JP3821892B2 - レーザ加工機における棒材供給装置および棒材搬送方法並びに棒材の芯出し・位置決め装置および棒材の芯出し・位置決め方法 - Google Patents
レーザ加工機における棒材供給装置および棒材搬送方法並びに棒材の芯出し・位置決め装置および棒材の芯出し・位置決め方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、レーザ加工機における棒材供給装置および棒材搬送方法並びに棒材の芯出し・位置決め装置および棒材の芯出し・位置決め方法並びに棒材加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図１３に示されているように、加工される棒材としてのパイプＷを回転割出しするインデックス装置２０１を備えたレーザ加工機において、インデックス装置２０１の反対側にはチャック２０３によりインデックス装置２０１に把持されたワークＷをインデックス装置２０１側に押すための芯押し台２０５が設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の技術にあっては、パイプＷの剛性がない場合や長い場合には、インデックス装置２０１によりパイプＷを回転させることによってねじりが生じたり、または芯押し台２０５のフリクションによって回転が良好にできない等の問題が生じる。
【０００４】
また、パイプＷの径によって芯押し台２０５の形状が代わるため、材料原点と機械原点が一致しないことや、パイプＷの加工が終わるたびにチャック２０３を緩めてパイプＷを外し、再度チャック２０３を締めて新しいパイプＷをセットしなければならないため、段取りに時間を要する等の問題がある。
【０００５】
また、パイプＷのセットは作業者の人力で行わねばならず煩雑であると共に、パイプＷの径が変化すると押し当て量が変わるためどのパイプＷを供給できるかの管理が面倒である。また、パイプＷをインデックス装置２０１に押し当てているため一定送りが困難であるという問題がある。
【０００６】
この発明の目的は、以上のような従来の技術に着目してなされたものであり、自動で棒材を供給および排出できると共に、段取りに手間を要することなく、長い棒材でも一定送りが可能で正確な加工を行うためのレーザ加工機における棒材供給装置および棒材搬送方法並びに棒材の芯出し・位置決め装置および棒材の芯出し・位置決め方法並びに棒材加工方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１による発明のレーザ加工機における棒材供給装置は、複数の被加工物である棒材を載置する棒材供給棚と、該棒材供給棚から棒材を１個ずつ取出す棒材取出し装置と、前記棒材供給棚から取り出した棒材をレーザ加工機へ搬入する棒材搬送機とを設け、前記棒材の一端を回転割出し自在にクランプする駆動側インデックスと、前記棒材の他端を回転自在に保持する従動側インデックスとを棒材搬入方向へ往復移動自在のユニットフレーム上に接近離反可能に設けると共に、前記駆動側インデックスと従動側インデックスとを全体として棒材搬入方向へ往復移動自在に設け、前記駆動側インデックスと従動側インデックスとを被加工物である前記棒材を介して連結して駆動モータからの回転駆動力を伝達する伝達装置を設け、前記棒材を所定角度だけ回転割出し可能に設けると共に、前記棒材の材料原点をレーザ加工機の機械原点に一致させるべく、前記レーザ加工機に前記ユニットフレームを前記レーザ加工機の機械原点に停止させる位置決めストッパを設けてなることを特徴とするものである。
【０００８】
従って、棒材供給棚に載置された棒材は、棒材取出し装置により１個ずつ棒材搬送機に供給され、棒材搬送機によってレーザ加工機本体に隣接して設けらたインデックス装置に搬入され、搬入され棒材はインデックス装置における駆動側インデックスにより一端を回転自在にクランプされ、他端を従動側インデックスにより回転自在にクランプされる。この駆動側インデックスおよび従動側インデックスはユニットフレーム上に棒材搬入方向へ往復動自在に設けてあり、このユニットフレームを前記レーザ加工機の機械原点に移動位置決めして前記棒材の材料原点を機械原点に一致させ、そして、前記棒材を介して連結された前記駆動側インデックスと従動側インデックスとを伝達装置を介して駆動モータにより回転割出しが行われる。
【０００９】
請求項２による発明のレーザ加工機における棒材供給装置は、請求項１に記載のレーザ加工機における棒材供給装置において、前記駆動側インデックスにおいて棒材をクランプするチャックの内面に、前記棒材を搬入する複数のローラと、棒材搬入時には前記複数のローラの一部または全部を回転駆動すると共に非搬入時には前記複数のローラの回転を固定自在な駆動装置とを備えてなることを特徴とするものである。
【００１０】
従って、チャックによりクランプされた棒材は、チャックの内面に設けられている複数のローラの一部または全部を回転駆動することにより所望の量だけ搬送される。また、非搬送時には前記ローラは固定されて回転しないので棒材は固定される。
【００１１】
請求項３による発明のレーザ加工機における棒材搬送方法は、棒材の一端を回転割出し自在にクランプする駆動側インデックスと、前記棒材の他端を回転自在に保持する従動側インデックスとを備えたインデックス装置において、前記駆動側インデックスの内面に設けられた駆動ローラおよび従動ローラにより棒材を搬送可能に支持し、該棒材搬送時には前記駆動ローラを駆動して所望量だけ前記棒材を搬送し、前記棒材の非搬送時には前記駆動ローラの回転を停止して前記棒材の搬送を防止することを特徴とするものである。
【００１２】
従って、駆動ローラおよひ徒動ローラはチャックの内面に突出する状態で設けられており、クランプ状態であっても駆動ローラを回転駆動することにより、所望の量だけ棒材を搬送することができる。また、非搬送時にあっては駆動ローラは停止しているので棒材は固定される。
【００１３】
請求項４による発明のレーザ加工機における棒材の芯出し・位置決め装置は、先端が搬送中心を示すべく円錐形状を呈すると共に円錐形状の側面に沿って溝を有する芯出しブロックと、この芯出しブロックを棒材の搬送方向に沿って往復移動自在に支持する芯出しブロック駆動装置と、材料原点を示すと共に先端が前記芯出しブロックの溝に係合する位置決めブロックと、少なくとも位置決め時には常時前記材料原点位置において前記芯出しブロックの溝に前記位置決めブロックを棒材搬送方向の直交方向へ押付ける位置決めブロック駆動装置とを備えてなることを特徴とするものである。
【００１４】
従って、例えば棒材であるパイプを、位置決めブロック駆動装置により前記芯出しブロックの側面に設けられている溝に押込んだ状態で材料原点を示す位置決めブロックに突当てて原点に位置決めし、この状態で円錐形状の芯出しブロックの先端をパイプの一端の内部に押込んでパイプの芯出しおよび、原点セットを同時に行う。なお、円錐形状の芯出しブロックをパイプに押込んだ時に位置決めブロックが後退するが、この位置決めブロックは位置決め時には常に芯出しブロックに押付けられているので芯出しブロックから離れることはない。すなわち、被加工材である棒材の位置決めの際の微調整によって芯出しブロックが前進移動または後退移動しても、位置決めブロックの位置は変わらず、材料原点と機械原点を一致させることができる。
【００１５】
請求項５による発明のレーザ加工機における棒材の芯出し・位置決め方法は、搬入されてきた棒材の一端を材料原点位置において搬入方向に直交する方向へ移動可能な位置決めブロックに当接させ、搬送中心を示す円錐形状の芯出しブロックを前記棒材の一端の内側に押付け、前記芯出しブロックの移動にともなって芯出しブロックから離脱しない状態で前記位置決めブロックを後退させることを特徴とするものである。
