JP3984144B2 - パンチレーザ複合加工機の集塵システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、パンチレーザ複合加工機の集塵システムに関する
【0002】
【従来の技術】
一般に、パンチレーザ複合加工機では、ワークがパンチ加工部のパンチセンタP/Cやレーザ加工部のレーザセンタL/Cへと移動されてレーザ加工やパンチ加工が施される。
【0003】
図8には、パンチレーザ複合加工機のレーザ加工ヘッド100によるレーザ加工で発生するスクラップや粉塵を集塵するための集塵システムの従来例が示されている。図示のように、レーザ加工ヘッド100と対向するカッティングプレート112からは、下方に向かって集塵パイプ102が延びている。集塵パイプ102はプレボックス104に接続されており、プレボックス104には、集塵器(図示せず)に接続された集塵ダクト106が接続されている。
【0004】
また、プレボックス104と集塵ダクト106との接続口には、メッシュフィルタ108が配設されており、また、メッシュフィルタ108の下側すなわちプレボックス104の底部には、集塵トレイ110が配置されている。
【0005】
したがって、このような集塵システムにおいては、集塵器からの吸引力が集塵ダクト106およびプレボックス104を介して集塵パイプ102に作用すると、その吸引力によって、レーザ加工ヘッド100によって加工されたワークからのスクラップや粉塵が、集塵パイプ102からプレボックス104内に達する。そして、このプレボックス104内において、フィルタ108を通過できないスクラップや粉塵は、図中に矢印で示されるように、フィルタ108の下側に設置された集塵トレイ110上に落下して集積される。
【0006】
なお、フィルタ108を通過した粒径が細かい塵は、集塵ダクト106を通って、集塵器へと吸引される。また、集塵トレイ110は、メンテナンス時にプレボックス104内から引き出され、集塵トレイ110に集積されたスクラップや粉塵を除去できるようになっている。
【0007】
【特許文献1】
特開平10−216860号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記構成の従来の集塵システムでは、フィルタ108を通過できない粒径のスクラップや粉塵が吸引力によって直接にフィルタ108に衝突するため、フィルタ108が目詰まりし易い。また、フィルタ108が目詰まりすると、集塵器からの吸引力が低下するため、加工材料であるワークの裏面が汚れて品質が悪化する場合がある。
【0009】
また、スクラップや粉塵が直接にフィルタ108に衝突すると、その衝突によってフィルタ108が破損してしまう虞もある。フィルタ108が破損して穴が開いたりすると、高温の火の粉や溶融材が集塵器に吸引される可能性がある。また、フィルタ108に伴う以上の問題は、特に高速加工や連続運転時において顕著となる。
【0010】
以上のように、スクラップや粉塵が直接にフィルタ108に衝突する従来の集塵システムは、プレボックス104での集塵方法に改善すべき点が幾つかあり、高速加工や連続運転に適した構造になっているとは言い難い。
【0011】
本発明は、前記事情に着目してなされたものであり、フィルタの目詰まりや破損を防止できる、高速加工や連続運転に適したパンチレーザ複合加工機の集塵システムを提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項1に記載されたパンチレーザ複合加工機の集塵システムは、ワークに対してパンチ加工を施すパンチ加工部と、ワークに対してレーザ加工を施すレーザ加工部とを備えたパンチレーザ複合加工機に設けられ、レーザ加工によって発生するスクラップや粉塵を吸引排出するためのパンチレーザ複合加工機の集塵システムにおいて、レーザ加工領域の下方に延びる集塵パイプと、前記集塵パイプの下端に設けられた集塵用ベルトコンベアと、前記集塵用ベルトコンベアを介して前記集塵パイプに