JP2001121291A

JP2001121291A - 素材送り装置

Info

Publication number: JP2001121291A
Application number: JP30120999A
Authority: JP
Inventors: Tsunehiko Yamazaki; 恒彦山崎; Naotomi Miyagawa; 直臣宮川
Original assignee: Yamazaki Mazak Corp
Current assignee: Yamazaki Mazak Corp
Priority date: 1999-10-22
Filing date: 1999-10-22
Publication date: 2001-05-08
Anticipated expiration: 2019-10-22
Also published as: JP3796079B2

Abstract

(57)【要約】【課題】長尺加工素材等の適切な自動送りを実現する。【解決手段】第１チャック装置１３と第２チャック装置
４３とを有し、第１チャック装置１３は、長尺部材５３
を送り方向に固定可能に把持する爪部材２７、３０を有
し、第２チャック装置４３は、長尺部材５３が貫通自在
に形成された孔１４ｃと、長尺部材５３を送り方向に移
動可能に把持する爪部材２７、３０と、を有し、両チャ
ック装置１３、４３は送り方向に相対的に接近離反自在
に設けた。これにより、第１及び第２チャック装置１
３、３９にわたって長尺部材５３を適切に支持し送るこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工機など
の工作機械において長尺の加工素材の送りを好適に行う
ことのできる素材送り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プラズマ切断、ガス切断、レーザ
切断などの線状加工装置による加工が行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような装
置で長尺の加工素材を適切に自動送りする方法はまだ確
立されていない。

【０００４】本発明は上記事情に鑑み、長尺の加工素材
を適切に送ることのできる素材送り装置を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１の発明は、加工素材（５３）を送り方向に送る素材
送り装置（６０）において、前記送り方向に配置された
第１の素材把持手段（１３、４７）と第２の素材把持手
段（３９、４３）とを有する素材把持手段セット（６
２、６３）を備え、前記第１の素材把持手段は、前記加
工素材を前記送り方向に固定可能に把持する第１の把持
部（２７、３０）を有し、前記第２の素材把持手段は、
前記加工素材が貫通自在に形成された貫通孔（１４ｃ）
と、前記加工素材を前記送り方向に移動可能に把持する
第２の把持部（２７、３０）と、を有し、前記第１及び
第２の素材把持手段は、前記送り方向に相対的に接近離
反自在に設けた、ことを特徴とする。

【０００６】また請求項２の発明は、前記素材把持手段
セットは、前記送り方向に２セット設けられていると共
に、これら素材把持手段セットは、前記第２の素材把持
手段側を互いに対向させて前記送り方向に対称配置され
ている、ことを特徴とする。

【０００７】また請求項３の発明は、前記第１の把持部
は爪状に形成し、前記第２の把持部は回転自在なローラ
（２７ｃ、３０ｃ）で形成した、ことを特徴とする。

【０００８】また請求項４の発明は、前記２セットの素
材把持手段セットにおいて、２つの前記第１の把持部
は、回転角度制御可能な状態で同期して回転駆動自在に
設けられている、ことを特徴とする。

【０００９】また請求項５の発明は、前記素材把持手段
セットに、前記第１の素材把持手段と前記第２の素材把
持手段との間に加工素材を、前記送り方向とは交差する
方向に供給可能な加工素材供給手段（７）を設けた、こ
とを特徴とする。

【００１０】なお、括弧内の番号等は、図面における対
応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述
は図面上の記載に限定拘束されるものではない。

【００１１】

【発明の効果】上記構成により請求項１の発明では、加
工素材を送る場合、第１の素材把持手段で加工素材の一
端を固定的に把持すると共に、第２の素材把持手段で前
記加工素材の中央寄り位置を移動可能に（案内）支持す
る。これにより、加工素材が自重により歪んだりするこ
となく、加工素材の自動送りが適切に行える。

【００１２】また請求項２の発明では、２セットの素材
把持手段セット間で加工素材を受け渡しながら送ること
ができるので、一方の素材把持手段セットから送られる
加工素材の送り量に拘わらず、該加工素材は自重により
歪んだりするようなことがなく、加工素材の自動送りが
適切に行える。

【００１３】また請求項３の発明では、爪状に形成され
た第１の把持部により加工素材が送り方向に移動しない
ように確実に固定でき、ローラで形成された第２の把持
部により加工素材が送り方向にスムーズに移動できる。

【００１４】また請求項４の発明では、２つの第１の把
持部を回転角度制御しつつ回転させることにより、長尺
の加工素材の３次元加工を容易に行うことが出来る。

【００１５】また請求項５の発明では、素材把持手段セ
ットに対する加工素材の供給が、加工素材供給手段によ
り送り方向と交差する方向でなされるので、例えば、素
材把持手段セットの送り方向上流側から長尺の加工素材
を供給するようなことはせずに済み、加工素材供給時の
作業スペースが節約できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づき説明する。

