段（７，１０７，２０７）は、前記支持台（６，１０６，２０６）の周囲から上方側に架設された架設部材（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ，２０７ａ，２０７ｂ，２０７ｃ，２０７ｄ）を有し、
前記架設部材（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ，２０７ａ，２０７ｂ，２０７ｃ，２０７ｄ）は、前記付根部（２３，２２３）を前記支持台（６，１０６，２０６）の上方側に配置する、
ことを特徴とする請求項１記載のレーザ加工機（１１，１２，１３）にある。
【００１７】
請求項３に係る発明は、前記レーザ照射部（９０）は、前記レーザ光（Ｌ７）を鉛直方向である第３軸（ＣＴ３）上に照射自在に設けられ、
前記第１アーム（１６）及び前記第２アーム（１７）は、前記第１軸（ＣＴ１）及び前記第２軸（ＣＴ２）間の距離（例えば矢印Ａ）と、前記第２軸（ＣＴ２）及び前記第３軸（ＣＴ３）間の距離（例えば矢印Ｂ）と、が同じになるように構成される、
ことを特徴とする請求項１または２記載のレーザ加工機（１１，１２，１３）にある。
【００１８】
請求項４に係る発明は、前記多関節型ロボット（２）を複数備え、
前記支持手段（１０７）は、前記支持台（１０６）の上方側に前記複数の多関節ロボット（２）の付根部（２３）を支持する、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか記載のレーザ加工機（１２）にある。
【００１９】
請求項５に係る発明は、前記支持手段（７）は、前記付根部（２３）を前記支持台（６）の中心部分の上方側に配置させる、
ことを特徴とする請求項１または３のいずれか記載のレーザ加工機（１１）にある。
【００２０】
請求項６に係る発明は、前記支持手段（２０７）は、前記支持台（２０６）の上方側にて、水平方向に配置されたガイドレール（２１１）を有し、
前記付根部（２２３）は、前記ガイドレール（２１１）により水平方向に移動自在に設けられ、
前記付根部（２２３）を前記ガイドレール（２１１）上に沿って移動駆動する移動駆動手段（２１２）を備える、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか記載のレーザ加工機（１３）にある。
【００２１】
請求項７に係る発明は、前記第１関節部（２０）は、前記第１固定子部（２４，２５，２６）及び前記第１回転子部（２７，２８）の内周側及び外周側を包囲する第１ケース（２３，２２３）と、前記第１回転子部（２７，２８）の内周側又は外周側と前記第１ケース（２３，２２３）との間に配置され、前記第１回転子部（２７，２８）を前記第１固定子部（２４，２５，２６）及び前記第１ケース（２３，２２３）に対して回転自在に支持する第１ベアリング（２９，３０）と、を有し、
前記第２関節部（５０）は、前記第２固定子部（５２，５３，５４）及び前記第２回転子部（５５，５６）の内周側及び外周側を包囲する第２ケース（１６ｂ）と、前記第２回転子部（５５，５６）の内周側又は外周側と前記第２ケース（１６ｂ）との間に配置され、前記第２回転子部（５５，５６）を前記第２固定子部（５２，５３，５４）及び前記第２ケース（１６ｂ）に対して回転自在に支持する第２ベアリング（５７，５８）と、を有する、
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか記載のレーザ加工機（１１，１２，１３）にある。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によると、支持手段（７，１０７，２０７）と第１アーム（１６）とを鉛直方向である第１軸（ＣＴ１）に対して回転自在にする第１関節部（２０）と、第１アーム（１６）と第２アーム（１７）とを鉛直方向である第２軸（ＣＴ２）に対して回転自在にする第２関節部（５０）とを有しているので、第１関節部（２０）及び第２関節部（５０）の回転駆動において、上下方向に関する駆動をなくすことができ、特にその関節部（２０，５０）から先端部（９０）までの重量を負担する駆動をなくすことができる。それにより、モータのコンパクト化及び軽量化して高速、高加減速化することができ、高能率化することができるものでありながら、例えば減速歯車機構などをなくすことが可能となり、第１関節部（２０）及び第２関節部（５０）をそれぞれ第１モータ（２１）及び第２モータ（５１）として構成することができる。また、各アーム部材（１６，１７）及び各関節部（２０，５０）の内部を通過し、レーザ発振装置からのレーザ光をレーザ照射部（９０）まで伝達するレーザ伝達経路（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６）を有するので、特に付根部（２３，２２３）からレーザ照射部（９０）までのレーザ光の光路長が略々一定で変化しなくなり、レーザ光の焦点距離の変化を防ぐことができ、それにより、ビームが最適になり高能率化、及び例えば切断加工であれば良好な切断面を得ることができる。また、例えばレーザ光反転装置を設けるようなものに比して、構成を簡単なものにすることができる。更に、例えばレーザ伝達経路をアーム部材や関節部の外部に別に設けたものに比して、該レーザ伝達経路用の部材を設けることなく、多関節型ロボット（２）を軽量化することができる。
