(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品がジョイント部を介して接続されて分離される前の加工されたシートを載置してシート搬送方向に移動する加工テーブルと、
上下方向に移動を行うと共に、前記シートに対して一定量傾動可能なレンズを有し且つ前記加工テーブル上をシート搬送方向に対して直角方向に移動するレンズユニットと、
前記レンズユニットの前記レンズにオプチカルケーブルを介して接続されたレーザ発振手段とを備え、
前記加工テーブルを、
ローラ枠にシート搬送方向に所定の間隔をおいて配置された複数のローラから成って前記ローラ上に前記シートが運び込まれた状態で所定の位置に下降する搬送手段と、
底板部材の上面部の格子状の桟で区切られた部位に、レーザ照射時のアシストガスの逃げ穴を多数設け、前記底板部材の上面部に、前記搬送手段の下降により前記シートが載置され且つレーザ切断時のアシストガスを通気する駒部材を設けて構成した受けパレットと、
前記受けパレットの前記駒部材が前記シートを受けた状態で、前記シートを位置決め、固定を行うクランプと、から構成し、
前記シートにおける前記ジョイント部の切断にレーザを使用したことを特徴とするシート用レーザ切断装置。
【請求項２】
前記レーザ発振手段がＹＡＧレーザである請求項１記載のシート用レーザ切断装置。
【請求項３】
前記レーザのレーザ光軸を傾斜させて、前記シートにおけるジョイント部を切断するようにした請求項１又は請求項２記載のシート用レーザ切断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板金加工において、シート状の材料を使用しタレットパンチ抜きまたはレーザ切断を行い、一枚のシートから複数の製品を加工する過程で、製品の分離・落下を防止するためシートと製品をわずかの寸法で連結（ジョイント）している材料を切断するシート用レーザ切断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、パンチ抜きまたはレーザ加工により製品１０２は加工されているが、まだ、シート（板金シート）１００と分離されていない状態等を示す。製品切り離し前のシート１００には、パンチで加工した場合、製品１０２を囲んでパンチ抜き部１０１が有り、製品１０２が脱落しないようにジョイント部１０３を微小量残す加工がされている。また、レーザ加工においても同様で、レーザ切断部１０５は製品１０４が脱落しないようにジョイント部１０６を設けている。
【０００３】
上記のようなシート１００に加工した製品１０２、１０４を分離する方法として、人または機械設備による機械的な振動を加え、ジョイント部１０３、１０６を切り離す方法が一般的である。
【０００４】
図７は、従来の振動方式により製品１０２、１０４を分離した時に発生するジョイント部１０３、１０６の残りを示すものであり、製品１０２には加工時のジョイント部１０３の残部１０３Ａが、製品１０４にはレーザ加工時のジョイント１０６の残部１０６Ａがそれぞれ残っており、製品の使用目的、ジョイント部１０３、１０６の残部１０３Ａ、１０６Ａの突起による安全上の対策のために、製品分離後にヤスリ等で削減する必要がある。
【０００５】
また、タレットパンチプレスまたはレーザ複合機により、製品の加工時にジョイント部１０３、１０６を設けないで加工する方法があるが、加工設備内に製品が取り残されるため、加工設備の連続無人稼働が困難である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、板金加工において、シート１００を使用しタレットパンチ抜きまたはレーザ切断を行い、一枚のシート１００から複数の製品１０２、１０４を加工する過程で、製品１０２、１０４の分離・落下を防止するためシート１００と製品１０２、１０４を連結しているジョイント部１０３、１０６の残部１０３Ａ、１０６Ａが製品側に残るため、製品毎にヤスリ掛け等の仕上げ作業が必要であったし、また、人および機械設備による振動方式での製品分離では、重労働、製品への傷発生、騒音の発生を伴うという問題点があった。