【００１７】図１は、３次元線状加工装置の一例である
レーザ加工装置の全体を示した正面図、図２は、図１の
レーザ加工装置における平面図、図３は、図１のレーザ
加工装置における第１チャック装置付近を示す側面図、
図４は、図１のレーザ加工装置における第２チャック装
置付近を示す側面図、図５は、図１のレーザ加工装置に
おける第３チャック装置付近を示す側面図、図６は、図
１のレーザ加工装置における第４チャック装置付近を示
す側面図、図７は、図１のレーザ加工装置における搬入
コンベア部分の側面図、図８乃至図１０は、ワーク受け
装置の動作態様の一例を示す側面図、図１１は、第１乃
至第４チャック装置が最大限接近した場合の状態を示す
平面図、図１２は、図１１の正面図、図１３は、第２及
び第３チャック装置の正面図、図１４は、第２及び第３
チャック装置の側面図、図１５は、チャック装置の爪開
閉駆動部を示す正面図、図１６は、図１５の側面図、図
１７は、第１及び第３チャック装置の正面図、図１８
は、図１７の側面図、図１９は、各種の長尺ワークを搭
載するためのワークサポートの例を示す側面図である。

【００１８】３次元線状加工装置であるレーザ加工装置
１は、図１及び図２に示すように、図中左右方向に伸延
した形の機体２を有しており、機体２は、図中右方から
順にフロントワークフィーダ３、加工部５及びリアワー
クフィーダ６が配置されている。フロントワークフィー
ダ３は、パイプやアングル材などの、同一断面が材の軸
心方向に連続する所謂長尺部材をストックし、１本づつ
供給するワークストック装置７を有しており、ワークス
トック装置７には、図２及び図７に示すように、機体２
に設けられた複数のコンベア装置１０を有している。コ
ンベア装置１０には、無端状に巻き掛けられたチェーン
１０ｂが各コンベア装置１０間で同期的に回転自在にそ
れぞれ設けられており、各チェーン１０ｂには複数のワ
ークサポート１０ａが所定の間隔で配置されている。

【００１９】ワークサポート１０ａは、図１９に示すよ
うに、レーザ加工装置１で加工が可能な各種の長尺部材
の断面形状に応じて複数種類用意されており、それらワ
ークサポート１０ａは、チェーン１０ｂに着脱交換自在
に設けられている。ワークサポート１０ａには、図１９
に示すように、円形、四角形、Ｈ形、Ｌ形、Ｃ形など各
種の断面形状を有する長尺部材を、搭載できるように、
各部材に対応した部材搭載部１０ｃがぞれぞれ形成され
ており、レーザ加工装置１で加工する部材に応じてそれ
らワークサポート１０ａをチェーン１０ｂに装着し、当
該装着されたワークサポート１０ａ上に対応する長尺部
材を搭載する。

【００２０】ワークストック装置７の、図７右方には、
複数の移動架台９が、機体２上を図７矢印Ａ、Ｂ方向に
同期的に移動駆動自在に設けられており、各移動架台９
の図中左端部にはワーク受け渡し装置１１がそれぞれ設
けられている。ワーク受け渡し装置１１には、着脱自在
に設けられたワーク搭載部１１ａが、各ワーク受け渡し
装置１１間で同期的に昇降駆動自在に設けられている。

【００２１】フロントワークフィーダ３の、ワークスト
ック装置７の、図２上方の機体２には、ガイドレール１
２、１２が、Ｘ軸方向である矢印Ｃ、Ｄ方向に敷設され
ており、ガイドレール１２、１２には第１チャック装置
１３がガイドレール１２、１２に沿って機体２上を矢印
Ｃ、Ｄ方向に移動駆動自在に設けられている。

【００２２】第１チャック装置１３は、図３に示すよう
に、ガイドレール１２に懸架された本体１５を有してお
り、本体１５には、図１５に示すように、ギヤ１６ａの
装着された駆動モータ１６が設けられている。駆動モー
タ１６には、本体１５に中心軸ＣＴ１を中心に回転駆動
自在に支持された回転ヘッド１７が、該回転ヘッド１７
の外周部に、図１５及び図１８に示すように、配置され
たギヤ１７ａを介して噛合している。

【００２３】回転ヘッド１７は、図１６に示すように、
ベアリング１９により本体１５に対して回転自在に支持
されたヘッド本体１４を有しており、ヘッド本体１４の
中央部には、枠体１４ｂが、全体が四角形状の枠を形成
する形で設けられている。枠体１４ｂの各辺には、図１
６に示すように、ガイドレール１４ａ、１４ａが枠体１
４ｂを取り囲む形で図１５矢印Ｅ、Ｆ方向に設けられて
おり、各辺のガイドレール１４ａ、１４ａには、スライ
ドプレート２２、２３がそれぞれ直動案内装置などの公
知の直線軸受け手段を介して矢印Ｅ、Ｆ方向に摺動自在
に設けられている。

【００２４】スライドプレート２２には、ブラケット２
２ａが設けられており、ブラケット２２ａには、ヘッド
本体１４に設けられた駆動シリンダ２５が、矢印Ｅ、Ｆ
方向に移動駆動自在に設けられたロッド２５ａを介して
接続されている。各スライドプレート２２、２３には、
図１４及び図１６に示すように、ラック２２ｂ、２３ｂ
が互いに対向する形で形成されており、ラック２２ｂ、
２３ｂには、枠体１４ｂの各辺の中央部に回転自在に支
持されたギヤ２１ａが噛合している。

