JP3796079B2 - Material feeder - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ加工機などの工作機械において長尺の加工素材の送りを好適に行うことのできる素材送り装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、プラズマ切断、ガス切断、レーザ切断などの線状加工装置による加工が行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような装置で長尺の加工素材を適切に自動送りする方法はまだ確立されていない。
【0004】
本発明は上記事情に鑑み、長尺の加工素材を適切に送ることのできる素材送り装置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】
上記課題を解決する請求項1の発明は、加工素材(53)を送り方向に送る素材送り装置(60)において、前記送り方向に配置された第1の素材把持手段(13、47)と第2の素材把持手段(39、43)とを有する素材把持手段セット(62、63)を備え、前記第1の素材把持手段は、前記加工素材を前記送り方向に固定可能に把持する第1の把持部(27、30)を有し、前記第2の素材把持手段は、前記加工素材が貫通自在に形成された貫通孔(14c)と、前記加工素材を前記送り方向に移動可能に把持する第2の把持部(27、30)と、を有し、前記第1及び第2の素材把持手段は、前記送り方向に相対的に接近離反自在に設け、前記素材把持手段セットは、前記送り方向に2セット設けられていると共に、これら素材把持手段セットは、前記第2の素材把持手段側を互いに対向させて前記送り方向に対称配置されている、ことを特徴とする。
【0007】
また請求項2の発明は、加工素材を送り方向に送る素材送り装置において、
前記送り方向に配置された第1の素材把持手段と第2の素材把持手段とを有する素材把持手段セットを備え、前記第1の素材把持手段は、前記加工素材を前記送り方向に固定可能に把持する第1の把持部を有し、前記第2の素材把持手段は、前記加工素材が貫通自在に形成された貫通孔と、前記加工素材を前記送り方向に移動可能に把持する第2の把持部と、を有し、前記第1及び第2の素材把持手段は、前記送り方向に相対的に接近離反自在に設け、前記第1の把持部は爪状に形成し、前記第2の把持部は回転自在なローラ(27c、30c)で形成した、ことを特徴とする。
【0008】
また請求項の発明は、前記2セットの素材把持手段セットにおいて、2つの前記第1の把持部は、回転角度制御可能な状態で同期して回転駆動自在に設けられている、ことを特徴とする。
【0009】
また請求項4及び5の発明は、素材把持手段セットの前記第1の素材把持手段と前記第2の素材把持手段との間に加工素材を、前記送り方向とは交差する方向に供給可能な加工素材供給手段(7)を設けた、ことを特徴とする。
【0010】
なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。
【0011】
【発明の効果】
上記構成により請求項1の発明では、加工素材を送る場合、第1の素材把持手段で加工素材の一端を固定的に把持すると共に、第2の素材把持手段で前記加工素材の中央寄り位置を移動可能に(案内)支持する。これにより、加工素材が自重により歪んだりすることなく、加工素材の自動送りが適切に行える。
【0012】
また、2セットの素材把持手段セット間で加工素材を受け渡しながら送ることができるので、一方の素材把持手段セットから送られる加工素材の送り量に拘わらず、該加工素材は自重により歪んだりするようなことがなく、加工素材の自動送りが適切に行える。
【0013】
また請求項の発明では、爪状に形成された第1の把持部により加工素材が送り方向に移動しないように確実に固定でき、ローラで形成された第2の把持部により加工素材が送り方向にスムーズに移動できる。
【0014】
また請求項の発明では、2つの第1の把持部を回転角度制御しつつ回転させることにより、長尺の加工素材の3次元加工を容易に行うことが出来る。
【0015】
また請求項4及び5の発明では、素材把持手段セットに対する加工素材の供給が、加工素材供給手段により送り方向と交差する方向でなされるので、例えば、素材把持手段セットの送り方向上流側から長尺の加工素材を供給するようなことはせずに済み、加工素材供給時の作業スペースが節約できる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
【0017】
図1は、3次元線状加工装置の一例であるレーザ加工装置の全体を示した正面図、
図2は、図1のレーザ加工装置における平面図、
図3は、図1のレーザ加工装置における第1チャック装置付近を示す側面図、
図4は、図1のレーザ加工装置における第2チャック装置付近を示す側面図、
図5は、図1のレーザ加工装置における第3チャック装置付近を示す側面図、
図6は、図1のレーザ加工装置における第4チャック装置付近を示す側面図、
図7は、図1のレーザ加工装置における搬入コンベア部分の側面図、
図8乃至図10は、ワーク受け装置の動作態様の一例を示す側面図、
図11は、第1乃至第4チャック装置が最大限接近した場合の状態を示す平面図、
図12は、図11の正面図、
図13は、第2及び第3チャック装置の正面図、
図14は、第2及び第3チャック装置の側面図、
図15は、チャック装置の爪開閉駆動部を示す正面図、
図16は、図15の側面図、
図17は、第1及び第3チャック装置の正面図、
図18は、図17の側面図、
図19は、各種の長尺ワークを搭載するためのワークサポートの例を示す側面図である。
【0018】
3次元線状加工装置であるレーザ加工装置1は、図1及び図2に示すように、図中左右方向に伸延した形の機体2を有しており、機体2は、図中右方から順にフロントワークフィーダ3、加工部5及びリアワークフィーダ6が配置されている。フロントワークフィーダ3は、パイプやアングル材などの、同一断面が材の軸心方向に連続する所謂長尺部材をストックし、1本づつ供給するワークストック装置7を有しており、ワークストック装置7には、図2及び図7に示すように、機体2に設けられた複数のコンベア装置10を有している。コンベア装置10には、無端状に巻き掛けられたチェーン10bが各コンベア装置10間で同期的に回転自在にそれぞれ設けられており、各チェーン10bには複数のワークサポート10aが所定の間隔で配置されている。
【0019】
ワークサポート10aは、図19に示すように、レーザ加工装置1で加工が可能な各種の長尺部材の断面形状に応じて複数種類用意されており、それらワークサポート10aは、チェーン10bに着脱交換自在に設けられている。ワークサポート10aには、図19に示すように、円形、四角形、H形、L形、C形など各種の断面形状を有する長尺部材を、搭載できるように、各部材に対応した部材搭載部10cがぞれぞれ形成されており、レーザ加工装置1で加工する部材に応じてそれらワークサポート10aをチェーン10bに装着し、当該装着されたワークサポート10a上に対応する長尺部材を搭載する。
【0020】
ワークストック装置7の、図7右方には、複数の移動架台9が、機体2上を図7矢印A、B方向に同期的に移動駆動自在に設けられており、各移動架台9の図中左端部にはワーク受け渡し装置11がそれぞれ設けられている。ワーク受け渡し装置11には、着脱自在に設けられたワーク搭載部11aが、各ワーク受け渡し装置11間で同期的に昇降駆動自在に設けられている。
【0021】
フロントワークフィーダ3の、ワークストック装置7の、図2上方の機体2には、ガイドレール12、12が、X軸方向である矢印C、D方向に敷設されており、ガイドレール12、12には第1チャック装置13がガイドレール12、12に沿って機体2上を矢印C、D方向に移動駆動自在に設けられている。
【0022】
第1チャック装置13は、図3に示すように、ガイドレール12に懸架された本体15を有しており、本体15には、図15に示すように、ギヤ16aの装着された駆動モータ16が設けられている。駆動モータ16には、本体15に中心軸CT1を中心に回転駆動自在に支持された回転ヘッド17が、該回転ヘッド17の外周部に、図15及び図18に示すように、配置されたギヤ17aを介して噛合している。
【0023】
回転ヘッド17は、図16に示すように、ベアリング19により本体15に対して回転自在に支持されたヘッド本体14を有しており、ヘッド本体14の中央部には、枠体14bが、全体が四角形状の枠を形成する形で設けられている。枠体14bの各辺には、図16に示すように、ガイドレール14a、14aが枠体14bを取り囲む形で図15矢印E、F方向に設けられており、各辺のガイドレール14a、14aには、スライドプレート22、23がそれぞれ直動案内装置などの公知の直線軸受け手段を介して矢印E、F方向に摺動自在に設けられている。
【0024】
スライドプレート22には、ブラケット22aが設けられており、ブラケット22aには、ヘッド本体14に設けられた駆動シリンダ25が、矢印E、F方向に移動駆動自在に設けられたロッド25aを介して接続されている。各スライドプレート22、23には、図14及び図16に示すように、ラック22b、23bが互いに対向する形で形成されており、ラック22b、23bには、枠体14bの各辺の中央部に回転自在に支持されたギヤ21aが噛合している。
【0025】
各辺のスライドプレート22、23のうち、図15のG、H側の対向するスライドプレート22、23の対には、図17に示すように、略T字型に形成された接続プレート26、26が、G、H側でそれぞれ対向する2対のスライドプレート22と23を腕26a、26aを介してそれぞれ接続する形で設けられており、各接続プレート26には、爪部材27が装着部27aを介してそれぞれ着脱自在に装着されている。爪部材27は、図18に示すように、先端が図中左方向に突出する形で形成されており、爪部材27の先端部にはヘッド本体14の内側に屈曲した把持部27bが形成されている。なお、ワークの挿入部20を挟んで対向する1対の爪部材27の把持部27bは、図17に示すように、互いに対向する形で形成されている。また上述した、ガイドレール14a、スライドプレート22、23、ラック22b、23b、ギヤ21aは、接続プレート26、26用の同期移動機構24となっており、該同期移動機構24により接続プレート26、26は同期的に移動自在になっている。
【0026】
また、各辺のスライドプレート22、23のうち、図15のI、J側の対向するスライドプレート22、23の対には、図17に示すように、略C字型に形成された接続プレート29、29が、I、J側でそれぞれ対向する2対のスライドプレート22と23をそれぞれ接続する形で設けられており、各接続プレート29は、図18に示すように、接続プレート26の図中左側を該接続プレート26と干渉することなく図中左右方向に重なり合う形で設けられている。各接続プレート29には、爪部材30が装着部30aを介してそれぞれ装着されている。爪部材30には、図18に示すように、先端が図中左方向に突出する形で形成されており、爪部材30の先端にはヘッド本体14の内側に屈曲した把持部30bが形成されている。ワークの挿入部20を挟んで対向する1対の爪部材30の把持部30bは、図17に示すように、互いに対向する形で形成されており、爪部材30の把持部30bは、図18に示すように、爪部材27の把持部27bに対して図中左方向にずれた形で形成されている。これにより、図17に示すように、爪部材27、30をヘッド本体14の中央部に接近させた場合でも両爪部材27、30の把持部27b、30bが互いに干渉しないように形成されている。また上述した、ガイドレール14a、スライドプレート22、23、ラック22b、23b、ギヤ21aは、接続プレート29、29用の同期移動機構24となっており、該同期移動機構24により接続プレート29、29は同期的に移動自在になっている。
