特開 2023-102920 レーザ加工機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023102920

(43)【公開日】2023-07-26

(54)【発明の名称】レーザ加工機

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/08 20140101AFI20230719BHJP

   B23K 26/38 20140101ALI20230719BHJP

   B23K 26/16 20060101ALI20230719BHJP

【ＦＩ】

B23K26/10

B23K26/38 A

B23K26/16

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022003675

(22)【出願日】2022-01-13

(71)【出願人】

【識別番号】390014672

【氏名又は名称】株式会社アマダ

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】岩松 剛

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 慶吾

(72)【発明者】

【氏名】木村 健太郎

【テーマコード（参考）】

4E168

【Ｆターム（参考）】

4E168AD07

4E168CB03

4E168EA17

4E168FB01

4E168FC01

4E168HA01

4E168HA05

4E168HA06

4E168HA08

(57)【要約】

【課題】ワークの固定を安価に行いつつ、必要な状況においてワークの固定を適切に行う。
【解決手段】レーザ加工機１０は、レーザ加工に伴う粉塵を集める集塵室６０と、集塵室６０内の空気を吸引する集塵ダクト６１と、パレット５０内の所定区画に配置される加工用テーブル８０と、加工用テーブル８０の下方の空間を囲むように設けられた吸引テーブル８１と、吸引テーブル８１内の空気を吸引する吸引ダクト８５と、集塵装置９０が引き込む空気の流れを集塵ダクト６１と吸引ダクト８５とで切り替える切替装置７０と、集塵装置９０を制御する制御装置１００とを備えている。制御装置１００は、集塵装置９０を制御するための切替可能な動作モードとして、レーザ加工の開始と連動して集塵装置９０の動作を開始させる第１動作モードと、作業者の指示と連動して前記集塵装置の動作を開始させる第２動作モードと、を有している。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを載置するためのパレットと、
前記パレットの上方に配置され、前記ワークに向かってレーザビームを照射してレーザ加工を行う加工ヘッドと、
前記パレットの下方の空間を囲むように設けられ、前記レーザ加工に伴う粉塵を集める集塵室と、
前記集塵室と接続され、集塵装置が引き込む空気の流れによって前記集塵室内の空気を吸引する集塵ダクトと、
前記パレットよりも小さなサイズに形成されて、前記パレット内の所定区画に配置されており、前記ワークが載置される加工用テーブルと、
前記加工用テーブルの下方の空間を囲むように設けられた吸引テーブルと、
前記吸引テーブルと接続されており、前記集塵装置が引き込む空気の流れによって前記吸引テーブル内の空気を吸引する吸引ダクトと、
前記集塵ダクトと前記吸引ダクトとがそれぞれ接続されており、前記集塵装置が引き込む空気の流れを前記集塵ダクトと前記吸引ダクトとで切り替える切替装置と、
前記集塵装置を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記集塵装置を制御するための切替可能な動作モードとして、
前記レーザ加工の開始と連動して前記集塵装置の動作を開始させる第１動作モードと、
作業者の指示と連動して前記集塵装置の動作を開始させる第２動作モードと、
を有しているレーザ加工機。

【請求項2】

前記制御装置は、
前記動作モードが前記第１動作モードである場合、前記レーザ加工の終了と連動して前記集塵装置の動作を停止させる
請求項１記載のレーザ加工機。

【請求項3】

前記制御装置は、
前記動作モードが前記第１動作モードである場合、前記レーザ加工機による前記レーザ加工の運転中に加工動作を一時的に中断させる場合には、前記集塵装置の動作も一時的に停止させる
請求項２記載のレーザ加工機。

【請求項4】

前記制御装置は、
前記動作モードが前記第１動作モードである場合、前記レーザ加工機の調整動作の実行中は前記集塵装置を動作させ、前記調整動作の終了に連動して前記集塵装置の動作を停止させる
請求項２又は３記載のレーザ加工機。

【請求項5】

前記制御装置は、
前記動作モードが前記第２動作モードである場合、前記レーザ加工の終了と連動して前記集塵装置の動作を停止させる
請求項１から４いずれか一項記載のレーザ加工機。

【請求項6】

前記制御装置は、
前記動作モードが前記第２動作モードである場合、前記レーザ加工機による前記レーザ加工の運転中に前記レーザ加工を一時的に中断させる場合であっても、前記集塵装置の動作を継続させる
請求項５記載のレーザ加工機。

【請求項7】

前記制御装置は、
前記動作モードが前記第２動作モードである場合、前記レーザ加工機の調整動作の実行中は前記集塵装置を動作させ、前記調整動作の終了後も前記集塵装置の動作を継続させる
請求項５又は６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、レーザ加工機に関する。

