(57)【要約】【課題】広い設置スペースを必要とせず、射出成型品のバリ取り作業を正確かつ効率的に行うことができ、切片状バリも発生しないレーザ加工装置を提供する。【解決手段】レーザ加工装置１０は、被加工物を載置した状態で水平Ｙ方向に移動可能なＹ軸スライドテーブル１２と、Ｙ軸スライドテーブル１２全体を水平Ｘ方向に移動可能なＸ軸スライドテーブル１３と、Ｙ軸スライドテーブル１２上に載置された被加工物にレーザ光線Ｌを照射するレーザ発生機１１と、を備えている。また、予め入力されたプログラムに従ってＹ軸スライドテーブル１２及びＸ軸スライドテーブル１３の移動と、レーザ発生機１１から照射されるレーザ光線Ｌの焦点ＬＦの上下移動及び傾動とを行う制御機構がコントロールボックス２３内に設けられている。Ｘ軸スライドテーブル１３、Ｙ軸スライドテーブル１２は駆動装置１３ｍ，１２ｍによってそれぞれＸ，Ｙ方向へ移動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも水平二軸方向に移動可能な作業テーブルと、前記作業テーブル上に載置された被加工物にレーザ光線を照射するレーザ発生機と、を備え、
予め入力されたプログラムに従って前記作業テーブルの水平移動と、前記レーザ発生機から照射されるレーザ光線の焦点の上下移動及び傾動とを行う制御機構を設けたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記作業テーブル及び前記レーザ発生機を周囲から区画する隔壁を設けた請求項１記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
レーザ加工中に前記被加工物から発生するガスを排除する排気手段を設けた請求項１または２記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記排気手段として、ガス発生領域に向かって気体を噴出する噴気機構を設けた請求項３記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記排気手段として、換気ファンを設けた請求項３または４記載のレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂を原料として射出成型された各種製品のバリ除去作業などに使用されるレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８に示すように、射出成型後、金型から取り出された製品ＰＷの周囲には、通常、バリＶが形成されているので、後工程において除去する必要がある。バリＶを除去する方法としては、従来、ナイフＮを用いてパーティングラインＰＬに沿って切断するという作業が行われている。このようなバリ取り作業は熟練作業者による手作業で行われているが、作業者によって作業時間や仕上がり品質などにバラツキがあるのが実状である。また、図９に示すように、バリ取り作業後の製品ＰＷには、パーティングラインＰＬに沿って小さなバリＳＶが残ることが多いので、これらのバリＳＶを除去するのに多大な手間を要している。
【０００３】
そこで、正確なバリ取り作業を自動的に実行することができる技術として、ロボットを利用したバリ取り装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１記載のバリ取り装置は、三次元形状計測装置にて得られた計測データなどに基づいてロボットのハンドを作動させ、ハンドに取り付けられたバリ取りツールでワーク表面のバリを除去するので、手作業と異なり、作業時間及び仕上がり品質などのバラツキが極めて少ない。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１４１８８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載のバリ取り装置は作業時間や仕上がり品質などのバラツキが極めて少ない点において優れているが、構造が複雑で取り扱いが難しく、ロボットのハンドの移動領域などを確保するため広い設置スペースが必要である。また、バリ取りツールとして、カッタやグラインダなどが使用されているため、バリ取り作業中に生じた細かな破片状バリが周囲に飛散したり、飛散した破片状バリがワークに付着したりすることがあり、射出成型品のバリ取り作業には不向きである。
【０００６】
