JP2006026758A

JP2006026758A - 加工機

Info

Publication number: JP2006026758A
Application number: JP2004205214A
Authority: JP
Inventors: Masaru Honda; 勝本多
Original assignee: Fujifilm Techno Products Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Techno Products Co Ltd
Priority date: 2004-07-12
Filing date: 2004-07-12
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2024-07-12
Also published as: JP4583825B2

Abstract

【課題】板材及び棒材のレーザ加工を簡単に行う。
【解決手段】レーザ加工機１０の加工エリア２５に複数のパレット１２，１３を選択的にセットする。各パレット１２，１３に、板材載置部３１及び棒材保持部３２を設ける。棒材保持部３２を、棒材９を保持するチャック３５、複数の回転支持部３６ａ〜３６ｅ、シフト部３７から構成する。板材載置部３１に板材８を、棒材保持部３２に棒材９をそれぞれセットして、パレット１２またはパレット１３を加工エリア２５に駆動部２３により交互に送り込む。各種アタッチメントを用いることなく、板材８及び棒材９を簡単にレーザ加工することができる。回転支持部３６ａ〜３６ｅに保持された部位をレーザ加工するときには、シフト部３７により回転支持部３６ａ〜３６ｅを棒材９の軸方向にシフトさせて、保持位置を変更する。
【選択図】図１

Description

本発明は加工機に関し、特にシート状の板材と、中空パイプ、Ｌ形鋼、Ｃ形鋼、Ｈ形鋼などの異形状の棒材とを加工する加工機に関するものである。

加工機、例えばレーザ加工機によって、板材や棒材の被加工品を加工することが行われている。これらの加工機では、板材が載置されるパレットを用いて板材に対してレーザ加工するもの（例えば特許文献１参照）や、棒材を保持するチャックを用いて棒材にレーザ加工するもの（例えば特許文献２参照）であり、それぞれ専用機になっている。

特開平１１−１７００８０号公報特開平１０−１７５０８６号公報

このように、従来はそれぞれ専用のレーザ加工機を用いて加工していたため、他の形態の被加工品を加工することができないという問題がある。これに対しては、例えば棒材を保持するアタッチメントを板材のレーザ加工機に取り付けることも行われており、これによれば、板材の他に棒材の加工も可能になる。しかしながら、このようにアタッチメントを取り付けてしまうと、板材を加工しようとするときには、このアタッチメントを再度取り外す必要があり、簡単に両方の被加工品を加工することができないという問題がある。

本発明は上記問題を解決するためのものであり、板材及び棒材の加工が簡単に行えるようにした加工機を提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、加工機本体と、被加工品を保持して、前記加工機本体の加工エリア位置とこの加工エリア位置から退避した退避位置との間で移動自在なパレットとを備え、前記パレットは、前記加工エリア位置にセットされた状態でこの加工エリア内にシート状の被加工品載置部と棒状の被加工品保持部とを有することを特徴とする。なお、前記パレットは上下方向に複数個設けられ、選択された一つが前記加工エリア位置に送られることが好ましい。また、前記棒状の被加工品保持部は、前記被加工品を保持するチャックと、棒状の被加工品を回転自在に保持する複数の回転支持部とを有し、前記パレットが前記加工エリア位置にセットされたときに、前記チャックが加工機側の回転駆動部に接続されることが好ましい。前記回転支持部は、棒状の被加工品をその軸方向で移動自在に保持し、前記棒状の被加工品保持部は、前記回転支持部を棒状の被加工品の軸方向に移動させる移動機構を有することが好ましい。また、前記移動機構は、液圧または空圧で制御されるシリンダと、このシリンダに液圧または空圧を供給する供給部と、この供給部の配管に設けられ、前記パレットが加工エリア位置にセットされたときに、前記シリンダへ液圧または空圧を供給するように接続されるコネクタとを有することが好ましい。

本発明によれば、パレットは、加工機本体の加工エリア内にセットされた状態で、加工エリア内にシート状の被加工品載置部と棒状の被加工品保持部とを有するから、載置部にシート状の被加工品を載せたり、保持部に棒状の被加工品を保持させたりすることができ、一方または両方の加工が一つのパレット上で可能になる。したがって、従来のようにアタッチメントを取り付けたり、これを取り外したりする必要がなく、簡単にシート状または棒状の被加工品を加工することができる。