【0027】
以上のように、各把持部27b、30bは、本体15の軸心方向(中心軸CT1)に平行な投影形状(図17)が実質的に直線状となるように形成した。また、互いに隣接した爪部材27、30は、前記把持部27b、30bを軸心方向にずらすことにより、これら把持部27b、30bの軸心方向に平行な投影形状が交差部PX(図17)を形成する形で交差自在に配置した。また、各把持部27b、30bは、軸心方向に平行な投影形状において該把持部27b、30bの両側に形成される交差部PX、PX間の距離LP(図17)が、該把持部27b、30bの幅LWよりも小さくなる位置まで移動可能に配置されている。なお、各把持部27b、30bの、軸心方向に平行な投影形状は略同一寸法となっている。
【0028】
また、第1チャック装置13のヘッド本体14には、図18に示すように、枠体14bの内側に孔14cが形成されており、孔14cにはブラケット14dを介してアクチュエータ14fが、ロッド14gをX軸方向である図中矢印C、D方向に突出駆動自在にした形で設けられている。ロッド14gの先端にはキックアウトプレート14hが装着されている。
【0029】
ところで、図1の加工部5は、レーザ発振器31を有しており、レーザ発振器31の左方には、加工ヘッド部32が設けられている。加工ヘッド部32にはサドル33がY軸方向である矢印K、L方向に移動駆動位置決め自在に設けられており、サドル33とレーザ発振器31との間にはレーザ光路管35が、レーザ発振器31から出力されたレーザ光をサドル33に供給自在なる形で伸縮自在に接続されている。
【0030】
サドル33の図1下端には、加工ヘッド36が、Z軸方向である矢印M、N方向に移動駆動位置決め自在に設けられており、加工ヘッド36には、図12に示すように、トーチ37がA軸方向である矢印O、P方向及びB軸方向である矢印QB、RB方向に回転駆動位置決め自在に設けられている。
【0031】
加工ヘッド部32には、図4に示すように、第2チャック装置39が、前述の第1チャック装置13とX軸方向である矢印C、D方向に同心で整合する形で固定的に設けられており、第2チャック装置39は、第1チャック装置13と略同等の構成を有している。従って、第1チャック装置13と同一の部分には同一の符号を付して当該部分の説明を省略する。第2チャック装置39と第1チャック装置13の相違点は、図14に示すように、本体15の孔14cが貫通しており、アクチュエータ14fが設けられていない点と、接続プレート26、29に装着される爪部材27、30の把持部が回転自在なローラ把持部27c、30cとなっている点である。この第2チャック装置39の場合、爪部材27、30は、孔14cのうち図14中紙面左側の開口14t近傍に配置れている。なお、ローラ把持部27c、30cも、図14に示すように、互いに干渉しないように、図中左右方向、即ちC、D方向にその装着位置がずれた形で設けられている。以上説明した第1及び第2チャック装置13、39は1組の第1チャック装置セット62を構成している(図11)。
【0032】
加工ヘッド部32の、第2チャック装置39の図1左方には、図4に示すように、切断ワーク排出部32aが形成されており、切断ワーク排出部32aと第2チャック装置39の間には、第1ワーク受け装置40が、第2チャック装置39で保持切断されたワークを受け取り自在な形で設けられている。第1ワーク受け装置40は、図4に示すように、加工ヘッド部32に矢印M、N方向に昇降自在に設けられたアクチュエータ41及び、該アクチュエータ41によりシャフト44を介して、第2チャック装置39と切断ワーク排出部32aとの間で揺動駆動自在に設けられた受け取りアーム42を有しており、受け取りアーム42は、先端にL字型のワーク収納部42aが形成されている。
【0033】
加工ヘッド部32における第2チャック装置39の図1左方には、ガイドレール32b、32bがX軸方向である矢印C、D方向に平行に形成されており、ガイドレール32b、32bには、第3チャック装置43がガイドレール32b、32b上を、移動駆動位置決め自在に設けられている。第3チャック装置43は、第1及び第2チャック装置13、39と同心で設けられており、そのチャック部分の構成は、第2チャック装置39と同一であるが、その配置が図12に示すように、第2チャック装置39に対して対称配置となっている。
【0034】
第3チャック装置43の本体15には、図5及び図8に示すように、第2ワーク受け装置45が設けられており、第2ワーク受け装置45も、第1ワーク受け装置40とアクチュエータ41の取り付け位置が相違するだけで略同一の構成を有している。従って、第1ワーク受け装置40と同一の部分には、同一の符号を付して当該部分の説明を省略する。
【0035】
一方、リアワークフィーダ6には、図1及び図2に示すように、第1ワーク受け装置40と同一構成の第4ワーク受け装置55が、図9に示すように、設けられており、更にリアワークフィーダ6には、機体2にガイドレール46、46がX軸方向である矢印C、D方向に平行に設けられている。ガイドレール46、46には、第4チャック装置47がガイドレール46、46に沿ってX軸方向である矢印C、D方向に移動駆動位置決め自在に設けられている。第4チャック装置47は、第1乃至第3チャック装置13、39、43とX軸方向に同心で整合する形で設けられており、第4チャック装置47は、そのチャック部分の構成は、第1チャック装置13と同一であるが、その配置が図12に示すように、第1チャック装置13に対して対称配置となっている。以上説明した第3及び第4チャック装置43、47は1組の第2チャック装置セット63を構成しており、この第2チャック装置セット63と、既に説明した第1チャック装置セット63により素材送り装置60が構成されている(図11)。
【0036】
第4チャック装置47の本体15には、図6及び図16に示すように、第3チャック装置43の第2ワーク受け装置45と同様の第3ワーク受け装置50が設けられており、第2ワーク受け装置45と同一の部分には、同一の符号を付して当該部分の説明を省略する。
【0037】
リアワークフィーダ6の図2下方には、ワーク搬出装置51が設けられており、ワーク搬出装置51は図2、5及び6に示すように、複数のコンベア装置52を有している。
【0038】
レーザ加工装置1は、以上のような構成を有するので、該レーザ加工装置1を用いてパイプ、アングル材、形鋼などの、同一断面が材軸方向に連続する所謂長尺部材を加工する場合には、加工すべき長尺部材を、ワークストック装置7のコンベア装置10に搭載する。コンベア装置10には、加工すべき長尺部材53の断面形状に対応した形で図19に示すように、対応した部材搭載部10cの形成されたワークサポート10aが設けられているので、対応するワークサポート10a上に加工すべき長尺部材53を搭載する。
【0039】
次に、コンベア装置10を駆動して、図7に示すように、各ワークサポート10a上に搭載された長尺部材53を矢印A方向に移送すると共に、移動架台9をB方向に移動させて、ワーク受け渡し装置11をコンベア装置10側に移動させる。コンベア装置10をA方向に移動させてゆくうちに、図中最右方のワークサポート10aに搭載された長尺部材53が、ワーク受け渡し装置11のワーク搭載部11a上に移載される。なお、ワーク搭載部11aの形状も、図19に示すように、長尺部材53の断面形状に適合させたものを装着して用いる。
【0040】
この状態で、ワーク受け渡し装置11を、矢印A方向に移動させると共に、図7上方に移動させ、ワーク受け渡し装置11に搭載された長尺部材53を第1チャック装置13と第2チャック装置39との間に位置決めする。次に、第1及び第2チャック装置13の駆動モータ16をそれぞれ回転駆動して、ギヤ16a、17aを介して回転ヘッド17を本体15に対して中心軸CT1を中心に回転させ、所定のオリエント位置(回転ヘッド17を用いた加工上の基準となる中心軸CT1周りの基準角度位置)に位置決めする。次に、各回転ヘッド17の全ての駆動シリンダ25を駆動してロッド25aを矢印E方向に後退させる。すると、ロッド25aにブラケット22aを介して接続された全てのスライドプレート22もガイドレール14aを介してE方向に移動すると共に、スライドプレート22、23のラック22b、23b及びギヤ21aを介してスライドプレート23も、スライドプレート22と同期する形で矢印F方向に移動を開始する。
【0041】
すると、第1チャック装置13の互いに対向する2対のスライドプレート22、23に接続プレート26、29を介して装着された2対の爪部材27、30が、図18の矢印R方向、即ち、中心軸CT1に対して放射方向外側に移動し、各爪部材27、30の把持部27b、30bが解放され、第1チャック装置13は解放状態となる。
【0042】
同様に、第2チャック装置39も、爪部材27、30のローラ把持部27c、30cが、図14の矢印R方向、即ち、中心軸CT1対して放射方向外側に移動し、各爪部材27、30のローラ把持部27c、30cが解放され、第2チャック装置13は解放状態となる。
【0043】
この状態で、第1チャック装置13を図1矢印C方向にガイドレール12に沿って移動させると、ワーク受け渡し装置11のワーク搭載部11aに搭載された長尺部材53の右端部はC方向に移動駆動される第1チャック装置13の、図17に示すように解放状態の4個の爪部材27、30の間に挿入される。
【0044】
次に、この状態で、第1チャック装置13の駆動シリンダ25を先程とは逆方向に駆動してロッド25aを矢印F方向に突出させる。すると、互いに対向する2対のスライドプレート22、23に接続プレート26、29を介して装着された2対の爪部材27、30が、図18の矢印Q方向、即ち、中心軸CT1対して放射方向内側に移動し、各爪部材27、30の把持部27b、30bも矢印Q方向に移動する。
【0045】
この移動は、各スライドプレート22、23がラック22b、23b、ギヤ21aを介して同期的に矢印Q方向に移動駆動されることから、図17に示すように、第1チャック装置13全体としては各スライドプレート22、23に装着された爪部材27、30が同時に中心軸CT1方向に、各爪部材27、30の把持部27b、30bと中心軸CT1との間の距離L1が常に等しくなる形で、同速度で移動することとなる。各把持部27b、30bは、図17に示すように、互いに90°をなす形で直線的に形成されているので、四方を各爪部材27、30の把持部27b、30bに取り囲まれた形でヘッド本体14a内に挿入された長尺部材53は、各把持部27b、30bにより、中心軸CT1に対してその寸法中心が自動的にセンタリングされる形で把持されることとなる。このセンタリング動作は、長尺部材53の断面形に外接する四角形の中心位置を中心軸CT1に一致させる形で行われる。