【００１６】
従って、材料原点を示す位置決めブロックに例えば棒材で、あるパイプの一端を当接させて材料原点にセットし、中心である先端がパイプの中心を合せるべき位置を示している円錐形状の芯出しブロックをパイプの一端の内部に押込んで同時にパイプの芯出しを行う。なお、円錐形状の芯出しブロックをパイプに押込んだ時に位置決めブロックが後退するが、この位置決めブロックは芯出しブロックから離れることはない。すなわち、被加工材である棒材の位置決めの際の微調整によって芯出しブロックが前進移動または後退移動しても、位置決めブロックの位置は変わらず、材料原点と機械原点を一致させることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明のレーザ加工機における棒材供給装置の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１および図２には、この発明に係る棒材供給装置としての例えばパイプ供給装置１およびこのパイプ供給装置１を適用したレーザ加工機３が示されている。このレーザ加工機３は、制御装置としてのＮＣ装置５の制御により駆動される図示省略のＸ軸駆動手段によりＸ軸方向に移動位置決め自在のＸ軸キャレッジ７を備えている。また、このＸ軸キャレッジ７には、ＮＣ装置５の制御により駆動される図示省略のＹ軸駆動手段によりＹ軸方向に移動位置決め自在のＹ軸キャレッジ９が設けられている。
【００２５】
このＹ軸キャレッジ９の下部には、Ｚ軸方向へ昇降自在のレーザ加工ヘッド１１が設けられており、このレーザ加工ヘッド１１の下端部にはレーザビームを発する図示省略のノズルが取付けられている。
【００２６】
また、レーザ加工機３の上部には、レーザビームを発するレーザ発振器１３およびこのレーザ発振器１３のためのレーザ電源１５が備えられている。前記レーザ発振器１３により発せられたレーザビームは、図示省略の光学系によりノズルに導かれて、レーザ加工を行うようになっている。
【００２７】
前記レーザ加工機３の図１中手前側には、被加工材である棒材としての例えばパイプＷを把持して所定量だけ回転割り出しして加工を行うためのインデックス装置１７が配置されており、パイプＷの位置を検出するためのパイプ位置検出センサ１９が設けられている。前記インデックス装置１７の図１中右側には、インデックス装置１７にパイプＷを供給する前述のパイプ供給装置１が設けられている。
【００２８】
図３を併せて参照するに、このパイプ供給装置１では、パイプＷを多数載置して置く棒材供給棚としての例えばパイプ供給棚２１が傾斜して設けられており、通常時においては棒材取出し装置としてのパイプストッパ２３によりパイプＷが落下するのを防止している。前記パイプ供給棚２１の傾斜面の下側には、パイプＷをレーザ加工機３に供給するための棒材搬送材としてのパイプ搬送機２５が設けられている。
【００２９】
図４を参照するに、前記パイプ搬送機２５は、搬送方向（図１中左右方向）へ延びる上方が開口した断面コ字状のパイプ搬送路２７と、このパイプ搬送路２７に沿って搬送方向へ移動自在のパイプ押出しブロック２９を有している。このパイプ押出しブロック２９は、パイプ搬送路２７の図１中右端部に設けられている駆動スプロケット３１と、パイプ搬送路２７の左端部に設けられている従動スプロケット３３に回転走行自在に巻回されているチェーン３５に固定されており、駆動モータとしてのサーボモータ３７により前記駆動スプロケット３１を回転駆動することにより搬送方向へ移動自在となっている。
【００３０】
図５を併せて参照するに、前記インデックス装置１７では、レーザ加工機３のベース３９に設けられているユニットフレーム４１の内部において、図５中右側に駆動側インデックス４３を、また左側に従動側インデックス４５を有している。この駆動側インデックス４３および従動側インデックス４５は下側にリニアガイド４７を有しており、ユニットフレーム４１の底面上に設けられているガイドレール４９に沿って移動自在に支持されている。なお、駆動側インデックス４３および従動側インデックス４５では、ケーブルべア５１により電線等が作業の邪魔にならないようになっている。
【００３１】
前記ユニットフレーム４１には、図５中左右方向へ貫通する伝達装置としてのボールスプライン５３が回転自在に設けられており、防塵ジャバラ５５により覆われている。このボールスプライン５３はカップリング５７、ギヤ５９等を介して駆動モータとしてのサーボモータ６１に連結されている。前記駆動側インデックス４３および従動側インデックス４５は、各々前記ボールスプライン５３に螺合するスプラインナット６３（図６参照）が設けられている。
【００３２】
従って、駆動側インデックス４３および従動側インデックス４５のスプラインナット６３は同期して回転駆動される。
【００３３】
また、ユニットフレーム４１には、パイプＷを材料原点に位置決めするための突当て６５が設けられている。この突当て６５は、突当用シリンダ６７により上方へ突出自在に設けられている。また、サーボモータ３５で回転走行されるチェーン２５により搬送されたインデックス装置１７を機械原点に停止させる位置決めストッパ６９がレーザ加工機３に設けられている。
【００３４】
従って、インデックス装置１７を位置決めストッパ６９に当接するまで搬送し、インデックス装置１７に供給されたパイプＷを突当て６５に突当ることにより、材料原点と機械原点が一致するようにパイプＷをセットすることができるので、作業効率の改善を図ることができる。なお、パイプＷの位置決めを行わない場合には突当用シリンダ６７により突当て６５を下降させて作業の邪魔にならないようにする。
【００３５】
図６を参照して、駆動側インデックス４３の説明をする。なお、従動側インデックス４５の構造も駆動側インデックス４３と同様なので、重複した説明は省略する。
【００３６】
駆動側インデックス４３は全体略矩形状のフレーム７１を有しており、このフレーム７１の下側には前記リニアガイド４７が設けられていて前述のユニットフレーム４１に設けられているガイドレール４９の上で移動自在に支持されている。前記フレーム７１の前面には前述のスプラインナット６３が回転自在に設けられており、前記ボールスプライン５３の回転に伴って回転する。
【００３７】
従って、ボールスプライン５３の回転によりスプラインナット６３に取付けられている駆動プーリ７３が回転するので、タイミングベルト７５を介して２個の駆動歯車７７が回転駆動される。なお、前記タイミングベルト７５は、テンションプーリ７９により常に所定の張力で巻回されるようになっている。また、前記フレーム７１の前面には５個の支持ローラ８１が左右対称且つ略等間隔で回転自在に設けられている。
【００３８】
前記フレーム７１の上部前面には、一部に開口部８３を有するリング状のパイプ固定部材８５が前記５個の支持ローラ８１により回転自在に支持されている。このパイプ固定部材８５の外周には歯車８７が設けられており、前記２個の駆動歯車７７に噛合している。また、このパイプ固定部材８５の前面にはパイプＷをクランプするチャック８９が設けられている。
【００３９】
従って、ＮＣ装置５の制御によりサーボモータ６１を駆動してボールスプライン５３を回転させ、駆動プーリ７３、タイミングベルト７５を介して駆動歯車７７を回転させることによりパイプ固定部材８５を回転させることができるので、このパイプ固定部材８５を回転割出しすることにより、このパイプ固定部材８５に固定されているパイプＷを所望の位置に回転させることができる。
