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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-14
(45)【発行日】2022-12-22
(54)【発明の名称】レーザ加工用のテーブル装置
(51)【国際特許分類】
   B23K 26/08 20140101AFI20221215BHJP
   B23K 26/10 20060101ALI20221215BHJP
【FI】
B23K26/10
【請求項の数】 3
(21)【出願番号】P 2018233265
(22)【出願日】2018-12-13
(65)【公開番号】P2020093284
(43)【公開日】2020-06-18
【審査請求日】2021-09-13
(73)【特許権者】
【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】宮本 晴雄
【審査官】柏原 郁昭
(56)【参考文献】
【文献】特開平10-094893(JP,A)
【文献】特開平08-108291(JP,A)
【文献】特開平08-290284(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B23K 26/08
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワークを載置するテーブル本体の内側に、水平方向の一方向に沿って間隔を置いて設けられ、前記一方向と直交する水平方向の他方向に延び、上縁部に複数のスリットが前記他方向に沿って間隔を置いて形成され、前記一方向に並んだ複数の前記スリットからなるスリット列を複数有した複数の取付板と、
前記テーブル本体の内側に前記スリット列の複数の前記スリットに挿入した状態で前記他方向に沿って間隔を置いて設けられ、前記一方向に延び、ワークを支持するための複数の支持板と、を備え、
全ての前記スリットは、鉛直方向に対して傾斜した複数の第1傾斜スリットと、前記第1傾斜スリットの傾斜方向と反対方向に同じ角度だけ鉛直方向に対して傾斜した複数の第2傾斜スリットとを含み、
各スリット列の複数の前記スリットは、鉛直方向に対して同じ方向に傾斜した複数の前記第1傾斜スリット又は複数の前記第2傾斜スリットのいずれかであることを特徴とするレーザ加工用のテーブル装置。
【請求項2】
各取付板における複数の前記スリットは、複数の前記第1傾斜スリットと複数の前記第2傾斜スリットとを含むことを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工用のテーブル装置。
【請求項3】
各取付板における複数の前記スリットは、複数の前記第1傾斜スリットと、前記他方向に沿って前記第1傾斜スリットと交互に配置された複数の前記第2傾斜スリットとからなることを特徴とする請求項2に記載のレーザ加工用のテーブル装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ワークに対してレーザ加工を行う際に用いられかつワークを支持するテーブル装置に関する。
【背景技術】
【0002】
現在、広く普及している一般的なレーザ加工用のテーブル装置の構成について簡単に説明すると、次のようになる。
【0003】
容器状のテーブル本体の内側には、長さ方向に延びた複数の取付板が幅方向に沿って間隔を置いて設けられている。各取付板の上縁部には、多数のスリットが長さ方向に沿って間隔を置いて形成されており、各スリットは、鉛直方向に対して平行である。多数の取付板は、幅方向に並んだ複数のスリットからなるスリット列を多数有しており、多数のスリット列は、長さ方向に間隔を置いて配置されている。
【0004】
テーブル本体の内側には、ワークを支持するための多数の支持板(スキッド)がスリット列の複数のスリットに挿入した状態で設けられており、多数の支持板は、長さ方向に沿って間隔を置いて配置されている。各支持板は、幅方向に延びており、各支持板の上縁部には、ワークの裏面に接触する山型状の多数の突起が長さ方向に沿って形成されている。ここで、支持板を取付板のスリットに確実に挿入させるため、取付板のスリットの幅は、支持板の板厚よりも大きく設定されている。取付板のスリットの幅と支持板の板厚との差(クリアランス量)は、例えば1.0mm~1.5mmになっている。
【0005】
なお、本発明に関連する先行技術として特許文献1に示すものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開2001-170790号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところで、前述のように、取付板のスリットの幅は支持板の板厚よりも大きく設定されており、加工ヘッドから噴射されるアシストガスの圧力、又はテーブル装置の加減速による慣性力等の外力によって支持板が振動することがある。このような場合には、テーブル装置によるワークの支持状態が不安定になって、レーザ加工の加工精度の低下を招く。
