JP2009012054A - 板材加工機 - Google Patents

Abstract

【課題】 板材送り機構のストローク変更等に伴う仕様の変更を容易に行える板材加工機を提供する。
【解決手段】 フレーム３１と、板材Ｗにパンチ加工またはレーザ加工等の加工を行う加工ヘッド６と、板材Ｗを前記加工ヘッド６による加工位置Ｐに送る板材送り機構１１とを備える。板材送り機構１１は、前記フレーム３１に支持されたガイドレール１８により案内されて、板材Ｗを加工位置Ｐに対して近づく方向および離れる方向である板材送り方向に送る。フレーム３１は、フレーム本体３１Ａと、このフレーム本体３１における板材送り方向の一端に着脱自在に取付けられる延長フレーム部３１Ｂとよりなる。ガイドレール１８は、フレーム本体３１Ａおよび延長フレーム部３１Ｂに跨って設ける。
【選択図】 図３

Description

この発明は、板材を加工位置に送る板材送り機構を備えたパンチプレスまたはレーザ加工機等の板材加工機に関する。

パンチプレスやレーザ加工機等の板材加工機は、板材にパンチ加工やレーザ加工等の加工を行う加工ヘッドを備え、この加工ヘッドによる加工位置へ板材を板材送り機構により送るようにしている（例えば特許文献１）。板材送り機構は、例えば、前後方向に延びるガイドレールと、このガイドレール上を往復移動するキャリッジと、このキャリッジ上に左右移動自在に設けられたクロススライドと、このクロススライドに設けられて板材を把持するワークホルダとを備える。なお、特許文献１には、板材加工機がパンチプレスである場合の例が開示されている。
特開２０００−３１７５５５号公報

前記ガイドレールは、板材加工機のフレームに固定状態に取付けられている。板材加工機のフレームは、通常、板材加工機のサイズ等に応じて機種ごとに決められている。しかし、基本的には同じ機種でありながら、使用状況等に合わせて一部の寸法だけを変更することがある。例えば、板材加工機に板材を搬入する板材ローダが付設される場合と、付設されない場合とで、キャリッジの前後方向のストロークが変えられる。すなわち、板材ローダ付き仕様のものは、加工済みの製品板材を搬出する際に製品板材が板材ローダの支柱に干渉するのを避けるため、板材ローダ無し仕様のものよりも、前記ストロークを大きくするのである。キャリッジのストロークを大きくするには、ガイドレールを長くする必要があり、そのためにフレームの前後長も長くしなければならない。他は同じ構成でよい。このような僅かな仕様の違いだけで大きな構造体であるフレームを別途に用意することは、経済的観点からなるべく避けたい。また、製作上の都合でフレームを一定以上に大きくできない場合があり、その場合に柔軟に対応できるのが望ましい。

この発明は上記背景下でなされたものであり、その目的は、板材送り機構のストローク変更等に伴う仕様の変更を容易に行える板材加工機を提供することである。
この発明の他の目的は、上記仕様の変更が精度良く、かつ容易に行えるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、上記仕様の変更による強度への悪影響や精度の低下を排除することである。

この発明の板材加工機は、フレームと、板材にパンチ加工またはレーザ加工等の加工を行う加工ヘッドと、板材を前記加工ヘッドによる加工位置に送る板材送り機構とを備え、前記板材送り機構は、前記フレームに支持されたガイドレールにより案内されて、板材を前記加工位置に対して近づく方向および離れる方向である板材送り方向に送るものであり、前記フレームは、フレーム本体と、このフレーム本体における板材送り方向の一端に着脱自在に取付けられる延長フレーム部とよりなり、前記ガイドレールは、前記フレーム本体および延長フレーム部に跨って設けてある。

この構成によれば、フレームがフレーム本体と延長フレーム部とでなるため、板材送り機構のストローク変更等に伴う仕様の変更を容易に行える。すなわち、板材送り機構のストロークが短い場合はフレーム本体だけでフレームを構成し、ストロークが長い場合はフレーム本体に延長フレーム部を取付けてフレームを構成する。後者の構成としたとき、フレーム本体および延長フレーム部に跨ってガイドレールが設けられ、ガイドレールがフレーム本体に対する延長フレーム部の取付箇所の位置で分割されないため、前記取付箇所におけるフレーム本体と延長フレーム部との段差やずれ等の影響がガイドレールに現れにくい。

この発明において、前記本体フレームの延長フレーム部取付面に位置決め用の係合部を、前記延長フレーム部に前記係合部に係合する被係合部をそれぞれ設けるとともに、前記本体フレームと延長フレーム部との固定手段を、前記係合部と被係合部とが係合した状態にあるとき操作可能に設けるのが良い。
この構成とすると、係合部と被係合部とが係合した状態にあるときしか固定手段を操作できないので、常に本体フレームと延長フレーム部とが正確に位置決めされた状態で固定される。

