JP3170100B2 - 複合加工機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パンチ加工（例えば打
抜き加工、成形加工等）の他に、熱切断加工（レーザ加
工、プラズマ加工等）を行うことができる複合加工機に
関する。

【０００２】

【従来の技術】パンチ加工とレーザ加工を行うことがで
きる複合加工機は、金型を備えた金型加工ヘッドと、ワ
ークに対してレーザビームを照射する照射部を備えたレ
ーザ加工ヘッドを備えており、金型加工ヘッド、レーザ
加工ヘッドは所定方向へ移動可能である。金型加工ヘッ
ドによりパンチ加工を行うときに生じる振動が、レーザ
加工ヘッドに伝達しないようにするため、金型加工ヘッ
ドとレーザ加工ヘッドは一体化することなく分離せしめ
て、それぞれ独自の手段により所定方向へ移動するもの
である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の先行技術として
の複合加工機においては、金型加工ヘッドとレーザ加工
ヘッドを一体化することなく、それぞれ独自の手段によ
り所定方向へ移動させる構成であるため、金型加工ヘッ
ド用の制御モータ、螺子杆、レーザ加工ヘッド用の制御
モータ、螺子杆を必要とし、コストが高くなるという問
題がある。

【０００４】そこで本発明は、上記の問題点を解決する
ことができる複合加工機を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述のごとき従来の問題
点を解決するため、本発明においては、ワークに対しパ
ンチ加工及び熱切断加工を行う複合加工機において、ワ
ークに対してパンチ加工を行うため、フレームに金型を
備えた金型加工ヘッドを所定方向へ移動可能に設け、ワ
ークに対して熱切断加工を行うため、ワークに対して熱
切断ビームを照射する照射部を備えた熱切断加工ヘッド
を上記所定方向へ移動可能に設け、上記フレームに上記
所定方向へ延伸した螺子杆を回転自在に設けると共に、
上記金型加工ヘッドにこの螺子杆に螺合したナット部材
を設け、上記螺子杆に制御モータを連動連結し、上記金
型加工ヘッドと上記熱切断加工ヘッドを接続して一体化
したり、接続状態を遮断して分離するため、上記熱切断
加工ヘッドにブッシュを設けると共に、上記金型加工ヘ
ッドにこのブッシュに係合可能な係合ショットピンを設
けてなることを特徴とする。

【０００６】

【作用】前記の構成において、ワークに対して熱切断加
工を行う場合には、係合ショットピンをブッシュに係合
させて、金型加工ヘッドと熱切断加工ヘッドを接続して
一体化せしめる。次に、制御モータの駆動制御により螺
子杆を回転させることにより、熱切断加工ヘッドを金型
加工ヘッドと一体的に上記所定方向へ移動させて、熱切
断加工ヘッドを位置決めする。そして、熱切断加工ヘッ
ドにおける照射部から熱切断ビームをワークに対して照
射することにより、ワークに対して所望の熱切断加工を
行うことができる。

【０００７】ワークに対してパンチ加工を行う場合に
は、まず制御モータを駆動制御して熱切断加工ヘッドを
パンチ加工領域から離反した場所に位置せしめて、ブッ
シュと係合ショットピンの係合状態を解除することによ
り、金型加工ヘッドと熱切断加工ヘッドの接続状態を遮
断して分離せしめる。次に、制御モータの駆動制御によ
り螺子杆を回転させることにより、金型加工ヘッドのみ
を所定方向へ移動させて、位置決めする。そして、金型
加工ヘッドを適宜に操作してワークに対して所望のパン
チ加工を行うことができる。このとき、熱切断加工ヘッ
ドがパンチ加工領域から離反した場所に位置しているた
め、パンチ加工によって生じる振動が熱切断加工ヘッド
に伝わることを極力押えることができる。