【００４０】
次に、図７に基づいて駆動側インデックス４３の前記パイプ固定部材８５前面に設けられているチャック８９について説明する。
【００４１】
前述の駆動側インデックス４３のフレーム７１における開口部８３と同様の開口部９１を有する全体Ｃ字状のチャック８９は、供給されたパイプＷを通すための内部空間９３を中央部に有する。この内部空間９３に面して、被加工物であるパイプＷをクランプするためのクランパ９５が設けられており、このクランパ９５を駆動するクランプ用シリンダ９７が設けられている。
【００４２】
従って、駆動側インデックス４３に供給された被加工物であるパイプＷは、クランプ用シリンダ９７の駆動でクランパ９５によりチャック８９にクランプされるので、駆動側インデックス４３の回転によりパイプＷを所望の位置に回転割出ししてレーザ加工が行われる。
【００４３】
前記内部空間９３に面して、図７中左側のクランパ９５には駆動ローラ９９が、また、下面および右側のクランパ９５には従動ローラ１０１が回転自在に設けられている。一方、前記チャック８９の下方には上下シリンダ１０３が設けられており、このピストンロッド１０５にはベースプレート１０７が取付けられている。このベースプレート１０７には前記駆動ローラ９９を駆動するためのサーボモータ１０９が取付けられており、前記上下シリンダ１０３の駆動により上下動する。このサーボモータ１０９の回転軸１１１にはトルク伝達ユニット１１３を介して回転シャフト１１５が設けられており、前記駆動ローラ９９に接触して駆動ローラ９９を回転駆動する。
【００４４】
前記トルク伝達ユニット１１３は、前記サーボモータ１０９の回転軸１１１に装着されている凸車１１７と、前記回転シャフト１１５の下端に装着されている凹車１１９を有しており、前記上下シリンダ１０３によりサーボモータ１０９を上昇させた時に凸車１１７が凹車１１９に係合して摩擦力により回転力を伝達する。従って、上下シリンダ１０３によりサーボモータ１０９を下降させた状態では、サーボモータ１０９の回転力は駆動ローラ９９に伝達されない。
【００４５】
図８に基づいて、供給されたパイプＷのクランプおよび定量送り動作について説明する。
【００４６】
駆動側インデックス４３を原点復帰させて図７に示される状態にする（ステップＳ１）。この状態では、回転シャフト１１５がサーボモータ１０９の回転軸１１１の同軸上方に位置する（ステップＳ２）。クランプ用シリンダ９７によりクランパ９５を開状態として（ステップＳ３）、パイプＷをセットし（ステップＳ４）、クランプ用シリンダ９７を駆動してクランパ９５を閉状態にしてクランプする（ステップＳ５）。
【００４７】
次いで、上下シリンダ１０３にエアを供給してサーボモータ１０９を上昇させ（ステップＳ６）、凸車１１７を凹車１１９に係合させてトルク伝達ユニット１１３を接続する（ステップＳ７）。サーボモータ１０９を回転させて（ステップＳ８）、回転シャフト１１５を回転駆動し、駆動ローラ９９を回転駆動する。この駆動ローラ９９の回転によりパイプＷが送られるのでパイプＷを支持している従動ローラ１０１も回転する（ステップＳ９）。以上のようにして定量送りが完了したらサーボモータ１０９を停止させ（ステップＳ１０）、上下シリンダ１０３を下降させることにより（ステップＳ１１）トルク伝達ユニット１１３を断つ（ステップＳ１２）。このとき、回転シャフトは図示しないカム等のブレーキ機構により回転防止されており、駆動ローラ９９が回ってクランプされているパイプＷが移動することはないので、駆動側インデックス４３の回転割出しにより所望の位置にレーザ加工を行う（ステップＳ１３）。
【００４８】
以上のように、チャック８９に駆動ローラ９９を設けてあるので、所望の量だけパイプＷを送ることができる。また、トルク伝達ユニット１１３を断つことにより、パイプＷを移動しないようにクランプすることができる。
【００４９】
図９および図１０を参照するに、芯出し・位置決め装置１２１が示されている。この芯出し・位置決め装置１２１では、パイプＷの芯出しを行うべくパイプＷの端部を押す円錐形状の芯出しブロック１２３がシャフト１２５の先端にベアリング軸受１２７を介して回転自在に設けられている。前記シャフト１２５の他端部には芯出しブロック押し引き用シリンダ１２９が設けられている。
【００５０】
前記芯出しブロック１２３の側面には傾斜に沿って溝１３１が設けられており、この溝１３１に沿ってパイプＷに直交する方向（図９中左右方向）へ移動可能な位置決めブロック１３３が設けられている。この位置決めブロック１３３は、鞘部材１３５の内面にはブッシュ１３７が設けられており、このブッシュ１３７に沿って摺動自在に設けられている丸シャフト１３９の先端に取付けられている。この位置決めブロック１３３の先端は前記芯出しブロック１２３の溝１３１の傾斜に合せて傾斜しており、後端部は前記丸シャフト１３９を介してバネ１４１により芯出しブロック１２３に押付けられている。前記バネ１４１はさらに位置決めブロック押し引き用シリンダ１４３のピストンロッド１４５に接続されている。
【００５１】
従って、位置決め時には位置決めブロック押し引き用シリンダ１４３をオフとして状態でバネ１４１の反発力により常時位置決めブロック１３３を芯出しブロック１２３に押付けている。このため、芯出しブロック１２３が押出された際に、位置決めブロック１３３は芯出しブロック１２３の傾斜によって押し戻されるが、バネ１４１の反発力により位置決めブロック１３３の先端が芯出しブロック１２３から離れないようになっている。これにより、芯出しブロック１２３の移動にかかわらず、材料原点を示す位置決めブロック１３３の位置は変化しないので、常に材料原点を機械原点と一致させることができる。同時に、パイプＷの芯出しも行うことができる。
【００５２】
図１１を参照して、前述のような芯出し・位置決め装置１２１による芯出し動作について説明する。
【００５３】
まず、位置決めブロック押し引き用シリンダ１４３をオフとし（ステップＳ１４）、バネ１４１の力により位置決めブロック１３３を押出す（ステップＳ１５）。位置決めブロック１３３はブッシュ１３７にガイドされて前進し（ステップＳ１６）、パイプＷを位置決めブロック１３３に押し当てて仮セットの状態とする（ステップＳ１７）。
【００５４】
続いて、芯出しブロック押し引き用シリンダ１２９をオンとし（ステップＳ１８）、シャフト１２５を介して芯出しブロック１２３を前進させる（ステップＳ１９）。これにより、芯出しブロック１２３の先端がパイプＷの内部に進入すると共に、位置決めブロック１３３は押し戻されるが、バネ１４１の力により芯出しブロック１２３の溝１３１に押付けられるので芯出しブロック１２３から離脱しない（ステップＳ２０）。
【００５５】
このようにしてパイプＷの芯出しが行われ、同時に材料原点にセットが完了したら（ステップＳ２１）、位置決めブロック押し引き用シリンダ１４３をオンとして（ステップＳ２２）、位置決めブロック１３３を後退させ（ステップＳ２３）、芯出しブロック押し引き用シリンダ１２９をオフとして（ステップＳ２４）、芯出しブロック１２３を後退させ（ステップＳ２５）、レーザ加工を行う（ステップＳ２６）。
【００５６】
次に、図１２に基づいて、以上説明してきたパイプ供給装置１によるパイプＷの供給動作について説明する。
【００５７】
