【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱切断加工機におけるワークシュータおよびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ加工機、レーザ・パンチ複合機などの熱切断加工機のワークテーブルまたはワークシュータ（またはシュータテーブル）には、板材支持部材として回転自在の鋼球を使用したいわゆるフリーベアリングまたはボールベアリング（例えば、非特許文献１参照）を格子状に多数配置することが広く行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【非特許文献１】
Ｉｇｕｃｈｉ Ｓｔｒｏｎｇ Ｂｅａｒｉｎｇ、ボールベア、（上向き、自由方向、重量用）［平成１４年１０月３１日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｓｂ−ｉｇｕｃｈｉ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｉｎｆｏ／ｂｅａｒｉｎｇ／ｂｅａ＿ｉｓ．ｈｔｍｌ＞
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−３４３５８号公報。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のワークシュータはレーザ切断またはプラズマアーク切断などの熱切断加工で切断された製品を機外へ排出するためのものであり、通常は加工ヘッドの直下または近傍に設置される。そのため、切断加工時に発生するスパッターや粉塵などがフリーベアリング（またはボールベアリング）内に侵入して、フリーベアリング（またはボールベアリング）が回転不良となり裏疵の発生する原因となる。
【０００６】
上述のフリーベアリングは板厚９ｍｍ程度までの厚板を搬送支持できるように、内部ベアリングの予圧を高く設定した高荷重に耐える構造となっている。そのため、３．２ｔ以下の軽量の薄板搬送時には、板材を支持している鋼球が回転しないこともあって裏疵が発生するという問題がある。
【０００７】
また、ワークシュータの開閉速度を短いタクトタイムに合わせて高速にすると、製品の落下時に裏疵が生じたり、落下時の衝撃で圧痕ができたり変形したりするという問題もある。
【０００８】
本発明は上述の如き問題を解決するためになされたものであり、本発明の課題は、薄板から厚板までの広い範囲のワークを良好に搬送支持できるフリーベアリングを備えた熱切断加工機におけるワークシュータおよびその制御方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決する手段として請求項１に記載の熱切断加工機におけるワークシュータは、熱切断加工製品を排出するワークシュータを空圧シリンダにより開閉可能設けた熱切断加工機におけるワークシュータにおいて、該ワークシュータにワークを支持する複数のフリーベアリングを設けると共に、該フリーベアリングを構成するベアリングハウジングに空圧による予圧付与手段を設けたことを要旨とするものである。
【００１０】
請求項２に記載の熱切断加工機におけるワークシュータは、請求項１に記載の熱切断加工機におけるワークシュータにおいて、前記ベアリングハウジングに前記フリーベアリングの回転を検出する回転検出センサを設けると共に、前記ベアリングハウジング内部と外気とを連通遮断可能な粉塵排出手段を設けたことを要旨とするものである。
【００１１】
請求項３に記載の熱切断加工機におけるワークシュータは、請求項１に記載の熱切断加工機におけるワークシュータにおいて、加工されるワークの板厚の大小に応じて、複数種類のフリーベアリングに付与する予圧を選択的に複数段階に制御可能な空圧回路を設けたことを要旨とするものである。
【００１２】
請求項４に記載の熱切断加工機におけるワークシュータは、請求項２に記載の熱切断加工機におけるワークシュータにおいて、前記空圧シリンダの速度を選択的に複数段階に制御可能な速度制御回路を設けたことを要旨とするものである。
【００１３】
請求項５に記載の熱切断加工機におけるワークシュータ制御方法は、熱切断加工製品を排出するワークシュータを空圧シリンダにより開閉可能設けると共に、該ワークシュータにワークを支持する複数のフリーベアリングを設け、該フリーベアリングを構成するベアリングハウジングに空圧による予圧付与手段を設けると共に前記フリーベアリングの回転を検出する回転検出センサを設け、前記ベアリングハウジング内部と外気とを連通遮断可能な粉塵排出手段を設けた熱切断加工機におけるワークシュータにおいて、該熱切断加工機を制御するＮＣ装置に入力されたワークの板厚情報から前記フリーベアリングに前記板厚に適した予圧を付与すると共に、前記回転検出センサからの情報とワークの移動速度とから、前記フリーベアリングの回転不良の有無を判断し、回転不良を検出したら前記粉塵排出手段を介してベアリングハウジング内部の粉塵を外気へ排出させることを要旨とするものである。
【００１４】
請求項６に記載の熱切断加工機におけるワークシュータ制御方法は、請求項５に記載の熱切断加工機におけるワークシュータ制御方法において、前記空圧シリンダの速度を選択的に複数段階に制御可能な速度制御回路を設けたことを要旨とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面によって説明する。
【００１６】
図１、図２は本発明に係る熱切断加工機の一例としてのレーザ・パンチ複合機の主要部を示したものである。レーザ・パンチ複合機１の本体フレーム３は、下部フレーム３ａと上部フレーム３ｂとを上下フレームの左右に立設したコラム３ｃで一体的に結合した、いわゆる門型フレーム構造をなしており、下部フレーム３ａと上部フレーム３ｂの間は作業空間５が形成してある。
【００１７】
作業空間５の左方にはパンチング加工用の上部タレット７が上部フレーム３ｂに回転自在に設けてあり、この上部タレット７の下方には下部タレット９が下部フレーム３ａに回転自在に設けてある。上部タレット７には複数のパンチ１１が装着してあり、下部タレット９には前記パンチ１１に対応する複数のダイ１３が装着してある。