【０００８】

【実施例】以下、本実施例に係る発明について図面を参
照して説明する。

【０００９】図１、図２，図４を参照するに、本実施例
の垂直型の複合加工機１は、前後方向（図１において右
左方向、図２において紙面に向って表裏方向、図４にお
いて左下、右上方向）へ延伸したベースフレーム３と、
このベースフレーム３の中央部に立設した門型フレーム
５と、この門型フレーム５に前後方向へ延伸して設けた
ブリッジ型の支持フレーム７等を備えている。なお、上
記門型フレーム５は、立設した左右（図１において紙面
に向って表裏，図２において左右、図４において左上、
右下）の一対の支柱５ａ，５ｂと、一対の支柱５ａ，５
ｂの上部を連結する上部フレーム５ｃを備えている。

【００１０】前記支持フレーム７には板状のワークＷを
垂直状態の下で把持する複数のクランプ装置９を備えた
ワーク移送装置１１が設けてあり、上記クランプ装置９
は前後方向（水平方向の一態様）へ移動可能に設けてあ
る。

【００１１】より詳細には、支持フレーム７には一対の
ガイドレール１３が前後方向へ延伸して設けてあり、一
対のガイドレール１３には走行装置１５が前後方向へ移
動可能に設けてある。上記走行装置１５は図示省略の走
行用制御モータ、ボールねじの作動により前後方向へ移
動するものであり、走行装置１５は一対のスライダ１７
ａ，１７ｂを連結ロッド１９により連結してなる。な
お、一対のスライダ１７ａ，１７ｂは適宜の公知手段の
作用により接近離反する前後方向へ位置調節可能であ
る。そして、各スライダ１７ａ，１７ｂの上下の端部に
は板状のワークＷの上下の端部を把持する上記クランプ
装置９がそれぞれ設けてある。

【００１２】上記門型フレーム５にはパンチ金型２１を
備えたパンチ金型加工ヘッド２３が設けてある。

【００１３】より詳細には、門型フレーム５における右
側の支柱５ｂには上下方向へ延伸した開口部２５が設け
てあり、この支柱５ｂにおける開口部２５の前後には一
対のガイドレール２７が上下方向へ延伸して設けてあ
る。一対のガイドレール２７にはパンチ金型加工ヘッド
２３が走行ガイド２９を介して上下方向へ移動自在に設
けてある。上記パンチ金型加工ヘッド２３を上下方向へ
移動させるため、支柱５ｂには上下方向へ延伸した第１
ボールねじ３１が軸受３３，３５を介して回転自在に設
けてあり、この第１ボールねじ３１はパンチ金型加工ヘ
ッド２３に設けたナット部材３７に螺合してある。上記
第１ボールねじ３１は、支柱５ｂの上部に設けた第１サ
ーボモータ３９に連動連結してある。

【００１４】上記パンチ金型加工ヘッド２３には着脱交
換可能なパンチ金型２１を保持するパンチホルダ４１が
設けてあり、このパンチホルダ４１は、パンチ金型ヘッ
ド２３に設けた第１油圧シリンダ４３の作動により左右
方向へ移動することができる。なお、エンコーダ、制御
弁等の公知適宜の手段により第１油圧シリンダ４３を制
御して、パンチホルダ４１を左右方向の所定位置に位置
決めすることができる。

【００１５】なお、門型フレーム５の適宜位置には公知
のパンチ金型交換装置４５が設けてあり、このパンチ金
型交換装置４５は、パンチ金型収納装置（図示省略）に
収納したパンチ金型２１と、パンチ金型加工ヘッド２３
に装着したパンチ金型２１を交換する作用を有する。

【００１６】門型フレーム５における支柱５ｂに設けた
前記ガイドレール２７には、パンチ金型加工ヘッド２３
の他に、ワークＷに対してレーザビームＬＢを照射する
照射部４７を備えたレーザ加工ヘッド４９が走行ガイド
５１を介して上下方向へ移動自在に設けてある。上記照
射部４７は、レーザ加工ヘッド４９に設けた支持スリー
ブ５３に左右方向へ移動自在に支持されており、照射部
４７内にはレーザビームＬＢを集光する集光レンズ５５
を備えている。上記照射部４７は、ベースフレーム３の
適宜位置に設けたレーザ発振器５７に適宜の反射ミラー
５９を備えた光伝導装置６１を介して光学的に接続して
あり、この光伝導装置６１は適宜の手段を介してレーザ
加工ヘッド４９の上下方向の移動に対応できる構成にな
っている。