まず、パイプＷをパイプ供給棚２１にセットし（ステップＳ２７）、パイプストッパ２３を作動させることによりパイプＷを１個ずつパイプ搬送機２５へ供給して（ステップＳ２８）、パイプ搬送機２５にパイプＷのセットを完了する（ステップＳ２９）。次いで、サーボモータ３７を回転駆動して（ステップＳ３０）、パイプ押出しブロック２９を移動させることによりパイプＷをインデックス装置１７に供給する（ステップＳ３１）。パイプ位置検出センサ１９により検出されたパイプ位置信号をサーボモータ３７にフィードバックし（ステップＳ３２）、フィードバックされた位置信号に基づいて所定の送り量だけサーボモータ３７を回転させて（ステップＳ３３）、インデックス装置１７のチャック８９でパイプＷをクランプする（ステップＳ３４）。
【００５８】
インデックス装置１７によりパイプＷを所望の位置に回転割出しして例えば穴加工などのレーザ加工を行い（ステップＳ３５）、加工が終了したらインデックス装置１７を４５度の位置まで回転させて（ステップＳ３６）、チャック８９をアンクランプして（ステップＳ３７）、チャック８９の開口部９１からパイプＷを落下させて排出する（ステップＳ３８）。
【００５９】
以上の結果から、パイプＷを自動でレーザ加工機３に供給できると共に、パイプＷの芯出しにより確実にパイプＷの芯を把持することができるので、正確な加工を行うことができる。
【００６０】
なお、この発明は前述の実施の形態に限定されることなく、適宜な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。本実施の形態では棒材としてパイプを例にとって説明したが、ムクの棒材であっても構わない。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、棒材供給棚に載置された棒材は、棒材取出し装置により１個ずつ棒材搬送機に供給され、棒材搬送機によってレーザ加工機本体に隣接して設けらたインデックス装置に搬入される。搬入され棒材はインデックス装置における駆動側インデックスにより一端を回転自在にクランプされ、他端を従動側インデックスにより回転自在にクランプされる。この駆動側インデックスおよび従動側インデックスはユニットフレーム上に棒材搬入方向へ往復動自在に設けてあり、このユニットフレームを前記レーザ加工機の機械原点に移動位置決めして前記棒材の材料原点を機械原点に一致させた後、前記棒材を介して連結された前記駆動側インデックスと従動側インデックスとを伝達装置を介して駆動モータにより同期して回転割出しが行われるので、自動で棒材の搬入および正確なセットができると共に段取りに手間を要することがない。
【００６２】
請求項２の発明によれば、チャックによりクランプされた棒材は、チャックの内面に設けられている複数のローラの一部または全部を回転駆動することにより所望の量だけ搬送されるので、長い棒材でも一定送りが可能である。また、非搬送時には前記ローラは固定されて回転しないので、棒材を固定するので、正確な加工ができる。
【００６３】
請求項３の発明によれば、駆動ローラおよび従動ローラはチャックの内面に突出する状態で設けられており、クランプ状態であっても駆動ローラを回転駆動することにより、所望の量だけ棒材を搬送することができるので、長い棒材でも一定送りが可能である。また、非搬送時には前記ローラは固定されて回転しないので、棒材を固定するので正確な加工ができる。
【００６４】
請求項４の発明によれば、例えば棒材であるパイプを、位置決めブロック駆動装置により前記芯出しブロックの側面に設けられている溝に押込んだ状態で材料原点を示す位置決めブロックに突当て、この状態で円錐形状の芯出しブロックの先端をパイプの一端の内部に押込むので、パイプの芯出しおよび、原点セットを同時に行うことができる。これにより、作業効率の改善を図ることができる。なお、円錐形状の芯出しブロックをパイプに押込んだ時に位置決めブロックが後退するが、この位置決めブロックは位置決め時には常に芯出しブロックに押付けられているので芯出しブロックから離れることはない。
【００６５】
請求項５の発明によれば、材料原点を示す位置決めブロックに例えば棒材であるパイプの一端を当接させて材料原点にセットし、中心である先端がパイプの中心を合せるべき位置を示している円錐形状の芯出しブロックをパイプの一端の内部に押込んで、芯出しするので、原点位置決めと芯出しを同時に行うことができる。これにより、作業効率の改善を図ることができる。なお、円錐形状の芯出しブロックをパイプに押込んだ時に位置決めブロックが後退するが、この位置決めブロックは芯出しブロックから離れることはない。すなわち、被加工材である棒材の位置決めの際の微調整によって芯出しブロックが前進移動または後退移動しても、位置決めブロックの位置は変わらず、材料原点と機械原点を一致させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るレーザ加工機におけるパイプ供給装置を示す正面図である。
【図２】図１中II方向から見た平面図である。
【図３】図１中III −III 線に沿った断面図である。
【図４】パイプ搬送機を示す構成図である。
【図５】インデックス装置を示す正面図である。
【図６】図５中VI方向から見た駆動側インデックスの正面図である。
【図７】エアチャック部のパイプ供給装置の正面図である。
【図８】図７のパイプ供給装置による供給動作を示すフローチャートである。
【図９】芯出し・位置決め装置を示す構成図である。
【図１０】図９中Ｘ方向から見た平面図である。
【図１１】芯出し・位置決め動作を示すフローチャートである。
【図１２】パイプ加工動作を示すフローチャートである。
【図１３】従来のインデックス装置を示す正面図である。
【符号の説明】
１ パイプ供給装置（棒材供給装置）
３ レーザ加工機
１７ インデックス装置
２１ パイプ供給棚（棒材供給棚）
２３ パイプストッパ（棒材取出し装置）
２５ パイプ搬送機 （棒材搬送材）
４１ ユニットフレーム
４３ 駆動側インデックス
４５ 従動側インデックス
５３ ボールスプライン
６１ サーボモータ（駆動モータ）
６９ 位置決めストッパ
８９ チャック
９９ 駆動ローラ
１０１ 従動ローラ
１１５ 回転シャフト（駆動装置）
１２１ 芯出し・位置決め装置
１２３ 芯出しブロック
１２９ 芯出しブロック押し引き用シリンダ（芯出しブロック駆動装置）
１３３ 位置決めブロック
１４３ 位置決めブロック押し引き用シリンダ（位置決めブロック駆動装置）
Ｗ パイプ
【発明の属する技術分野】
この発明は、レーザ加工機における棒材供給装置および棒材搬送方法並びに棒材の芯出し・位置決め装置および棒材の芯出し・位置決め方法並びに棒材加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図１３に示されているように、加工される棒材としてのパイプＷを回転割出しするインデックス装置２０１を備えたレーザ加工機において、インデックス装置２０１の反対側にはチャック２０３によりインデックス装置２０１に把持されたワークＷをインデックス装置２０１側に押すための芯押し台２０５が設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の技術にあっては、パイプＷの剛性がない場合や長い場合には、インデックス装置２０１によりパイプＷを回転させることによってねじりが生じたり、または芯押し台２０５のフリクションによって回転が良好にできない等の問題が生じる。
【０００４】
また、パイプＷの径によって芯押し台２０５の形状が代わるため、材料原点と機械原点が一致しないことや、パイプＷの加工が終わるたびにチャック２０３を緩めてパイプＷを外し、再度チャック２０３を締めて新しいパイプＷをセットしなければならないため、段取りに時間を要する等の問題がある。