【背景技術】

【0002】

板金などの板状のワークに対して切断加工を行う加工機として、レーザビームを用いて加工を行うレーザ加工機が知られている。レーザ加工機は、ワークにレーザビームを照射することで、熱エネルギーによってワークを切断する。レーザ加工機は、レーザビームを照射する加工ヘッドを移動させることで、ワークから所望形状のパーツを切り出す。

【0003】

薄板のワークを用いて微細なパーツを切り出す微細加工を行う場合には、切り出された微細なパーツが落下してしまうことがある。そこで、微細加工を行う際には、小さな隙間のメッシュ構造を備えたテーブルを利用し、このテーブル上にワークを載置してレーザ加工が行うという方法が採られる。

【0004】

レーザ加工を行う際、加工中に噴射されるアシストガスのガス圧によってワークがばたついたり、位置がずれたりしてしまうと、加工不良に繋がる。テーブルの下方から空気を吸引して、ワークを固定する方法が知られている（例えば特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１６－２０３２４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、テーブル上のワークを吸引するためには、吸引手段を別途設ける必要があり、その制御機能なども含めるとコストアップに繋がってしまう。また、ワークの板厚が薄くなると、ワークの加工中に限らず、様々な要因でワークの位置がずれてしまうことがある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様のレーザ加工機は、ワークを載置するためのパレットと、パレットの上方に配置され、ワークに向かってレーザビームを照射してレーザ加工を行う加工ヘッドと、パレットの下方の空間を囲むように設けられ、レーザ加工に伴う粉塵を集める集塵室と、集塵室と接続され、集塵装置が引き込む空気の流れによって集塵室内の空気を吸引する集塵ダクトと、パレットよりも小さなサイズに形成されて、パレット内の所定区画に配置されており、ワークが載置される加工用テーブルと、加工用テーブルの下方の空間を囲むように設けられた吸引テーブルと、吸引テーブルと接続されており、集塵装置が引き込む空気の流れによって吸引テーブル内の空気を吸引する吸引ダクトと、集塵ダクトと吸引ダクトとがそれぞれ接続されており、集塵装置が引き込む空気の流れを集塵ダクトと吸引ダクトとで切り替える切替装置と、集塵装置を制御する制御装置と、を備えている。制御装置は、集塵装置を制御するための切替可能な動作モードとして、レーザ加工の開始と連動して集塵装置の動作を開始させる第１動作モードと、作業者の指示と連動して集塵装置の動作を開始させる第２動作モードと、を有している。

【0008】

本発明の一態様のレーザ加工機によれば、集塵装置が引き込む空気の流れによって、集塵室内の空気が集塵ダクトから吸引されている。集塵装置が引き込む空気の流れは、切替装置によって、集塵ダクトから吸引ダクトへと切り替えることができる。空気の流れを吸引ダクト側へと切り替えることで、吸引テーブル内の空気を吸引することができる。パレット内の所定区画に配置された加工用テーブルの範囲を限定的に吸引することができるので、加工用テーブルにワークを固定することができる。吸引テーブルの吸引には、集塵室内の空気を吸引する集塵装置を流用しているので、吸引テーブルを吸引するための専用の吸引手段を別途設ける必要がない。

【0009】

また、制御装置が動作モードを第２動作モードへと切り替えることで、レーザ加工機の動作状態に係わらず、集塵装置を任意のタイミングで動作させることができる。

【発明の効果】

【0010】

本発明の一態様によれば、集塵装置を利用することで安価にワークの固定を行いつつ、レーザ加工機の動作状態に拘わらず必要な状況においてワークの固定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本実施形態に係るレーザ加工機の主要な構成を模式的に示す図である。

【図2】図２は、レーザ加工機の基本構造を示す斜視図である。

【図3】図３は、吸引テーブル及び加工用テーブルが搭載されたレーザ加工機を示す斜視図である。

【図4】図４は、図２に示すレーザ加工機に搭載されるパレットの状態を説明する図である。

【図5】図５は、図３に示すレーザ加工機に搭載されるパレットの状態を説明する図である。

【図6】図６は、動作モードを設定する設定ボタンを説明する図である。

【図7】図７は、レーザ加工機の動作状態と集塵装置を制御するための動作モードとに対応する集塵装置の動作状態を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照し、本実施形態に係るレーザ加工機について説明する。図１は、本実施形態に係るレーザ加工機の主要な構成を模式的に示す図である。