【００１７】上記パンチ金型加工ヘッド２３と上記レー
ザ加工ヘッド４９を接続して一体化したり、接続状態を
遮断して分離するため、上記パンチホルダ４１と照射部
４７の間には上記レーザ加工ヘッド４９とパンチ金型加
工ヘッド２３を接続遮断する接続遮断装置６３が設けて
ある。

【００１８】より詳細には、図３を参照するに、照射部
４７には支持プレート６５が一体的に設けてあり、この
支持プレート６５の凹部６５ａにおける前部と後部には
ブッシュ６７がそれぞれ設けてある。

【００１９】パンチホルダ４１には支持プレート６９が
一体的に設けてあり、この支持プレート６９の凸部６９
ａの前部（図３において右部）と後部にはガイド孔７１
がそれぞれ設けてある。各ガイド孔７１には係合ショッ
トピン７３が前後方向へ移動自在に設けてあり、各係合
ショットピン７３は対応するブッシュ６７に係合可能で
ある。

【００２０】各係合ショットピン６３を前後方向へ移動
させるため、支持プレート６９の凸部６９ａ内には各ガ
イド孔７１に連通したシリンダ孔７５がそれぞれ設けて
あり、各シリンダ孔７５には係合ショットピン７３に連
結したピストン７７が前後方向へ移動自在に設けてあ
る。各シリンダ孔７５はピストン７７によって一対のシ
リンダ孔７５ａ，７５ｂに区画形成してあり、各シリン
ダ孔７５における一方のシリンダ孔７５ａは連絡通路７
９を介して連通してある。

【００２１】上記レーザ加工ヘッド４９をパンチ加工領
域Ａから離反した場所において固定せしめるため、前記
支柱５ｂにおけるパンチ加工領域Ａから離反した場所に
はショットピン８１を支持するピンガイド８３が設けて
あり、各ショットピン８１はショットピンシリンダ８５
の作動によりレーザ加工ヘッド４９の適宜位置に設けた
係合部に係合可能である。

【００２２】門型フレーム５における左側の支柱５ａに
は、パンチ金型２１と協働してパンチ加工を行うダイ金
型８７を備えたダイ金型ヘッド８９、ガイドレール（図
示省略）を介して上下方向へ移動自在に設けてあり、こ
のダイ金型ヘッド８９は、第２ボールねじ（図示省
略）、第２サーボモータ９１の作動により上下方向へ移
動位置決めすることができる。また、ダイ金型ヘッド８
９には、パンチ金型ヘッド２１と同様に、ダイ金型８７
を保持するダイホルダ（図示省略）が設けてあり、この
ダイホルダは第２油圧シリンダ（図示省略）の作動制御
により左右方向の所定位置に位置決めすることができ
る。なお、第１サーボモータ３９、第２サーボモータ９
１の両方を用いることなく、第１サーボモータ３９、第
２サーボモータ９１のうち一方を用いて、第１ボールね
じ３３，第２ボールねじをベルト等を介して連動連結し
ても差し支えない。

【００２３】また、門型フレーム５における左側の支柱
５ａには、レーザ加工のときに生じるスパッタを取入れ
るキャッチャーヘッド（図示省略）が設けてあり、この
キャッチャーヘッドは前記接続遮断装置６３と同様の手
段によりダイ金型ヘッド８３に対して接続遮断可能であ
る。

