JPH05192833A - 複合加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御軸数を増やすことなく加工ヘッドを動か
し、また、パンチング加工時には加工ヘッドを備えたレ
ーザヘッドに振動を与えないようにした複合加工機を提
供することにある。 【構成】 ワークＷを垂直方向に保持したキャリッジ１
３Ｒ，１３Ｌを水平方向における一方向に移動自在に設
け、前記ワークＷの両側に相対向してパンチヘッド１７
とダイヘッド１９を上下動自在に設け、パンチ，ダイヘ
ッド１７，１９内にパンチＰ，ダイＤを装着した水平方
向における他方向に移動自在なラム６７を設け、このラ
ム６７を流体シリンダ６５によって移動せしめることに
よりパンチとダイを協働せしめてワークにパンチング加
工を行なう縦型パンチプレスからなり、前記パンチヘッ
ド１７の水平方向における他方向の脇に隣接して前記ワ
ークにレーザ加工を行なう加工ヘッド６３を備えたレー
ザヘッド４１を設けると共に、前記加工ヘッド４１を前
記ラム６７とレーザヘッド４１とに係合離脱自在に設け
てなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ワークを垂直方向に
保持した状態で、ワークにパンチング加工とレーザ加工
を行な得るようにした複合加工機に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、ワークを垂直方向に保持した状態
で、ワークを例えば水平方向における一方向に移動せし
め、また、ワークの両側に相対向して設けられたパンチ
ヘッドとダイヘッドとを同期して上下方向へ移動せしめ
ると共に、パンチヘッドに装着されたパンチと、ダイヘ
ッドに装着されたダイとを、水平方向における他方向へ
協働して移動せしめることによって、ワークにパンチン
グ加工、特に成形加工を行なう縦型パンチプレスが考え
られている。

【０００３】この縦型パンチプレスでワークに成形加工
を行なった後に、トリミングなどにレーザ加工が必要な
ため、前記縦型パンチプレスにレーザ発振器を取付けて
複合加工機として考える必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記縦型パンチプレス
にレーザ発振器を取付けて複合加工機を考える場合に、
レーザ光路系は、ミラーなどの精密部品を装備している
ため、極端に振動を嫌い、振動源であるパンチヘッドと
結合したままパンチング加工すると、例えばミラーのア
ライメントが狂ってしまう可能性がある。

【０００５】また、レーザヘッドに備えられた加工ヘッ
ドは、成形加工されたワークを加工するためワークに対
して垂直方向にワークの形状に応じて制御する必要があ
るため制御軸が増える欠点がある。

【０００６】この発明の目的は、上記欠点に鑑み、制御
軸数を増やすことなく加工ヘッドを動かし、また、パン
チング加工時には加工ヘッドを備えたレーザヘッドに振
動を与えないようにした複合加工機を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、ワークを垂直方向に保持したキャリッ
ジを水平方向における一方向に移動自在に設け、前記ワ
ークの両側に相対向してパンチヘッドとダイヘッドを上
下動自在に設け、パンチ，ダイヘッド内にパンチ，ダイ
を装着した水平方向における他方向に移動自在なラムを
設け、このラムを流体シリンダによって移動せしめるこ
とによりパンチとダイを協働せしめてワークにパンチン
グ加工を行なう縦型パンチプレスからなり、前記パンチ
ヘッドの水平方向における他方向の脇に隣接して前記ワ
ークにレーザ加工を行なう加工ヘッドを備えたレーザヘ
ッドを設けると共に、前記加工ヘッドを前記ラムとレー
ザヘッドとに係合離脱自在に設けて複合加工機を構成し
た。

【０００８】

【作用】この発明の複合加工機を採用することにより、
キャレッジにワークを垂直方向に保持せしめる。このワ
ークを垂直方向に保持したキャレッジを水平方向におけ
る一方向例えばＸ軸方向に移動せしめる。ワークの両側
に相対向して設けられたパンチヘッドとダイヘッドとを
同期して上下方向例えばＹ軸方向へ移動せしめると共
に、パンチ，ダイヘッド内に設けられたラムを水平方向
における他方向例えばＺ軸方向へ移動せしめることによ
って、ラムに装着されたパンチとダイとの協働によっ
て、垂直方向に保持されたワークにパンチング加工が行
われる。なお、この場合には、加工ヘッドはパンチヘッ
ドから離脱されて、レーザヘッドに係合される。