接続された集塵ダクトと、前記集塵ダクトに接続され且つ吸引力を発生させる集塵器とを備え、前記集塵用ベルトコンベアは、スクラップや粉塵を集積するための集塵トレイに向けて走行し且つ前記集塵パイプを通じて落下するスクラップや粉塵を受ける集塵搬送ベルトを備え、この集塵搬送ベルトによって前記集塵ダクトと前記集塵パイプとを区画し、前記集塵搬送ベルトは、前記集塵ダクトを通じた前記集塵器からの吸引力を前記集塵パイプに作用させる多数の吸引穴を有するフィルタとして機能し、前記集塵パイプ内には、レーザ加工によって発生したスクラップや粉塵が前記集塵搬送ベルトに直接に落下することを防止する緩衝手段が設けられていることを特徴とする。
【0013】
請求項1に記載された発明においては、ベルトコンベアによってフィルタ(集塵搬送ベルト)を常時移動させ、フィルタ(集塵搬送ベルト)に対するスクラップや粉塵の直接の衝突を防止することができるため、フィルタ(吸引穴)の目詰まりを防止でき、したがって、集塵器からの吸引力を低下させないで済む。そのため、加工材料であるワークの裏面が汚れて品質が悪化するといった事態を回避できる。また、フィルタ(集塵搬送ベルト)の破損を防止できるため、高温の火の粉や溶融材が集塵器に吸引されるといった事態を防止することができる。
【0014】
また、請求項2に記載されたパンチレーザ複合加工機の集塵システムは、請求項1に記載された発明において、前記集塵搬送ベルトの表面の粉塵を除去するブラシが、前記集塵搬送ベルトに接触して設けられていることを特徴とする。
【0015】
請求項2に記載された発明においては、フィルタ(集塵搬送ベルト)の自動メンテナンスを実現でき、人体に優しい集塵システムを実現できる。
【0016】
また、請求項3に記載されたパンチレーザ複合加工機の集塵システムは、請求項1に記載された発明において、前記集塵パイプ内は、レーザ加工領域の延在方向に沿って複数の集塵領域に区画され、前記集塵用ベルトコンベアには、前記集塵搬送ベルトの吸引穴の一部を選択的に塞いで、前記各集塵領域に選択的に吸引力を作用させる開閉シャッタが設けられていることを特徴とする。
【0017】
請求項3に記載された発明においては、加工エリア毎の分割集塵が可能となる。
【0018】
また、請求項4に記載されたパンチレーザ複合加工機の集塵システムは、請求項3に記載された発明において、レーザ加工位置に応じて前記開閉シャッタが切り換えられ、これによって、レーザ加工位置に対応する集塵領域に吸引力が作用することを特徴とする。
【0019】
請求項4に記載された発明においては、集塵能力が向上し、特に、高速レーザ加工において効率的な集塵を行なうことができる。
【0020】
また、請求項5に記載されたパンチレーザ複合加工機の集塵システムは、請求項1に記載された発明において、前記集塵器の駆動に連動して前記集塵用ベルトコンベアが作動することを特徴とする。
【0021】
請求項5に記載された発明においては、高速加工および連続無人運転を実現することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図1および図2に示されるように、本発明の実施形態に係るパンチレーザ複合加工機1は、ワークWをクランプするクランプ装置を有し、ワークWをパンチ加工部2のパンチセンタP/Cやレーザ加工部4のレーザセンタL/Cへと移動して位置決めするためのワーク移動位置決め装置6を備えている。
【0023】
また、パンチレーザ複合加工機1は、そのベース17の両側に立設されたサイドフレームに上部フレームの両側が支持されて成る本体フレーム23を備えている。前記上部フレームの下部には、パンチ加工部2を構成し且つ多種類のパンチを着脱交換自在に備えた円盤状の上部タレット20が回転自在に装着されている。
【0024】
また、ベース17の上面には、上部タレット20に同心的に対向し且つ上部タレット20と共にパンチ加工部2を構成する下部タレット21が回転自在に装着されている。この下部タレット21には、多種類のパンチと対向した多数のダイが円弧状に配置され且つ着脱交換自在に装着されている。