【0013】

まず、図１を参照し、レーザ加工機１０の概要を説明する。レーザ加工機１０は、ワークＷを載置するためのパレット５０と、パレット５０の上方に配置され、ワークＷに向かってレーザビームを照射してレーザ加工を行う加工ヘッド３０と、パレット５０の下方の空間を囲むように設けられ、レーザ加工に伴う粉塵を集める集塵室６０と、集塵室６０と接続されており、集塵装置９０が引き込む空気の流れによって集塵室６０内の空気を吸引する集塵ダクト６１と、パレット５０よりも小さなサイズに形成されて、パレット５０内の所定区画に配置されており、ワークＷが載置される加工用テーブル８０と、加工用テーブル８０の下方の空間を囲むように設けられた吸引テーブル８１と、吸引テーブル８１と接続されており、集塵装置９０が引き込む空気の流れによって吸引テーブル８１内の空気を吸引する吸引ダクト８５と、集塵ダクト６１と吸引ダクト８５とがそれぞれ接続されており、集塵装置９０が引き込む空気の流れを集塵ダクト６１と吸引ダクト８５とで切り替える切替装置７０と、集塵装置９０を制御する制御装置１００とを備えている。

【0014】

制御装置１００は、集塵装置９０を制御するための切替可能な動作モードとして、レーザ加工の開始と連動して集塵装置９０の動作を開始させる第１動作モードと、作業者の指示と連動して集塵装置９０の動作を開始させる第２動作モードと、を有している。

【0015】

図２は、レーザ加工機の基本構造を示す斜視図である。つぎに、本実施形態に係るレーザ加工機１０の基本構造を説明する。本明細書では、水平方向において直交する左右方向及び前後方向と、水平方向に対して直交する上下方向とを方向の定義として用いる。左右方向及び前後方向は、パレット５０に載置されるワークＷの面内方向と平行であり、上下方向は、パレット５０に載置されるワークＷの面直方向と対応する。

【0016】

レーザ加工機１０は、ワークＷにレーザビームを照射することで、熱エネルギーによってワークＷを切断する加工機である。レーザ加工機１０は、本体部１１と、ヘッド駆動機構１５と、加工ヘッド３０と、パレット５０と、制御装置１００と、レーザ発振器１１０とを備えている。

【0017】

本体部１１は、概ね直方体状に形成されており、床面などの設置面に設置されている。本体部１１の前縁部及び後縁部には、左右方向に延在するサイドフレーム１２がそれぞれ配置されている。前縁部及び後縁部のサイドフレーム１２は、互いに平行に配置されている。

【0018】

ヘッド駆動機構１５は、前後方向及び左右方向及に沿って加工ヘッド３０を移動させる。ヘッド駆動機構１５は、Ｘ軸キャリッジ１６と、Ｙ軸キャリッジ１７とを備えている。

【0019】

Ｘ軸キャリッジ１６は、門型形状を有している。Ｘ軸キャリッジ１６は、一対のサイドフレーム１２によって支持されており、サイドフレーム１２に沿って移動可能に構成されている。Ｘ軸キャリッジ１６は、サイドフレーム１２に設けられたＸ軸駆動部（図示せず）によって駆動され、左右方向に移動する。

【0020】

Ｙ軸キャリッジ１７は、Ｘ軸キャリッジ１６によって支持されており、Ｘ軸キャリッジ１６に沿って移動可能に構成されている。Ｙ軸キャリッジ１７は、Ｘ軸キャリッジ１６に設けられたＹ軸駆動部（図示せず）によって駆動され、前後方向に移動する。

【0021】

加工ヘッド３０は、ワークＷの上方からレーザビームを照射して、ワークＷに対してレーザ加工を行う。加工ヘッド３０には、プロセスファイバ（図示せず）を介して、レーザ発振器１１０から射出されたレーザビームが伝送されている。レーザビームは、加工ヘッド３０の先端に設けられたノズルからワークＷに照射される。

【0022】

加工ヘッド３０は、Ｙ軸キャリッジ１７に配置されている。Ｘ軸駆動部及びＹ軸駆動部を駆動して、Ｘ軸キャリッジ１６及びＹ軸キャリッジ１７を移動させることにより、加工ヘッド３０を左右方向及び前後方向にそれぞれ移動させることができる。また、ヘッド駆動機構１５は図示しないＺ軸駆動部を備えており、加工ヘッド３０は、Ｚ軸駆動部によって駆動され、上下方向に移動することができる。

【0023】

加工ヘッド３０は、ヘッド駆動機構１５による左右方向の移動及び前後方向の移動を通じて、予め定められた加工範囲の中で、レーザ加工を行うことができる。本実施形態のレーザ加工機１０は、小さいサイズのワークＷを想定した装置であり、加工範囲は、最大で４'×４'（１２１９ｍｍ×１２１９ｍｍ）サイズのワークＷを加工することができる範囲に設定されている。