【００２５】各辺のスライドプレート２２、２３のう
ち、図１５のＧ、Ｈ側の対向するスライドプレート２
２、２３の対には、図１７に示すように、略Ｔ字型に形
成された接続プレート２６、２６が、Ｇ、Ｈ側でそれぞ
れ対向する２対のスライドプレート２２と２３を腕２６
ａ、２６ａを介してそれぞれ接続する形で設けられてお
り、各接続プレート２６には、爪部材２７が装着部２７
ａを介してそれぞれ着脱自在に装着されている。爪部材
２７は、図１８に示すように、先端が図中左方向に突出
する形で形成されており、爪部材２７の先端部にはヘッ
ド本体１４の内側に屈曲した把持部２７ｂが形成されて
いる。なお、ワークの挿入部２０を挟んで対向する１対
の爪部材２７の把持部２７ｂは、図１７に示すように、
互いに対向する形で形成されている。また上述した、ガ
イドレール１４ａ、スライドプレート２２、２３、ラッ
ク２２ｂ、２３ｂ、ギヤ２１ａは、接続プレート２６、
２６用の同期移動機構２４となっており、該同期移動機
構２４により接続プレート２６、２６は同期的に移動自
在になっている。

【００２６】また、各辺のスライドプレート２２、２３
のうち、図１５のＩ、Ｊ側の対向するスライドプレート
２２、２３の対には、図１７に示すように、略Ｃ字型に
形成された接続プレート２９、２９が、Ｉ、Ｊ側でそれ
ぞれ対向する２対のスライドプレート２２と２３をそれ
ぞれ接続する形で設けられており、各接続プレート２９
は、図１８に示すように、接続プレート２６の図中左側
を該接続プレート２６と干渉することなく図中左右方向
に重なり合う形で設けられている。各接続プレート２９
には、爪部材３０が装着部３０ａを介してそれぞれ装着
されている。爪部材３０には、図１８に示すように、先
端が図中左方向に突出する形で形成されており、爪部材
３０の先端にはヘッド本体１４の内側に屈曲した把持部
３０ｂが形成されている。ワークの挿入部２０を挟んで
対向する１対の爪部材３０の把持部３０ｂは、図１７に
示すように、互いに対向する形で形成されており、爪部
材３０の把持部３０ｂは、図１８に示すように、爪部材
２７の把持部２７ｂに対して図中左方向にずれた形で形
成されている。これにより、図１７に示すように、爪部
材２７、３０をヘッド本体１４の中央部に接近させた場
合でも両爪部材２７、３０の把持部２７ｂ、３０ｂが互
いに干渉しないように形成されている。また上述した、
ガイドレール１４ａ、スライドプレート２２、２３、ラ
ック２２ｂ、２３ｂ、ギヤ２１ａは、接続プレート２
９、２９用の同期移動機構２４となっており、該同期移
動機構２４により接続プレート２９、２９は同期的に移
動自在になっている。

【００２７】以上のように、各把持部２７ｂ、３０ｂ
は、本体１５の軸心方向（中心軸ＣＴ１）に平行な投影
形状（図１７）が実質的に直線状となるように形成し
た。また、互いに隣接した爪部材２７、３０は、前記把
持部２７ｂ、３０ｂを軸心方向にずらすことにより、こ
れら把持部２７ｂ、３０ｂの軸心方向に平行な投影形状
が交差部ＰＸ（図１７）を形成する形で交差自在に配置
した。また、各把持部２７ｂ、３０ｂは、軸心方向に平
行な投影形状において該把持部２７ｂ、３０ｂの両側に
形成される交差部ＰＸ、ＰＸ間の距離ＬＰ（図１７）
が、該把持部２７ｂ、３０ｂの幅ＬＷよりも小さくなる
位置まで移動可能に配置されている。なお、各把持部２
７ｂ、３０ｂの、軸心方向に平行な投影形状は略同一寸
法となっている。

【００２８】また、第１チャック装置１３のヘッド本体
１４には、図１８に示すように、枠体１４ｂの内側に孔
１４ｃが形成されており、孔１４ｃにはブラケット１４
ｄを介してアクチュエータ１４ｆが、ロッド１４ｇをＸ
軸方向である図中矢印Ｃ、Ｄ方向に突出駆動自在にした
形で設けられている。ロッド１４ｇの先端にはキックア
ウトプレート１４ｈが装着されている。

【００２９】ところで、図１の加工部５は、レーザ発振
器３１を有しており、レーザ発振器３１の左方には、加
工ヘッド部３２が設けられている。加工ヘッド部３２に
はサドル３３がＹ軸方向である矢印Ｋ、Ｌ方向に移動駆
動位置決め自在に設けられており、サドル３３とレーザ
発振器３１との間にはレーザ光路管３５が、レーザ発振
器３１から出力されたレーザ光をサドル３３に供給自在
なる形で伸縮自在に接続されている。

【００３０】サドル３３の図１下端には、加工ヘッド３
６が、Ｚ軸方向である矢印Ｍ、Ｎ方向に移動駆動位置決
め自在に設けられており、加工ヘッド３６には、図１２
に示すように、トーチ３７がＡ軸方向である矢印Ｏ、Ｐ
方向及びＢ軸方向である矢印ＱＢ、ＲＢ方向に回転駆動
位置決め自在に設けられている。

