JP5184457B2 - ワーク支持装置 - Google Patents
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このレーザ加工機においては、レーザ加工ヘッド(切断トーチ)の少なくともパイプの軸方向に沿った移動と、パイプの回転とによりパイプを任意の形状に切断することができる。なお、切断には1本のパイプを2本のパイプに切り離すのではなく、パイプに任意の形状の穴をあける穴あけ加工も含まれる。
それに対して、支持部材は、回転支持部材により回転する長尺なワークの自重による垂れ下がりや、高速回転による振れ回りを抑えるもので、例えば、2組のローラコンベアをV字状に配置し、これらローラコンベア間にパイプを支持するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
ローラコンベアのローラの回転中心は、ワークの長さ方向に対して直交し、ローラはワークの長さ方向への移動により回転する。
前記ワークを支持する概略柱状の受け部材と、当該受け部材を回転自在に支持するベース部材とを備え、
前記受け部材の外周面には、前記ワークが配置される断面円弧状の凹部が周方向に沿って溝状に設けられ、
当該凹部の円弧の半径が前記受け部材の周方向に沿って当該受け部材の一方の回転方向の先側に向かうにつれて連続的に小さくされ、
前記ワーク断面の外接円の径より大きな径になる前記凹部の円弧部分に前記ワークの最外周部分が接触するように前記受け部材の軸心周りの回転角度が設定され、
前記凹部に前記ワークを配置した状態で、前記ワークが接触した部分よりも前記凹部の径が小さい方が傾斜の下側となるように、前記受け部材の軸心が斜めとなっていることを特徴とする。
また、受け部材の回転角度を変更することにより、異なる径のワークに対応することができる。
また、ワークが円筒状や円柱状の場合に、ワーク断面の外接円とワーク断面の外周縁の形状は一致することになる。また、加工すべきワークの径が決定され、ワークの加工がなされる際には、受け部材は回転しないようにベース部材に固定される。
これにより、例えば、受け部材の回転角度を調整するだけで、高さ調整することなく、受け部材に支持されるワークの中心位置を、例えば、ワークを回転駆動するワーク回転駆動部(回転支持部材)に支持されるワークの中心位置と合わせることが可能となり。作業性を向上ずることができる。
これにより、ワークの垂れ下がりを防止するとともに、当該ワークの円滑な回転を促し、振れ回りを抑制することができる。
図1に示すように、レーザ加工機1は、レーザ光源(図示略)、レーザヘッド12等を備えるレーザ加工機本体11と、パイプ(ワーク)を回転駆動し、かつ軸方向に移動させるパイプインデックス装置31とを備える。
図1に示すように、レーザ加工機本体11には、レーザヘッド12を例えば互いに直交するX軸方向、Y軸方向、Z軸方向に移動させる移動キャレッジ13を備えている。そして、レーザ加工機本体11は、レーザヘッド12を移動させて、たとえば、ワークの切断加工を行う周知のものである。
ワーク移動支持部34は、ワーク回転駆動部35に固定された状態のパイプPに対して、パイプPを支えた状態でパイプPに対して軸方向に移動自在とされ、レーザヘッド12が移動キャレッジ13とともにY軸方向に移動した場合に、ワーク移動支持部34もレーザヘッド12と同様に移動し、パイプPのレーザヘッド12で加工される部分の近傍を支持するようになっている。なお、この場合に、ワーク移動支持部34は、パイプPに対して摺動する状態となる。
図3から図5に示すように、ワーク支持装置61は、前記直動ガイド33,33に案内されてY軸方向に移動自在で、かつ位置を固定可能な移動ベース(ベース部材)62と、当該移動ベース62を直動ガイド33を備えるベース32に位置決めするための位置決めプランジャピン63と、パイプPの端部の位置を決める可倒式原点突き当て部材64と、ワーク支持装置61の位置を検出するための位置検出マグネット65と、パイプを支持する一対の受け部材66とを備える。
位置決めプランジャピン63は、移動ベース62を上下に貫通し、例えば、ベース32に形成されたピン孔に挿入されることで、移動ベース62を位置決めして固定するようになっている。なお、ピン孔は、ベース32に直動ガイド33,33に沿って一列に複数並んで形成されており、位置決めプランジャピン63が挿入されるピン孔の位置で、ワーク支持装置61のY軸方向の位置が決定される。
また、位置検出マグネット65は、ベース32側に設けられた磁気センサにより、ワーク支持装置61の位置を計測可能とするものである。
また、凹部71は、受け部材66,66の周方向に沿って受け部材66,66の一方の回転方向の先側に向かうにつれて径が連続的に小さくなるように形成されている。
