(57)【要約】【課題】主軸方向に搬送される被搬送物の軌跡の正確性を向上させる搬送装置を提供する。【解決手段】副軸方向に延在し、レーザ加工ヘッド２を副軸方向に移動可能に保持する副軸フレーム３と、副軸方向と交差する主軸方向に延在し、副軸フレーム３を主軸方向に移動可能に保持する一対の主軸フレーム４ａ、４ｂと、を備え、レーザ加工ヘッド２を主軸方向及び副軸方向に搬送する搬送装置１であって、副軸フレーム３に副軸方向に移動可能に保持され、レーザ加工ヘッド２とは副軸フレーム３の副軸方向における中心線ＣＣを挟んで反対側且つ副軸フレーム３の主軸方向における反対側の位置においてレーザ加工ヘッド２の副軸方向の移動に対して反対方向に移動するカウンタウエイト６を備えた。【選択図】図１
2013086921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
副軸方向に延在し、被搬送物を副軸方向に移動可能に保持する副軸フレームと、
副軸方向と交差する主軸方向に延在し、前記副軸フレームを主軸方向に移動可能に保持する主軸フレームと、を備え、
前記被搬送物を主軸方向及び副軸方向に搬送する搬送装置であって、
前記副軸フレームに副軸方向に移動可能に保持され、前記被搬送物とは前記副軸フレームの副軸方向における中心線を挟んで反対側且つ前記副軸フレームの主軸方向における反対側の位置において前記被搬送物の副軸方向の移動に対して反対方向に移動するカウンタウエイトを備えたことを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
前記カウンタウエイトの、重量及び前記副軸フレームの副軸方向の位置は、前記被搬送物の、重量及び前記副軸フレームの副軸方向の位置との関係により前記副軸フレームが主軸方向に移動する際に前記副軸フレームの副軸方向両端部における慣性重量の差が減少するように設定されたことを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】
前記副軸フレーム上を循環し、前記被搬送物及び前記カウンタウエイトが固定される無端ベルトを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送装置に関する。詳しくは、被搬送物を主軸方向及び副軸方向に搬送する搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被搬送物を主軸方向及び副軸方向に搬送する搬送装置として特許文献１に開示された技術がある。
特許文献１に開示された技術は、ヘッド（被搬送物）を載置した副軸ユニットの両端を左右の主軸ベース部に沿って、独立して駆動される２本のベルトにより駆動する。その際、これら２本のベルトの両端のベルト駆動プーリのそれぞれを主軸駆動サーボモータにより駆動すると共に、左右の主軸ベース部に取り付けたリニアエンコーダにより副軸ユニットの両端の位置と速度を検出して、リニアエンコーダとサーボモータとがフルクローズループにより制御されるように配置し、２本のベルトを同期駆動させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２０２４８８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、特許文献１に開示された技術では、ヘッド（被搬送物）が副軸ユニットのどちらか一方の副軸方向端部近くに偏った位置にある状態で、副軸ユニットが左右の主軸ベース部上を主軸方向に移動すると、副軸ユニットの副軸方向両端部における慣性重量に差が生じる。これにより、主軸方向に移動する副軸ユニットにモーメントが生じて副軸ユニットが振動したり捩れたりする。そうすると、ヘッドの軌跡が不安定となり、例えば、ヘッドとしてヘッドの軌跡に正確性を必要とするレーザ加工装置を装着したヘッド等を採用していると、レーザ加工の加工精度が低下するという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、主軸方向に搬送される被搬送物の軌跡の正確性を向上させる搬送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）  副軸方向に延在し、被搬送物（例えば、後述のレーザ加工ヘッド２）を副軸方向に移動可能に保持する副軸フレーム（例えば、後述の副軸フレーム３）と、副軸方向と直交する主軸方向に延在し、前記副軸フレームを主軸方向に移動可能に保持する一対の主軸フレーム（例えば、後述の主軸フレーム４ａ、４ｂ）と、を備え、前記被搬送物を主軸方向及び副軸方向に搬送する搬送装置であって、前記副軸フレームに副軸方向に移動可能に保持され、前記被搬送物とは前記副軸フレームの副軸方向における中心線を挟んで反対側且つ前記副軸フレームの主軸方向における反対側の位置において前記被搬送物の副軸方向の移動に対して反対方向に移動するカウンタウエイト（例えば、後述のカウンタウエイト６、６ａ、６ｂ）を備えたことを特徴とする搬送装置（例えば、後述の搬送装置１、１ａ、１ｂ、１ｃ）。
【０００７】