【0025】
上部フレームの下面中央部には、ラムが上下動自在に装着されている。上部タレット20および下部タレット21の回転によって前記ラムの下方のパンチ加工部2のパンチセンタP/Cへ割り出し位置決めされた前記パンチは、例えば油圧シリンダにより上下動されるラムによって打圧される。したがって、このパンチセンタP/Cに移動して位置決めされた板状のワークWが、パンチとダイとの協働によってパンチング加工される。
【0026】
また、レーザ加工部4は、パンチセンタP/Cに対してX軸方向(図中下側のワーク搬出側)に離間して設けられている。レーザ加工部4はレーザ加工ヘッド3を備えており、レーザ加工ヘッド3は、前記上部フレームに沿ってY軸方向に延びるレーザ用フレーム29の下部に、Y軸方向に移動位置決め自在に設けられている。レーザ加工ヘッド3の先端には、レーザセンタL/Cとなるノズルが設けられており、このノズルからレーザビームがワークWに向けて照射されるようになっている。
【0027】
図3に詳しく示されるように、レーザ加工ヘッド3と対向するカッティングプレート30の下側には、集塵システムが設けられている。具体的には、カッティングプレート30からは、下方に向かって集塵パイプ9が延びている。集塵パイプ9の下端には集塵チャンバとしてのプレボックス32が接続されており、プレボックス32には、集塵器12に接続された集塵ダクト11が接続されている。また、プレボックス32内には、集塵用のベルトコンベア8が配設されている。
【0028】
なお、集塵パイプ9の途中には、集塵用ベルトコンベア8の延在方向に沿って延びる緩衝手段としてのバッファ板10が設けられている。このバッファ板10は、集塵パイプ9内を落下するスクラップや粉塵と衝突して、これらのスクラップや粉塵がプレボックス32内の集塵用ベルトコンベア8上に直接に落下することを防止する。また、集塵パイプ9の側方には、レーザ加工された製品を搬出するために斜め下方に延びるシュータ39が設けられている。
【0029】
図4に示されるように、集塵パイプ9は、レーザ加工ヘッド3の移動経路(Y軸方向に延びる加工エリア)に沿って所定の幅H(例えば1270mm)で延びている。図4の(b)に詳しく示されるように、集塵パイプ9は、集塵効率を高めるため、2つ(無論、2つに限らない)の集塵領域A,Bに区画されている。具体的には、第1の集塵領域Aは、Y軸エンド側(図中左側)でY軸方向に延びており、レーザ加工ヘッド3による加工エリア(加工ヘッド3の移動経路)の約半分を占めている。一方、第2の集塵領域Bは、Y軸原点側(図中右側)でY軸方向に延びており、レーザ加工ヘッド3による加工エリアの残りの約半分を占めている。
【0030】
図3および図5に示されるように、プレボックス32内に設けられた集塵用ベルトコンベア8は、回転駆動するコンベア本体46に無端ベルト(リングで繋がったキャタピラ状のヒンジベルト…集塵搬送ベルト)45が装着されて成り、プレボックス32内に落下するスクラップSおよび粉塵Pを搬出・除去する。具体的には、コンベア本体46は、モータ47によって回転駆動するようになっており、これにより、無端ベルト45は、例えば、集塵パイプ9と対向する上側で、Y軸原点側からY軸エンド側(図中右側から左側)へと走行するとともに、ベルトコンベア8の端部で反転した後、下側で、Y軸エンド側からY軸原点側(図中左側から右側)へと反転走行する。
【0031】
また、無端ベルト45によって形成される集塵用ベルトコンベア8の内部空間50は、集塵ダクト11に連通している。また、無端ベルト46には、その全長にわたって、内部空間50に通じるメッシュ状の多数の吸引穴(貫通孔)65(図5の(a)参照)が形成されている。また、集塵用ベルトコンベア8の下部には、下側で反転走行する無端ベルト45の吸引穴65を略全体にわたって塞ぐシール体49が設けられており、これにより、無端ベルト45の吸引穴65から内部空間50内に吸引される塵をベルトコンベア8の下方に逃がすことなく集塵ダクト11へと案内するようにしている。なお、プレボックス32の底部には、無端ベルト45の反転部に位置して、集塵トレイ48が配置されている。この集塵トレイ48には、無端ベルト45の反転部で無端ベルト45の表面の粉塵を除去するスクレーパブラシ62が設けられている。