【００２３】
また、例えば減速歯車機構などを設けることなく、支持手段（７，１０７，２０７）に対する第１アーム（１６）の回転駆動、第１アーム（１６）に対する第２アーム（１７）の回転駆動を可能にするので、いわゆるバックラッシュをなくすことができ、つまりレーザ加工機（１１，１２，１３）としての加工精度を向上することができる。更に、第１関節部（２０）及び第２関節部（５０）を第１モータ（２１）及び第２モータ（５１）として構成することにより、例えば関節部の外部にモータを突出して設けることをなくし、支持手段（７，１０７，２０７）に対する第１アーム（１６）の周回、及び第１アーム（１６）に対する第２アーム（１７）の周回を可能とすることができるので、例えばモータの干渉などの問題からアームが周回不能であるものに比して、最短の動きで高能率化することができる。また、支持手段（７，１０７，２０７）は、支持台（６，１０６，２０６）の上方側にて多関節型ロボット（２）の付根部（２３，２２３）を支持するので、多関節型ロボット（２）を下方向き、即ちレーザ照射部（９０）を下方向きにすることができ、レーザ光を下方に向けて照射できるので、例えばレーザ加工機（１１，１２，１３）への切粉の付着などを防ぐことができ、それによりレーザ加工機（１１，１２，１３）の精度低下の防止や耐久性の向上を可能とすることができる。また、レーザ光がレーザ加工機の外周部の人へ照射する危険性がなく安全性も優れている。
【００２４】
請求項２に係る発明によると、支持手段（７，１０７，２０７）は、支持台（６，１０６，２０６）の周囲から上方側に架設された架設部材（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ，２０７ａ，２０７ｂ，２０７ｃ，２０７ｄ）を有して、該架設部材（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ，２０７ａ，２０７ｂ，２０７ｃ，２０７ｄ）が、付根部（２３，２２３）を支持台（６，１０６，２０６）の上方側に配置するので、多関節型ロボット（２）の多関節腕部（８）が移動駆動する空間を確保することができると共に、ロボット多関節型ロボット（２）を下方向きにすることができる。
【００２５】
請求項３に係る発明によると、第１アーム（１６）及び第２アーム（１７）は、第１軸（ＣＴ１）及び第２軸（ＣＴ２）間の距離（例えば矢印Ａ）と、第２軸（ＣＴ２）及び第３軸（ＣＴ３）間の距離（例えば矢印Ｂ）と、が同じになるように構成されるので、第２軸（ＣＴ２）を介して第１軸（ＣＴ１）と第３軸（ＣＴ３）とを一直線上の位置に合わせることを可能とすることができ、第１軸（ＣＴ１）の中心真下の加工を可能とすることができる。これにより、第３軸（ＣＴ３）が第１軸（ＣＴ１）から最も離れる位置となる最大円周上の範囲内の全ての部分を加工範囲とすることができる。
【００２６】
請求項４に係る発明によると、多関節型ロボット（２）を複数備えており、支持手段（１０７）が、支持台（１０６）の上方側に複数の多関節ロボット（２）の付根部（２３）を支持しているので、単一の多関節型ロボット（２）により加工可能な範囲よりも大きな被加工体を移動駆動することなく、加工を行うことができると共に、複数のロボットで加工することにより、加工能率が複数倍に向上することができる。
【００２７】
請求項５に係る発明によると、支持手段（７）が、付根部（２３）を支持台（６）の中心部分の上方側に配置させるので、多関節型ロボット（２）の加工可能な範囲を最大限利用することができる。
【００２８】
請求項６に係る発明によると、支持台（２０６）の上方側にて水平方向に配置されたガイドレール（２１１）により、付根部（２２３）が水平方向に移動自在に設けられており、付根部（２２３）をガイドレール（２１１）上に沿って移動駆動する移動駆動手段（２１２）を備えているので、支持手段に固定された１つの多関節型ロボット（２）により加工可能な範囲よりも大きな被加工体を移動駆動することなく、１つの多関節型ロボット（２）により加工を行うことができる。
【００２９】
請求項７に係る発明は、第１関節部（２０）が、第１固定子部（２４，２５，２６）及び第１回転子部（２７，２８）の内周側及び外周側を包囲する第１ケース（２３，２２３）と、第１回転子部（２７，２８）の内周側又は外周側と第１ケース（２３，２２３）との間に配置され、第１回転子部（２７，２８）を第１固定子部（２４，２５，２６）及び第１ケース（２３，２２３）に対して回転自在に支持する第１ベアリング（２９，３０）とを有しており、第２関節部（５０）が、第２固定子部（５２，５３，５４）及び第２回転子部（５５，５６）の内周側及び外周側を包囲する第２ケース（１６ｂ）と、第２回転子部（５５，５６）の内周側又は外周側と第２ケース（１６ｂ）との間に配置され、第２回転子部（５５，５６）を第２固定子部（５２，５３，５４）及び第２ケース（１６ｂ）に対して回転自在に支持する第２ベアリング（５７，５８）とを有しているので、第１及び第２関節部（２０，５０）において回転機構を構成することができ、例えば第１及び第２モータ（２１，５１）の上方側又は下方側に回転機構を設ける場合に比して、第１軸（ＣＴ１）及び第２軸（ＣＴ２）の軸方向に対して第１及び第２関節部（２０，５０）をコンパクト化することができる。
