JP5147317B2

JP5147317B2 - レーザ・パンチ複合加工機

Info

Publication number: JP5147317B2
Application number: JP2007184141A
Authority: JP
Inventors: 泰介平澤
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2007-07-13
Filing date: 2007-07-13
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2027-07-13
Also published as: JP2009018334A

Description

本発明はレーザ・パンチ複合加工機に関する。

例えば、図３、４に概要を示すように、ワークをＸ軸方向とＹ軸方向に移動位置決め自在のワーク移動位置決め装置１０１を備えたタレットパンチプレスに、このタレットパンチプレスの上部フレーム１０３の側面に前記Ｙ軸方向に平行に第２Ｙ軸送りねじ１０５を設け、この第２Ｙ軸送りねじ１０５に移動位置決め自在のレーザ加工ヘッド１０７を設けたパンチ・レーザ複合機がある（例えば、特許文献１）。

このパンチ・レーザ複合機において、パンチング加工は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とへ移動位置決め自在の移動位置決め装置１０１によりワークＷをタレットＴのパンチセンタＰＣに対して移動させて行う。

一方、レーザ加工は、Ｘ軸方向へは移動位置決め装置１０１によりワークをレーザセンタＬＣに対して移動させ、Ｙ軸方向へは、第２Ｙ軸駆動モータ１０２により回転駆動される前記第２Ｙ軸送りねじ１０５により移動位置決め自在のレーザ加工ヘッド１０７を前記レーザセンタＬＣに対して移動させて行うようになっている。このとき、パンチプレス機の移動位置決め装置はＹ軸原点（Y=0）に停止状態を維持している。また、レーザ加工ヘッド１０７の内部には集光レンズ（図示省略）が備えてあり、この集光レンズまでレーザ発振器１０８からのレーザビームが複数のベンドミラーＢＭを介して導かれるようになっている。

前記移動位置決め装置１０１はＹ軸送りねじ１０９を回転駆動するＹ軸駆動モータ１１１により移動位置決めされるＹ軸キャリッジ１１３と、Ｘ軸送りねじ１１５を回転駆動するＸ軸モータ１１７により移動位置決めされるＸ軸キャリッジ１１９からなっている。

上述のパンチ・レーザ複合機において、ワーク移動位置決め装置１０１のＹ軸キャリッジ１１３の重量は、Ｘ軸キャリッジ１１９に比して非常に大きいので、レーザ加工時には、重量の小さいＸ軸キャリッジ１１９を使用し、重量の小さいレーザ加工ヘッド１０７をＹ軸キャリッジとして使用することにより、レーザ加工時において高速な移動位置決めが可能となる利点がある。
特開２００１−１５００６２号公報

上述の従来技術においては、レーザ加工とパンチング加工とにおけるＸ軸の移動位置決めは共に同一のＸ軸を使用する。また、パンチング加工時のＹ軸の位置決め時にはワークが移動し、レーザ加工時のＹ軸方向の位置決め時には、レーザ加工ヘッドを駆動する前記第２Ｙ軸に沿ってレーザ加工ヘッドがワークに対して移動する。したがって、パンチング加工時のＹ軸とレーザ加工時の第２Ｙ軸はワークに対する位置決め座標の基準位置が逆になっている。つまり、ワーク移動と加工ヘッド移動の相違によって原点位置が相違する。

また、パンチ・レーザ複合加工機において、レーザ加工を行う時にはＹ軸および第２Ｙ軸は、Ｙ軸キャリッジおよびレーザ加工ヘッドに設けたナット（図示省略）との摩擦により発熱し、Ｙ軸送りねじおよび第２Ｙ軸に微小な伸びが発生する。

上述の伸びの方向は、レーザ加工時の第２Ｙ軸では、ワークの位置決め基準原点（X=0,Y=0）の「Y=0」からＹ軸座標が「＋」座標方向へ伸び、パンチング加工時のＹ軸では、ワークの位置決め基準原点（X=0,Y=0）の「Y=0」に対してＹ軸座標が「−」座標方向へ伸びる。