また、前記本体フレームに対する延長フレーム部の取付箇所は、前記加工ヘッドによる板材加工時に板材と上下に重ならない位置にあるのが好ましい。
本体フレームと延長フレーム部との取付箇所が上記位置にあると、加工ヘッドによる板材加工時にも本体フレームに対する延長フレーム部の取付箇所に大きな荷重がかからないため、前記取付箇所に強度面で悪影響が現れにくく、また取付精度を良好に維持できる。なお、板材に対する加工は、例えば、板材送り機構をガイドレールに沿って案内する案内部が延長フレーム部の上方に位置するときには行わないものとする。

この発明の板材加工機は、フレームと、板材にパンチ加工またはレーザ加工等の加工を行う加工ヘッドと、板材を前記加工ヘッドによる加工位置に送る板材送り機構とを備え、前記板材送り機構は、前記フレームに支持されたガイドレールにより案内されて、板材を前記加工位置に対して近づく方向および離れる方向である板材送り方向に送るものであり、前記フレームは、フレーム本体と、このフレーム本体における板材送り方向の一端に着脱自在に取付けられる延長フレーム部とよりなるため、板材送り機構のストローク変更等に伴う仕様の変更を容易に行える。前記ガイドレールは、前記フレーム本体および延長フレーム部に跨って設けるだけでよい。

前記本体フレームの延長フレーム部取付面に位置決め用の係合部を、前記延長フレーム部に前記係合部に係合する被係合部をそれぞれ設けるとともに、前記本体フレームと延長フレーム部との固定手段を、前記係合部と被係合部とが係合した状態にあるとき操作可能に設けた場合は、板材送り機構のストローク変更等に伴う仕様の変更が精度良く、かつ容易に行える。

前記本体フレームに対する延長フレーム部の取付箇所は、前記加工ヘッドによる板材加工時に板材と上下に重ならない位置にある場合は、板材送り機構のストローク変更等に伴う仕様の変更による強度への悪影響や精度の低下を排除することができる。

この発明の実施形態を図面と共に説明する。図１〜図３は、この実施形態の板材加工機の一状態を示す正面図、側面図、および平面図である。この板材加工機１は、加工ヘッド６により板材Ｗに対しパンチ加工を行うパンチプレスである。パンチプレスはタレット型であって、上下のタレット２，３が互いに同心の垂直軸回りに回転自在に支持されている。これらタレット２，３には、金型である複数のパンチ工具４およびダイ工具５が円周方向に並べて設置されている。タレット２，３は、図示しないモータにより、互いに同期回転させて、加工位置Ｐに割り出される。

パンチ工具４は、加工位置Ｐに割り出された状態で、加工ヘッド６のラム７により昇降駆動される。ラム７は図示しないガイド部材を介して昇降自在に支持され、パンチ加工手段８で昇降駆動される。パンチ加工手段８は、例えばサーボモータ９とその回転を直線運動に変換する運動変換機構１０とからなる。

板材Ｗは、加工箇所が加工位置Ｐにくるように、板材送り機構１１によりテーブル１５上を前後左右に送られる。板材送り機構１１は、前後（Ｙ方向）移動するキャリッジ１２に、左右（Ｘ方向）移動するクロススライド１３を設置し、板材Ｗの端部を把持するワークホルダ１４をクロススライド１３に取付けたものとしてある。

キャリッジ１２の下方に前後方向に延びるガイドレール１８が配設してあり、キャリッジ１２の下面に設けられた案内部１９が上記ガイドレール１８に沿って案内されるようになっている。案内部１９は、直動転がり軸受等からなる。キャリッジ１２をガイドレール１８に沿って送る前後送り手段２０として、モータ２１で回転駆動される回転軸２２が左右方向に向けて配置され、この回転軸２２の左右両端に設けられたピニオン２３が、キャリッジ１２の下部に設けられた左右一対のラック２４にそれぞれ噛み合っている。これにより、キャリッジ１２が前後に駆動され、板材Ｗを、加工位置Ｐに対して近づく方向および離れる方向である板材送り方向に送る。また、クロススライド１３は、キャリッジ１２に設けられたモータ２５で回転駆動されるボールねじ２６により左右に進退駆動される。

