JP2643991B2 - 熱切断、パンチング複合加工機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、ワークにレーザ、プラズマなどの熱切断
加工とパンチング加工を行なわせる熱切断、パンチング
複合加工機に関する。

（従来の技術） 従来、ワークにレーザ、プラズマなどの熱切断加工と
パンチング加工を行なわせる熱切断、パンチング複合加
工機においては、レーザ加工ヘッドあるいはプラズマト
ーチと、パンチング加工のプレスラムが、同一フレーム
に互いに近接した位置に固定して設けられている。

また、ワークの位置決めは、熱切断加工時あるいはパ
ンチング加工時とも、共通の位置決め装置によりワーク
の所望加工位置を熱切断加工位置あるいはパンチング加
工位置へ移動させ、位置決めを行なう方式のものであっ
た。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述した従来の熱切断、パンチング複合加
工機は、熱切断加工とパンチング加工を同時に行なうこ
とができず、いずれか一方が加工中には他方は休止状態
となり、総合加工時間は多く要し生産性の向上が図れな
いという問題があった。また、パンチング加工時の振動
が熱切断加工装置の組立精度を狂わす原因となってい
た。

この発明の目的は、上記問題点を改善するため、ワー
クにパンチング加工と熱切断加工を同時に行なうことが
できるようにすると共に、加工時間を短縮できるように
した熱切断、パンチング複合加工機を提供することにあ
る。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 前述のごとき従来の問題に鑑みて、本発明は、板状の
ワークのパンチング加工を行うためのパンチ及びダイを
備えたパンチング加工装置と、前記ワークを保持してＸ
軸方向,Y軸方向へ移動位置決め自在の移動位置決め装置
と、前記ワークに熱切断加工を行う加工ヘッドと、を備
えてなる熱切断、パンチング複合加工機において、前記
加工ヘッドをＸ軸方向,Y軸方向へ移動位置決め可能に設
け、前記移動位置決め装置のＸ軸方向,Y軸方向への移動
位置決めの制御と前記加工ヘッドのＸ軸方向,Y軸方向へ
の移動位置決めの制御とを同時に行うための制御装置を
設け、上記制御装置は、同一のプログラム指令に基いて
前記移動位置決め装置の移動の演算を行う第１の演算部
とレーザ移動の演算を行う第２の演算部とを備えてなる
ものである。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図を参照するに、ワークにパンチング加工を行な
うパンチング加工装置１は、上部フレーム3Uと下部フレ
ーム3Dとコラム3Cとからなる門型形状の本体フレーム３
の中央ギャップ部3G内に水平方向へ位置固定的に設けて
ある。

この中央ギャップ部3G内には、パンチング加工装置１
におけるパンチ部５を同心円状に保持する上部タレット
７が設けてある。この上部タレット７は前記上部フレー
ム3Uから吊り下げられ、下部フレーム3Dにはパンチ部５
に対応するダイ群９を支承する下部タレット11が設けて
ある。

上部タレット７と下部タレット11とは、コラム3C内に
設けられたサーボモータのごとき駆動モータ13からギヤ
などの駆動伝達装置15,スプロケット軸17,プーリ19,21
およびチエン23,25などを介して同時に同角度回動して
パンチング加工位置にパンチ群5,ダイ群９からパンチ，
ダイが選択される。

前記上部フレーム3U内の先端側にはストライカ27が設
けてあって、このストライカ27はフライホイール29で駆
動されるクランク軸31とコネクティングロッド33とによ
って慣性をもってパンチング加工位置にあるパンチの頭
部を打圧するものである。

前記下部タレット11の外周部には加工テーブル35が前
記下部フレーム3D上に設けてある。この加工テーブル35
の一部であるパンチング加工位置近傍にはワークを支持
する支持部37が設けてあり、この支持部37の上方におけ
る前記上部フレーム3Uには、上下方向へ延伸したワーク
押え39が設けてある。このワーク押え39の下端にはゴム
ローラやフリーベアリングのごとき押圧部41が設けてあ
り、図示省略の駆動装置により、ワーク押え39を下降さ
せて押圧部41で加工テーブル35における支持部37に載置
されたワークを押圧保持する。