すなわち、図３に示す如く、レーザ加工時の第２Ｙ軸送りねじ１０５はレーザセンタＬＣ（基準原点）の方向へ伸び、パンチング加工時のＹ軸１０９はパンチセンタＰＣの方向へ伸びることになり、ワークに対するＹ軸の伸びがパンチング加工機とレーザ加工機の座標が逆になり、パンチ・レーザ複合機としての総合精度が悪くなるという問題がある。

本発明は上述の如き問題を解決するためになされたものであり、本発明の課題は、ワークをＸ軸方向とＹ軸方向に移動位置決め自在のワーク移動位置決め手段を備えたパンチプレス機に前記Ｙ軸方向に平行な第２Ｙ軸方向に移動位置決め自在のレーザ加工ヘッドを設けたレーザ・パンチ複合機における総合精度を向上させることである。

上述の課題を解決する手段として請求項１に記載のレーザ・パンチ複合加工機は、ワークをＸ軸方向とＹ軸方向とに移動位置決め自在のワーク移動位置決め手段を備えたパンチプレス機に前記Ｙ軸方向に平行なＹ_Ｌ軸方向に移動位置決め自在のレーザ加工ヘッドを設けたレーザ・パンチ複合機において、前記ワーク移動位置決め手段のＹ軸送りねじの一端部を回転自在にかつ該Ｙ軸送りねじの軸方向への移動を規制して軸支する第１固定軸受けと、前記Ｙ軸送りねじの他端部を回転自在にかつ軸方向への微小移動を許容して軸支する第１可動軸受けとを設け、前記レーザ加工ヘッドのＹ_Ｌ軸送りねじの一端部を回転自在にかつ該Ｙ_Ｌ軸送りねじの軸方向への移動を規制して軸支する第２固定軸受けを前記Ｙ軸送りねじを軸支する第１可動軸受け側に設け、前記Ｙ_Ｌ軸送りねじの他端部を回転自在にかつ軸方向への微小移動を許容して軸支する第２可動軸受けを前記Ｙ軸送りねじを軸支する第１固定軸受け側に設け、前記第１固定軸受けに前記Ｙ軸送りねじを回転駆動するＹ軸駆動モータを設け、前記第２固定軸受けに前記Ｙ_Ｌ軸送りねじを回転駆動するＹ_Ｌ軸駆動モータを設けてなること要旨とするものである。

本発明によれば、レーザ加工時においてレーザ加工ヘッドを駆動するＹ_Ｌ軸送りねじの伸び方向と、パンチング加工時におけるＹ軸送りねじの伸び方向とが同方向になるので、レーザ・パンチ複合機としての総合精度が向上する。

以下、本発明の実施の形態を図面によって説明する。

図１、図２は、本発明に係るレーザ・パンチ複合加工機の説明図であり、パンチング加工機を構成するタレットパンチプレスの本体部分の構成は、公知のタレットパンチプレス（例えば、特公平７−２４８７９、特開平１１−２２６６６４等）と同様でありその詳細な構成と説明は省略する。なお、本実施例の説明において説明を判りやすくするために、前後左右とは、図２において下方を前、上方を後、図２においての左右をそのまま左右と呼ぶことにする。

図１、図２に示すように、レーザ・パンチ複合加工機１の本体フレーム３は、下部フレーム５と上部フレーム７とを前後のコラム９で一体的に連結したいわゆる門型フレームをなしている。なお、本体フレーム３は床ＦＬ上に適宜な手段により固定されている。

下部フレーム５と上部フレーム７の間の左方（図１において）の上部フレーム７にはパンチ１３を装着した上部タレットディスク１５が設けてあり、下部フレーム５には前記上部タレットディスク１５のパンチ１３と対をなすダイ１７を装着した下部タレットディスク１９がワークＷが通過可能な間隙をおいて設けてある。

なお、上下タレットディスク（１５，１９）に設けた円形軌道上には、図示省略の複数個のパンチ１３およびダイ１７が適宜な間隔で配置してある。

前記上下タレットディスク（１５、１９）は、図示省略のタレットディスク駆動機構により同期回転駆動されるように設けてあり、使用するパンチとダイを配置した金型ステーションをパンチセンタＰＣに回転位置決めすることができるようになっている。