（１）の発明によれば、副軸フレームに副軸方向に移動可能に保持され、被搬送物とは副軸フレームの副軸方向における中心線を挟んで反対側且つ副軸フレームの主軸方向における反対側の位置において被搬送物の副軸方向の移動に対して反対方向に移動するカウンタウエイトを設ける。これによって、被搬送物が副軸フレームのどちらか一方の副軸方向端部近くに偏った位置にある状態で副軸フレームが一対の主軸フレーム上を主軸方向に移動するとき、副軸フレームの副軸方向両端部における慣性重量の差を小さくできる。これにより、主軸方向に移動する副軸フレームのモーメントを小さくでき、副軸フレームが振動したり捩れたりすることを抑制でき、被搬送物の軌跡が安定する。したがって、主軸方向に搬送される被搬送物の軌跡の正確性を向上させることができる。そのため、例えば、被搬送物として被搬送物の軌跡に正確性を必要とするレーザ加工装置等を装着している場合には、レーザ加工の加工精度を向上させることができる。
特に、加工加速度を高加速化する場合には、副軸フレームの副軸方向両端部に印加される慣性力が大きくなるが、副軸フレームの副軸方向両端部における慣性重量の差を小さくでき、主軸方向に移動する副軸フレームのモーメントを小さくできるので、加工精度を向上させる点で有利である。
本発明において、被搬送物とカウンタウエイトとを副軸フレームの副軸方向における中心線を挟んで反対側に位置するとしているが、上記副軸方向における中心線とは、副軸フレームの副軸方向の長さの中心線ではなく、副軸フレームの副軸方向の重量の中心線（換言すれば重心）を意味する。副軸フレームの副軸方向の重量の中心線（換言すれば重心）が、副軸フレームの副軸方向の長さの中心線に一致していてもよいことは言うまでもない。
【０００８】
（２）  前記カウンタウエイトの、重量及び前記副軸フレームの副軸方向の位置は、前記被搬送物の、重量及び前記副軸フレームの副軸方向の位置との関係により前記副軸フレームが主軸方向に移動する際に前記副軸フレームの副軸方向両端部における慣性重量の差が減少するように設定されたことを特徴とする（１）に記載の搬送装置。
【０００９】
（２）の発明によれば、被搬送物が副軸フレームのどちらか一方の副軸方向端部近くに偏った位置にある状態で副軸フレームが一対の主軸フレーム上を主軸方向に移動するとき、副軸フレームの副軸方向両端部における慣性重量の差を減少させることができる。これにより、主軸方向に移動する副軸フレームのモーメントを減少させることができ、副軸フレームが振動したり捩れたりすることを効果的に抑制でき、被搬送物の軌跡が更に安定する。したがって、主軸方向に搬送される被搬送物の軌跡の正確性を更に向上させることができる。また、加工加速度を高加速化する場合には、副軸フレームの副軸方向両端部に印加される慣性力が大きくなるため、特に効果的に主軸方向に搬送される被搬送物の軌跡の正確性を向上させることができる。
【００１０】
（３）  前記副軸フレーム上を循環し、前記被搬送物及び前記カウンタウエイトが固定される無端ベルト（例えば、後述の無端ベルト５、８）を備えたことを特徴とする（１）又は（２）に記載の搬送装置。
【００１１】
（３）の発明によれば、簡単な構成で、副軸フレームに副軸方向に移動可能に保持され、被搬送物とは副軸フレームの副軸方向における中心線を挟んで反対側に位置するように被搬送物の副軸方向の移動に対して反対方向に移動するカウンタウエイトを設けることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、主軸方向に搬送される被搬送物の軌跡の正確性を向上させる搬送装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る搬送装置の概略構成を示す上面模式図である。
【図２】第１の実施形態に係る搬送装置の動作を示す上面模式図である。
【図３】搬送装置の課題を示す模式図である。
【図４】第１の実施形態に係る搬送装置の効果を示す模式図である。
【図５】第２の実施形態に係る搬送装置の概略構成を示す上面模式図である。
【図６】第３の実施形態に係る搬送装置の概略構成を示す上面模式図である。
【図７】第４の実施形態に係る搬送装置の概略構成を示し、（ａ）は上面模式図であり、（ｂ）は（ａ）のＤＤ断面図である。
【図８】本発明の変形例に係る搬送装置の副軸フレーム部分のモデルを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る搬送装置１の概略構成を示す上面模式図である。
図１において、搬送装置１は、被搬送物としてのレーザ加工ヘッド２をＸＹ方向、すなわちＸ方向である副軸方向及びＹ方向である主軸方向に搬送するものである。
レーザ加工ヘッド２は、レーザ加工装置を搭載したヘッドであり、図示しない制御装置からの制御信号によって副軸方向及び主軸方向に平面上を移動し、鉄板等から所定の形状を切り取るように鉄板等にレーザを照射し加工を行う。
【００１６】
搬送装置１は、レーザ加工ヘッド２及びカウンタウエイト６をそれぞれ副軸方向に移動可能に保持する副軸フレーム３と、副軸フレーム３を主軸方向に移動可能に保持する一対の主軸フレーム４ａ、４ｂと、副軸フレーム３及び一対の主軸フレーム４ａ、４ｂの側面に掛け回された無端ベルト５と、無端ベルト５を駆動するサーボモータＭ１、Ｍ２と、を備える。レーザ加工ヘッド２及びカウンタウエイト６は、それぞれ無端ベルト５に固定され、無端ベルト５の移動と共に移動する。
【００１７】
副軸フレーム３は、副軸方向に延在した断面略矩形の棒状部材であってよい。