また、図９に示すように、製品ＰＷが開口部Ｗ１を有する空洞形状である場合、バリ取り作業中に生じた切片状バリが開口部Ｗ１から製品ＰＷ内に侵入することがある。製品ＰＷ内へ侵入した切片状バリは、当該製品ＰＷの品質、機能に悪影響を及ぼすことがあるため、後工程において完全に除去する必要があるが、製品ＰＷ内に切片片状バリが侵入しているか否かを調べる作業及び製品ＰＷ内の切片状バリを除去する作業には多大な労力と時間を要している。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、広い設置スペースを必要とせず、射出成型品のバリ取り作業を正確かつ効率的に行うことができ、切片状バリも発生しないレーザ加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のレーザ加工装置は、少なくとも水平二軸方向に移動可能な作業テーブルと、前記作業テーブル上に載置された被加工物にレーザ光線を照射するレーザ発生機と、を備え、予め入力されたプログラムに従って前記作業テーブルの水平移動と、前記レーザ発生機から照射されるレーザ光線の焦点の上下移動及び傾動とを行う制御機構を設けたことを特徴とする。
【０００９】
このような構成とすれば、テーブル制御機構及びレーザ制御機構に予め入力したプログラムに従って、作業テーブルを水平二軸方向に移動させたり、レーザ発生機から照射されるレーザ光線の焦点を上下移動及び傾動させたりすることができる。従って、作業テーブル上に載置される被加工物のバリ取りに適した部分に沿ってレーザ光線の焦点が移動するように予めプログラムを入力しておけば、射出成型品のバリ取り作業を正確かつ効率的に行うことができる。この場合、レーザ発生機から照射されるレーザ光線によってバリを溶断するので、切片状バリも発生しない。また、作業テーブル、レーザ発生機、テーブル制御機構及びレーザ制御機構によって構成された比較的簡素な構造であるため、広い設置スペースも必要としない。
【００１０】
ここで、前記作業テーブル及び前記レーザ発生機を周囲から区画する隔壁を設ければ、レーザ加工装置の稼働領域に物品や人体の一部が侵入したり、レーザ加工作業中に発生するガスや廃材などが飛散したりするのを防止することができるため、安全性が向上する。
【００１１】
また、レーザ加工中に前記被加工物から発生するガスを排除する排気手段を設ければ、レーザ加工中に発生するガスが被加工物に悪影響を与えたり、周囲に拡散したりするのを防止することができるため、被加工物の品質向上、作業環境の改善に有効である。
【００１２】
この場合、前記排気手段として、ガス発生領域に向かって気体を噴出する噴気機構を設ければ、噴気機構から噴出される気体により、レーザ加工中に発生するガスを速やかに除去することができるため、ガスによる悪影響を確実に排除することができる。
【００１３】
一方、前記排気手段として、換気ファンを設ければ、レーザ加工中に発生したガスが作業領域周辺に滞留するのを防止することができるため、作業環境の改善に有効である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、広い設置スペースを必要とせず、射出成型品のバリ取り作業を正確かつ効率的に行うことができ、切片状バリも発生しないレーザ加工装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態であるレーザ加工装置を示す斜視図、図２及び図３は図１に示すレーザ加工装置の一部拡大図である。
【００１６】
図１〜図３に示すように、本実施形態のレーザ加工装置１０は、被加工物Ｗを載置した状態で水平Ｙ方向に移動可能なＹ軸スライドテーブル１２と、Ｙ軸スライドテーブル１２全体を水平Ｘ方向に移動可能なＸ軸スライドテーブル１３と、Ｙ軸スライドテーブル１２上に載置された被加工物Ｗにレーザ光線Ｌを照射するレーザ発生機１１と、を備えている。Ｘ軸スライドテーブル１３、Ｙ軸スライドテーブル１２はそれぞれ駆動装置１３ｍ，１２ｍによってＸ，Ｙ方向へ移動し、レーザ発生機１１は昇降装置１７によって上下移動する。また、予め入力されたプログラムに従ってＹ軸スライドテーブル１２及びＸ軸スライドテーブル１３の移動と、レーザ発生機１１から照射されるレーザ光線Ｌの焦点ＬＦの上下移動及び傾動と、を行う制御機構（図示せず）がコントロールボックス２３内に設けられている。
【００１７】
従って、図２に示すように、Ｙ軸スライドテーブル１２とＸ軸スライドテーブル１３とが協働することにより、Ｙ軸スライドテーブル１２が水平ＸＹ方向に移動可能な作業テーブルとして機能する。また、レーザ発生機１１から照射されるレーザ光線Ｌの焦点ＬＦを上下移動させたり、レーザ光線Ｌの光軸を傾動させたりすることにより、レーザ光線Ｌの焦点ＬＦは図２に示すような範囲ＬＺ内の任意の位置に設定することができる。
【００１８】
図１に示すように、レーザ加工装置１０においては、略直方体状に組み立てられたフレーム２０の底板２１上にコントロールボックス２３及び操作盤２７が配置され、その上方に設けられた棚板２２上に、Ｘ軸スライドテーブル１３、Ｙ軸スライドテーブル１２及びレーザ発生機１１が配置されている。棚板２２の前縁部の左右には一対のスタートスイッチ２５，２５と、非常停止スイッチ２６と、が設けられている。フレーム２０の棚板２２より上方の領域は透明アクリル板製の複数の隔壁１４及び正面ドア１５によって周囲から区画されている。正面ドア１５は昇降装置１６によって上下にスライド可能であり、これにより、フレーム２０正面の棚板２２上方の開口部２０ｆが開閉する。