パンチセンタＰＣに位置決めされたパンチ１３の上方には、パンチ１３の頭部を打撃する打撃子２１がクランク機構または油圧シリンダなどの打撃子駆動手段２３によって上下動可能に設けてある。

図２に良く示されているように、前記下部タレットディスク１９の右側の下部フレーム５上部には、ワークＷの下面を支持するセンターテーブル２５が設けてあり、このセンターテーブル２５の左右両側にはワーク移動位置決め手段２７と一体的にＹ軸方向へ移動するサイドテーブル２９が設けてある。また、センターテーブル２５の後方にはリアテーブル３０が設けてある。

前記ワーク移動位置決め手段２７は、本体フレーム３の前後にＹ軸方向に延伸させて設けた一対のＹ軸ガイドレール３５にガイドされるＹ軸キャリッジベース３７を有し、このＹ軸キャリッジベース３７は前記センターテーブル２５の少し上方をＸ軸方向に跨いで延びており、その下面に前記左右両側のサイドテーブル２９が一体的に取り付けてある。

前記Ｙ軸キャリッジベース３７には、複数のワーククランプ３９を装着したＸ軸キャリッジ４１が前記Ｙ軸と直交するＸ軸方向へ移動自在に設けてある。また、このＸ軸キャリッジ４１はＹ軸キャリッジベース３７に設けたＸ軸駆動モータ４３により回転駆動されるＸ軸送りねじ４５に螺合するナット４７を有し、前記Ｘ軸駆動モータ４３を適宜に回転駆動することによりＸ軸方向に移動位置決めすることができる。なお、Ｘ軸送りねじ４５は一対の軸受け４６により回転自在に軸支してある。

また、前記本体フレーム３には、前記Ｙ軸キャリッジベース３７に設けたナット部材４９に螺合するＹ軸送りねじ５１が、その一端部を回転自在にかつ軸方向への移動を規制して軸支する第１固定軸受け５２と、前記Ｙ軸送りねじ５１の他端部を回転自在にかつ軸方向への微小移動を許容して軸支する第１可動軸受け５４とにより軸支してある。そして、Ｙ軸送りねじ５１の第１固定軸受け５２側の端部にはＹ軸送りねじ５１回転駆動するＹ軸駆動モータ５３が取り付けてある。

なお、この実施例では前記第１可動軸受け５４は前記タレットディスク１５、１９側に設けてある。

上記構成において、Ｙ軸駆動モータ５３を適宜に回転駆動することにより、Ｙ軸キャリッジベース３７をＹ軸方向に移動位置決めすることができる。

したがって、ワーククランプ３９にクランプされたワークＷの加工部を、前記Ｙ軸キャリッジベース３７とＸ軸キャリッジ４１を適宜に移動位置決めすることによりパンチセンタＰＣに位置決めすることができる。

また、前記本体フレーム３の上部フレーム７の左側面には、前記ワーク移動位置決め手段２７のＹ軸に平行な一対の平行なＹ_Ｌ軸ガイドレール５５が設けてあり、このＹ_Ｌ軸ガイドレール５５に後述のレーザ加工ヘッド６９を備えたレーザヘッドキャリッジ５７を移動自在に係合すると共に、このレーザヘッドキャリッジ５７に設けたナット部材（図示省略）に螺合するＹ_Ｌ軸送りねじ５９が、前記Ｙ軸送りねじ５１を軸支する第１可動軸受け５４側において、Ｙ_Ｌ軸送りねじ５９の一端部を回転自在にかつ軸方向への移動を規制して軸支する第２固定軸受け６１と、前記Ｙ軸送りねじ５１を軸支する第１固定軸受け５２側に位置して、前記Ｙ_Ｌ軸送りねじ５９の他端部を回転自在にかつ軸方向への微小移動を許容して軸支する第２可動軸受け６３とにより軸支してある。そして、Ｙ_Ｌ軸送りねじ５９の第２固定軸受け６１側の端部には、Ｙ_Ｌ軸送りねじ５９を回転駆動するＹ_Ｌ軸駆動モータ６５が取り付けてある。