テーブル１５は、中央の固定テーブル１６と、この固定テーブル１６の左右両側に配置された左右一対の移動テーブル１７とでなる。これら移動テーブル１７は、板材送り機構１１のキャリッジ１２と一体に組付けられており、キャリッジ１２と共に前後移動する。各移動テーブル１７は、ローラ等からなるガイド機構２７により、前後方向に延びる前後送りレール２８に沿って前後に移動自在に支持されている。

この板材加工機１のフレームは、中央のメインフレーム３０と、その左右両側に位置する左右一対のサイドフレーム３１とでなる。メインフレーム３０は、側面視で下側が長いコ字形であり、上水平部３０ａに前記上タレット２や加工ヘッド６のラム７、パンチ加工手段８等が設けられ、下水平部３０ｂに前記下タレット３や前後送り手段２０のモータ２１、回転軸２２、ピニオン２３、ラック２４等が設けられている。サイドフレーム３１には、その上面に前記ガイドレール１８がそれぞれ設置されている。サイドフレーム３１は、メインフレーム３０の下水平部３０ｂの左右側面から左右外向きに突設した支持フレーム３２により、メインフレーム３０と一体に設けられている。また、サイドフレーム３１から左右に張り出して支持アーム３３が設けられ、この支持アーム３３により前記前後送りレール２８が支持されている。

メインフレーム下水平部３０ａおよびサイドフレーム３１は、本体フレーム３０Ａ，３１Ａと、このフレーム本体３０Ａ，３１Ａにおける前端に着脱自在に取付けられた延長フレーム部３０Ｂ，３１Ｂとでなる。これら本体フレーム３０Ａ，３１Ａと延長フレーム部３０Ｂ，３１Ｂとの固定は、ボルトおよびナット等により行われる。サイドフレーム３１については、その上面に精度を要するガイドレール１８が設置されることから、本体フレーム３１Ａと延長フレーム部３１Ｂとの取付面を特に精度良く位置決めした状態で両者が固定される。

図４はサイドフレーム３１の本体フレーム３１Ａと延長フレーム部３１Ｂとの取付部を示す斜視図、図５は図４のＹ矢視図である。本体フレーム部３１Ａの前端にはフランジ４０Ａが一体に設けられていて、その前面が平面状の延長フレーム部取付面４１Ａとされている。一方、延長フレーム部３１Ｂの後端にはフランジ４０Ｂが一体に設けられていて、その後面が前記延長フレーム部取付面４１Ａに対向する被取付面４１Ｂとされている。そして、両フランジ４０Ａ，４０Ｂの四隅に、前後に貫通する複数のボルト孔４２Ａ，４２Ｂが形成されている。本体フレームフランジ４０Ａの延長フレーム部取付面４１Ａと反対側の面には、ボルト孔４２Ａの位置に合わせてナット（図示せず）が固定状態に取付けられている。

また、本体フレームフランジ４０Ａの延長フレーム部取付面４１Ａにおける上下中央部の左右両端に位置決め用係合部が設けられ、かつ延長フレーム部フランジ４０Ｂの被取付面４１Ｂに前記係合部に対応する被係合部が設けられている。例えば、上記係合部はピン孔４３Ａに一端を挿入固定したピン４３Ｃであり、上記被係合部はピン４３Ｃの他端が挿入されるピン孔４３Ｂである。逆に、ピン４３Ｃをピン孔４３Ｂに挿入固定しておいてもよく、その場合は、係合部はピン孔４３Ａで、被係合部はピン４３Ｃになる。また、この実施形態のように、ピン４３Ｃの一端をピン孔４３Ａまたは４３Ｂに挿入固定するのではなく、延長フレーム部取付面４１Ａまたは被取付面４１Ｂにピン４３Ｃを一体成形し、この一体成形されたピン４３Ｃを係合部または被係合部としてもよい。

なお、ボルト孔４２Ａ，４２Ｂおよび係合部４３Ａ・被係合部４３Ｂの位置は、鋼管である本体フレーム３１Ａおよび延長フレーム部３１Ｂの周壁と、本体フレーム３１Ａおよび延長フレーム部３１Ｂの下面に固定された補強用リブ４４Ａ，４４Ｂとを避ける位置とされている。

本体フレーム３１Ａおよび延長フレーム部３１Ｂの上面には、ガイドレール１８を設置する台となる前後に長いレール支持プレート４５Ａ，４５Ｂが溶接により取付けられている。さらに、延長フレーム部３１Ｂのレール支持プレート４５Ｂの上には、薄肉のスペーサ４６が取付けられる。このスペーサ４６は、ガイドレール１８の設置時にレール支持プレート４５Ａ，４５Ｂの上面の高さを合わせるためのものである。高さの合わせ方については、後で説明する。