【００２４】前述の構成に基づいて本実施例の作用につ
いて説明する。

【００２５】クランプ装置９により垂直状態の下で把持
されたワークＷに対してレーザ加工を行う場合には、ま
ず第１サーボモータ３９の駆動制御によりパンチ金型加
工ヘッド２３を上方向へ移動させて、図１に示す位置に
位置せしめる。このとき、レーザ加工ヘッド４９はショ
ットピン８１等の作動によりパンチ加工領域Ａから離反
した場所において固定せしめられている。そして、各シ
リンダ孔７５における一方のシリンダ室７５ａにエアの
ごとき流体を供給することにより各係合ショットピン７
３をシリンダ孔７５（ガイド孔７１）から突出させて、
対応するブッシュ６７に係合せしめる。また、ショット
ピンシリンダ８３の作動によりショットピン８１と係合
部の係合状態を解除する。これによって、パンチ金型加
工ヘッド２３とレーザ加工ヘッド４９を接続して一体化
せしめる。

【００２６】パンチ金型加工ヘッド２３とレーザ加工ヘ
ッド４９を一体化せしめた後に、第１サーボモータ３９
を駆動制御して第１ボールねじ３３を回転させることに
より、レーザ加工ヘッド４９をパンチ加工ヘッド２３と
一体的に上下方向へ移動させて、上下方向の所定位置に
移動位置決めする。また、第１油圧シリンダ４３をエン
コーダ・制御弁等の作用により適宜に制御してレーザ加
工ヘッド４９における照射部４７をパンチホルダ４１と
一体的に移動させて、左右方向の所定位置に位置決めす
る。

【００２７】キャッチャーヘッドとダイ金型加工ヘッド
８９等に対しても、レーザ加工ヘッド４９とパンチ金型
加工ヘッド２３等とほぼ同様の操作を行い、キャッチャ
ーヘッドをレーザ加工ヘッド４９に左右に対向させる。
このとき、レーザ加工ヘッド４９とキャッチャーヘッド
はワークＷにおける被加工部をはさんだ状態になってい
る。

【００２８】そして、レーザ発振器５７を適宜に作動さ
せてレーザ加工ヘッド４９における照射部４７からワー
クＷに対してレーザビームＬＢを照射せしめて、所望の
レーザ加工を行うことができる。

【００２９】ワークＷに対してパンチ加工を行う場合に
は、まず第１サーボモータ３９を駆動制御してレーザ加
工ヘッド４９をパンチ金型加工ヘッド２１と一体的に上
方向へ移動させて、パンチ加工領域Ａから離反した場所
に移動位置決めする。そして、各ショットピン８１をシ
ョットピンシリンダ８３の作動により係合部に係合せし
めて、パンチ金型加工ヘッド２３をパンチ加工領域Ａか
ら離反した場所に固定せしめる。

【００３０】パンチ金型加工ヘッド２３をパンチ加工領
域Ａから離反した場所に固定せしめた後に、各シリンダ
孔７５における他方のシリンダ室７５ｂにエアを供給す
ることにより、各係合ショットピン７３をシリンダ孔７
５（ガイド孔７１）に対して没入させて、対応するブッ
シュ６７と係合ショットピン７３の係合状態を解除す
る。これによって、パンチ金型加工ヘッド２３とレーザ
加工ヘッド４９の接続状態を遮断せしめて、分離せしめ
る。

【００３１】パンチ金型加工ヘッド２３とレーザ加工ヘ
ッド４９を分離せしめた後に、第１サーボモータ３９を
駆動制御してパンチ金型加工ヘッド２１のみを上下方向
へ移動させて、位置決めする。

【００３２】また、ダイ金型加工ヘッド８９等に対して
も、パンチ金型加工ヘッド２３等と同様の操作を行い、
ダイ金型加工ヘッド８９をパンチ金型ヘッド２３に対し
て左右に対向させる。このとき、パンチ金型ヘッド２３
とダイ金型ヘッド８９はワークＷにおける被加工部をは
さんだ状態になっている。

