JP4780911B2 - パイプ支持機構を具備するレーザ加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、パイプ支持機構を具備するレーザ加工装置に関する。

例えば光軸移動型レーザ加工機においては、パイプインデックス装置が開発されているが、材料移動型レーザ加工機では平板加工の場合のみに制限され、パイプインデックス装置が設置された例がない。

１）パイプ加工装置のパイプ支持方法およびその装置として、パイプ加工装置の加工テーブル上のパイプを自動的に効率よくつかみ換えして支持する目的で、加工テーブル上のパイプ回転装置の把持具でパイプを把持すると共に、このパイプの先端を加工テーブル上の芯押し台で前記パイプ回転装置へ押圧して支持し、パイプを回転しながらパイプ加工工具により加工し、パイプをパイプ回転装置の把持具の近傍で切断する。この加工の完了を検出することにより、パイプの後端側を加工テーブルの外側に進退自在に設けられている可動テーブル上のパイプ把持装置の把持具で把持し、パイプ回転装置の把持具をパイプより開放し、可動テーブルを前進することによりパイプをパイプ回転装置の把持具に挿通しながら設定位置まで前進させる。パイプをパイプ回転装置の把持具で把持固定し、パイプはパイプ加工工具により加工される、という発明が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

２）高速、高精度加工のレーザ加工の確保と、同サイズのレーザ加工機において、より大きなパイプ把持装置を取付けてパイプ加工も併せて可能にしたレーザ加工機の提供を目的として、立設されたベッド上にＸ軸方向へ移動可能なワークテーブルを設けると共に前記ベッドに跨って立設された門型フレームの上部に前記Ｘ軸方向と直交したＹ軸方向へ移動可能なレーザ加工ヘッドを設けてなるレーザ加工機において、前記ワークテーブルのＸ軸方向における一端に、前記ベッド上にＸ軸方向へ移動可能なパイプ把持装置を着脱可能に設けてなる発明が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
特開平１０−２３５４９５号公報 特開２００１−１５０１７５号公報

材料移動型レーザ加工機の場合、パイプインデックス装置は従来の固定型設置方式の場合では、機械の加工機能が損なわれるため取付けが困難という問題があった。

また、上記１）の特許文献１、及び２）の特許文献２の場合も共に、レーザ加工装置のワークテーブル上にパイプインデックス装置や材料送り装置を制御自在に搭載したものではない。従って従来のある種のレーザ加工機では、平板加工専用のレーザ加工機というユーザーイメージが定着している。

本発明は、上述の事情に鑑みて成されたもので、レーザ加工機のワークテーブル上にパイプインデックス装置や、材料送り装置を含むパイプ支持機構を移動制御自在に載設し、小寸法の加工用パイプの短時間段取り加工を可能とし、且つオペレーターの定位置操作でのワークの搬入、搬出が可能なパイプ支持機構を具備するレーザ加工装置を提供することを目的とする。

本発明は、下記構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。

（１）板状体のワークを保持するためのワーククランプ部を有する複数のクランプ固定部と、加工用パイプの加工部位を位置決め自在とするパイプ支持機構を備えた材料移動型レーザ加工装置であって、
該パイプ支持機構は、材料送り装置、パイプサポート、パイプインデックス装置、サーボモータとを同一ベースプレートに搭載してなるインデックスユニットと、他のベースプレートに搭載されたパイプサポートと、更に他のベースプレートに搭載された芯押し台とから構成され、
前記インデックスユニットと、前記他のベースプレートに搭載されたパイプサポートと、前記芯押し台とは、夫々前記ワーククランプ部を取り外した前記クランプ固定部に前記各ベースプレートが各々固定されることによりＹ軸キャリッジ上のＸ軸キャリッジに配設されて成ることを特徴とするパイプ支持機構を具備するレーザ加工装置。
（２）前記材料送り装置は、加工用パイプを把持するパイプクランプ部、該パイプクランプ部を前記加工用パイプの太さに合せて開閉動作させるためのパイプクランプアジャスト部を軸に沿って移動させるパイプクランプ用駆動部と、パイプクランプアジャスト部の動作に従動して加工用パイプの軸方向に前記加工用パイプを材料送り装置ごと自動送りする材料送り用駆動部とから構成されることを特徴とする前記（１）記載のパイプ支持機構を具備するレーザ加工装置。
（３）前記芯押し台は、加工用パイプ装着の際、傾倒して邪魔にならないように、前記加工用パイプの移動のための空間を保持可能とする可倒式芯押し台としたことを特徴とする前記（１）記載のパイプ支持機構を具備するレーザ加工装置。
（４）前記パイプクランプ用駆動部、及び材料送り用駆動部は、流体シリンダで構成されることを特徴とする前記（２）記載のパイプ支持機構を具備するレーザ加工装置。