一対の主軸フレーム４ａ、４ｂは、副軸フレーム３の副軸方向両端部３３ａ、３３ｂにおいて副軸方向と交差する主軸方向に延在した基部であり、副軸フレーム３を主軸方向に移動可能に保持する。一対の主軸フレーム４ａ、４ｂは、主軸方向に延在した断面略矩形の一対の棒状部材であってよく、副軸フレーム３を主軸方向に移動可能に保持するために、各主軸フレーム４ａ、４ｂの内側側面４１ａ、４１ｂに主軸方向に直線的に溝が形成され、その溝に副軸フレーム３の副軸方向両端部３３ａ、３３ｂに設けた突起部を遊嵌させてガイドする構成であってよい。副軸フレーム３は、一対の主軸フレーム４ａ、４ｂに対して、副軸フレーム３の副軸方向両端部３３ａ、３３ｂの位置が一対の主軸フレーム４ａ、４ｂの主軸方向に常に一致するように構成されている。
無端ベルト５は、副軸フレーム３のレーザ加工ヘッド２が配置される一方の側面３１及びカウンタウエイト６が配置される他方の側面３２、並びに、副軸フレーム３の副軸方向両端部３３ａ、３３ｂに配置された一対の主軸フレーム４ａ、４ｂの内側側面４１ａ、４１ｂ（前方内側側面４６ａ、４６ｂ及び後方内側側面４７ａ、４７ｂ）及び外側側面４２ａ、４２ｂに近接させて、Ｈ字形状に掛け回されている。
副軸フレーム３の一方の側面３１に保持されたレーザ加工ヘッド２は、無端ベルト５によって一方の側面３１に沿って副軸方向に移動可能であり、更に、副軸フレーム３の他方の側面３２に保持されたカウンタウエイト６は、無端ベルト５によって他方の側面３２に沿って副軸方向に移動可能である。これにより、レーザ加工ヘッド２とカウンタウエイト６とは、互いに副軸フレーム３の主軸方向における反対側に位置する。
サーボモータＭ１、Ｍ２は、一対の主軸フレーム４ａ、４ｂの主軸方向端部に配置され、無端ベルト５を駆動する。サーボモータＭ１、Ｍ２が配置された一対の主軸フレーム４ａ、４ｂの主軸方向端部とは反対側の主軸方向端部には、プーリ７ａ、７ｂが配置され、プーリ７ａ、７ｂもサーボモータＭ１、Ｍ２で駆動されることにより無端ベルト５の移動をスムーズにしている。
【００１８】
レーザ加工ヘッド２及びカウンタウエイト６は、このように配置されることによって、カウンタウエイト６がレーザ加工ヘッド２とは副軸フレーム３の副軸方向における中心線ＣＣを挟んで反対側且つ副軸フレーム３の主軸方向における反対側に位置し、且つレーザ加工ヘッド２の副軸方向の移動に対して反対方向に移動するように無端ベルト５に固定される。
ここで、レーザ加工ヘッド２とカウンタウエイト６とを副軸フレーム３の副軸方向における中心線ＣＣを挟んで反対側に配置するとしているが、前述の通り、副軸方向における中心線ＣＣは、副軸フレーム３の副軸方向の長さの中心線ではなく、副軸フレーム３の副軸方向の重量の中心線（換言すれば重心）を意味する。副軸方向における中心線ＣＣは、副軸フレーム３の副軸方向の長さ（副軸フレーム３の副軸方向両端部３３ａ、３３ｂからの距離）の中心線に一致していることが好ましい。
カウンタウエイト６の、「重量」及び「副軸フレーム３の副軸方向の位置」は、レーザ加工ヘッド２の、「重量」及び「副軸フレーム３の副軸方向の位置」との関係により副軸フレーム３が主軸方向に移動する際に副軸フレーム３の副軸方向両端部３３ａ、３３ｂにおける慣性重量に差が生じないように設定されていることが好ましい。これには、レーザ加工ヘッド２及びカウンタウエイト６を等しい重量とし、レーザ加工ヘッド２及びカウンタウエイト６の無端ベルト５上における固定位置を、レーザ加工ヘッド２とカウンタウエイト６とが副軸フレーム３の副軸方向における中心線ＣＣを挟んで副軸方向における中心線ＣＣから等距離であって反対側に位置するように設定することが好ましい。
本実施形態では、搬送装置１が副軸方向における中心線ＣＣを基準に線対称構造であるので、レーザ加工ヘッド２及びカウンタウエイト６の無端ベルト５上における固定位置は、無端ベルト５の全長を半分に分ける位置となる。なお、一対の主軸フレーム４ａ、４ｂのどちらか一方に無端ベルト５の緩みを防ぐためのベルトテンショナ等が設けられる等、搬送装置１が副軸方向における中心線ＣＣを基準に線対称構造ではない場合には、無端ベルト５が副軸方向における中心線ＣＣを挟んで異なる長さとなる場合には、レーザ加工ヘッド２及びカウンタウエイト６の無端ベルト５上における固定位置は、無端ベルト５の全長を半分に分ける位置にならない。
【００１９】
次に図２を参照して搬送装置１の動作を説明する。
図２は、本実施形態に係る搬送装置１の動作を示す上面模式図であり、ａは、レーザ加工ヘッド２が副軸方向である副軸フレーム３の図示右側へ移動する様子を示し、ｂは、レーザ加工ヘッド２が副軸方向である副軸フレーム３の図示左側へ移動する様子を示し、ｃは、副軸フレーム３が主軸方向の移動である前進する（図示上側に移動する）様子を示し、ｄは、副軸フレーム３が主軸方向の移動である後退する（図示下側に移動する）様子を示す。
搬送装置１は、２つのサーボモータＭ１、Ｍ２の回転を組み合わせて制御することにより、上記ａ乃至ｄの移動を自由に行うことができる。
【００２０】
ａは、レーザ加工ヘッド２を副軸方向である副軸フレーム３の図示右側へ移動する様子を示している。レーザ加工ヘッド２を副軸方向である副軸フレーム３の右側へ移動させるためには、２つのサーボモータＭ１、Ｍ２を同じ速度で反時計回りに回転させる。これにより、無端ベルト５が反時計回りに回転し、レーザ加工ヘッド２が副軸フレーム３の一方の側面３１において副軸方向である副軸フレーム３の右側へ移動し、同時に、カウンタウエイト６が副軸フレーム３の他の側面３２において副軸方向である副軸フレーム３の左側へ移動する。
このとき、２つのサーボモータＭ１、Ｍ２を同じ速度で反時計回りに回転させるので、外側側面４２ｂから前方内側側面４６ｂへの無端ベルト５の供給速度と前方内側側面４６ａから外側側面４２ａへの無端ベルト５の排出速度とが等しく（同様に、外側側面４２ａから後方内側側面４７ａへの無端ベルト５の供給速度と後方内側側面４７ｂから外側側面４２ｂへの無端ベルト５の排出速度とが等しく）、副軸フレーム３は一対の主軸フレーム４ａ、４ｂに対して移動しない。すなわち、レーザ加工ヘッド２は、主軸方向に移動しない。
