JP2008030108A - レーザ加工機におけるワークの支持装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 構造が簡単で、ワークの着脱が容易に行え、しかも多種類のワークに容易に対応できるレーザ加工機におけるワークの支持装置の提供。
【解決手段】 ワークWの一端部側を支持する第1支持機構1と、ワークの他端部側を支持する第2支持機構2とを備え、第1支持機構は、4つの把持爪4を有するチャック3と、チャックを回転させる回転手段17とを備え、第2支持機構は、ワークの長手方向と平行な軸に軸支した一対の支持ローラ6を備え丸パイプや角パイプ等の各種形状の支持が可能となる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、レーザ加工機で多種類のワークを加工するためのワークの支持装置に関する。
特許文献1には、レーザ加工機のテーブル上に第1支持機構30と第2支持機構31とを備え、ワークWの一端部側と他端部側を第1支持機構30と第2支持機構31によりそれぞれ支持し、第1支持機構30に設けた回転機構32によりワークWをその中心軸線周りに回転させながらワークWにレーザ光を照射し、ワークWに切断等の加工を行うものが記載されている。
前記第1支持機構30には、3個の把持爪35を開閉可能に有する3つ爪のチャック34を備えており、ワークWが丸パイプの場合には、ワークWの外周をチャック34の把持爪35で直接把持し、角パイプやアングル等の丸パイプ以外のワークWは、特許文献1の図9に示すように、円板状の取付板65をワークWの端面に取付け、取付板65の中央部にワークWと反対側に突設した円形断面の支軸部65aをチャック34の把持爪35で把持するようにしている。取付板65には、特許文献1の図10、図12、図14に示すように、ワークWの内側に嵌合する内側把持板68と、ワークWの外面に押付ける複数の外側把持ボルト72とが取付けてあり、ワークWの種類が変わると、内側把持板68の付け替え、外側把持ボルト72の調整をその都度行わなければならない。
第2支持機構31は、ワークWが丸パイプの場合の支持部と、丸パイプ以外のワークWの支持部とを別々に備えている。ワークWが丸パイプの場合の支持部は、特許文献1の図5〜図8に示すように、一対の把持ボール41でワークWの外周面を受けて支持しており、ワークWの外径に応じて把持ボール41の位置を調節するようにしている。また第2支持機構31には、丸パイプ以外のワークWを支持するために、特許文献1の図4と図11に示すように、円板状の回転部材76を備えている。回転部材76は、ワークを挿通する透孔76aを有すると共に、分割部76bで2つの部分に分割可能に形成してあり、分割状態で透孔76a内にワークWをセットした後、一対のネジ77により組み付けられるようになっている。さらに回転部材76には、特許文献1の図11、図13、図15に示すように、ワークWの断面形状に応じた一対の支持板78が取付けられ、各支持板78の内端に設けた複数の支持ローラ80でワークWを外側から挟み込むようにして、ワークWを支持している。
特開2004−298956号公報
以上に述べたように特許文献1記載のワークの支持装置は、第1支持機構30においては、丸パイプ以外のワークWを支持するために取付板65が必要となり、さらにワークWの断面形状に応じて、取付板65の内側把持板68の付け替え、外側把持ボルト72の調整を行う必要があり、丸パイプ以外のワークWの着脱が煩雑である。また第2支持機構31は、ワークWが丸パイプの場合の支持部と、丸パイプ以外のワークWの支持部とを別々に備えているために構造が複雑になっており、しかも丸パイプ以外のワークWを着脱するために回転部材76の分割・組立てを行わねばならないばかりか、ワークWの種類が変わる度に支持板78の付け替えを行わなければならず、ワークWの着脱、段取り換えが速やかに行えない。
本発明は以上に述べた実情に鑑み、構造が簡単で、ワークの着脱が容易に行え、しかも多種類のワークに容易に対応できるレーザ加工機におけるワークの支持装置の提供を目的とする。