【0032】
図6に示されるように、集塵用ベルトコンベア8の内部空間50には、上側で走行する無端ベルト45の吸引穴65を一定の領域で選択的に塞ぐ開閉シャッタ60が動作可能に設けられている。具体的には、開閉シャッタ60は、集塵パイプ9の集塵領域Aの全体にわたって無端ベルト45の吸引穴65を塞ぐ図中二点鎖線で示された第1の位置と、集塵パイプ9の集塵領域Bの全体にわたって無端ベルト45の吸引穴65を塞ぐ図中実線(斜線)で示された第2の位置との間で、図示しないシリンダにより水平に移動されるようになっている。
【0033】
次に、上記構成のパンチレーザ複合加工機1及びその集塵システムの動作について、図7のフローチャートを参照しながら説明する。
【0034】
まず、パンチレーザ複合加工機1をパンチモードに設定する(ステップS1)。具体的には、ワーク移動位置決め装置6によって、ワークWをパンチ加工部2のパンチセンタP/Cへ移動させ、ここで、ワークWに所定のパンチ加工を施す。続いて、レーザモードに設定して(ステップS2)、ワーク移動位置決め装置6によりワークWをレーザ加工部4のレーザセンタL/Cへと移動させ、ここで、レーザ加工(レーザ加工ヘッド3から出射されるレーザ光による切断加工)を開始する(ステップS3)。この時、集塵器12を作動(ON)させ、あるいは、自動的に集塵器12が作動し(ステップS4)、集塵器12からの吸引力が集塵ダクト11およびプレボックス32を介して集塵パイプ9に作用する。また、集塵器12の作動に連動して、集塵用ベルトコンベア8が回転駆動する(ステップS5)。
【0035】
吸引力が集塵パイプ9に作用すると、レーザ加工ヘッド3によって加工されたワークからのスクラップや粉塵が、集塵パイプ9からプレボックス32内に向けて吸引される。この場合、Y軸エンド側でレーザ加工が行われる際(ステップS6)、すなわち、レーザ加工ヘッド3による加工エリア(加工ヘッド3の移動経路)の約半分(H/2)を占める図中左側の領域でレーザ加工が行われる際には、開閉シャッタ60が、集塵パイプ9の集塵領域Bの全体にわたって無端ベルト45の吸引穴65を塞ぐ図6に実線(斜線)で示される第2の位置に配置される(ステップS7)(具体的には、レーザ加工位置がモニタされるとともに、加工領域を特定する(Y軸エンド側かY軸原点側かを特定する)信号がNCから出され、それに応じて、開閉シャッタ60が切り換えられる)。したがって、集塵器12からの吸引力は、開閉シャッタ60によって遮断されていない上側(開閉シャッタ60の第1の位置に対応する側)の無端ベルト45の吸引穴65を介して、レーザ加工が成されているY軸エンド側と対向する集塵パイプ9の集塵領域Aに集中して作用する。そのため、レーザ加工ヘッド3によって加工されたワークからのスクラップや粉塵は、バッファ板10に衝突しながら、集塵パイプ9の集塵領域Aを通じて、この集塵領域Aに対向する上側の無端ベルト45に向けて落下する(ステップS8)。
【0036】
一方、Y軸原点側でレーザ加工が行われる際(ステップS9)、すなわち、レーザ加工ヘッド3による加工エリア(加工ヘッド3の移動経路)の残りの約半分(H/2)を占める図中右側の領域でレーザ加工が行われる際には、開閉シャッタ60が、集塵パイプ9の集塵領域Aの全体にわたって無端ベルト45の吸引穴65を塞ぐ図6に二点鎖線で示される第1の位置に配置される(ステップS10)。したがって、集塵器12からの吸引力は、開閉シャッタ60によって遮断されていない上側(開閉シャッタ60の第2の位置に対応する側)の無端ベルト45の吸引穴65を介して、レーザ加工が成されているY軸原点側と対向する集塵パイプ9の集塵領域Bに集中して作用する。そのため、レーザ加工ヘッド3によって加工されたワークからのスクラップや粉塵は、バッファ板10に衝突しながら、集塵パイプ9の集塵領域Bを通じて、この集塵領域Bに対向する上側の無端ベルト45に向けて落下する(ステップS11)。