レーザ加工機のワークテーブル上にパイプインデックス装置や、材料送り装置を含むパイプ支持機構を移動制御自在に載設し、小寸法の加工用パイプの短時間段取り加工を可能とし、且つオペレーターの定位置操作でのワークの搬入、搬出が可能となり、機能を拡大したパイプ支持機構を具備するレーザ加工装置を提供することが出来る。

以下、本発明に係るパイプ支持機構を具備するレーザ加工装置の実施形態を説明する。

図１は、本発明に係るパイプ支持機構を具備するレーザ加工装置の一例を示す全体斜視図、図２は、パイプ支持機構の構成の一例を示す斜視図、図３は、材料送り装置の構成の一例を示す側面図である。

この実施例は、本発明に係るパイプ支持機構を材料移動型のレーザ加工装置１に応用した場合の例であって、このパイプ支持機構ＫＳは、加工用パイプＷＰの加工部位を位置決め自在であって、材料送り装置８２、パイプサポート９、パイプインデックス装置８１、サーボモータ９０とを同一ベースプレート８ａに搭載してなるインデックスユニット８と、パイプサポート９と、芯押し台１０とから構成され、Ｙ軸キャリッジ５上のＸ軸キャリッジ６に配設し、前記装置１のワークテーブル２上を移動自在の構成としてある。３はレーザ加工ヘッドである。

パイプインデックス装置８１は、ＮＣ制御装置４より加工用パイプＷＰの円周方向回転制御を行い、把持した前記加工用パイプＷＰを円周方向に回転させて指令された加工点をレーザ加工平面に移動させる。またインデックスユニット８内のパイプサポート９２は加工用パイプＷＰのブレを矯正し、材料送り装置８２は小サイズの連続加工を可能にしている。

インデックスユニット８と、パイプサポート９と、芯押し台１０とは、夫々Ｘ軸キャリッジ６のワーククランプ部を取り外したクランプ固定部７に夫々ベースプレート８ａ、９ａ、１０ａを介して取付け、ワーククランプ部と同様に固定ハンドル７ｂで固定する。

材料送り装置８２は、加工用パイプＷＰを把持するパイプクランプ部８２ｇ、８２ｇ、該パイプクランプ部８２ｇを加工用パイプＷＰの太さに合せて開閉動作させるためのパイプクランプアジャスト部８２ｄを加工用パイプＷＰの軸に沿って移動させるパイプクランプ用駆動部８２ａ、８２ａと、パイプクランプアジャスト部８２ｄの変位（図中矢印ロの方向）に応じてクランプアーム８２ｅ、８２ｅが矢印ハに示すように回動支軸８２ｆ、８２ｆを支点として開閉動作して加工用パイプＷＰを把持したり離したり自在である。

更に材料送り装置８２本体はステー８２ｈ、８２ｈで可動式ベース８３上に起立し、可動ロッド８４ａと接続部８４ｂで接続された材料送り用駆動部８４の作動により加工用パイプＷＰの軸方向に前記加工用パイプＷＰを材料送り装置８２ごと可動式ベース８３を介し、且つインデックスユニット８のベースプレート８ａのガイド（図示略）に沿って矢印ニの方向に自動送りするように構成されている。８２ｉ、８２ｉはステー８２ｈ、８２ｈを補強するためのリブである。８２ｂ、８２ｂはパイプクランプ用駆動部８２ａ、８２ａと対をなすロッドであり、ロッド接続部８２ｃ、８２ｃを介してパイプクランプアジャスト部８２ｄを移動させるようになっている。図３に示すようにロッド８２ｂ、８２ｂが矢印イ方向に伸縮して移動すれば、その動きに追従または比例して前記パイプクランプアジャスト部８２ｄは矢印ロに示すように移動する。