【0046】
なお、互いに対向する各爪部材27、30の対は、それら爪部材27、30に長尺部材53側から作用する把持に伴う反力が所定の値に達した際には、対応する駆動シリンダ25の駆動が停止されるので、長尺部材53が長方形断面などのように各爪部材27、30の対の矢印Q方向への移動量が異なっていても、適正な把持力で長尺部材53を把持することが出来る。
【0047】
以上のように各把持部27b、30bが、中心軸CT1方向に平行な投影形状において該把持部27b、30bの両側に形成される交差部PX、PX間の距離LPが、該把持部27b、30bの幅LWよりも小さくなる位置で移動可能となっているので、中心軸CT1方向に平行な投影形状が閉鎖環を形成し、しかもこの閉鎖環の大きさを拡大・縮小自在な形で複数の把持部27b、30bが移動可能である。つまり、挿入部20に挿入された長尺部材53は、複数の把持部27b、30bによる閉鎖環で包囲され、たとえ異形断面形状であったとしても、該長尺部材53を包囲する閉鎖環を縮小させると3点以上の接点で安定してクランプできる状態を必ず作り出すことができる。つまり本実施形態による第1〜4チャック装置によると、異形断面形状をもつワークも適切にクランプすることができる。
【0048】
こうして、長尺部材53の端部が第1チャック装置13により把持されたところで、第1チャック装置13を図1矢印C方向に移動させ、今度は、長尺部材53の図中左方の先端部を、解放状態にあるローラ把持部27c、30cを有する第2チャック装置39の孔14c内に、挿入貫通させ、加工ヘッド部32の加工ヘッド36の下方に、配置する。
【0049】
この状態で、第1チャック装置13と同様に、第2チャック装置39の駆動シリンダ25を図15矢印F方向に移動駆動して、ローラ把持部27c、30cを、同様に図13矢印Q方向に同期的に等速度で移動させ、長尺部材53の先端部をセンタリングする形で把持する。
【0050】
こうして、長尺部材53が第1及び第2チャック装置13、39によりセンタリングされた形で把持したところで、図7のワーク受け渡し装置11のワーク搭載部11aを降下させると共に、移動架台9を矢印B方向に退避させる。次に、第1チャック装置39を図1矢印C方向に適宜移動駆動して、第1及び第2チャック装置13、39によって把持された状態の長尺部材53を加工ヘッド部32側に送り出し、長尺部材53の加工すべき部位を加工ヘッド36の下方の、所定の加工位置に位置決めする。
【0051】
この際、長尺部材53は、第2チャック装置39のローラ把持部27c、30cにより、軸心CT1に対しては回転不能であるが、X軸方向である矢印C、D方向には移動自在に支持されているので、第1チャック装置13を矢印C方向に移動駆動することにより、長尺部材53をX軸方向に、センタリング状態を保持したままで容易に移動させることが出来る。
【0052】
こうして長尺部材53の加工すべき部位が加工ヘッド36の下方の、所定の加工位置に位置決めされたところで、レーザ発振器31、レーザ光路管35を介してレーザ光を加工ヘッド36に供給し、トーチ37から長尺部材53に対してレーザを射出し、切断加工を開始する。加工は、所定の加工プログラムに基づいて、図示しない数値制御装置を介して第1及び第2チャック装置13、39の回転ヘッド17、17を、駆動モータ16により、中心軸CT1周りに同期的に回転駆動させて長尺部材53をX軸周り(即ち、C軸)に任意の位置に角度保持自在な形で回転駆動させると共に、第1チャック装置13を矢印C、D方向に移動駆動させて、長尺部材53を矢印C、D方向及びC軸方向に任意の位置で位置決め保持自在に移動駆動させることにより行う。
【0053】
また、トーチ37は、既に述べたように、矢印K、L方向であるY軸方向、矢印M、N方向であるZ軸方向、矢印O、P方向であるA軸方向、矢印QB、RB方向であるB軸方向に移動駆動位置決め自在となっているので、前述の長尺部材53の移動駆動動作と相まって、長尺部材53に対して3次元立体加工を容易に行うことが出来る。
【0054】
長尺部材53のトーチ37による切断加工が終了すると、該切断されたワークは第1ワーク受け装置40のワーク収納部42aにより、図4に示すように、切断ワーク排出部32aへ排出される。切断ワークがワーク排出部32aへ排出されたところで、第1チャック装置13が再度矢印C方向、即ち加工ヘッド36方向に所定量移動駆動され、長尺部材53の未加工部分が第2チャック装置39から矢印C方向、即ち加工ヘッド36側に再度送出され、トーチ37により加工プログラムに基づく所定の加工が連続的に行われる。
【0055】
上述の場合には、長尺部材53を第1及び第2チャック装置13、39により片持ち状態で支持した状態で、長尺部材53の先端部分を切断し、加工済みワークを加工ヘッド36の下方に設けられたワーク排出部32aに排出した場合について述べたが、レーザ加工装置1では、上述した加工法のほかに、第3チャック装置43、更には必要に応じて第4チャック装置47により、長尺部材53を保持し、加工装置両側のチャック装置13、39、43、47により長尺部材53を支持し、その状態でチャック装置39と43の間で長尺部材53をトーチ37により切断加工することも可能である。
【0056】
この場合、第3チャック装置43は矢印C、D方向に所定距離範囲にわたり移動駆動位置決めが可能であり、第4チャック装置47は、リアワークフィーダ6のX軸の略全長にわたり移動駆動位置決めが可能なので、長尺部材53の保持に際しては、長尺部材53から切断加工すべきワークの長さに応じて第3チャック装置43又は第4チャック装置47をX軸方向に移動させ、その状態で第1チャック装置13を矢印C方向に移動駆動して長尺部材53を矢印C方向に、前述の片持ち状態による加工の場合よりも長く突出させ、そこで長尺部材53を第3チャック装置43、必要ならば第4チャック装置47にも保持させる。すると、長尺部材53は、トーチ37を挟んで加工部の両側で保持されるので、長尺部材53が自重により撓んでしまうことがなく、精度の良い加工が可能となる。
【0057】
なお、第3チャック装置43も、第2チャック装置39と同様に長尺部材53をローラ把持部27c、30cで把持することから、長尺部材53を矢印C、D方向に自由に移動させつつ保持することが可能であり、任意長さのワークの切断加工を簡単に行うことが出来る。
【0058】
更に、長尺部材53を中心軸CT1周りに任意の角度位置に回転位置決めして加工したり、また所定の角速度で回転させつつ加工することも、第1、第2、第3、第4チャック装置13、39、43、47の各回転ヘッド17を同期的に回転駆動させることにより、簡単に行うことが出来る。
【0059】
また、第1及び第4チャック装置13、47で長尺部材をその両端で把持しつつ、第1及び第4チャック装置13、47をX軸方向に同期的に移動駆動させることにより、長尺部材を第2及び第3チャック装置39、43で摺動支持させながら加工することも当然可能である。
【0060】
以上のように、長尺部材を送る場合、第1チャック装置13(第4チャック装置47)で長尺部材の一端を固定的に把持すると共に、第2チャック装置39(第3チャック装置43)で長尺部材の中央寄り位置を移動可能に(案内)支持する。これにより、長尺部材が自重により歪んだりすることなく、長尺部材の自動送りが適切に行える。また、第1チャック装置13(第4チャック装置47)の爪部材27、30が第2チャック装置39(第3チャック装置43)の孔14cに嵌入できるので、把持された長尺部材の一端はこの孔14c内に入ることができ、できるだけ端の部分までが送り方向に送り出せるようになっている。これにより加工できない把持代が少なくなり歩留まりが向上する。
【0061】
また、比較的長いワークを切り出す場合には、トーチ37により切断されたワークは、第3チャック装置43を解放した状態で第4チャック装置47を切断済みワークを保持した状態で矢印C方向に移動させ、切り出されワークの端部が第3チャック装置43から矢印C方向に外れたところで、予め中心軸CT1方向に揺動駆動された状態の第2、第3、第4ワーク受け装置45、50、55上に切断済みワークを移動させる。
【0062】
更に、その状態で第4チャック装置47の把持部27b、30bを解放すると共に、第4チャック装置47のアクチュエータ14fを駆動してキックアウトプレート14hを突出させて、ワークを第2、第3、第4ワーク受け装置45、50、55上に移載させる。そして、第2、第3、第4ワーク受け装置45、50、55を図5及び図6に示すように下方に揺動させて、切断済みのワークをワーク搬出装置51のコンベア装置52上に移載する。コンベア装置52上に移載された切断済みワークは、該コンベア装置52及び人力により適宜外部に搬出される。
【0063】
なお、長尺部材53の加工ヘッド部32に対する移送は、第1及び第2チャック装置13、39が行い、切断済みワークの加工ヘッド部32からの搬出は第3及び第4チャック装置43、47が主として行うが、加工ヘッド部32側の第2及び第3チャック装置39、43は、図11及び図12に示すように、第3チャック装置43を図中最も右方に移動させた状態で互いのローラ把持部30c、30cが当接接触する状態とすることが出来るので、第2チャック装置39側に把持された長尺部材53の先端部を、第3チャック装置43より最小の突出長さで把持することが出来、長尺部材53をX軸方向に短く切断する場合で、更に第3チャック装置43側で切断済みワークを把持して端部加工などを行う場合でも、確実にワークを把持することが出来る。
【0064】
また、第1及び第4チャック装置13、47は、図11及び図12に示すように、その爪部材27、30が、第2及び第3チャック装置39、43の回転ヘッド17の孔14c内に嵌入し、その先端部の把持部27b、30bは第2及び第3チャック装置39、43のローラ把持部27c、30c近傍にまで達することが出来るので、第1及び第4チャック装置13、47で把持しながら加工ヘッド36による加工を行った場合に、加工のための把持代を最小にすることが出来、無駄な切り残し量を極力抑えた形での加工が可能となり、材料の歩留まりを向上させることが出来る。
【0065】
なお、第1チャック装置13又は第4チャック装置47側に最後に残留した長尺部材53の残材は、爪部材27、30を解放状態にしてアクチュエータ14fを駆動してキックアウトプレート14hを図17矢印C又はD方向に突出させることにより円滑にチャック装置13、47外部に排出することが出来る。
【0066】
また、上述の実施例は、3次元線状加工装置としてレーザ加工装置について説明したが、3次元線状加工装置としては、レーザ加工装置に限らず、線状に部材を切断加工することが可能であれば、プラズマ切断装置やガス切断装置など各種の3次元線状加工装置を用いることが出来る。
【0067】
更に、上述のレーザ加工装置1の制御軸構成は、加工ヘッド36のトーチ37が、Y軸、Z軸、A軸、B軸の4制御軸構成で、第1チャック装置13、第3チャック装置43及び第4チャック装置47をX軸及びC軸制御の2制御軸構成とし、第2チャック装置39をC軸制御の1軸構成としたが、装置全体としての制御軸構成は加工ヘッド36による自由曲面形状の加工が可能な限りどのような構成でも良い。
【0068】