【0008】
そのため、先行技術に係るテーブル装置(特許文献1に記載のテーブル装置)においては、次のような構成を採っている。即ち、先行技術に係るテーブル装置における複数の取付板は、複数の第1取付板と、長さ方向に沿って第1取付板と交互に配置されかつ長さ方向に移動可能な複数の第2取付板とからなる。また、先行技術に係るテーブル装置は、複数の第2取付板を長さ方向へ移動させるクランク等の駆動手段を備えている。これにより、支持板を幅方向に沿って屈曲させて、支持板の支持剛性を高めることができ、外力による支持板の振動を抑えて、テーブル装置によるワークの支持状態を安定させることができる。
【0009】
しかしながら、先行技術に係るテーブル装置においては、複数の取付板のうちのいずれかを長さ方向へ移動可能に構成して、クランク等の駆動手段を備える必要があり、大幅な設計変更が必要になる。そのため、テーブル装置の構成の複雑化する共に、テーブル装置の製造コストが増大する。
【0010】
なお、先行技術に係るテーブル装置の構成を採ることなく、支持板の板厚を厚くして、支持板の支持剛性を高くすることも考えられるが、そうすると、支持板の重量が増大して、支持板の取付作業の作業性の低下が懸念される。
【0011】
つまり、テーブル装置の構成の複雑化及び製造コストの増大を抑えつつ、テーブル装置によるワークの支持状態を安定させて、レーザ加工の加工精度の高めることは容易でないという問題がある。
【0012】
そこで、本発明は、大幅な設計変更をすることなく、支持板の支持剛性を高めて、種々の方向からの外力による支持板の振動を抑えることができる、新規な構成のレーザ加工用のテーブル装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明の実施態様に係るレーザ加工用のテーブル装置は、ワークを載置するテーブル本体(テーブルフレーム)の内側に、水平方向の一方向に沿って間隔を置いて設けられ、前記一方向と直交する水平方向の他方向に延び、上縁部に複数のスリットが前記他方向に沿って間隔を置いて形成され、前記一方向に並んだ複数の前記スリットからなるスリット列(スリット群)を複数有した複数の取付板と、 前記テーブル本体の内側に前記スリット列の複数の前記スリットに挿入した状態で前記他方向に沿って間隔を置いて設けられ、前記一方向に延び、ワークを支持するための複数の支持板と、を備えている。全ての前記スリットは、鉛直方向に対して傾斜した複数の第1傾斜スリットと、前記第1傾斜スリットの傾斜方向と反対方向に同じ角度だけ鉛直方向に対して傾斜した複数の第2傾斜スリットとを含み、各スリット列の複数の前記スリットは、鉛直方向に対して同じ方向に傾斜した複数の前記第1傾斜スリット又は複数の前記第2傾斜スリットのいずれかである
【0014】
本発明の実施態様では、各取付板における複数の前記スリットは、複数の前記第1傾斜スリットと複数の前記第2傾斜スリットとを含んでもよい。この場合に、各取付板における複数の前記スリットは、複数の前記第1傾斜スリットと、前記他方向に沿って前記第1傾斜スリットと交互に配置された複数の前記第2傾斜スリットとからなってもよい
【0015】
本発明の実施態様によると、前述のように、全ての前記スリットは、鉛直方向に対して傾斜した複数の前記第1傾斜スリットと、前記第1傾斜スリットの傾斜方向と反対方向に同じ角度だけ鉛直方向に対して傾斜した複数の前記第2傾斜スリットとを含んでいる。そのため、前記支持板の下縁部の2つの角部が前記取付板の前記スリットの底面と内側面にそれぞれ接触するか、又は前記支持板の側面が前記取付板の前記スリットの内側面に接触する。また、鉛直方向に対して一方側に傾斜した前記支持板と、鉛直方向に対して他方側に傾斜した前記支持板を混在させるか、又は複数の前記支持板を幅方向に沿って屈曲させることができる。そのため、前記テーブル装置の大幅な設計変更をすることなく、前記支持板の支持剛性を高めて、種々の方向からの外力による前記支持板の振動を抑えることができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、前記レーザ加工用のテーブル装置の構成の複雑化及び製造コストの増大を抑えつつ、前記レーザ加工用のテーブル装置によるワークの支持状態を安定させて、レーザ加工の加工精度の高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
図1図1は、本発明の実施形態に係るレーザ加工機の模式的な斜視図である。
図2図2は、本発明の実施形態に係るレーザ加工用のテーブル装置の模式的な平面図である。