【0024】

パレット５０は、一対のサイドフレーム１２によって水平に支持されている。パレット５０には、ワークＷが載置される。パレット５０は、正方形状を有しており、加工範囲と同じサイズ及びこれよりも小さなサイズのワークＷを載置することができる。なお、パレット５０及びこれに関連するレーザ加工機１０の構造については後述する。

【0025】

パレット５０は、サイドフレーム１２に固定されたガイド部材（図示せず）を介して、左右方向へ移動自在に支持されている。ガイド部材は、パレット５０に設けられたレールを摺動自在に支持することで、パレット５０の直線運動をガイドする。

【0026】

パレット５０の左端には、作業者がパレット５０を移動させるために把持する把手部（図示せず）が設けられている。作業者は、把手部を把持してパレット５０を左右方向に動かすことで、正規位置と引出位置との間でパレット５０を移動させることができる。

【0027】

パレット５０が正規位置にある場合、パレット５０は、本体部１１に収容された状態となる（図２に示す状態）。このとき、パレット５０のほぼ全域が加工ヘッド３０の加工範囲に含まれる。正規位置にあるパレット５０を左方向へと引き出すと、パレット５０は引出位置まで移動する。パレット５０が引出位置にある場合、パレット５０の一部は本体部１１から引き出された状態となる。

【0028】

制御装置１００は、箱形の筐体と、この筐体の内部に収容される回路基板などで構成されている。制御装置１００は、本体部１１の右端下方に配置され、本体部１１に固定されている。

【0029】

制御装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサ（Hardware Processor）と、メモリ（Memory）と、各種のインターフェース（Interface）とを有するコンピュータによって構成されている。メモリ、各種のインターフェースは、バスを介してハードウェアプロセッサに接続されている。ハードウェアプロセッサによってメモリに格納されたプログラムを実行させることにより、制御装置１００が備える種々の機能が実現される。

【0030】

図１に示すように、制御装置１００は、加工プログラムに従ってヘッド駆動機構１５及びレーザ発振器１１０を制御し、ワークＷに対するレーザ加工を行う。また、制御装置１００は、レーザ加工機１０の動作状態及び作業者からの指示に応じて、集塵装置９０の動作を開始したり、集塵装置９０の動作を停止させたりする。

【0031】

制御装置１００には、操作部１０５が接続されている。操作部１０５は、作業者が入力操作を行うための装置である。例えば、操作部１０５は、ディスプレイと、ディスプレイ上に表示される情報に従って入力操作を行うことができるタッチパネルとを主体に構成されている。作業者は、操作部１０５を操作することで、レーザ加工機１０の運転設定などを含む各種の指示を、レーザ加工機１０に対して入力することができる。また、作業者は、操作部１０５に表示される情報から、レーザ加工機１０に関する様々な情報を把握することができる。

【0032】

レーザ発振器１１０は、レーザビームを生成し、加工ヘッド３０に対してレーザビームを供給する。図２に示すように、レーザ発振器１１０は、箱形の筐体と、この筐体の内部に収容される電子部品及び電機部品などで構成されている。レーザ発振器１１０は、本体部１１の右端上方に配置され、本体部１１に固定されている。

【0033】

図３は、吸引テーブル及び加工用テーブルが搭載されたレーザ加工機を示す斜視図である。図４は、図２に示すレーザ加工機に搭載されるパレットの状態を説明する図である。図５は、図３に示すレーザ加工機に搭載されるパレットの状態を説明する図である。以下、図１及び図２に加え、図３乃至図５を参照し、パレット５０の構造及びパレット５０に関係するレーザ加工機１０の構造を詳細に説明する。

【0034】

図２及び図４に示すように、パレット５０は、枠体５１と、複数のスキッド５２とを備えている。

【0035】

枠体５１は、パレット５０の上方からみたときに、正方形状を有するフレーム部材である。前後方向における枠体５１の中央には、左右方向に延在する仕切板５１ａが設けられている。

【0036】

複数のスキッド５２は、枠体５１に取り付けられており、ワークＷを支持するワーク支持部材である。個々のスキッド５２は、前後方向に延在する板状部材であり、複数のスキッド５２は、左右方向にかけて間隔を空けて配置されている。複数のスキッド５２は、仕切板５１ａよりも前側に位置するパレット５０の前側領域、及び仕切板５１ａよりも後側に位置するパレット５０の後側領域にそれぞれ配置されている。スキッド５２の両端は、枠体５１を構成するフレーム部材と仕切板５１ａとによって支持されている。個々のスキッド５２は、枠体５１に対して着脱を行うことができる。