【００２１】
ｂは、レーザ加工ヘッド２を副軸方向である副軸フレーム３の図示左側へ移動する様子を示している。レーザ加工ヘッド２を副軸方向である副軸フレーム３の左側へ移動させるためには、２つのサーボモータＭ１、Ｍ２を同じ速度で時計回りに回転させる。これにより、無端ベルト５が時計回りに回転し、レーザ加工ヘッド２が副軸フレーム３の一方の側面３１において副軸方向である副軸フレーム３の左側へ移動し、同時に、カウンタウエイト６が副軸フレーム３の他の側面３２において副軸方向である副軸フレーム３の右側へ移動する。
このとき、２つのサーボモータＭ１、Ｍ２を同じ速度で時計回りに回転させるので、外側側面４２ａから前方内側側面４６ａへの無端ベルト５の供給速度と前方内側側面４６ｂから外側側面４２ｂへの無端ベルト５の排出速度とが等しく（同様に、外側側面４２ｂから後方内側側面４７ｂへの無端ベルト５の供給速度と後方内側側面４７ａから外側側面４２ａへの無端ベルト５の排出速度とが等しく）、副軸フレーム３は一対の主軸フレーム４ａ、４ｂに対して移動しない。すなわち、レーザ加工ヘッド２は、主軸方向に移動しない。
【００２２】
ｃは、副軸フレーム３が主軸方向の移動である前進する（図示上側に移動する）様子を示している。副軸フレーム３を主軸方向に前進させるためには、左側のサーボモータＭ１を所定の速度で反時計回りに回転させ右側のサーボモータＭ２を同じ所定の速度で時計回りに回転させる。これにより、無端ベルト５が所定の速度で外側側面４２ａ、４２ｂから後方内側側面４７ａ、４７ｂにそれぞれ供給され、無端ベルト５が同じ速度で前方内側側面４６ａ、４６ｂから外側側面４２ａ、４２ｂへそれぞれ排出されるため、副軸フレーム３は主軸方向に前進する（上側に移動する）。
このとき、外側側面４２ａから後方内側側面４７ａへの無端ベルト５の供給速度と外側側面４２ｂから後方内側側面４７ｂへの無端ベルト５の供給速度とが等しく（同様に、前方内側側面４６ａから外側側面４２ａへの無端ベルト５の排出速度と前方内側側面４６ｂから外側側面４２ｂへの無端ベルト５の排出速度とが等しく）、レーザ加工ヘッド２及びカウンタウエイト６は、副軸フレーム３に対して副軸方向に移動しない。
【００２３】
ｄは、副軸フレーム３が主軸方向の移動である後退する（図示下側に移動する）様子を示している。副軸フレーム３を主軸方向に後退させるためには、左側のサーボモータＭ１を所定の速度で時計回りに回転させ右側のサーボモータＭ２を同じ所定の速度で反時計回りに回転させる。これにより、無端ベルト５が所定の速度で外側側面４２ａ、４２ｂから前方内側側面４６ａ、４６ｂにそれぞれ供給され、無端ベルト５が同じ速度で後方内側側面４７ａ、４７ｂから外側側面４２ａ、４２ｂへそれぞれ排出されるため、副軸フレーム３は主軸方向に後退する（下側に移動する）。
このとき、外側側面４２ａから前方内側側面４６ａへの無端ベルト５の供給速度と外側側面４２ｂから前方内側側面４６ｂへの無端ベルト５の供給速度とが等しく（同様に、後方内側側面４７ａから外側側面４２ａへの無端ベルト５の排出速度と後方内側側面４７ｂから外側側面４２ｂへの無端ベルト５の排出速度とが等しく）、レーザ加工ヘッド２及びカウンタウエイト６は、副軸フレーム３に対して副軸方向に移動しない。
【００２４】
本実施形態に係る搬送装置１は、上記のａ乃至ｄを単独で行うだけでなく、ａ及びｃを同時に行い、レーザ加工ヘッド２を副軸方向である副軸フレーム３の右側へ移動すると共に主軸方向に前進する（上側に移動する）、或いは、ａ及びｄを同時に行い、レーザ加工ヘッド２を副軸方向である副軸フレーム３の右側へ移動すると共に主軸方向に後退する（下側に移動する）、或いは、ｂ及びｃを同時に行い、レーザ加工ヘッド２を副軸方向である副軸フレーム３の左側へ移動すると共に主軸方向に前進する（上側に移動する）、或いは、ｂ及びｄを同時に行い、レーザ加工ヘッド２を副軸方向である副軸フレーム３の左側へ移動すると共に主軸方向に後退する（下側に移動する）ことが可能である。
例えば、ａ及びｃを同時に行い、レーザ加工ヘッド２を副軸方向である副軸フレーム３の右側へ移動すると共に主軸方向に前進する（上側に移動する）ためには、ａのための作動条件である「サーボモータＭ１、Ｍ２を同じ速度で反時計回りに回転させる」、すなわち「サーボモータＭ１速度＝ｓ、サーボモータＭ２速度＝ｓ（反時計回り方向を＋方向）」と、ｃのための作動条件である「サーボモータＭ１を所定の速度で反時計回りに回転させサーボモータＭ２を同じ所定の速度で時計回りに回転させる」、すなわち「サーボモータＭ１速度＝ｔ、サーボモータＭ２速度＝−ｔ（反時計回り方向を＋方向）」と、をベクトル的に足し合わせればよい。すなわち、搬送装置１を「サーボモータＭ１速度＝ｓ＋ｔ、サーボモータＭ２速度＝ｓ−ｔ（反時計回り方向を＋方向）」との作動条件で所定時間操作すればよい。
他の場合も、同様に、ベクトル的に足し合わせた作動条件で操作すればよい。
【００２５】
以上説明した搬送装置１にあっては、以下の効果を奏する。
