JPH05329724A - 複合加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 曲げ加工機とレーザ加工機を複合化し、曲げ
加工，トリミング加工，穴明け加工，溶接加工等を行な
うことにより、トータルタクトの低減を図る。 【構成】 曲げ加工機としてのプレスブレーキ１に隣接
してレーザ加工機１１を設け、前記プレスブレーキ１と
レーザ加工機１１との間においてワークＷの保持と搬出
入を行なう把持部２３を備えた板材曲げ加工兼レーザ加
工用のマニピュレータ１９を１基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、複合加工装置に係
り、更に詳細には、マニピューレータにて曲げ加工機と
レーザ加工機との間のワークの保持と搬出入を行なう複
合加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、板材を所望形状に製品化するに
は、まず板材を所定の大きさにシャーにより切断し、こ
の板材を移動してタレットパンチプレスあるいはレーザ
加工機にて半完成品となし、この半完成品を移動して曲
げ加工機である曲げロボットを備えたプレスブレーキに
て製品としているのが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の板材から製品を作るための装置では、タレットパン
チプレスあるいはレーザ加工機とプレスブレーキとは別
々に設置されているため、機械間の板材移動に多くの時
間を要するという問題があった。

【０００４】この発明の目的は、上記問題点を改善する
ため、曲げ加工機とレーザ加工機を複合化し、曲げ加
工，トリミング加工，穴明け加工，溶接加工等を行ない
得るようにして、トータルタクトの低減を図った複合加
工装置を提供することにある。

【０００５】

【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、曲げ加工機に隣接してレーザ加工機を
設け、前記曲げ加工機とレーザ加工機との間においてワ
ークの保持と搬出入を行なうワーククランプを備えた板
材曲げ加工兼レーザ加工用のマニピュレータを設けて複
合加工装置を構成した。

【０００６】また、この発明は、曲げ加工機に隣接して
レーザ発振器とレーザ切断台を設け、前記曲げ加工機に
備えたワークの保持と搬出入を行なう板材折曲げ加工用
のマニピューレータのヘッド部に、ワークを把持するワ
ーククランプとレーザ加工用のレーザ加工ヘッドとを交
換自在に設けて複合加工装置を構成した。

【０００７】

【作用】この発明の複合加工装置を採用することによ
り、マニピュレータにてレーザ加工機へワークを搬入
し、トリミング，穴明け，溶接等のレーザ加工を行なっ
た後、ワークをレーザ加工機に隣接して設けた曲げ加工
機へ前記マニピュレータにて供給し曲げ加工を施して製
品となして搬出する。

【０００８】また、マニピュレータのヘッド部に、ワー
クを把持するワーククランプとレーザ加工用のレーザ加
工ヘッドとを交換自在に設けた。而して、レーザ加工ヘ
ッドをマニピュレータのヘッド部に装着してレーザ加工
機にてワークにトリミング，穴明け，溶接等のレーザ加
工を行ない、ついで曲げ加工用のワーククランプと交換
して、曲げ加工機にてワークに曲げ加工を施して製品と
なし搬出する。

【０００９】このため、従来のごとく曲げ加工機とレー
ザ加工機との間をワークを移動させる必要がないので、
トータルタクトの低減が図られる。

【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。なお、曲げ加工機として例えばプレスブ
レーキを対象として説明するが、この機種に限定するも
のではない。また、プレスブレーキとレーザ加工機は、
既に公知の構成のものであるため詳細な図示と説明を省
略する。

【００１１】図１および図２を参照するに、プレスブレ
ーキ１は、上部テーブル３を備えると共に下部テーブル
５を備えており、上部テーブル３には上型７が着脱自在
に装着されている。また、下部テーブル５には下型９が
装着されている。

【００１２】公知のように、上記構成において、上下の
テーブル３，５の一方を昇降作動し、上型７と下型９と
の協働によって、上型７と下型９との間に介在されたワ
ークＷに折曲げ加工が行われるものである。