而して、このワーク押え39でワークを押圧保持してい
ることにより、パンチング加工時に発生した振動がワー
クに伝わらないように防止すると共に、ニブリング加工
などによりワークがどちらへ移動しても常時ワークを押
圧保持されることになる。

上記構成により、詳細を後述する移動位置決め装置に
ワークを把持し、かつ移動位置決め装置を移動せしめ
て、ワークにおける加工すべき個所をパンチング加工位
置に位置決めし、ストライカ27の上下動によるパンチと
ダイとの協働でワークにパンチング加工が行なわれるこ
とになる。

前記本体フレーム３における上部フレーム3Uの前方側
（第１図において右側）にあって、前記下部フレーム3D
の外側には、複数例えば４本の支柱43が立設されてお
り、この各支柱43の上部には各２本の水平枠45,47が一
体的に設けてある。この水平枠45,47には熱切断加工装
置の一例であるレーザ加工装置LASが設けてある。

この水平枠47の上部には水平枠47の長手方向（以下、
Ｘ軸方向という。）へ延伸したレーザ加工装置LASの一
部であるレーザＸ軸用ガイドレール49が設けてある。こ
のレーザＸ軸用ガイドレール49に案内されてＸ軸方向へ
移動自在なレーザＸ軸キャレッジ51がレーザＸ軸ガイド
レール49に設けてある。

前記水平枠47上の相対向した位置には支持部材53が設
けてあ、この支持部材53間には、レーザＸ軸ボールねじ
55が支持してある。支持部材53の一方にはサーボモータ
のごときレーザＸ軸用駆動モータ57が設けてあり、前記
レーザＸ軸ボールねじ55の一方に連結してある。

前記レーザＸ軸キャレッジ51の一端側には前記レーザ
Ｘ軸ボールねじ55に螺合したナット部材59が取付けてあ
る。

上記構成により、レーザＸ軸用駆動モータ57を駆動さ
せると、レーザＸ軸ボールねじ55が回転する。レーザＸ
軸ボールねじ55にはナット部材59が螺合してあるから、
レーザＸ軸ボールねじ55が回転すると、ナット部材59を
介してレーザＸ軸キャレッジ51がレーザＸ軸用ガイドレ
ール49に案内されてＸ軸方向へ移動されることになる。

前記レーザＸ軸キャレッジ51の長手方向（以下、Ｙ軸
方向という。）における他端側には、Ｙ軸方向へ延伸し
たレーザＹ軸用ガイドレール61が取付けてある。このレ
ーザＹ軸用ガイドレール61に案内されてＹ軸方向へ移動
自在なレーザＹ軸キャレッジ63がレーザＸ軸キャレッジ
51に設けてある。

レーザＸ軸キャレッジ51内にはＹ軸方向へ延伸したレ
ーザＹ軸ボールねじ65が設けてあり、しかもレーザＸ軸
キャレッジ51の一端側（第１図において右端側）にはサ
ーボモータのごときレーザＹ軸用駆動モータ67が設けて
あり、このレーザＹ軸駆動モータ67は前記レーザＹ軸ボ
ールねじ65に連結してある。レーザＹ軸ボールねじ65に
螺合した図示省略のナット部材は前記レーザＹ軸キャレ
ッジ63に一体化してある。

上記構成により、レーザＹ軸用駆動モータ67を駆動さ
せると、レーザＹ軸ボールねじ65が回転する。レーザＹ
軸ボールねじ65には図示省略のナット部材が螺合されて
いるから、レーザＹ軸ボールねじ65が回転すると、図示
省略のナット部材を介してレーザＹ軸キャレッジ63はレ
ーザＹ軸用ガイドレール61に案内されてＹ軸方向へ移動
されることになる。

前記レーザＹ軸キャレッジ63には上下方向（以下、Ｚ
軸方向という。）へ延伸したレーザ加工ヘッド69が設け
てあり、このレーザ加工ヘッド69をＺ軸方向へ移動せし
める加工ヘッドＺ軸用シリンダ71が前記レーザＹ軸キャ
レッジ63に設けてある。