上述した実施例では、接続プレート26(29)と爪部材27(30)からなるクランプ部材を4個設けたが、この個数は4個に限定されない。例えば、3個又は5個以上のクランプ部材を設けてクランプ装置を構成することも可能である。
【0069】
また上述した実施例では、把持部27b、30b(ローラ把持部27c、30c)の幅LWは全て同一寸法であったが、この幅は必ずしも同一寸法である必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図1】3次元線状加工装置の一例であるレーザ加工装置の全体を示した正面図。
【図2】図1のレーザ加工装置における平面図。
【図3】図1のレーザ加工装置における第1チャック装置付近を示す側面図。
【図4】図1のレーザ加工装置における第2チャック装置付近を示す側面図。
【図5】図1のレーザ加工装置における第3チャック装置付近を示す側面図。
【図6】図1のレーザ加工装置における第4チャック装置付近を示す側面図。
【図7】図1のレーザ加工装置における搬入コンベア部分の側面図。
【図8】ワーク受け装置の動作態様の一例を示す側面図。
【図9】ワーク受け装置の動作態様の一例を示す側面図。
【図10】ワーク受け装置の動作態様の一例を示す側面図。
【図11】第1乃至第4チャック装置が最大限接近した場合の状態を示す平面図。
【図12】図11の正面図。
【図13】第2及び第3チャック装置の正面図。
【図14】第2及び第3チャック装置の側面図。
【図15】チャック装置の爪開閉駆動部を示す正面図。
【図16】図15の側面図。
【図17】第1及び第3チャック装置の正面図。
【図18】図17の側面図。
【図19】各種の長尺ワークを搭載するためのワークサポートの例を示す側面図。
【符号の説明】
7……加工素材供給手段(ワークストック装置)
13……第1の素材把持手段(第1チャック装置)
14c……貫通孔(孔)
27、30……第1の把持部、第2の把持部(爪部材)
27c、30c……ローラ(ローラ把持部)
39……第2の素材把持手段(第2チャック装置)
43……第2の素材把持手段(第3チャック装置)
47……第1の素材把持手段(第4チャック装置)
53……加工素材(長尺部材)
60……素材送り装置
62……素材把持手段セット(第1チャック装置セット)
63……素材把持手段セット(第2チャック装置セット)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a material feeding apparatus capable of suitably feeding a long workpiece material in a machine tool such as a laser beam machine.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, processing by a linear processing apparatus such as plasma cutting, gas cutting, and laser cutting has been performed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, a method for appropriately automatically feeding a long work material with such an apparatus has not yet been established.
[0004]
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a material feeding device capable of appropriately feeding a long processed material.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The invention of claim 1 which solves the above-mentioned problem is the material feeding device (60) for feeding the processed material (53) in the feeding direction, and the first material gripping means (13, 47) arranged in the feeding direction. A material gripping means set (62, 63) having two material gripping means (39, 43), wherein the first material gripping means grips the processed material in a fixed manner in the feed direction. The second material gripping means has a gripping part (27, 30), and grips the work material so as to be movable in the feed direction, and a through hole (14c) in which the work material can be freely penetrated. A second gripping portion (27, 30), wherein the first and second material gripping means are provided relatively close to and away from the feed direction, and the material gripping means set is the feed There are two sets in the direction, and these material grips Means sets said second material gripping means side are opposed to each other are symmetrically disposed in the feed direction, characterized in that.
[0007]
The invention of claim 2 is a material feeding device for feeding a processed material in the feeding direction.
A material gripping means set having a first material gripping means and a second material gripping means arranged in the feeding direction is provided, and the first material gripping means can fix the processed material in the feeding direction. The second material gripping means includes a through-hole in which the processed material is formed so as to be freely penetrated, and a second material gripping the processed material so as to be movable in the feeding direction. And the first and second material gripping means are provided so as to be relatively close to and away from each other in the feeding direction, the first gripping part is formed in a claw shape, and the second The gripping part is formed by a rotatable roller (27c, 30c).
[0008]
According to a third aspect of the present invention, in the two sets of material gripping means, the two first gripping portions are provided so as to be rotationally driven synchronously in a state in which the rotation angle can be controlled. And
[0009]
In the inventions according to claims 4 and 5 , the workpiece material can be supplied between the first material gripping means and the second material gripping means of the material gripping means set in a direction crossing the feeding direction. The processing material supply means (7) is provided.
[0010]
Note that the numbers in parentheses are for the sake of convenience indicating the corresponding elements in the drawings, and therefore the present description is not limited to the descriptions on the drawings.
[0011]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, when the processed material is fed, the first material gripping means securely holds one end of the processed material, and the second material gripping means sets the position of the processed material closer to the center. Support (guide) to be movable. Thereby, automatic feed of the processed material can be appropriately performed without the processed material being distorted by its own weight.