【００１３】前記プレスブレーキ１に隣接してレーザ加
工機１１が設けられている。レーザ加工機１１はレーザ
発振器１３を備え、このレーザ発振器１３より発振され
たレーザビームＬＢは固定式のレーザヘッド１５よりワ
ークＷに照射される。なお、ワークＷにレーザ切断加工
を行なうためのレーザ切断台１７を備えている。

【００１４】前記プレスブレーキ１とレーザ加工機１１
との間にワークＷを把持、搬出入するマニピュレータ１
９が設けられている。このマニピュレータ１９は既に公
知の構成のものであるため、詳細な図示と説明を省略す
るが、マニピュレータ１９のアーム２１の先端にワーク
クランプとしての把持部２３が設けられ、このマニピュ
レータ１９は例えば５軸すなわちＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸に移
行自在にしてＡ軸に旋回自在となり、このＡ軸に直交す
るＢ軸回りに旋回自在となる形式のものである。

【００１５】上記構成により、レーザ加工機１１にワー
クＷが搬入されたら、マニピュレータ１９の把持部２３
で把持して所定の動きをさせて、レーザヘッド１５より
レーザビームＬＢを照射して、ワークＷに所望のトリミ
ング加工，穴明け加工，溶接加工を施す。そして、所望
の形状に加工したワークＷをマニピュレータ１９を作動
してプレスブレーキ１に搬入し曲げ加工を行なって製品
とする。

【００１６】ワークＷの搬入と製品の搬出を行なうワー
ク搬出入装置２５の構成は、一般的な構成でよいもので
あるから、その詳細についての説明は省略する。

【００１７】ワーク搬出入装置２５は、前記レーザ加工
機１１の前面側に、ワーク搬入コンベア２７と製品搬出
コンベア２９が平行して設けられていて、このワーク搬
入コンベア２７と製品搬出コンベア２９との間にワーク
移動装置３１が設けられている。ワーク移動装置３１に
はＺ軸方向（上下方向）へ移動自在であると共に図中矢
印で示されているように旋回自在なアーム３３が支柱３
５に設けられ、アーム３３には複数個の吸着パット３７
が垂設されている。

【００１８】上記構成により、その作用としては、ワー
クＷを載置したワーク搬入コンベア２７を駆動して、ワ
ークＷをワーク移動装置３１の上下動自在なアーム３３
の直下に位置決めする。そのワークＷをワーク移動装置
３１のアーム３３に設けた吸着パット３７にて吸着し
て、レーザ加工機１１の前方に運び、前記マニピュレー
タ１９にてワークＷを挾持してレーザ切断台１７上へ運
び、マニピュレータ１９が動きワークＷにトリミング加
工，穴明け加工，溶接加工等のレーザ加工が施される。

【００１９】レーザ加工終了後、マニピュレータ１９を
作動させ、隣接して設けた曲げ加工機であるプレスブレ
ーキ１へワークＷを搬入し、曲げ加工が施されて製品Ｇ
となり、製品Ｇは再びマニピュレータ１９の作動により
製品搬出コンベア２９上に移載される。そして、製品Ｇ
は製品搬出コンベア２９の駆動により所定の場所へ搬出
される。

【００２０】而して、１基のマニピュレータ１９にてワ
ークＷにレーザ加工と曲げ加工を行なうことができ、従
来のごとく曲げ加工機とレーザ加工機との間でワークＷ
を移動させる必要がないので、トータルタクトの低減と
無人化を図ることができる。

【００２１】図３には他の実施例が示されている。この
実施例は上述した実施例と比べマニピュレータにおける
アームのヘッド部にワークを把持するワーククランプと
レーザ加工を行なうレーザ加工ヘッドとを交換自在に設
けて構成したものである。

【００２２】すなわち、図３を参照するに、曲げ加工機
である例えばプレスブレーキ１は、前述した第１の実施
例と同一の構成であり説明を省略する。このプレスブレ
ーキ１に隣接してレーザ発振器１３が設けられていて、
プレスブレーキ１の前面側にはマニピュレータ３９が設
けられている。このマニピュレータ３９の本体構成は既
に公知の構成のものであるため詳細な図示と説明は省略
するが、マニピュレータ３９は例えば５軸すなわちＸ
軸，Ｙ軸，Ｚ軸に移動自在にしてＡ軸に旋回自在とな
り、このＡ軸に直交するＢ軸回りに旋回自在となる形式
のものである。