上記構成により、加工ヘッドＺ軸用シリンダ17を作動
させると、レーザ加工ヘッド69がＺ軸方向へ移動される
ことになる。

前記本体フレーム３の左方近傍にはレーザビームを発
振させるレーザ発振器73が配置してあり、このレーザ発
振器73における先端上部と、レーザＸ軸キャリッジ51の
他端側（第１図において左端側）に設けられた第１ミラ
ーボックス75との間には伸縮自在な第１レーザ光導管77
が連結してある。

前記レーザＹ軸キャレッジ63の他側面には第１ミラー
ボックス79が設けてあり、この第２ミラーボックス79と
前記第１ミラーボックス75との間には伸縮自在な第２レ
ーザ光導管81が連結してある。

上記構成により、レーザ発振器73で発振されたレーザ
ビームは、レーザ発振器73から伸縮自在な第１レーザ光
導管77を通って、第１ミラーボックス75へ達し、この第
１ミラーボックス75でレーザビームは90度に屈折され、
さらに、伸縮自在な第２レーザ光導管81へ達し、この第
２レーザ光導管81でＺ軸方向（垂直方向）に屈折し、レ
ーザ加工ヘッド69よりワークに照射されることになる。

前記パンチング加工装置１における前方側（第１図に
おいて右方側）の前部下部フレーム3D上には、ワークを
支持するワーク支持テーブルとしてのセンタ固定テーブ
ル83とセンタ固定テーブル83の両側に設けたＹ軸方向へ
移動自在にサイドテーブル85とが配置してある。このサ
イドテーブル85には移動位置決め装置87が取付けられて
おり、この移動位置決め装置87にはキャレッジベース89
とこのキャレッジベース85上に設けられたキャレッジ91
とこのキャレッジ91に取付けられたクランプ装置93とか
ら構成されている。

センタ固定テーブル83とサイドテーブル85には、レー
ザ加工による溶断カスを収集するために、第２図，第３
図に示すごとく円錐形状の深溝95が形成してあり、この
深溝95から溶断カスが各中央部に形成してある穴97に収
集されるようになっている。

前記下部フレーム3Dの両側には、第１図，第３図，第
５図に示されているように、ガイドブラケット99がＹ軸
方向延伸して取付けてあり、このガイドブラケット99に
はテーブルＹ軸ガイドレール101が延伸して設けてあ
る。

このテーブルＹ軸ガイドレール101にはガイド部材103
を介して前記キャレッジベース89が取付けてある。

第１図に示されているように、テーブルＹ軸用駆動モ
ータ105がキャレッジベース89をＹ軸方向へ移動するた
めに設けてあり、かつ、第３図に示すごとくテーブルＹ
軸ボールねじ107がＹ軸方向へ延伸しており、キャレッ
ジベース89の中央下部に一体化して設けたナット部材10
9に螺合してある。このテーブルＹ軸用駆動モータ105を
駆動させることにより、テーブルＹ軸ガイドレール101
に案内されて、テーブルＹ軸ボールねじ107が回転さ
れ、さらにナット部材109,ガイド部材103を介してキャ
レッジベース89がＹ軸方向へ移動されることになる。

前記キャレッジベース89には第１図に示すごとくＸ軸
方向へ延伸したテーブルＸ軸ガイドレール111が設けて
あると共に、テーブルＸ軸用駆動モータ113が取付けて
ある。さらに、キャレッジベース89上にＸ軸方向へ延伸
したテーブルＸ軸ボールねじ115が設けてあり、このテ
ーブルＸ軸ボールねじ115は前記テーブルＸ軸用駆動モ
ータ113に連動連結してある。また、キャレッジ91には
図示省略のナット部材が設けてあり、このナット部材が
前記テーブルＸ軸ボールねじ115に螺合してある。

テーブルＸ軸用駆動モータ113を駆動させることによ
り、テーブルＸ軸用ガイドレール111に案内されて、ボ
ールねじ115,ナット部材を介してキャレッジ91がＸ軸方
向へ移動されることになる。

第２図〜第５図に示されているように、センタ固定テ
ーブル83,サイドテーブル85のそれぞれには、ワークを
支持するフリーベアリング117が各テーブル83,85側壁よ
り取付機119を対向する側壁へ架設し、取付機119上に取
付けてある。

センタ固定テーブル83に取付けられたフリーベアリン
グ117はキャレッジベース89,クランプ装置93がＹ軸方向
へ移動する際、クランプ装置93の下部ジョーと干渉しな
いように、すでに実開56−112033号公報で知られている
構造で上下するようになっている。

