JPH03184690A - 板材加工機における金属溶融物の検出、除去方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えばレーザ切断機やプラズマ切断機等の
板材溶融切断機、また通常の打抜き加工を行うパンチプ
レスと、レーザ加工を行うレーザ加工機とを複合化した
複合加工機において、加工中に発生する金属溶融物の付
着状態を検出し、これを機械的振動、衝撃によって除去
することができる板材加工機における金属溶融物の検出
、除去方法およびその装置に関する。

（従来の技術） 従来の板材加工機における金属溶融物の検出、除去手段
では、板材加工の際、材料カートリッジのダクト逃し孔
内などに金属溶融物が、どれ程付着したか、否かの検出
がなされていないため、現場作業名の経験によって各種
の板材加工時の加工時間に応じて機械全体を停止させ、
金属溶融物を手動によって剥離していた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら従来の金属溶融物の検出、除去手段では、
材料カートリッジの逃し孔などに付着した金属溶融物を
、どの程度の板材加工時間で機械本体を停止させるかは
、現場作業熟練者でないと判断できないという課題があ
った。

また、付着した金属溶融物を、そのままにしておくと、
剥取り時における金属溶融物の集塵効果も薄れ、付着し
た金属溶融物が溶けた状態で逃し孔内などに残っている
ので、板材切断時、その熱影響で加工面に焦げ等の悪影
響を与えてしまうという課題があった。

この発明の目的は、上記問題点を改善するため、材料カ
ートリッジの逃し孔などに付着した金属溶融物を自動的
に検出すると共に機械的に除去し、加工面に焦げ等の悪
影響を与えないようにした板材加工機におｊする金属溶
融物の検出、除去方法およびその装置を提供することに
ある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上紀自的を達成するために、この発明は、板材加工の際
、発生した金属溶融物の機器付着状態を、その温度変化
によって検出し、予め設定時間を設定した自動制御手段
によって機械本体のプログラム操作中に割込み停止させ
、前記金属溶融物に機械的な振動、衝撃を与えて剥離、
除去する板材加工機における金属溶融物の検出、除去方
法である。

また、この発明は、板材加工部の下方（こ板材を支持す
るシュータテーブルを開閉自在に設け、このシュータテ
ーブルに設けられた材料支持カートリッジにあけられた
ダスト逃し孔に連通させて上下動できる上下動ガイドパ
イプを設け、前記上下動ガイドパイプに駆動装置に連結
して上下動ガイドパイプの上下動にシュータテーブルの
開閉動を連動させ、ダスト逃し孔に近接して材料カート
リッジに温度検出用センサを設け、この温度検出用セン
サとＮＣ装置とを温度検出アンプを介して接続した板材
加工機における金属溶融物の検出、除去装置を構成した
。

（作用） この発明の板材加工機における金属溶融物の検出、除去
方法およびその装置を採用することにより、板材加工の
際、発生した金属溶融物の機器付着状態を、その温度変
化によって検出し、予め設定時間を自動制御装置に設定
し、機械本体のプログラム操作中に割り込ませ、板材加
工部の下方に開閉自在に設けたシュータテーブルを片持
ち状に、上下頻繁に回動させて、その振動、衝撃によっ
て金属溶融物が剥ぎ取り、払い落とされる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

理解を容易にするため、板材にパンチング加工を行なう
パンチングプレスと、レーザ加工を行なうレーザ切断機
を複合化した板材複合加工機の全体的に構成について説
明する。

第３図を参照するに、板材複合加工機１の金型ホルダ３
には複数のパンチ５が備えられ、ダイホルダ７にはバチ
５と対応するダイ９が備えられている。

打撃子１１は駆動モータと伝動装置（いづれも図示され
ていない）により、複数のパンチ５の内の所望のパンチ
５上へ位置決めされる。

集光レンズ等を含むレーザ加工用ヘッド１３は、パンチ
５およびダイ９の隣りに位置し、機械フレーム１５に取
付けられている。

パンチング加工時やレーザ切断加工時には、板材（以下
ワークと言う）Ｗは板材把持袋！１７に把持される。

板材把持装置１７を備えたキャリジ１つは、駆動モータ
２１Ｘおよびボールねじ２３Ｘにより機械本体の横手方
向（以後、Ｘ軸方向という）へ移動される。また、キャ
リジ１９を含むキャレジベース２５は、駆動モータ２１
Ｙおよびボールねじ２３Ｙにより機械の長手方向（以後
、Ｙ軸方向という）へ移動される。このｘ−ｙ２次元的
な移動によりワークＷの所望加工位置が複数組のパンチ
５、ダイ９の内の所望の組のパンチ５、ダイ９のの間に
、あるいはレーザ加工用ヘッド１３の直下に位置決めさ
れる。