[0012]
In addition, since the processed material can be transferred while being transferred between the two sets of material gripping means, the processed material may be distorted by its own weight regardless of the amount of the processed material sent from one material gripping means set. There is nothing, and automatic feeding of processed materials can be performed appropriately.
[0013]
In the invention of claim 2, the work material can be securely fixed by the first gripping portion formed in a claw shape so as not to move in the feeding direction, and the work material can be fed by the second gripping portion formed by a roller. Move smoothly in the direction.
[0014]
In the invention of claim 3 , three-dimensional machining of a long workpiece can be easily performed by rotating the two first gripping portions while controlling the rotation angle.
[0015]
In the inventions according to claims 4 and 5, since the processing material is supplied to the material gripping means set in a direction intersecting the feeding direction by the processing material supply means, for example, it is long from the upstream side in the feeding direction of the material gripping means set. This eliminates the need to supply a scale of processed material, and saves work space when supplying the processed material.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 is a front view showing an entire laser processing apparatus as an example of a three-dimensional linear processing apparatus;
FIG. 2 is a plan view of the laser processing apparatus of FIG.
FIG. 3 is a side view showing the vicinity of the first chuck device in the laser processing apparatus of FIG.
4 is a side view showing the vicinity of the second chuck device in the laser processing apparatus of FIG.
FIG. 5 is a side view showing the vicinity of a third chuck device in the laser processing apparatus of FIG.
6 is a side view showing the vicinity of the fourth chuck device in the laser processing apparatus of FIG.
7 is a side view of a carry-in conveyor portion in the laser processing apparatus of FIG.
8 to 10 are side views showing an example of the operation mode of the workpiece receiving device,
FIG. 11 is a plan view showing a state where the first to fourth chuck devices are as close as possible to each other,
12 is a front view of FIG.
FIG. 13 is a front view of the second and third chuck devices,
FIG. 14 is a side view of the second and third chuck devices,
FIG. 15 is a front view showing a claw opening / closing drive unit of the chuck device;
16 is a side view of FIG.
FIG. 17 is a front view of the first and third chuck devices,
18 is a side view of FIG.
FIG. 19 is a side view showing an example of a work support for mounting various long works.
[0018]
As shown in FIGS. 1 and 2, the laser processing apparatus 1 that is a three-dimensional linear processing apparatus has a machine body 2 that extends in the left-right direction in the figure, and the machine body 2 is viewed from the right side in the figure. A front work feeder 3, a processing unit 5, and a rear work feeder 6 are arranged in this order. The front work feeder 3 has a work stock device 7 that stocks so-called long members, such as pipes and angle materials, that have the same cross section continuous in the axial direction of the material, and supplies them one by one. 7 has a plurality of conveyor devices 10 provided in the machine body 2 as shown in FIGS. The conveyor apparatus 10 is provided with endlessly wound chains 10b that are synchronously rotatable between the conveyor apparatuses 10, and a plurality of work supports 10a are arranged at predetermined intervals on each chain 10b. Has been.
[0019]
As shown in FIG. 19, a plurality of types of work supports 10a are prepared according to the cross-sectional shapes of various long members that can be processed by the laser processing apparatus 1, and these work supports 10a are attached to and removed from the chain 10b. It is provided freely. As shown in FIG. 19, the work support 10a has a member mounting portion corresponding to each member so that long members having various cross-sectional shapes such as a circle, a rectangle, an H shape, an L shape, and a C shape can be mounted. 10c is formed, and the work support 10a is mounted on the chain 10b according to the member to be processed by the laser processing apparatus 1, and a corresponding long member is mounted on the mounted work support 10a. .
[0020]
On the right side of the work stock apparatus 7 in FIG. 7, a plurality of moving platforms 9 are provided on the machine body 2 so as to be movable and driven synchronously in the directions of arrows A and B in FIG. 7. A workpiece transfer device 11 is provided at each of the middle left ends. The workpiece delivery device 11 is provided with a workpiece mounting portion 11 a that is detachably provided so as to be driven up and down synchronously between the workpiece delivery devices 11.
[0021]
Guide rails 12 and 12 are laid in the direction of arrows C and D in the X-axis direction on the machine body 2 in the upper part of FIG. 2 of the work stock device 7 of the front work feeder 3. The first chuck device 13 is provided so as to be movable along the guide rails 12 and 12 on the machine body 2 in the directions of arrows C and D.
[0022]
As shown in FIG. 3, the first chuck device 13 has a main body 15 suspended from a guide rail 12. The main body 15 has a drive motor 16 to which a gear 16a is attached as shown in FIG. Is provided. The drive motor 16 is provided with a rotary head 17 supported on a main body 15 so as to be rotatable about a central axis CT1, as shown in FIG. 15 and FIG. It meshes via 17a.
[0023]
As shown in FIG. 16, the rotary head 17 has a head main body 14 that is rotatably supported by a bearing 19 with respect to the main body 15, and a frame body 14 b is provided at the center of the head main body 14. Are provided so as to form a rectangular frame. As shown in FIG. 16, guide rails 14a and 14a are provided in the directions of arrows E and F in FIG. 15 so as to surround the frame body 14b, as shown in FIG. 16, and the guide rails 14a and 14a on each side are provided. The slide plates 22 and 23 are slidably provided in the directions of arrows E and F via known linear bearing means such as linear motion guide devices, respectively.
[0024]
The slide plate 22 is provided with a bracket 22a, and a drive cylinder 25 provided on the head body 14 is connected to the bracket 22a via a rod 25a provided so as to be movable in the directions of arrows E and F. Has been. As shown in FIGS. 14 and 16, racks 22 b and 23 b are formed on the slide plates 22 and 23 so as to face each other, and the racks 22 b and 23 b have a central portion of each side of the frame body 14 b. The gear 21a supported rotatably is meshed.
[0025]
Of the slide plates 22 and 23 on each side, the pair of opposed slide plates 22 and 23 on the G and H sides in FIG. 15 includes a connection plate 26 formed in a substantially T shape, as shown in FIG. 26 is provided in such a manner that two pairs of slide plates 22 and 23 facing each other on the G and H sides are connected to each other via arms 26a and 26a, and a claw member 27 is attached to each connecting plate 26. Each is detachably mounted via 27a. As shown in FIG. 18, the claw member 27 is formed with a tip projecting leftward in the figure, and a grip portion 27 b bent inside the head body 14 is formed at the tip portion of the claw member 27. ing. Note that the gripping portions 27b of the pair of claw members 27 facing each other with the work insertion portion 20 interposed therebetween are formed to face each other as shown in FIG. Further, the guide rail 14 a, the slide plates 22 and 23, the racks 22 b and 23 b, and the gear 21 a described above serve as the synchronous movement mechanism 24 for the connection plates 26 and 26, and the connection plates 26 and 26 are formed by the synchronous movement mechanism 24. Are freely movable synchronously.
[0026]
Further, among the slide plates 22 and 23 on each side, the pair of opposed slide plates 22 and 23 on the I and J sides in FIG. 15 is connected to a connection plate formed in a substantially C shape as shown in FIG. 29 and 29 are provided so as to connect two pairs of slide plates 22 and 23 facing each other on the I and J sides, and each connection plate 29 is a diagram of the connection plate 26 as shown in FIG. The middle left side is provided so as to overlap in the left-right direction in the figure without interfering with the connection plate 26. A claw member 30 is mounted on each connection plate 29 via a mounting portion 30a. As shown in FIG. 18, the claw member 30 is formed with a tip protruding leftward in the figure, and a claw member 30 b bent inside the head body 14 is formed at the tip of the claw member 30. ing. As shown in FIG. 17, the gripping portions 30b of the pair of claw members 30 facing each other with the work insertion portion 20 interposed therebetween are formed to face each other, and the gripping portions 30b of the claw members 30 are formed as shown in FIG. As shown in FIG. 2, the gripping portion 27b of the claw member 27 is formed so as to be shifted in the left direction in the drawing. Accordingly, as shown in FIG. 17, even when the claw members 27 and 30 are brought close to the center portion of the head main body 14, the grip portions 27b and 30b of both the claw members 27 and 30 are formed so as not to interfere with each other. . Further, the guide rail 14 a, the slide plates 22 and 23, the racks 22 b and 23 b, and the gear 21 a described above serve as the synchronous movement mechanism 24 for the connection plates 29 and 29, and the connection plates 29 and 29 are formed by the synchronous movement mechanism 24. Are freely movable synchronously.
[0027]
As described above, the gripping portions 27b and 30b are formed so that the projected shape (FIG. 17) parallel to the axial direction (center axis CT1) of the main body 15 is substantially linear. Further, the claw members 27 and 30 adjacent to each other have the projected portions parallel to the axial direction of the gripping portions 27b and 30b intersecting portions PX (FIG. 17) by shifting the gripping portions 27b and 30b in the axial direction. It was arranged so that it could cross freely. Further, each gripping portion 27b, 30b has a distance LP (FIG. 17) between intersecting portions PX, PX formed on both sides of the gripping portion 27b, 30b in a projection shape parallel to the axial direction. , 30b so as to be movable to a position smaller than the width LW of 30b. In addition, the projection shape parallel to an axial center direction of each holding | gripping part 27b and 30b is a substantially the same dimension.