【００１８】
上述の上下タレット（７，９）は、図示しない駆動機構により同期して回転駆動されるように設けてあり、対をなすパンチ１１とダイ１３の中から使用する一対のパンチとダイとをパンチセンターＰＣへ回転割り出しできるようになっている。
【００１９】
また、前記パンチセンターＰＣに位置決めされたパンチ１１上方の上部フレーム３ｂには、この位置決めされたパンチ１１を打撃するための、油圧シリンダまたはクランク機構（図示省略）などにより上下動される打撃子１５が設けてある。
【００２０】
前記上下タレット（７，９）より右側の作業空間５には、下部フレーム３ａ上部に固定された固定ワークテーブル１７が設けてある。この固定ワークテーブル１７にはレーザ切断された製品を下方へ排出するための後述のワークシュータ１９が開閉可能設に設けてある。
【００２１】
また、前記下部フレーム３ａ上部の両側にはＹ１軸ガイドレール２１が設けてあり、このＹ１軸ガイドレール２１にＹ軸キャリッジベース２３がＹ１軸方向へ移動位置決め自在に設けてある。Ｙ軸キャリッジベース２３は、前記固定ワークテーブル１７の上部を跨いで下部フレーム３ａの両側へ延伸して設けてあり、Ｙ軸キャリッジベース２３には、前記固定ワークテーブル１７の両側をＹ軸キャリッジベース２３と一体的に移動する移動テーブル２５が設けてある。
【００２２】
前記固定ワークテーブル１７と移動テーブル２５のワーク支持面は同一水準となっており、前記固定ワークテーブル１７と移動テーブル２５上面には、ワークＷを傷付けずに支持するためのブラシ２７が植設してある。
【００２３】
さらに、Ｙ軸キャリッジベース２３には、複数のワーククランプ２９を備えたＸ軸キャリッジ３１がＹ軸キャリッジベース２３に設けたＸ軸ガイドレール３３に沿って移動位置決め自在に設けてある。
【００２４】
なお、上述のＸ軸キャリッジ３１とＹ軸キャリッジベース２３とは、ＮＣ装置（図示省略）の制御の下に駆動されるサーボモータと駆動機構（図示省略）とを介して移動位置決めされるようになっている。
【００２５】
上記構成において、ＮＣ装置（図示省略）の制御の下にＹ軸キャリッジベース２３とＸ軸キャリッジ３１とを適宜に移動位置決めすることにより、ワークＷの加工部を前記パンチセンターＰＣに位置決めし、次いで、パンチセンターＰＣに回転割り出しされたパンチを前記打撃子１５で打撃することによりワークＷにパンチング加工を行うことができる。
【００２６】
一方、前記上部フレーム３ｂの前側面には、Ｙ２軸方向に延伸するＹ２軸ガイドレール３５が設けてあり、このＹ２軸ガイドレール３５にＹ２軸キャリッジ３７が移動自在に設けてある。また、Ｙ２軸キャリッジ３７には集光用光学系（図示省略）を備えたレーザ加工ヘッド３９が昇降位置決め自在に設けてある。
【００２７】
レーザ加工ヘッド３９を備えた前記Ｙ２軸キャリッジ３７は、Ｙ２軸モータ４１により回転駆動されるＹ２軸送りねじ４３を介して移動位置決め可能に設けてある。よって、レーザ加工ヘッド３９はＹ２軸上の任意の位置へ移動位置決め自在である。
【００２８】
なお、前記Ｙ２軸キャリッジ３７に設けたレーザ加工ヘッド３９は図示省略のガイド機構と駆動手段とにより上下方向に移動位置決め可能に設けてある。
【００２９】
上記レーザ加工ヘッド３９の集光用光学系（図示省略）へはレーザ発振器４５からのレーザビームＬＢがベンドミラーＢＭ１、ＢＭ２を介して導かれるようになっている。
【００３０】
図２、図３に示す如く、前記ワークシュータ１９には、ワークＷを支持する複数個の小型フリーベアリング４７を適宜な間隔で取り付けた２枚の長方形のカッティングプレート４９（ａ，ｂ）が設けてある。
【００３１】
この２枚のカッティングプレート４９（ａ，ｂ）は、前記Ｙ２軸方向へ延伸する若干の間隙５１を設けて配置してあり、この間隙５１の下方の床面には前記間隙５１を通過して落下するスクラップや粉塵を集積するスクラップボックス５３が配置してある。
【００３２】
また、前記カッティングプレート４９（ａ，ｂ）の周囲のワークシュータ１９上には、複数個の大型フリーベアリング５５が適宜な間隔で配置してある。なお、大小のフリーベアリング（５５，４７）および前記ブラシ２７の上面はほぼ同一水準（パスラインＰＬ）でワークＷを支持できるように設けてある。
【００３３】
図４に示す如く、大型フリーベアリング５５は、ベアリングハウジング５７に形成した上方に開口する半球形の凹部５９に鋼球６１を回転自在に係合させると共に、このベアリングハウジング５７のフランジ部を支持したベアリングホルダ６３が前記ワークシュータ１９にねじなどの固定手段（図示省略）により取り付けてある。
【００３４】
上述のベアリングホルダ６３の上部には、前記ベアリングハウジング５７の上部をベアリングホルダ６３に押圧して固定すると共に、鋼球６１を保持するハウジング押さえ６５がねじなどの固定手段（図示省略）により取り付けてある。
【００３５】
また、前記ベアリングハウジング５７の半球形の凹部５９と鋼球６１の間には、半球形の凹部５９と相似形の間隙からなる空気室６７が形成してある。この空気室６７に適宜な空圧を付与する予圧付与手段として、空圧源６９に接続したノーマルクローズ形１方向弁である第１電磁方向制御弁７１に電空レギュレータ７３と圧力スイッチ７５とを管路７７を介して並列に接続すると共に、電空レギュレータ７３と空気室６７を管路７９、８１を介して接続してある。
【００３６】
なお、第１電磁方向制御弁７１と電空レギュレータ７３の間の管路７７には、フィルタ８３を設けると共に、電空レギュレータ７３と空気室６７の間の管路７９には空気室６７からの逆流を阻止する逆止弁８５が設けてある。
【００３７】
また、前記空気室６７にはベアリングハウジング５７の粉塵を外部へ排出する粉塵排出手段として、ノーマルクローズ形１方向弁である第２電磁方向制御弁８７が管路８９、９１を介して接続してある。なお、第２電磁方向制御弁８７のＡポートには消音器９３が接続してある。
【００３８】
また、前記空気室６７には鋼球６１の回転を検出する回転検出センサ９５が設けてある。
【００３９】