上記の課題を達成するために請求項1記載の発明によるレーザ加工機におけるワークの支持装置は、ワークの一端部側を支持する第1支持機構と、ワークの他端部側を支持する第2支持機構とを備え、第1支持機構は、4つの把持爪を有するチャックと、チャックを回転させる回転手段とを備え、チャックは、ワークが丸パイプ又は正方形断面の角パイプの場合には、4つの把持爪でワークを直接把持し、ワークが丸パイプ及び正方形断面の角パイプ以外の場合には、4つの把持爪のうちのいつくかの把持爪とワークとの間にブロックを挟んでワークを把持するものであり、第2支持機構は、ワークの長手方向と平行な軸に軸支した一対の支持ローラを備え、ワークが丸パイプの場合には、ワークの他端部を一対の支持ローラ上に載置して回転自在に支持し、ワークが丸パイプ以外の場合には、ワークの他端部に円形の鍔状板を取付け、鍔状板を一対の支持ローラ上に載置して回転自在に支持することを特徴とする。
請求項2記載の発明は、前記鍔状板は、ワークの挿通孔が形成してあると共に、ワークの互いに交差する二側面にそれぞれ当接する2つの位置決め部材と、ワークを位置決め部材に向けて押付ける押しボルトを備えていることを特徴とする。
請求項1記載の発明によるレーザ加工機におけるワークの支持装置は、第1支持機構のチャックを4つの把持爪を有するものとし、把持爪とワークの間に必要に応じてブロックを挟むだけの簡単な構造で、丸パイプ、角パイプ、チャンネル、アングルといった様々な断面形状のワークの一端部をチャックの把持爪で簡単に且つ確実に把持できる。第2支持機構は、ワークの長手方向と平行な軸に軸支した一対の支持ローラを備え、ワークが丸パイプの場合には、ワークの他端部を一対の支持ローラ上に載置して回転自在に支持し、ワークが丸パイプ以外の場合には、ワークの他端部に円形の鍔状板を取付け、鍔状板を一対の支持ローラ上に載置して回転自在に支持するようにしたので、構造が簡単になり、且つワークの他端部の支持が容易に行える。
請求項2記載の発明は、鍔状板にワークの挿通孔が形成してあると共に、ワークの互いに交差する二側面にそれぞれ当接する2つの位置決め部材と、ワークを位置決め部材に向けて押付ける押しボルトを備えているので、ワークの他端部への鍔状板の取付けが容易に且つ正確に行える。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1はレーザ加工機の正面図であり、このレーザ加工機は、ベース12の上面にテーブル13がX方向(図1の左右方向)に移動可能に支持してあり、テーブル13上には、丸パイプや角パイプ、チャンネル、アングル等の各種断面形状のワークWを、X方向に延長した状態で回転自在に支持するワーク支持装置14が設けてある。ワーク支持装置14は、ワークWの一端部側を支持する第1支持機構1と、ワークWの他端部側を支持する第2支持機構2とで構成される。
ベース12の右側には、テーブル13を前後方向に跨ぐ形でコラム15が設置してあり、コラム15の下面に加工ヘッド16がY方向(図1の前後方向)及びZ方向(図1の上下方向)に移動可能に配設してある。本レーザ加工機は、ワーク支持装置14によりワークWがテーブル13上に支持された状態で、テーブル13がX方向に移動されるとともに、加工ヘッド16がY方向及びZ方向に移動され、さらに必要に応じてワークWに回転が付与され、この状態で加工ヘッド16からワークWの加工位置にレーザ光が照射されて、ワークWに孔開けや切り欠き等の加工が施されるようになっている。
第1支持機構1は、テーブル13上に回転手段として公知のインデックス装置17が右側に向けて設置してあり、インデックス装置17の円テーブル18に、公知のスクロールチャック3を取付けてある。スクロールチャック3は、図2に示すように、90度間隔の半径方向に連動して移動する4つの把持爪4を有している。各把持爪4は、チャック本体のスライド溝に嵌合保持される下爪4bと、下爪4bの上面にボルト19で取付ける上爪4aとに分割して形成してあり、ワークWの断面形状に合わせて、上爪4aを交換したり、上爪4aの向きを内外反転して取付けたりすることができる。
ワークWが丸パイプである場合には、図1に示すように、複数の把持面20a,20b,20c,20dがスクロールチャック3の半径方向に段差状に形成された上爪4aが取付けられ、径の小さなワークWは、図2に示すように、各上爪4aの先端に形成された幅の狭い把持面20aにより外周面を把持し、径の大きなワークWは、図3(a)に示すように、上爪4aを内外反転して取付けた上で、各上爪4aの外側の把持面20bにより外周面を把持できる。このようにワークWをスクロールチャック3に把持すると、ワークWの中心軸線がスクロールチャック3の中心軸線に一致し、インデックス装置17の起動によりワークWを中心軸線周りに回転させ、任意の角度に割出すことができ、これによりワークWの円周方向に適宜間隔でレーザ加工を行うことができる。なおワークWは、各把持爪4を外側に広げるようにして、内周面を各把持爪4の把持面20a〜dで把持することもできる。