【０００９】前記ワークにレーザ加工を行なう場合に
は、パンチヘッドの水平方向の脇に隣接して設けられた
レーザヘッドに装着された加工ヘッドを前記レーザヘッ
ドから離脱させると共に前記ラムに係合させてＺ軸方向
へ移動しせめて位置決めし、加工ヘッドからワークヘ向
けてレーザビームを照射せしめることによってワークの
レーザ加工が行なわれる。

【００１０】

【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。

【００１１】図５を参照するに、複合加工機１は、矩形
形状のベース３を備えており、Ｘ軸方向（図５において
左右方向）における中央部よりやゝ右側には門型フレー
ム５が立設されている。この門型フレーム５は、下部フ
レーム５Ｄと、この下部フレーム５Ｄの左右側に立設さ
れたサイドフレーム５Ｒ，５Ｌと、このサイドフレーム
５Ｒ，５Ｌの上部に設けられた上部フレーム５Ｕとで構
成されている。

【００１２】前記門型フレーム５における上、下部フレ
ーム５Ｕ，５Ｄの前側におけるベース３上にはＣ型形状
の前フレーム７Ｆが設けられていると共に、上、下部フ
レーム５Ｕ，５Ｄの後側におけるベース３上にはＣ型形
状の後フレーム７Ｂが設けられている。この前、後フレ
ーム７Ｆ，７Ｂの右側面（図５において前面）には複数
の平行なガイドレール９がＸ軸方向へ延伸して設けられ
ている。

【００１３】このガイドレール９には、複数の平行なロ
ッド１１で接近離反自在に設けられた左キャレッジ１３
Ｌと右キャレッジ１３ＲとがＸ軸方向へ移動自在に設け
られている。この左、右キャレッジ１３Ｌ，１３Ｒは例
えば駆動モータ、ボールねじなどによってＸ軸方向に沿
って門型フレーム５におけるサイドフレーム５Ｌと５Ｒ
とに形成されたギャップ５Ｇ間を移動されるものである
と共に、接近離反されるようになっているものである。
また、左、右キャレッジ１３Ｌ，１３Ｒの上、下には複
数のワーククランプ１５が設けられており、このワーク
クランプ１５でワークＷが垂直方向に保持されるもので
ある。

【００１４】前記門型フレーム５におけるサイドフレー
ム５Ｒ，５Ｌにはそれぞれパンチヘッド１７、ダイヘッ
ド１９が上部フレーム５Ｕに取付けられた上下駆動モー
タ２１，２３によってＹ軸方向（図５において上下方
向）へ移動されるようになっている。

【００１５】前記後フレーム７Ｂの図５において前側に
はパンチＰ、ダイＤを複数ストックしてあるツールマガ
ジン２５が設けられていると共に、ツールマガジン２５
の左側すなわち門型フレーム５におけるサイドフレーム
５Ｒ側にはパンチＰ、ダイＤを自動交換するためのチェ
ンジャ２７が設けられている。また、前記右キャレッジ
１３Ｒ上には金型反転装置２９が設けられていて、パン
チＰ、ダイＤを交換可能なように反転可能になってい
る。しかも、前記ツールマガジン２５内には、駆動モー
タ３１によってそれぞれ平行して駆動される図示省略の
２個のチェーンと、このチェーンに設けられた多数のフ
ックと、このフックに取付けられたパンチＰ、ダイＤが
備えられている。

