JP5026027B2 - レーザ加工機の自動工具交換装置 - Google Patents

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Description

本発明は、レーザ加工機に装備されるトーチとノズルの自動交換装置に関する。
レーザ加工機にトーチやノズル等のツールを自動交換する装置を装備したものは、例えば、本出願人に係る下記の特許文献１，特許文献２に開示されている。
この特許文献１、２のレーザ加工機は、レーザ加工ヘッドがＸ，Ｙ，Ｚの３軸上のパスライン上を移動する構造を備えるものである。
また、特許文献３は、テーブルがＸ軸方向に移動し、加工ヘッドはＹ軸，Ｚ軸方向に移動する構造を有するレーザ加工機におけるノズル交換装置を開示している。
特開２００５−３３４９２０号公報 特開２００５−３３４９２１号公報 特開平７−１８５８６５号公報
本発明の目的は、前述した特許文献３に開示したような構造を有するレーザ加工機にあって、より多くの交換用のトーチとノズル等のツールを装備できるマガジンを備え、しかも小さなスペースに設置することができる自動工具交換装置を提供するものである。
本発明の目的は、ベッド上に摺動自在に配置されてＸ軸パスラインに沿って移動するテーブルと、ベッドの上に立設されるコラムに支持されてＹ軸パスライン及びＺ軸パスラインに沿って移動するレーザ加工ヘッドを備えたレーザ加工機において、コラムの操作盤側とは反対側に配置される自動工具交換装置を備え、自動工具交換装置は、基板と、基板上に回転自在に支持される円形のテーブル状のマガジンと、マガジンを旋回駆動するサーボモータと、マガジン上に円周方向に配設される複数のトーチホルダと、トーチホルダをＹ軸パスライン上に割り出す位置決め手段とを備えることにより達成される。
そして、自動工具交換装置は、マガジン上に装備されて複数のノズルを直線状に格納するノズル自動交換装置を備え、基板に設けられてトーチホルダを加工ヘッドに向けて昇降させるリフトアップシリンダを備える。
さらに、ノズル自動交換装置は、ノズルピンを加工ヘッドに装着されたトーチに向けて昇降させるノズルピン昇降シリンダを備えるものである。
上述した構成を備えることにより、本発明のレーザ加工機は、限られたスペース内に多くのトーチとノズルを格納し、効率よく自動交換することができる。
図１は本発明を適用するレーザ加工機の正面図、図２は平面図である。
全体を符号１で示すレーザ加工機は、ベッド１０上にＸ軸方向に移動するテーブル２０を有するベッド１０上部に立設されるコラム３０には、加工ヘッド４０がＹ軸及びＺ軸方向に移動自在に装備される。
また、ベッドの両側にはレーザ発振器５０や強電盤が配設され、コラム３０のオペレータ側の側面には操作盤７０が配置される。
本発明の自動工具交換装置１００は、コラムの操作盤側とは反対側に配設される。
図３は、自動工具交換装置の正面図、図４は平面図である。
自動工具交換装置１００は、ベース１１０とベース１１０に設けられるマガジン上昇用１１２を有し、シリンダロット１１４上部に基板１１６が昇降自在に装備される基板１１６には、位置決め用ショットピン１２０マガジン旋回サーボモータ１３０、リフトアップシリンダ１４０等が装備される。
基板１１６上には、マガジン１５０が矢印Ｒ１方向に旋回自在にとりつけられる。
マガジン１５０は円形のテーブル状のもので、マガジン１５０の回転中心Ｃ１から同一半径上に配置された６個のトーチホルダ１６０を備える。各トーチホルダ１６０には、それぞれトーチＴ１が格納される。各トーチホルダ１６０の中心は、マガジン１５０を旋回させて、加工ヘッドのＹ軸パスライン上に位置決めすることができる。
マガジン１５０上には、ノズル交換装置１７０も配設される。このノズル交換装置１７０は直線状のもので、１０個のノズルＮ１を格納することができる。そして、このノズル交換装置１７０の長手方向の軸線Ｌ１は、加工ヘッドのＹ軸パスラインに合致されるように配設される。
図５は、トーチの交換位置を示す平面図である。
マガジン１５０を矢印Ｒ１方向に旋回させて交換用のトーチＴ１が格納されたトーチホルダ１６０又は、加工ヘッドに装備されていたトーチを格納する空のトーチホルダ１６０の中心を加工ヘッドのＹ軸パスライン上に位置決めし、後述する操作手順で加工ヘッドのトーチを交換する。
図６は、ノズルの交換位置を示す平面図である。
マガジン１５０を矢印Ｒ１方向に旋回させて、ノズル交換装置１７０の軸線Ｌ１が加工ヘッドのＹ軸パスラインと一致する位置に割り出す。
そして、トーチを装備した加工ヘッドをＹ軸上で移動させて、所望のノズルを選択し、トーチに対して交換する。
図７、図８はトーチの交換操作を示す説明図である。
図７の（ａ）は初期状態を示す。サーボモータ１３０を駆動してマガジン１５０を旋回し、所望のトーチホルダ１６０の軸線と加工ヘッド４０の主軸４２の軸線を一致させる。
図７の（ｂ）では位置決め用ショットピン１２０を作動してマガジン１５０を割り出し固定するとともに、シリンダ１１２を作動させてロッド１１４を伸長し、マガジン１５０を上昇させる。
図７の（ｃ）では、リフトアップシリンダ１４０を作動させてトーチホルダ１６０を上昇させる。
この上昇に合わせてトーチホルダ１６０のカバー１６２が開く。
次に、図８の（ｄ）に移行し、加工ヘッド４０がＺ軸方向に降下して、主軸４２がトーチホルダ１６０内のトーチＴ１を把持する。
図８の（ｅ）では、シリンダ１１２を作動させてロッド１１４を縮小し、マガジン１５０を降下させる。
図８の（ｆ）では、加工ヘッド４０をＺ軸方向に上昇させるとともに、トーチリフト１４０を下降させ、新しいトーチＴ１の把持操作を完了する。トーチホルダ１６０のカバー１６２も自動で閉じる。
使用後のトーチを空いているトーチホルダ１６０に戻す操作も同様な手順をとる。
また、トーチＴ１の先端ノズルＮ１を交換するには、マガジン１５０を旋回させて、ノズル交換装置１７０を加工ヘッド４０の直下に移動させる。この位置ではノズル交換装置１７０の軸線は加工ヘッド４０のＹ軸パスラインに一致するので、ノズルピン用シリンダ１７２を作動させて、トーチＴ１先端のノズルＮ１を交換する。
本発明の適用するレーザ加工機の正面図。 図１の平面図。 自動工具交換装置の正面図。 図３の平面図。 トーチの交換位置を示す正面図。 ノズルの交換位置を示す平面図。 トーチの交換操作を示す説明図。 トーチの交換操作を示す説明図。
符号の説明
１ レーザ加工機
１０ ベッド
２０ テーブル
３０ コラム
４０ 加工ヘッド
１００ 自動工具交換装置
１５０ マガジン
１６０ トーチホルダ
１７０ ノズル交換装置