【0037】
以上のようにして集塵領域Aまたは集塵領域Bからこれに対向する上側の無端ベルト45上に落下したスクラップSや粉塵P(図5参照)のうち、吸引穴65を通過できないスクラップSや粉塵Pは、無端ベルト45の回転によってY軸方向に沿って運ばれ、無端ベルト45の反転部で、スクレーパブラシ62により除去されつつ(ステップS12)、集塵トレイ48上に落下して集積される(ステップS13)(図5および図6参照)。また、吸引穴65を通過した粒径が細かい塵は、ベルトコンベア8の内部空間50を通じて集塵ダクト11内に入り、集塵器12へと吸引される(図3、図5、図6の矢印参照)。なお、集塵トレイ48は、ここに集積されたスクラップや粉塵を除去するため、例えばメンテナンス時にプレボックス32内から引き出される。
【0038】
以上説明したように、本実施形態のパンチレーザ複合加工機1の集塵システムは、レーザ加工領域の下方に延びる集塵パイプ9と、集塵パイプ9の下端に設けられた集塵用ベルトコンベア8と、集塵用ベルトコンベア8を介して集塵パイプ9に接続された集塵ダクト11と、集塵ダクト11に接続され且つ吸引力を発生させる集塵器12とを備え、集塵用ベルトコンベア8は、スクラップや粉塵を集積するための集塵トレイ48に向けて走行し且つ集塵パイプ9を通じて落下するスクラップや粉塵を受ける集塵搬送ベルト45を備え、この集塵搬送ベルト45によって集塵ダクト11と集塵パイプ9とを区画し、また、集塵搬送ベルト45は、集塵ダクト11を通じた集塵器12からの吸引力を集塵パイプ9に作用させる多数の吸引穴65を有するフィルタとして機能し、さらに、集塵パイプ9内には、レーザ加工によって発生したスクラップや粉塵が集塵搬送ベルト45に直接に落下することを防止する緩衝手段としてのバッファ板10が設けられている。
【0039】
このように、ベルトコンベアによってフィルタを常時移動させ(すなわち、フィルタとして機能する集塵搬送ベルト45を走行させ)、フィルタ(集塵搬送ベルト45)に対するスクラップや粉塵の直接の衝突を防止する(すなわち、バッファ板10を設ける)ようにすれば、フィルタ(吸引穴65)の目詰まりを防止でき、したがって、集塵器12からの吸引力を低下させないで済む。そのため、加工材料であるワークWの裏面が汚れて品質が悪化するといった事態を回避できる。また、このように、スクラップや粉塵が直接にフィルタ(集塵搬送ベルト45)に衝突することを防止できれば、フィルタ(集塵搬送ベルト45)の破損を防止できるため、高温の火の粉や溶融材が集塵器12に吸引されるといった事態を防止することができる。
【0040】
このように、本実施形態によれば、フィルタの目詰まりや破損を防止でき、高速加工や連続運転に適したパンチレーザ複合加工機の集塵システムを提供することができる。
【0041】
また、本実施形態のパンチレーザ複合加工機1の集塵システムは、集塵搬送ベルト45の表面の粉塵を除去するスクレーパブラシ62が、集塵搬送ベルト45に接触して設けられている。したがって、フィルタ(集塵搬送ベルト45)の自動メンテナンスを実現できる。すなわち、従来においては、人の手によってフィルタのメンテナンスを行なっていたが、本実施形態においては、スクレーパブラシ62によって集塵搬送ベルト45の表面からスクラップや粉塵が自動的に掻き落とされるため、人体に優しい集塵システムを実現できる。
【0042】
また、本実施形態において、集塵パイプ9内は、レーザ加工領域の延在方向に沿って複数の集塵領域A,Bに区画され、集塵用ベルトコンベア8には、集塵搬送ベルト45の吸引穴65の一部を選択的に塞いで、各集塵領域A,Bに選択的に吸引力を作用させる開閉シャッタ60が設けられている。したがって、加工エリア毎の分割集塵が可能となる。
【0043】