パレットは上下方向に複数個設けられ、選択された一つが前記加工エリア位置に送られることにより、加工エリア位置で加工中に他方のパレットでは加工済の被加工品の取り出し及び新たな被加工品のセットを行うことができ、効率よく加工することができる。また、前記加工機本体は前記棒状の被加工品を回転する回転駆動部を有し、前記棒状の被加工品保持部は、前記棒状の被加工品を保持するチャックと、棒状の被加工品を回転自在に保持する複数の回転支持部とを有し、前記パレットが前記加工エリア位置にセットされたときに、前記チャックが前記回転駆動部に接続されることにより、パレット上の棒状被加工品に対して加工することができる。しかも、パレット側に回転駆動部を持たないため、動力用ホースやケーブルが不要になり、パレットの移動が簡単になる。

回転支持部は、棒状の被加工品をその軸方向で移動自在に保持し、この回転支持部を棒状の被加工品の軸方向に移動させる移動機構を有することにより、回転支持部で支持された部分が被加工対象部分であるときに、移動機構を作動させてその保持位置を棒状の被加工品の軸方向に移動させることができ、棒状の被加工品に対する全ての位置で加工が可能になる。また、移動機構は、液圧または空圧で制御されるシリンダと、このシリンダに液圧または空圧を供給する供給部と、この供給部の配管に設けられ、前記パレットが加工エリア位置にセットされたときに、前記シリンダへ液圧または空圧を供給するように接続されるコネクタとを有することにより、パレット側に動力用ホースやケーブルが不要になり、パレットの移動が簡単になる。

図１に示すように、レーザ加工機１０は、レーザ加工機本体１１と、第１及び第２のパレット１２，１３とから構成されている。レーザ加工機本体１１は、レーザ加工ヘッド１５と、このレーザ加工ヘッド１５をＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向に移動するヘッド移動部１６と、回転駆動部としてのインデックス装置１７と、このインデックス装置１７を昇降させる昇降部１８とから構成されている。レーザ加工ヘッド１５は、周知のように、ノズルからアシストガスを噴射しつつレーザを照射することにより、被加工品としての板材８または棒材９に対して切断加工を行う。ヘッド移動部１６はＸ軸移動部１６ａ，Ｙ軸移動部１６ｂ，Ｚ軸移動部１６ｃから構成されており、予め入力された加工データに基づきレーザ加工ヘッド１５をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動させて、板材８または棒材９に対してレーザによる切断加工を行う。インデックス装置１７は、棒材９をヘッド移動部１６に同期させて回転し、棒材９に対して所定の切断加工を行う。

パレット１２，１３は上下方向（Ｚ軸方向）に二段に設けられており、それぞれのガイドレール２１，２２及び駆動部２３，２４によって、レーザ加工機本体１１の加工エリア２５内にセットされる加工エリア位置と、この加工エリア位置から退避した退避位置との間で移動自在に構成されている。各パレット１２，１３の先端部近くの一方の側縁部にはコネクタ２６が設けられており、パレット１２，１３が加工エリア位置にセットされたときにレーザ加工機本体１１のコネクタと接続されるようになっている。このコネクタは後に説明するようにシフト部３７にエアを供給するためのものである。

図２に示すように、上パレット１２は、矩形状のフレーム３０に板材載置部３１と棒材保持部３２とをパレット移動方向に設けて構成されている。なお、下パレット１３も上パレット１２と同様に構成されている。フレーム３０の下部には、前記ガイドレール２１，２２上を転接する車輪３３が設けられている。板材載置部３１は、周知の剣山から構成されており、この剣山は三角状突起を多数有する板材（図示せず）をパレット幅方向に並べて構成されている。この板材載置部３１には板材８が載せられる。

棒材保持部３２は、チャック３５と、５個の回転支持部３６ａ〜３６ｅと、各回転支持部３６ａ〜３６ｅを棒材９の軸方向にシフトさせるシフト部３７とから、構成されている。チャック３５は、棒材９の先端を保持して回転させるためのものであり、図３（Ａ）に示すように、パレット１２が加工エリア２５にセットされたときに、レーザ加工機本体１１側のインデックス装置（回転駆動部）１７に接続される先端部３５ａ（図２参照）を有する。

図４に示すように、回転支持部３６ａは、フレーム３０に設けられる軸方向ガイド部材３９と、この軸方向ガイド部材３９により棒材９の軸方向で移動自在な可動保持枠４２と、この可動保持枠４２に回転自在に保持される保持円盤４３とから構成されている。なお、他の回転支持部３６ｂ〜３６ｅも同様に構成されている。可動保持枠４２は、保持枠本体４２ａと、接続ブラケット４２ｂと、ガイドプレート４２ｃとから一体化して構成されている。この可動保持枠４２のガイドプレート４２ｃにはガイドローラ４６が取り付けられており、このガイドローラ４６は軸方向ガイド部材３９に転接している。これによって、可動保持枠４２が、棒材９の軸方向に移動可能とされている。また、可動保持枠４２には、保持円盤４３を回動自在に保持する受けローラ４２ｄ、及び保持円盤４３を棒材９の軸方向で移動することがないように回転自在に両側から保持する保持ローラ４２ｅが設けられており、これらローラ４２ｄ，４２ｅによって、可動保持枠４２の中央位置で保持円盤４３が回転自在に保持される他に、可動保持枠４２から着脱可能にされている。なお、必要に応じて、保持円盤４３を可動保持枠２に保持する保持ブラケットを開閉自在に設けてもよい。