【００３３】そして第１油圧シリンダ４３，第２油圧シ
リンダの作動によりパンチ金型２１とダイ金型８７を協
働させることにより、ワークＷに対して所望のパンチ加
工を行うことができる。このとき、レーザ加工ヘッド４
９がパンチ加工領域Ａから離反した場所に位置している
ため、パンチ加工によって生じる振動がレーザ加工ヘッ
ド４９に伝わることを極力押えることができる。

【００３４】以上のごとき本実施例によれば、各係合シ
ョットピン７３を対応するブッシュ６７に係合させた
り、係合状態を解除させたりすることにより、レーザ加
工ヘッド４９とパンチ金型加工ヘッド２３を一体化せし
めたり、分離せしめることができる。したがって、パン
チ加工を行うときにはレーザ加工ヘッド４９をパンチ金
型加工ヘッド２３から分離してパンチ加工領域Ａから離
反した場所に位置せしめておくことにより、パンチ加工
による振動がレーザ加工ヘッド４９に伝わることを極力
押えることができる。また、レーザ加工を行うときには
レーザ加工ヘッド４９とパンチ金型加工ヘッド２３を一
体化せしめて、第１サーボモータ３９，ボールねじ３１
の作動によりレーザ加工ヘッド４９をパンチ金型加工ヘ
ッド２３と一体的に上下方向へ移動させることができる
ため、レーザ加工ヘッド４９の移動用のサーボモータ，
ボールねじを別個に必要とせず、コストの低減を図るこ
とができる。

【００３５】なお、本発明は、前述のごとき実施例の説
明に限るものではなく、適宜の変更を行うことによりそ
の他種々の態様で実施可能である。

【００３６】

【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、本発明によれば、係合ショットピンをブッシ
ュに係合させたり、係合状態を解除させたりすることに
より、熱切断加工ヘッドとパンチ金型ヘッドを一体化せ
しめたり、分離せしめたりすることができる。したがっ
て、パンチ加工を行うときには熱切断加工ヘッドを金型
加工ヘッドから分離せしめて、パンチ加工領域から離反
した場合に位置せしめておくことにより、パンチ加工に
よる振動が熱切断加工ヘッドに伝わることを極力押える
ことができる。また、熱切断加工を行うときには熱切断
加工ヘッドと金型加工ヘッドを一体化せしめて、制御モ
ータ，螺子杆の作動により熱切断加工ヘッドを金型加工
ヘッドと一体的に所定方向へ移動させることができるた
め、熱切断加工ヘッドの移動用の制御モータ，螺子杆を
別個に必要とせず、コストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の要部を示す図である。

【図２】図１における右側面図である。

【図３】接続遮断装置の拡大図である。

【図４】複合加工機の斜視図である。

【符号の説明】

１ 複合加工機 ５ 門型フレーム ２１ パンチ金型 ２３ パンチ金型加工ヘッド ３１ ボールねじ ３７ ナット部材 ３９ 第１サーボモータ ４７ 照射部 ４９ レーザ加工ヘッド ６３ 接続遮断装置

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23P 23/04 B21D 28/02 B23K 26/00 320

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークに対しパンチ加工及び熱切断加工
   を行う複合加工機において、 ワークに対してパンチ加工を行うため、フレームに金型
   を備えた金型加工ヘッドを所定方向へ移動可能に設け、
   ワークに対して熱切断加工を行うため、ワークに対して
   熱切断ビームを照射する照射部を備えた熱切断加工ヘッ
   ドを上記所定方向へ移動可能に設け、上記フレームに上
   記所定方向へ延伸した螺子杆を回転自在に設けると共
   に、上記金型加工ヘッドにこの螺子杆に螺合したナット
   部材を設け、上記螺子杆に制御モータを連動連結し、上
   記金型加工ヘッドと上記熱切断加工ヘッドを接続して一
   体化したり、接続状態を遮断して分離するため、上記熱
   切断加工ヘッドにブッシュを設けると共に、上記金型加
   工ヘッドにこのブッシュに係合可能な係合ショットピン
   を設けてなることを特徴とする複合加工機。