【0037】

スキッド５２は、鋼などの金属材料、例えば軟鋼から構成されている。スキッド５２は、上下方向に沿うように起立した状態で配置されている。スキッド５２の上縁部には、それぞれが上方に向かって突出する複数の突出部が設けられている。複数の突出部は、前後方向にかけて間隔を空けて設けられている。個々の突出部は、上下方向に沿って縦長に形成されており、上方に向かう程に幅が狭くなるような山形状を有している。ワークＷは、スキッド５２の上縁部、すなわち個々の突出部の頂点において支持される。

【0038】

複数のスキッド５２は、左右方向にかけて大きな間隔で配置されているので、主として、切り出すパーツのサイズが大きい大型のワークＷを載置する際に利用される。

【0039】

図３及び図５に示すように、パレット５０には、薄板などの小型のワークＷを載置して微細加工を行うための加工用テーブル８０を設置することができる。加工用テーブル８０は、パレット５０よりも小さなサイズに形成されており、パレット５０内の所定区画に配置される。例えばパレット５０の前側領域に装着されたスキッド５２を取り外すことで、加工用テーブル８０を設置するための所定区画を確保することができる。加工用テーブル８０は、後述する吸引テーブル８１上に着脱可能に設置される。

【0040】

加工用テーブル８０は、上下方向に一定の高さを備えており、その上面にワークＷを載置することができる。加工用テーブル８０は、パレット５０に配列されたスキッド５２の間隔よりも小さな間隔のメッシュ構造を有しており、それぞれ上下方向に貫通する複数の貫通孔が設けられている。メッシュ構造としては、水平方向の断面形状が六角形となるハニカム形状、水平方向の断面形状が四角形となる格子形状を用いることができる。

【0041】

図１、図２及び図３に示すように、レーザ加工機１０は、集塵室６０と、集塵ダクト６１と、吸引テーブル８１と、吸引ダクト８５と、切替装置７０と、集塵装置９０とさらに備えている。なお、図２及び図３では、集塵装置９０の記載が省略されている。

【0042】

集塵室６０は、正規位置にあるパレット５０の下方の空間を囲むように設けられており、レーザ加工に伴いパレット５０の周囲に発生する粉塵を集めるための空間である。この粉塵には、ヒュームやスパッタ（溶融金属）も含まれる。レーザ加工に伴う粉塵は、加工ヘッド３０から噴射されるアシストガス、及び集塵ダクト６１へと引き込まれる空気の流れを受けて、集塵室６０へと導かれる。

【0043】

集塵ダクト６１は、集塵室６０内の空気を吸引する。集塵ダクト６１の一端は、集塵室６０に接続され、集塵ダクト６１の他端は、切替装置７０に接続されている。集塵ダクト６１は、集塵装置９０が引き込む空気の流れによって集塵室６０内の空気を吸引する。集塵室６０内の空気を吸引することで、レーザ加工に伴う粉塵を回収することができる。

【0044】

図１及び図３に示すように、吸引テーブル８１は、パレット５０に加工用テーブル８０を設置する際に利用されるテーブルであり、パレット５０に対して着脱可能に構成されている。吸引テーブル８１は、上面が開放された直方体状の箱体である。吸引テーブル８１は、加工用テーブル８０と同一サイズに形成されており、吸引テーブル８１の上方に加工用テーブル８０を着脱可能に設置することができる。吸引テーブル８１に加工用テーブル８０を装着することにより、両者が一体化され、加工用テーブル８０の下方の空間が吸引テーブル８１によって囲まれる。

【0045】

吸引ダクト８５は、吸引テーブル８１内の空気を吸引する。吸引ダクト８５の一端は、吸引テーブル８１に接続され、吸引ダクト８５の他端は、切替装置７０に接続されている。吸引ダクト８５は、集塵装置９０が引き込む空気の流れによって吸引テーブル８１内の空気を吸引する。吸引テーブル８１内の空気を吸引することで、加工用テーブル８０の下面側が負圧となる。負圧の作用により、加工用テーブル８０の上面に載置されるワークＷが吸着され、ワークＷを加工用テーブル８０に固定することができる。

【0046】

パレット５０に対する加工用テーブル８０及び吸引テーブル８１の設置は、パレット５０を正規位置から引き出して、パレット５０が引出位置にある状態で行うことできる。作業者は、パレット５０の前側領域にあるスキッド５２を取り外し、パレット５０の前側領域を開放する。これにより、パレット５０に対して加工用テーブル８０及び吸引テーブル８１を設置することができる。