[0028]
Further, as shown in FIG. 18, a hole 14c is formed inside the frame body 14b in the head main body 14 of the first chuck device 13, and an actuator 14f is inserted into the hole 14c via a bracket 14d, and a rod 14g. Is provided in such a manner that it can be driven to project in the directions of arrows C and D in the figure, which is the X-axis direction. A kickout plate 14h is attached to the tip of the rod 14g.
[0029]
Incidentally, the processing unit 5 of FIG. 1 has a laser oscillator 31, and a processing head unit 32 is provided on the left side of the laser oscillator 31. A saddle 33 is provided on the machining head portion 32 so as to be movable and positioned in the directions of arrows K and L, which are Y-axis directions. A laser beam path 35 is provided between the saddle 33 and the laser oscillator 31, and the laser oscillator 31. The laser beam output from the laser beam is connected to the saddle 33 so as to be extendable and contractible.
[0030]
A processing head 36 is provided at the lower end of the saddle 33 in FIG. 1 so as to be movable and positionable in the directions of arrows M and N which are Z-axis directions. The processing head 36 has a torch 37 as shown in FIG. Are provided so as to be capable of rotational drive positioning in the directions of the arrows O and P which are the A axis direction and the arrows QB and RB which are the B axis directions.
[0031]
As shown in FIG. 4, a second chuck device 39 is fixedly provided on the machining head portion 32 so as to be concentrically aligned with the aforementioned first chuck device 13 in the directions of the arrows C and D, which are the X-axis directions. The second chuck device 39 has a configuration substantially equivalent to that of the first chuck device 13. Therefore, the same parts as those of the first chuck device 13 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The difference between the second chuck device 39 and the first chuck device 13 is that, as shown in FIG. 14, the hole 14c of the main body 15 penetrates and the actuator 14f is not provided, and the connection plates 26 and 29 are different from each other. The gripping portions of the claw members 27 and 30 to be mounted are rotatable roller gripping portions 27c and 30c. In the case of the second chuck device 39, the claw members 27 and 30 are arranged in the vicinity of the opening 14t on the left side of the paper in FIG. As shown in FIG. 14, the roller gripping portions 27c and 30c are also provided with their mounting positions shifted in the left-right direction in the drawing, that is, in the C and D directions so as not to interfere with each other. The first and second chuck devices 13, 39 described above constitute one set of first chuck device set 62 (FIG. 11).
[0032]
As shown in FIG. 4, a cutting workpiece discharge portion 32 a is formed on the processing head portion 32 on the left side of the second chuck device 39 in FIG. 1, and between the cutting workpiece discharge portion 32 a and the second chuck device 39. The first workpiece receiving device 40 is provided in such a manner that the workpiece held and cut by the second chuck device 39 can be received. As shown in FIG. 4, the first workpiece receiving device 40 includes an actuator 41 provided on the machining head portion 32 so as to be movable up and down in the directions of arrows M and N, and a second chuck device via a shaft 44 by the actuator 41. The receiving arm 42 is provided so as to be swingably driven between the cutting work discharging portion 32a and the cutting work discharging portion 32a. The receiving arm 42 has an L-shaped work storage portion 42a formed at the tip thereof.
[0033]
On the left side of the second chuck device 39 in the processing head portion 32 in FIG. 1, guide rails 32b and 32b are formed in parallel to the directions of arrows C and D, which are X-axis directions. A third chuck device 43 is provided on the guide rails 32b and 32b so as to be movable and positionable. The third chuck device 43 is provided concentrically with the first and second chuck devices 13 and 39, and the structure of the chuck portion is the same as that of the second chuck device 39, but the arrangement is shown in FIG. Thus, it is symmetrically arranged with respect to the second chuck device 39.
[0034]
As shown in FIGS. 5 and 8, the main body 15 of the third chuck device 43 is provided with a second work receiving device 45, and the second work receiving device 45 also includes the first work receiving device 40 and the actuator 41. They have substantially the same configuration only in the mounting position. Accordingly, the same parts as those of the first workpiece receiving device 40 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0035]
On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 2, the rear work feeder 6 is provided with a fourth work receiving device 55 having the same configuration as the first work receiving device 40, as shown in FIG. In the rear work feeder 6, guide rails 46, 46 are provided on the machine body 2 in parallel to the directions of arrows C and D, which are X-axis directions. A fourth chuck device 47 is provided on the guide rails 46 and 46 along the guide rails 46 and 46 so as to be movable and positionable in the directions of arrows C and D, which are the X-axis directions. The fourth chuck device 47 is provided so as to be concentrically aligned with the first to third chuck devices 13, 39, and 43 in the X-axis direction. Although it is the same as 1 chuck apparatus 13, the arrangement | positioning is symmetrical with respect to the 1st chuck apparatus 13, as shown in FIG. The third and fourth chuck devices 43 and 47 described above constitute one set of second chuck device set 63, and the second chuck device set 63 and the already described first chuck device set 63 feed the material. A device 60 is configured (FIG. 11).
[0036]
The main body 15 of the fourth chuck device 47 is provided with a third work receiving device 50 similar to the second work receiving device 45 of the third chuck device 43, as shown in FIGS. The same parts as those of the work receiving device 45 are denoted by the same reference numerals, and the description of the parts is omitted.
[0037]
A work unloading device 51 is provided below the rear work feeder 6 in FIG. 2, and the work unloading device 51 has a plurality of conveyor devices 52 as shown in FIGS.
[0038]
Since the laser processing apparatus 1 has the above-described configuration, when the laser processing apparatus 1 is used to process a so-called long member such as a pipe, an angle member, and a shape steel, in which the same cross section is continuous in the material axis direction. For this, a long member to be processed is mounted on the conveyor device 10 of the work stock device 7. Since the conveyor device 10 is provided with a work support 10a formed with a corresponding member mounting portion 10c as shown in FIG. 19 in a shape corresponding to the cross-sectional shape of the long member 53 to be processed, it corresponds. A long member 53 to be processed is mounted on the work support 10a.
[0039]
Next, the conveyor apparatus 10 is driven, and as shown in FIG. 7, the long member 53 mounted on each work support 10a is transferred in the arrow A direction, and the movable base 9 is moved in the B direction. Then, the workpiece transfer device 11 is moved to the conveyor device 10 side. As the conveyor device 10 is moved in the A direction, the long member 53 mounted on the rightmost work support 10a in the drawing is transferred onto the work mounting portion 11a of the work transfer device 11. In addition, as shown in FIG. 19, the shape of the workpiece mounting portion 11a is used by fitting it to the cross-sectional shape of the long member 53.
[0040]
In this state, the workpiece transfer device 11 is moved in the direction of arrow A and moved upward in FIG. 7, and the long member 53 mounted on the workpiece transfer device 11 is moved to the first chuck device 13 and the second chuck device 39. Position between. Next, the drive motors 16 of the first and second chuck devices 13 are driven to rotate, and the rotary head 17 is rotated about the central axis CT1 with respect to the main body 15 via the gears 16a and 17a. Positioning is performed at a position (a reference angular position around the central axis CT1 that serves as a reference for processing using the rotary head 17). Next, all the drive cylinders 25 of each rotary head 17 are driven to retract the rod 25a in the direction of arrow E. Then, all the slide plates 22 connected to the rods 25a via the brackets 22a are also moved in the E direction via the guide rails 14a, and the slide plates 22 and 23 are slid via the racks 22b and 23b and the gears 21a. 23 also starts moving in the direction of arrow F in synchronization with the slide plate 22.
[0041]
Then, the two pairs of claw members 27 and 30 mounted on the two pairs of slide plates 22 and 23 facing each other of the first chuck device 13 via the connection plates 26 and 29 are in the direction of the arrow R in FIG. It moves radially outward with respect to the central axis CT1, the grip portions 27b, 30b of the claw members 27, 30 are released, and the first chuck device 13 is in a released state.
[0042]
Similarly, in the second chuck device 39, the roller gripping portions 27c and 30c of the claw members 27 and 30 are moved radially outward with respect to the arrow R direction in FIG. The 30 roller gripping portions 27c and 30c are released, and the second chuck device 13 is released.
[0043]
In this state, when the first chuck device 13 is moved in the direction of arrow C in FIG. 1 along the guide rail 12, the right end portion of the long member 53 mounted on the workpiece mounting portion 11a of the workpiece transfer device 11 is moved in the C direction. As shown in FIG. 17, the first chuck device 13 that is driven to move is inserted between the four claw members 27 and 30 in the released state.
[0044]
Next, in this state, the drive cylinder 25 of the first chuck device 13 is driven in the direction opposite to the previous direction so that the rod 25a protrudes in the direction of arrow F. Then, the two pairs of claw members 27 and 30 attached to the two pairs of slide plates 22 and 23 facing each other via the connection plates 26 and 29 radiate in the direction indicated by the arrow Q in FIG. 18, that is, the central axis CT1. The gripping portions 27b and 30b of the claw members 27 and 30 are also moved in the arrow Q direction.