【０００５】
また、パイプＷのセットは作業者の人力で行わねばならず煩雑であると共に、パイプＷの径が変化すると押し当て量が変わるためどのパイプＷを供給できるかの管理が面倒である。また、パイプＷをインデックス装置２０１に押し当てているため一定送りが困難であるという問題がある。
【０００６】
この発明の目的は、以上のような従来の技術に着目してなされたものであり、自動で棒材を供給および排出できると共に、段取りに手間を要することなく、長い棒材でも一定送りが可能で正確な加工を行うためのレーザ加工機における棒材供給装置および棒材搬送方法並びに棒材の芯出し・位置決め装置および棒材の芯出し・位置決め方法並びに棒材加工方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１による発明のレーザ加工機における棒材供給装置は、複数の被加工物である棒材を載置する棒材供給棚と、該棒材供給棚から棒材を１個ずつ取出す棒材取出し装置と、前記棒材供給棚から取り出した棒材をレーザ加工機へ搬入する棒材搬送機とを設け、前記棒材の一端を回転割出し自在にクランプする駆動側インデックスと、前記棒材の他端を回転自在に保持する従動側インデックスとを棒材搬入方向へ往復移動自在のユニットフレーム上に接近離反可能に設けると共に、前記駆動側インデックスと従動側インデックスとを全体として棒材搬入方向へ往復移動自在に設け、前記駆動側インデックスと従動側インデックスとを被加工物である前記棒材を介して連結して駆動モータからの回転駆動力を伝達する伝達装置を設け、前記棒材を所定角度だけ回転割出し可能に設けると共に、前記棒材の材料原点をレーザ加工機の機械原点に一致させるべく、前記レーザ加工機に前記ユニットフレームを前記レーザ加工機の機械原点に停止させる位置決めストッパを設けてなることを特徴とするものである。
【０００８】
従って、棒材供給棚に載置された棒材は、棒材取出し装置により１個ずつ棒材搬送機に供給され、棒材搬送機によってレーザ加工機本体に隣接して設けらたインデックス装置に搬入され、搬入され棒材はインデックス装置における駆動側インデックスにより一端を回転自在にクランプされ、他端を従動側インデックスにより回転自在にクランプされる。この駆動側インデックスおよび従動側インデックスはユニットフレーム上に棒材搬入方向へ往復動自在に設けてあり、このユニットフレームを前記レーザ加工機の機械原点に移動位置決めして前記棒材の材料原点を機械原点に一致させ、そして、前記棒材を介して連結された前記駆動側インデックスと従動側インデックスとを伝達装置を介して駆動モータにより回転割出しが行われる。
【０００９】
請求項２による発明のレーザ加工機における棒材供給装置は、請求項１に記載のレーザ加工機における棒材供給装置において、前記駆動側インデックスにおいて棒材をクランプするチャックの内面に、前記棒材を搬入する複数のローラと、棒材搬入時には前記複数のローラの一部または全部を回転駆動すると共に非搬入時には前記複数のローラの回転を固定自在な駆動装置とを備えてなることを特徴とするものである。
【００１０】
従って、チャックによりクランプされた棒材は、チャックの内面に設けられている複数のローラの一部または全部を回転駆動することにより所望の量だけ搬送される。また、非搬送時には前記ローラは固定されて回転しないので棒材は固定される。
【００１１】
請求項３による発明のレーザ加工機における棒材搬送方法は、棒材の一端を回転割出し自在にクランプする駆動側インデックスと、前記棒材の他端を回転自在に保持する従動側インデックスとを備えたインデックス装置において、前記駆動側インデックスの内面に設けられた駆動ローラおよび従動ローラにより棒材を搬送可能に支持し、該棒材搬送時には前記駆動ローラを駆動して所望量だけ前記棒材を搬送し、前記棒材の非搬送時には前記駆動ローラの回転を停止して前記棒材の搬送を防止することを特徴とするものである。
【００１２】
従って、駆動ローラおよひ徒動ローラはチャックの内面に突出する状態で設けられており、クランプ状態であっても駆動ローラを回転駆動することにより、所望の量だけ棒材を搬送することができる。また、非搬送時にあっては駆動ローラは停止しているので棒材は固定される。
【００１３】
請求項４による発明のレーザ加工機における棒材の芯出し・位置決め装置は、先端が搬送中心を示すべく円錐形状を呈すると共に円錐形状の側面に沿って溝を有する芯出しブロックと、この芯出しブロックを棒材の搬送方向に沿って往復移動自在に支持する芯出しブロック駆動装置と、材料原点を示すと共に先端が前記芯出しブロックの溝に係合する位置決めブロックと、少なくとも位置決め時には常時前記材料原点位置において前記芯出しブロックの溝に前記位置決めブロックを棒材搬送方向の直交方向へ押付ける位置決めブロック駆動装置とを備えてなることを特徴とするものである。
【００１４】
従って、例えば棒材であるパイプを、位置決めブロック駆動装置により前記芯出しブロックの側面に設けられている溝に押込んだ状態で材料原点を示す位置決めブロックに突当てて原点に位置決めし、この状態で円錐形状の芯出しブロックの先端をパイプの一端の内部に押込んでパイプの芯出しおよび、原点セットを同時に行う。なお、円錐形状の芯出しブロックをパイプに押込んだ時に位置決めブロックが後退するが、この位置決めブロックは位置決め時には常に芯出しブロックに押付けられているので芯出しブロックから離れることはない。すなわち、被加工材である棒材の位置決めの際の微調整によって芯出しブロックが前進移動または後退移動しても、位置決めブロックの位置は変わらず、材料原点と機械原点を一致させることができる。
【００１５】
請求項５による発明のレーザ加工機における棒材の芯出し・位置決め方法は、搬入されてきた棒材の一端を材料原点位置において搬入方向に直交する方向へ移動可能な位置決めブロックに当接させ、搬送中心を示す円錐形状の芯出しブロックを前記棒材の一端の内側に押付け、前記芯出しブロックの移動にともなって芯出しブロックから離脱しない状態で前記位置決めブロックを後退させることを特徴とするものである。
【００１６】
従って、材料原点を示す位置決めブロックに例えば棒材で、あるパイプの一端を当接させて材料原点にセットし、中心である先端がパイプの中心を合せるべき位置を示している円錐形状の芯出しブロックをパイプの一端の内部に押込んで同時にパイプの芯出しを行う。なお、円錐形状の芯出しブロックをパイプに押込んだ時に位置決めブロックが後退するが、この位置決めブロックは芯出しブロックから離れることはない。すなわち、被加工材である棒材の位置決めの際の微調整によって芯出しブロックが前進移動または後退移動しても、位置決めブロックの位置は変わらず、材料原点と機械原点を一致させることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明のレーザ加工機における棒材供給装置の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１および図２には、この発明に係る棒材供給装置としての例えばパイプ供給装置１およびこのパイプ供給装置１を適用したレーザ加工機３が示されている。このレーザ加工機３は、制御装置としてのＮＣ装置５の制御により駆動される図示省略のＸ軸駆動手段によりＸ軸方向に移動位置決め自在のＸ軸キャレッジ７を備えている。また、このＸ軸キャレッジ７には、ＮＣ装置５の制御により駆動される図示省略のＹ軸駆動手段によりＹ軸方向に移動位置決め自在のＹ軸キャレッジ９が設けられている。
【００２５】
