JP4642963B2 - 板材加工機およびこの板材加工機を用いた加工方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、板材加工後の大型のパーツを搬出できる板材加工機およびこの板材加工機を用いた加工方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図11を参照するに、従来より、NCタレットパンチプレスにレーザ切断機能を装備したパンチ・レーザ複合加工機101が知られている。このパンチ・レーザ複合加工機101は、穴明けや成形等のタレットパンチプレスによるパンチング加工と、異形穴や外周切断等のレーザ加工機によるレーザ加工を一台の加工機で高精度の加工を行うものである。
【0003】
このようなパンチ・レーザ複合加工機101においては、従来より一般的なタレットパンチプレスの加工テーブル103を利用したものが多く、パンチPやダイDを装着したタレット(105U)、105Lの前にレーザヘッド107を設けているものが一般的である。
【0004】
【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、レーザやパンチングで外周切断をした後に、分離された切断パーツを加工機外へ搬出する装置としては、200×200mm程度のパーツの搬出が可能な図示省略のワークシュータが設けられているのみであり、小物と中物を分類せずにワークシュータにより搬出してコンベアを介して製品を集積している。
【0005】
このため、これまでのパンチ・レーザ複合加工機101では、例えば1000×2000mm程度の素材サイズの大きなパーツをワークシュータから搬出することはできないため、切断したパーツを完全に分離することなくミクロジョイントにより保持して加工が完了した後に各パーツを分離してワークシュータから搬出するミクロジョイント加工しかできず、近年要求されているジョイントレス加工を行うことができないという問題がある。
【0006】
また、別途にロード・アンロード装置を設けることにより前述のような大きな パーツの搬出を行うことは可能であるが、コストの面および設置スペースの面から問題が残る。
【0007】
また、ワークシュータとコンベアによる集積では、小物、中物、大物の分別集積ができないという問題がある。さらに、個々の製品に傷がつき易いため、精密板金加工には適さないという問題がある。
【0008】
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、別途搬出装置を設けることなく単体で小物から大きなものまで傷つけることなく整列・集積可能に搬出することのできる板材加工機およびこの板材加工機を用い た加工方法並びに製品集積方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、複数のパンチ(P)及びダイ(D)を装着して回転自在な上,下タレット(3U,3L)の前側にワーク(W)を移動自在に支持する固定ブラシテーブル(5)を設け、前記固定テーブル(5)の左右方向の一側に設けた可動テーブル(11)を、前後方向であるY軸方向へ移動、位置決め自在で左右方向に長いキャレッジベース(13)に一体に取り付けて設け、ワーク(W)をクランプする複数のクランパ(15)を備えたキャレッジ(17)を、左右方向であるX軸方向に移動、位置決め自在に前記キャレッジベース(13)に設け、前記固定ブラシテーブル(5)の左右方向の他側に設けた側固定テーブル(19)のY軸方向の後側で前記上,下タレット(3U,3L)のX軸方向の側方位置に、ワーク(W)から切り離されたパーツ(PT)をX軸方向に搬出するブラシベルトコンベア(21)を昇降自在に設け、前記ブラシベルトコンベア(21)と前記上,下タレット(3U,3L)の間において、ワーク(W)から前記パーツ(PT)を切り離すためのサブレーザヘッド(27)をY軸方向へ移動自在に設け、前記ブラシベルトコンベア(21)が上昇して当該ブラシベルトコンベア(21)上にパーツ(PT)が位置する状態において、ワーク(W)を移動することなく前記サブレーザヘッド(27)をY軸方向へ移動してパーツ(PT)の切り離しを行う構成であることを特徴とするものである。