ワークWが正方形断面の角パイプである場合は、図4に示すように、スクロールチャック3の各把持爪4の上爪4aが、先端の把持面20がフラットな直方体形のものに付け替えられ、4つの把持爪4のフラットな把持面20によりワークWの一端部外周面を把持する。
ワークWが円形断面の丸パイプ、正方形断面の角パイプ以外の場合には、4つの把持爪4のうちのいくつかの把持爪4の把持面20とワークWとの間に、ワークWの断面形状に合わせて適宜ブロック5を挟むことで、ワークWの一端部を4つの把持爪4で把持することができる。図5は、ワークWが長方形断面の角パイプである場合を示しており、上下の把持爪4,4の把持面20とワークWの上下面との間に板状のブロック5,5をそれぞれ挟んでいる。図6は、ワークWがコ字形断面のチャンネルである場合を示しており、この場合も、上下の把持爪4,4の把持面20とワークWの上下面との間に板状のブロック5,5をそれぞれ挟んでいる。図7は、ワークWがL形断面のアングルである場合を示しており、この場合はワークWのコーナー部の内側に一つの四角いブロック5を挟んでいる。
第2支持機構2は、図8と図9に示すように、X方向の軸7,7に回転自在に軸支した一対の支持ローラ6,6を備えている。第2支持装置2上部には、前記軸7,7の両端部を嵌合保持するコ字形の軸保持溝21a,21b,21c,21dがY方向に間隔を開けて4箇所に形成してあり、ワークWが外径の小さい丸パイプである場合には、図9に実線で示すように、内側の2箇所の軸保持溝21b,21cに軸7を嵌合保持することで支持ローラ6,6の間隔を狭くし、ワークWが外径の大きい丸パイプである場合には、図9に二点鎖線で示すように、外側の2箇所の軸保持溝21a,21dに軸7を嵌合保持することで、支持ローラ6,6の間隔を広くするようにしている。そして、ワークWの他端部を一対の支持ローラ6,6上に載置することにより、ワークWの他端部を一対の支持ローラ6,6で回転自在に支持している。支持ローラ6,6は、ジャッキ機構22により高さ調整可能となっており、ワークWの外径に応じ、ジャッキ機構22のハンドル23を回して支持ローラ6,6の高さ調整を行い、ワークWの中心軸線が水平になるように芯出しする。さらに第2支持機構2は、ベース板24が一対のレール29,29を介してX方向に移動可能に支持されており、ワークWの長さに応じてX方向に移動できるようになっている。
ワークWが丸パイプ以外の場合には、図10と図11に示すように、ワークWの他端部に円形の鍔状板8を取付け、鍔状板8を第2支持装置2の一対の支持ローラ6,6上に載置して回転自在に支持するようにしている。支持ローラ6,6は、外径の大きな丸パイプを支持するときと同じように、広い間隔で配置し、且つジャッキ機構22によりワークWの中心軸線が水平になるように高さを調節している。
鍔状板8は、外周が支持ローラ6,6に接するリング25と、リング25の側面にボルト26で取付けた円板状の取付板27とから成る。取付板27は、図11と図12に示すように、ワークWの種類ごとにそれぞれ設けられ、共通のリング25に選択して取付けるようにしている。図11は、ワークWが正方形断面の角パイプの場合、図12(a)はワークWが長方形断面の角パイプの場合、図12(b)はワークWがチャンネルの場合、図12(c)はワークWがアングルの場合を示している。図中の符号28は、取付板27をリング25に位置決めするノックピンである。
各取付板27には、中央部にワークWの外形よりも一回り大きな挿通孔9が形成してあると共に、ワークWの互いに交差する二側面にそれぞれ当接する2つの位置決めブロック10,10と、ワークWを位置決めブロック10,10に向けて押し付ける押しボルト11とを備えている。鍔状板8の取付け方は、予めリング25にワークWの種類に合った取付板27を取り付けておき、押しボルト11を引っ込めた状態で挿通孔9にワークWの他端部を挿通し、その後、押しボルト11を突き出してワークWを位置決めブロック10,10に向けて押付けることで簡単に取付けできる。このように鍔状板8を取付けると、鍔状板8の中央部にワークWが正確に位置決めされ、且つ鍔状板8がワークWの長手方向に対して垂直になる。
次に、ワークWをワーク支持装置14に取付ける際の手順を説明する。ワークWが丸パイプである場合は、ワークWの一端部をスクロールチャック3の4つの把持爪4で直接把持し、ワークWの他端部を一対の支持ローラ6,6上に載置し、支持ローラ6,6の高さをジャッキ機構22で調節してワークWの中心軸線が水平になるように芯出しする。