このＹ軸キャレッジ９の下部には、Ｚ軸方向へ昇降自在のレーザ加工ヘッド１１が設けられており、このレーザ加工ヘッド１１の下端部にはレーザビームを発する図示省略のノズルが取付けられている。
【００２６】
また、レーザ加工機３の上部には、レーザビームを発するレーザ発振器１３およびこのレーザ発振器１３のためのレーザ電源１５が備えられている。前記レーザ発振器１３により発せられたレーザビームは、図示省略の光学系によりノズルに導かれて、レーザ加工を行うようになっている。
【００２７】
前記レーザ加工機３の図１中手前側には、被加工材である棒材としての例えばパイプＷを把持して所定量だけ回転割り出しして加工を行うためのインデックス装置１７が配置されており、パイプＷの位置を検出するためのパイプ位置検出センサ１９が設けられている。前記インデックス装置１７の図１中右側には、インデックス装置１７にパイプＷを供給する前述のパイプ供給装置１が設けられている。
【００２８】
図３を併せて参照するに、このパイプ供給装置１では、パイプＷを多数載置して置く棒材供給棚としての例えばパイプ供給棚２１が傾斜して設けられており、通常時においては棒材取出し装置としてのパイプストッパ２３によりパイプＷが落下するのを防止している。前記パイプ供給棚２１の傾斜面の下側には、パイプＷをレーザ加工機３に供給するための棒材搬送材としてのパイプ搬送機２５が設けられている。
【００２９】
図４を参照するに、前記パイプ搬送機２５は、搬送方向（図１中左右方向）へ延びる上方が開口した断面コ字状のパイプ搬送路２７と、このパイプ搬送路２７に沿って搬送方向へ移動自在のパイプ押出しブロック２９を有している。このパイプ押出しブロック２９は、パイプ搬送路２７の図１中右端部に設けられている駆動スプロケット３１と、パイプ搬送路２７の左端部に設けられている従動スプロケット３３に回転走行自在に巻回されているチェーン３５に固定されており、駆動モータとしてのサーボモータ３７により前記駆動スプロケット３１を回転駆動することにより搬送方向へ移動自在となっている。
【００３０】
図５を併せて参照するに、前記インデックス装置１７では、レーザ加工機３のベース３９に設けられているユニットフレーム４１の内部において、図５中右側に駆動側インデックス４３を、また左側に従動側インデックス４５を有している。この駆動側インデックス４３および従動側インデックス４５は下側にリニアガイド４７を有しており、ユニットフレーム４１の底面上に設けられているガイドレール４９に沿って移動自在に支持されている。なお、駆動側インデックス４３および従動側インデックス４５では、ケーブルべア５１により電線等が作業の邪魔にならないようになっている。
【００３１】
前記ユニットフレーム４１には、図５中左右方向へ貫通する伝達装置としてのボールスプライン５３が回転自在に設けられており、防塵ジャバラ５５により覆われている。このボールスプライン５３はカップリング５７、ギヤ５９等を介して駆動モータとしてのサーボモータ６１に連結されている。前記駆動側インデックス４３および従動側インデックス４５は、各々前記ボールスプライン５３に螺合するスプラインナット６３（図６参照）が設けられている。
【００３２】
従って、駆動側インデックス４３および従動側インデックス４５のスプラインナット６３は同期して回転駆動される。
【００３３】
また、ユニットフレーム４１には、パイプＷを材料原点に位置決めするための突当て６５が設けられている。この突当て６５は、突当用シリンダ６７により上方へ突出自在に設けられている。また、サーボモータ３５で回転走行されるチェーン２５により搬送されたインデックス装置１７を機械原点に停止させる位置決めストッパ６９がレーザ加工機３に設けられている。
【００３４】
従って、インデックス装置１７を位置決めストッパ６９に当接するまで搬送し、インデックス装置１７に供給されたパイプＷを突当て６５に突当ることにより、材料原点と機械原点が一致するようにパイプＷをセットすることができるので、作業効率の改善を図ることができる。なお、パイプＷの位置決めを行わない場合には突当用シリンダ６７により突当て６５を下降させて作業の邪魔にならないようにする。
【００３５】
図６を参照して、駆動側インデックス４３の説明をする。なお、従動側インデックス４５の構造も駆動側インデックス４３と同様なので、重複した説明は省略する。
【００３６】
駆動側インデックス４３は全体略矩形状のフレーム７１を有しており、このフレーム７１の下側には前記リニアガイド４７が設けられていて前述のユニットフレーム４１に設けられているガイドレール４９の上で移動自在に支持されている。前記フレーム７１の前面には前述のスプラインナット６３が回転自在に設けられており、前記ボールスプライン５３の回転に伴って回転する。
【００３７】
従って、ボールスプライン５３の回転によりスプラインナット６３に取付けられている駆動プーリ７３が回転するので、タイミングベルト７５を介して２個の駆動歯車７７が回転駆動される。なお、前記タイミングベルト７５は、テンションプーリ７９により常に所定の張力で巻回されるようになっている。また、前記フレーム７１の前面には５個の支持ローラ８１が左右対称且つ略等間隔で回転自在に設けられている。
【００３８】
前記フレーム７１の上部前面には、一部に開口部８３を有するリング状のパイプ固定部材８５が前記５個の支持ローラ８１により回転自在に支持されている。このパイプ固定部材８５の外周には歯車８７が設けられており、前記２個の駆動歯車７７に噛合している。また、このパイプ固定部材８５の前面にはパイプＷをクランプするチャック８９が設けられている。
【００３９】
従って、ＮＣ装置５の制御によりサーボモータ６１を駆動してボールスプライン５３を回転させ、駆動プーリ７３、タイミングベルト７５を介して駆動歯車７７を回転させることによりパイプ固定部材８５を回転させることができるので、このパイプ固定部材８５を回転割出しすることにより、このパイプ固定部材８５に固定されているパイプＷを所望の位置に回転させることができる。
【００４０】
次に、図７に基づいて駆動側インデックス４３の前記パイプ固定部材８５前面に設けられているチャック８９について説明する。
【００４１】
前述の駆動側インデックス４３のフレーム７１における開口部８３と同様の開口部９１を有する全体Ｃ字状のチャック８９は、供給されたパイプＷを通すための内部空間９３を中央部に有する。この内部空間９３に面して、被加工物であるパイプＷをクランプするためのクランパ９５が設けられており、このクランパ９５を駆動するクランプ用シリンダ９７が設けられている。
【００４２】
従って、駆動側インデックス４３に供給された被加工物であるパイプＷは、クランプ用シリンダ９７の駆動でクランパ９５によりチャック８９にクランプされるので、駆動側インデックス４３の回転によりパイプＷを所望の位置に回転割出ししてレーザ加工が行われる。
【００４３】
前記内部空間９３に面して、図７中左側のクランパ９５には駆動ローラ９９が、また、下面および右側のクランパ９５には従動ローラ１０１が回転自在に設けられている。一方、前記チャック８９の下方には上下シリンダ１０３が設けられており、このピストンロッド１０５にはベースプレート１０７が取付けられている。このベースプレート１０７には前記駆動ローラ９９を駆動するためのサーボモータ１０９が取付けられており、前記上下シリンダ１０３の駆動により上下動する。このサーボモータ１０９の回転軸１１１にはトルク伝達ユニット１１３を介して回転シャフト１１５が設けられており、前記駆動ローラ９９に接触して駆動ローラ９９を回転駆動する。
【００４４】