まず、図３に示すように、対比のためカウンタウエイトを持たない搬送装置１００について説明する。搬送装置１００においては、レーザ加工ヘッド２が副軸フレーム３の左側の副軸方向端部３３ａ近くに偏った位置にある状態で、副軸フレーム３が一対の主軸フレーム４ａ、４ｂ上を主軸方向に移動すると、副軸フレーム３の副軸方向両端部３３ａ、３３ｂにおける図示矢印のように左側の慣性重量が重く、逆に右側の慣性重量が軽くなり、副軸方向両端部３３ａ、３３ｂ間における慣性重量に差が生じる。これにより、主軸方向に移動する副軸フレーム３にモーメントが生じて副軸フレーム３が振動したり捩れたりすることによって、レーザ加工ヘッド２の軌跡がぶれて不安定になり、加工精度が低下する。
図４は、本実施形態に係る搬送装置１の効果を示す図である。搬送装置１００に対して搬送装置１においては、副軸フレーム３に副軸方向に移動可能に保持され、レーザ加工ヘッド２とは副軸フレーム３の副軸方向における中心線ＣＣを挟んで反対側且つ副軸フレーム３の主軸方向における反対側の位置においてレーザ加工ヘッド２の副軸方向の移動に対して反対方向に移動するカウンタウエイト６を備えているので、レーザ加工ヘッド２が副軸フレーム３の副軸方向両端部３３ａ、３３ｂのどちらか一方の近くに偏った位置にある状態で副軸フレーム３が一対の主軸フレーム４ａ、４ｂ上を主軸方向に移動するとき、副軸フレーム３の副軸方向両端部３３ａ、３３ｂにおける図示矢印のように慣性重量の差をなくすことができる。これにより、主軸方向に移動中の副軸フレーム３のモーメントをなくすことができ、副軸フレーム３が振動したり捩れたりすることが抑制できる。このため、レーザ加工ヘッド２の軌跡をぶれずに安定させることができ、主軸方向に搬送されるレーザ加工ヘッド２の軌跡の正確性を向上させることができる。これによって、レーザ加工ヘッド２によるレーザ加工の加工精度を向上させることができる。
特に、加工加速度を高加速化する場合には、副軸フレーム３の副軸方向両端部３３ａ、３３ｂに印加される慣性力が大きくなるが、副軸フレーム３の副軸方向両端部３３ａ、３３ｂにおける慣性重量の差を小さくでき、主軸方向に移動する副軸フレーム３のモーメントをなくすことができるので、加工精度を向上させる点で有利である。
【００２６】
本実施形態では、カウンタウエイト６の、「重量」及び「副軸フレーム３の副軸方向の位置」は、レーザ加工ヘッド２の、「重量」及び「副軸フレーム３の副軸方向の位置」との関係により副軸フレーム３が主軸方向に移動する際に副軸フレーム３の副軸方向両端部における慣性重量に差が生じないように設定されている。
つまり、本実施形態では、レーザ加工ヘッド２及びカウンタウエイト６は等しい重量であり、レーザ加工ヘッド２及びカウンタウエイト６の無端ベルト５上での固定位置は、レーザ加工ヘッド２とカウンタウエイト６とが副軸フレーム３の副軸方向における中心線ＣＣを挟んで副軸方向における中心線ＣＣから等距離であって反対側に位置するような位置である。
本実施形態によると、副軸フレーム３が一対の主軸フレーム４ａ、４ｂ上を主軸方向に移動するとき、副軸フレーム３の副軸方向両端部３３ａ、３３ｂにおける慣性重量の差をなくすことができる。これにより、主軸方向に移動する副軸フレーム３のモーメントをなくすことができ、副軸フレーム３が振動したり捩れたりすることをより効果的に抑制でき、レーザ加工ヘッド２の軌跡が更に安定する。したがって、主軸方向に搬送されるレーザ加工ヘッド２の軌跡の正確性を更に向上させることができる。また、加工加速度を高加速化する場合には、副軸フレーム３の副軸方向両端部３３ａ、３３ｂに印加される慣性力が大きくなるため、特により効果的に主軸方向に搬送されるレーザ加工ヘッド２の軌跡の正確性を向上させることができる。
【００２７】
本実施形態では、上述の通り、副軸フレーム３上を循環し、レーザ加工ヘッド２及びカウンタウエイト６が固定される無端ベルト５を備えているので、簡単な構成で、副軸フレーム３に副軸方向に移動可能に保持され、レーザ加工ヘッド２とは副軸フレーム３の副軸方向における中心線ＣＣを挟んで反対側に位置するようにレーザ加工ヘッド２の副軸方向の移動に対して反対方向に移動するカウンタウエイト６を設けることができる。
【００２８】
（第２の実施形態）
次に第２の実施形態を説明する。本実施形態では、上記第１の実施形態で説明した事項については説明を省略し、その特徴部分を説明する。
図５は、第２の実施形態に係る搬送装置の概略構成を示す上面模式図である。
図５に示す搬送装置１ａは、副軸フレーム３の側面及び一対の主軸フレーム４ａ、４ｂの側面にそれぞれ掛け回された３つの無端ベルト８、９、１０を備える。
【００２９】
無端ベルト８は、副軸フレーム３の一方の側面３１及び他方の側面３２に掛け回されている。無端ベルト８には、レーザ加工ヘッド２及びカウンタウエイト６が固定され、無端ベルト８の移動と共に移動する。
副軸フレーム３は、レーザ加工ヘッド２を副軸フレーム３の一方の側面３１に保持し、無端ベルト８によって一方の側面３１に沿って副軸方向に移動可能とし、カウンタウエイト６を副軸フレーム３の他方の側面３２に保持し、無端ベルト８によって他方の側面３２に沿って副軸方向に移動可能とする。
無端ベルト９は、主軸フレーム４ａの内側側面４１ａ及び外側側面４２ａに掛け回されている。無端ベルト１０は、主軸フレーム４ｂの内側側面４１ｂ及び外側側面４２ｂに掛け回されている。そして、副軸フレーム３が両無端ベルト９、１０に接続されており、両無端ベルト９、１０を回転することで、副軸フレーム３を主軸方向に移動させることができる。
サーボモータＭ３、Ｍ４は、副軸フレーム３の副軸方向両端部３３ａ、３３ｂにそれぞれ配置され、無端ベルト８を駆動する。同じ重量のサーボモータＭ３、Ｍ４を副軸フレーム３の副軸方向両端部３３ａ、３３ｂにそれぞれ設けることで、副軸フレーム３の副軸方向両端部３３ａ、３３ｂの重量に差が生じないようにしている。