【0047】

図３及び図５に示すように、吸引ダクト８５は、第１ダクト部８５ａと、第２ダクト部８５ｂとから構成されており、２つの要素に分割することができる。パレット５０の枠体５１には、枠体５１の内外を連通する連通部５３が設けられている。第１ダクト部８５ａは、吸引テーブル８１の接続継手８３と連通部５３との間を接続する。また、第２ダクト部８５ｂは、連通部５３と切替装置７０との間を接続する。第１ダクト部８５ａと第２ダクト部８５ｂとは、パレット５０の連通部５３を介して相互に接続される。

【0048】

なお、吸引テーブル８１の上面の周縁部は、加工用テーブル８０の下面の周縁部と接触する接触面となるため、吸引テーブル８１と加工用テーブル８０との隙間を埋めるためのシール部材を配設してもよい。シール部材としては、例えばスポンジなどが挙げられる。また、加工用テーブル８０を設置する際の位置決めを行うために、吸引テーブル８１の上面の周縁部に突起又は切欠きなどを形成してもよい。また、加工用テーブル８０と吸引テーブル８１とは別体である必要はなく、一体に形成された構造体であってもよい。

【0049】

図１に示すように、切替装置７０は、集塵ダクト６１と、吸引ダクト８５とがそれぞれ接続されている。切替装置７０には、集塵装置９０へと至る集合ダクト７５が接続されている。集塵装置９０は、モータなどの動力機構により回転する排気ファンを備えている。排気ファンが回転すると、集塵装置９０内が負圧となり、集合ダクト７５内の空気が集塵装置９０に引き込まれる。

【0050】

切替装置７０は、直方体状の箱体である。集塵ダクト６１によって吸引された空気、及び吸引ダクト８５によって吸引された空気は、切替装置７０を経由して、集合ダクト７５へと流れる。切替装置７０は、集塵装置９０が引き込む空気の流れを集塵ダクト６１と吸引ダクト８５とで切り替える役割を担っている。

【0051】

以下、図１、図６及び図７を参照し、本実施形態の特徴の一つである、制御装置１００による集塵装置９０の制御方法について説明する。図６は、動作モードを設定する設定ボタンを説明する図である。図７は、レーザ加工機の動作状態と集塵装置を制御するための動作モードとに対応する集塵装置の動作状態を説明する図である。

【0052】

レーザ加工機１０が備える集塵装置９０は、スキッド５２上にワークＷを配置してレーザ加工を行う際に、集塵室６０内の空気の吸引することで、レーザ加工に伴う粉塵を収集する機能を担う。一方で、加工用テーブル８０を利用して薄板のワークＷを加工するときには、集塵装置９０が引き込む空気の流れが吸引ダクト８５側へと切り替えられる。このとき、集塵装置９０は、吸引テーブル８１内の空気を吸引することで、加工用テーブル８０にワークＷを固定する機能を担う。すなわち、集塵装置９０は、集塵機能とともに、加工用テーブル８０に対するワークＷの固定機能という２つの用途で利用される。

【0053】

集塵装置９０の用途の違いに対応するために、制御装置１００は、集塵装置９０を制御するため動作モードとして、２つの動作モードを有している。制御装置１００は、２つの動作モードを切り替えて利用することができる。

【0054】

第１の動作モードは、レーザ加工機１０によるレーザ加工の動作と連動して集塵装置９０を動作させるモードである（以下「自動運転モード」という）。この自動運転モードが選択されている場合、制御装置１００は、レーザ加工の開始を判断すると、作業者の指示が無くとも集塵装置９０の動作を開始させる。この自動運転モードは、集塵機能として集塵装置９０を動作させるために選択される動作モードである。初期的な動作モードには、自動運転モードが設定されている。

【0055】

一方、第２の動作モードは、作業者の指示（入力操作）と連動して集塵装置９０を動作させるモードである（以下「手動運転モード」という）。手動運転モードが選択されると、制御装置１００は、集塵装置９０の動作開始の指示が作業者からあったと判断し、集塵装置９０の動作を開始させる。したがって、手動運転モードが選択されると、レーザ加工が開始する前であっても、制御装置１００は、集塵装置９０の動作を開始させる。この手動運転モードは、加工用テーブル８０に対するワークＷの固定機能として集塵装置９０を動作させるために選択される動作モードである。

【0056】

レーザ加工機１０の動作を設定する運転設定の中には、加工用テーブル８０を利用するときに使用する設定項目がある。その設定項目を作業者が選択すると、操作部１０５には、図６に示すような、動作モードを設定するための設定ボタン１０６が表示される。設定ボタン１０６は、手動運転モードを選択するためのＯＮボタン１０６ａと、手動運転モードを選択しない、すなわち自動運転モードを選択するためのＯＦＦボタン１０６ｂとを備えている。動作モードの初期設定は自動運転モードであるため、設定ボタン１０６も、ＯＦＦボタン１０６ｂが選択された状態が初期状態となる。制御装置１００は、設定ボタン１０６で選択されている内容に従って、動作モードの切り替えを行う。