本体フレーム３１Ａに延長フレーム部３１Ｂを取付けるに際しては、本体フレームフランジ４０Ａの位置決め用係合部４３Ａに延長フレーム部フランジ４０Ｂの被係合部４３Ｂを係合させた状態で、両フランジ４０Ａ，４０Ｂのボルト孔４２Ａ，４２Ｂに、延長フレーム部固定手段としてのボルト４７を延長フレーム部３１Ｂ側から挿通して、前記図示しないナットに螺着させる。このボルト４７は、係合部４３Ａに被係合部４３Ｂが係合している状態でないと、両ボルト孔４２Ａ，４２Ｂに挿通することができない。つまり、固定操作をできない。このため、延長フレーム部固定手段であるボルト４７により、本体フレーム３１Ａの延長フレーム部取付面４１Ａと延長フレーム部３１Ｂの被取付面４１Ｂとが精度良く位置決めされた状態で、本体フレーム３１Ａに延長フレーム部３１Ｂが取付けることができる。

次いで、スペーサ４６の上面を研削して、レール支持プレート４５Ｂ（正確にはスペーサ４６）とレール支持プレート４５Ａの高さを合わせる。スペーサ４６が全て無くなるまで研削しても、レール支持プレート４５Ｂの方がレール支持プレート４５Ａよりも高い場合は、レール支持プレート４５Ｂの上面を研削して、両レール支持プレート４５Ａ，４５Ｂの高さを合わせる。そして、高さが同じになった両レール支持プレート４５Ａ，４５Ｂの上にガイドレール１８を設置する。

本体フレーム３１Ａと延長フレーム部３１Ｂとは取付状態でそれぞれの上面高さが同じになるよう設計されているが、公差のずれで僅かながらレール支持プレート４５Ａ，４５Ｂの上面高さが合わないことがある。その場合、いずれかのレール支持プレート４５Ａ，４５Ｂの上面を研削して高さを合わせる必要がある。しかし、前後長の長い本体フレーム３１Ａのレール支持プレート４５Ａを研削するのは容易でない。そこで、延長フレーム部３１Ｂのレール支持プレート４５Ｂの上に予めスペーサ４６を取付けておき、必ず延長フレーム部３１Ｂのレール支持プレート４５Ｂの方が高くなるようにしておくことで、本体フレーム３１Ａのレール支持プレート４５Ａを研削する事態を回避しているのである。

ガイドレール１８は直線性の精度が要求される部材であるため、図６に示すように、前端から後端まで１本の部材で構成されているのが好ましい。事情によっては複数本のガイドレール構成部材１８ａ，１８ｂ，１８ｃを継ぎ合わせた構成としてもよいが、その場合でも、図７に示すように、継ぎ目が本体フレーム３１Ａと延長フレーム部３１Ｂの取付面の位置にならないように設ける。

前後送り手段２０のラック２４は、複数の部材を前後に継ぎ合わせて構成されている。ラック２４の場合は、複数の部材を継ぎ合わせて所要の長さとすることが比較的に容易に行える。対して、前後送り手段２０がボールねじを用いた構成である場合は、長さの調整が難しい。したがって、前後送り手段２０をラック・ピニオン機構とすることで、前後送り量の違いによる仕様変更に柔軟に対応できる。

この実施形態の板材加工機１には、板材加工機１に対して板材Ｗを供給する板材ローダ５０が付設されている。板材ローダ５０により、加工位置Ｐよりも前側の左右一方から素材板材Ｗ１がテーブル１５上に供給される。加工された製品板材Ｗ２は、素材板材Ｗ１の搬入経路Ｒ１の後ろ側に位置する搬出経路Ｒ２を通って板材加工機１から搬出される。搬出経路Ｒ２を通って搬出される製品板材Ｗ２が板材ローダ５０の支柱５１に干渉するのを避けるため、搬入経路Ｒ１を通る最大の素材板材Ｗ１と搬出経路Ｒ２を通る最大の製品板材Ｗ２との間に所定の間隔ａが開くように、搬入経路Ｒ１および搬出経路Ｒ２の前後位置が設定されている。

図８〜図１０は、前記実施形態の一部の仕様を変更した例を示す。この板材加工機１には、板材ローダ５０が付設されていないため、搬入経路Ｒ１と搬出経路Ｒ２とが接近させてある。その分、前記実施形態と比較して、固定テーブル１６の前後長が短く、かつ移動テーブル１７の前後移動ストロークが短くなっている。そのため、メインフレーム３０およびサイドフレーム３１は、本体フレーム３０Ａ，３１Ａだけでなり、延長フレーム部３０Ｂ，３１Ｂが取付けられていない。延長フレーム部３０Ｂ，３１Ｂの代わりに、フレーム本体３０Ａ，３１Ａの前端にはキャップ部材３０Ｃ，３１Ｃが取付けられる。