サーボモータＭ５、Ｍ６は、一対の主軸フレーム４ａ、４ｂそれぞれの主軸方向端部に配置され、無端ベルト９、１０をそれぞれ駆動する。サーボモータＭ５、Ｍ６が配置された一対の主軸フレーム４ａ、４ｂそれぞれの主軸方向端部とは反対側の主軸方向端部には、プーリ７ａ、７ｂが配置され、プーリ７ａ、７ｂもサーボモータＭ５、Ｍ６で駆動することにより無端ベルト９、１０の移動をスムーズにさせている。
【００３０】
レーザ加工ヘッド２及びカウンタウエイト６をこのように配置することによって、カウンタウエイト６は、レーザ加工ヘッド２と副軸フレーム３の副軸方向における中心線ＣＣを挟んで反対側且つ副軸フレーム３の主軸方向における反対側に位置し、且つレーザ加工ヘッド２の副軸方向の移動に対して反対方向に移動する。
カウンタウエイト６の、「重量」及び「副軸フレーム３の副軸方向の位置」は、レーザ加工ヘッド２の、「重量」及び「副軸フレーム３の副軸方向の位置」との関係により副軸フレーム３が主軸方向に移動する際に副軸フレーム３の副軸方向両端部３３ａ、３３ｂにおける慣性重量に差が生じないように設定されていることが好ましい。特に、レーザ加工ヘッド２及びカウンタウエイト６を等しい重量とし、レーザ加工ヘッド２及びカウンタウエイト６の無端ベルト８上における固定位置を、レーザ加工ヘッド２とカウンタウエイト６とが副軸フレーム３の副軸方向における中心線ＣＣを挟んで副軸方向における中心線ＣＣから等距離反対側に位置するように設定することが好ましい。
【００３１】
本実施形態に係る搬送装置１ａでは、サーボモータＭ３、Ｍ４を、同じ速度で同じ時計回り或いは反時計回りに駆動することにより無端ベルト８を回転させ、レーザ加工ヘッド２を副軸方向である副軸フレーム３の右側へ移動させたり、副軸フレーム３の左側へ移動させたりすることができる。その際、カウンタウエイト６は、レーザ加工ヘッド２とは反対方向の副軸方向に移動する。
また、両サーボモータＭ５、Ｍ６を、同じ速度でサーボモータＭ５、Ｍ６の一方を時計回り他方を反時計回りに駆動することで、両無端ベルト９、１０を相対的に反対方向に回転させ、副軸フレーム３を主軸方向の移動である前進又は後退させることができる。ここで、両無端ベルト９、１０の速度に差が生じないよう、両無端ベルト９、１０の速度をリニアエンコーダ等で監視し、両無端ベルト９、１０の速度を一致させるとよい。
本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様な効果を奏することができる。
【００３２】
（第３の実施形態）
次に第３の実施形態を説明する。本実施形態では、上記第１、第２の実施形態で説明した事項については説明を省略し、その特徴部分を説明する。
図６は、第３の実施形態に係る搬送装置の概略構成を示す上面模式図である。
図６に示す搬送装置１ｂは、副軸フレーム３の側面及び一対の主軸フレーム４ａ、４ｂのうち一方の主軸フレーム４ａの側面にそれぞれ掛け回された２つの無端ベルト８、９を備える。上記第２の実施形態とは異なり、主軸フレーム４ｂの側面には無端ベルトは掛け回されていない。
【００３３】
無端ベルト８は、副軸フレーム３の一方の側面３１及び他方の側面３２に掛け回されている。無端ベルト８には、レーザ加工ヘッド２及びカウンタウエイト６が固定され、無端ベルト８の移動と共に移動する。
副軸フレーム３は、レーザ加工ヘッド２を副軸フレーム３の一方の側面３１に保持し、無端ベルト８によって一方の側面３１に沿って副軸方向に移動可能とし、カウンタウエイト６を副軸フレーム３の他方の側面３２に保持し、無端ベルト８によって他方の側面３２に沿って副軸方向に移動可能とする。
無端ベルト９は、主軸フレーム４ａの内側側面４１ａ及び外側側面４２ａに掛け回されている。そして、副軸フレーム３が内側側面４１ａにおいて無端ベルト９に接続されており、無端ベルト９を回転することで、副軸フレーム３を主軸方向に移動させることができる。一方、副軸フレーム３は、主軸フレーム４ｂに対して主軸方向に移動可能に保持されており、主軸フレーム４ａの無端ベルト９を回転するだけで、副軸フレーム３を、主軸フレーム４ａ、４ｂ間で副軸方向に平行な状態を維持しつつ主軸方向に移動できる。
サーボモータＭ７、Ｍ８は、副軸フレーム３の副軸方向両端部３３ａ、３３ｂにそれぞれ配置され、無端ベルト８を駆動する。同じ重量のサーボモータＭ７、Ｍ８を副軸フレーム３の副軸方向両端部３３ａ、３３ｂにそれぞれ設けることで、副軸フレーム３の副軸方向両端部３３ａ、３３ｂの重量に差が生じないようにしている。
サーボモータＭ９は、主軸フレーム４ａの主軸方向端部に配置され、無端ベルト９を駆動する。サーボモータＭ９が配置された主軸フレーム４ａの主軸方向端部とは反対側の主軸方向端部には、プーリ７ａが配置され、プーリ７ａもサーボモータＭ９で駆動することにより無端ベルト９の移動をスムーズにさせている。
【００３４】
レーザ加工ヘッド２及びカウンタウエイト６をこのように配置することによって、カウンタウエイト６は、レーザ加工ヘッド２と副軸フレーム３の副軸方向における中心線を挟んで反対側且つ副軸フレーム３の主軸方向における反対側に位置し、且つレーザ加工ヘッド２の副軸方向の移動に対して反対方向に移動する。