【００３０】
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。
【００３１】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明に係る第１の実施の形態を図１乃至図４に沿って説明する。図１は第１の実施の形態に係るレーザ加工機を示す外観斜視図、図２は多関節型ロボットを示す断面図、図３は第１関節部を示す拡大断面図、図４は第２関節部を示す拡大断面図である。
【００３２】
本発明に係るレーザ加工機１１は、図１に示すように、例えば工場の床などに設置される設置台５と、該設置台５上に設けられ、ワーク（被加工体）１００を位置決め支持し得るテーブル（支持台）６と、該テーブル６の上方に架設されるロボット支持部（支持手段）７とを有する本体３を備えており、該ロボット支持部７は、設置台５上の例えば四隅に設けられた支柱７ａと、該支柱７ａに支持されている枠部７ｂと、該枠部７ｂの例えば四隅内側から延設された梁部７ｃと、該梁部７ｃにより支持されているロボット固定枠（架設部材）７ｄとを有している。これら支柱７ａ、枠部７ｂ、梁部７ｃ及びロボット固定枠７ｄは、それぞれ固着されてテーブル６上に架設されており、ロボット固定枠７ｄは、テーブル６に対して上方側の中心部分に位置決めされていると共に、それら支柱１０７ａ、枠部１０７ｂ、梁部１０７ｃ及びロボット固定枠１０７ｄによって、詳しくは後述する多関節型ロボット２の多関節腕部８が移動駆動する空間を確保している。
【００３３】
図１及び図２に示すように、上記ロボット固定枠７ｄには、多関節型ロボット２が固着されており、該ロボット２は、詳しくは後述するように、付根部となる第１ケース２３と、第１関節部２０、第１アーム１６、第２関節部５０、第２アーム１７からなる多関節腕部８と、鉛直駆動部（鉛直方向駆動手段）７０内に設けられたレーザ照射装置（先端部、レーザ照射部）９０とを有している。なお、本明細書中において、多関節型ロボット２における第１関節部２０から第２アーム１７及びレーザ照射装置９０までの方向を指して、付根側から先端側という。
【００３４】
図２及び図３に示すように、上記第１関節部２０は鉛直方向である第１軸ＣＴ１を中心に設けられており、中空環状に形成されている第１ケース２３を有している。該第１ケース２３の上方には、不図示のレーザ光を発振するレーザ発振装置が接続された中空形状のレーザ入力管１０が設けられており、該レーザ入力管１０は、接続部１０ａを介して蓋部２２に固着されている。そして、該蓋部２２は、第１ケース２３にねじ４１により固着されている。
【００３５】
一方、第１ケース２３には、外周側に取付板２３ａが設けられており、該取付板２３ａがロボット固定枠７ｄにボルト４２により締結されて、つまりロボット２全体がロボット支持部７に固定支持されている。
【００３６】
該第１ケース２３の中空部分には、図３に詳示するように、第１関節部２０として第１モータ２１が構成されており、ステータ（第１固定子部）としてコア２４、心材２５及びコイル２６と、ロータ（第１回転子部）として永久磁石２７及び磁石取付スリーブ２８とを有している。
【００３７】
該コア２４の外周側は、第１ケース２３の内部外周側に固着されており、該コア２４の内周側に心材２５及びコイル２６が固着されている。また、永久磁石２７の内周側は、該永久磁石２７の外周側と該コイル２６の内周側とが僅かな隙間を有するように配置されて、磁石取付スリーブ２８の外周側に固着されている。該磁石取付スリーブ２８の内周側と第１ケース２３の内部内周側との間には、ボールベアリング（第１ベアリング）２９，３０が設けられており、該ボールベアリング２９，３０の間には、磁石取付スリーブ２８側のリング３１と、第１ケース２３側のリング３２とが介在している。
【００３８】
それらボールベアリング２９，３０及びリング３１，３２は、第１ケース２３の内部外周側の下方端部に螺合するナット３３によって、ボールベアリング３０の下方側より支持されている。また、ボールベアリング２９の上方側には、環状部材３４が支持されており、該環状部材３４は、ねじ４３により上記磁石取付スリーブ２８に締結されて、つまり該磁石取付スリーブ２８が、上下方向に支持されると共に第１ケース２３に対して第１軸ＣＴ１上を回転自在になっている。そして、該磁石取付スリーブ２８の下方側には、ねじ４４により第１アーム１６の鍔部１６ａを介して該第１アーム１６が締結されている。即ち、第１アーム１６は、上記第１モータ２１により第１軸ＣＴ１上をＵ方向又はＵ’方向（時計回り又は反時計回り方向）に回転駆動自在になっていると共に、例えば減速歯車機構などを介さずに磁石取付スリーブ２８に接続されて、つまり該第１モータ２１によりダイレクトドライブの状態となっている。
【００３９】
