JP4247804B2

JP4247804B2 - レーザ・パンチ複合機

Info

Publication number: JP4247804B2
Application number: JP17324899A
Authority: JP
Inventors: 広一遠藤
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1999-06-18
Filing date: 1999-06-18
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2019-06-18
Also published as: JP2001001176A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザ・パンチ複合機、特にレーザ加工中において、ワーク裏面からの粉塵が隣接する下部タレット上へ進入しないようにしたレーザ・パンチ複合機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、レーザ・パンチ複合機は、レーザ加工部とパンチ加工部から構成され、例えばワークの外形を加工する場合にはレーザ加工を、ワークの穴をあける場合にはパンチ加工をそれぞれ施すことにより、高速かつ高精度な加工が行われている。
【０００３】
このうち、レーザ加工部は（図６（Ａ））、ワークＷへレーザビームを照射する加工ヘッド５０を備え、パンチ加工部は、対応したパンチＰとダイＤが環状に配置された上部タレット５２と下部タレット５３を備えている。
【０００４】
また、レーザ加工部のレーザセンタＬＣと、パンチ加工部のパンチセンタＰＣとは極めて接近している。
【０００５】
このようなレーザ・パンチ複合機においては、レーザ加工中にワークＷの裏面から発生するスパッタやヒュームなどの粉塵５４が、該ワークＷと加工テーブル５１の隙間からタレット５２、５３側に進入し、多大な影響を与えている。
【０００６】
例えば、レーザ・パンチ複合機の使用者は、クリーンな環境を得るために、上記粉塵５４で汚れたタレット５２、５３上のパンチＰ、ダイＤを毎日掃除し、メンテナンスに気をつけている。
【０００７】
特に、下部タレット５３に（図６（Ｂ））設けられたダイＤ上に、粉塵５４が積もると、ワークＷに成形加工を施す場合に高さが正確にならないなど、製品の成形形状の精度が著しく低下し、また製品の裏面を傷つける危険性もある。
【０００８】
このため、従来より下部タレット５３上へ粉塵５４が進入しないように種々の手段が講じられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の粉塵進入防止手段は、次のような課題がある。
【００１０】
例えば加工ヘッド５０の（図６（Ａ））上方に上部集塵機を設置し、この上部集塵機により粉塵５４を除去しようとする試みが提案された。
【００１１】
しかし、この上部集塵機は、上部タレット５２上に（図６（Ａ））進入する粉塵５４に対しては効果があるが、下部タレット５３上に進入する粉塵５４に対しては効果がない。
【００１２】
即ち、下部タレット５３上には、ワークＷの裏面から発生した粉塵５４が進入し、加工ヘッド５０の上方に設置された上部集塵機では、このようなワークＷの裏面からの粉塵５４を殆ど除去することはできない。
【００１３】
また、例えばレーザセンタＬＣと（図６（Ａ））パンチセンタＰＣの間であって下部タレット５３の近傍に、耐熱性プレートなどを設け、ワークＷの裏面から発生した粉塵５４を阻止する試みが提案された。
【００１４】
しかし、ワークＷは（図６（Ａ））、レーザ加工中に進行方向が変化するので、その都度粉塵５４が周囲に飛散し、上記耐熱性プレートなどでは、粉塵５４の下部タレット５３上への進入を完全には阻止できない。
【００１５】
更に、下部タレット５３側でエアカーテンやエア層を形成して、これらにより粉塵５４を吹き飛ばす試みが提案された。
【００１６】
しかし、下部タレット５３側でエアカーテンやエア層を形成することは、エアの消費量が過大となるのでエネルギが無駄に使用され、またエアカーテンやエア層を新たに形成するための装置が必要となり、構成と動作が複雑になるおそれがある。