レーザ発振器２７から発振されるレーザ光ＬＢは光ファ
イバ２つに導かれてレーザ加工用ヘッド１３に導かれる
。レーザ加工中に出る溶断金属片（スクラップ）はスク
ラップ案内管としてダクト３１を通ってダストボックス
３３に集められる。

また、ワークＷから切離された製品は、製品案内部材と
して製品シュータ３５を通って本装置１外に排出される
。

第４図ないし第６図を用いてダクト３１および製品シュ
ータ３５などの詳細について説明する。

材料支持カートリッジ３７を設けたシュータテーブル３
９は、その右端が機械フレーム１５の適宜位置に設けら
れたテーブル支持柱４１に、水平な状態から下方に向っ
て回動自在に取付けられ、上下動ガイドパイプ４３の上
端によって支持されている。

シュータテーブル３つの下端とテーブル支持柱４１とは
、ばね４５によっても連結され、シュータテーブル３９
を下方に回動するように付勢している。

上下動ガイドパイプ４３はダクト３１に対して上下摺動
自在であり、第５図に示すように、例えばエアシリンダ
のような流体圧シリンダ４７はダクト３１とともに機械
フレーム１５の適宜の位置にブラケット４９によって支
持されている。

シリンダ４７のピストンロッド５１の先端部にはピスト
ンブラケット５３が設けられており、第６図に示されて
いるように、このピストンブラケット５３に上下動ガイ
ドパイプ４３がボルト５５およびビン５７により連結さ
れている。

製品シュータ３５はダクト３１にすぐ隣接した位置に設
けられている。製品シュータ３５の上端には傾斜面５つ
が形成されており、シュータテーブル３９の傾斜時に製
品がシュータ３５に案内されるようになっている。また
、製品を製品シュータ３５に確実に案内するように遮蔽
板６１が機械本体１のテーブル基盤６３の案内孔６５の
周、囲に設けられている。

つぎに、上記構成のレーザ切断機とパンチングプレスを
複合化した板材複合加工機の作動について説明する。

第３図に示すレーザ発振器２７から発振されるレーザ光
ＬＢは、光ファイバ２９を通ってレーザ加工用ヘッド１
３に導かれ、ここで、材料支持カートリッジ３７上に支
持されているワークＷの適宜加工部位をレーザ加工して
ゆく。

このレーザ加工中は、上下動ガイドパイプ４３は、第４
図および第５図に示される上限位置にあってシュータテ
ーブル３９をばね４５の力に抗して水平状態に保たせて
いる。そして加工中に発生する溶断金属片（スクラップ
）は、材料支持カートリップ３７の中央のダクト逃し孔
６７を通してガイドペイプ４３、ダクト３１に吸引され
て導かれ、下部のダストボックス３３に捕集される。

加工が終了し、製品が母板材より切離されると、流体圧
シリンダ４７を作動させてピストンロッド５１を縮め、
上下動ガイドパイプ４３を下降させる。

このとき、上下動ガイドパイプ４３の上端に支持されて
いるシュータテーブル３９は、ばね４５によって下方へ
回動するように付勢されているため、第４図に２点鎖線
で示すように傾斜する。したがって製品は、製品シュー
タ３５に落下し、機械本体１外へ排出される。

製品が排出されると、流体圧シリンダ４７を作動させて
ピストンロッド５１を伸び出させ、上下動ガイドパイプ
４３を上昇させて元の位置に復帰させる。こうして、次
の加工が可能な状態になるのである。

レーザ加工用ヘッド１３の下端には、第１図に示されて
いるように、ノズル本体６９が取付けられており、ノズ
ル本体６つの先端は、材料カートリッジ３７上に支持さ
れたワークＷの表面に接近した位置に位置付けられてい
る。

前記ノズル本体６９の上部には、レンズホルダ７１に保
持された集光レンズ７３が設けられておリ、また下部に
は、ノズルホルダ７５およびボビン７７によって保持さ
れたノズル７９が設けられている。

ノズル７９の内面は第１図に示すように、先細りの円錐
状をなしており、その直下に位置するワークＷとは、例
えば距離検出用センサ（図示されていない）などのよう
な手段によって適切な距離が保たれている。

材料カートリッジ３７の中央にダクト逃し孔６７を設け
、前記したように、レーザ切断加工中に生じる溶断金属
片（スクラップ）は、上下動ガイドバイブ４３、ダクト
３１を経てダストボックス３３に捕集される。