【0033】
本発明の板材加工機を用いた加工方法は、加工テーブルに支持されたワークをワーク位置決め装置により位置決めして、各パーツ内部の穴明け、成形、切断等の加工を行った後、パーツの外周を切断し、この際に生じるスクラップを支持しているブラシベルトコンベアを下降させてから回転走行させてスクラップを搬出し、前記ブラシベルトコンベアをパスラインまで上昇させてから切離し機によりパーツを切り離し、このパーツを支持しているブラシベルトコンベアを下降させてから回転走行させてパーツを搬出すること、を特徴とするものである。
【0034】
従って、各パーツ内部の加工を行った後、各パーツの外周を切断する際に生じるスクラップを支持しているブラシベルトコンベアを昇降手段によりパスラインから下降させた後、回転走行させてスクラップを搬出する。また、パーツを搬出する際には、前記ブラシベルトコンベアを昇降手段によりパスラインまで上昇させてから、切離し機によりパーツの外周を切断して切り離し、このパーツを支持しているブラシベルトコンベアを下降させてから回転走行させてパーツを搬出する。
【0035】
また、前記板材加工機を用いた加工方法において、前記パーツの外周を切断する際にミクロジョイントを設けることなく直接前記切離し機により前記パーツを切り離すこと、を特徴とするものである。
従って、切離し機により直接パーツの外周を切断して切り離すことにより、ミクロジョイントレス加工をおこなう。
【0036】
また、前記板材加工機を用いた加工方法において、前記切離し機によりパーツを切り離す際に、最終切断位置が前記ワークをクランプしている側となるように切り離しを行うこと、を特徴とするものである。
【0037】
従って、パーツが最終的に切り離されるときには、ワークをクランプしている側のパーツの辺が切断される。
【0040】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0041】
図1には、この発明に係る板材加工機の一例としてのパンチ・レーザ複合加工機1の要部が示されている。このパンチ・レーザ複合加工機1では、複数のパンチPおよびダイDを装着して回転自在の上,下タレット3U、3Lを有しており、この上,下タレット3U、3Lを同期して回転させ、加工に用いるパンチPおよびダイDをパンチセンターPCに割出しする。
【0042】
上,下タレット3U、3Lの手前側(図1中下側)にはワークWを移動自在に支持する固定ブラシテーブル5が設けられており、この固定ブラシテーブル5の上,下タレット3U、3L寄りの位置の上方にはレーザヘッド7が設けられている。また、上,下タレット3U、3Lの右側近傍でパンチセンターPCと同じY座標位置には切離し機としての切断・搬出用サブレーザヘッド9が設けられてい る(図2参照)。
【0043】
前記固定ブラシテーブル5の図1中左側には可動テーブル11がY軸方向に移動・位置決め自在に設けられている。この可動テーブル11にはキャレッジベー ス13が取り付けられており、可動テーブル11と一体でY軸方向に移動・位置 決めされる。また、キャレッジベース13には、ワークWをクランプする複数のクランパ15を備えたキャレッジ17がX軸方向に移動・位置決め自在に設けら れている。
【0044】
前記固定ブラシテーブル5の図1中右側手前には側固定ブラシテーブル19が設けられており、この側固定ブラシテーブル19の奥側(図1中上側)で前述のサブレーザヘッド9の近傍には、X軸方向に回転走行するブラシベルトコンベア21が(ここでは3本)昇降自在に設けられている。図2を参照するに、このブラシベルトコンベア21は、昇降手段としての昇降シリンダ23により、例えば50mm程度昇降自在となっている。
【0045】
次に、この発明に係るパンチ・レーザ複合加工機1による切断加工および搬出動作について説明する。
【0046】
図3を参照するに、まず、通常のパンチ・レーザ複合加工機と同様にパンチまたはレーザヘッド7を用いて、各パーツPTの穴成形加工を行う(図3中▲1▼)。このとき、ブラシベルトコンベア21は昇降シリンダ23により上昇した状態を保持して、加工中のワークWを支持している。