Claims (3)

  1. ベッド上に摺動自在に配置されてＸ軸パスラインに沿って移動するテーブルと、ベッドの上に立設されるコラムに支持されてＹ軸パスライン及びＺ軸パスラインに沿って移動するレーザ加工ヘッドを備えたレーザ加工機にあって、
    コラムの操作盤側とは反対側に配置される自動工具交換装置であって、
    自動工具交換装置は、基板と、基板上に回転自在に支持される円形のテーブル状のマガジンと、マガジンを旋回駆動するサーボモータと、マガジン上に円周方向に配設される複数のトーチホルダと、トーチホルダをＹ軸パスライン上に割り出す位置決め手段と、前記マガジン上に装備されて複数のノズルを直線状に格納するノズル自動交換装置を備え、前記ノズル自動交換装置の長手方向の軸線は加工ヘッドのＹ軸パスラインに合致されるように配置されるレーザ加工機の自動工具交換装置。
  2. 基板に設けられてトーチホルダを加工ヘッドに向けて昇降させるリフトアップシリンダを備える請求項１記載のレーザ加工機の自動工具交換装置。
  3. ノズル自動交換装置は、ノズルピンを加工ヘッドに装着されたトーチに向けて昇降させるノズルピン昇降シリンダを備える請求項１に記載のレーザ加工機の自動工具交換装置。
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