パイプサポート９は、加工用パイプＷＰを下方より保持して材料送り移動時のブレを矯正する役目を有する。また加工用パイプＷＰの径に応じてパイプ受部９ｄ、９ｄの開脚幅を可変調節する。この可変調節はクロスアーム９ｅがネジ部と螺合してハンドル９ｂの回動作用により前記パイプ受部９ｄ、９ｄの開脚幅を可変調節できる開脚幅調節部９ｃがある。尚、パイプ受部９ｄ、９ｄの形状は円筒形であってその滑らかな周面が加工用パイプＷＰに当接して保持するようになっている。

芯押し台１０は、加工用パイプＷＰのパイプエンド固定機能と、加工用パイプＷＰの端部ストッパー機能とを有し、パイプ支持機構ＫＳに加工用パイプＷＰを装着の際、傾倒して邪魔にならないように、前記加工用パイプＷＰの移動のための空間を保持可能とする可倒式芯押し台（図示略）としたことを特徴とする。

尚、パイプクランプ用駆動部８２ａ、及び材料送り用駆動部８４は、空圧シリンダ、または油圧シリンダ等の流体シリンダで構成されるものとする。

尚、パイプインデックス装置８、パイプサポート９、及び可倒式の芯押し台１０をそれぞれ載設したベースプレート８ａ、９ａ、及び１０ａはクランプ固定部７に対し着脱自在に構成されている。従って平面加工専用のレーザ加工装置として使用する場合は、パイプ支持機構ＫＳを外してワーククランプ部を取付ければ良い。

上述の構成及び図面に基づいて作用を説明する。

材料移動型レーザ加工機において、ワーククランプ装置のクランプ部を取外し、パイプ支持機構ＫＳを構成するインデックスユニット８、パイプサポート９、可倒式の芯押し台１０を、先ずＸ軸キャリッジ６のアリ６ａとアリ溝７ａとで対をなすクランプガイドレールＧ上を移動制御自在のクランプ固定部７にそれぞれのベースプレート８ａ、９ａ、１０ａを介して取付け、それぞれのハンドル７ｂを用いて固定する。

加工用パイプＷＰが小サイズの、例えばカットパイプの場合、パイプインデックス装置８１を位置決めのためのロケートピン寄りに配設する。

次いで、インデックスユニット８のサーボモータ９０にケーブルを、材料送り装置８２や、パイプインデックス装置８１へのエアまたは油圧用配管を接続しておく。これらの配管類はゴム等の弾性体からなるチューブやホースを用い、更に蛇腹構造体で被覆しフレキシブルな構成とすることによって、ワークテーブル上を支障なく自由に移動可能となる。

次に、加工用パイプＷＰをパイプ支持機構ＫＳに装着するに際し、先ず可倒式の芯押し台１０を傾倒し、パイプインデックス装置８１のチャック８１ａを開いた状態で所定の加工用パイプＷＰを前記パイプインデックス装置８１に挿入し、実施例では、加工用パイプＷＰの搬入方向が芯押し台方向であったため、芯押し台自体を可倒式としたものである。

次いで、インデックスバイススイッチ（図示略）をＯＮしてパイプインデックス装置８１のチャック８１ａを閉じて加工用パイプＷＰを固定する。この場合のチャック８１ａの作動機構は空圧式である。

次いで、材料送り装置８２を、例えばインチング操作を用い、数ストローク送りで、加工用パイプＷＰの端部を芯押し台１０に当接して固定する。この時、インデックスバイスは自動開閉機能が働き、材料送り装置８２に連動してチャック８１ａが開いた状態となっている。

次いで、パイプサポート９及び９２を指示された所定の高さにセットする。

次いで、Ｘ軸上の位置調整をしながらＹ軸キャリッジ５がワークテーブル２上をＮＣ装置４からの指令に基づいてレーザ加工ヘッド３が位置する加工範囲内の所定位置まで加工用パイプＷＰを移動位置決めする。

