JPH0321826Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (a) 産業上の利用分野 本考案は、ワークの加工基準点を、正確に検出
することが出来るレーザ加工機に関する。

(b) 従来の技術 通常、レーザ加工機において、テーブル上のワ
ークをトーチにより加工する場合には、ワークを
加工する上での基準となる加工基準点を検出する
必要がある。このため、作業者は、テーブル及び
トーチを適宜移動して、レーザ光線が射出される
トーチの先端を、加工基準点に当て、その時のト
ーチの先端の座標値から、該加工基準点の座標値
を求めていた。

(c) 考案が解決しようとする問題点 しかし、これではワークの加工基準点の座標値
を正確に検出することが出来ず、該加工基準点に
基づいて行なわれる加工の精度も低下してしまう
不都合があつた。

本考案は、上記の欠点を解消すべく、ワークの
加工基準点の座標値を正確に検出して、該ワーク
の加工精度を向上することが出来るレーザ加工機
を提供することを目的とする。

(d) 問題点を解決するための手段 即ち、本考案は、レーザ加工ヘツド６を有し、
前記レーザ加工ヘツド６に、レーザ光線を上下方
向に射出しうるトーチ９を装着したレーザ加工機
１において、前記レーザ加工ヘツド６に、前記ト
ーチとは独立した形で支持手段１３を、上下方向
に移動自在かつ回転自在に設け、前記支持手段に
該支持手段を前記トーチとは独立した形で上下方
向に移動駆動する移動駆動手段１９を接続し、前
記支持手段の先端部に非接触型の測距手段２０を
水平方向の距離を測定し得る形で、水平面内で回
転駆動自在に設けて構成される。

なお、括弧内の番号は、図面における対応する
要素を示す、便宜的なものであり、従つて、本記
述は図面上の記載に限定拘束されるものではな
い。以下の「(e)．作用」の欄についても同様であ
る。

(e) 作用 上記した構成により、本考案は、測距手段２０
を移動駆動手段１９によりトーチ９とは独立した
形で上下方向に移動駆動するとともに、水平面内
で回転させ、ワーク２１の加工基準面２１ｃ，２
１ｄ等を検出するように作用する。

(f) 実施例 以下、本考案の実施例を図面に基づき説明す
る。

第１図は、本考案によるレーザ加工機の一実施
例を示す斜視図、 第２図は、本考案によるレーザ加工機のワーク
検出器により、ワークの加工基準点を検出する場
合の様子を示す斜視図である。

レーザ加工機１は、第１図に示すように、機体
２を有しており、機体２は水平部２ａ及び垂直部
２ｂにより構成されている。水平部２ａ上には、
テーブル３が、図中水平方向である矢印Ａ，Ｂ方
向に移動駆動自在に支持されており、また垂直部
２ｂには、箱状に形成されたコラム５が、テーブ
ル３上方に突出する形で設けられている。コラム
５には、２本のガイドレール５ａ，５ａが、矢印
Ａ，Ｂ方向とは直角な方向である矢印Ｃ，Ｄ方向
に並列して設けられており、ガイドレール５ａ，
５ａには、後述するレーザ加工ヘツド６を構成す
るサドル６ａが、矢印Ｃ，Ｄ方向に摺動自在に支
持されている。

サドル６ａには、外周面にボールネジ７ａが螺
設された駆動軸７が、該サドル６ａを矢印Ｃ，Ｄ
方向に貫通する形で螺合されており、駆動軸７
は、軸受２ｃ等を介して垂直部２ｂに、図中矢印
Ｇ，Ｈ方向に回転駆動自在な形で支持されてい
る。また、サドル６ａには、２本のガイドレール
６ｂ，６ｂが、図中上下方向である矢印Ｅ，Ｆ方
向に並列して設けられており、ガイドレール６
ｂ，６ｂには、断面が略Ｔ字形に形成されたホル
ダ６ｃが、矢印Ｅ，Ｆ方向に摺動自在に支持され
ている。ホルダ６ｃには、その下端よりレーザ光
線が図中上下方向、即ちＺ軸方向に射出されるト
ーチ９が装着されている。

更に、ホルダ６ｃには、ワーク検出器１０が装
着されており、ワーク検出器１０は、取付け部材
１１を有している。取付け部材１１には、支持部
材１２が固設されており、支持部材１２は、本体
１２ａを有している。本体１２ａにはギア１２ｂ
が、矢印Ｉ，Ｊ方向に回転自在な形で設けられて
おり、ギア１２ｂには支持シヤフト１３が、トー
チ９とは独立した形で矢印Ｅ，Ｆ方向に摺動のみ
自在な形で嵌入係合されている。なお、ギア１２
ｂには、取付け部材１１に装着されたアクチユエ
ータ１５に回転駆動自在に装着されたギア１５ａ
が噛合している。