また、本実施形態においては、レーザ加工位置に応じて開閉シャッタ60が切り換えられ、これによって、レーザ加工位置に対応する集塵領域に吸引力が作用するようになっている。したがって、集塵能力が向上し、特に、高速レーザ加工において効率的な集塵を行なうことができる。
【0044】
また、本実施形態においては、集塵器12の駆動に連動して集塵用ベルトコンベア8が作動するようになっている。したがって、高速加工および連続無人運転を実現することができる。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フィルタの目詰まりや破損を防止できる、高速加工や連続運転に適したパンチレーザ複合加工機の集塵システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るパンチレーザ複合加工機の要部の平面図である。
【図2】図1のパンチレーザ複合加工機の側面図である。
【図3】図2のE−E線に沿う断面図である。
【図4】(a)は図1のパンチレーザ複合加工機の加工領域の拡大平面図、(b)は(a)のF−F線に沿う断面図である。
【図5】(a)はベルトコンベアの平面図、(b)はベルトコンベアの側断面図である。
【図6】ベルトコンベアの開閉シャッタの動作態様を説明するための模式図である。
【図7】図1のパンチレーザ複合加工機及びその集塵システムの動作のフローチャートである。
【図8】(a)は従来のパンチレーザ複合加工機の集塵システムの概略断面図、(b)は(a)のG−G線に沿う断面図である。
【符号の説明】
8 集塵用ベルトコンベア
9 集塵パイプ
10 バッファ板(緩衝手段)
11 集塵ダクト
45 無端ベルト(集塵搬送ベルト)
60 開閉シャッタ
62 スクレーパブラシ
65 吸引穴
Claims (5)
- ワークに対してパンチ加工を施すパンチ加工部と、ワークに対してレーザ加工を施すレーザ加工部とを備えたパンチレーザ複合加工機に設けられ、レーザ加工によって発生するスクラップや粉塵を吸引排出するためのパンチレーザ複合加工機の集塵システムにおいて、
レーザ加工領域の下方に延びる集塵パイプと、前記集塵パイプの下端に設けられた集塵用ベルトコンベアと、前記集塵用ベルトコンベアを介して前記集塵パイプに接続された集塵ダクトと、前記集塵ダクトに接続され且つ吸引力を発生させる集塵器とを備え、
前記集塵用ベルトコンベアは、スクラップや粉塵を集積するための集塵トレイに向けて走行し且つ前記集塵パイプを通じて落下するスクラップや粉塵を受ける集塵搬送ベルトを備え、この集塵搬送ベルトによって前記集塵ダクトと前記集塵パイプとを区画し、
前記集塵搬送ベルトは、前記集塵ダクトを通じた前記集塵器からの吸引力を前記集塵パイプに作用させる多数の吸引穴を有するフィルタとして機能し、
前記集塵パイプ内には、レーザ加工によって発生したスクラップや粉塵が前記集塵搬送ベルトに直接に落下することを防止する緩衝手段が設けられていることを特徴とするパンチレーザ複合加工機の集塵システム。 - 前記集塵搬送ベルトの表面の粉塵を除去するブラシが、前記集塵搬送ベルトに接触して設けられていることを特徴とする請求項1に記載のパンチレーザ複合加工機の集塵システム。
- 前記集塵パイプ内は、レーザ加工領域の延在方向に沿って複数の集塵領域に区画され、
前記集塵用ベルトコンベアには、前記集塵搬送ベルトの吸引穴の一部を選択的に塞いで、前記各集塵領域に選択的に吸引力を作用させる開閉シャッタが設けられていることを特徴とする請求項1に記載のパンチレーザ複合加工機の集塵システム。 - レーザ加工位置に応じて前記開閉シャッタが切り換えられ、これによって、レーザ加工位置に対応する集塵領域に吸引力が作用することを特徴とする請求項3に記載のパンチレーザ複合加工機の集塵システム。
- 前記集塵器の駆動に連動して前記集塵用ベルトコンベアが作動することを特徴とする請求項1に記載のパンチレーザ複合加工機の集塵システム。
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