一方、前記小型フリーベアリング４７の構成は、実質的にほぼ大型フリーベアリング５５の構成と同様であって、鋼球９７がベアリングハウジング９９に形成した半球形の凹部１０１に回転支持されており、半球形の凹部１０１と鋼球９７の間には、半球形の凹部１０１と相似形の間隙からなる空気室１０３が形成してある。
【００４０】
ベアリングハウジング９９の上部には、鋼球９７がベアリングハウジング９９から離脱しないように鋼球９７を押さえるキャップ９８が設けてある。なお、ベアリングハウジング９９は前記カッティングプレート４９（ａ，ｂ）に設けた取り付け穴１０５に装着してある。また、前記空気室１０３には鋼球９７の回転を検出する回転検出センサ１０７が設けてある。
【００４１】
上述の小型フリーベアリング４７の空気室１０３も適宜な予圧を付与するため、前記予圧付与手段に並列接続すると共に、フリーベアリング４７内に侵入した粉塵を外部へ排出するために前記と粉塵排出手段に並列接続してある。
【００４２】
すなわち、空気室１０３を管路１０９を介して前記予圧付与手段の管路７９に接続すると共に、管路１１１、９１を介して前記第２電磁方向制御弁８７に接続してある。
【００４３】
次に、上記構成の予圧付与手段の動作について説明する。
【００４４】
ワークＷの板厚を例えば、薄板、中厚板、厚板の三段階に分類し、この３段階の分類に合わせて大小フリーベアリング（５５，４７）に付与する予圧を前記電空レギュレータ７３により、例えば、高圧Ｐ１、中圧Ｐ２、低圧Ｐ３の三種類に制御する。
【００４５】
大小フリーベアリング（５５，４７）の回転が正常である場合には、前記第２電磁方向制御弁８７のソレノイドはＯＦＦにされており、この状態で前記電空レギュレータ７３の設定圧力が薄板の場合には低圧Ｐ３に、中厚板の場合には中圧Ｐ２に、厚板の場合には高圧Ｐ１に、ＮＣ装置からの指令によって設定されるようになっている。
【００４６】
なお、二次側の回路圧が圧力スイッチ７５の設定圧力になったとき、圧力スイッチ７５の指令により第１電磁方向制御弁７１のソレノイドがＯＦＦとなり二次側回路と空圧源６９の連通が遮断した状態となる。また、二次側の回路圧が設定圧力以下に下がった場合には、第１電磁方向制御弁７１のソレノイドがＯＮとなり、二次側回路と空圧源６９が連通状態となる。
【００４７】
上述の如く、ワークＷの板厚に合わせて大小フリーベアリング（５５，４７）に適宜な予圧を付与するようにしたので、例えば、薄板の場合でもスムーズな回転が行われるのでワークＷに裏疵が着くことがない。
【００４８】
また、ワークＷを移動させている時に、特にＸ軸またはＹ軸方向へ移動させている時に、ワークＷの移動に前記大小フリーベアリング（５５，４７）の回転が同調していなことを、ＮＣ装置の回転検出モニター（図示省略）が回転検出センサ９５、１０７からの信号により検出した場合には、ＮＣ装置からの指令によって、前記第２電磁方向制御弁８７のソレノイドをＯＮにして、大小のフリーベアリング（５５，４７）内に侵入した粉塵を外部へ排出させる。
【００４９】
なお、粉塵排出時には電空レギュレータ７３の設定圧力を最大にするのが望ましい。
【００５０】
図３、図４に示す如く、ワークシュータ１９の下面には、クレビス型の空圧シリンダ１１３が前記下部フレーム３ａに揺動可能に設けてあり、この空圧シリンダ１１３のピストンロッド１１５がワークシュータ１９の下面の回転軸１１７に回動可能に連結してある。
【００５１】
空圧シリンダ１１３は、図５に示す速度制御回路１１９により、速度を例えば３段階に制御することができるようになっている。速度制御回路１１９において、空圧シリンダ１１３のロッド側には管路１２１を介して順方向流量制御弁１２３が接続してあり、この順方向流量制御弁１２３は管路１２５を介して５ポート３位置の第３電磁方向制御弁１２７のＡポートに接続してある。
【００５２】
また、空圧シリンダ１１３のヘッド側には、管路１２９を介して逆方向流量制御弁１３１が接続してあり、この逆方向流量制御弁１３１は管路１３３を介して前記第３電磁方向制御弁１２７のＢポートに接続してある。
【００５３】
なお、前記第３電磁方向制御弁１２７は５ポート３位置の方向制御弁であって、そのＰポートには、管路１３７を介して前記空圧源６９が接続してあり、第３電磁方向制御弁１２７のＡ、Ｂポート専用の排気ポートＥＸには消音器１３５が接続してある。
【００５４】
また、前記空圧シリンダ１１３のロッド側には、管路１２１、１３９を介して２ポート２位置ノーマルクローズの第４電磁方向制御弁１４１が接続してあり、この第４電磁方向制御弁１４１は管路１４３、１３７を介して前記空圧源６９に接続してある。
【００５５】
上記構成の速度制御回路１１９において、ワークシュータ１９を低速度で開く場合には、第４電磁方向制御弁１４１のソレノイドＳＯＬを非励磁のまま、第３電磁方向制御弁１２７のソレノイドＳＯＬ１を励磁、ＳＯＬ２を非励磁にすれば、空圧源６９からの高圧空気がＰポートからＡポート、順方向流量制御１２３を介して空圧シリンダ１１３のロッド側に供給される。
【００５６】
このとき、適宜に絞られた流量の空気がロッド側に供給されると同時に、ヘッド側から排出される空気も逆方向流量制御弁１３１で流量が制限されるので、ワークシュータ１９を低速度で開くことができる。
【００５７】
ワークシュータ１９を低速度で閉じる場合には、第４電磁方向制御弁１４１のソレノイドＳＯＬを非励磁のまま、第３電磁方向制御弁１２７のＳＯＬ２を励磁、ＳＯＬ１を非励磁にする。
【００５８】
また、ワークシュータ１９を中速度で開く場合には、第３電磁方向制御弁１２７のソレノイドＳＯＬ１を励磁し、ＳＯＬ２を非励磁にした後、若干遅れて第４電磁方向制御弁１４１のソレノイドＳＯＬを励磁して開にすることにより、ワークシュータ１９は、始めに低速で開き、その後、加速されて開き、全体的には中速度で開くことになる。
【００５９】
ワークシュータ１９を中速度で閉じる場合には、第４電磁方向制御弁１４１を非励磁とすると同時に、第３電磁方向制御弁１２７のＳＯＬ１を非励磁とし、ＳＯＬ２を励磁する。
【００６０】
次に、ワークシュータ１９を高速度で開く場合には、第３電磁方向制御弁１２７のＳＯＬ１およびＳＯＬ２を非励磁とし、中立状態にしたまま、前記第４電磁方向制御弁１４１のソレノイドＳＯＬを励磁すればワークシュータ１９を高速度で開くことができる。