カウンタウエイト６の、「重量」及び「副軸フレーム３の副軸方向の位置」は、レーザ加工ヘッド２の、「重量」及び「副軸フレーム３の副軸方向の位置」との関係により副軸フレーム３が主軸方向に移動する際に副軸フレーム３の副軸方向両端部３３ａ、３３ｂにおける慣性重量に差が生じないように設定されていることが好ましい。特に、レーザ加工ヘッド２及びカウンタウエイト６を等しい重量とし、レーザ加工ヘッド２及びカウンタウエイト６の無端ベルト８上における固定位置を、レーザ加工ヘッド２とカウンタウエイト６とが副軸フレーム３の副軸方向における中心線を挟んで副軸方向における中心線から等距離反対側に位置するように設定することが好ましい。
【００３５】
本実施形態に係る搬送装置１ｂでは、サーボモータＭ７、Ｍ８を、同じ速度で同じ時計回り或いは反時計回りに駆動することにより無端ベルト８を回転させ、レーザ加工ヘッド２を副軸方向である副軸フレーム３の右側へ移動させたり、副軸フレーム３の左側へ移動させたりすることができる。その際、カウンタウエイト６は、レーザ加工ヘッド２とは反対方向の副軸方向に移動する。
また、サーボモータＭ９を時計回りや反時計回りに駆動することで、無端ベルト９を回転させ、副軸フレーム３を主軸方向の移動である前進又は後退させることができる。ここで、主軸フレーム４ｂは副軸フレーム３を保持するが、副軸フレーム３の主軸方向の移動を妨げることはない。
本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様な効果を奏することができる。
【００３６】
（第４の実施形態）
次に第４の実施形態を説明する。本実施形態では、上記第１〜第３の実施形態で説明した事項については説明を省略し、その特徴部分を説明する。
図７は、第４の実施形態に係る搬送装置の概略構成を示し、ａは上面模式図であり、ｂはａのＤＤ断面図である。
図７に示す搬送装置１ｃは、副軸フレーム３の側面及び主軸フレーム４ｃの側面にそれぞれ掛け回された２つの無端ベルト８、１１を備える。上記実施形態とは異なり、主軸フレームは１つだけ設けられており、一対ではない。
【００３７】
無端ベルト８は、副軸フレーム３の一方の側面３１及び他方の側面３２に掛け回されている。無端ベルト８には、レーザ加工ヘッド２及びカウンタウエイト６が固定され、無端ベルト８の移動と共に移動する。
副軸フレーム３は、レーザ加工ヘッド２を副軸フレーム３の一方の側面３１に保持し、無端ベルト８によって一方の側面３１に沿って副軸方向に移動可能とし、カウンタウエイト６を副軸フレーム３の他方の側面３２に保持し、無端ベルト８によって他方の側面３２に沿って副軸方向に移動可能とする。
主軸フレーム４ｃは、副軸フレーム３の副軸方向中央部において副軸方向と交差する主軸方向に延在した基部であり、副軸フレーム３を主軸方向に移動可能に保持する。主軸フレーム４ｃは、主軸方向に延在した断面略矩形の一対の棒状部材であってよく、副軸フレーム３を主軸方向に移動可能に保持するために、副軸フレーム３の下部に接触する主軸フレーム４ｃの上部に主軸方向に直線的に一条突起４３が形成され、その一条突起４５を、副軸フレーム３の下部に設けられた２又ガイド３４が跨ることでガイドする構成であってよい。
無端ベルト１１は、主軸フレーム４ｃの両側面４４ａ、４４ｂに掛け回されている。そして、副軸フレーム３が側面４４ａ又は側面４４ｂのいずれかにおいて無端ベルト１１に接続されており、無端ベルト１１を回転することで、副軸フレーム３を主軸方向に移動させることができる。
サーボモータＭ１０は、副軸フレーム３の副軸方向端部３３ａに配置され、無端ベルト８を駆動する。サーボモータＭ１０が配置された副軸フレーム３の副軸方向端部３３ａとは反対側の副軸方向端部３３ｂには、プーリ７ｃが配置され、プーリ７ｃもサーボモータＭ１０で駆動することにより無端ベルト８の移動をスムーズにさせている。同じ重量のサーボモータＭ１０及びプーリ７ｃを副軸フレーム３の副軸方向両端部３３ａ、３３ｂにそれぞれ設けることで、副軸フレーム３の副軸方向両端部３３ａ、３３ｂの重量に差が生じないようにしている。
サーボモータＭ１１は、主軸フレーム４ｃの主軸方向端部に配置され、無端ベルト１１を駆動する。サーボモータＭ１１が配置された主軸フレーム４ｃの主軸方向端部とは反対側の主軸方向端部には、プーリ７ｄが配置され、プーリ７ｃもサーボモータＭ１１で駆動することにより無端ベルト１１の移動をスムーズにさせている。
【００３８】
レーザ加工ヘッド２及びカウンタウエイト６をこのように配置することによって、カウンタウエイト６は、レーザ加工ヘッド２と副軸フレーム３の副軸方向における中心線を挟んで反対側且つ副軸フレーム３の主軸方向における反対側に位置し、且つレーザ加工ヘッド２の副軸方向の移動に対して反対方向に移動する。
カウンタウエイト６の、「重量」及び「副軸フレーム３の副軸方向の位置」は、レーザ加工ヘッド２の、「重量」及び「副軸フレーム３の副軸方向の位置」との関係により副軸フレーム３が主軸方向に移動する際に副軸フレーム３の副軸方向両端部３３ａ、３３ｂにおける慣性重量に差が生じないように設定されていることが好ましい。特に、レーザ加工ヘッド２及びカウンタウエイト６を等しい重量とし、レーザ加工ヘッド２及びカウンタウエイト６の無端ベルト８上における固定位置を、レーザ加工ヘッド２とカウンタウエイト６とが副軸フレーム３の副軸方向における中心線を挟んで副軸方向における中心線から等距離反対側に位置するように設定することが好ましい。
【００３９】
本実施形態に係る搬送装置１ｃでは、サーボモータＭ１０を時計回り或いは反時計回りに駆動することにより無端ベルト８を回転させ、レーザ加工ヘッド２を副軸方向である副軸フレーム３の右側へ移動させたり、副軸フレーム３の左側へ移動させたりすることができる。その際、カウンタウエイト６は、レーザ加工ヘッド２とは反対方向の副軸方向に移動する。