ワークWが角パイプ、チャンネル、アングルである場合には、ワークWの他端部に鍔状板8を予め取付けた上で、ワークWの一端部をスクロールチャック3の4つの把持爪4で把持する。その際、ワークWの断面形状に応じて、把持爪4とワークWとの間にブロック5を挟む(ワークWが正方形断面の角パイプの場合は、ブロック5は不要)。その後、鍔状板8を第2支持機構2の一対の支持ローラ6,6上に載置し、支持ローラ6の高さをジャッキ機構22で調節してワークWが水平になるように芯出しする。鍔状板8は、リング25を共通としており、外径がワークWの種類によらず一定なので、一度芯出しを行えばワークWの種類を変更したときでも再度の芯出しを省略できる。
以上に述べたように、本レーザ加工機のワーク支持装置14は、第1支持機構1のスクロールチャック3に4つの把持爪4を有しており、把持爪4とワークWとの間に必要に応じてブロック5を挟むだけで、丸パイプ、角パイプ、チャンネル、アングルといった様々な断面形状のワークWの一端部をスクロールチャック3の把持爪4で簡単に且つ確実に把持できる。第2支持機構2は、ワークWの長手方向と平行な軸7,7に軸支した一対の支持ローラ6,6を備え、ワークWが丸パイプの場合には、ワークWの他端部を一対の支持ローラ6,6上に載置して回転自在に支持し、ワークWが丸パイプ以外の場合には、ワークWの他端部に円形の鍔状板8を取付け、鍔状板8を一対の支持ローラ6,6上に載置して回転自在に支持するようにしたので、構造が簡単になり、且つワークWの他端部の支持が容易に行える。
本発明は、以上に述べた実施形態に限定されない。チャックは、スクロールチャックに限らず、4つの把持爪がシリンダー等により個々に駆動されるものであってもよい。ワークとしては、丸パイプ、角パイプ、チャンネル、アングルの他にも、例えばT字状断面やH字状断面のものや、丸棒、角棒、帯鋼等を支持することもできる。
レーザ加工機の正面図である。 図1のA−A断面図である。 ワークが外径の大きい丸パイプの場合のチャック部の側面図(a)と正面図(b)である。 ワークが正方形断面の角パイプの場合のチャック部の側面図(a)と正面図(b)である。 ワークが長方形断面の角パイプの場合のチャック部の側面図(a)と正面図(b)である。 ワークがチャンネルの場合のチャック部の側面図(a)と正面図(b)である。 ワークがアングルの場合のチャック部の側面図(a)と正面図(b)である。 ワークが丸パイプの場合の第2支持機構の正面図である。 図8のA矢視図である。 ワークが正方形断面の角パイプの場合の第2支持機構の正面図である。 図10のA矢視図である。 鍔状板の実施形態を示す側面図であって、(a)はワークが長方形断面の角パイプの場合、(b)はワークがチャンネルの場合、(c)はワークがアングルの場合を示している。
符号の説明
1 第1支持機構
2 第2支持機構
3 スクロールチャック(チャック)
4 把持爪
5 ブロック
6 支持ローラ
7 軸
8 鍔状板
9 ワークの挿通孔
10 位置決めブロック(位置決め部材)
11 押しボルト
12 ベース
13 テーブル
14 ワーク支持装置
15 コラム
16 加工ヘッド
17 インデックス装置(回転手段)
W ワーク

Claims (2)

  1. ワークの一端部側を支持する第1支持機構と、ワークの他端部側を支持する第2支持機構とを備え、第1支持機構は、4つの把持爪を有するチャックと、チャックを回転させる回転手段とを備え、チャックは、ワークが丸パイプ又は正方形断面の角パイプの場合には、4つの把持爪でワークを直接把持し、ワークが丸パイプ及び正方形断面の角パイプ以外の場合には、4つの把持爪のうちのいつくかの把持爪とワークとの間にブロックを挟んでワークを把持するものであり、第2支持機構は、ワークの長手方向と平行な軸に軸支した一対の支持ローラを備え、ワークが丸パイプの場合には、ワークの他端部を一対の支持ローラ上に載置して回転自在に支持し、ワークが丸パイプ以外の場合には、ワークの他端部に円形の鍔状板を取付け、鍔状板を一対の支持ローラ上に載置して回転自在に支持することを特徴とするレーザ加工機におけるワークの支持装置。
  2. 前記鍔状板は、ワークの挿通孔が形成してあると共に、ワークの互いに交差する二側面にそれぞれ当接する2つの位置決め部材と、ワークを位置決め部材に向けて押付ける押しボルトを備えていることを特徴とする請求項1記載のレーザ加工機におけるワークの支持装置。
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