【００６１】
ワークシュータ１９を高速度で閉じる場合には、第３電磁方向制御弁１２７のソレノイドＳＯＬ１を励磁し、ＳＯＬ２を非励磁にした後、第４電磁方向制御弁１４１のソレノイドＳＯＬを励磁すれば高速度で閉じることができる。
【００６２】
次に、本発明に係るワークシュータを備えたレーザ・パンチ複合機におけるレーザパンチ加工の工程を図６のフローチャートを用いて説明する。
【００６３】
パンチング加工（ステップＳ１）が終了後、レーザ加工（ステップＳ２）が開始される。レーザ加工が開始されると、ＮＣ装置に入力されたワークＷの板厚から、ワークシュータ１９およびカッティングプレート（４９）に設けたフリーベアリング（４７，５５）の予圧が、入力された板厚（厚板、中厚板、薄板）に適した予圧になるようにフリーベアリング（４７，５５）の予圧制御を行う（ステップＳ３）。
【００６４】
次いで、前記フリーベアリング（４７，５５）の回転状態をモニター（ステップＳ４）し、フリーベアリング（４７，５５）の回転状態が正常か否かを検出し（ステップＳ５）、正常でない場合にはレーザ加工を一時中断（ステップＳ１１）し、粉塵排出手段を作動させる（ステップＳ１２）。
【００６５】
フリーベアリング（４７，５５）の回転状態が正常である場合には、レーザ加工を継続（ステップＳ６）し、製品切断が完了（ステップＳ７）したら、ワークシュータ１９の開閉速度を入力された板厚（厚板、中厚板、薄板）に適した速度（低速、中速、高速）に設定する（ステップＳ８）。
【００６６】
ワークシュータ１９の開閉速度を設定したら、ワークシュータ１９を開いて（ステップＳ９）切断された製品を機外へ搬出する（ステップＳ１０）。
【００６７】
上述の如く、本発明の熱切断加工機におけるワークシュータおよびその制御方法においては、ワークシュータに設けたフリーベアリングが搬送支持するワークＷの板厚（厚板、中厚板、薄板）に適した予圧を与える予圧付与手段を設けたので、回転不良が低減しレーザ切断製品の裏疵の発生が低下する。
【００６８】
また、侵入した粉塵によるフリーベアリングの回転不良を検出したときに使用可能な粉塵排出手段を設けたので、フリーベアリングの寿命が延長すると共に裏疵の発生が低下する。
【００６９】
また、ワークシュータの開閉速度を板厚（厚板、中厚板、薄板）に適した速度に設定できるようにしたので、製品の落下排出時に生ずる圧痕や変形の発生を抑制することができる。
【００７０】
なお、入力されたワークＷの加工条件（板厚、材質、切断速度等）から、フリーベアリングに最適な予圧を付与すると共に、ワークシュータを最適な開閉速度に制御することも可能である。
【００７１】
【発明の効果】
請求項１〜請求項６の発明によれば、ワークシュータに設けたフリーベアリングが搬送支持するワークＷの板厚（厚板、中厚板、薄板）に適したフリーベアリング予圧付与手段を設けたので、回転不良が低減しレーザ切断製品の裏疵の発生が減少する。
【００７２】
また、侵入した粉塵によるフリーベアリングの回転不良を検出したときに使用可能な粉塵排出手段を設けたので、フリーベアリングの寿命が延長すると共に裏疵の発生も減少する。
【００７３】
また、ワークシュータの開閉速度を板厚（厚板、中厚板、薄板）に適した速度に設定できるようにしたので、製品の落下排出時に生ずる圧痕や変形の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレーザ・パンチ複合機の主要部の説明図（正面図）。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図。
【図３】図２におけるＢ−Ｂ断面図。
【図４】図２におけるＣ−Ｃ断面図であり、フリーベアリング用の予圧付与回路の説明図。
【図５】本発明に係るレーザ・パンチ複合機のワークシュータの速度制御回路図。
【図６】本発明に係るワークシュータを備えたレーザ・パンチ複合機におけるレーザパンチ加工の工程を説明するフローチャート。
【符号の説明】
１ レーザ・パンチ複合機
３ 本体フレーム
３ａ 下部フレーム
３ｂ 上部フレーム
３ｃ コラム
５ 作業空間
７ 上部タレット
９ 下部タレット
１１ パンチ
１３ ダイ
１５ 打撃子
１７ 固定ワークテーブル
１９ ワークシュータ
２１ Ｙ１軸ガイドレール
２３ Ｙ軸キャリッジベース
２５ 移動テーブル
２７ ブラシ
２９ ワーククランプ
３１ Ｘ軸キャリッジ
３３ Ｘ軸ガイドレール
３５ Ｙ２軸ガイドレール
３７ Ｙ２軸キャリッジ
３９ レーザ加工ヘッド
４１ Ｙ２軸モータ
４３ Ｙ２軸送りねじ
４５ レーザ発振器
４７ 小型フリーベアリング
４９（ａ，ｂ） カッティングプレート
５１ 間隙
５３ スクラップボックス
５５ 大型フリーベアリング
５７ ベアリングハウジング
５９ 凹部
６１ 鋼球
６３ ベアリングホルダ
６５ ハウジング押さえ
６７ 空気室
６９ 空圧源
７１ 第１電磁方向制御弁
７３ 電空レギュレータ
７５ 圧力スイッチ
７７ 管路
７９ 管路
８１ 管路
８３ フィルタ
８５ 逆止弁
８７ 第２電磁方向制御弁
８９ 管路
９１ 管路
９３ 消音器
９５ 回転検出センサ
９７ 鋼球
９８ キャップ
９９ ベアリングハウジング
１０１ 凹部
１０３ 空気室
１０５ 取り付け穴
１０７ 回転検出センサ
１０９ 管路
１１１ 管路
１１３ 空圧シリンダ
１１５ ピストンロッド
１１７ 回転軸
１１９ 速度制御回路
１２１ 管路
１２３ 順方向流量制御弁
１２５ 管路
１２７ 第３電磁方向制御弁
１２９ 管路
１３１ 逆方向流量制御弁
１３３ 管路
１３５ 消音器
１３７ 管路
１３９ 管路
１４１ 第４電磁方向制御弁
１４３ 管路
ＢＭ１、ＢＭ２ ベンドミラー
ＬＢ レーザビーム
Ｗ ワーク[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a work shooter in a thermal cutting machine and a control method thereof.