【００３１】加工ヘッド部３２には、図４に示すよう
に、第２チャック装置３９が、前述の第１チャック装置
１３とＸ軸方向である矢印Ｃ、Ｄ方向に同心で整合する
形で固定的に設けられており、第２チャック装置３９
は、第１チャック装置１３と略同等の構成を有してい
る。従って、第１チャック装置１３と同一の部分には同
一の符号を付して当該部分の説明を省略する。第２チャ
ック装置３９と第１チャック装置１３の相違点は、図１
４に示すように、本体１５の孔１４ｃが貫通しており、
アクチュエータ１４ｆが設けられていない点と、接続プ
レート２６、２９に装着される爪部材２７、３０の把持
部が回転自在なローラ把持部２７ｃ、３０ｃとなってい
る点である。この第２チャック装置３９の場合、爪部材
２７、３０は、孔１４ｃのうち図１４中紙面左側の開口
１４ｔ近傍に配置れている。なお、ローラ把持部２７
ｃ、３０ｃも、図１４に示すように、互いに干渉しない
ように、図中左右方向、即ちＣ、Ｄ方向にその装着位置
がずれた形で設けられている。以上説明した第１及び第
２チャック装置１３、３９は１組の第１チャック装置セ
ット６２を構成している（図１１）。

【００３２】加工ヘッド部３２の、第２チャック装置３
９の図１左方には、図４に示すように、切断ワーク排出
部３２ａが形成されており、切断ワーク排出部３２ａと
第２チャック装置３９の間には、第１ワーク受け装置４
０が、第２チャック装置３９で保持切断されたワークを
受け取り自在な形で設けられている。第１ワーク受け装
置４０は、図４に示すように、加工ヘッド部３２に矢印
Ｍ、Ｎ方向に昇降自在に設けられたアクチュエータ４１
及び、該アクチュエータ４１によりシャフト４４を介し
て、第２チャック装置３９と切断ワーク排出部３２ａと
の間で揺動駆動自在に設けられた受け取りアーム４２を
有しており、受け取りアーム４２は、先端にＬ字型のワ
ーク収納部４２ａが形成されている。

【００３３】加工ヘッド部３２における第２チャック装
置３９の図１左方には、ガイドレール３２ｂ、３２ｂが
Ｘ軸方向である矢印Ｃ、Ｄ方向に平行に形成されてお
り、ガイドレール３２ｂ、３２ｂには、第３チャック装
置４３がガイドレール３２ｂ、３２ｂ上を、移動駆動位
置決め自在に設けられている。第３チャック装置４３
は、第１及び第２チャック装置１３、３９と同心で設け
られており、そのチャック部分の構成は、第２チャック
装置３９と同一であるが、その配置が図１２に示すよう
に、第２チャック装置３９に対して対称配置となってい
る。

【００３４】第３チャック装置４３の本体１５には、図
５及び図８に示すように、第２ワーク受け装置４５が設
けられており、第２ワーク受け装置４５も、第１ワーク
受け装置４０とアクチュエータ４１の取り付け位置が相
違するだけで略同一の構成を有している。従って、第１
ワーク受け装置４０と同一の部分には、同一の符号を付
して当該部分の説明を省略する。

【００３５】一方、リアワークフィーダ６には、図１及
び図２に示すように、第１ワーク受け装置４０と同一構
成の第４ワーク受け装置５５が、図９に示すように、設
けられており、更にリアワークフィーダ６には、機体２
にガイドレール４６、４６がＸ軸方向である矢印Ｃ、Ｄ
方向に平行に設けられている。ガイドレール４６、４６
には、第４チャック装置４７がガイドレール４６、４６
に沿ってＸ軸方向である矢印Ｃ、Ｄ方向に移動駆動位置
決め自在に設けられている。第４チャック装置４７は、
第１乃至第３チャック装置１３、３９、４３とＸ軸方向
に同心で整合する形で設けられており、第４チャック装
置４７は、そのチャック部分の構成は、第１チャック装
置１３と同一であるが、その配置が図１２に示すよう
に、第１チャック装置１３に対して対称配置となってい
る。以上説明した第３及び第４チャック装置４３、４７
は１組の第２チャック装置セット６３を構成しており、
この第２チャック装置セット６３と、既に説明した第１
チャック装置セット６３により素材送り装置６０が構成
されている（図１１）。

【００３６】第４チャック装置４７の本体１５には、図
６及び図１６に示すように、第３チャック装置４３の第
２ワーク受け装置４５と同様の第３ワーク受け装置５０
が設けられており、第２ワーク受け装置４５と同一の部
分には、同一の符号を付して当該部分の説明を省略す
る。

【００３７】リアワークフィーダ６の図２下方には、ワ
ーク搬出装置５１が設けられており、ワーク搬出装置５
１は図２、５及び６に示すように、複数のコンベア装置
５２を有している。

【００３８】レーザ加工装置１は、以上のような構成を
有するので、該レーザ加工装置１を用いてパイプ、アン
グル材、形鋼などの、同一断面が材軸方向に連続する所
謂長尺部材を加工する場合には、加工すべき長尺部材
を、ワークストック装置７のコンベア装置１０に搭載す
る。コンベア装置１０には、加工すべき長尺部材５３の
断面形状に対応した形で図１９に示すように、対応した
部材搭載部１０ｃの形成されたワークサポート１０ａが
設けられているので、対応するワークサポート１０ａ上
に加工すべき長尺部材５３を搭載する。

【００３９】次に、コンベア装置１０を駆動して、図７
に示すように、各ワークサポート１０ａ上に搭載された
長尺部材５３を矢印Ａ方向に移送すると共に、移動架台
９をＢ方向に移動させて、ワーク受け渡し装置１１をコ
ンベア装置１０側に移動させる。コンベア装置１０をＡ
方向に移動させてゆくうちに、図中最右方のワークサポ
ート１０ａに搭載された長尺部材５３が、ワーク受け渡
し装置１１のワーク搭載部１１ａ上に移載される。な
お、ワーク搭載部１１ａの形状も、図１９に示すよう
に、長尺部材５３の断面形状に適合させたものを装着し
て用いる。