そして、ＮＣ装置のパイプ加工プログラムに従って加工が実施される。

加工終了後、例えばワーク（パイプ）の長さが４００ｍｍ以下であれば、ワークシューター（図示略）使用可能サイズであり、ワークシューターを併用して製品を搬出することが出来る。規定の工程サイクルが終了。

プログラムに従って、次の加工が実施される。

以上説明したように、本発明に係るパイプ支持機構を用いることで、材料移動型レーザ加工装置でパイプ形状の被加工材の加工を実現し、材料送り装置と既存のワークシューターの併用により、小寸法（スケッチ寸法）の製品の連続加工、連続搬出を実現し、更にパイプインデックス装置の設置位置により、機械原点からの加工開始、終了が可能となり、オペレーターが定位置より移動せずに、ワークの入搬出が可能となった。

従来の材料移動型レーザ加工機が平板加工専用というユーザーイメージを払拭し、ユーザー層の拡大が可能である。

本発明に係るパイプ支持機構を具備するレーザ加工装置の一例を示す全体斜視図 パイプ支持機構の構成の一例を示す斜視図 材料送り装置の構成の一例を示す側面図

符号の説明

１ レーザ加工装置
２ ワークテーブル
３ レーザ加工ヘッド
４ ＮＣ制御装置
５ Ｙ軸キャリッジ
６ Ｘ軸キャリッジ
６ａ アリ
７ クランプ固定部
７ａ アリ溝
７ｂ 固定ハンドル
８ インデックスユニット
８ａ、９ａ、１０ａ ベースプレート
９、９２ パイプサポート
９ｂ ハンドル
９ｃ 開脚幅調節部
９ｄ パイプ受部
９ｅ クロスアーム
１０ 芯押し台
８１ パイプインデックス装置
８１ａ チャック
８２ 材料送り装置
８２ａ パイプクランプ用駆動部
８２ｂ ロッド
８２ｃ ロッド接続部
８２ｄ パイプクランプアジャスト部
８２ｅ クランプアーム
８２ｆ 回動支軸
８２ｇ パイプクランプ部
８２ｈ ステー
８２ｉ リブ
８３ 可動式ベース
８４ 材料送り用駆動部
８４ａ 可動ロッド
８４ｂ 接続部
９０ サーボモータ
ＫＳ パイプ支持機構
ＷＰ 加工用パイプ

Claims (4)

1. 板状体のワークを保持するためのワーククランプ部を有する複数のクランプ固定部と、加工用パイプの加工部位を位置決め自在とするパイプ支持機構を備えた材料移動型レーザ加工装置であって、
   該パイプ支持機構は、材料送り装置、パイプサポート、パイプインデックス装置、サーボモータとを同一ベースプレートに搭載してなるインデックスユニットと、他のベースプレートに搭載されたパイプサポートと、更に他のベースプレートに搭載された芯押し台とから構成され、
   前記インデックスユニットと、前記他のベースプレートに搭載されたパイプサポートと、前記芯押し台とは、夫々前記ワーククランプ部を取り外した前記クランプ固定部に前記各ベースプレートが各々固定されることによりＹ軸キャリッジ上のＸ軸キャリッジに配設されて成ることを特徴とするパイプ支持機構を具備するレーザ加工装置。
2. 前記材料送り装置は、加工用パイプを把持するパイプクランプ部、該パイプクランプ部を前記加工用パイプの太さに合せて開閉動作させるためのパイプクランプアジャスト部を軸に沿って移動させるパイプクランプ用駆動部と、パイプクランプアジャスト部の動作に従動して加工用パイプの軸方向に前記加工用パイプを材料送り装置ごと自動送りする材料送り用駆動部とから構成されることを特徴とする請求項１記載のパイプ支持機構を具備するレーザ加工装置。
3. 前記芯押し台は、加工用パイプ装着の際、傾倒して邪魔にならないように、前記加工用パイプの移動のための空間を保持可能とする可倒式芯押し台としたことを特徴とする請求項１記載のパイプ支持機構を具備するレーザ加工装置。
4. 前記パイプクランプ用駆動部、及び材料送り用駆動部は、流体シリンダで構成されることを特徴とする請求項２記載のパイプ支持機構を具備するレーザ加工装置。

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