【００１７】
本発明の目的は、レーザ・パンチ複合機において、エアの消費量を少なくしてエネルギの有効利用を図り且つ簡単な構成と動作により、レーザ加工中のワーク裏面からの粉塵が隣接する下部タレット上へ進入しないようにすることにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、図１に示すように、
（Ａ）互いに隣接するレーザ加工部とパンチ加工部を備えたパンチ・レーザ複合機において、
（Ｂ）上記レーザ加工部を構成する加工ヘッド２を、加工ヘッドカバー１を介して上部集塵機５に連通すると共にカートリッジ３を介して下部集塵機８に連通し、上部集塵機５の排出エアａと下部集塵機８の排出エアａ′を集合させ、集合した排出エアＡを再利用してエア層ＡＳを形成し、該エア層ＡＳを上記パンチ加工部を構成する下部タレット１２上のダイＤに向かってレーザ加工部側へ流出させることを特徴とするレーザ・パンチ複合機という技術的手段を講じている。
【００１９】
このため、上記ダイＤに向けてレーザ加工部側に流出するエア層ＡＳにより、レーザ加工中のワークＷ裏面からの粉塵１３は阻止され、下部タレット１２上へ進入することができない。
【００２０】
この場合、上記本発明の構成によれば、上部集塵機５の排出エアａと下部集塵機８の排出エアａ′を再利用することにより、これらのエアａ、ａ′を集合させ、集合した排出エアＡに基づいてエア層ＡＳを形成するようにしたので、エアの消費量が少なくなってエネルギの有効利用が図られる。
【００２１】
また、例えば下部タレット１２の下方であってパンチセンタＰＣの近傍に、出力管１４を設け、この出力管１４から出た上記排出エアＡを、下部タレット１２の溝２８を介してテーブルプレート１８の穴１９を通すだけで、パンチセンタＰＣに位置決めされたダイＤに指向したエア層ＡＳが形成され、該エア層ＡＳをダイＤに向けてレーザ加工部側に流出することができるので、エア層ＡＳの形成機構の構成と動作が簡単になる。
【００２２】
従って、レーザ・パンチ複合機において、エアの消費量を少なくしてエネルギの有効利用を図り且つ簡単な構成と動作により、レーザ加工中のワーク裏面からの粉塵が隣接する下部タレット上へ進入しないようにすることが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、実施の形態により添付図面を参照して、説明する。
図１は本発明の実施形態を示す図であり、図示するレーザ・パンチ複合機は、レーザ加工部とパンチ加工部を備えている。
【００２４】
レーザ加工部は、加工ヘッド２を有し、該加工ヘッド２は、レーザセンタＬＣに沿って上下動可能に取り付けられ、ワークＷにレーザービームを照射することにより所定のレーザ加工を施す。
【００２５】
この加工ヘッド２の先端には、加工ヘッドカバー１が取り付けられ、該加工ヘッドカバー１は、耐熱性ブラシ４を介してワークＷと接触し、該ワークＷとは直接接触しないようになっている。
【００２６】
また、加工ヘッドカバー１は、吸引ダクト６を介して上部集塵機５に連通し、該上部集塵機５により、レーザ加工中においてワークＷ表面から発生した粉塵１３を上部集塵する。
【００２７】
更に、加工ヘッド２の直下には、カートリッジ３（又はカッティングプレート）が配置され、該カートリッジ３は吸引ダクト２０を介して下部集塵機８に連通し、レーザ加工中においてワークＷ裏面から発生した粉塵１３′を下部集塵する。
【００２８】
そして、上記上部集塵機５からの排出エアａを導通する排出ダクト７と、下部集塵機８からの排出エアａ′を導通する排出ダクト９とは、共に集合ダクト１０に結合され、該集合ダクト１０の先端は、継手２６を介して出力管１４に結合されている。
【００２９】
この構成により、上部集塵機５の排出エアａと、下部集塵機８の排出エアａ′は、それぞれの排出ダクト７と９を通過した後集合ダクト１０内で集合し、集合した排出エアＡは、前記出力管１４から出力し、後述する下部タレット１２の溝２８を介してテーブルプレート１８の穴１９を通過することによりエア層ＡＳが形成される。