【００１６】上記構成により、ツールマガジン２５に収
容されたパンチＰ、ダイＤから交換すべきパンチＰ、ダ
イＤをチェンジャ２７で受け取り、前記金型反転装置２
９へ供給すると共に、また、金型反転装置２９からチェ
ンジャ２７を介してツールマガジン２５へ入れ換えされ
ることになる。この金型反転装置２９とパンチヘッド１
７、ダイヘッド１９との間でパンチＰ、ダイＤの交換が
行なわれることになる。

【００１７】前記門型フレーム５の後側における左側に
は支持台３３が立設されており、この支持台３３上には
レーザ発振器３５が設けられている。このレーザ発振器
３５の前方にはベンドミラー３７が設けられていると共
に、門型フレーム５におけるサイドフレーム５Ｒには別
のベンドミラー３９が設けられている。また、前記パン
チヘッド１７における水平方向の後側には詳細を後述す
るレーザヘッド４１が設けられている。

【００１８】上記構成により、レーザ発振器３５で発振
されたレーザビームＬＢはベンドミラー３７，３９を経
てレーザヘッド４１に到達されることになる。

【００１９】図４を参照するに、門型フレーム５におけ
る上部フレーム５Ｕには取付フレーム４３によって前記
上下駆動モータ２１，２３が取付けられている。この上
下駆動モータ２１，２３には出力軸を介してＹ軸方向へ
延伸したボールねじ４５が連動連結されている。このボ
ールねじ４５は門型フレーム５における上部、下部フレ
ーム５Ｕ，５Ｄに取付けられた軸受４７間に回転自在に
支承されている。しかも、ボールねじ４５にはナット部
材４９が螺合されており、この各ナット部材４９は前記
パンチヘッド１７，１９に一体化されている。

【００２０】また、前記門型フレーム５における上部フ
レーム５Ｕと下部フレーム５Ｄとの間には図１および図
２を併せて参照するに、Ｙ軸方向へ延伸したガイドレー
ル５１が設けられており、このガイドレール５１には複
数のガイド部材５３を介して前記パンチヘッド１７、ダ
イヘッド１９が装着されたプレート５５が設けられてい
る。

【００２１】上記構成により、上下駆動モータ２１，２
３を駆動せしめると、出力軸を介してボールねじ５１が
回転される。このボールねじ５１の回転によりナット部
材４９を介してパンチヘッド１７、ダイヘッド１９がＹ
軸方向へ移動されることになる。この際、パンチヘッド
１７、ダイヘッド１９が装着されたプレート５５がガイ
ドレール５１に案内されながらＹ軸方向へ移動するの
で、パンチヘッド１７、ダイヘッド１９はスムーズにＹ
軸方向へ移動されることとなる。

【００２２】前記パンチヘッド１７、ダイヘッド１９内
には流体シリンダが備えられていて、図示省略の流体源
より油圧パイプ５７を介して流体シリンダに流体を供
給、排出することによって、パンチヘッド１７、ダイヘ
ッド１９に装着されたパンチＰ、ダイＤがＺ軸方向（図
４において左右方向）へ往復移動されてワークＷにパン
チング加工特に成形加工が行なわれることになる。

【００２３】前記パンチヘッド１７が装着されたプレー
ト５５には、図１および図２に示されているように、角
穴５７が形成されており、この角穴５７内には前記レー
ザヘッド４１が設けられている。前記角穴５７とレーザ
ヘッド４１の間の隙間にはウレタンゴムなどからなるダ
ンパー５９が介在されていて、レーザヘッド４１とパン
チヘッド１７とは完全に別体構造となっている。

【００２４】また、レーザヘッド４１には図２に示され
ているように、複数のガイド部材６１が設けられてお
り、このガイド部材６１が前記ガイドレール５１に嵌合
されている。したがって、ガイド部材６１と前記ガイド
部材５３とは同じガイドレール５１を走り、相方の真直
が狂わないようになっている。