レーザビームによる溶断カスがフリーベアリング117
に付着しないように、第４図に示したごとく、フリーベ
アリング117の上部に保護カバー121が設けてある。この
保護カバー121でもカバーできない部分は実開昭58−170
421号公報で知られているようなエア式フリーベアリン
グのエア吹き出しにより溶断カスを冷却させている。

また、センタ固定テーブル83の場合、第２図に示され
ているように、下部フレーム3Dに取付けてあるシリンダ
123により、センタ固定テーブル83に取付けてあるシス
ト用ガイド125で案内されて、センタ固定テーブル83全
体毎Ｙ軸方向へシフトするし、サイドテーブル85の場
合、第５図に示されているように、前記取付機119を、
サイドテーブル85と同期移動する部分に取付けたシリン
ダ127のピストンロッド129に連結し、シリンダ127の作
動によりピストンロッド129がガイド溝131に沿ってＹ軸
方向に移動してフリーベアリング117をレーザ加工ヘッ
ド69から回避される。

第６図には熱切断、パンチング複合機であるパンチン
グ加工装置１とレーザ加工装置LASの制御を行うための
制御装置の概略的なブロック図が示されている。

この第６図に示された制御ブロック図を基にして、上
述した動作を再度簡単に説明すれば、プログラム指令部
131からプログラム指令がゲート133を介してパンチン
グ，テーブル移動演算部135,レーザ移動演算部137に入
力される。

パンチング、テーブル移動演算部135から指令分配部1
39を介してそれぞれ比較部141,143,145;アンプ147,149,
151を経てテーブルＸ軸用駆動モータ113,テーブルＹ軸
用駆動モータ105およびタレット用の駆動モータ13を駆
動させてワークをＸ軸,Y軸方向へ移動させると共に、上
部タレット7,下部タレット11を回転させてワークとパン
チ，ダイの位置決めを行なう。

さらに、パンチング，テーブル移動演算部135からパ
ンチング指令部153へ指令が送られるとストライカ27を
上下動せしめてパンチとダイの協働でパンチング加工が
行なわれる。

レーザ移動演算部137から比較部155へ指令が送られ
る。比較部155には前記指令分配部139からも指令が送ら
れる。比較例155では両者の指令を比較した後、指令分
配部157に指令を送る。

指令分配部157から比較部159,161;アンプ163,165を経
て、レーザＸ軸用駆動モータ57,レーザＹ軸用駆動モー
タ67を駆動させてレーザ加工ヘッド69をＸ軸,Y軸方向へ
移動させる。

さらに、指令分配部157はレーザ加工ヘッド69のＺ軸
用シリダ71へ指令が送られてレーザ加工ヘッド69をＺ軸
方向へ移動させる。

而して、レーザ加工ヘッド69をＸ軸,Y軸およびＺ軸方
向へ移動させて位置決めが行なわれる。

また、レーザ移動演算部137からレーザ指令部163に送
られてレーザ加工が行なわれる。

このように、移動位置決め装置87のクランプ装置93で
ワークをクランプし、テーブルＸ軸用駆動モータ113,テ
ーブルＹ軸用駆動モータ105を駆動させて、サイドテー
ブル85すなわちキャレッジベース89をＹ軸方向へ、キャ
レッジ91をＸ軸方向へ移動させることにより、ワークが
Ｘ軸,Y軸方向へ移動する。

ワークをパンチング加工位置に位置決めしてパンチン
グ加工装置１のパンチとダイの協働で所定のパンチング
加工を行なった後、ワークを第１図において右方側へ移
動し、ワークにおける他の個所にパンチング加工装置１
でパンチング加工を行なっている間に、レーザ加工装置
LASのレーザ加工ヘッド69をＸ軸,Y軸およびＺ軸方向移
動させて、ワークにレーザ加工を行なうことができる。

したがって、ワークにパンチング加工を行なっている
間に、レーザ加工も同様に行なうことができるから、パ
ンチング加工とレーザ加工との間における待ち時間がな
くなり、総合的な加工時間を短縮することができる。