このように、この発明の板材加工機１は、メインフレーム３０およびサイドフレーム３１を、本体フレーム３０Ａ，３１Ａだけで構成するか、あるいは本体フレーム３０Ａ，３１Ａに延長フレーム部３０Ｂ，３１Ｂを取付けて構成するかで、固定テーブル１６の前後長の変更や、移動テーブル１７の前後移動ストロークの変更に対応できる。
サイドフレーム３１における本体フレーム３１Ａへの延長フレーム部３１Ｂの取付けに関しては、それぞれに位置決め用係合部４３Ａおよび被係合部４３Ｂを設けることで、精度良くかつ容易に取付けられることを可能にしている。
また、本体フレーム３１Ａに延長フレーム部３１Ｂが取り付けられた状態のサイドフレーム３１にガイドレール１８を設置するに際しては、予め延長フレーム部３１Ｂのレール支持プレート４５Ｂの上にスペーサ４６を取付けておくことで、本体フレーム３１Ａのレール支持プレート４５Ａと延長フレーム部３１Ｂのレール支持プレート４５Ｂの上面高さ合わせを容易に行える。

本体フレーム３０Ａ，３１Ａに対する延長フレーム部３０Ｂ，３１Ｂの取付箇所は、前後方向において、加工位置Ｐとは反対側である前端側に位置していて、加工ヘッド６による板材加工時に板材Ｗと上下に重ならない位置にあるため、パンチ加工時に上記取付箇所に大きな力がかからない。そのため、強度的に問題がなく、また取付箇所の取付精度の低下等の問題が生じない。

この実施形態では、板材ローダ５０が付設されているか否かに起因する仕様変更の例を示したが、仕様変更の理由はこれに限らない。この発明の板材加工機は、他の使用状況等に合わせて一部の寸法だけを変更する場合にも適用できる。
また、この実施形態の板材加工機は、フレームがメインフレームとサイドフレームとからなっているが、全体が一体物のフレームであってもよい。
さらに、この実施形態では、板材加工機がパンチプレスである例を示したが、板材加工機はレーザ加工機やその他の加工機であってもよい。

この発明の実施形態にかかる板材加工機の正面図である。 同板材加工機の側面図である。 同板材加工機の平面図である。 同板材加工機のサイドフレームの本体フレームと延長フレーム部との接合部との分解斜視図である。 図４のＹ矢視図である。 前後送りレールの設置状態を示す側面図である。 前後送りレールの異なる設置状態を示す側面図である。 同板材加工機の仕様変更した状態の正面図である。 同板材加工機の同状態の側面図である。 同板材加工機の同状態の平面図である。

符号の説明

１…板材加工機
６…加工ヘッド
１１…板材送り機構
１５…テーブル
１６…固定テーブル
１７…移動テーブル
１８…ガイドレール
３０…メインフレーム
３０Ａ…本体フレーム
３０Ｂ…延長フレーム部
３１…サイドフレーム
３１Ａ…本体フレーム
３１Ｂ…延長フレーム部
４１Ａ…延長フレーム部取付面
４３Ａ…ピン孔
４３Ｂ…ピン孔（被係合部）
４３Ｃ…ピン（係合部）
４６…スペーサ
４５Ａ，４５Ｂ…レール支持プレート
４７…ボルト（固定手段）
Ｐ…加工位置
Ｗ…板材

Claims (3)

1. フレームと、板材にパンチ加工またはレーザ加工等の加工を行う加工ヘッドと、板材を前記加工ヘッドによる加工位置に送る板材送り機構とを備え、
   前記板材送り機構は、前記フレームに支持されたガイドレールにより案内されて、板材を前記加工位置に対して近づく方向および離れる方向である板材送り方向に送るものであり、
   前記フレームは、フレーム本体と、このフレーム本体における板材送り方向の一端に着脱自在に取付けられる延長フレーム部とよりなり、前記ガイドレールは、前記フレーム本体および延長フレーム部に跨って設けてある板材加工機。
2. 前記本体フレームの延長フレーム部取付面に位置決め用の係合部を、前記延長フレーム部に前記係合部に係合する被係合部をそれぞれ設けるとともに、前記本体フレームと延長フレーム部との固定手段を、前記係合部と被係合部とが係合した状態にあるとき操作可能に設けた請求項１記載の板材加工機。
3. 前記本体フレームに対する延長フレーム部の取付箇所は、前記加工ヘッドによる板材加工時に板材と上下に重ならない位置にある請求項１または請求項２記載の板材加工機。

Images