図3図3は、図2におけるIII-III線に沿った拡大断面図である。
図4図4は、図2におけるIV-IV線に沿った拡大端面図である。
図5図5は、本発明の実施形態に係るレーザ加工用のテーブル装置の模式的な平面図であり、多数の支持板を省略した様子を示している。
図6図6(a)(b)は、図4におけるVIの拡大図である。図6(a)は、支持板の下縁部の2つの角部が取付板のスリットの底面と内側面にそれぞれ接触した様子を示している。図6(b)は、支持板の側面が取付板のスリットの内側面に接触した様子を示している。
図7図7は、取付板における第1傾斜スリット及び第2傾斜スリットの他の配置態様を示す図である。
図8図8は、本発明の実施形態の変形例に係るレーザ加工用のテーブル装置の模式的な平面図である。
図9図9は、本発明の実施形態の変形例に係るレーザ加工用のテーブル装置の模式的な平面図であり、多数の支持板を省略した様子を示している。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本発明の実施形態(変形例を含む)について図1から図8を参照して説明する。
【0019】
なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「設けられる」とは、直接的に設けられることの他に、別部材を介して間接的に設けられることを含む意である。また、「長さ方向」とは、水平方向の一方向であって、本発明の実施形態では、レーザ加工用のテーブル装置の長手方向のことをいい、X軸方向、及び前後方向と同義である。「幅方向」とは、水平方向の他方向であって、本発明の実施形態では、レーザ加工用のテーブル装置の短手方向のことをいい、X軸方向に直交するY軸方向、及び左右方向と同義である。
【0020】
図面中、「LD」は長さ方向、「WD」は幅方向、「FF」は前方向、「FR」は後方向、「L」は左方向、「R」は右方向、「U」は、上方向、「D」は、下方向をそれぞれ指している。
【0021】
(本発明の実施形態)
図1に示すように、本発明の実施形態に係るレーザ加工機10は、レーザ光の照射によって板状のワーク(板金)Wに対してレーザ加工を行う加工機であり、レーザ光の光軸がY軸方向にのみ移動するタイプの加工機である。以下、本発明の実施形態に係るレーザ加工機10の具体的な構成について説明する。
【0022】
レーザ加工機10は、X軸方向に延びたベッド(下部フレーム)12と、ベッド12のX軸方向の中央部を跨ぐように設けられた門型フレーム14とを備えている。門型フレーム14は、ベッド12の中央部の左右両側に立設された一対の支柱16と、一対の支柱16の上部の間に連結するように設けられかつY軸方向に延びた上部フレーム18とを有している。
【0023】
ベッド12には、ワークWを支持するテーブル装置20がX軸方向へ移動可能に設けられている。テーブル装置20は、ベッド12の適宜位置に設けられたX軸モータ(図示省略)の駆動によりX軸方向へ移動する。また、テーブル装置20の適宜位置には、ワークWの端部を把持する複数のクランパ(図示省略)が設けられている。
【0024】
上部フレーム18には、ワークWに向かって上方向からレーザ光を照射する加工ヘッド22がY軸方向へ移動可能に設けられている。加工ヘッド22は、上部フレーム18の適宜位置に設けられたY軸モータ(図示省略)の駆動によりY軸方向へ移動する。加工ヘッド22は、レーザ光を発振するレーザ発振器(図示省略)に光学的に接続されている。なお、テーブル装置20の構成の詳細は、後述する。
【0025】
前述の構成により、複数のクランパによってワークWの端部を把持した状態で、X軸モータの駆動によりテーブル装置20をX軸方向へ移動させると共に、Y軸モータの駆動により加工ヘッド22をY軸方向へ移動させる。すると、加工ヘッド22をX軸方向及びY軸方向にワークWに対して相対的に位置決めすることができる。そして、加工ヘッド22の相対的な位置決めを行いつつ、加工ヘッド22からワークWに向かってアシストガスを噴射しながらレーザ光を照射することで、ワークWに対して所望のレーザ加工を行うことができる。
【0026】
続いて、テーブル装置(レーザ加工用のテーブル装置)20の構成の詳細について説明する。
【0027】
図1から図3に示すように、テーブル装置20は、前述のように、ワークWに対してレーザ加工を行う際に用いられかつワークWを支持する装置である。テーブル装置20は、ベッド12にX軸方向へ移動可能に設けられた容器状(枠状を含む)のテーブル本体(テーブルフレーム)24を備えている。テーブル本体24は、前述のように、X軸モータの駆動によりX軸方向へ移動する。テーブル本体24は、長さ方向(X軸方向)に延びており、テーブル本体24の平面視形状は、矩形状に形成されている。テーブル本体24は、その左右両側の内壁部に、長さ方向に延びたインナー部材26をそれぞれ有している。各インナー部材26の上部には、多数(複数)のスリット28が長さ方向に沿って間隔を置いて形成されている。