図２及び図４に示すように、側面視略Ｌ字状の第１アーム１６には、先端側の下方側に第２関節部５０が設けられており、該第２関節部５０は、第１アーム１６の長さに基づく上記第１軸ＣＴ１から矢印Ａで示す距離の位置で、かつ鉛直方向である第２軸ＣＴ２を中心として設けられている。該第２関節部５０は、上記第１関節部２０と同様に、第１アーム１６の先端側に一体的に設けられ、中空環状に形成されている第２ケース１６ｂを有しており、該第２ケース１６ｂの中空部分には、図４に詳示するように、第２関節部５０として第２モータ５１が構成されている。該第２モータ５１は、ステータ（第２固定子部）としてコア５２、心材５３及びコイル５４と、ロータ（第２回転子部）として永久磁石５５及び磁石取付スリーブ５６とを有している。
【００４０】
また、同様に、該コア５２の外周側は、第２ケース１６ｂの内部外周側に固着されており、該コア５２の内周側に心材５３及びコイル５４が固着されている。また、永久磁石５５の内周側は、該永久磁石５５の外周側と該コイル５４の内周側とが僅かな隙間を有するように配置されて、磁石取付スリーブ５６の外周側に固着されている。該磁石取付スリーブ５６の内周側と第２ケース１６ｂの内部内周側との間には、ボールベアリング（第２ベアリング）５７，５８が設けられており、該ボールベアリング５７，５８の間には、磁石取付スリーブ５６側のリング５９と、第２ケース１６ｂ側のリング６０とが介在している。
【００４１】
それらボールベアリング５７，５８及びリング５９，６０は、第２ケース１６ｂの内部外周側の下方端部に螺合するナット６１によって、ボールベアリング５８の下方側より支持されている。また、ボールベアリング５７の上方側には、環状部材６２が支持されており、該環状部材６２は、ねじ６３により上記磁石取付スリーブ５６に締結されて、つまり該磁石取付スリーブ５６が、上下方向に支持されると共に第２ケース１６ｂに対して第２軸ＣＴ２上を回転自在になっている。そして、該磁石取付スリーブ５６の下方側には、ねじ６４により第２アーム１７の鍔部１７ａを介して該第２アーム１７が締結されている。即ち、第２アーム１７は、上記第２モータ５１により第２関節部５０に対して第２軸ＣＴ２上をθ方向又はθ’方向（時計回り又は反時計回り方向）に回転駆動制御自在になっていると共に、例えば減速歯車機構などを介さずに磁石取付スリーブ５６に接続されて、つまり該第２モータ５１によりダイレクトドライブの状態となっている。
【００４２】
なお、上記第２モータ５１のコイル５４までの配線及びその配管は、説明の便宜上図示しないが、例えばロボット支持部７から第１アーム１６の内部、或いは外部に固着された配管を介して配線されており、該ロボット支持部７と第１アーム１６との間においては、配線にスリップリング、配管にロータリジョイントなどの回転自在な接続部を有して構成されている。
【００４３】
図２に示すように、第２アーム１７には、先端部の下方側に上記鉛直駆動部７０が設けられている。該鉛直駆動部７０は、内側にレーザ照射装置９０の一部を内包する形の略々円筒形状の第３ケース７１を有しており、該第３ケース７１の上方側に形成されている鍔部７１ａと、第２アーム１７の先端部の下方側とがねじ８１により締結されている。該第３ケース７１は、第２アーム１７の長さに基づく上記第２軸ＣＴ２から矢印Ｂで示す距離の位置で、かつ鉛直方向である第３軸ＣＴ３を中心として設けられており、即ち該第２アーム１７の長さは、上記矢印Ａで示す距離と上記矢印Ｂで示す距離とが同じになるように構成されている。
【００４４】
上記レーザ照射装置９０は、上記第３ケース７１と同心上、つまり第３軸ＣＴ３上に設けられており、該レーザ照射装置９０の略々全体を覆う円筒形状の第４ケース９１、第５ケース９２、及びノズル９９を有している。該第４ケース９１は、上記第３ケース７１内に設けられている不図示のモータにより上下方向であるＺ−Ｚ’方向に移動駆動自在に設けられており、つまりレーザ照射装置９０全体がＺ−Ｚ’方向に移動駆動される。また、第５ケース９２内にも不図示のモータが設けられており、そのモータによりノズル９９が第４ケース９１に対してＺ−Ｚ’方向に移動駆動自在となっている。それにより、ワーク１００とノズル９９との間を所定の間隔に調整することが可能となっている。
【００４５】
上記第４ケース９１内には、図中破線で示すレンズ９５が設けられており、詳しくは後述するレーザ光を加工ポイント（焦点）Ｐに対して集光する。また、上記第３ケース７１及び第４ケース９１の側面部分には貫通孔が形成されており、該貫通孔の中に不活性ガス用配管８５が設けられている。該不活性ガス用配管８５の一端は、不図示の不活性ガスを出力する不活性ガス出力装置に接続されており、不活性ガス出力装置から不活性ガスが出力されると、該不活性ガス用配管８５を介して第４ケース９１内に供給され、ノズル９９の先端部分の孔から噴出される。
【００４６】
なお、不活性ガス出力装置から不活性ガス用配管８５までの配管は、後述するように第１アーム１６及び第２アーム１７が周回可能なため、それら第１アーム１６及び第２アーム１７が周回しても影響がないような周回可能な接続部を有する配管であったり、それら第１アーム１６及び第２アーム１７の中空形状を配管として用いたものであったりしてもよい。
【００４７】
ついでレーザ伝達経路Ｌ１〜Ｌ７について説明する。図２乃至図４に示すように、レーザ入力管１０内には、不図示のレーザ発振装置からように水平方向の平行光である図中一点鎖線で示すレーザ光Ｌ１が入力される。レーザ入力管１０の接続部１０ａの内部には、鉛直及び水平方向に対して下方向きに４５°の角度をなす平面鏡１１が第１軸ＣＴ１を中心として配置されており、水平方向のレーザ光Ｌ１が該第１軸ＣＴ１を中心とした鉛直方向の図中二点鎖線で示すレーザ光Ｌ２として反射されて後述する平面鏡１２に伝達される。