[0002]
[Prior art]
A so-called free bearing or ball bearing (for example, using a rotatable steel ball as a plate supporting member) is used for a work table or a work shooter (or a shooter table) of a thermal cutting machine such as a laser processing machine and a laser punch combined machine. It is widely practiced to arrange a large number of non-patent documents 1) in a grid (for example, refer to patent document 1).
[0003]
[Non-patent document 1]
Iguchi Strong Bearing, ball bearer (upward, free direction, for weight) [searched October 31, 2002], Internet <URL: http: // www. isb-iguchi. com / prodinfo / bearing / bea_is. html>
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-10-34358.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described work shooter is for discharging a product cut by a thermal cutting process such as laser cutting or plasma arc cutting to the outside of the machine, and is usually installed immediately below or near a processing head. For this reason, spatter or dust generated during the cutting process enters the free bearing (or the ball bearing), and the free bearing (or the ball bearing) rotates poorly, causing a back flaw.
[0006]
The above-mentioned free bearing has a structure capable of withstanding a high load in which the preload of the internal bearing is set high so that a thick plate having a thickness of up to about 9 mm can be transported and supported. For this reason, there is a problem in that when a thin sheet of 3.2 t or less is conveyed, the steel ball supporting the sheet material does not rotate, and a back flaw is generated.
[0007]
Further, if the opening / closing speed of the work shooter is set to be high in accordance with the short tact time, there is a problem that a back flaw is generated when the product is dropped, and an indent is formed or deformed by an impact at the time of drop.
[0008]
The present invention has been made to solve the problems as described above, and an object of the present invention is to provide a hot cutting machine having a free bearing capable of favorably transporting and supporting a wide range of work from a thin plate to a thick plate. An object of the present invention is to provide a work shooter and a control method thereof.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As a means for solving the above-mentioned problems, a work shooter in a thermal cutting machine according to claim 1 is a work shooter in a thermal cutting machine in which a work shooter for discharging a thermal cutting product can be opened and closed by a pneumatic cylinder. A gist of the present invention is that a plurality of free bearings for supporting a work are provided on the work shooter, and a preload applying means using air pressure is provided on a bearing housing constituting the free bearing.
[0010]
The work shooter in the thermal cutting machine according to claim 2 is the work shooter in the thermal cutting machine according to claim 1, wherein the bearing housing is provided with a rotation detection sensor that detects rotation of the free bearing. The gist of the invention is to provide a dust discharging means capable of shutting off communication between the inside of the bearing housing and the outside air.
[0011]
The work shooter in the thermal cutting machine according to the third aspect is the work shooter in the thermal cutting machine according to the first aspect, in which a plurality of types of free bearings are provided according to the thickness of the workpiece to be machined. The gist is to provide a pneumatic circuit capable of selectively controlling the preload to be performed in a plurality of stages.
[0012]
The work shooter in the thermal cutting machine according to claim 4 is the work shooter in the thermal cutting machine according to claim 2, wherein a speed control circuit capable of selectively controlling the speed of the pneumatic cylinder in a plurality of stages. It is the gist of the provision.
[0013]
A work shooter control method for a hot cutting machine according to claim 5, wherein a work shooter for discharging the hot cut product is provided to be openable and closable by a pneumatic cylinder, and the work shooter is provided with a plurality of free bearings for supporting the work. A bearing housing that constitutes the free bearing is provided with a preload applying means by air pressure, a rotation detection sensor for detecting rotation of the free bearing is provided, and a dust discharge means capable of shutting off communication between the inside of the bearing housing and outside air is provided. A work shooter of the thermal cutting machine, wherein a preload suitable for the thickness is applied to the free bearing from the workpiece thickness information input to an NC device for controlling the thermal cutting machine, and the rotation detection sensor From the free bearing based on the information from To determine the presence or absence of rolling defects, it is an summarized in that discharging the dust inside the bearing housing via the dust discharge means upon detection of faulty rotation to the outside air.
[0014]
A work shooter control method for a thermal cutting machine according to claim 6 is the work shooter control method for a thermal cutting machine according to claim 5, wherein the speed of the pneumatic cylinder can be selectively controlled in a plurality of stages. The gist is to provide a speed control circuit.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 and FIG. 2 show a main part of a laser punch compound machine as an example of a thermal cutting machine according to the present invention. The main body frame 3 of the laser-punch composite machine 1 has a so-called gate-type frame structure in which a lower frame 3a and an upper frame 3b are integrally connected by columns 3c which are provided upright on upper and lower frames. A work space 5 is formed between 3a and the upper frame 3b.