【0057】

ＯＮボタン１０６ａが操作され、手動運転モードが選択されると、制御装置１００は、集塵装置９０の動作開始の指示が作業者からあったと判断する。そして、制御装置１００は、ＯＮボタン１０６ａが操作されたタイミングで集塵装置９０の動作を開始する。集塵装置９０が動作した状態でレーザ加工が開始されると、制御装置１００は、レーザ加工が終了するタイミングで集塵装置９０の動作を終了する。制御装置１００は、加工プログラムに規定される加工終了のコードに基づいて、レーザ加工を終了するタイミングを判断する。加工終了のコードとしては、例えばＧ５０といった原点復帰を指示するコード、Ｍ３０といったプログラム終了を指示するコードなどを用いることができる。

【0058】

一方、ＯＮボタン１０６ａが操作されず、自動運転モードが選択されたままの場合、制御装置１００は、レーザ加工を開始するタイミングで集塵装置９０の動作を開始する。制御装置１００は、加工プログラムに規定される加工開始のコードに基づいて、レーザ加工を開始するタイミングを判断する。加工開始のコードとしては、例えばＭ１０３といった加工ヘッド３０の下降を指令するコードなどを用いることができる。そして、制御装置１００は、手動運転モードと同様に、レーザ加工を終了するタイミングで集塵装置９０の動作を終了する。

【0059】

図７を参照し、レーザ加工機１０の動作状態と集塵装置９０の動作状態との関係を説明する。図７に示す丸印は、集塵装置９０が動作している状態を表している。まず、加工用テーブル８０を利用してワークＷのレーザ加工を行うときの、レーザ加工機１０の動作の流れを説明する。

【0060】

作業者は、パレット５０に加工用テーブル８０及び吸引テーブル８１を装着した上で、加工用テーブル８０上にワークＷを載置する。つぎに、作業者は、設定ボタン１０６のＯＮボタン１０６ａを選択する。設定ボタン１０６のＯＮボタン１０６ａ、すなわち手動運転モードが選択されると、制御装置１００は、レーザ加工を開始する前の待機中であっても集塵装置９０の動作を開始する。集塵装置９０が動作を開始すると、加工用テーブル８０上のワークＷが吸着され、加工用テーブル８０にワークＷが固定される。加工用テーブル８０にワークＷを載置した段階でワークＷの固定を行うことができるので、レーザ加工を開始する前にワークＷがずれてしまうという事態を抑制することができる。これにより、ワークＷがずれた状態でレーザ加工が開始されることを抑制することができる。

【0061】

つぎに、レーザ加工が開始すると、制御装置１００は、集塵装置９０の動作を継続させ、レーザ加工の終了に連動して集塵装置９０の動作を停止させる。これにより、レーザ加工の終了後は、ワークＷの固定が解除されるので、ワークＷから切り出されたパーツを簡単に取り出すことができる。また、ワークＷの固定が不要な状況では集塵装置９０の動作を継続させないので、集塵装置９０を経済的に動作させることができる。

【0062】

また、手動運転モードでは、集塵装置９０が動作を開始すると、レーザ加工中は集塵装置９０の動作が継続される。そのため、レーザ加工機１０によるレーザ加工の運転中に加工動作を一時的に中断させる事由が起きても、制御装置１００は、集塵装置９０の動作を継続させる。加工動作を一時的に中断させる事由としては、加工動作を停止して待機するために加工プログラムに規定されるプログラムストップ、アラーム発生などである。このため、加工動作を中断させてから加工動作を再開させるまでの間においても、加工用テーブル８０に対するワークＷの固定を継続することができる。これにより、加工動作を中断している間にワークＷがずれてしまうことを抑制することができ、ワークＷがずれた状態で加工動作が再開されることを抑制することができる。

【0063】

なお、加工動作が中断している状況であっても集塵装置９０の動作を継続させる意図は、加工動作の再開を念頭に、ワークＷの位置ずれを防止することにある。そのため、非常停止といったように、その後に加工動作の再開を予定しないような中断事由の場合には、集塵装置９０の動作を停止させることが好ましい。また、集塵装置９０を理由とするアラーム発生の場合には、やはり集塵装置９０の動作を停止させることが好ましい。