【0028】
ワークWを載置するテーブル本体24の内側には、長さ方向に延びた複数(本発明の実施形態では、例えば4つ)の取付板30が幅方向に沿って間隔を置いて設けられている。各取付板30の両端部は、テーブル本体24の前後両側の内壁部にそれぞれ固定されている。また、各取付板30の上縁部には、多数(複数)のスリット32が長さ方向に沿って間隔を置いて形成されている。複数の取付板30は、幅方向に並んだ複数のスリット32からなるスリット列SGを多数(複数)備えており、多数のスリット列SGは、長さ方向に沿って間隔を置いて配置されている。
【0029】
テーブル本体24の内側には、ワークWを支持するための多数(複数)の支持板34がスリット列SGの複数のスリット32に挿入した状態で設けられており、多数の支持板34は、長さ方向に沿って間隔を置いて配置されている。各支持板34は、幅方向に延びており、各支持板34の両端部は、スリット28に挿入した状態でインナー部材26にそれぞれ固定されている。また、各支持板34の上縁部には、ワークWの裏面に接触する山型形状の多数(複数)の突起36が長さ方向に沿って連続して形成されている。なお、多数の突起36を長さ方向に沿って連続して形成する代わりに、長さ方向に沿って間隔を置いて形成してもよい。
【0030】
図3から図6(a)(b)に示すように、各取付板30における多数のスリット32は、鉛直方向に対して傾斜した多数の第1傾斜スリット32Aと、長さ方向に沿って第1傾斜スリット32Aと交互に配置されかつ鉛直方向に対して傾斜した多数の第2傾斜スリット32Bとからなる。第2傾斜スリット32Bは、第1傾斜スリット32Aの傾斜方向と反対方向に同じ角度だけ傾斜しており、第1傾斜スリット32Aと同じ深さを有している。換言すれば、全てのスリット32は、多数の第2傾斜スリット32Bと多数の第2傾斜スリット32Bを混在した状態で含んでいる。また、各スリット列SGの複数のスリット32は、鉛直方向に対して同じ方向に傾斜した複数の第1傾斜スリット32A又は複数の第2傾斜スリット32Bのいずれかである。換言すれば、各スリット列SGの複数のスリット32は、鉛直方向に対して互いに反対方向に傾斜した第1傾斜スリット32A及び第2傾斜スリット32Bを一緒に含まない。
【0031】
図6(a)(b)に示すように、第1傾斜スリット32A及び第2傾斜スリット32Bの傾斜角θは、1度~10度、好ましくは、2~5度に設定されている。第1傾斜スリット32A及び第2傾斜スリット32Bの傾斜角θを1度以上にしたのは、1度未満であると、支持板34の下縁部の2つの角部34cが支持板34の自重によって取付板30のスリット32の底面32uと内側面32pにそれぞれ接触することが困難になるからである。第1傾斜スリット32A及び第2傾斜スリット32Bの傾斜角θを10度以下に設定したのは、10度を超えると、支持板34の支持剛性が低下するおそれがあるからである。
【0032】
第1傾斜スリット32A及び第2傾斜スリット32Bの底面32uは、水平方向に平行に形成されている。なお、第1傾斜スリット32A及び第2傾斜スリット32Bの底面32uを内側面32pに対して直交するように形成してもよい。
【0033】
各取付板30における第1傾斜スリット32A及び第2傾斜スリット32Bを長さ方向に沿って1個ずつ交互に配置する代わりに、図7に示すように、長さ方向に沿って複数個(例えば2個)ずつ交互に配置してもよい。換言すれば、支持板34がその傾斜方向を長さ方向に沿って1枚ずつ交互に変える代わりに、図7に示すように、長さ方向に沿って複数枚ずつ交互に変えてもよい。
【0034】
続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。
【0035】
前述のように、各取付板30における多数のスリット32は、鉛直方向に対して傾斜した多数の第1傾斜スリット32Aと、長さ方向に沿って第1傾斜スリット32Aと交互に配置されかつ鉛直方向に対して傾斜した多数の第2傾斜スリット32Bとからなる。第2傾斜スリット32Bは、第1傾斜スリット32Aと反対方向に同じ角度だけ傾斜しており、第1傾斜スリット32Aと同じ深さを有している。各スリット列SGの複数のスリット32は、鉛直方向に対して同じ方向に傾斜した複数の第1傾斜スリット32A又は複数の第2傾斜スリット32Bのいずれかである。
【0036】