【００４０】この状態で、ワーク受け渡し装置１１を、
矢印Ａ方向に移動させると共に、図７上方に移動させ、
ワーク受け渡し装置１１に搭載された長尺部材５３を第
１チャック装置１３と第２チャック装置３９との間に位
置決めする。次に、第１及び第２チャック装置１３の駆
動モータ１６をそれぞれ回転駆動して、ギヤ１６ａ、１
７ａを介して回転ヘッド１７を本体１５に対して中心軸
ＣＴ１を中心に回転させ、所定のオリエント位置（回転
ヘッド１７を用いた加工上の基準となる中心軸ＣＴ１周
りの基準角度位置）に位置決めする。次に、各回転ヘッ
ド１７の全ての駆動シリンダ２５を駆動してロッド２５
ａを矢印Ｅ方向に後退させる。すると、ロッド２５ａに
ブラケット２２ａを介して接続された全てのスライドプ
レート２２もガイドレール１４ａを介してＥ方向に移動
すると共に、スライドプレート２２、２３のラック２２
ｂ、２３ｂ及びギヤ２１ａを介してスライドプレート２
３も、スライドプレート２２と同期する形で矢印Ｆ方向
に移動を開始する。

【００４１】すると、第１チャック装置１３の互いに対
向する２対のスライドプレート２２、２３に接続プレー
ト２６、２９を介して装着された２対の爪部材２７、３
０が、図１８の矢印Ｒ方向、即ち、中心軸ＣＴ１に対し
て放射方向外側に移動し、各爪部材２７、３０の把持部
２７ｂ、３０ｂが解放され、第１チャック装置１３は解
放状態となる。

【００４２】同様に、第２チャック装置３９も、爪部材
２７、３０のローラ把持部２７ｃ、３０ｃが、図１４の
矢印Ｒ方向、即ち、中心軸ＣＴ１対して放射方向外側に
移動し、各爪部材２７、３０のローラ把持部２７ｃ、３
０ｃが解放され、第２チャック装置１３は解放状態とな
る。

【００４３】この状態で、第１チャック装置１３を図１
矢印Ｃ方向にガイドレール１２に沿って移動させると、
ワーク受け渡し装置１１のワーク搭載部１１ａに搭載さ
れた長尺部材５３の右端部はＣ方向に移動駆動される第
１チャック装置１３の、図１７に示すように解放状態の
４個の爪部材２７、３０の間に挿入される。

【００４４】次に、この状態で、第１チャック装置１３
の駆動シリンダ２５を先程とは逆方向に駆動してロッド
２５ａを矢印Ｆ方向に突出させる。すると、互いに対向
する２対のスライドプレート２２、２３に接続プレート
２６、２９を介して装着された２対の爪部材２７、３０
が、図１８の矢印Ｑ方向、即ち、中心軸ＣＴ１対して放
射方向内側に移動し、各爪部材２７、３０の把持部２７
ｂ、３０ｂも矢印Ｑ方向に移動する。

【００４５】この移動は、各スライドプレート２２、２
３がラック２２ｂ、２３ｂ、ギヤ２１ａを介して同期的
に矢印Ｑ方向に移動駆動されることから、図１７に示す
ように、第１チャック装置１３全体としては各スライド
プレート２２、２３に装着された爪部材２７、３０が同
時に中心軸ＣＴ１方向に、各爪部材２７、３０の把持部
２７ｂ、３０ｂと中心軸ＣＴ１との間の距離Ｌ１が常に
等しくなる形で、同速度で移動することとなる。各把持
部２７ｂ、３０ｂは、図１７に示すように、互いに９０
°をなす形で直線的に形成されているので、四方を各爪
部材２７、３０の把持部２７ｂ、３０ｂに取り囲まれた
形でヘッド本体１４ａ内に挿入された長尺部材５３は、
各把持部２７ｂ、３０ｂにより、中心軸ＣＴ１に対して
その寸法中心が自動的にセンタリングされる形で把持さ
れることとなる。このセンタリング動作は、長尺部材５
３の断面形に外接する四角形の中心位置を中心軸ＣＴ１
に一致させる形で行われる。

【００４６】なお、互いに対向する各爪部材２７、３０
の対は、それら爪部材２７、３０に長尺部材５３側から
作用する把持に伴う反力が所定の値に達した際には、対
応する駆動シリンダ２５の駆動が停止されるので、長尺
部材５３が長方形断面などのように各爪部材２７、３０
の対の矢印Ｑ方向への移動量が異なっていても、適正な
把持力で長尺部材５３を把持することが出来る。

【００４７】以上のように各把持部２７ｂ、３０ｂが、
中心軸ＣＴ１方向に平行な投影形状において該把持部２
７ｂ、３０ｂの両側に形成される交差部ＰＸ、ＰＸ間の
距離ＬＰが、該把持部２７ｂ、３０ｂの幅ＬＷよりも小
さくなる位置で移動可能となっているので、中心軸ＣＴ
１方向に平行な投影形状が閉鎖環を形成し、しかもこの
閉鎖環の大きさを拡大・縮小自在な形で複数の把持部２
７ｂ、３０ｂが移動可能である。つまり、挿入部２０に
挿入された長尺部材５３は、複数の把持部２７ｂ、３０
ｂによる閉鎖環で包囲され、たとえ異形断面形状であっ
たとしても、該長尺部材５３を包囲する閉鎖環を縮小さ
せると３点以上の接点で安定してクランプできる状態を
必ず作り出すことができる。つまり本実施形態による第
１〜４チャック装置によると、異形断面形状をもつワー
クも適切にクランプすることができる。