図５に示すように、保持円盤４３は、ヒンジ４３ｃを介して半円形状の保持部材４３ａ，４３ｂを開閉自在に取り付けたものであり、閉じた状態のときに、保持する棒材９の断面形状の開口４３ｄ，４３ｅが形成される。また、閉じた状態を保持するための係止部材４７が設けられており、この係止部材４７はコイルバネ４８により係止軸４９が保持部材４３ｂの係止孔５０に入る方向に付勢されている。使用に際しては、係止部材４７をコイルバネ４８の付勢に抗して押し込んで係止解除位置にした後に、棒材９を挟むようにして開口４３ｄ内に入れて保持部材４３ａ，４３ｂを閉じ、この後に係止孔５０内に係止軸４９が係止されて閉じ状態を保持する。保持部材４３ａ，４３ｂが閉じられると保持円盤４３となり、図４に示すように、可動保持枠４２の受けローラ４２ｄ及び保持ローラ４２ｅによって回転自在に保持される。

図２に示すように、シフト部３７はエアシリンダ５１及び移動棒５２から構成されており、コネクタ２６を介して加工機本体側からエア供給を受けて、内部のピストン５１ａを移動させる。移動棒５２の一端はピストン５１ａに連結されている。この移動棒５２は保持ブラケット５３により棒材９と平行に且つ軸方向に移動自在に保持されている。前記可動保持枠４２はこの移動棒５２に固定されている。したがって、保持円盤４３で保持された部分が加工エリア位置になっているときにエアシリンダ５１が作動し、棒材９に対して保持円盤４３を例えば２００ｍｍ程度、その軸方向に移動させる（図中二点鎖線表示）。これによって、保持円盤４３とレーザ加工ヘッド１５とが当たることがないようにされ、棒材９のどの位置に対してもレーザ加工が可能になる。

使用に際しては、図１（Ａ）に示すように、退避位置の上パレット１２の棒材保持部３２に棒材９をセットする。このセットでは、まず、図５（Ａ）に示すように、各保持円盤４３を開放状態にしておき、この開放状態の保持部材４３ａの開口４３ｄに棒材９を載せる。次に、図５（Ｂ）に示すように、上側保持部材４３ｂを閉じて、下側及び上側保持部材４３ａ，４３ｂを係止部材４７で保持する。次に、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、棒材９の先端をチャック３５に取り付ける。また、棒材９と並行して板材８を加工する際には板材載置部３１に板材８を載せる。次に、駆動部２３を作動して、上パレット１２をレーザ加工機本体１１に送り込む。

図３（Ａ）に示すように、上パレット１２が加工エリア２５内の加工エリア位置にセットされると、チャック３５が加工機本体側のインデックス装置１７に接合される。また、上パレット１２の先端近くで一方の側縁部には、エアコネクタ２６（図１参照）が設けられており、上パレット１２が加工エリア位置にセットされると、このエアコネクタ２６に本体側の図示しないコネクタが接続される。

この状態で図示しないコントローラの加工開始ボタンが操作されると、レーザ加工ヘッド１５が移動部１６によって３次元方向で移動し、棒材９に所定の切断加工を施す。例えば、特許第３１８７７７６号公報に記載のように角パイプを所定の角度で折り曲げるために不要部分を切除加工する処理が行われる。そして、図４に示すように、棒材９の加工部分が保持円盤４３に保持された部分になっている場合には、コネクタ２６を介して圧縮エアを供給し、シフト部３７を作動させて、図中二点鎖線で示すように、保持円盤４３を棒材９の軸方向にスライド移動させる。これによって、保持円盤４３で保持されていた加工部分から保持円盤４３が退避することになる。したがって、加工不能部分がなくなり、オペレータによる棒材９の移動操作などを行うことなく棒材全体を自動的に加工することができる。