また、凹部71の円弧の中心が前記受け部材66,66の軸心の方向と直交する1平面内の当該軸心を中心とする円上に配置されるようになっている。
受け部材66,66の外周面に配置される凹部71の下側縁(下端)は、概略円柱状の受け部材66,66の外周面に沿って周方向に略沿うとともに、凹部71の径が大きい側から小さい側に向かって上方に向かうように傾斜した状態となっており、概略螺旋状となっている。
また、受け部材66,66の凹部71が形成された例えば225度の範囲に対して、残りの135度の部分が切り欠いた状態の形状となっており、この切り欠かれた形状の部分が、後述のようにパイプPの軸方向移動の際に、受け部材66,66がパイプPに干渉するのを防止するワーク逃げ部72となっている。
そして、一対の受け部材66,66は、それらの形状が鏡像の関係となるとともに、互いに平行な一対の受け部材66,66の一対の互いに平行な軸心の両方を含む平面内において、凹部71の前記平面内の円弧部分の円弧の中心が互いに一致するように配置されている。また、一対の受け部材66,66の下部の外周面が、メンテナンスが可能な程度に互いに近接して配置されるように、円柱状の受け部材66,66の外径が決められている。
このようにすることで、前記平面には、加工すべきパイプの外接円Cと同じか僅かに大きな径の1/4の円となる円弧状の凹部71が互いに対向した状態に配置されて、これらを合わせて円の下側半分となる円弧が形成された状態となる。この状態で受け部材66,66は移動ベース62に対して回転不可の状態に固定される。
これにより、ワーク回転駆動部35で支持されて回転駆動されるパイプPがワーク支持装置61の位置で、垂れ下がったり、振れまわされたりするのを防止することができる。
この際に、円弧状の凹部71の円弧の中心位置が、軸心に直交する平面(受け部材66,66の端面を含む平面)内にある軸心を中心とする円上に配置されているので、受け部材66,66を回転しても、これらの軸心間に配置される凹部71の円弧の中心位置が変化せず、当該凹部71の部分でパイプPを支持した場合にパイプPの中心位置も変わらない。
したがって、加工すべきパイプPの形状や径が変更されても、受け部材66,66を回転して、当該パイプPの外接円Cの半径と略同じ半径となる凹部71,71の部分がこれら受け部材66,66の軸心間に配置されるようにすることで、パイプPの軸心がワーク回転駆動部35における回転中心に対応するZ軸上の位置に配置されるので、受け部材66,66等をZ軸方向に調整する必要がなく、加工すべきパイプPの変更の際の作業を簡単なものとすることができる。
以上のような受け部材66,66によれば、パイプPの外接円Cと略同じ径の円弧状の凹部71,71でパイプPを支持するので、円筒状や四角筒状のパイプPを支持することができる。また、上述のように外接円Cの径が異なるパイプPに対応可能で、この際に受け部材k66,66を回転させるだけで、高さ位置の調整を必要としない。
61 ワーク支持装置
62 移動ベース(ベース部材)
66 受け部材
71 凹部
Claims (3)
- パイプ等の長尺なワークを回転自在かつ軸方向に移動自在に支持するワーク支持装置であって、
前記ワークを支持する概略柱状の受け部材と、当該受け部材を回転自在に支持するベース部材とを備え、
前記受け部材の外周面には、前記ワークが配置される断面円弧状の凹部が周方向に沿って溝状に設けられ、
当該凹部の円弧の半径が前記受け部材の周方向に沿って当該受け部材の一方の回転方向の先側に向かうにつれて連続的に小さくされ、
前記ワーク断面の外接円の径より大きな径になる前記凹部の円弧部分に前記ワークの最外周部分が接触するように前記受け部材の軸心周りの回転角度が設定され、
前記凹部に前記ワークを配置した状態で、前記ワークが接触した部分よりも前記凹部の径が小さい方が傾斜の下側となるように、前記受け部材の軸心が斜めとなっていることを特徴とするワーク支持装置。 - 前記凹部の円弧の中心が前記受け部材の軸心の方向と直交する一平面内の当該軸心を中心とする円上に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のワーク支持装置。
- 互いに鏡像対称となる少なくとも一対の左右の前記受け部材で1つの前記ワークを支持するように配置され、前記ワークの断面の外接円の半径より大きな半径になる前記凹部の円弧部分が左右の受け部材の軸心を含む平面上に配置されるとともに、これら左右の受け部材の前記平面上に配置された前記円弧部分の中心が略一致した状態に配置されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のワーク支持装置
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