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであって、その目的とするところは、製品側にジョイント部が無いようにシートから製品を切断分離することができて、仕上げ工程が削除できるし、また、製品への傷防止、重労働の改善及び騒音等が無くなって環境改善が可能になるシート用レーザ切断装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明に係わるシート用レーザ切断装置は、製品がジョイント部を介して接続されて分離される前の加工されたシートを載置してシート搬送方向に移動する加工テーブルと、上下方向に移動を行うと共に、前記シートに対して一定量傾動可能なレンズを有し且つ前記加工テーブル上をシート搬送方向に対して直角方向に移動するレンズユニットと、前記レンズユニットの前記レンズにオプチカルケーブルを介して接続されたレーザ発振手段とを備え、前記加工テーブルを、ローラ枠にシート搬送方向に所定の間隔をおいて配置された複数のローラから成って前記ローラ上に前記シートが運び込まれた状態で所定の位置に下降する搬送手段と、底板部材の上面部の格子状の桟で区切られた部位に、レーザ照射時のアシストガスの逃げ穴を多数設け、前記底板部材の上面部に、前記搬送手段の下降により前記シートが載置され且つレーザ切断時のアシストガスを通気する駒部材を設けて構成した受けパレットと、前記受けパレットの前記駒部材が前記シートを受けた状態で、前記シートを位置決め、固定を行うクランプと、から構成し、前記シートにおける前記ジョイント部の切断にレーザを使用したことを特徴とする。
【００１０】
かかる構成により、シートを搬送手段のローラ上に運び込んで位置決めした状態で、前記搬送手段を所定位置まで下降して、その下降途中で前記シートを受けパレットが具備する駒部材に載せて前記シートを位置決めクランプにより固定し、レンズユニットを必要に応じてシート搬送方向に対して直角方向に移動すると共に、前記レンズユニットが有するレンズを必要に応じて上下方向に移動させ、また、傾動させてレーザビームを前記シートに対して所定角度に傾斜し、前記シートのジョイント部を切断することができる。
【００１１】
このために、製品側にジョイント部が無いようにシートから製品を切断分離することができて、仕上げ工程が削除できる。また、レーザ切断であることにより振動・騒音を伴なわないために、製品への傷防止、重労働の改善及び騒音等が無くなって環境改善が可能になる。
【００１２】
また、かかる構成により、レーザ切断時の受けを駒部材にすることにより、製品の安定した受けとアシストガスの通気を良好にし且つ任意の位置へ設置、交換を容易にすることができる。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、請求項２の発明に係わるシート用レーザ切断装置は、請求項１記載のシート用レーザ切断装置において、前記レーザ発振手段がＹＡＧレーザである。
【００１４】
かかる構成により、上記した請求項１の発明の作用と同様な作用を奏し得るばかりか、ＹＡＧレーザの使用により、切断する部分は僅かな量であって高エネルギーを必要とせず且つレーザビームをオプチカルケーブルで導くことが可能であり、レーザ光軸の調整、ベンダミラーの削減を行うことができるように、設備の簡略化、低価格化を行なうことができる。
【００１６】
また、上記目的を達成するために、請求項３の発明に係わるシート用レーザ切断装置は、請求項１又は請求項２のシート用レーザ切断装置において、前記レーザのレーザ光軸を傾斜させて、前記シートにおけるジョイント部を切断するようにした。
【００１７】
かかる構成により、上記した請求項１の発明の作用と同様な作用を奏し得るばかりか、レーザ光軸を傾斜して切断することにより、ＣＯ２レーザに比べ低出力であるＹＡＧレーザの適用を可能ならしめる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づき説明する。
図１は本発明に係わるシート用レーザ切断装置の正面図、図２は同シート用レーザ切断装置の一部省略した平面図、図３は同シート用レーザ切断装置における受けパレットの斜視図である。
【００２１】
本発明に係わるシート用レーザ切断装置はベース１を備えており、このベース１上にはＸ軸方向（図１において左右方向）に移動自在な加工テーブル２と、この加工テーブル２をシート搬送方向であるＸ軸方向に移動させるＸ軸移動ユニット３０とが設けてある。
【００２２】