その際、ダスト逃し孔６７の孔周辺に金属溶融物８１（
以後、ドロスと言う）が付着する。このドロス８１は、
レーザ切断加工作業が継続されると次第に成長してゆき
、ダスト逃し孔６７を塞ぎ、スクラップの落下に支障を
来たすことになり、また、機械本体１の故障の原因とも
なりかねない状態となる。

このドロス８１の付着状態を検出するため、材料カート
リッジ３７のダスト逃し孔６７に近接して温度検出用セ
ンサ（以後、単に温度センサという）８３を材料カート
リッジ３７に埋設する。

温度センサ８３は、信号ケーブル８５によって機械本体
１外に設置された強電盤（図示されていない）内に組付
けられた温度検出アンプ８７に接続され、さらに温度検
出アンプ８７より信号ケーブル８５によって機械本体１
外に既に設置された自動制御装置（以後、ＮＣ装置とい
う）８９に接続されている。

以上の槽底により前記と重複するが、レーザ加工用ヘッ
ド１３を通過したレーザ光ＬＢは、レーザ加工用ヘッド
１３の下端に設けられたノズル本体６９内の集光レンズ
７３によって集光され、ノズル開口よりワークＷの表面
に照射される。

そして、レーザ光ＬＢによって溶断された製品は、製品
シュータ３５を通って機械本体１外に排出され、スクラ
ップは材料カートリッジ３７のダクト逃し孔６７よりダ
ストボックス３３に捕集される。

その際、ダスト逃し孔６７の孔周壁などにドロス８１が
付着し、レーザ切断加工によって材料カートリッジ３７
自体の温度が上昇し、あらかじめ経験等によって設定し
ておいた設定温度に達すると、材料カートリッジ３７に
埋設した温度センサ８３が作動し、その出力を信号ケー
ブル８５によって検出アンプ８７に入力させ、その人力
信号をＮＣ装置８つによってＮＣ入力信号に変え、ドロ
ス８１の付着状態が検出される。

つぎに温度センサ８３によって温度検出の結果、ドロス
８１の除去を行うときは、レーザ切断加工の熟練者が材
料カートリッジ３７内を清掃するまでの経験的時間をパ
ラメータとしてもち、その設定時間後、機械本体１をプ
ログラム操作中でもレーザ切断加工作業に割込み停止さ
せる。

その後、流体圧シリンダ４７を作動させ、その上下動を
短時間間隔で交互に切換え、上下動ガイドバイブ４３の
上端に支持されているシュータテーブル３９を、第４図
の２点鎖線に示したように、上下に開繁に回動させ、そ
の振動、衝撃によってドロス８１を剥ぎ取り、払い落し
、その後、プログラムを再開し、レーザ切断加工作業を
開始させている。

第２図には本発明における金属溶融物（ドロス）の検出
、除去方法のフロー図が示されている。第２図において
、まず、ステップＳ１でＮＣ装置８つの操作パネルにお
いて、温度センサ８３のスイッチをＯＮにし、自動制御
可能状態にしておく。

ステップＳ２で、機械本体１が自動運転中か、レーザ切
断加工作業がなされているか、シュータテーブル３９の
開閉が可能かを確認する。

そうである（ＹＥＳ）ならば、次の工程のステップＳ３
に進むが、そうでなければ（Ｎｏ）　、ステップＳ２の
手前に戻り、あらためて前記の状態を行う。

ステップＳ３では、温度センサ８３が作動（ＯＮ）して
いるか、否かを確認する。ＹＥＳならば、次の工程のス
テップＳ４に進むが、Ｎｏならば、ステップＳ３の手前
に戻り温度センサをＯＮにする。

ステップＳ４では、レーザ切断加工の熟練者の経験的時
間を設定し、そのタイマー時間後、機械本体のプログラ
ム操作中に割込み、レーザ切断作業を停止させる。

ステップＳ５で、機械本体１を作業開始時の状態に復帰
させ、シュータテーブル３９を上下に頻繁に回動させ、
その振動、衝撃によってドロス８１を剥ぎ取り、払い落
とすようにする。