[0017]
An upper turret 7 for punching is rotatably provided on the upper frame 3b on the left side of the work space 5, and a lower turret 9 is rotatably provided on the lower frame 3a below the upper turret 7. A plurality of punches 11 are mounted on the upper turret 7, and a plurality of dies 13 corresponding to the punches 11 are mounted on the lower turret 9.
[0018]
The above-mentioned upper and lower turrets (7, 9) are provided so as to be rotationally driven in synchronization by a driving mechanism (not shown), and a pair of punches 11 and dies 13 are used to form a pair of punches and dies. Rotation indexing is possible for the center PC.
[0019]
A striker 15 which is moved up and down by a hydraulic cylinder or a crank mechanism (not shown) for striking the positioned punch 11 is provided on the upper frame 3b above the punch 11 positioned at the punch center PC. Is provided.
[0020]
In the work space 5 on the right side of the upper and lower turrets (7, 9), a fixed work table 17 fixed to the upper part of the lower frame 3a is provided. The fixed work table 17 is provided with a work shooter 19, which will be described later, for discharging the laser-cut product downward, which can be opened and closed.
[0021]
A Y1 axis guide rail 21 is provided on both sides of the upper portion of the lower frame 3a. A Y axis carriage base 23 is provided on the Y1 axis guide rail 21 so as to be movable and positioned in the Y1 axis direction. The Y-axis carriage base 23 is provided so as to extend to both sides of the lower frame 3a across the upper part of the fixed work table 17, and the Y-axis carriage base 23 is provided with both sides of the fixed work table 17 in the Y-axis carriage base. A moving table 25 that moves integrally with the moving table 23 is provided.
[0022]
The work supporting surfaces of the fixed work table 17 and the movable table 25 are at the same level, and a brush 27 for supporting the work W without being damaged is planted on the upper surfaces of the fixed work table 17 and the movable table 25. It is.
[0023]
Further, an X-axis carriage 31 having a plurality of work clamps 29 is provided on the Y-axis carriage base 23 so as to be movable and positionable along an X-axis guide rail 33 provided on the Y-axis carriage base 23.
[0024]
The X-axis carriage 31 and the Y-axis carriage base 23 are moved and positioned via a servomotor driven under the control of an NC device (not shown) and a driving mechanism (not shown). Has become.
[0025]
In the above configuration, by appropriately moving and positioning the Y-axis carriage base 23 and the X-axis carriage 31 under the control of an NC device (not shown), the processing portion of the work W is positioned at the punch center PC, and then The work W can be punched by hitting the punch rotationally indexed by the punch center PC with the hitting element 15.
[0026]
On the other hand, a Y2 axis guide rail 35 extending in the Y2 axis direction is provided on the front side surface of the upper frame 3b, and a Y2 axis carriage 37 is movably provided on the Y2 axis guide rail 35. Further, a laser processing head 39 provided with a condensing optical system (not shown) is provided on the Y2-axis carriage 37 so as to be vertically movable.
[0027]
The Y2-axis carriage 37 having the laser processing head 39 is provided so as to be movable and positionable via a Y2-axis feed screw 43 driven to rotate by a Y2-axis motor 41. Therefore, the laser processing head 39 can be moved and positioned at any position on the Y2 axis.
[0028]
The laser processing head 39 provided on the Y2-axis carriage 37 is provided so as to be movable and positioned in a vertical direction by a guide mechanism and a driving unit (not shown).
[0029]
A laser beam LB from a laser oscillator 45 is guided to a focusing optical system (not shown) of the laser processing head 39 via bend mirrors BM1 and BM2.
[0030]
As shown in FIGS. 2 and 3, the work shooter 19 is provided with two rectangular cutting plates 49 (a, b) to which a plurality of small free bearings 47 for supporting the work W are attached at appropriate intervals. It is.
[0031]
The two cutting plates 49 (a, b) are arranged with a slight gap 51 extending in the Y2 axis direction, and are passed through the gap 51 on the floor below the gap 51. A scrap box 53 for collecting falling scraps and dust is arranged.
[0032]
On the work shooter 19 around the cutting plate 49 (a, b), a plurality of large free bearings 55 are arranged at appropriate intervals. The large and small free bearings (55, 47) and the upper surface of the brush 27 are provided so as to support the work W at substantially the same level (pass line PL).
[0033]
As shown in FIG. 4, the large free bearing 55 rotatably engages the steel ball 61 with an upwardly open hemispherical concave portion 59 formed in the bearing housing 57 and supports the flange portion of the bearing housing 57. A bearing holder 63 is attached to the work shooter 19 by fixing means such as screws (not shown).
[0034]
On the upper part of the bearing holder 63, the upper part of the bearing housing 57 is pressed and fixed to the bearing holder 63, and a housing retainer 65 for holding the steel ball 61 is attached by fixing means (not shown) such as a screw. is there.
[0035]
An air chamber 67 having a gap similar to the hemispherical recess 59 is formed between the hemispherical recess 59 of the bearing housing 57 and the steel ball 61. As preload applying means for applying an appropriate air pressure to the air chamber 67, an electropneumatic regulator 73 and a pressure switch 75 are connected to a first electromagnetic directional control valve 71 which is a normally closed type one-way valve connected to an air pressure source 69. An electropneumatic regulator 73 and an air chamber 67 are connected via pipes 79 and 81 while being connected in parallel via a pipe 77.
[0036]
In addition, a filter 83 is provided in a pipe 77 between the first electromagnetic direction control valve 71 and the electropneumatic regulator 73, and a pipe 79 between the electropneumatic regulator 73 and the air chamber 67 is provided from the air chamber 67. A check valve 85 for preventing backflow is provided.
[0037]
A second electromagnetic directional control valve 87, which is a normally closed one-way valve, is connected to the air chamber 67 as dust discharging means for discharging the dust in the bearing housing 57 to the outside via pipes 89 and 91. is there. Note that a muffler 93 is connected to the A port of the second electromagnetic directional control valve 87.