【００４８】
第１アーム１６の付根側内部には、第１軸ＣＴ１上の下方側において、鉛直及び水平方向に対して上方向きに４５°の角度をなす平面鏡１２が該第１軸ＣＴ１を中心として配置されており、鉛直方向のレーザ光Ｌ２が水平方向の図中一点鎖線で示すレーザ光Ｌ３として反射されて後述する平面鏡１３に伝達される。該平面鏡１２は、第１アーム１６に対して固定されており、第１アーム１６が第１軸ＣＴ１を中心に回転した際に共に回転し、レーザ光Ｌ２は常に平面鏡１３に伝達される。
【００４９】
該第１アーム１６の先端側内部には、鉛直及び水平方向に対して下方向きに４５°の角度をなす平面鏡１３が第２軸ＣＴ２を中心として配置されており、水平方向のレーザ光Ｌ３が該第２軸ＣＴ２を中心とした鉛直方向の図中二点鎖線で示すレーザ光Ｌ４として反射されて後述する平面鏡１４に伝達される。
【００５０】
第２アーム１７の付根側内部には、第２軸ＣＴ２上の下方側において、鉛直及び水平方向に対して上方向きに４５°の角度をなす平面鏡１４が該第２軸ＣＴ２を中心として配置されており、鉛直方向のレーザ光Ｌ４が水平方向の図中一点鎖線で示すレーザ光Ｌ５として反射されて後述する平面鏡１５に伝達される。該平面鏡１４は、第２アーム１７に対して固定されており、第２アーム１７が第２軸ＣＴ２を中心に回転した際に共に回転し、レーザ光Ｌ４は常に平面鏡１５に伝達される。
【００５１】
該第２アーム１７の先端側内部には、鉛直及び水平方向に対して下方向きに４５°の角度をなす平面鏡１５が第３軸ＣＴ３を中心として配置されており、水平方向のレーザ光Ｌ５が該第３軸ＣＴ３を中心とした鉛直方向の図中二点鎖線で示す（第３乃至第５ケース７１，９１，９２内は破線で示す）レーザ光Ｌ６として反射されて上述したレーザ照射装置９０のレンズ９５に伝達される。
【００５２】
上記レーザ照射装置９０のレンズ９５までレーザ光Ｌ６が伝達されると、該レンズ９５により集光された図中破線で示すレーザ光Ｌ７が加工ポイント（焦点）Ｐに照射される。上述したように、該レンズ９５は第４ケース９１内に設けられており、該第４ケース９１、即ちレーザ照射装置９０は、該レンズ９５と共にＺ−Ｚ’方向に移動駆動するが、上記平面鏡１５によってレーザ光Ｌ６が第３軸ＣＴ３を中心とした平行光として伝達されるので、レーザ光Ｌ６は常に該レンズ９５によってレーザ光Ｌ７として集光され、つまりレーザ照射装置９０の摺動に応じて加工ポイントＰがＺ−Ｚ’方向に移動する。なお、レーザ照射装置９０がＺ−Ｚ’方向に移動駆動すると、レーザ光Ｌ６の光路長が僅かに変化するが、該光路長が大幅に変化するものではなく、焦点が大幅に変化するものでないため、加工精度に対する影響はほとんどない。
【００５３】
ついで、レーザ加工機１１の駆動について図１乃至図４に沿って説明する。上述のように、例えばレーザ発振装置からレーザ光が発振されると、レーザ伝達経路Ｌ１〜Ｌ６を介してレーザ光Ｌ７が加工ポイントＰに照射される。この際、第１モータ２１及び第２モータ５１を回転駆動することにより第１アーム２１及び第２アーム５１が第１軸ＣＴ１及び第２軸ＣＴ２においてＵ−Ｕ’方向及びθ−θ’方向にそれぞれ回転され、図１に示すＸ方向及びＹ方向の平面上において、第３軸ＣＴ３上のレーザ照射装置９０が自在に移動される。この際、第１モータ２１及び第２モータ５１は、それぞれ鉛直方向である第１軸ＣＴ１及び第２軸ＣＴ２に対して回転駆動するため、つまり上下方向の駆動を行うことがなく、大きな駆動力を必要としない。
【００５４】
また、レーザ照射装置９０が上述のようにＺ−Ｚ’方向に移動駆動されると、レーザ光Ｌ７が照射される加工ポイントＰがワーク１００に対して立体的に移動駆動され、所望のレーザ加工が可能となる。また、上述のようにノズル９９から不活性ガスが噴出されると共に、該ノズル９９がＺ−Ｚ’方向に移動駆動されることで、加工ポイントＰに対する最適な状態で不活性ガスを当てることが可能となり、例えば切断加工などにおいてワーク１００の切断部分が酸化することを防いで、切断断面を最良な状態にすることが可能となる。
【００５５】
以上のように、本発明の第１の実施の形態に係るレーザ加工機１１によると、ロボット支持部７と第１アーム１６とを鉛直方向である第１軸ＣＴ１に対して回転自在にする第１関節部２０と、第１アーム１６と第２アーム１７とを鉛直方向である第２軸ＣＴ２に対して回転自在にする第２関節部５０とを有しているので、第１関節部２０及び第２関節部５０の回転駆動において、上下方向に関する駆動をなくすことができ、それぞれ第１関節部２０からレーザ照射部９０までの重量、第２関節部５０からレーザ照射部９０までの重量を負担する駆動をなくすことができる。それにより、モータをコンパクト化及び軽量化して高速、高加減速化することができ、高能率化することができるものでありながら、例えば減速歯車機構などをなくすことが可能となり、第１関節部２０及び第２関節部５０を、いわゆるダイレクトドライブモータのように、それぞれ第１モータ２１、第２モータ５１として構成することができる。
【００５６】