【0047】
その後、サブレーザヘッド9を用いて、パーツPTの上辺のスクラップSを切断し(図4中▲2▼)、昇降シリンダ23によりブラシベルトコンベア21を例えば50mm程度下降させてスクラップSを落下させ、ブラシベルトコンベア21を回転走行させてスクラップSを搬出する。
【0048】
再び、昇降シリンダ23によりブラシベルトコンベア21を上昇させて、サブレーザヘッド9によりパーツPTの右辺のスクラップSを切断した後(図4中▲3▼)、昇降シリンダ23によりブラシベルトコンベア21を下降させてスクラップSを落下させ、ブラシベルトコンベア21を回転走行させてスクラップSを搬出する。
【0049】
そして、昇降シリンダ23によりブラシベルトコンベア21を上昇させてワークWを支持し、サブレーザヘッド9により左辺および下辺を切断してパーツPTを切り離した後(図4中▲4▼)、昇降シリンダ23によりブラシベルトコンベア21を下降させてパーツPTを落下させ、ブラシベルトコンベア21を回転走行させてパーツPTを搬出する。
【0050】
以上の結果から、穴明け、成形、切断加工のみならず、切断したパーツPTやスクラップSを自ら搬出できるので、別途搬出装置を設けることなくミクロジョイントレス加工を行うことができる。
【0051】
また、ワークシュータと異なり、素材サイズの大物も自ら単独で搬出することができる
また、ワークシュータのように搬出途中で回転したり、あるいは裏返ったりすることがなく搬出されるので、仕分けや整列集積も可能となる。
【0052】
なお、パンチまたはレーザヘッド7を用いて成形加工を行う際(図3中▲1▼)に、すべてのパーツPTの外周をミクロジョイントを残して切断しておき、その後図4における▲2▼〜▲4▼の加工の際にサブレーザヘッド9を用いてミクロジョイントを切断して搬出するようにしてもよい。
【0053】
また、サブレーザヘッド9の代わりに、サブパンチあるいはプラズマヘッド等を設けるようにしてもよい。
【0054】
次に、図5を参照して、この発明の別の実施の形態について説明する。
【0055】
この発明に係るパンチ・レーザ複合加工機25では、前述の発明の実施の形態において説明したパンチ・レーザ複合加工機1と大部分の構成が共通なので、共通の部位には同じ符号を付して重複する説明を省略する。
【0056】
このパンチ・レーザ複合加工機25では、サブレーザヘッド27がパンチセンターPCと同じY座標位置にあるサブレーザ原点29からY軸方向に移動自在に設けられており、ブラシベルトコンベア21(ここでは2本ある)がサブレーザヘッド27の移動範囲を幅として昇降自在に設けられている。従って、サブレーザヘッド27は、ブラシベルトコンベア21のほぼ全幅にわたって移動自在となっている。また、パンチセンターPCとサブレーザ原点との間にはワークホルダ31が設けられている。
【0057】
次に、図6〜図8を参照して、このパンチ・レーザ複合加工機25による切断加工および搬出動作について説明する。
【0058】
まず、ミクロジョイントレス加工を行う場合について説明する。ミクロジョイントレス加工において安定して精度良く切り離すためには、最終切断位置をクランパ15側に設けるのが有利であることが実験により確認されている。
【0059】
すなわち、図6(A)に示されているように、クランパから遠い側は縁端までの距離D1が10mm程度と短いため、強度が弱く切断加工中に振られて精度が出ないおそれがある。一方、図6(B)に示されているように、最終切断位置をクランパ側に設けると縁端までの距離D2が広く(例えば80〜100mm程度)、且つクランパ15によりクランプしているので強度が強いためである。
【0060】
従って、最終切断位置を左辺の最下端にするのが好ましいが、図7(A),( B)に示されているように、現実の加工においてはコーナー部に曲げのための切欠きが設けられている場合が多い。この場合、切欠きの大きさにより最終切断位置のY座標が異なるため(図7(A)および(B)を参照)、サブレーザヘッド27をY軸方向に移動自在としている。これにより、最終切断位置のY座標に関係なくパーツPTの下辺を搬出線HLとして常に統一することができる。
【0061】