そのため、支持板34の下縁部の2つの角部34cが支持板34の自重によって取付板30のスリット32の底面32uと内側面32pにそれぞれ接触するか(図6(a)参照)、支持板34の側面34pが支持板34の自重によって取付板30のスリット32の内側面32pに接触する(図6(b)参照)。更に、テーブル装置20の支持板34上にワークWを載置すると、ワークWの自重によって、支持板34の下縁部の2つの角部34cが取付板30のスリット32の底面32uと内側面32pにそれぞれ押し付けられるか、支持板34の側面34pが取付板30のスリット32の内側面32pに押し付けられる。また、鉛直方向に対して一方側(長さ方向の前側)に傾斜した支持板34と、鉛直方向に対して他方側(長さ方向の後側)に傾斜した支持板34を長さ方向に沿って1枚ずつ又は複数枚ずつ交互に混在させる。換言すれば、支持板34は、その傾斜方向を長さ方向に沿って1枚ずつ又は複数枚ずつ交互に変えている。
【0037】
従って、本発明の実施形態によると、テーブル装置20の大幅な設計変更をすることなく、支持板34の支持剛性を高めて、種々の方向からの外力による支持板34の振動を抑えることができる。換言すれば、支持板34の長さ方向の後側、前側への移動を打ち消すように作用することで、支持板34の振動を十分に抑えて、ワークWがテーブル装置20に対して長さ方向に移動することを防止することができる。つまり、加工ヘッド22から噴射されるアシストガスの圧力、又はテーブル装置20の加減速による慣性力等の外力によって支持板が振動することを十分に防止することができる。
【0038】
また、本発明の実施形態によると、支持板の支持剛性を高くするために、支持板34の板厚を厚くする必要がない。
【0039】
よって、本発明の実施形態によれば、テーブル装置20の構成の複雑化及び製造コストの増大を抑えつつ、テーブル装置20によるワークの支持状態を十分に安定させて、レーザ加工の加工精度の高めることができる。
【0040】
また、本発明の実施形態によれば、支持板34の重量の増大を抑えて、支持板34の取付作業の作業性の低下を防止することができる。
【0041】
(本発明の実施形態の変形例)
本発明の実施形態の変形例について図1図8、及び図9を参照して説明する。
【0042】
図1に示すように、本発明の実施形態の変形例においては、レーザ加工機10は、テーブル装置20に代えて、ワークWを支持するテーブル装置20Aを備えている。また、本発明の実施形態の変形例に係るテーブル装置(レーザ加工用のテーブル装置)20Aは、テーブル装置20と同様の構成を有している。そして、テーブル装置20Aの構成のうち、テーブル装置20と異なる構成について説明する。なお、テーブル装置20Aにおける複数の構成要素のうち、テーブル装置20における構成要素と対応するものについては、図面中に同一符号を付してある。
【0043】
図8及び図9に示すように、本発明の実施形態の変形例においては、各スリット列SGの複数のスリット32は、鉛直方向に対して互いに反対方向に傾斜した第1傾斜スリット32A及び第2傾斜スリット32Bを幅方向に沿って交互に含んでいる。なお、いずれか複数のスリット列SGの複数のスリット32のみが第1傾斜スリット32A及び第2傾斜スリット32Bを幅方向に沿って交互に含むようにしてもよい。
【0044】
続いて、本発明の実施形態の変形例の作用及び効果について説明する。
【0045】
前述のように、各スリット列SGの複数のスリット32は第1傾斜スリット32A及び第2傾斜スリット32Bを幅方向に沿って交互に含んでいる。そのため、多数の支持板34を幅方向に沿って屈曲させることができる。これにより、テーブル装置20の大幅な設計変更をすることなく、支持板34の支持剛性を高めて、種々の方向からの外力による支持板34の振動を抑えることができる。
【0046】
従って、本発明の実施形態の変形例においても、前述の本発明の実施形態と同様の効果を奏する。
【0047】
なお、本発明は、前述の実施形態及びその変形例の説明に限るものでなく、次のように種々の態様で実施可能である。
【0048】
全てのスリット32が多数の第2傾斜スリット32Bと多数の第2傾斜スリット32Bを混在した状態で含んでいれば、いずれかのスリット32を鉛直方向に対して平行にしてもよい。また、レーザ加工機10をレーザ光の光軸がX軸方向とY軸方向に移動するタイプ又はレーザ光の光軸が移動しないタイプに変更してもよい。更に、テーブル装置20(20A)をベッド12に対して搬入出可能に構成してもよい。
【0049】
そして、本発明に包含される権利範囲は、前述の実施形態に限定されないものである。
【符号の説明】
【0050】
10 レーザ加工機
12 ベッド
14 門型フレーム
16 支柱
18 上部フレーム
20 テーブル装置(レーザ加工用のテーブル装置)
22 加工ヘッド
24 テーブル本体(テーブルフレーム)
26 インナー部材
28 スリット
30 取付板
32 スリット
32A 第1傾斜スリット
32B 第2傾斜スリット
32p 内側面
32u 底面
34 支持板
34c 角部
34p 側面
36 突起
SG スリット列
20A テーブル装置
W ワーク(板金)
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9