また、中空形状である第１及び第２アーム部材１６，１７及び第１及び第２関節部２０，５０の内部を通過し、レーザ発振装置からのレーザ光をレーザ照射装置９０まで伝達するレーザ伝達経路Ｌ１〜Ｌ６を有しているので、特に第１ケース２３からレーザ照射装置９０までのレーザ光の光路長が略々一定で変化しなくなり、レーザ光の焦点距離の変化を防ぐことができ、それにより、ビームが最適になり高能率化、及び例えば切断加工であれば良好な切断面を得ることができる。また、例えばレーザ光反転装置を設けるようなものに比して、構成を簡単なものにすることができる。更に、例えばレーザ伝達経路をアーム部材や関節部の外部に別に設けたものに比して、該レーザ伝達経路用の部材を設けることなく、多関節型ロボット２を軽量化することができる。
【００５７】
更に、第１モータ２１及び第２モータ５１が、例えば減速歯車機構などを設けることなく、ロボット支持部７に対する第１アーム１６の回転駆動、第１アーム１６に対する第２アーム１７の回転駆動を可能にするので、いわゆるバックラッシュをなくすことができ、レーザ加工機１１としての加工精度を向上することができる。
【００５８】
また、第１関節部２０及び第２関節部５０を第１モータ２１及び第２モータ５１として構成することにより、例えば関節部の外部にモータを突出して設けることをなくし、ロボット支持部７に対する第１アーム１６の周回、及び第１アーム１６に対する第２アーム１７の周回を可能とすることができるので、例えばモータの干渉などの問題からアームが周回不能であるものに比して、最短の動きで高能率化することができる。
【００５９】
また、ロボット支持部７は、テーブル６の周囲から上方側に架設された形の支柱７ａ、枠部７ｂ、梁部７ｃ及びロボット固定枠７ｄを有して、付根部となる第１ケース２３をテーブル６の上方側に配置するので、多関節型ロボット２の多関節腕部８が移動駆動する空間を確保することができると共に、多関節型ロボット２を下方向きにすることができる。
【００６０】
また、例えば第１軸ＣＴ１及び第２軸ＣＴ２間の距離（図２中矢印Ａ）と、第２軸ＣＴ２及び第３軸ＣＴ３間の距離（図２中矢印Ｂ）とが異なる距離であると、第１軸ＣＴ１と第３軸ＣＴ３を一致させることができず、つまり第１軸ＣＴ１の真下部分の加工を行うことができないが、第１アーム１６及び第２アーム１７が、第１軸ＣＴ１及び第２軸ＣＴ２間の距離（図２中矢印Ａ）と、第２軸ＣＴ２及び第３軸ＣＴ３間の距離（図２中矢印Ｂ）とが同じになるように構成されるので、第２軸ＣＴ２を介して第１軸ＣＴ１と第３軸ＣＴ３とを一直線上の位置に合わせることを可能とすることができ、つまり第１軸ＣＴ１の中心真下の加工を可能とすることができる。これにより、第３軸ＣＴ３が第１軸ＣＴ１から最も離れる位置となる最大円周上の範囲内の全ての部分を加工範囲とすることができる。
【００６１】
更に、ロボット支持部７が、付根部である第１ケース２３をテーブル６の中心部分の上方側に配置させるので、多関節型ロボット２の加工可能な範囲を最大限利用することができる。
【００６２】
また、第１関節部２０が、ステータ（コア２４，心材２５，コイル２６）及びロータ（永久磁石２７，磁石取付スリーブ２８）の内周側及び外周側を包囲する第１ケース２３と、ロータの内周側と第１ケース２３との間に配置され、該ロータをステータ及び第１ケース２３に対して回転自在に支持するベアリング２９，３０とを有しており、第２関節部５０が、ステータ（コア５２，心材５３，コイル５４）及びロータ（永久磁石５５，磁石取付スリーブ５６）の内周側を包囲する第２ケース１６ｂと、該ロータの内周側と第２ケース１６ｂとの間に配置され、該ロータをステータ及び第２ケース１６ｂに対して回転自在に支持するベアリング５７，５８とを有しているので、第１及び第２関節部２０，５０において回転機構を構成することができ、例えば第１及び第２モータ２１，５１の上方側又は下方側に回転機構を設ける場合に比して、第１軸ＣＴ１及び第２軸ＣＴ２の軸方向に対して第１及び第２関節部２０，５０をコンパクト化することができる。
【００６３】
なお、本実施の形態では、第１及び第２ケース２３，１６ｂの内部において外周側より内周側へステータ、ロータ、ベアリングの順に配置して構成しているが、反対に外周側から内周側へベアリング、ロータ、ステータの順に配置して構成してもよい。
【００６４】
＜第２の実施の形態＞
ついで、本発明に係る第２の実施の形態について図５に沿って説明する。図５は第２の実施の形態に係るレーザ加工機を示す全体斜視図である。なお、以下の第２の実施の形態の説明において、説明の便宜上、第１の実施の形態と同様な部分についての説明は同符号を付して、その説明を省略する。
【００６５】
第２の実施の形態に係るレーザ加工機１２は、図５に示すように、例えば工場の床などに設置される上方視矩形状の設置台１０５と、該設置台１０５上に設けられ、第１の実施の形態において説明したワーク１００よりも大きなワーク（被加工体）２００を位置決め支持し得るテーブル（支持台）１０６と、該テーブル１０６の上方に架設されるロボット支持部（支持手段）１０７とを有する本体１０３を備えている。
【００６６】