【００３０】
即ち、本発明によれば、上部集塵機５の排出エアａと、下部集塵機８の排出エアａ′を再利用することにより、エア層ＡＳを形成するので、新たにエア層を形成する場合に比較してエア消費量が少なくて済み、エネルギが無駄にならなくなりその有効利用を図ることができる。
【００３１】
一方、レーザ加工部に隣接してパンチ加工部が設置され、該パンチ加工部は、対向して配置された上部タレット１１と（図１）下部タレット１２、及び上部タレット１１の上方に配置されたラム２７を有している。
【００３２】
上部タレット６と下部タレット１２の外周には、それぞれ対応したパンチＰとダイＤが配置されている。
【００３３】
従って、上部タレット１１と下部タレット１２を、タレットセンタＴＣを（図１）中心に同期回転することにより、パンチセンタＰＣにおいて所定のパンチＰとダイＤを選択し、ラム２７を作動してパンチＰを打圧すれば、ダイＤと協働してワークＷにパンチ加工を施すことができる。
【００３４】
上記下部タレット１２上には（図３）、各ダイＤ毎に、例えばその内側に溝２８が形成され、この溝２８を覆うように複数個の穴１９が形成されたテーブルプレート１８が例えばボルト２９により固定されている。
【００３５】
上記テーブルプレート１８の穴１９は、各溝２８の上方であってダイＤ側に位置し（図２）、ダイＤがパンチセンタＰＣにおいて選択された場合には、そのダイＤに対応する溝２８は（図１、図２）、前記出力管１４の直上方に位置するようになっている。
【００３６】
この構成により、上部タレット１１と下部タレット１２を同期回転し、パンチセンタＰＣにおいて所定のパンチＰとダイＤを選択した場合には（図３）、出力管１４から出力された排出エアＡは、その直上方の溝２８を介してテーブルプレート１８の該当する穴１９から外側に放射状に拡散し、エア層ＡＳが形成される。
【００３７】
そして、このエア層ＡＳは、ダイＤに向かってレーザ加工部側に流出し、ワークＷ裏面からの粉塵１３′の進入を阻止する。
【００３８】
即ち、本発明によれば、集合ダクト１０に連通した出力管１４、下部タレット１２に形成した溝２８と、テーブルプレート１８に形成した穴１９だけで、排出エアＡを再利用してダイＤに指向したエア層ＡＳを形成することができそれをダイＤに向かってレーザ加工部側に流出することができるので、エア層ＡＳの形成機構の構成と動作が簡単になる。
【００３９】
この場合、上部集塵機５の吸引ダクト６に分岐管を設け、この分岐管を介して上記レーザ加工部側に流出したエア層ＡＳを吸引すれば、エア層ＡＳによる粉塵１３′の撒き散らしが防止され、レーザ・パンチ複合機の環境が一層クリーンになる。
【００４０】
更に、前記出力管１４には、分岐管２４、２５を介してパルスジェット発生装置２１が並列に結合されている。
【００４１】
即ち、出力管１４と分岐管２４、２５の接合部には、切換弁２２、２３が取り付けられ（図２）、通常は、パルスジェット発生装置２１側を閉鎖しておき、前記したように、出力管１４から出力した排出エアＡによりエア層ＡＳを形成し、このエア層ＡＳをダイＤに向かってレーザ加工部側に流出し、ワークＷ裏面からの粉塵１３′の下部タレット１２上への進入を阻止する。
【００４２】
しかし、この排出エアＡにより形成したエア層ＡＳによっては、粉塵１３′の進入を阻止できずにダイＤ上に粉塵１３′が在る場合には（図５のステップ１１２のＹＥＳ）、切換弁２２、２３を操作して（図５）、パルスジェット発生装置２１側へ排出エアＡを誘導する。
【００４３】
そして、パルスジェット発生装置２１により、所定の時間毎、例えば６０秒毎にパルスジェットＪを発生し、該パルスジェットＪを出力管１４と溝２８と穴１９を介してダイＤに向かって流出し（図５のステップ１１３）、ダイＤ上の粉塵１３′を吹き飛ばすようになっている（図５のステップ１１４）。
【００４４】
前記レーザ・パンチ複合機は、ワークＷを把持するクランプ１６が（図４）取り付けられたキャリッジ１７と、該キャリッジ１７が取り付けられたキャリッジべース３０を有する。
【００４５】