【００２５】前記レーザヘッド４１には、図１および図
２に示されているように、加工ヘッド６３が装着されて
いる。また、前記パンチヘッド１７内には、図１に示さ
れているように、流体シリンダ６５が設けられており、
この流体シリンダ６５にはラム６７が装着されている。
前記流体シリンダ６５には、上，下部シリンダ室６９
Ｕ，６９Ｄが形成されていて、上，下部シリンダ室６９
Ｕ，６９Ｄには通路７１，７３を介してパンチヘッド１
７の上部に設けられたサーボバルブ７５に接続されてい
る。このサーボバルブ７５は図示省略の流体源に接続さ
れている。

【００２６】上記構成により、流体源から流体がサーボ
バルブ７５，通路７１を経て上部シリンダ室６９Ｕに供
給されることにより、ラム６７が下降される。また、流
体がサーボバルブ７５，通路７３を経て下部シリンダ室
６９に供給されることにより、ラム６７が上昇されるこ
とになる。したがって、ラム６７の図１において上下動
によってパンチＰが上下動されることとなる。なお、ラ
ム６７の下降制御は前記サーボバルブ７５を制御せしめ
ることによって行なわれるものである。

【００２７】前記加工ヘッド６３には、図１および図２
に示されているように、位置決め装置としての複動シリ
ンダ７７が取付けられており、この複動シリンダ７７の
シリンダピストンの両側のロッドが位置決め部材として
のショットピン７９Ａ，７９Ｂとなっている。

【００２８】前記レーザヘッド４１の図１において下部
には、ロック部材８１が設けられていて、このロック部
材８１には、前記ショットピン７９Ａが係合する凹部が
形成されている。前記ラム６７の図１において左側面に
は、前記ショットピン７９Ｂが係合するロック部材とな
る凹部８５が形成されている。

【００２９】前記加工ヘッド６３の軸心と前記パンチヘ
ッド１７の軸心とは、図２に示されているように、オフ
セットαだけ水平方向のＸ軸方向に離隔して別体構造と
して配置されている。

【００３０】上記構成により、ワークＷにパンチング加
工を行なうときには、複動シリンダ７７を作動させてシ
ョットピン７９Ａをレーザヘッド４１に設けられたロッ
ク部材８１に形成された凹部８３に係合させることによ
り、加工ヘッド６３がレーザヘッド４１に固定される。
しかも、このとき、パンチング加工につれて、パンチヘ
ッド１７はボールねじ４５により位置決めされると共
に、レーザヘッド４１もダンパー５９により、ある程度
同期して移動される。

【００３１】ワークＷにレーザ加工を行なうときには、
複動シリンダ７７を作動させてショットピン７９Ｂをラ
ム６７に形成された凹部８５に係合させることにより、
レーザヘッド４１とラム６７とは一体化される。すなわ
ち、パンチヘッド１７と加工ヘッド６３とが一体化され
ることになる。

【００３２】前記レーザヘッド４１内には、図３に示さ
れているように、複数のガイド部材８７を介してＺ軸ス
ライダ８９がＺ軸方向（図３において左右方向）へ移動
自在に設けられている。このＺ軸スライダ７３の図３に
おいて右側壁には前記ベンドミラー３９を備えたベンド
ミラー装置９１が取付けられている。このベンドミラー
装置９１の図３において上側には、図５に示されている
ベンドミラー３７と接続すべく伸縮自在なレーザ光外導
管９３が設けられている。また、ベンドミラー装置９１
のベンドミラー３９から加工ヘッド６３にレーザビーム
ＬＢを導くためのレーザ光内導管９５が前記Ｚ軸スライ
ダ８９に挿通されている。

【００３３】上記構成により、ワークＷにレーザ加工を
行なう場合には、複動シリンダ７７を作動させて、ショ
ットピン７９Ａをロック部材８１の凹部８３から外すと
共にショットピン７９Ｂをラム６７の凹部８５に係合さ
せる。そして、ラム６７に装着されているパンチＰを前
記チェンジャ２７によりラム６７から外した状態にし
て、流体シリンダ６５を作動させることにより、ラム６
７がＺ軸方向へ移動される。その結果、加工ヘッド６３
が図３に示されているごとくＺ軸ストロークβだけ図３
において左側へ移動した位置において、ワークＷにレー
ザビームＬＢを照射せしめてレーザ加工が行なわれるこ
とになる。