該ロボット支持部１０７は、設置台１０５上の例えば四隅及び長手方向の中間部分に設けられた支柱（架設部材）１０７ａと、それら支柱１０７ａに支持されている枠部（架設部材）１０７ｂと、該枠部１０７ｂから２箇所に対してそれぞれ延設された梁部（架設部材）１０７ｃと、該梁部１０７ｃにより支持されている２つのロボット固定枠（架設部材）１０７ｄとを有している。これら支柱１０７ａ、枠部１０７ｂ、梁部１０７ｃ及びロボット固定枠１０７ｄは、それぞれ固着されてテーブル１０６上に架設されており、２つのロボット固定枠１０７ｄは、上方視矩形状のテーブル１０６を略２分割した形の上方側の中心部分に位置決めされていると共に、それら支柱１０７ａ、枠部１０７ｂ、梁部１０７ｃ及びロボット固定枠１０７ｄによって多関節型ロボット２の多関節腕部８が移動駆動する空間を確保している。そして、上記２つのロボット固定枠１０７ｄには、２つの多関節型ロボット２が固着されている。
【００６７】
なお、２つの多関節型ロボット２は、上述した第１の実施の形態と同様なものであるので、その説明を省略する。
【００６８】
以上のように本発明の第２の実施の形態に係るレーザ加工機１２によると、多関節型ロボット２を２つ備えており、ロボット支持部１０７が、テーブル１０６の上方側にそれら多関節ロボット２の付根部である第１ケース２３を支持しているので、例えば１つ（単一）の多関節型ロボット２により加工可能な範囲よりも大きなワーク２００を移動駆動することなく、レーザ加工を行うことができると共に、２つのロボットで加工することにより、加工能率が約２倍に向上することができる。
【００６９】
なお、本第２の実施の形態においては、多関節型ロボット２を２つ備えるレーザ加工機について説明したが、例えば更に大きなワークを加工する場合など、多関節型ロボット２を例えば３つ或いは４つなど、更に多くの多関節型ロボットを備えるレーザ加工機であってもよい。
【００７０】
＜第３の実施の形態＞
ついで、本発明に係る第２の実施の形態について図６及び図７に沿って説明する。図６は第３の実施の形態に係るレーザ加工機を示す全体斜視図、図７は第３の実施の形態に係るレーザ加工機による加工範囲を示す説明図である。なお、以下の第３の実施の形態の説明において、説明の便宜上、第１の実施の形態と同様な部分についての説明は同符号を付して、その説明を省略する。
【００７１】
第３の実施の形態に係るレーザ加工機１３は、図６に示すように、例えば工場の床などに設置される上方視矩形状の設置台２０５と、該設置台２０５上に設けられ、第１の実施の形態において説明したワーク１００よりも大きなワーク（被加工体）２００を位置決め支持し得るテーブル（支持台）２０６と、該テーブル２０６の上方に架設されるロボット支持部（支持手段）２０７とを有する本体２０３を備えている。
【００７２】
該ロボット支持部２０７は、設置台２０５上の例えば四隅及び長手方向の中間部分に設けられた支柱（架設部材）２０７ａと、それら支柱２０７ａに支持されている矩形状の枠部（架設部材）２０７ｂと、該枠部２０７ｂの長手方向部分から内側にそれぞれ延設された梁部（架設部材）２０７ｃと、枠部２０７ｂ及び梁部２０７ｃにより長手方向に支持された２本のロボット支持梁（架設部材）２０７ｄとを有している。これら支柱２０７ａ、枠部２０７ｂ、梁部２０７ｃ及びロボット支持梁２０７ｄは、それぞれ固着されてテーブル２０６上に架設されており、２本のロボット支持梁２０７ｄは、上方視矩形状のテーブル２０６に対して短手方向の中心部分に位置決めされていると共に、それら支柱２０７ａ、枠部２０７ｂ、梁部２０７ｃ及びロボット支持梁２０７ｄによって多関節型ロボット２の多関節腕部８が移動駆動する空間を確保している。
【００７３】
上記２本のロボット支持梁２０７ｄ上には、それぞれガイドレール２１１，２１１が設けられており、多関節型ロボット２の第１ケース２２３は、それら２本のガイドレール２１１，２１１に跨るような大きさの四角形状に形成されて、それらガイドレール２１１，２１１上に移動自在に支持されている。なお、該第１ケース２２３とガイドレール２１１，２１１との間には、例えば不図示のローラなどが設けられており、移動の際の抵抗を小さく、かつ一定になるように構成されている。
【００７４】
また、ロボット支持梁２０７ｄの近傍の梁部２０７ｃ上には、駆動装置（移動駆動手段）２１２が設けられている。該駆動手段２１２は、１つのガイドレール２１１に沿って平行なレール２１２ａと、該レール２１２ａの両端部付近を梁部２０７ｃに固定する固定部２１２ｂ、２１２ｂと、該レール２１２ａ上を移動自在に設けられ、第１ケース２２３に固着されたスライド部材２１２ｃと、該スライド部材２１２ｃを該レール２１２ａに沿って移動駆動するアクチュエータ２１２ｄとを有して構成されている。
【００７５】
一方、第１ケース２２３の上部には、不図示のレーザ発振装置に接続されるレーザ入力管２１０が設けられている。該レーザ入力管２１０は、例えば２つの管状部材が入れ子状になって構成されて伸縮自在である管２１０ｂと、不図示のレーザ照射装置からの配管と該管２１０ｂとを回転自在に接続する第１接続部２１０ａと、該管２１０ｂと第１ケース２２３に固着された蓋部２２とを回転自在に接続する第２接続部２１０ｃとを有して構成されている。
【００７６】