[0045]
This movement is because the slide plates 22 and 23 are driven to move in the direction of the arrow Q synchronously via the racks 22b and 23b and the gear 21a, as shown in FIG. The claw members 27 and 30 mounted on the slide plates 22 and 23 are configured such that the distance L1 between the grip portions 27b and 30b of the claw members 27 and 30 and the central axis CT1 is always equal in the direction of the central axis CT1 at the same time. It will move at the same speed. As shown in FIG. 17, the gripping portions 27b and 30b are linearly formed so as to form 90 ° with each other, so that the four sides are surrounded by the gripping portions 27b and 30b of the claw members 27 and 30. Thus, the long member 53 inserted into the head main body 14a is gripped by the grip portions 27b and 30b in such a manner that the center of the dimension is automatically centered with respect to the center axis CT1. This centering operation is performed in such a manner that the center position of a quadrilateral circumscribing the cross-sectional shape of the long member 53 coincides with the central axis CT1.
[0046]
Each pair of claw members 27 and 30 facing each other has a corresponding drive cylinder when a reaction force accompanying gripping acting on the claw members 27 and 30 from the long member 53 side reaches a predetermined value. Since the driving of the long member 53 is stopped, even if the moving amount of the claw members 27 and 30 in the direction of the arrow Q is different as in the case where the long member 53 has a rectangular cross section, etc. 53 can be gripped.
[0047]
As described above, the distance LP between the intersecting portions PX and PX formed on both sides of the gripping portions 27b and 30b in the projection shape parallel to the direction of the central axis CT1 is determined by the gripping portions 27b and 30b. Since it can move at a position smaller than the width LW of 30b, a projection shape parallel to the direction of the central axis CT1 forms a closed ring, and the size of this closed ring can be enlarged or reduced in a plurality of ways. The gripping portions 27b and 30b are movable. That is, the long member 53 inserted into the insertion portion 20 is surrounded by a closed ring formed by the plurality of gripping portions 27b and 30b, and even if the long member 53 has an irregular cross-sectional shape, the long ring 53 surrounding the long member 53 is removed. By reducing the size, it is possible to always create a state that can be stably clamped by three or more contact points. That is, according to the first to fourth chuck devices according to the present embodiment, a workpiece having an irregular cross-sectional shape can be appropriately clamped.
[0048]
Thus, when the end of the long member 53 is gripped by the first chuck device 13, the first chuck device 13 is moved in the direction of arrow C in FIG. The portion is inserted and penetrated into the hole 14c of the second chuck device 39 having the roller gripping portions 27c and 30c in the released state, and is disposed below the processing head 36 of the processing head portion 32.
[0049]
In this state, similarly to the first chuck device 13, the drive cylinder 25 of the second chuck device 39 is moved and driven in the direction of arrow F in FIG. 15, and the roller gripping portions 27c and 30c are similarly moved in the direction of arrow Q in FIG. The tip of the long member 53 is gripped so as to be centered by moving at a constant speed synchronously.
[0050]
In this way, when the long member 53 is gripped in the form centered by the first and second chuck devices 13 and 39, the workpiece mounting portion 11a of the workpiece transfer device 11 of FIG. Retract in the direction. Next, the first chuck device 39 is appropriately moved and driven in the direction of arrow C in FIG. 1, and the long member 53 held by the first and second chuck devices 13 and 39 is sent out to the processing head portion 32 side. A portion to be processed of the long member 53 is positioned at a predetermined processing position below the processing head 36.
[0051]
At this time, the long member 53 cannot be rotated with respect to the axis CT1 by the roller gripping portions 27c and 30c of the second chuck device 39, but is movable in the directions of the arrows C and D which are the X-axis directions. Therefore, by driving the first chuck device 13 in the direction of the arrow C, the long member 53 can be easily moved in the X-axis direction while maintaining the centering state.
[0052]
Thus, when the part to be processed of the long member 53 is positioned at a predetermined processing position below the processing head 36, the laser beam is supplied to the processing head 36 via the laser oscillator 31 and the laser beam path 35, and the torch A laser is emitted from 37 to the long member 53 to start cutting. In the machining, the rotary heads 17 and 17 of the first and second chuck devices 13 and 39 are synchronously moved around the central axis CT1 by the drive motor 16 via a numerical control device (not shown) based on a predetermined machining program. The long member 53 is rotationally driven to rotate about the X axis (that is, the C axis) at an arbitrary position so that the long member 53 can be held at an angle, and the first chuck device 13 is driven to move in the directions of arrows C and D. The elongate member 53 is moved and driven so as to be positioned and held at arbitrary positions in the directions of the arrows C, D and C-axis.
[0053]
Further, as described above, the torch 37 has the Y-axis direction that is the arrows K and L directions, the Z-axis direction that is the arrows M and N directions, the A-axis direction that is the arrows O and P directions, and the arrow QB and RB directions. Therefore, the three-dimensional solid processing can be easily performed on the long member 53 in combination with the movement driving operation of the long member 53 described above.
[0054]
When the cutting process of the long member 53 by the torch 37 is completed, the cut workpiece is discharged to the cut workpiece discharge portion 32a by the workpiece storage portion 42a of the first workpiece receiving device 40 as shown in FIG. When the cut workpiece is discharged to the workpiece discharge portion 32a, the first chuck device 13 is again driven by a predetermined amount in the direction of arrow C, that is, in the direction of the processing head 36, and the unprocessed portion of the long member 53 is moved to the second chuck device 39. Are sent again in the direction of arrow C, that is, toward the machining head 36, and predetermined processing based on the machining program is continuously performed by the torch 37.
[0055]
In the above-described case, the long member 53 is supported in the cantilever state by the first and second chuck devices 13 and 39, the tip portion of the long member 53 is cut, and the processed workpiece is removed from the processing head 36. The case where the workpiece is discharged to the workpiece discharge portion 32a provided below has been described. In the laser processing apparatus 1, in addition to the above-described processing method, the third chuck device 43 and, if necessary, the fourth chuck device 47 The long member 53 is held, and the long member 53 is supported by the chuck devices 13, 39, 43, 47 on both sides of the processing device, and in this state, the long member 53 is held between the chuck devices 39 and 43 by the torch 37. It is also possible to cut.
[0056]
In this case, the third chuck device 43 can be moved and positioned in a predetermined distance range in the directions of arrows C and D, and the fourth chuck device 47 can be moved and positioned over the substantially entire length of the X axis of the rear work feeder 6. Therefore, when holding the long member 53, the third chuck device 43 or the fourth chuck device 47 is moved in the X-axis direction in accordance with the length of the workpiece to be cut from the long member 53, and in this state, 1 chuck device 13 is driven to move in the direction of arrow C to cause long member 53 to protrude in the direction of arrow C longer than in the case of the above-described cantilevered processing, where long member 53 is moved to third chuck device 43, If necessary, the fourth chuck device 47 is also held. Then, since the long member 53 is hold | maintained on both sides of a process part on both sides of the torch 37, the long member 53 does not bend by own weight, but a highly accurate process is attained.
[0057]
Note that the third chuck device 43 also grips the long member 53 with the roller gripping portions 27c and 30c similarly to the second chuck device 39, so that the long member 53 is moved freely in the directions of arrows C and D. It is possible to hold, and it is possible to easily cut a workpiece having an arbitrary length.
[0058]
Further, the long member 53 may be processed by being rotated and positioned at an arbitrary angular position around the central axis CT1, or may be processed while being rotated at a predetermined angular velocity. This can be easily performed by synchronously driving the rotary heads 17 of the devices 13, 39, 43, and 47.
[0059]
In addition, the first and fourth chuck devices 13 and 47 hold the long member at both ends thereof, and the first and fourth chuck devices 13 and 47 are driven to move synchronously in the X-axis direction, thereby making the long member It is of course possible to process the member while slidingly supporting the member with the second and third chuck devices 39 and 43.
[0060]
As described above, when feeding the long member, the first chuck device 13 (fourth chuck device 47) holds the one end of the long member fixedly, and the second chuck device 39 (third chuck device 43). The position near the center of the long member is movably supported (guided). Accordingly, the long member can be automatically fed automatically without being distorted by its own weight. In addition, since the claw members 27 and 30 of the first chuck device 13 (fourth chuck device 47) can be fitted into the holes 14c of the second chuck device 39 (third chuck device 43), one end of the gripped long member is It is possible to enter the hole 14c, and to feed as far as possible in the feeding direction. This reduces the gripping margin that cannot be processed and improves the yield.
[0061]
When a relatively long workpiece is cut out, the workpiece cut by the torch 37 moves in the direction of arrow C while the third chuck device 43 is released and the fourth chuck device 47 holds the cut workpiece. The second, third, and fourth workpiece receiving devices 45, 50 in a state of being driven to swing in the direction of the central axis CT1 in advance when the end portion of the cut workpiece is detached from the third chuck device 43 in the direction of the arrow C. , 55, the cut workpiece is moved.
[0062]
Further, in this state, the gripping portions 27b and 30b of the fourth chuck device 47 are released, and the actuator 14f of the fourth chuck device 47 is driven to project the kickout plate 14h. The sample is transferred onto the fourth workpiece receiving devices 45, 50, and 55. Then, the second, third, and fourth workpiece receiving devices 45, 50, and 55 are swung downward as shown in FIGS. 5 and 6, and the cut workpiece is placed on the conveyor device 52 of the workpiece carry-out device 51. Transfer. The cut workpiece transferred onto the conveyor device 52 is appropriately carried out to the outside by the conveyor device 52 and human power.