[0038]
The air chamber 67 is provided with a rotation detection sensor 95 for detecting the rotation of the steel ball 61.
[0039]
On the other hand, the configuration of the small free bearing 47 is substantially the same as the configuration of the large free bearing 55, and the steel ball 97 is rotatably supported by a hemispherical concave portion 101 formed in the bearing housing 99. An air chamber 103 having a gap similar to the hemispherical concave portion 101 is formed between the concave portion 101 and the steel ball 97.
[0040]
At the upper part of the bearing housing 99, a cap 98 is provided for pressing the steel ball 97 so that the steel ball 97 does not come off from the bearing housing 99. The bearing housing 99 is mounted in a mounting hole 105 provided in the cutting plate 49 (a, b). The air chamber 103 is provided with a rotation detection sensor 107 for detecting the rotation of the steel ball 97.
[0041]
The air chamber 103 of the small free bearing 47 described above is also connected in parallel to the preload applying means to apply an appropriate preload, and is connected to the dust discharging means to discharge the dust entering the free bearing 47 to the outside. They are connected in parallel.
[0042]
That is, the air chamber 103 is connected to the pipe 79 of the preload applying means via a pipe 109 and to the second electromagnetic direction control valve 87 via pipes 111 and 91.
[0043]
Next, the operation of the preload applying means having the above configuration will be described.
[0044]
The plate thickness of the work W is classified into, for example, three stages of a thin plate, a medium-thick plate, and a thick plate, and a preload applied to the large and small free bearings (55, 47) is adjusted by the electropneumatic regulator 73 in accordance with the three stages. For example, control is performed to three types of high pressure P1, medium pressure P2, and low pressure P3.
[0045]
When the rotation of the large and small free bearings (55, 47) is normal, the solenoid of the second electromagnetic directional control valve 87 is turned off. In this state, when the set pressure of the electropneumatic regulator 73 is thin, Is set to a low pressure P3, to a medium pressure P2 for a medium thick plate, and to a high pressure P1 for a thick plate in accordance with a command from the NC device.
[0046]
When the secondary circuit pressure reaches the set pressure of the pressure switch 75, the solenoid of the first electromagnetic directional control valve 71 is turned off by the command of the pressure switch 75, and the communication between the secondary circuit and the air pressure source 69 is established. It will be in the cutoff state. When the circuit pressure on the secondary side drops below the set pressure, the solenoid of the first electromagnetic directional control valve 71 is turned ON, and the secondary circuit and the air pressure source 69 are in communication.
[0047]
As described above, an appropriate preload is applied to the large and small free bearings (55, 47) in accordance with the thickness of the work W. For example, even in the case of a thin plate, smooth rotation is performed. Never arrive.
[0048]
Also, the fact that the rotation of the large and small free bearings (55, 47) is not synchronized with the movement of the workpiece W when the workpiece W is being moved, particularly when it is being moved in the X-axis or Y-axis direction, is indicated by NC. When a rotation detection monitor (not shown) of the device detects a signal from the rotation detection sensors 95 and 107, the solenoid of the second electromagnetic directional control valve 87 is turned on by a command from the NC device, and the size of the large or small is changed. Dust that has entered the free bearings (55, 47) is discharged to the outside.
[0049]
It is desirable that the set pressure of the electropneumatic regulator 73 be maximized during dust discharge.
[0050]
As shown in FIGS. 3 and 4, on the lower surface of the work shooter 19, a clevis-type pneumatic cylinder 113 is provided swingably on the lower frame 3a, and a piston rod 115 of the pneumatic cylinder 113 is provided with a work shooter. 19 is rotatably connected to a rotation shaft 117 on the lower surface.
[0051]
The speed of the pneumatic cylinder 113 can be controlled in, for example, three stages by a speed control circuit 119 shown in FIG. In the speed control circuit 119, a forward flow control valve 123 is connected to the rod side of the pneumatic cylinder 113 via a pipe 121, and the forward flow control valve 123 is connected to the 5-port 3 through a pipe 125. The third electromagnetic directional control valve 127 at the position is connected to the A port.
[0052]
A reverse flow control valve 131 is connected to the head side of the pneumatic cylinder 113 via a pipe 129, and the reverse flow control valve 131 is connected to the third electromagnetic directional control valve via a pipe 133. Connected to port B of valve 127.
[0053]
The third electromagnetic directional control valve 127 is a directional control valve having 5 ports and 3 positions. The p-port is connected to the pneumatic source 69 via a pipe 137, and the third electromagnetic directional control valve 127 A silencer 135 is connected to an exhaust port EX dedicated to the A and B ports of the control valve 127.
[0054]
Further, on the rod side of the pneumatic cylinder 113, a 2-port 2-position normally closed fourth electromagnetic directional control valve 141 is connected via pipe lines 121 and 139. It is connected to the pneumatic source 69 via the pipes 143 and 137.
[0055]
In the speed control circuit 119 having the above configuration, when the work shooter 19 is opened at a low speed, the solenoid SOL1 of the third electromagnetic directional control valve 127 is excited while the solenoid SOL of the fourth electromagnetic directional control valve 141 is not excited. If SOL2 is de-energized, high-pressure air from the pneumatic source 69 is supplied from the P port to the A port and to the rod side of the pneumatic cylinder 113 via the forward flow control 123.
[0056]
At this time, at the same time as the appropriately squeezed flow of air is supplied to the rod side, the flow rate of the air discharged from the head side is also restricted by the reverse flow control valve 131. Can be opened.
[0057]
When the work shooter 19 is closed at a low speed, the solenoid SOL of the fourth electromagnetic directional control valve 141 is de-energized, the SOL 2 of the third electromagnetic directional control valve 127 is energized, and the SOL 1 is de-energized.
[0058]
When the work shooter 19 is opened at a medium speed, the solenoid SOL1 of the third electromagnetic directional control valve 127 is excited and the solenoid SOL2 is de-energized, and then the solenoid SOL of the fourth electromagnetic directional control valve 141 is slightly delayed. By exciting and opening, the work shooter 19 opens first at a low speed, then accelerates and opens, and opens at a medium speed as a whole.