この構成により、クランプ１６により把持されたワークＷは（図４）、加工テーブル１５上を搬送されてＸ軸方向とＹ軸方向に位置決めされ、前記レーザ加工部とパンチ加工部により、所定の加工が施される。
【００４６】
以下、前記構成を有する本発明の動作を図５に基づいて説明する。
【００４７】
この場合、図１〜図４のレーザ・パンチ複合機においては、集合ダクト１０の先端の出力管１４と（図１、図２、図４）分岐管２４、２５の接合部に取り付けられた切換弁２２、２３は、当初はパルスジェット発生装置２１側を閉鎖しており、出力管１４内を通過する排出エアＡは、そのまま下部タレット１２の溝２８側へ出射されるものとする。
【００４８】
先ず、図５のステップ１０１において、レーザ加工を開始し、ステップ１０２において、上部集塵機５が作動し、ステップ１０３において、ワークＷ表面からの粉塵１３を吸引し、ステップ１０４において、粉塵１３を除去する。
【００４９】
即ち、クランプ１６に把持されたワークＷをレーザセンタＬＣに（図１、図２）位置決めし、加工ヘッド２からレーザビームを照射すると、該ワークＷには所定のレーザ加工が施される。
【００５０】
このとき、同時に上部集塵機５が作動し、ワークＷ表面からの粉塵１３が（図２）吸引ダクト６を通って吸引され、該上部集塵機５により上部集塵され除去される。
【００５１】
また、図５のステップ１０１において、レーザ加工を開始し、ステップ１０５において、下部集塵機８が作動し、ステップ１０６において、ワークＷ裏面からの粉塵１３を吸引し、ステップ１０７において、粉塵１３′を除去する。
【００５２】
即ち、既述したように、レーザ加工が開始されると、上部集塵機５が作動するが、このとき下部集塵機８も作動し、ワークＷ裏面からの粉塵１３′が（図２）吸引ダクト２０を通って吸引され、該下部集塵機８により下部集塵され除去される。
【００５３】
次いで、図５のステップ１０８において、上部集塵機５と下部集塵機８の排出エアａとａ′を集合させ、ステップ１０９において、排出エアＡを出力してエア層ＡＳを形成し、ステップ１１０において、エア層ＡＳをダイＤに向かってレーザ加工部側へ流出し、ステップ１１１において、ワークＷ裏面からの粉塵１３′の進入を阻止する。
【００５４】
即ち、上部集塵機５と下部集塵機８は（図１、図２）、ワークＷ表面と裏面の粉塵１３と１３′を吸引して除去すると（ステップ１０４と１０７）、それぞれの排出ダクト７と９を介して排出エアａとａ′を排出するが、これら排出エアａとａ′は、集合ダクト１０内で集合する。
【００５５】
そして、集合した排出エアＡは（図３）、出力管１４から出力して、その直上方のパンチセンタＰＣに位置決めされたダイＤに対応した溝２８を介し、テーブルプレート１８の該当する穴１９から外側に放射状に拡散し、エア層ＡＳが形成される。
【００５６】
従って、排出エアＡが、このダイＤに対応した溝２８を介してテーブルプレート１８の該当する穴１９から外側に放射状に拡散することにより形成されたエア層ＡＳは、そのままダイＤに向かってレーザ加工部側に流出し、ワークＷ裏面からの粉塵１３′の進入を阻止する。
【００５７】
次に、ステップ１１２において、ダイＤ上に粉塵１３′が在るか否かを判断し、ダイＤ上に在る場合には（ＹＥＳ）、ステップ１１３において、６０秒毎のパルスジェットＪを流出し、ステップ１１４において、ダイＤ上の粉塵１３′を吹き飛ばす。
【００５８】
即ち、ステップ１１１において、ワークＷ裏面からの粉塵１３′の進入を完全に阻止できず、ダイＤ上に粉塵１３′が在る場合には、切換弁２２、２３を操作してパルスジェット発生装置２１側を開放する（図５）。
【００５９】
これにより、排出エアＡは、出力管１４から分岐管２４を（図５）経由してパルスジェット発生装置２１側へ誘導され、該パルスジェット発生装置２１により、排出エアＡに基づいて６０秒毎のパルスジェットＪを発生する。
【００６０】
発生したパルスジェットＪは、分岐管２５を（図５）経由して出力管１４から出力され、出力管１４の直上方の溝２８と穴１９を介してダイＤに向かって流出し、これにより、ダイＤ上の粉塵１３′を吹き飛ばす。
【００６１】