また、ワークはパンチング加工を行なう際、ワーク押
え39で押圧保持しているから、パンチング加工時に生ず
る振動を極力抑えており、レーザ加工中におけるワーク
の振動が伝わらず加工精度に支障をきたす恐れがない。

なお、この発明は前述した実施例に限定されることな
く、適宜の変更を行なうことにより、その他の態様で実
施し得るものである。

［発明の効果］ 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、要
するに本発明は、板状のワークのパンチング加工を行う
ためのパンチ（５）及びダイ（９）を備えたパンチング
加工装置（１）と、前記ワークを保持してＸ軸方向,Y軸
方向へ移動位置決め自在の移動位置決め装置（87）と、
前記ワークに熱切断加工を行う加工ヘッド（69）と、を
備えてなる熱切断、パンチング複合加工機において、前
記加工ヘッド（69）をＸ軸方向,Y軸方向へ移動位置決め
可能に設け、前記移動位置決め装置（87）のＸ軸方向,Y
軸方向への移動位置決めの制御と前記加工ヘッド（69）
のＸ軸方向,Y軸方向への移動位置決めの制御とを同時に
行うための制御装置を設け、上記制御装置は、同一のプ
ログラム指令に基いて前記移動位置決め装置（87）の移
動の演算を行う第１の演算部（135）とレーザ移動の演
算を行う第２の演算部（137）とを備えてなるものであ
る。

上記構成より明らかなように、本発明においては、パ
ンチ５とダイ９による加工位置に対してワークは移動位
置決め装置87によってＸ軸方向,Y軸方向へ移動位置決め
自在であり、かつ前記ワークに熱切断加工を行うための
加工ヘッド69はワークとは別個にＸ軸方向,Y軸方向へ移
動位置決め自在に設けてある。

そして、前記移動位置決め装置87及び加工ヘッド69の
Ｘ軸方向,Y軸方向への移動位置決めの制御を同時に行う
ための制御装置は、同一のプログラム指令に基いて移動
位置決め装置87の移動の演算を行う第１の演算部135と
レーザ移動の演算を行う第２の演算部137とを備えてい
る。

したがって、本発明によれば、前記第１の演算部135
の演算結果に基いて、前記パンチ5,ダイ９による加工位
置に対してワークをＸ軸方向,Y軸方向へ移動位置決めし
てパンチング加工を行うことと、前記第２の演算部137
の演算結果に基いて前記加工ヘッド69をＸ軸方向,Y軸方
向へ移動位置決めして熱切断加工を行うことを同時的に
行うことができ、作業能率向上を図ることができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施した熱切断、パンチング複合加
工機の一実施例を示した斜視図、第２図は第１図におけ
るII−II線に沿った断面図、第３図は第１図におけるII
I−III線に沿った断面図、第４図は第２図におけるIV矢
視部の拡大図、第５図は第１図におけるＶ−Ｖ線に沿っ
た断面図、第６図は第１図に示した熱切断、パンチング
複合加工機の簡単な制御ブロック図である。 １……パンチング加工装置、３……本体フレーム 3U……上部フレーム、3D……下部フレーム 39……ワーク押え、83……センタ固定テーブル 85……サイドテーブル 87……移動位置決め装置 89……キャレッジベース、91……キャレッジ 93……クランプ装置、LAS……レーザ加工装置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】板状のワークのパンチング加工を行うため
   のパンチ（５）及びダイ（９）を備えたパンチング加工
   装置（１）と、前記ワークを保持してＸ軸方向,Y軸方向
   へ移動位置決め自在の移動位置決め装置（87）と、前記
   ワークに熱切断加工を行う加工ヘッド（69）と、を備え
   てなる熱切断、パンチング複合加工機において、前記加
   工ヘッド（69）をＸ軸方向,Y軸方向へ移動位置決め可能
   に設け、前記移動位置決め装置（87）のＸ軸方向,Y軸方
   向への移動位置決めの制御と前記加工ヘッド（69）のＸ
   軸方向,Y軸方向への移動位置決めの制御とを同時に行う
   ための制御装置を設け、上記制御装置は、同一のプログ
   ラム指令に基いて前記移動位置決め装置（87）の移動の
   演算を行う第１の演算部（135）とレーザ移動の演算を
   行う第２の演算部（137）とを備えてなることを特徴と
   する熱切断・パンチング複合加工機。