次に、切離し方法について説明する。図8を参照するに、パンチまたはレーザヘッド7を用いて各パーツPTの穴成形加工等を行った後、左辺上方に最終切断長さβを数10mm程度残して外周切断を行い、パーツPT原点(パーツPTの左下コーナー)をサブレーザ原点29として位置決めする。
【0062】
そして、パーツPTの左下コーナーの切欠き深さのデータα値(Y軸方向のサイズ)だけサブレーザヘッド27を移動・位置決めし、その位置からY軸上方に 最終切断長さβだけ切断を行ってパーツPTを切り離す。なお、最終切断長さβが左辺全長とされる場合もある。
【0063】
次に、スケルトンを残してパーツPTのみ搬出する搬出方法について説明する。切り離したパーツPTのY軸方向幅のデータから、ブラシベルトコンベア21の1本または2本をパスラインPLから約50mm下降させ(図2参照)、ワークW(スケルトン)からパーツPTをブラシベルトコンベア21の上に落下させ、ブラシベルトコンベア21を回転走行させてパーツPTのみを搬出する。
【0064】
また、スケルトンをスクラップSとして搬出する場合には、穴成形加工後パーツPTの上辺と右辺のスケルトンをサブレーザヘッド27を用いて切断してスクラップSとし、ブラシベルトコンベア21をそのまま上昇させた状態(パスラインPL位置)で回転走行させて搬出する。次いで、パーツPTの下辺と左辺および最終切断を行い、ブラシベルトコンベア21をそのまま上昇させた状態で回転走行させることによりパーツPTを搬出する。
【0065】
以上の結果から、サブレーザヘッド27がY軸方向へ移動自在に設けられており、パーツPTを切り離す際にワークWを移動させる必要がないのでパーツPTが重心位置の関係でずれたりすることがなく、精度良く切り離すことができる。
【0066】
また、パーツPTの切欠き深さに関係なく下辺を搬出線HLに常に一致させることができるので、ブラシベルトコンベア21の端面を搬出基準線とすることができ、整列・集積を容易に行うことができる。
【0067】
なお、この発明は前述の発明の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。すなわち、前述の発明の実施の形態においては、板材加工機としてパンチ・レーザ複合加工機1を用いた場合について説明したが、このほか板材加工機としてタレットパンチプレスや、レーザ加工機またはプラズマ加工機等の熱加工機を単体で用いることもできる。
【0068】
また、前述の発明の実施の形態においては、切離し機としてサブレーザ9を用いた場合について説明したが、このほか、サブパンチやプラズマ加工ヘッド等を用いることができる。
【0069】
次に、図面を参照して、この発明のさらに別の実施の形態について説明する。
【0070】
図9および図10を参照するに、この発明に係るパンチ・レーザ複合加工機33では、中央に門型フレーム35を有しており、下部フレーム37Lと上部フレーム37Uの間の作業空間39を有している。また、門型フレーム35に隣接して、上部にレーザ発振器41が設けられ、下部に油圧ユニット43が設けられている。
【0071】
下部フレーム37L上の図10中上側端部付近には、複数のダイDを装着した下部タレット45Lが所望のダイDをパンチセンターPCに回転割出し自在に設けられている。上部フレーム37Uの下面には、前記下部タレット45Lに対向して複数のパンチPを装着した上部タレット45Uが所望のパンチPをパンチセンターPCに回転割出し自在に設けられている。
【0072】
パンチセンターPCの上方における上部フレーム37Uには、パンチセンターPCに割り出されたパンチPを打撃する打撃子47を装着した上下シリンダ49 が設けられている。
【0073】
上部フレーム37Uの側面には、図示省略のY軸モータにより回転されるY軸ボールネジ51がY軸方向に設けられており、このY軸ボールネジ51に螺合するボールナット53を有するレーザ加工ヘッド55が、Y軸方向に移動自在に設けられている。
【0074】