前記トルク伝達ユニット１１３は、前記サーボモータ１０９の回転軸１１１に装着されている凸車１１７と、前記回転シャフト１１５の下端に装着されている凹車１１９を有しており、前記上下シリンダ１０３によりサーボモータ１０９を上昇させた時に凸車１１７が凹車１１９に係合して摩擦力により回転力を伝達する。従って、上下シリンダ１０３によりサーボモータ１０９を下降させた状態では、サーボモータ１０９の回転力は駆動ローラ９９に伝達されない。
【００４５】
図８に基づいて、供給されたパイプＷのクランプおよび定量送り動作について説明する。
【００４６】
駆動側インデックス４３を原点復帰させて図７に示される状態にする（ステップＳ１）。この状態では、回転シャフト１１５がサーボモータ１０９の回転軸１１１の同軸上方に位置する（ステップＳ２）。クランプ用シリンダ９７によりクランパ９５を開状態として（ステップＳ３）、パイプＷをセットし（ステップＳ４）、クランプ用シリンダ９７を駆動してクランパ９５を閉状態にしてクランプする（ステップＳ５）。
【００４７】
次いで、上下シリンダ１０３にエアを供給してサーボモータ１０９を上昇させ（ステップＳ６）、凸車１１７を凹車１１９に係合させてトルク伝達ユニット１１３を接続する（ステップＳ７）。サーボモータ１０９を回転させて（ステップＳ８）、回転シャフト１１５を回転駆動し、駆動ローラ９９を回転駆動する。この駆動ローラ９９の回転によりパイプＷが送られるのでパイプＷを支持している従動ローラ１０１も回転する（ステップＳ９）。以上のようにして定量送りが完了したらサーボモータ１０９を停止させ（ステップＳ１０）、上下シリンダ１０３を下降させることにより（ステップＳ１１）トルク伝達ユニット１１３を断つ（ステップＳ１２）。このとき、回転シャフトは図示しないカム等のブレーキ機構により回転防止されており、駆動ローラ９９が回ってクランプされているパイプＷが移動することはないので、駆動側インデックス４３の回転割出しにより所望の位置にレーザ加工を行う（ステップＳ１３）。
【００４８】
以上のように、チャック８９に駆動ローラ９９を設けてあるので、所望の量だけパイプＷを送ることができる。また、トルク伝達ユニット１１３を断つことにより、パイプＷを移動しないようにクランプすることができる。
【００４９】
図９および図１０を参照するに、芯出し・位置決め装置１２１が示されている。この芯出し・位置決め装置１２１では、パイプＷの芯出しを行うべくパイプＷの端部を押す円錐形状の芯出しブロック１２３がシャフト１２５の先端にベアリング軸受１２７を介して回転自在に設けられている。前記シャフト１２５の他端部には芯出しブロック押し引き用シリンダ１２９が設けられている。
【００５０】
前記芯出しブロック１２３の側面には傾斜に沿って溝１３１が設けられており、この溝１３１に沿ってパイプＷに直交する方向（図９中左右方向）へ移動可能な位置決めブロック１３３が設けられている。この位置決めブロック１３３は、鞘部材１３５の内面にはブッシュ１３７が設けられており、このブッシュ１３７に沿って摺動自在に設けられている丸シャフト１３９の先端に取付けられている。この位置決めブロック１３３の先端は前記芯出しブロック１２３の溝１３１の傾斜に合せて傾斜しており、後端部は前記丸シャフト１３９を介してバネ１４１により芯出しブロック１２３に押付けられている。前記バネ１４１はさらに位置決めブロック押し引き用シリンダ１４３のピストンロッド１４５に接続されている。
【００５１】
従って、位置決め時には位置決めブロック押し引き用シリンダ１４３をオフとして状態でバネ１４１の反発力により常時位置決めブロック１３３を芯出しブロック１２３に押付けている。このため、芯出しブロック１２３が押出された際に、位置決めブロック１３３は芯出しブロック１２３の傾斜によって押し戻されるが、バネ１４１の反発力により位置決めブロック１３３の先端が芯出しブロック１２３から離れないようになっている。これにより、芯出しブロック１２３の移動にかかわらず、材料原点を示す位置決めブロック１３３の位置は変化しないので、常に材料原点を機械原点と一致させることができる。同時に、パイプＷの芯出しも行うことができる。
【００５２】
図１１を参照して、前述のような芯出し・位置決め装置１２１による芯出し動作について説明する。
【００５３】
まず、位置決めブロック押し引き用シリンダ１４３をオフとし（ステップＳ１４）、バネ１４１の力により位置決めブロック１３３を押出す（ステップＳ１５）。位置決めブロック１３３はブッシュ１３７にガイドされて前進し（ステップＳ１６）、パイプＷを位置決めブロック１３３に押し当てて仮セットの状態とする（ステップＳ１７）。
【００５４】
続いて、芯出しブロック押し引き用シリンダ１２９をオンとし（ステップＳ１８）、シャフト１２５を介して芯出しブロック１２３を前進させる（ステップＳ１９）。これにより、芯出しブロック１２３の先端がパイプＷの内部に進入すると共に、位置決めブロック１３３は押し戻されるが、バネ１４１の力により芯出しブロック１２３の溝１３１に押付けられるので芯出しブロック１２３から離脱しない（ステップＳ２０）。
【００５５】
このようにしてパイプＷの芯出しが行われ、同時に材料原点にセットが完了したら（ステップＳ２１）、位置決めブロック押し引き用シリンダ１４３をオンとして（ステップＳ２２）、位置決めブロック１３３を後退させ（ステップＳ２３）、芯出しブロック押し引き用シリンダ１２９をオフとして（ステップＳ２４）、芯出しブロック１２３を後退させ（ステップＳ２５）、レーザ加工を行う（ステップＳ２６）。
【００５６】
次に、図１２に基づいて、以上説明してきたパイプ供給装置１によるパイプＷの供給動作について説明する。
【００５７】
まず、パイプＷをパイプ供給棚２１にセットし（ステップＳ２７）、パイプストッパ２３を作動させることによりパイプＷを１個ずつパイプ搬送機２５へ供給して（ステップＳ２８）、パイプ搬送機２５にパイプＷのセットを完了する（ステップＳ２９）。次いで、サーボモータ３７を回転駆動して（ステップＳ３０）、パイプ押出しブロック２９を移動させることによりパイプＷをインデックス装置１７に供給する（ステップＳ３１）。パイプ位置検出センサ１９により検出されたパイプ位置信号をサーボモータ３７にフィードバックし（ステップＳ３２）、フィードバックされた位置信号に基づいて所定の送り量だけサーボモータ３７を回転させて（ステップＳ３３）、インデックス装置１７のチャック８９でパイプＷをクランプする（ステップＳ３４）。
【００５８】
インデックス装置１７によりパイプＷを所望の位置に回転割出しして例えば穴加工などのレーザ加工を行い（ステップＳ３５）、加工が終了したらインデックス装置１７を４５度の位置まで回転させて（ステップＳ３６）、チャック８９をアンクランプして（ステップＳ３７）、チャック８９の開口部９１からパイプＷを落下させて排出する（ステップＳ３８）。
【００５９】
以上の結果から、パイプＷを自動でレーザ加工機３に供給できると共に、パイプＷの芯出しにより確実にパイプＷの芯を把持することができるので、正確な加工を行うことができる。
【００６０】