【００１９】
レーザ加工作業中は正面ドア１５が下降して開口部２０ｆは閉止されているが、何らかのトラブルにより、正面ドア１５が上昇して開放状態にある開口部２０ｆを人体の一部や物品が通過してレーザ加工作業領域に侵入したとき、それを検知してレーザ加工装置１０を停止するためのエリアセンサ２４が開口部２０ｆの左右に設けられている。
【００２０】
また、図３に示すように、レーザ加工中に被加工物Ｗから発生するガスを排除するための排気手段として、ガス発生領域に向かって気体を噴出する噴気機構２９と、換気ファン２８（図１参照）とが設けられている。図１においては、一つの隔壁１４のみに換気ファン２８を設けた状態を図示しているが、その他の隔壁１４にもそれぞれ換気ファン２８を設けることが望ましい。また、噴気機構２９から吹き出す気体は、本実施形態では空気を使用しているが、その他の気体（例えば、不活性ガスなど）を使用することもできる。
【００２１】
次に、図１，図３及び図４〜図６に基づいて、射出成型品である被加工物Ｗのバリ取り作業について説明する。図４は被加工物に対する作業工程を示す平面図、図５は被加工物に対する作業工程を図４における矢線Ａ方向から見た図、図６はバリ取りが完了した被加工物を示す図である。なお、図３では、被加工物Ｗの周囲にあるバリＶ（図４参照）を省略している。
【００２２】
レーザ加工装置１０を使用して被加工物Ｗのバリ取り作業を行う場合、図３に示すように、作業テーブルとして機能するＹ軸スライドテーブル１２上に載置された被加工物Ｗを複数の固定具１２ａによって固定する。そして、図１に示すように、正面ドア１５を閉めた後、一対のスタートスイッチ２５，２５を同時に押圧すると、レーザ発生機１１が稼働するとともに、駆動装置１３ｍ，１２ｍ及び昇降装置１７などが予め入力されたプログラムに従って作動する。
【００２３】
これにより、前記プログラムに従って、Ｘ軸スライドテーブル１３、Ｙ軸スライドテーブル１２及びレーザ発生機１１が移動するため、レーザ発生機１１から照射されるレーザ光線Ｌの焦点ＬＦ（図２参照）は、図４に示すように、被加工物ＷのパーティングラインＰＬに沿って予め前記プログラムで設定された軌道ＣＬ上を相対的に移動しながら、樹脂を溶断していく。そして、最終的に、図６に示すように、バリＶが除去された被加工物Ｗが得られる。なお、図４においては、見易くするため、パーティングラインＰＬから離れた位置に軌道ＣＬを表示しているが、実際には両者はほぼ重なり合う。
【００２４】
一方、被加工物Ｗは円筒状の開口部Ｗ１を有する空洞形状であるため、開口部Ｗ１周辺のバリＶを一回の作業で除去することができない。そこで、図５に示すような工程を経て開口部Ｗ１付近のバリ取り作業が行われる。まず、図５（ａ）に示すように、開口部Ｗ１とバリＶとの境界部分の直上からレーザ光線Ｌを垂直方向に照射して樹脂を溶断することにより、パーティングラインＰＬより上方にカット部Ｃ１を形成する。次に、図５（ｂ）に示すように、レーザ光線Ｌの光軸を傾動させた状態で照射することにより、カット部Ｃ１の下方を斜めに溶断して拡幅部Ｃ２を設ける。そして、図５（ｃ）に示すように、拡幅部Ｃ２の直上からレーザ光線Ｌを垂直方向に照射してパーティングラインＰＬより下方部分を溶断することによりカット部Ｃ３を形成すれば、被加工物Ｗの開口部Ｗ１周辺のバリ取り作業が完了する。
【００２５】
このように、レーザ加工装置１０は、コントロールボックス２３に内蔵されたテーブル制御機構及びレーザ制御機構に予め入力したプログラムに従って、作業テーブルであるＹ軸スライドテーブル１２を水平ＸＹ方向に移動させたり、レーザ発生機１１から照射されるレーザ光線Ｌの焦点ＬＦを上下移動及び傾動させたりすることができる。従って、Ｙ軸スライドテーブル１２上に載置された被加工物Ｗのバリ取りに適した部分に沿ってレーザ光線Ｌの焦点が移動するようなプログラムを入力しておけば、射出成型品のバリ取り作業を正確かつ効率的に行うことができる。また、レーザ発生機１１から照射されるレーザ光線Ｌの光軸を傾動させて斜め方向からレーザ光線Ｌを照射することができるため、垂直方向からの照射では陰になって加工できない部分を有する被加工物に対するレーザ加工も容易に行うことができる。
【００２６】
レーザ加工装置１０の場合、レーザ発生機１１から照射されるレーザ光線ＬによってバリＶを溶断するので、小さなバリが残存したり、切片状バリが発生したりせず、手作業によるバリ取りが一切不要となる。また、レーザ加工装置１０は、Ｙ軸スライドテーブル１２、Ｘ軸スライドテーブル１３、レーザ発生機１１、テーブル制御機構及びレーザ制御機構を内蔵したコントロールボックス２３などによって構成された比較的簡素な構造であるため、広い設置スペースも必要としない。