[0059]
When closing the work shooter 19 at a medium speed, the fourth electromagnetic directional control valve 141 is de-energized, and at the same time, the SOL 1 of the third electromagnetic directional control valve 127 is de-energized and SOL 2 is energized.
[0060]
Next, when the work shooter 19 is opened at a high speed, the SOL1 and SOL2 of the third electromagnetic directional control valve 127 are de-energized, and the solenoid SOL of the fourth electromagnetic directional control valve 141 is energized with the neutral state. Then, the work shooter 19 can be opened at a high speed.
[0061]
When the work shooter 19 is closed at a high speed, the solenoid SOL1 of the third electromagnetic directional control valve 127 is excited and SOL2 is de-energized, and then the solenoid SOL of the fourth electromagnetic directional control valve 141 is excited. Can be closed with.
[0062]
Next, the steps of laser punching in a laser punch combined machine provided with a work shooter according to the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0063]
After the punching processing (Step S1) is completed, laser processing (Step S2) is started. When the laser processing is started, the preload of the free bearings (47, 55) provided on the work shooter 19 and the cutting plate (49) is calculated from the thickness of the workpiece W input to the NC device, based on the input thickness ( Preload control of the free bearings (47, 55) is performed so as to obtain a preload suitable for thick plates, medium thick plates, and thin plates (step S3).
[0064]
Next, the rotation state of the free bearings (47, 55) is monitored (step S4), and it is detected whether the rotation state of the free bearings (47, 55) is normal (step S5). The processing is temporarily suspended (step S11), and the dust discharging means is operated (step S12).
[0065]
When the rotation state of the free bearings (47, 55) is normal, the laser processing is continued (step S6), and when the cutting of the product is completed (step S7), the opening / closing speed of the work shooter 19 is input to the sheet thickness. The speed (low speed, medium speed, high speed) suitable for (thick plate, medium thick plate, thin plate) is set (step S8).
[0066]
After setting the opening / closing speed of the work shooter 19, the work shooter 19 is opened (step S9), and the cut product is carried out of the machine (step S10).
[0067]
As described above, the work shooter and the control method thereof in the thermal cutting machine according to the present invention are suitable for the thickness (thick plate, medium thick plate, thin plate) of the work W which is carried and supported by the free bearing provided in the work shooter. Since the preload applying means for applying the preload is provided, the rotation failure is reduced and the occurrence of the back flaw of the laser cut product is reduced.
[0068]
In addition, since the dust discharging means that can be used when the rotation failure of the free bearing due to the invading dust is detected is provided, the life of the free bearing is extended and the occurrence of back flaws is reduced.
[0069]
Further, since the opening / closing speed of the work shooter can be set to a speed suitable for the plate thickness (thick plate, medium thick plate, thin plate), it is possible to suppress the occurrence of indentation and deformation generated when the product is dropped and discharged.
[0070]
It is possible to apply an optimal preload to the free bearing and to control the work shooter to an optimal opening / closing speed based on the input processing conditions (the plate thickness, the material, the cutting speed, etc.) of the workpiece W.
[0071]
【The invention's effect】
According to the first to sixth aspects of the present invention, the free bearing preload applying means suitable for the thickness (thick plate, medium thick plate, thin plate) of the work W supported and carried by the free bearing provided in the work shooter is provided. Therefore, poor rotation is reduced, and the occurrence of back flaws of the laser cut product is reduced.
[0072]
Further, since the dust discharging means which can be used when the rotation failure of the free bearing due to the invading dust is detected is provided, the life of the free bearing is extended and the occurrence of back flaws is reduced.
[0073]
Further, since the opening / closing speed of the work shooter can be set to a speed suitable for the plate thickness (thick plate, medium thick plate, thin plate), it is possible to suppress the occurrence of indentation and deformation generated when the product is dropped and discharged.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view (front view) of a main part of a laser punch multifunction peripheral according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line BB in FIG. 2;
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. 2, and is an explanatory diagram of a preload applying circuit for a free bearing.
FIG. 5 is a circuit diagram of the speed control of the work shooter of the laser punch combined machine according to the present invention.
FIG. 6 is a flowchart for explaining a laser punching process in the laser / punch combined machine including the work shooter according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser punch compound machine 3 Main frame 3a Lower frame 3b Upper frame 3c Column 5 Work space 7 Upper turret 9 Lower turret 11 Punch 13 Die 15 Striker 17 Fixed work table 19 Work shooter 21 Y1 axis guide rail 23 Y axis carriage base 25 Moving table 27 Brush 29 Work clamp 31 X-axis carriage 33 X-axis guide rail 35 Y2-axis guide rail 37 Y2-axis carriage 39 Laser processing head 41 Y2-axis motor 43 Y2-axis feed screw 45 Laser oscillator 47 Small free bearing 49 (a, b) Cutting plate 51 Gap 53 Scrap box 55 Large free bearing 57 Bearing housing 59 Depression 61 Steel ball 63 Bearing holder 65 Housing holder 67 Air chamber 69 Air pressure source 71 1 electromagnetic directional control valve 73 electropneumatic regulator 75 pressure switch 77 pipe 79 pipe 81 pipe 83 filter 85 check valve 87 second electromagnetic directional control valve 89 pipe 91 pipe 93 silencer 95 rotation detection sensor 97 steel ball 98 Cap 99 Bearing housing 101 Recess 103 Air chamber 105 Mounting hole 107 Rotation detection sensor 109 Pipe 111 Pipe 113 Pneumatic cylinder 115 Piston rod 117 Rotating shaft 119 Speed control circuit 121 Pipe 123 Forward flow control valve 125 Pipe 127 Third electromagnetic direction control valve 129 Line 131 Reverse flow control valve 133 Line 135 Muffler 137 Line 139 Line 141 Fourth electromagnetic direction control valve 143 Lines BM1, BM2 Bend mirror LB Laser beam W Work