また、支持シヤフト１３の第１図下端には、プ
ローブ２０が設けられており、プローブ２０は、
検出面２０ａを有している。なお、プローブ２０
は、その検出面２０ａを介して、レーザ光線等の
測定光線２３を被測定物に向けて投光し、また該
被測定物から反射されてきた測定光線２３を受光
することにより、該プローブ２０と、被測定物と
の距離を測定することが出来る非接触型のプロー
ブである。

更に、支持シヤフト１３の上端には連結板１６
が、ピン１７を介して枢着されており、連結板１
６の図中左端部には、取付け部材１１に固着され
た駆動装置１９が矢印Ｅ，Ｆ方向に突出後退自在
な形で支持されたロツド１９ａを介して接続され
ている。

なお、レーザ加工機１のテーブル３上には、第
２図に示すように、板金により形成された箱状の
ワーク２１が搭載されている。

レーザ加工機１は、以上のような構成を有する
ので、ワーク２１を加工するには、まず該ワーク
２１を、第２図に示すように、その加工面２１ａ
を図中上部にする形で、テーブル３上に搭載す
る。ワーク２１がテーブル３上に搭載されたとこ
ろで、加工面２１ａの加工基準点２１ｂの座標値
を検出する（なお、第２図に示すように、Ｘ軸は
矢印Ａ，Ｂ方向に、Ｙ軸はＣ，Ｄ方向に、Ｚ軸は
Ｅ，Ｆ方向に沿つて設けられている）。

このため、テーブル３を、適宜矢印Ａ方向に移
動駆動し、更に駆動軸７を矢印Ｇ方向に回転する
ことにより、該駆動軸７と螺合しているレーザ加
工ヘツドのサドル６ａを、ガイドレール５ａに沿
つて矢印Ｄ方向に移動する。次にこの状態で、ワ
ーク検出器１０の駆動装置１９を駆動して、ロツ
ド１９ａを矢印Ｆ方向に後退させる。

すると、支持シヤフト１３は、連結板１６及び
ピン１７を介して矢印Ｆ方向に下降し、該支持シ
ヤフト１３の下端に設けられたプローブ２０も第
１図中実線で示す待機位置から、図中想像線で示
す位置まで下降する。この際、支持シヤフト１３
及びプローブ２０はトーチ９とは独立した形で矢
印Ｆ方向に移動駆動されるので、トーチ９が下方
のワーク２１と衝突してしまうようなことは無
い。こうして、プローブ２０が、第２図に示すよ
うに、ワーク２１の加工面２１ａの下方に位置す
る、垂直な加工基準面２１ｃの図中左方に位置決
めされたところで、ワーク検出器１０のアクチユ
エータ１５を駆動して、ギア１５ａを所定角度回
転させる。すると、支持シヤフト１３は、ギア１
２ｂを介して矢印Ｉ方向に回転して、プローブ２
０の検出面２０ａは、加工基準面２１ｃと対向す
る。

該検出面２０ａが、加工基準面２１ｃと対向し
たところで、該検出面２０ａより測定光線２３
を、該加工基準面２１ｃに向けて水平方向に投光
して、プローブ２０、該加工基準面２１ｃ上の被
測定点２１ｅ間の水平距離を測定し、該測定値
と、この際のプローブ２０のＸ，Ｙ，Ｚ座標値よ
り、被測定点２１ｅのＸ，Ｙ，Ｚ座標値を求め
る。

即ち、プローブ２０と被測定点２１ｅは１対１
に対応するものであり、プローブ２０の座標値
は、テーブル３、レーザ加工ヘツド６、ワーク検
出機１０及びプローブ２０の各移動量により求め
ることが出来る。このため、被測定点２１ｅの座
標値は、プローブ２０の座標値に対して、前記測
定値を適宜加減算することにより求めることが出
来る。

被測定点２１ｅの座標値が求められたところ
で、レーザ加工ヘツド６を矢印Ｄ方向に適宜移動
して、プローブ２０の検出面２０ａを、Ｄ方向に
平行移動させる。検出面２０ａがＤ方向に平行移
動したところで、上述したように該検出面２０ａ
より、測定光線を、該加工基準面２１ｃに向けて
投光して、プローブ２０と該加工基準面２１ｃ上
の被測定点２１ｆまでの水平距離を測定し、これ
より被測定点２１ｆの座標値を求める。

被測定点２１ｆの座標値が求められたところ
で、レーザ加工ヘツド６を更に矢印Ｄ方向に、テ
ーブル３を矢印Ａ方向に移動する。次に、その状
態で、ワーク検出器１０のアクチユエータ１５を
駆動して、ギア１５ａを回転させ、支持シヤフト
１３を、ギア１２ｂを介して矢印Ｊ方向に回転さ
せる。すると、今度は、プローブ２０の検出面２
０ａは、加工基準面２１ｄよりも任意距離離れて
対向する。