【0064】

また、制御装置１００は、レーザビームの芯出し調整、焦点調整、工具径補正などのレーザ加工機１０の調整動作、いわゆるユーティリティ動作の実行中は集塵装置９０を動作させることが好ましい。そして、制御装置１００は、ユーティリティ動作後も集塵装置９０の動作を継続させることが好ましい。これにより、ユーティリティ動作中及びにユーティリティ動作後も、加工用テーブル８０に対するワークＷの固定が維持される。これにより、ユーティリティ動作後にワークＷの位置がずれたまま、レーザ加工を開始してしまうことを抑制することができる。

【0065】

つぎに、スキッド５２上にワークＷを配置してレーザ加工を行うときの、レーザ加工機１０の動作の流れを説明する。スキッド５２上にワークＷを配置してレーザ加工を行うときには、ＯＮボタン１０６ａが操作されず、ＯＦＦボタン１０６ｂが選択されたままとなる。このため、制御装置１００の動作モードは、自動運転モードのままとなる。制御装置１００は、レーザ加工の待機状態では集塵装置９０の動作を停止したままとし、レーザ加工の開始と連動して集塵装置９０の動作を開始させる。レーザ加工が開始すると、制御装置１００は、集塵装置９０の動作を継続させ、レーザ加工の終了に連動して集塵装置９０の動作を停止させる。レーザ加工の開始及び終了に連動して集塵装置９０を動作させることで、集塵が必要な範囲において集塵装置９０を動作させることとなる。これにより、集塵装置９０を経済的に動作させることができる。

【0066】

なお、自動運転モードでは、レーザ加工機１０によるレーザ加工の運転中に加工動作を一時的に中断させる事由が起きた場合、制御装置１００は、集塵装置９０の動作を一時的に停止させることが好ましい。また、制御装置１００は、ユーティリティ動作の実行中は集塵装置９０を動作させるが、ユーティリティ動作後に集塵装置９０の動作を停止させることが好ましい。これにより、不要な状況で集塵装置９０を動作させることがないので、集塵装置９０を効率的に運転することができる。

【0067】

このように本実施形態のレーザ加工機１０によれば、集塵室６０内の空気が、集塵装置９０が引き込む空気の流れによって集塵ダクト６１から吸引されている。集塵装置９０が引き込む空気の流れは、切替装置７０によって、集塵ダクト６１から吸引ダクト８５へと切り替えることができる。これにより、空気の流れを吸引ダクト８５側へと切り替えることで、パレット５０内に配置される吸引テーブル８１内の空気を吸引することができる。その結果、パレット５０内の所定区画に配置された加工用テーブル８０を限定的に吸引することができる。これにより、ワークＷを吸引するために必要な吸引力を得ることができるので、ワークＷを加工用テーブル８０に確実に固定することができる。また、集塵室６０内の空気を吸引する流れを流用しているので、吸引テーブル８１を吸引するための専用の吸引手段を別途設ける必要がない。その結果、安価な構成でワークＷの固定を行うことができる。

【0068】

加えて、制御装置１００が動作モードを第２動作モードへと切り替えることで、集塵装置９０を任意のタイミングで動作させることができる。これにより、レーザ加工機１０がレーザ加工を行っていない状態でも集塵装置９０を動作させることができるので、加工用テーブル８０に対するワークＷの固定を効果的に行うことができる。

【0069】

なお、上述した実施形態では、手動運転モードが選択されている場合、制御装置１００は、レーザ加工が終了するまでは集塵装置９０の動作を継続している。しかしながら、制御装置１００は、加工動作を一時的に中断させている最中にＯＦＦボタン１０６ｂへの切り替えが行われた場合に、集塵装置９０の動作を停止させるように構成してもよい。これにより、加工中に一つのパーツのみを取り出したといった要求に応えることができる。

【0070】

上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

【符号の説明】

【0071】

１０ レーザ加工機
１１ 本体部
１２ サイドフレーム
１５ ヘッド駆動機構
１６ Ｘ軸キャリッジ
１７ Ｙ軸キャリッジ
３０ 加工ヘッド
５０ パレット
５１ 枠体
５１ａ 仕切板
５２ スキッド
５３ 連通部
６０ 集塵室
６１ 集塵ダクト
７０ 切替装置
７５ 集合ダクト
８０ 加工用テーブル
８１ 吸引テーブル
８３ 接続継手
８５ 吸引ダクト
８５ａ 第１ダクト部
８５ｂ 第２ダクト部
９０ 集塵装置
１００ 制御装置
１０５ 操作部
１０６ 設定ボタン
１０６ａ ＯＮボタン
１０６ｂ ＯＦＦボタン
１１０ レーザ発振器
Ｗ ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】