なお、この発明は前述の実施の形態に限定されることなく、適宜な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。本実施の形態では棒材としてパイプを例にとって説明したが、ムクの棒材であっても構わない。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、棒材供給棚に載置された棒材は、棒材取出し装置により１個ずつ棒材搬送機に供給され、棒材搬送機によってレーザ加工機本体に隣接して設けらたインデックス装置に搬入される。搬入され棒材はインデックス装置における駆動側インデックスにより一端を回転自在にクランプされ、他端を従動側インデックスにより回転自在にクランプされる。この駆動側インデックスおよび従動側インデックスはユニットフレーム上に棒材搬入方向へ往復動自在に設けてあり、このユニットフレームを前記レーザ加工機の機械原点に移動位置決めして前記棒材の材料原点を機械原点に一致させた後、前記棒材を介して連結された前記駆動側インデックスと従動側インデックスとを伝達装置を介して駆動モータにより同期して回転割出しが行われるので、自動で棒材の搬入および正確なセットができると共に段取りに手間を要することがない。
【００６２】
請求項２の発明によれば、チャックによりクランプされた棒材は、チャックの内面に設けられている複数のローラの一部または全部を回転駆動することにより所望の量だけ搬送されるので、長い棒材でも一定送りが可能である。また、非搬送時には前記ローラは固定されて回転しないので、棒材を固定するので、正確な加工ができる。
【００６３】
請求項３の発明によれば、駆動ローラおよび従動ローラはチャックの内面に突出する状態で設けられており、クランプ状態であっても駆動ローラを回転駆動することにより、所望の量だけ棒材を搬送することができるので、長い棒材でも一定送りが可能である。また、非搬送時には前記ローラは固定されて回転しないので、棒材を固定するので正確な加工ができる。
【００６４】
請求項４の発明によれば、例えば棒材であるパイプを、位置決めブロック駆動装置により前記芯出しブロックの側面に設けられている溝に押込んだ状態で材料原点を示す位置決めブロックに突当て、この状態で円錐形状の芯出しブロックの先端をパイプの一端の内部に押込むので、パイプの芯出しおよび、原点セットを同時に行うことができる。これにより、作業効率の改善を図ることができる。なお、円錐形状の芯出しブロックをパイプに押込んだ時に位置決めブロックが後退するが、この位置決めブロックは位置決め時には常に芯出しブロックに押付けられているので芯出しブロックから離れることはない。
【００６５】
請求項５の発明によれば、材料原点を示す位置決めブロックに例えば棒材であるパイプの一端を当接させて材料原点にセットし、中心である先端がパイプの中心を合せるべき位置を示している円錐形状の芯出しブロックをパイプの一端の内部に押込んで、芯出しするので、原点位置決めと芯出しを同時に行うことができる。これにより、作業効率の改善を図ることができる。なお、円錐形状の芯出しブロックをパイプに押込んだ時に位置決めブロックが後退するが、この位置決めブロックは芯出しブロックから離れることはない。すなわち、被加工材である棒材の位置決めの際の微調整によって芯出しブロックが前進移動または後退移動しても、位置決めブロックの位置は変わらず、材料原点と機械原点を一致させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るレーザ加工機におけるパイプ供給装置を示す正面図である。
【図２】図１中II方向から見た平面図である。
【図３】図１中III −III 線に沿った断面図である。
【図４】パイプ搬送機を示す構成図である。
【図５】インデックス装置を示す正面図である。
【図６】図５中VI方向から見た駆動側インデックスの正面図である。
【図７】エアチャック部のパイプ供給装置の正面図である。
【図８】図７のパイプ供給装置による供給動作を示すフローチャートである。
【図９】芯出し・位置決め装置を示す構成図である。
【図１０】図９中Ｘ方向から見た平面図である。
【図１１】芯出し・位置決め動作を示すフローチャートである。
【図１２】パイプ加工動作を示すフローチャートである。
【図１３】従来のインデックス装置を示す正面図である。
【符号の説明】
１ パイプ供給装置（棒材供給装置）
３ レーザ加工機
１７ インデックス装置
２１ パイプ供給棚（棒材供給棚）
２３ パイプストッパ（棒材取出し装置）
２５ パイプ搬送機 （棒材搬送材）
４１ ユニットフレーム
４３ 駆動側インデックス
４５ 従動側インデックス
５３ ボールスプライン
６１ サーボモータ（駆動モータ）
６９ 位置決めストッパ
８９ チャック
９９ 駆動ローラ
１０１ 従動ローラ
１１５ 回転シャフト（駆動装置）
１２１ 芯出し・位置決め装置
１２３ 芯出しブロック
１２９ 芯出しブロック押し引き用シリンダ（芯出しブロック駆動装置）
１３３ 位置決めブロック
１４３ 位置決めブロック押し引き用シリンダ（位置決めブロック駆動装置）
Ｗ パイプ
Claims (5)
- 複数の被加工物である棒材を載置する棒材供給棚と、該棒材供給棚から棒材を１個ずつ取出す棒材取出し装置と、前記棒材供給棚から取り出した棒材をレーザ加工機へ搬入する棒材搬送機とを設け、前記棒材の一端を回転割出し自在にクランプする駆動側インデックスと、前記棒材の他端を回転自在に保持する従動側インデックスとを棒材搬入方向へ往復移動自在のユニットフレーム上に接近離反可能に設けると共に、前記駆動側インデックスと従動側インデックスとを全体として棒材搬入方向へ往復移動自在に設け、前記駆動側インデックスと従動側インデックスとを被加工物である前記棒材を介して連結して駆動モータからの回転駆動力を伝達する伝達装置を設け、前記棒材を所定角度だけ回転割出し可能に設けると共に、前記棒材の材料原点をレーザ加工機の機械原点に一致させるべく、前記レーザ加工機に前記ユニットフレームを前記レーザ加工機の機械原点に停止させる位置決めストッパを設けてなることを特徴とするレーザ加工機における棒材供給装置。
- 請求項１に記載のレーザ加工機における棒材供給装置おいて、前記駆動側インデックスにおいて棒材をクランプするチャックの内面に、前記棒材を搬入する複数のローラと、棒材搬入時には前記複数のローラの一部または全部を回転駆動すると共に非搬入時には前記複数のローラの回転を固定自在な駆動装置とを備えてなることを特徴とするレーザ加工機における棒材供給装置。
- 棒材の一端を回転割出し自在にクランプする駆動側インデックスと、前記棒材の他端を回転自在に保持する従動側インデックスとを備えたインデックス装置において、前記駆動側インデックスの内面に設けられた駆動ローラおよび従動ローラにより棒材を搬送可能に支持し、該棒材搬送時には前記駆動ローラを駆動して所望量だけ前記棒材を搬送し、前記棒材の非搬送時には前記駆動ローラの回転を停止して前記棒材の搬送を防止することを特徴とするレーザ加工機における棒材搬送方法。
- 先端が搬送中心を示すべく円錐形状を呈すると共に円錐形状の側面に沿って溝を有する芯出しブロックと、この芯出しブロックを棒材の搬送方向に沿って往復移動自在に支持する芯出しブロック駆動装置と、材料原点を示すと共に先端が前記芯出しブロックの溝に係合する位置決めブロックと、少なくとも位置決め時には常時前記材料原点位置において前記芯出しブロックの溝に前記位置決めブロックを棒材搬送方向の直交方向へ押付ける位置決めブロック駆動装置とを備えてなることを特徴とするレーザ加工機における棒材の芯出し・位置決め装置。
- 搬入されてきた棒材の一端を材料原点位置において搬入方向に直交する方向へ移動可能な位置決めブロックに当接させ、搬送中心を示す円錐形状の芯出しブロックを前記棒材の一端の内側に押付け、前記芯出しブロックの移動にともなって芯出しブロックから離脱しない状態で前記位置決めブロックを後退させることを特徴とするレーザ加工機における棒材の芯出し・位置決め方法。
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