この加工テーブル２は、パンチ抜きまたはレーザ切断で加工されて、未だに製品がシートから切り離されていない状態のシート１００を運搬する複数本のローラ１６を有する搬送手段Ｆと、レーザ加工時の受けパレット１７と、シート１００の位置決め・固定を行うクランプ１８とを備えている。
【００２３】
複数本のローラ１６は、ローラ枠２０にＸ軸方向に所定の間隔をおいて回転自在に取り付けられていて、これらで上記した搬送手段Ｆを構成しており、この搬送手段Ｆは図４に示すようにＺ軸方向（上下方向）に所定量Ｗ移動可能に成されている。そして、ローラ１６間に位置させて前記受けパレット１７が配置してある。
【００２４】
この受けパレット１７は、底板部材２４の上面部に桟２３を格子状に配して、底板部材２４の桟２３で区切られた部位に、レーザ照射時のアシストガスの逃げ穴２２を多数設け、底板部材２４の上面部に、レーザ切断時のアシストガスを効率良く通気できるステンレス製の駒部材である円筒駒２１を配置して構成してある。なお、前記円筒駒２１は、交換及び位置の変更を容易に行えるように底板部材２４の上面部に固定しないで、搭載されているのみである。
【００２５】
また、前記Ｘ軸移動ユニット３０は、前記加工テーブル２に固着された雌ねじ部材（図示せず）に螺合し且つ前記ベース１に回転可能に支承されたボールネジ１０と、前記ベース１に設けられ且つボールネジ１０を正逆回転する駆動モータ１１と、前記ベース１に設けられ且つ前記加工テーブル２をＸ軸方向に案内するガイド１２とにより構成してある。
【００２６】
また、前記ベース１には加工テーブル２を跨ぐかたちに支持フレーム４が立設してあり、この支持フレーム４に、レンズユニット３がシート搬送方向に対して直角方向であるＹ軸方向（前後方向）に移動自在に設けてあり、また、支持フレーム４には、レンズユニット３をＹ軸方向に移動するためのＹ軸移動ユニット２６が設けてある。
【００２７】
前記レンズユニット３は、Ｚ軸方向（上下方向）に微量な移動を行うＺ軸駆動部５と、レンズ６をθ方向に一定量傾けるカム機構部７とにより構成してある。レンズ６は自由度を持ったオプチカルケーブル８でレーザ発振手段であるＹＡＧレーザ発振器９と連結されている。そして、Ｚ軸駆動部５は、前記レンズユニット３を保持する保持部材３Ａに回転可能に支承され且つ前記レンズユニット３に固着された雌ねじ部材（図示せず）に螺合したボールネジ５１と、前記保持部材３Ａに設けられ且つボールネジ５１を正逆回転する駆動モータ５２とにより構成してある。
【００２８】
前記Ｙ軸駆動ユニット２６は、支持フレーム４に回転可能に支承され且つ前記レンズユニット３を保持する保持部材３Ａに固着された雌ねじ部材（図示せず）に螺合したボールネジ１３と、前記支持フレーム４に設けられ且つボールネジ１３を正逆回転する駆動モータ１４と、前記支持フレーム４に設けられ且つ前記レンズユニット３をＹ軸方向に案内するガイド１５とにより構成してある。
【００２９】
そして、駆動モータ１１、１４、５２の駆動制御、レーザ照射位置の制御、レーザ出力の制御は、いずれもＮＣ装置１９により行われるものである。
【００３０】
次に、本発明によるレーザ切断加工方法について説明する。
レーザ切断加工されるシート１００は、上記したように製品切り離し前のシート１００であって、パンチで加工した場合、製品１０２を囲んでパンチ抜き部１０１が有り、製品１０２が脱落しないようにジョイント部１０３を微小量残す加工がされている。また、シート１００には、図６に示すように位置決め用の穴１０７を２ないし３カ所設けておく。この位置決め用穴１０７は、シート１００へ製品加工する時にあらかじめ、製品位置と相関する位置に加工しておく。
【００３１】
前記加工テーブル２は、前記Ｘ軸移動ユニット３０の駆動によりＸ軸方向に移動させることができる。すなわち、駆動モータ１１を、例えば正転させることによりボールネジ１０を正転させて、前記加工テーブル２に固着された雌ねじ部材のねじ送りにより前記加工テーブル２を左方向に移動させ、また、駆動モータ１１を逆転させることにより加工テーブル２を右方向に移動させる。
【００３２】
また、前記レンズユニット３は、前記Ｙ軸移動ユニット２６の駆動によりＹ軸方向に移動させることができる。すなわち、駆動モータ１４を、例えば正転させることによりボールネジ１３を正転させて、レンズユニット３に固着された雌ねじ部材のねじ送りにより、このレンズユニット３を前方向に移動させ、また、駆動モータ１４を逆転させることによりレンズユニット３を後方向に移動させる。