上述のレーザヘッドキャリッジ５７には、レーザ発振器６７から複数のベンドミラーＢＭを介して導かれるレーザ光ＬＢをワークＷに集光照射するレーザ加工ヘッド６９が図示省略の駆動モータまたはシリンダなどの駆動手段により、ＸＹ軸に直交するＺ軸方向へ移動位置決め可能に設けてある。

上記構成により、レーザ加工時にレーザ加工ヘッドを駆動するＹ_Ｌ軸送りねじの伸び方向は、ワークの位置決め基準原点（X=0,Y=0）の「Y=0」からＹ軸座標が「−」座標方向へ伸び、また、パンチング加工時のＹ軸送りねじの伸び方向は、ワークの位置決め基準原点（X=0,Y=0）の「Y=0」に対してＹ軸座標が「−」座標方向へ伸びる。すなわち、伸び方向が同方向となるので、レーザ・パンチ複合機としての総合精度が向上する。

なお、第１固定軸受けと第１可動軸受けの位置と、第２固定軸受けと第２可動軸受けとを共に反対にした構成にしても、本願発明と同様な効果を得ることができる。

本発明に係るレーザ・パンチ複合機の正面図。図１におけるＡ−Ａ矢視図。従来のレーザ・パンチ複合機におけるレーザ加工時の送りねじと、パンチング加工時の送りねじの伸び方向を説明する図（平面図）。図３におけるＢ矢視図で一部を破断した図。

符号の説明

１レーザ・パンチ複合加工機
３本体フレーム
５下部フレーム
７上部フレーム
９コラム
１３パンチ
１５上部タレットディスク
１７ダイ
１９下部タレットディスク
２１打撃子
２３打撃子駆動手段
２５センターテーブル
２７ワーク移動位置決め手段
２９サイドテーブル
３０リアテーブル
３５Ｙ軸ガイドレール
３７Ｙ軸キャリッジベース
３９ワーククランプ
４１Ｘ軸キャリッジ
４３Ｘ軸駆動モータ
４５Ｘ軸送りねじ
４６軸受け
４７ナット
４９ナット部材
５１Ｙ軸送りねじ
５２第１固定軸受け
５３Ｙ軸駆動モータ
５４第１可動軸受け
５５Ｙ_Ｌ軸ガイドレール
５７レーザヘッドキャリッジ
５９Ｙ_Ｌ軸送りねじ
６１第２固定軸受け
６３第２可動軸受け
６５Ｙ_Ｌ軸駆動モータ
６７レーザ発振器
６９レーザ加工ヘッド
ＢＭベンドミラー
ＦＬ床面
ＬＢレーザ光
ＬＣレーザセンタ
ＰＣパンチセンタ
Ｔタレット
Ｗワーク

Claims

ワークをＸ軸方向とＹ軸方向とに移動位置決め自在のワーク移動位置決め手段を備えたパンチプレス機に前記Ｙ軸方向に平行なＹ_Ｌ軸方向に移動位置決め自在のレーザ加工ヘッドを設けたレーザ・パンチ複合機において、前記ワーク移動位置決め手段のＹ軸送りねじの一端部を回転自在にかつ該Ｙ軸送りねじの軸方向への移動を規制して軸支する第１固定軸受けと、前記Ｙ軸送りねじの他端部を回転自在にかつ軸方向への微小移動を許容して軸支する第１可動軸受けとを設け、前記レーザ加工ヘッドのＹ_Ｌ軸送りねじの一端部を回転自在にかつ該Ｙ_Ｌ軸送りねじの軸方向への移動を規制して軸支する第２固定軸受けを前記Ｙ軸送りねじを軸支する第１可動軸受け側に設け、前記Ｙ_Ｌ軸送りねじの他端部を回転自在にかつ軸方向への微小移動を許容して軸支する第２可動軸受けを前記Ｙ軸送りねじを軸支する第１固定軸受け側に設け、前記第１固定軸受けに前記Ｙ軸送りねじを回転駆動するＹ軸駆動モータを設け、前記第２固定軸受けに前記Ｙ_Ｌ軸送りねじを回転駆動するＹ_Ｌ軸駆動モータを設けてなることを特徴とするレーザ・パンチ複合加工機。