門型フレーム35の作業空間39における下部タレット45Lの手前側(図9中下側)および図9中左側には、固定ブラシテーブル57が設けられている。下部タレット45Lの図9中右側には、2個の第一および第二のロールブラシ式ワークシュータ59、61が開閉シリンダ63、65により下方へ開閉自在設けられており、ブラシローラ67が回転自在に設けられている。ロールブラシ式ワークシュータ59、61の図9中右側にはブラシ式コンベアテーブル69が設けられており、ブラシローラ71が回転自在に設けられている。
【0075】
前記ロールブラシ式ワークシュータ59、61の下方には、ロールブラシ式ワークシュータ59、61を下方へ開いて落下してきた製品やスクラップ等のパーツPTを搬出するためのコンベア73が設けられている。
【0076】
また、門型フレーム35の作業空間39を図9中左右に貫通してキャレッジベース75がY軸方向へ移動自在に設けられている。このキャレッジベース75には、複数のワーククランパ77を間隔調整自在に備えたXキャレッジ79がX軸方向へ移動自在に設けられている。
【0077】
上記構成により、ワーククランパ77によりワークWを把持したXキャレッジ79をX軸方向へ移動させ、キャレッジベース75をY軸方向へ移動させることにより、ワークWを固定ブラシテーブル57またはブラシローラ67の上を移動させて、ワークWの所望の位置をパンチセンターPCに位置決めして、穴成形加工を行う。
【0078】
また、パーツPTの外周切断の場合には、Y軸方向切断は可動式のレーザ加工ヘッド55をY軸方向へ移動させて行い、X軸方向切断はXキャレッジ79をX 軸方向へ移動させて行う。
【0079】
そして、搬出するパーツPTが小物の場合には、ロールブラシ式ワークシュータ59、61の一方のみを下方へ開いてコンベア73上に落下させる。パーツPTが中物の場合には、ロールブラシ式ワークシュータ59、61の両方を下方へ開いてコンベア73上に落下させる。また、パーツPTが大物の場合には、ロールブラシ式ワークシュータ59、61は閉じたままでブラシ式コンベアテーブル69を回転させて搬出する。
【0080】
なお、パンチ・レーザ複合加工機33の図9中左側には、ワークWを供給するためのワーク供給装置81が設けられており、パンチ・レーザ複合加工機33の図9中右側には大物の製品を仕分けるための大物仕分けテーブル83および小中物を仕分け・集積するための小中物集積装置85が設けられている。
【0081】
従って、ワーク供給装置81により供給され、パンチ・レーザ複合加工機33により加工され切り離されたパーツPTは、小物および中物はコンベア73により小中物集積装置85に送られて仕分け・集積され、大物はブラシ式ローラテーブル69により大物仕分けテーブル83に搬出された後仕分けされる。
【0082】
以上の結果から、小物、中物、大物のパーツPTを切り離した後、傷つけることなく仕分け・集積を行うことができる。
【0083】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ミクロジョイントレス加工を容易に行うことができる。また、搬出するスクラップやパーツの大きさに制限がなく、別途搬出装置を設けることなく素材サイズでも確実に搬出することができる。
【0095】
本発明による板材加工機を用いた加工方法では、各パーツ内部の加工を行った後、各パーツの外周を切断する際に生じるスクラップを支持しているブラシベルトコンベアを昇降手段によりパスラインから下降させた後、回転走行させてスクラップを搬出する。また、パーツを搬出する際には、前記ブラシベルトコンベアを昇降手段によりパスラインまで上昇させてから、切離し機によりパーツの外周を切断して切り離し、このパーツを支持しているブラシベルトコンベアを下降させてから回転走行させてパーツを搬出するので、ミクロジョイントレス加工を容易に行うことができる。また、搬出するスクラップSやパーツPTの大きさに制限がなく、別途搬出装置を設けることなく素材サイズでも確実に搬出することができる。
【0096】
また、本発明による板材加工機を用いた加工方法では、切離し機により直接パーツの外周を切断して切り離すことにより、ミクロジョイントレス加工をおこなうことができる。
【0097】