[0063]
The first and second chuck devices 13 and 39 transfer the long member 53 to the processing head portion 32, and the third and fourth chuck devices 43 and 47 carry out the cut workpiece from the processing head portion 32. However, as shown in FIGS. 11 and 12, the second and third chuck devices 39 and 43 on the processing head portion 32 side are in a state in which the third chuck device 43 is moved to the right in the drawing. Since the roller gripping portions 30c and 30c can be brought into contact with each other, the distal end portion of the long member 53 gripped on the second chuck device 39 side is set to the minimum protrusion length from the third chuck device 43. Even when the long member 53 is cut short in the X-axis direction, and when the cut workpiece is further gripped on the third chuck device 43 side for end machining, the workpiece can be reliably Grip It can be.
[0064]
Further, as shown in FIGS. 11 and 12, the first and fourth chuck devices 13 and 47 have claw members 27 and 30 in the holes 14c of the rotary head 17 of the second and third chuck devices 39 and 43, respectively. Since the gripping portions 27b and 30b at the tip end can reach the vicinity of the roller gripping portions 27c and 30c of the second and third chuck devices 39 and 43, the first and fourth chuck devices 13 and 47 When machining with the machining head 36 is carried out while gripping with a workpiece, it is possible to minimize the gripping allowance for machining, and it is possible to perform machining in a form in which wasteful uncut amount is minimized as much as possible, and the yield of the material is reduced. Can be improved.
[0065]
The remaining material of the long member 53 remaining on the side of the first chuck device 13 or the fourth chuck device 47 is the state in which the claw members 27 and 30 are released and the actuator 14f is driven so that the kickout plate 14h is illustrated. 17 By projecting in the direction of arrow C or D, the chuck devices 13 and 47 can be discharged smoothly.
[0066]
Moreover, although the above-mentioned Example demonstrated the laser processing apparatus as a three-dimensional linear processing apparatus, as a three-dimensional linear processing apparatus, not only a laser processing apparatus but a member can be cut-processed linearly. If so, various three-dimensional linear processing devices such as a plasma cutting device and a gas cutting device can be used.
[0067]
Further, the control shaft configuration of the laser processing apparatus 1 described above is such that the torch 37 of the processing head 36 has a four control axis configuration of the Y axis, the Z axis, the A axis, and the B axis, and the first chuck device 13 and the third chuck device. 43 and the fourth chuck device 47 have a two-control shaft configuration for X-axis and C-axis control, and the second chuck device 39 has a one-axis configuration for C-axis control. Any configuration is possible as long as the free curved surface shape can be processed.
[0068]
In the embodiment described above, four clamp members each including the connection plate 26 (29) and the claw member 27 (30) are provided, but the number is not limited to four. For example, it is also possible to provide a clamp device by providing three or five or more clamp members.
[0069]
In the embodiment described above, the widths LW of the gripping portions 27b and 30b (roller gripping portions 27c and 30c) are all the same, but the widths are not necessarily the same.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an entire laser processing apparatus as an example of a three-dimensional linear processing apparatus.
2 is a plan view of the laser processing apparatus of FIG. 1. FIG.
3 is a side view showing the vicinity of a first chuck device in the laser processing apparatus of FIG. 1. FIG.
4 is a side view showing the vicinity of a second chuck device in the laser processing apparatus of FIG. 1. FIG.
5 is a side view showing the vicinity of a third chuck device in the laser processing apparatus of FIG. 1. FIG.
6 is a side view showing the vicinity of a fourth chuck device in the laser processing apparatus of FIG. 1. FIG.
7 is a side view of a carry-in conveyor portion in the laser processing apparatus of FIG. 1. FIG.
FIG. 8 is a side view showing an example of an operation mode of the workpiece receiving device.
FIG. 9 is a side view showing an example of an operation mode of the workpiece receiving device.
FIG. 10 is a side view showing an example of an operation mode of the workpiece receiving device.
FIG. 11 is a plan view showing a state when the first to fourth chuck devices are as close as possible.
12 is a front view of FIG.
FIG. 13 is a front view of second and third chuck devices.
FIG. 14 is a side view of the second and third chuck devices.
FIG. 15 is a front view showing a claw opening / closing drive unit of the chuck device.
16 is a side view of FIG.
FIG. 17 is a front view of the first and third chuck devices.
18 is a side view of FIG.
FIG. 19 is a side view showing an example of a work support for mounting various long works.
[Explanation of symbols]
7 …… Processing material supply means (work stock equipment)
13... First material gripping means (first chuck device)
14c …… Through hole (hole)
27, 30 ... 1st holding part, 2nd holding part (claw member)
27c, 30c: Roller (roller gripping part)
39 ... Second material gripping means (second chuck device)
43 …… Second material gripping means (third chuck device)
47. First material gripping means (fourth chuck device)
53 …… Processing material (long member)
60 ... Material feeding device 62 ... Material gripping means set (first chuck device set)
63 …… Material gripping means set (second chuck device set)

Claims (5)

加工素材を送り方向に送る素材送り装置において、
前記送り方向に配置された第1の素材把持手段と第2の素材把持手段とを有する素材把持手段セットを備え、
前記第1の素材把持手段は、前記加工素材を前記送り方向に固定可能に把持する第1の把持部を有し、
前記第2の素材把持手段は、前記加工素材が貫通自在に形成された貫通孔と、前記加工素材を前記送り方向に移動可能に把持する第2の把持部と、を有し、
前記第1及び第2の素材把持手段は、前記送り方向に相対的に接近離反自在に設け、
前記素材把持手段セットは、前記送り方向に2セット設けられていると共に、これら素材把持手段セットは、前記第2の素材把持手段側を互いに対向させて前記送り方向に対称配置されている、ことを特徴とする素材送り装置。
In the material feeder that feeds the processed material in the feed direction,
A material gripping means set having a first material gripping means and a second material gripping means arranged in the feeding direction;
The first material gripping means has a first gripping portion for gripping the processed material so as to be fixable in the feeding direction,
The second material gripping means includes a through-hole formed so that the processed material can pass therethrough, and a second gripping portion that grips the processed material so as to be movable in the feeding direction.
The first and second material gripping means are provided so as to be relatively close to and away from the feeding direction ,
Two sets of the material gripping means sets are provided in the feeding direction, and these material gripping means sets are arranged symmetrically in the feeding direction with the second material gripping means sides facing each other. A material feeder characterized by
加工素材を送り方向に送る素材送り装置において、
前記送り方向に配置された第1の素材把持手段と第2の素材把持手段とを有する素材把持手段セットを備え、
前記第1の素材把持手段は、前記加工素材を前記送り方向に固定可能に把持する第1の把持部を有し、
前記第2の素材把持手段は、前記加工素材が貫通自在に形成された貫通孔と、前記加工素材を前記送り方向に移動可能に把持する第2の把持部と、を有し、
前記第1及び第2の素材把持手段は、前記送り方向に相対的に接近離反自在に設け、
前記第1の把持部は爪状に形成し、前記第2の把持部は回転自在なローラで形成した、ことを特徴とする素材送り装置。
In the material feeder that feeds the processed material in the feed direction,
A material gripping means set having a first material gripping means and a second material gripping means arranged in the feeding direction;
The first material gripping means has a first gripping portion for gripping the processed material so as to be fixable in the feeding direction,
The second material gripping means includes a through-hole formed so that the processed material can pass therethrough, and a second gripping portion that grips the processed material so as to be movable in the feeding direction.
The first and second material gripping means are provided so as to be relatively close to and away from the feeding direction,
The material feeding device according to claim 1, wherein the first gripping portion is formed in a claw shape, and the second gripping portion is formed of a rotatable roller .
前記2セットの素材把持手段セットにおいて、2つの前記第1の把持部は、回転角度制御可能な状態で同期して回転駆動自在に設けられている、ことを特徴とする請求項1記載の素材送り装置。In the two sets of material gripping means sets, two said first gripping unit, the rotation angle controllable conditions are provided rotatably driven in synchronism with, material of claim 1, wherein the Feeder. 前記素材把持手段セットに、前記第1の素材把持手段と前記第2の素材把持手段との間に加工素材を、前記送り方向とは交差する方向に供給可能な加工素材供給手段を設けた、ことを特徴とする請求項2記載の素材送り装置。The material gripping means set is provided with a processing material supply means capable of supplying a processing material between the first material gripping means and the second material gripping means in a direction crossing the feeding direction. The material feeding device according to claim 2, wherein: 前記2セットの素材把持手段セットのうちの一方のセットに、当該素材把持手段セットの前記第1の素材把持手段と前記第2の素材把持手段との間に加工素材を、前記送り方向とは交差する方向に供給可能な加工素材供給手段を設けた、ことを特徴とする請求項1記載の素材送り装置。 In one set of the two material gripping means sets , the processing material is placed between the first material gripping means and the second material gripping means of the material gripping means set, and the feed direction is 2. The material feeding apparatus according to claim 1 , further comprising processing material supply means capable of supplying in a crossing direction.
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