【００２３】前記マニピュレータ３９におけるアーム４
１の先端（ヘッド部）には曲げ加工用のワーククランプ
としての把持部４３とレーザ加工用のレーザ加工ヘッド
４５とが交換自在に装着されている。より詳細には、図
４乃至図７には把持部４３をアーム４１に装着した状態
を示し、図６と図７に示されているごとく、把持部４３
は上部グリッパ４７と下部グリッパ４９とで構成されて
いて、上部グリッパ４７には折曲げ加工されたワークの
折曲げ部を逃がす逃げ溝５１が形成されている。

【００２４】そして、上部グリッパ４７の下面よりスプ
ラインギヤ軸５３が垂設され、このスプラインギヤ軸５
３の下端にピストン部５５が形成されている。このピス
トン部５５は下部グリッパ４９の回動中心に設けたシリ
ンダ５７に組込まれていて、弾機５９により常時グリッ
プ方向へ付勢されている。

【００２５】下部グリッパ４９の下側には係合鍔部６１
と、この係合鍔部６１より回動軸部６３が段状に形成さ
れ、前記係合鍔部６１の下面外周近傍に複数個（本実施
例では４個）の位置決め用の係合孔６５が配設され、前
記回動軸部６３の外周に軸芯に向って複数個（本実施例
では２個）の係止用の係合孔６７が設けられている。更
に、前記シリンダ５７の下部室Ａに流体圧を供給する流
入路６９が穿設されている。

【００２６】図４を参照するに、アーム４１にＴ形状を
した回動軸７１がベアリング７３を介して回動自在に装
着されている。この回動軸７１を回転させるための駆動
電動機７５が前記アーム４１の側面に設けられ、この駆
動電動機７５の出力軸に主動歯車７７が固着され、この
主動歯車７７に噛合する従動歯車７９が前記回動軸７１
の軸端に固着されている。

【００２７】上記構成により、駆動電動機７５を回転せ
しめると、主動歯車７７より従動歯車７９を介して回動
軸７１は、図４に図中にＡ矢印で示されている方向に回
動する。

【００２８】回動軸７１に対して直角方向へ一体的に延
伸した支持軸７１ａの外周に嵌挿された円筒形状の旋回
軸８１が旋回自在に装着されている。この旋回軸８１の
下端には従動側のベベルギヤ８３が刻設され、この従動
側のベベルギヤ８３と噛合する主動側のベベルギヤ８５
が、前記回動軸７１に設けたグリッパ回転用電動機８７
の出力軸に係止されている。また、旋回軸８１の上面に
は係合ピン８９が立設され、前記下部グリッパ４９に形
成された位置決め用の係合孔６５に嵌挿される。

【００２９】上記構成により、把持部４３である下部グ
リッパ４９の係合鍔部６１に形成した係合孔６５を旋回
軸８１に設けた係合ピン８９に嵌着し、グリッパ回転用
電動機８７を駆動せしめると、ベベルギヤ８５，８３を
介して旋回軸８１が回転し、旋回軸８１に係合ピン８９
を介して装着された把持部４３が、図４の図中にＢ矢印
で示されている方向へ旋回する。

【００３０】前記回動軸７１と、この回動軸７１と一体
的に設けた支持軸７１ａとに直角状に形成された各種の
流入路が穿設されている。すなわち、図４と図５を併せ
て参照するに、支持軸７１ａの上部には前記把持部４３
の下部グリッパ４９に形成した回動軸部６３が挿入され
る穴９１が穿設され、この穴９１の内方向へ出没自在な
保持ロッド９３を備えたシリンダ９５が複数個（本実施
例では２個）支持軸７１ａの内に内蔵されている。な
お、このシリンダ９５の保持ロッド９３の位置は、前記
下部グリッパ４９に形成した回動軸部６３に設けた係合
孔６７に合致する位置に設けられている。