【００３４】このように、複合加工機１において、パン
チヘッド１７の水平方向のＸ軸方向にオフセットαだけ
離隔した位置に加工ヘッド６３が別体構造として配置さ
れている。また、パンチング加工時には加工ヘッド６３
をレーザヘッド４１に固定して振動を抑え、レーザ加工
時にはパンチヘッド１７が装着されたラム６７に加工ヘ
ッド６３を固定し、ラム６７を下降して位置決めしてト
リミングなどのレーザ加工が行な得る構造となってい
る。

【００３５】したがって、パンチング加工特に成形加工
と、レーザ加工を行なうことができると共に、パンチン
グ加工時の振動を、加工ヘッド６３を装着したレーザヘ
ッド４１に振動を与えないようにしてあるからベンドミ
ラーなどの光学部品系の損傷並びにミラーのアライメン
ト狂いを防止することができる。また、パンチヘッド１
７と加工ヘッド６９を水平方向に配置されていると共
に、オフセット量を小さくしてあるから、機械高さを高
くすることなく抑えることができる。

【００３６】また、加工ヘッド６３のＺ軸方向における
移動は、パンチＰを移動せしめるラム６７の移動を利用
して行なっているので制御軸数を増やすことなく行なう
ことができる。

【００３７】なお、この発明は、前述した実施例に限定
されることなく、適宜の変更を行なうことにより、その
他の態様で実施し得るものである。

【００３８】

【発明の効果】以上のごとき実施例の説明より理解され
るように、この発明によれば、特許請求の範囲に記載さ
れたとおりの構成であるから、パンチヘッドに対してレ
ーザヘッドに装着された加工ヘッドが水平方向における
同一高さの離隔した位置に配置されると共に、オフセッ
ト量を小さくしてあるので、機械の高さを高くすること
なく抑えることができる。

【００３９】また、パンチング加工中は、レーザヘッド
における加工ヘッドに振動を与えないようにしてあるか
ら、ミラーなどの光学部品の損傷並びミラーのアライメ
ント狂いを防止することができる。

【００４０】さらに、加工ヘッドの移動はパンチを移動
せしめるラムの動きを利用しているので、制御軸数を増
やすことなく行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の主要部を示し、図４におけるＩ−Ｉ
線に沿った矢視図である。

【図２】図１におけるII矢視図である。

【図３】図２における III−III 線に沿った断面図であ
る。

【図４】図５に示してある門型フレームの拡大断面図で
ある。

【図５】この発明を実施する一実施例の複合加工機の斜
視図である。

【符号の説明】

１ 複合加工機 ５ 門型フレーム １７Ｆ，１７Ｂ 前、後フレーム １３Ｒ，１３Ｌ 右、左キャレッジ １７ パンチヘッド １９ ダイヘッド ４１ レーザヘッド ５５ プレート ５７ 角穴 ６３ 加工ヘッド ６７ ラム ７５ サーボバルブ ７７ 複動シリンダ（位置決め装置） ７９Ａ，７９Ｂ ショットピン（位置決め部材） ８１ ロック部材 ８９ Ｚ軸スライダ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを垂直方向に保持したキャリッジ
   を水平方向における一方向に移動自在に設け、前記ワー
   クの両側に相対向してパンチヘッドとダイヘッドを上下
   動自在に設け、パンチ，ダイヘッド内にパンチ，ダイを
   装着した水平方向における他方向に移動自在なラムを設
   け、このラムを流体シリンダによって移動せしめること
   によりパンチとダイを協働せしめてワークにパンチング
   加工を行なう縦型パンチプレスからなり、前記パンチヘ
   ッドの水平方向における他方向の脇に隣接して前記ワー
   クにレーザ加工を行なう加工ヘッドを備えたレーザヘッ
   ドを設けると共に、前記加工ヘッドを前記ラムとレーザ
   ヘッドとに係合離脱自在に設けてなることを特徴とする
   複合加工機。