検出面２０ａが、加工基準面２１ｄから任意距
離離れて対向したところで、検出面２０ａより測
定光線２３を加工基準面２１ｄに向けて水平方向
に投光して、該加工基準面２１ｄ上の被測定点２
１ｇの座標値を求める。被測定点２１ｇの座標値
が求められたところで、テーブル３を適宜矢印Ａ
方向に移動する。そして、その状態で測定光線２
３を、加工基準面２１ｄに向けて投光して、該加
工基準面２１ｄ上の被測定点２１ｈの座標値を求
める。

こうして、求められた各被測定点２１ｅ，２１
ｆ，２１ｇ，２１ｈの座標値より、被測定点２１
ｅ，２１ｆを結ぶ直線と、２１ｇ，２１ｈを結ぶ
直線との交点２０ｉの座標値を求め、この交点２
０ｉの座標値と既知であるワーク２１の体高Ｈ１
の値より、加工面２１ａの加工基準点２１ｂの座
標値が求められる。

こうして、加工基準点２１ｂの座標値が検出さ
れたところで、ワーク検出器１０の駆動装置１９
を駆動して、ロツド１９ａを矢印Ｅ方向に突出さ
せる。すると、支持シヤフト１３は、連結板１６
及びピン１７を介して矢印Ｅ方向に上昇し、該支
持シヤフト１３の下端に設けられたプローブ２０
も待機位置に位置決めされる。こうして、プロー
ブ２０が待機位置に位置決めされたところで、加
工基準点２１ｂの座標値を基準として、テーブル
３を矢印Ａ，Ｂ方向に、レーザ加工ヘツド６を矢
印Ｃ，Ｄ方向に、移動すると共に、トーチ９の図
中下端からレーザ光線を加工面２１ａに向けて射
出して、加工面２１ａに対して所定の加工を行な
う。

また、上述したワーク２１の加工基準点２１ｂ
の座標値を求める一連の動作を、NC制御により
自動的に行なわせることも当然可能である。

（ｇ） 考案の効果 以上、説明したように本考案によれば、レーザ
加工ヘツド６を有し、前記レーザ加工ヘツド６
に、レーザ光線を上下方向に射出しうるトーチ９
を装着したレーザ加工機１において、前記レーザ
加工ヘツド６に、前記トーチとは独立した形で支
持シヤフト１３などの支持手段を、上下方向に移
動自在かつ回転自在に設け、前記支持手段に該支
持手段を前記トーチとは独立した形で上下方向に
移動駆動する駆動装置１９等の移動駆動手段を接
続し、前記支持手段の先端部に非接触型のプロー
ブ２０などの測距手段を水平方向の距離を測定し
得る形で、水平面内で回転駆動自在に設けて構成
したので、該側距手段により、ワーク２１等のワ
ークの加工基準点２１ｂの座標値を正確に検出す
ることが出来、ワークの加工精度の向上に寄与し
得る。

更に、非接触型の測距手段を用いたので、板金
により形成された箱物ワーク等の剛性の低いワー
クについても、該ワークを変形させること無く、
加工基準点２１ｂの座標値を正確に検出すること
が出来る。

更に、支持手段がトーチとは独立した形で上下
方向に移動自在に設けられているので、ワークの
測定に際して、支持手段を測距手段と共に降下さ
せたとしても、トーチが降下することは無く、ト
ーチとワークが干渉してトーチを損傷させてしま
う事態の発生を未然に防止できる。このことは、
ワークが箱形などの立体ワークの場合、測距手段
により、ワーク加工面よりも下方に位置するワー
ク垂直面の位置を測定する際に、測距手段をワー
クの垂直面と対向させる必要が有ることから、ト
ーチとワークの干渉を防止して適正な測定を行な
う上で極めて重要である。

また、支持手段の先端部に非接触型の測距手段
を水平方向の距離を測定し得る形で、水平面内で
回転駆動自在に設けたので、箱形などの立体形状
のワークの上面を加工する場合に、複数のワーク
垂直面の座標位置から加工基準点２１ｂを求める
動作を測距手段を回転させつつ容易に行なうこと
が出来、板金加工されたワークの上面加工などに
際して極めて便利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案によるレーザ加工機の一実施
例を示す斜視図、第２図は、本考案によるレーザ
加工機のワーク検出器により、ワークの加工基準
点を検出する場合の様子を示す斜視図である。 １……レーザ加工機、６……レーザ加工ヘツ
ド、９……トーチ、１３……支持手段（支持シヤ
フト）、１９……移動駆動手段（駆動装置）、２０
……測距手段（プローブ）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 レーザ加工ヘツドを有し、前記レーザ加工ヘツ
   ドに、レーザ光線を上下方向に射出しうるトーチ
   を装着したレーザ加工機において、 前記レーザ加工ヘツドに、前記トーチとは独立
   した形で支持手段を、上下方向に移動自在かつ回
   転自在に設け、 前記支持手段に該支持手段を前記トーチとは独
   立した形で上下方向に移動駆動する移動駆動手段
   を接続し、 前記支持手段の先端部に非接触型の測距手段を
   水平方向の距離を測定し得る形で、水平面内で回
   転駆動自在に設けて構成したレーザ加工機。