【００３３】
また、前記レンズユニット３は、前記Ｚ軸駆動部５の駆動によりＺ軸方向に移動させることができる。すなわち、駆動モータ５２を、例えば正転させることによりボールネジ５１を正転させて、レンズユニット３に固着された雌ねじ部材のねじ送りにより、このレンズユニット３を上方向に移動させ、また、駆動モータ５１を逆転させることによりレンズユニット３を下方向に移動させる。
【００３４】
また、前記レンズユニット３のカム機構部７を作動させることによりレンズ６をθ方向に一定量傾けることができる。
【００３５】
そして、図４に示すように、シート１００は、ローラ枠２０に回転自在に取り付けられたローラ１６上を運び込まれ、クランプ１８で位置決めした状態で、下方向に所定量下降する。この下降途中で、シート１００は受けパレット１７が具備する円筒駒２１の上面で受けられて停止する。レーザ切断加工は、この円筒駒２１上のシート１００を加工するものである。そして、受けパレット１７が具備する円筒駒２１の上に置かれたシート１００は、位置決めクランプ１８により固定される。
【００３６】
そして、必要に応じて、前記加工テーブル２を、前記Ｘ軸移動ユニット３０の駆動によりＸ軸方向に移動させ、また、前記レンズユニット３を、前記Ｙ軸移動ユニット２６の駆動によりＹ軸方向に移動させ、更には、レンズユニット３を、前記Ｚ軸駆動部５の駆動によりＺ軸方向に移動させて、このレンズユニット３をシート１００の切断箇所に対向させ、また、前記レンズユニット３のカム機構部７を作動させることにより、レーザビーム２００をシート１００に対してθ程傾斜させて、図５に示すようにシート１００のジョイント部１０３、１０６を切断する。
【００３７】
通常、薄板状のシート１００におけるジョイント部１０３、１０６の幅は０．５ｍｍ乃至０．９ｍｍの範囲であり、レーザビーム２００を傾斜させることにより、ＣＯ２レーザに比較し低出力であるＹＡＧレーザでの切断が可能になる。
【００３８】
ＹＡＧレーザにより切断されて、切り離された製品１０２、１０４は、受けパレット１７上で回収される。また、製品１０２、１０４を取り除かれたシート１００は、図４に示すローラ枠２０、ローラ１６を所定量Ｗ上昇させた状態で、ローラ１６の上から排除される。
【００３９】
上記した実施の形態例によれば、シート１００を搬送手段Ｆのローラ１６上に運び込んで位置決めした状態で、搬送手段Ｆを所定位置まで下降して、その下降途中でシート１００を受けパレット１７が具備する円筒駒２１に載せてシート１００を位置決めクランプ１８により固定し、レンズユニット３を必要に応じてＹ軸方向に移動すると共に、前記レンズユニット３が有するレンズ６を必要に応じてＺ軸方向に移動させ、また、傾動させてレーザビーム２００をシート１００に対して所定角度に傾斜し、シート１００のジョイント部１０３、１０６を切断することができる。
【００４０】
このために、製品側にジョイント部１０３、１０６が無いようにシート１００から製品１０２、１０４を切断分離することができて、仕上げ工程が削除できる。また、レーザ切断であることにより振動・騒音を伴なわないために、製品１０２、１０４への傷防止、重労働の改善及び騒音等が無くなって環境改善が可能になる。
【００４１】
また、ＹＡＧレーザの使用により、切断する部分は僅かな量であって高エネルギーを必要とせず且つレーザビーム２００をオプチカルケーブル８で導くことが可能であり、レーザ光軸の調整、ベンダミラーの削減を行うことができるように、設備の簡略化、低価格化を行うことができる。
【００４２】
また、レーザ切断時の受けを円筒駒２１にすることにより、製品１０２、１０４の安定した受けとアシストガスの通気を良好にし且つ任意の位置へ設置、交換を容易にすることができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明に係わるシート用レーザ切断装置によれば、製品がジョイント部を介して接続されて分離される前の加工されたシートを載置してシート搬送方向に移動する加工テーブルと、上下方向に移動を行うと共に、前記シートに対して一定量傾動可能なレンズを有し且つ前記加工テーブル上をシート搬送方向に対して直角方向に移動するレンズユニットと、前