【００３１】前記シリンダ９５へ圧力流体を供給するた
めの流入路９７が回動軸７１に穿設されていると共に前
記把持部４３の下部グリッパ４９に内蔵したシリンダ５
７へ圧力流体を供給する流入路９９が穿設され、更に回
動軸７１の軸芯には後述するレーザ加工ヘッド用のレー
ザビームＬＢが通る管路１０１が形成され、管路１０１
内にはレーザビームＬＢを直角に曲折するためのベンド
ミラー１０３が設けられている。また、レーザ加工をす
る際に使用されるアシストガス用の管路１０５が穿設さ
れている。なお、シリンダ９５には図示を省略したが保
持ロッド９３をシリンダ９５内に常時引込めるための弾
機が設けられている。

【００３２】上記構成により、回動軸７１へ把持部４３
を組付けるには、把持部４３の下部グリッパ４９の係合
鍔部６１に設けた係合孔６５を、旋回軸８１に設けた係
合ピン８９に嵌挿し把持部４３を位置決めする。そし
て、図外の流体圧発生源を作動し流入路９７を経てシリ
ンダ９５内へ圧力流体を供給して保持ロッド９３を突出
せしめて、この保持ロッド９３を下部グリッパ４９の回
動軸部６３に設けた係合孔６７へ挿入して、下部グリッ
パ４９と支持軸７１ａとを一体的に係止せしめる。

【００３３】この状態で、流入路９９へ流体圧を供給す
るとシリンダ５７により上部グリッパ４７と一体的に設
けたピストン部５５は突上げられ、上，下部グリッパ４
７，４９の口が開くので、この間にワークＷを挿入する
ことができる。なお、挿入されたワークＷはシリンダ５
７に供給されている圧力流体を排出させることで、弾機
５９の弾撥力によりワークＷは確実にグリップされる。

【００３４】次に、把持部４３を取外しレーザ加工ヘッ
ド４５を装着するには、図８を参照するに、レーザ加工
ヘッド４５が組付けられるアーム４１に設けた回動軸７
１は前述した把持部４３を組付けた回動軸７１と同一部
材であり、同一部材には同一符号を付して説明を省略す
る。

【００３５】レーザ加工ヘッド４５の軸芯には回動軸７
１に穿設したレーザビームＬＢが通る管路１０１に連通
した管路１０７が穿設され、管路１０７の途中に集光レ
ンズ１０９が設けられ、管路１０７の先端にはノズル１
１１が装着されている。更に、レーザ加工ヘッド４５に
は回動軸７１に穿設したアシストガス用の管路１０５と
連通する管路１１３が設けられ、管路１１３の終端は前
記レーザビームＬＢが通る管路１０７に連通している。
なお更に、レーザ加工ヘッド４５には回動軸７１の支持
軸７１ａに設けた穴９１に嵌挿される軸部１１５が突出
して設けられ、この軸部１１５に支持軸７１ａに内蔵さ
れたシリンダ９５の保持ロッド９３が嵌挿される係合孔
１１７が複数個設けられている。

【００３６】上記構成により、レーザ加工ヘッド４５を
回動軸７１の支持軸７１ａに装着するには支持軸７１ａ
に設けられた穴９１内へレーザ加工ヘッド４５の軸部１
１５を挿入し、シリンダ９５を作動させて保持ロッド９
３を突出させ、軸部１１５に設けた係合孔１１７に嵌挿
させることによって、回動軸７１へレーザ加工ヘッド４
５を固定することができる。そして、図３に示したレー
ザ発振器１３よりレーザビームＬＢを管路１０１および
ベンドミラー１０３にて折曲して管路１０７を通り、レ
ーザビームＬＢを集光レンズ１０９にて集光してノズル
１１１よりワークＷに照射して、所望のレーザ加工が施
される。

【００３７】なお、図９および図１０には、アーム４１
へ把持部４３あるいはレーザ加工ヘッド４５を組付けた
状態を示していて、図９はアーム４１に把持部４３を組
付けた状態を示し、把持部４３は回動と旋回が可能とな
っている。また、図１０はアーム４１にレーザ加工ヘッ
ド４５を組付けた状態を示し、レーザ加工ヘッド４５は
回動可能となっている。