また、サーボモータＭ１１を時計回りや反時計回りに駆動することで、無端ベルト１１を回転させ、副軸フレーム３を主軸方向の移動である前進又は後退させることができる。
本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様な効果を奏することができる。
【００４０】
（変形例）
次に本発明の変形例を説明する。本変形例は、上記第１〜第４の実施形態で説明した事項については説明を省略し、その特徴部分を説明する。
上記実施形態では、レーザ加工ヘッド及びカウンタウエイトは等しい重量であり、レーザ加工ヘッド及びカウンタウエイトの無端ベルト上での固定位置は、レーザ加工ヘッド２とカウンタウエイト６とが副軸フレーム３の副軸方向における中心線ＣＣを挟んで副軸方向における中心線ＣＣから等距離であって反対側に位置するように設定されていた。本発明はこれに限られず、カウンタウエイトの、「重量」及び「副軸フレームの副軸方向の位置」は、レーザ加工ヘッドの、「重量」及び「副軸フレームの副軸方向の位置」との関係により副軸フレームが主軸方向に移動する際に副軸フレームの副軸方向両端部における慣性重量の差が減少するように設定すればよい。
【００４１】
図８は、本発明の変形例に係る搬送装置の副軸フレーム部分のモデルを示す模式図であり、ａは、カウンタウエイト６ａの重量がレーザ加工ヘッド２の重量よりも軽い場合を示し、ｂは、カウンタウエイト６ｂの重量がレーザ加工ヘッド２の重量よりも重い場合を示す。
ａに示すようにカウンタウエイト６ａの重量がレーザ加工ヘッド２の重量よりも軽い場合には、レーザ加工ヘッド２の副軸フレーム３の副軸方向における中心線ＣＣを挟んだ移動範囲ＭＲ１を超えてカウンタウエイト６ａの移動範囲ＭＲ２を設定する。
ｂに示すようにカウンタウエイト６ｂの重量がレーザ加工ヘッド２の重量よりも重い場合には、レーザ加工ヘッド２の副軸フレーム３の副軸方向における中心線ＣＣを挟んだ移動範囲ＭＲ３よりも狭くカウンタウエイト６ｂの移動範囲ＭＲ４を設定する。
レーザ加工ヘッド２及びカウンタウエイト６ａ（６ｂ）は、副軸フレーム３上でそれぞれ独立して副軸方向に移動可能に保持されていて、それぞれ独立した駆動手段（例えば、一対の無端ベルト）によって副軸フレーム３上を移動可能に構成されている。
以上のような図８に示す副軸フレーム部分のモデルの場合であっても、副軸フレーム３の副軸方向両端部３３ａ、３３ｂにおける慣性重量の差をなくすことができ、主軸方向に移動する副軸フレーム３のモーメントをなくすことができ、副軸フレーム３が振動したり捩れたりすることが抑制でき、レーザ加工ヘッド２の軌跡を安定させることができる。これらのモデルは、第１〜第４の実施形態に組み合わせて適用することができる。
なお、いずれの実施形態及び変形例に関しても、副軸フレーム３の副軸方向両端部３３ａ、３３ｂにおける慣性重量の差をなくすと説明したが、副軸フレーム３の副軸方向両端部３３ａ、３３ｂにおける慣性重量の差を必要なだけ小さくできるのであれば（例えば、レーザ加工ヘッド２の軌跡の正確性を必要なだけ確保できるのであれば）、必ずしも副軸フレーム３の副軸方向両端部３３ａ、３３ｂにおける慣性重量の差を完全になくすものでなくてもよい。
【００４２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲で変形、改良等を行っても、本発明の範囲に包含される。
上記実施形態では、レーザ加工ヘッド及びカウンタウエイトは、同じサーボモータから駆動力を得るものであったが、レーザ加工ヘッド及びカウンタウエイトにそれぞれ別々の駆動源を設けてもよい。
また、副軸フレーム上を循環し、レーザ加工ヘッド及びカウンタウエイトが固定される無端ベルトは、副軸フレームのみを循環するものだけでなく、副軸フレームを含む他のフレーム等を循環するものでもよい。
また、副軸フレームを駆動する手段、及び被搬送物やカウンタウエイトを駆動する手段は、サーボモータと無端ベルトによるものに限らず、例えば、流体シリンダや電動シリンダ等、フレーム上を往復動させることができるものであればよい。
【符号の説明】
【００４３】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ…搬送装置
２…レーザ加工ヘッド（被搬送物）
３…副軸フレーム
４ａ、４ｂ、４ｃ…主軸フレーム
５、８、９、１０、１１…無端ベルト
６、６ａ、６ｂ…カウンタウエイト
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ…プーリ
３１…一方の側面
３２…他方の側面
３３ａ、３３ｂ…副軸方向端部
３４…２又ガイド
４１ａ、４１ｂ…内側側面
４２ａ、４２ｂ…外側側面
４４ａ、４４ｂ…側面
４６ａ、４６ｂ…前方内側側面
４７ａ、４７ｂ…後方内側側面
【図１】
2013086921.tif 000003
【図２】
2013086921.tif 000004
【図３】
2013086921.tif 000005
【図４】
2013086921.tif 000006
【図５】
2013086921.tif 000007
【図６】
2013086921.tif 000008
【図７】
2013086921.tif 000009
【図８】
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