即ち、第３の実施の形態に係るレーザ加工機１３は、駆動装置２１２により多関節型ロボット２がＹ方向に対して移動駆動自在に制御される。すると、図７に示すように、例えば多関節型ロボット２の付根部である第１ケース２２３を位置Ｐ１に移動駆動することで、図中破線で示す加工範囲ａｒ１の部分について加工が可能となり、また、第１ケース２２３を位置Ｐ２に移動駆動することで、図中破線で示す加工範囲ａｒ２の部分について加工が可能となり、更に、第１ケース２２３を位置Ｐ３に移動駆動することで、図中破線で示す加工範囲ａｒ３の部分について加工が可能となる。即ち、ワーク２００上の全ての範囲において加工可能な範囲とすることができる。
【００７７】
なお、移動される多関節型ロボット２は、上述した第１の実施の形態と同様なものであるので、その説明を省略する。
【００７８】
以上のように本発明の第３の実施の形態に係るレーザ加工機１３によると、テーブル２０６の上方側にて水平方向であるＹ方向に配置されたガイドレール２１１により、付根部である第１ケース２２３が水平方向に移動自在に設けられており、該第１ケース２２３をガイドレール２１１上に沿って移動駆動する駆動装置２１２を備えているので、例えばロボット支持部７などに固定された多関節型ロボット２により加工可能な範囲よりも大きなワーク２００を移動駆動することなく、１つの多関節型ロボット２により加工を行うことができる。
【００７９】
なお、以上の第１、第２、及び第３の実施の形態において、ロボット支持部７，１０７，２０７は、それぞれ支柱７ａ，１０７ａ，２０７ａ、枠部７ｂ，１０７ｂ，２０７ｂ、梁部７ｃ，１０７ｃ，２０７ｃ、ロボット固定枠７ｄ，１０７ｄ又はロボット支持梁２０７ｄを有するものについて説明したが、これに限らず、多関節型ロボット２の付根部をテーブル６，１０６，２０６の上方側にて支持するものであれば、どのような形状や構成であってもよい。
【００８０】
また、以上の実施の形態において、多関節型ロボット２は、第１、第２及び第３アーム１６，１７，１９の３つのアームにより構成されるものについて説明したが、これに限らず、例えば上下移動する第３アームに上下方向に回動する第４アームを設けるなど、更に複数のアームを有する多関節型ロボットであってもよい。また、各アームの形状も、第１及び第２アームが鉛直方向の軸を中心に回転自在であれば、どのような形状のものを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係るレーザ加工機を示す外観斜視図。
【図２】多関節型ロボットを示す断面図。
【図３】第１関節部を示す拡大断面図。
【図４】第２関節部を示す拡大断面図。
【図５】第２の実施の形態に係るレーザ加工機を示す全体斜視図。
【図６】第３の実施の形態に係るレーザ加工機を示す全体断面図。
【図７】第３の実施の形態に係るレーザ加工機による加工範囲を示す説明図。
【符号の説明】
１１……レーザ加工機
１２……レーザ加工機
１３……レーザ加工機
２……多関節型ロボット
６……支持台（テーブル）
７……支持手段（ロボット支持部）
７ａ……架設部材（支柱）
７ｂ……架設部材（枠部）
７ｃ……架設部材（梁部）
７ｄ……架設部材（ロボット固定枠）
８……多関節腕部
１６……第１アーム
１６ｂ……第２ケース
１７……第２アーム
２０……第１関節部
２１……第１モータ
２３……付根部、第１ケース
２４……第１固定子部（コア）
２５……第１固定子部（心材）
２６……第１固定子部（コイル）
２７……第１回転子部（永久磁石）
２８……第１回転子部（磁石取付スリーブ）
２９……第１ベアリング
３０……第１ベアリング
５０……第２関節部
５１……第２モータ
５２……第２固定子部（コア）
５３……第２固定子部（心材）
５４……第２固定子部（コイル）
５５……第２回転子部（永久磁石）
５６……第２回転子部（磁石取付スリーブ）
５７……第２ベアリング
５８……第２ベアリング
７０……鉛直方向駆動手段（鉛直駆動部）
９０……先端部、レーザ照射部（レーザ照射装置）
１００……被加工体（ワーク）
１０６……支持台（テーブル）
１０７……支持手段（ロボット支持部）
１０７ａ……架設部材（支柱）
１０７ｂ……架設部材（枠部）
１０７ｃ……架設部材（梁部）
１０７ｄ……架設部材（ロボット固定枠）
２００……被加工体（ワーク）
２０６……支持台（テーブル）
２０７……支持手段（ロボット支持部）
２０７ａ……架設部材（支柱）
２０７ｂ……架設部材（枠部）
２０７ｃ……架設部材（梁部）
２０７ｄ……架設部材（ロボット支持梁）
２１１……ガイドレール
２１２……移動駆動手段（駆動装置）
２２３……付根部、第１ケース
ＣＴ１……第１軸
ＣＴ２……第２軸
ＣＴ３……第３軸
Ｌ１……レーザ伝達経路（レーザ光）
Ｌ２……レーザ伝達経路（レーザ光）
Ｌ３……レーザ伝達経路（レーザ光）
Ｌ４……レーザ伝達経路（レーザ光）
Ｌ５……レーザ伝達経路（レーザ光）
Ｌ６……レーザ伝達経路（レーザ光）
Ｌ７……（照射される）レーザ光
【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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【図７】
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