【００４８】こうして、長尺部材５３の端部が第１チャ
ック装置１３により把持されたところで、第１チャック
装置１３を図１矢印Ｃ方向に移動させ、今度は、長尺部
材５３の図中左方の先端部を、解放状態にあるローラ把
持部２７ｃ、３０ｃを有する第２チャック装置３９の孔
１４ｃ内に、挿入貫通させ、加工ヘッド部３２の加工ヘ
ッド３６の下方に、配置する。

【００４９】この状態で、第１チャック装置１３と同様
に、第２チャック装置３９の駆動シリンダ２５を図１５
矢印Ｆ方向に移動駆動して、ローラ把持部２７ｃ、３０
ｃを、同様に図１３矢印Ｑ方向に同期的に等速度で移動
させ、長尺部材５３の先端部をセンタリングする形で把
持する。

【００５０】こうして、長尺部材５３が第１及び第２チ
ャック装置１３、３９によりセンタリングされた形で把
持したところで、図７のワーク受け渡し装置１１のワー
ク搭載部１１ａを降下させると共に、移動架台９を矢印
Ｂ方向に退避させる。次に、第１チャック装置３９を図
１矢印Ｃ方向に適宜移動駆動して、第１及び第２チャッ
ク装置１３、３９によって把持された状態の長尺部材５
３を加工ヘッド部３２側に送り出し、長尺部材５３の加
工すべき部位を加工ヘッド３６の下方の、所定の加工位
置に位置決めする。

【００５１】この際、長尺部材５３は、第２チャック装
置３９のローラ把持部２７ｃ、３０ｃにより、軸心ＣＴ
１に対しては回転不能であるが、Ｘ軸方向である矢印
Ｃ、Ｄ方向には移動自在に支持されているので、第１チ
ャック装置１３を矢印Ｃ方向に移動駆動することによ
り、長尺部材５３をＸ軸方向に、センタリング状態を保
持したままで容易に移動させることが出来る。

【００５２】こうして長尺部材５３の加工すべき部位が
加工ヘッド３６の下方の、所定の加工位置に位置決めさ
れたところで、レーザ発振器３１、レーザ光路管３５を
介してレーザ光を加工ヘッド３６に供給し、トーチ３７
から長尺部材５３に対してレーザを射出し、切断加工を
開始する。加工は、所定の加工プログラムに基づいて、
図示しない数値制御装置を介して第１及び第２チャック
装置１３、３９の回転ヘッド１７、１７を、駆動モータ
１６により、中心軸ＣＴ１周りに同期的に回転駆動させ
て長尺部材５３をＸ軸周り（即ち、Ｃ軸）に任意の位置
に角度保持自在な形で回転駆動させると共に、第１チャ
ック装置１３を矢印Ｃ、Ｄ方向に移動駆動させて、長尺
部材５３を矢印Ｃ、Ｄ方向及びＣ軸方向に任意の位置で
位置決め保持自在に移動駆動させることにより行う。

【００５３】また、トーチ３７は、既に述べたように、
矢印Ｋ、Ｌ方向であるＹ軸方向、矢印Ｍ、Ｎ方向である
Ｚ軸方向、矢印Ｏ、Ｐ方向であるＡ軸方向、矢印ＱＢ、
ＲＢ方向であるＢ軸方向に移動駆動位置決め自在となっ
ているので、前述の長尺部材５３の移動駆動動作と相ま
って、長尺部材５３に対して３次元立体加工を容易に行
うことが出来る。

【００５４】長尺部材５３のトーチ３７による切断加工
が終了すると、該切断されたワークは第１ワーク受け装
置４０のワーク収納部４２ａにより、図４に示すよう
に、切断ワーク排出部３２ａへ排出される。切断ワーク
がワーク排出部３２ａへ排出されたところで、第１チャ
ック装置１３が再度矢印Ｃ方向、即ち加工ヘッド３６方
向に所定量移動駆動され、長尺部材５３の未加工部分が
第２チャック装置３９から矢印Ｃ方向、即ち加工ヘッド
３６側に再度送出され、トーチ３７により加工プログラ
ムに基づく所定の加工が連続的に行われる。

【００５５】上述の場合には、長尺部材５３を第１及び
第２チャック装置１３、３９により片持ち状態で支持し
た状態で、長尺部材５３の先端部分を切断し、加工済み
ワークを加工ヘッド３６の下方に設けられたワーク排出
部３２ａに排出した場合について述べたが、レーザ加工
装置１では、上述した加工法のほかに、第３チャック装
置４３、更には必要に応じて第４チャック装置４７によ
り、長尺部材５３を保持し、加工装置両側のチャック装
置１３、３９、４３、４７により長尺部材５３を支持
し、その状態でチャック装置３９と４３の間で長尺部材
５３をトーチ３７により切断加工することも可能であ
る。