この加工中に、図３（Ａ）に示すように、下パレット１３に次の加工対象である棒材９をセットしておく。そして、上パレット１２で加工が終了すると、駆動部２３，２４によって、各パレット１２，１３が移動され、図３（Ｂ）に示すように、上パレット１２は退避位置に下パレット１３が加工エリア位置にそれぞれセットされる。これらのパレット１２，１３の移動に際して、インデックス装置１７が下パレット１３のために下降し、下パレット１３のチャック３５と接続可能になる。そして、この下パレット１３に保持された棒材９に対してレーザ加工ヘッド１５が移動部１６によって三次元方向で移動し、切断加工を行う。そして、この切断加工中に上パレット１２では、加工済の棒材９が取り出された後に次の加工対象の棒材９がセットされる。以下、これらの操作を繰り返すことで、棒材９や板材８に対して切断加工を行うことができる。

なお、上記のように各パレット１２，１３の加工エリア位置へのセットに合わせてインデックス装置４５を昇降させる代わりに、それぞれにインデックス装置４５を設けてもよい。また、インデックス装置４５を固定し、下パレット１３を上パレット１２の位置まで図示しないシフト機構によって持ち上げるように構成してもよい。また、パレット１３を加工エリア２５内で昇降させる代わりに、退避位置で昇降させて、１つのレール２１を用いていずれか一方のパレット１２，１３を加工エリア２５内にセットしてもよい。

上記実施形態では、棒材９の加工についてのみ説明したが、棒材９と一緒に板材８を板材載置部３１に載せておき、板材８と棒材９との加工をほぼ同時に行ってもよい。また、板材８のみの加工を行ってもよい。

棒材９としては、正方形型角パイプ、矩形型角パイプ、Ｌ型鋼、Ｃ型鋼、Ｈ型鋼、その他の各種断面形状のものがあり、これら断面形状に合わせて保持円盤４３の開口が形成されている。したがって、棒材９の種類を変えるときにはこれに対応させて保持円盤４３もその開口が棒材９の断面形状に適合したものに交換する。

また、上記実施形態では、パレット１２，１３を二段としたが、これは一段や三段以上としてもよい。また、パレット１２，１３に設ける棒材保持部３２は１つのみ設けたが、複数設けてもよい。

上記実施形態では、レーザ加工機１０を例にとって説明したが、加工機の種別は特に限定されない。例えば、エンドミルなどのミリング加工ヘッドを有する切削加工機や、プラズマ加工機などに本発明を実施することができる。また、被加工品も金属材に限られず、プラスチックや木材、その他の各種材料であってよい。

本発明を実施したレーザ加工機を示すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。パレットを示す平面図である。（Ａ）は上パレットが加工エリアにセットされた状態を示し、（Ｂ）は下パレットが加工エリアにセットされた状態を示すレーザ加工機の正面図である。回転支持部を示す平面図である。保持円盤を示す斜視図であり、（Ａ）は開放状態を、（Ｂ）は閉じた係止状態を示している。

符号の説明

８板材（被加工品）
９棒材（被加工品）
１０レーザ加工機
１１レーザ加工機本体
１２，１３パレット
１５レーザ加工ヘッド
１６ヘッド移動部
１７インデックス装置（回転駆動部）
２１，２２ガイドレール
２３，２４駆動部
２５加工エリア
３０フレーム
３１板材載置部
３２棒材保持部
３５チャック
３６ａ〜３６ｅ回転支持部
３７シフト部
４２保持ブラケット
４３保持円盤
４７係止部材
４８コイルバネ
４９係止軸
５０係止孔
５１エアシリンダ
５２移動棒

Claims

加工機本体と、被加工品を保持して、前記加工機本体の加工エリア位置とこの加工エリア位置から退避した退避位置との間で移動自在なパレットとを備え、
前記パレットは、前記加工エリア位置にセットされた状態でこの加工エリア内にシート状の被加工品載置部と棒状の被加工品保持部とを有することを特徴とする加工機。
前記パレットは上下方向に複数個設けられ、選択された一つが前記加工エリア位置に送られることを特徴とする請求項１記載の加工機。
前記加工機本体は前記棒状の被加工品を回転する回転駆動部を有し、前記棒状の被加工品保持部は、前記棒状の被加工品を保持するチャックと、棒状の被加工品を回転自在に保持する複数の回転支持部とを有し、前記パレットが前記加工エリア位置にセットされたときに、前記チャックが前記回転駆動部に接続されることを特徴とする請求項１または２記載の加工機。
前記回転支持部は、棒状の被加工品をその軸方向で移動自在に保持し、前記棒状の被加工品保持部は、前記回転支持部を棒状の被加工品の軸方向に移動させる移動機構を有することを特徴とする請求項３記載の加工機。
前記移動機構は、液圧または空圧で制御されるシリンダと、このシリンダに液圧または空圧を供給する供給部と、この供給部の配管に設けられ、前記パレットが加工エリア位置にセットされたときに、前記シリンダへ液圧または空圧を供給するように接続されるコネクタとを有することを特徴とする請求項４記載の加工機。