【００２７】
また、図１に示すように、Ｙ軸スライドテーブル１２、Ｘ軸スライドテーブル１３及びレーザ発生機１１を周囲から区画する複数の隔壁１４及び正面ドア１５を設けたことにより、レーザ加工装置１０の稼働領域に物品や人体の一部が侵入したり、レーザ加工作業中に発生するガスや廃材などが飛散したりするのを防止することができるため、安全性にも優れている。
【００２８】
さらに、バリ取り作業中に被加工物Ｗから発生するガスを排除するための排気手段として、ガス発生領域に向かって気体を噴出する噴気機構２９（図３参照）と、換気ファン２８（図１参照）とを設けている。これにより、バリ取り作業中に発生するガスが被加工物Ｗに悪影響を与えたり、周囲に拡散したりするのを防止することができるため、被加工物Ｗの品質向上、作業環境の改善に有効である。
【００２９】
この場合、噴気機構２９から噴出される気体（空気）により、バリ取り作業中に発生するガスを速やかに除去することができるため、ガスによる悪影響を確実に排除することができる。また、換気ファン２８を設けたことにより、バリ取り作業中に発生したガスが作業領域周辺に滞留するのを防止することができるため、作業環境の改善に有効である。
【００３０】
次に、図７に基づいて、作業テーブルに関するその他の実施の形態について説明する。図７に示す作業テーブルにおいては、被加工物Ｗを載置した状態で水平Ｙ方向に移動可能なＹ軸スライドテーブル１２と、Ｙ軸スライドテーブル１２全体を水平Ｘ方向に移動可能なＸ軸スライドテーブル１３と、Ｙ軸スライドテーブル１２及びＸ軸スライドテーブル１３全体を水平Ｘ方向に移動可能なＸ軸スライドテーブル１８と、を備えている。また、Ｘ軸スライドテーブル１３，１８をそれぞれＸ方向に移動させる駆動装置１３ｍ，１８ｍと、Ｙ軸スライドテーブル１２をＹ方向へ移動させる駆動装置１２ｍが設けられている。これらの作業テーブル全体がフレーム２０（図１参照）の棚板２２上に配置可能である。
【００３１】
このような構成とすれば、Ｘ軸スライドテーブル１３によるＸ方向の移動に加え、さらにＸ軸スライドテーブル１８によるＸ方向の移動を行うことができるので、Ｘ方向の移動距離を長く確保することができる。従って、Ｘ方向のサイズが大きな被加工物ＬＷのバリ取り作業を効率的に行うことができる。
【００３２】
前述したように、本実施形態のレーザ加工装置１０は、射出成型製品である被加工物Ｗのバリ取り作業に好適に使用することができるが、本発明の用途はこれに限定するものではないので、その他の部材の加工手段として使用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明のレーザ加工装置は、射出成型によって製造された各種合成樹脂製品のバリ取り作業などの分野において広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態であるレーザ加工装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示すレーザ加工装置の一部拡大図である。
【図３】図１に示すレーザ加工装置の一部拡大図である。
【図４】被加工物に対する作業工程を示す平面図である。
【図５】被加工物に対する作業工程を図４における矢線Ａ方向から見た図である。
【図６】バリ取りが完了した被加工物を示す図である。
【図７】作業テーブルに関するその他の実施の形態を示す斜視図である。
【図８】従来のバリ取り作業を示す図である。
【図９】従来のバリ取り作業後の被加工物を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  レーザ加工装置
１１  レーザ発生機
１２  Ｙ軸スライドテーブル
１２ａ  固定具
１２ｍ，１３ｍ，１８ｍ  駆動装置
１３，１８  Ｘ軸スライドテーブル
１４  隔壁
１５  正面ドア
１６，１７  昇降装置
２０  フレーム
２０ｆ，Ｗ１  開口部
２１  底板
２２  棚板
２３  コントロールボックス
２４  エリアセンサ
２５  スタートスイッチ
２６  非常停止スイッチ
２７  操作盤
２８  換気ファン
２９  噴気機構
Ａ  矢線
Ｃ１，Ｃ３  カット部
Ｃ２  拡幅部
ＣＬ  軌道
Ｌ  レーザ光線
ＬＦ  焦点
ＬＺ  範囲
Ｎ  ナイフ
ＰＬ  パーティングライン
Ｖ，ＳＶ  バリ
Ｗ，ＬＷ  被加工物
【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】
2009291815.tif 000009
【図８】
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【図９】
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