その後、ステップＳ６で、割込み、停止させたプログラ
ム操作を開始し、レーザ切断加工作業を開始させる。

以上の工程を繰返し、レーザ切断加工作業を継続し、ド
ロスの付着状態の検出と除去を図るものである。

以上説明してきたように、この実施例の板材加工機にお
ける金属溶融物の検出、除去方法およびその装置では上
述のように、レーザ加工ヘッド１３の直下に板材Ｗを支
持するシュータテーブル３つを開閉自在に設け、このシ
ュータテーブル３９にあけられた材料カートリッジ３７
にあけられたダスト逃し孔６７に近接して温度センサ８
３を設け、この温度センサ８３を温度検出アンプ８７を
介してＮＣ装置８９に接続し、板材加工の際、発生した
ドロス８１のダスト逃し孔６７周壁などに付着した状態
を、その温度変化によって検出し、現場作業者の経験時
間をＮＣ装置８９に設定し、機械本体１のプログラム操
作中に割り込ませ、レーザ加工用ヘッド１３の下部に開
閉自在に設けたシュータテーブル３９を流体圧シリンダ
４７によって片持ち状に上下頻繁に回動させ、その振動
、衝撃によってドロスを剥ぎ取り、払い落しを行うこと
により、現場作業者の経験と肋に頼ることなく、ドロス
の付着状態を正確に検出し、この清掃を確実に行うこと
ができる。

また、例えばレーザ切断を必要とする製品の切断不良令
なくし、さらに、火災の予知報のための安全装置として
も利用できる。

なお、上記実施例では板材にパンチング加工を行うパン
チングプレスと、レーザ加工を行うレーザ切断機を腹合
化した板材複合加工機１について説明したが、この発明
は、上記の実施例に限定されるものではない。

例えば上記実施例においても、パンチングによる打抜き
滓（カス）等はダイの穴より下方に落下させ、製品は母
板材より切離された状態で母板材の打抜き穴の内におい
たまま、母板材と共にシュータテーブルの位置に移動さ
せ、シュータテーブルを開くようにすれば通常のパンチ
プレス機等によるパンチング加工においても、あるいは
熱切断材単体機でもこの発明を利用することができる。

［発明の効果］ 以上のごとき実施例の説明から明らかなように、本発明
によれば、材料カートリッジにあけられたダスト逃れ孔
に近接して温度検出用センサを設け、この温度検出用セ
ンサを温度検出アンプを介してＮＣ装置に接続し、板材
加工の際、発生した金属溶融物の機器付着状態を、その
温度変化によって検出し、現場作業者の経験時間を自動
制御手段に設定し、機械本体のプログラム操作中に割り
込ませ、板材加工部の下方に開閉自在に設けたシュータ
テーブルを片持ち状に上下頻繁に回動させ、その振動、
衝撃によって金属溶融物（ドロス）を剥ぎ取り、払い落
すようにしたので、現場作業者の経験と勘に頼ることな
く、ドロス付着状態を正確に検出できるため、ドロスの
清掃を確実に行うことができる。そのため、板材加工作
業を継続して行うことが可能となり、金属加工の生産性
を高めることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を実施した金属溶融物の検出、除去
装置要部の一実施例を示す正面断面図、第２図は、この
発明における金属溶融物の検出、除去方法を説明するフ
ローチャート、第３図は、この発明を実施した一実施例
を使用したレーザ切断機付きパンチプレスの斜視図、第
４図は第３図に示したレーザ切断機付きパンチプレス要
部の正面図、第５図は第４図の側面図、第６図は第５図
のｖｒ−ｖｔ矢視平面図である。 １・・・レーザ切断機付きパンチプレス１３・・・レー
ザ加工用ヘッド ３１・・・ダクト ３７・・・材料カートリッジ ３つ・・・シュータテーブル ４３・・・上下動ガイドバイブ ４７・・・流体圧シリンダ ６７・・・ダクト逃し孔 ８１・・・ドロス ８３・・・温度検出用センサ ８７・・・検出アンプ ８つ・・・自動制御装置 Ｗ・・・板材（ワーク）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）板材加工の際、発生した金属溶融物の機器付着状
   態を、その温度変化によって検出し、予め設定時間を設
   定した自動制御手段によって機械本体のプログラム操作
   中に割込み停止させ、前記金属溶融物に機械的な振動、
   衝撃を与えて剥離、除去することを特徴とする板材加工
   機における金属溶融物の検出、除去方法。
2. （２）板材加工部の下方に板材を支持するシュータテー
   ブルを開閉自在に設け、このシュータテーブルに設けら
   れた材料支持カートリッジにあけられたダスト逃し孔に
   連通させて上下動できる上下動ガイドパイプを設け、前
   記上下動ガイドパイプに駆動装置に連結して上下動ガイ
   ドパイプの上下動にシュータテーブルの開閉動を連動さ
   せ、ダスト逃し孔に近接して材料カートリッジに温度検
   出用センサを設け、この温度検出用センサとＮＣ装置と
   を温度検出アンプを介して接続したことを特徴とする板
   材加工機における金属溶融物の検出、除去装置。