また、図５のステップ１１２において、ダイＤ上に粉塵１３′が無いと判断した場合には（ＮＯ）、レーザ加工を継続する限りステップ１０１に戻って同じ動作を繰り返し、レーザ加工を終了する場合には、動作を停止する（ＥＮＤ）。
【００６２】
【発明の効果】
上記のとおり、本発明によれば、レーザ加工部を構成する加工ヘッドを、加工ヘッドカバーを介して上部集塵機に連通すると共にカートリッジを介して下部集塵機に連通し、上部集塵機の排出エアと下部集塵機の排出エアを集合させ、集合した排出エアを再利用してエア層を形成し、該エア層を上記パンチ加工部を構成する下部タレット上のダイに向かってレーザ加工部側へ流出させるように構成したことにより、上記ダイに向けてレーザ加工部側に流出するエア層により、レーザ加工中のワークＷ裏面からの粉塵は阻止され、下部タレット上へ進入することができない。
【００６３】
この場合、本発明の構成によれば、上部集塵機の排出エアと下部集塵機の排出エアを再利用することにより、これらのエアを集合させ、集合した排出エアに基づいてエア層を形成するようにしたので、エアの消費量が少なくなってエネルギの有効利用を図ることができるという効果がある。
【００６４】
また、例えば下部タレットの下方であってパンチセンタの近傍に、出力管を設け、この出力管から出た上記排出エアを、下部タレットの溝を介してテーブルプレートの穴を通すだけで、パンチセンタに位置決めされたダイに指向したエア層ＡＳを形成し、該エア層をダイに向けてレーザ加工部側に流出することができるので、エア層の形成機構の構成と動作が簡単になるという効果がある。
【００６５】
更に、ワーク裏面からの粉塵が下部タレット上へ進入しないことから、粉塵がダイ上に堆積せず、ワークの成形加工の品質が向上すると共に安定し、レーザ・パンチ複合機の環境がクリーンになってメンテナンスが不要となり、生産性が向上し、製品の裏面に傷がつかないなどの種々の効果がある。
【００６６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】本発明を構成する出力管１４と溝２８とテーブルプレート１８との関係を示す図である。
【図４】図１の平面図である。
【図５】本発明の動作を説明するフローチャートである。
【図６】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１加工ヘッドカバー
２加工ヘッド
３カートリッジ
４耐熱性ブラシ
５上部集塵機
６、２０吸引ダクト
７、９排出ダクト
８下部集塵機
１０集合ダクト
１１上部タレット
１２下部タレット
１３、１３′粉塵
１４出力管
１５加工テーブル
１６クランプ
１７キャリッジ
１８テーブルプレート
１９穴
２１パルスジェット発生装置
２２、２３切換弁
２４、２５分岐管
２６継手
２７ラムストライカ
２８溝
２９ボルト
３０キャリッジべース

Claims

互いに隣接するレーザ加工部とパンチ加工部を備えたレーザ・パンチ複合機において、
上記レーザ加工部を構成する加工ヘッドを、加工ヘッドカバーを介して上部集塵機に連通すると共にカートリッジを介して下部集塵機に連通し、上部集塵機の排出エアと下部集塵機の排出エアを集合させ、集合した排出エアを再利用してエア層を形成し、該エア層を上記パンチ加工部を構成する下部タレット上のダイに向かってレーザ加工部側へ流出させることを特徴とするレーザ・パンチ複合機。
上記下部タレットの下方であってパンチセンタの近傍には、上記集合した排出エアが出力される出力管が設けられ、該下部タレット上には、各ダイに対応した溝と各溝を覆うように複数個の穴が形成されたテーブルプレートが設けられている請求項１記載のレーザ・パンチ複合機。
上記上部集塵機の排出ダクトと、下部集塵機の排出ダクトが共に集合ダクトに結合され、該集合ダクトは出力管に結合されている請求項２記載のレーザ・パンチ複合機。
上記出力管には、分岐管を介してパルスジェット発生装置が結合され、上記エア層がワーク裏面からの粉塵の下部タレット上への進入を阻止できず、ダイ上に粉塵が在る場合に、該パルスジェット発生装置により所定の時間毎にパルスジェットをダイに向かって噴出させダイ上の粉塵を吹き飛ばす請求項２記載のレーザ・パンチ複合機。