【００５６】この場合、第３チャック装置４３は矢印
Ｃ、Ｄ方向に所定距離範囲にわたり移動駆動位置決めが
可能であり、第４チャック装置４７は、リアワークフィ
ーダ６のＸ軸の略全長にわたり移動駆動位置決めが可能
なので、長尺部材５３の保持に際しては、長尺部材５３
から切断加工すべきワークの長さに応じて第３チャック
装置４３又は第４チャック装置４７をＸ軸方向に移動さ
せ、その状態で第１チャック装置１３を矢印Ｃ方向に移
動駆動して長尺部材５３を矢印Ｃ方向に、前述の片持ち
状態による加工の場合よりも長く突出させ、そこで長尺
部材５３を第３チャック装置４３、必要ならば第４チャ
ック装置４７にも保持させる。すると、長尺部材５３
は、トーチ３７を挟んで加工部の両側で保持されるの
で、長尺部材５３が自重により撓んでしまうことがな
く、精度の良い加工が可能となる。

【００５７】なお、第３チャック装置４３も、第２チャ
ック装置３９と同様に長尺部材５３をローラ把持部２７
ｃ、３０ｃで把持することから、長尺部材５３を矢印
Ｃ、Ｄ方向に自由に移動させつつ保持することが可能で
あり、任意長さのワークの切断加工を簡単に行うことが
出来る。

【００５８】更に、長尺部材５３を中心軸ＣＴ１周りに
任意の角度位置に回転位置決めして加工したり、また所
定の角速度で回転させつつ加工することも、第１、第
２、第３、第４チャック装置１３、３９、４３、４７の
各回転ヘッド１７を同期的に回転駆動させることによ
り、簡単に行うことが出来る。

【００５９】また、第１及び第４チャック装置１３、４
７で長尺部材をその両端で把持しつつ、第１及び第４チ
ャック装置１３、４７をＸ軸方向に同期的に移動駆動さ
せることにより、長尺部材を第２及び第３チャック装置
３９、４３で摺動支持させながら加工することも当然可
能である。

【００６０】以上のように、長尺部材を送る場合、第１
チャック装置１３（第４チャック装置４７）で長尺部材
の一端を固定的に把持すると共に、第２チャック装置３
９（第３チャック装置４３）で長尺部材の中央寄り位置
を移動可能に（案内）支持する。これにより、長尺部材
が自重により歪んだりすることなく、長尺部材の自動送
りが適切に行える。また、第１チャック装置１３（第４
チャック装置４７）の爪部材２７、３０が第２チャック
装置３９（第３チャック装置４３）の孔１４ｃに嵌入で
きるので、把持された長尺部材の一端はこの孔１４ｃ内
に入ることができ、できるだけ端の部分までが送り方向
に送り出せるようになっている。これにより加工できな
い把持代が少なくなり歩留まりが向上する。

【００６１】また、比較的長いワークを切り出す場合に
は、トーチ３７により切断されたワークは、第３チャッ
ク装置４３を解放した状態で第４チャック装置４７を切
断済みワークを保持した状態で矢印Ｃ方向に移動させ、
切り出されワークの端部が第３チャック装置４３から矢
印Ｃ方向に外れたところで、予め中心軸ＣＴ１方向に揺
動駆動された状態の第２、第３、第４ワーク受け装置４
５、５０、５５上に切断済みワークを移動させる。

【００６２】更に、その状態で第４チャック装置４７の
把持部２７ｂ、３０ｂを解放すると共に、第４チャック
装置４７のアクチュエータ１４ｆを駆動してキックアウ
トプレート１４ｈを突出させて、ワークを第２、第３、
第４ワーク受け装置４５、５０、５５上に移載させる。
そして、第２、第３、第４ワーク受け装置４５、５０、
５５を図５及び図６に示すように下方に揺動させて、切
断済みのワークをワーク搬出装置５１のコンベア装置５
２上に移載する。コンベア装置５２上に移載された切断
済みワークは、該コンベア装置５２及び人力により適宜
外部に搬出される。

【００６３】なお、長尺部材５３の加工ヘッド部３２に
対する移送は、第１及び第２チャック装置１３、３９が
行い、切断済みワークの加工ヘッド部３２からの搬出は
第３及び第４チャック装置４３、４７が主として行う
が、加工ヘッド部３２側の第２及び第３チャック装置３
９、４３は、図１１及び図１２に示すように、第３チャ
ック装置４３を図中最も右方に移動させた状態で互いの
ローラ把持部３０ｃ、３０ｃが当接接触する状態とする
ことが出来るので、第２チャック装置３９側に把持され
た長尺部材５３の先端部を、第３チャック装置４３より
最小の突出長さで把持することが出来、長尺部材５３を
Ｘ軸方向に短く切断する場合で、更に第３チャック装置
４３側で切断済みワークを把持して端部加工などを行う
場合でも、確実にワークを把持することが出来る。

【００６４】また、第１及び第４チャック装置１３、４
７は、図１１及び図１２に示すように、その爪部材２
７、３０が、第２及び第３チャック装置３９、４３の回
転ヘッド１７の孔１４ｃ内に嵌入し、その先端部の把持
部２７ｂ、３０ｂは第２及び第３チャック装置３９、４
３のローラ把持部２７ｃ、３０ｃ近傍にまで達すること
が出来るので、第１及び第４チャック装置１３、４７で
把持しながら加工ヘッド３６による加工を行った場合
に、加工のための把持代を最小にすることが出来、無駄
な切り残し量を極力抑えた形での加工が可能となり、材
料の歩留まりを向上させることが出来る。