また、本発明による板材加工機を用いた加工方法では、パーツが最終的に切り離されるときには、ワークをクランプしている側のパーツの辺が切断されるので、切断時におけるワークのぶれが少なく精度良く切り離すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態に係るパンチ・レーザ複合加工機の要部を示す平面図である。
【図2】図1中II−II線に沿った断面図である。
【図3】ワークからパーツを切り離す手順について示す説明図である。
【図4】ワークからパーツを切り離す手順について示す説明図である。
【図5】この発明の別の実施の形態にかかるパンチ・レーザ複合加工機の要部を示す平面図である。
【図6】(A)は最終切断位置がクランパから遠い側にある場合を示し、(B)は最終切断位置がクランプ側にある場合を示す平面図である。
【図7】(A)は最終切断位置がコーナーから遠い場合を示し、(B)は最終切断位置がコーナーから近い場合を示す平面図である。
【図8】最終切断位置の切断方法を示す平面図である。
【図9】この発明の別の実施の形態にかかるパンチ・レーザ複合加工機を示す平面図である。
【図10】図9中X−X位置の断面図である。
【図11】従来より一般的なパンチ・レーザ複合加工機を示す平面図である。
【符号の説明】
1、33 板材加工機(パンチ・レーザ複合加工機)
5、57 固定ブラシテーブル(加工テーブル)
7 レーザヘッド
9 サブレーザ(切離し機)
21 ブラシベルトコンベア
23 昇降シリンダ(昇降手段)
55 レーザ加工ヘッド(熱加工ヘッド)
59 第一のロールブラシ式ワークシュータ
61 第二のロールブラシ式ワークシュータ
69 ブラシ式コンベアテーブル
73 コンベア
75 ワーク位置決め装置
79 ワーク位置決め装置
PL パスライン
W ワーク
Claims (4)
- 複数のパンチ(P)及びダイ(D)を装着して回転自在な上,下タレット(3U,3L)の前側にワーク(W)を移動自在に支持する固定ブラシテーブル(5)を設け、前記固定テーブル(5)の左右方向の一側に設けた可動テーブル(11)を、前後方向であるY軸方向へ移動、位置決め自在で左右方向に長いキャレッジベース(13)に一体に取り付けて設け、ワーク(W)をクランプする複数のクランパ(15)を備えたキャレッジ(17)を、左右方向であるX軸方向に移動、位置決め自在に前記キャレッジベース(13)に設け、前記固定ブラシテーブル(5)の左右方向の他側に設けた側固定テーブル(19)のY軸方向の後側で前記上,下タレット(3U,3L)のX軸方向の側方位置に、ワーク(W)から切り離されたパーツ(PT)をX軸方向に搬出するブラシベルトコンベア(21)を昇降自在に設け、前記ブラシベルトコンベア(21)と前記上,下タレット(3U,3L)の間において、ワーク(W)から前記パーツ(PT)を切り離すためのサブレーザヘッド(27)をY軸方向へ移動自在に設け、前記ブラシベルトコンベア(21)が上昇して当該ブラシベルトコンベア(21)上にパーツ(PT)が位置する状態において、ワーク(W)を移動することなく前記サブレーザヘッド(27)をY軸方向へ移動してパーツ(PT)の切り離しを行う構成であることを特徴とする板材加工機。
- 加工テーブルに支持されたワークをワーク位置決め装置により位置決めして、各パーツ内部の穴明け、成形、切断等の加工を行った後、パーツの外周を切断し、この際に生じるスクラップを支持しているブラシベルトコンベアを下降させてから回転走行させてスクラップを搬出し、前記ブラシベルトコンベアをパスラインまで上昇させてから切離し機によりパーツを切り離し、このパーツを支持しているブラシベルトコンベアを下降させてから回転走行させてパーツを搬出すること、を特徴とする板材加工機を用いた加工方法。
- 前記パーツの外周を切断する際にミクロジョイントを設けることなく直接前記切離し機により前記パーツを切り離すこと、を特徴とする請求項2記載の板材加工機を用いた加工方法。
- 前記切離し機によりパーツを切り離す際に、最終切断位置が前記ワークをクランプしている側となるように切り離しを行うこと、を特徴とする請求項2または3記載の板材加工機を用いた加工方法。
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