記レンズユニットの前記レンズにオプチカルケーブルを介して接続されたレーザ発振手段とを備え、前記加工テーブルを、ローラ枠にシート搬送方向に所定の間隔をおいて配置された複数のローラから成って前記ローラ上に前記シートが運び込まれた状態で所定の位置に下降する搬送手段と、底板部材の上面部の格子状の桟で区切られた部位に、レーザ照射時のアシストガスの逃げ穴を多数設け、前記底板部材の上面部に、前記搬送手段の下降により前記シートが載置され且つレーザ切断時のアシストガスを通気する駒部材を設けて構成した受けパレットと、前記受けパレットの前記駒部材が前記シートを受けた状態で、前記シートを位置決め、固定を行うクランプと、から構成し、前記シートにおける前記ジョイント部の切断にレーザを使用したことにより、シートを搬送手段のローラ上に運び込んで位置決めした状態で、前記搬送手段を所定位置まで下降して、その下降途中で前記シートを受けパレットが具備する駒部材に載せて前記シートを位置決めクランプにより固定し、レンズユニットを必要に応じてシート搬送方向に対して直角方向に移動すると共に、前記レンズユニットが有するレンズを必要に応じて上下方向に移動させ、また、傾動させてレーザビームを前記シートに対して所定角度に傾斜し、前記シートのジョイント部を切断することができる。
【００４４】
このために、製品側にジョイント部が無いようにシートから製品を切断分離することができて、仕上げ工程が削除できる。また、レーザ切断であることにより振動・騒音を伴なわないために、製品への傷防止、重労働の改善及び騒音等が無くなって環境改善が可能になる。
【００４５】
また、レーザ切断時の受けを駒部材にすることにより、製品の安定した受けとアシストガスの通気を良好にし且つ任意の位置へ設置、交換を容易にすることができる。
【００４６】
また、請求項２の発明に係わるシート用レーザ切断装置によれば、請求項１記載のシート用レーザ切断装置において、前記レーザ発振手段がＹＡＧレーザであることにより、上記した請求項１の発明の効果と同様な効果を奏し得るばかりか、ＹＡＧレーザの使用により、切断する部分は僅かな量であって高エネルギーを必要とせず且つレーザビームをオプチカルケーブルで導くことが可能であり、レーザ光軸の調整、ベンダミラーの削減を行うことができるように、設備の簡略化、低価格化を行なうことができる。
【００４７】
また、請求項３の発明に係わるシート用レーザ切断装置によれば、請求項１又は請求項２のシート用レーザ切断装置において、前記レーザのレーザ光軸を傾斜させて、前記シートにおけるジョイント部を切断するようにしたことにより、上記した請求項１の発明の効果と同様な効果を奏し得るばかりか、レーザ光軸を傾斜して切断することにより、ＣＯ２レーザに比べ低出力であるＹＡＧレーザの適用を可能ならしめる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるシート用レーザ切断装置の正面図である。
【図２】同シート用レーザ切断装置の一部省略した平面図である。
【図３】同シート用レーザ切断装置における受けパレットの斜視図である。
【図４】シートの移動、レーザ切断時の説明図である。
【図５】レーザ光軸を傾斜して切断する説明図である。
【図６】製品とそのシートジョイント部を有するシートの平面図である。
【図７】製品のジョイント片残りの説明図である。
【符号の説明】
１００  シート
２  加工テーブル
３  レンズユニット
４  Ｙ軸駆動ユニット
５  Ｚ軸駆動部
６  レンズ
７  カム機構部
８  オプチカルケーブル
９  ＹＡＧレーザ発振器（レーザ発振手段）
１７  受けパレット
２１  円筒駒（駒部材）
１０２  パンチ加工された製品
１０３  パンチ時のジョイント部
１０４  レーザ加工された製品
１０６  レーザ加工時のジョイント部
１０３Ａ  残部
１０６Ａ  残部
２００  レーザビーム
Ｆ  搬送手段
【図１】
0003761650.tif 000002
【図２】
0003761650.tif 000003
【図３】
0003761650.tif 000004
【図４】
0003761650.tif 000005
【図５】
0003761650.tif 000006
【図６】
0003761650.tif 000007
【図７】
0003761650.tif 000008