【００６５】なお、第１チャック装置１３又は第４チャ
ック装置４７側に最後に残留した長尺部材５３の残材
は、爪部材２７、３０を解放状態にしてアクチュエータ
１４ｆを駆動してキックアウトプレート１４ｈを図１７
矢印Ｃ又はＤ方向に突出させることにより円滑にチャッ
ク装置１３、４７外部に排出することが出来る。

【００６６】また、上述の実施例は、３次元線状加工装
置としてレーザ加工装置について説明したが、３次元線
状加工装置としては、レーザ加工装置に限らず、線状に
部材を切断加工することが可能であれば、プラズマ切断
装置やガス切断装置など各種の３次元線状加工装置を用
いることが出来る。

【００６７】更に、上述のレーザ加工装置１の制御軸構
成は、加工ヘッド３６のトーチ３７が、Ｙ軸、Ｚ軸、Ａ
軸、Ｂ軸の４制御軸構成で、第１チャック装置１３、第
３チャック装置４３及び第４チャック装置４７をＸ軸及
びＣ軸制御の２制御軸構成とし、第２チャック装置３９
をＣ軸制御の１軸構成としたが、装置全体としての制御
軸構成は加工ヘッド３６による自由曲面形状の加工が可
能な限りどのような構成でも良い。

【００６８】上述した実施例では、接続プレート２６
（２９）と爪部材２７（３０）からなるクランプ部材を
４個設けたが、この個数は４個に限定されない。例え
ば、３個又は５個以上のクランプ部材を設けてクランプ
装置を構成することも可能である。

【００６９】また上述した実施例では、把持部２７ｂ、
３０ｂ（ローラ把持部２７ｃ、３０ｃ）の幅ＬＷは全て
同一寸法であったが、この幅は必ずしも同一寸法である
必要はない。

【図面の簡単な説明】

【図１】３次元線状加工装置の一例であるレーザ加工装
置の全体を示した正面図。

【図２】図１のレーザ加工装置における平面図。

【図３】図１のレーザ加工装置における第１チャック装
置付近を示す側面図。

【図４】図１のレーザ加工装置における第２チャック装
置付近を示す側面図。

【図５】図１のレーザ加工装置における第３チャック装
置付近を示す側面図。

【図６】図１のレーザ加工装置における第４チャック装
置付近を示す側面図。

【図７】図１のレーザ加工装置における搬入コンベア部
分の側面図。

【図８】ワーク受け装置の動作態様の一例を示す側面
図。

【図９】ワーク受け装置の動作態様の一例を示す側面
図。

【図１０】ワーク受け装置の動作態様の一例を示す側面
図。

【図１１】第１乃至第４チャック装置が最大限接近した
場合の状態を示す平面図。

【図１２】図１１の正面図。

【図１３】第２及び第３チャック装置の正面図。

【図１４】第２及び第３チャック装置の側面図。

【図１５】チャック装置の爪開閉駆動部を示す正面図。

【図１６】図１５の側面図。

【図１７】第１及び第３チャック装置の正面図。

【図１８】図１７の側面図。

【図１９】各種の長尺ワークを搭載するためのワークサ
ポートの例を示す側面図。

【符号の説明】

７……加工素材供給手段（ワークストック装置）１３……第１の素材把持手段（第１チャック装置）１４ｃ……貫通孔（孔）２７、３０……第１の把持部、第２の把持部（爪部材）２７ｃ、３０ｃ……ローラ（ローラ把持部）３９……第２の素材把持手段（第２チャック装置）４３……第２の素材把持手段（第３チャック装置）４７……第１の素材把持手段（第４チャック装置）５３……加工素材（長尺部材）６０……素材送り装置６２……素材把持手段セット（第１チャック装置セッ
ト）６３……素材把持手段セット（第２チャック装置セッ
ト）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加工素材を送り方向に送る素材送り装置に
おいて、前記送り方向に配置された第１の素材把持手段と第２の
素材把持手段とを有する素材把持手段セットを備え、前記第１の素材把持手段は、前記加工素材を前記送り方
向に固定可能に把持する第１の把持部を有し、前記第２の素材把持手段は、前記加工素材が貫通自在に
形成された貫通孔と、前記加工素材を前記送り方向に移
動可能に把持する第２の把持部と、を有し、前記第１及び第２の素材把持手段は、前記送り方向に相
対的に接近離反自在に設けた、ことを特徴として構成し
た素材送り装置。
【請求項２】前記素材把持手段セットは、前記送り方向
に２セット設けられていると共に、これら素材把持手段
セットは、前記第２の素材把持手段側を互いに対向させ
て前記送り方向に対称配置されている、ことを特徴とす
る請求項１記載の素材送り装置。
【請求項３】前記第１の把持部は爪状に形成し、前記第
２の把持部は回転自在なローラで形成した、ことを特徴
とする請求項１記載の素材送り装置。
【請求項４】前記２セットの素材把持手段セットにおい
て、２つの前記第１の把持部は、回転角度制御可能な状
態で同期して回転駆動自在に設けられている、ことを特
徴とする請求項２記載の素材送り装置。
【請求項５】前記素材把持手段セットに、前記第１の素
材把持手段と前記第２の素材把持手段との間に加工素材
を、前記送り方向とは交差する方向に供給可能な加工素
材供給手段を設けた、ことを特徴とする請求項１記載の
素材送り装置。