【００３８】再び図３を参照するに、上述したごとくマ
ニピュレータ３９のアーム４１の回動軸７１に、加工に
応じて把持部４３あるいはレーザ加工ヘッド４５を自在
に組替えることができ、この把持部４３あるいはレーザ
加工ヘッド４５を交換するためのロボットヘッド交換部
１１９がマニピュレータ３９の前面側に設けられてい
る。

【００３９】前記マニピュレータ３９に隣接してレーザ
切断台１２１が設けられ、このレーザ切断台１２１へワ
ークＷを供給したり、加工済の製品Ｇを搬出するための
ワーク搬出入装置１２３がレーザ切断台１２１に隣接し
て設けられている。ワーク搬出入装置１２３の構成は、
ワークＷあるいは製品Ｇを載置するテーブル１２５が設
けられ、このテーブル１２５上にワーク移動装置１２７
が立設され、ワーク移動装置１２７には支柱１２９が立
設され、この支柱１２９に左右方向へ移動自在なアーム
１３１が装着され、このアーム１３１の先端近傍に上下
方向に移動自在なワーク吸着部１３３が垂設され、この
ワーク吸着部１３３にてワークＷあるいは製品Ｇを搬出
入する。また、前記曲げ加工機であるプレスブレーキ１
に隣接してレーザ発振器１３が設けられ、このレーザ発
振器１３と前述したマニピュレータ３９のアーム４１に
係合した回動軸７１に穿設されたレーザビームＬＢが通
る管路１０１とを連通するための導管１３５が設けられ
ている。なお、この導管１３５はマニピュレータ３９の
動きに追従できる構成のものである。

【００４０】上記構成により、その作用としては、テー
ブル１２５上に載置されたワークＷを、ワーク移動装置
１２７のアーム１３１に設けたワーク吸着部１３３にて
吸着し、レーザ切断台１２１上へ移載する。一方、マニ
ピュレータ３９にレーザ加工ヘッド４５を組付けるた
め、ロボットヘッド交換部１１９にてマニピュレータ３
９のアーム４１にレーザ加工ヘッド４５をワンタッチ操
作で取付ける。そして、レーザ切断台１２１上に載置さ
れたワークＷを固定して、マニピュレータ３９を移動し
てワークＷにトリミング加工、あるいは穴明け加工，溶
接加工等のレーザ加工を行なう。

【００４１】レーザ加工終了後、ロボットヘッド交換部
１１９にてマニピュレータ３９に組付けたレーザ加工ヘ
ッド４５を把持部４３に組替える。そして、レーザ加工
が終了したワークＷをマニピュレータ３９の把持部４３
でクランプし、プレスブレーキ１にて曲げ加工する。曲
げ加工された製品Ｇは、レーザ切断台１２１上へ移載さ
れ、ワーク移動装置１２７のワーク吸着部１３３で吸着
してテーブル１２５に設けた例えば製品集積パレット上
へ載置される。

【００４２】上述したごとく、１基のマニピュレータ３
９の把持部４３をレーザ加工ヘッド４５と組替え自在と
したことにより、ワーク外周のトリミング、ワークの穴
明け加工、あるいは、曲げ加工後のワーク穴明け加工、
曲げ加工後のレーザ溶接等種々の加工を同時に行なうこ
とができ、その効果は第１の実施例と同様に、トータル
タクトの低減を図ることができる。

【００４３】なお、この発明は、前述した実施例に限定
されることなく、適宜な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。

【００４４】

【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、マニピュレータにてレー
ザ加工と曲げ加工時におけるワーククランプとを行なう
ことができるので、ワーク外周のトリミング、ワーク穴
明け加工、曲げ加工後のワーク穴明け加工、曲げ加工後
のレーザ溶接等種々の加工を同時に行なうことができ、
トータルタクトの低減と無人化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示し、複合加工装置
の全体的配置を示す正面図である。

【図２】図１における平面図である。

【図３】この発明の第２の実施例を示し、複合加工装置
の全体的配置を示す平面図である。

【図４】この発明のマニピュレータの把持部組付構造を
示す断面図である。

【図５】図４におけるＶ矢視部の拡大図である。

【図６】この発明のマニピュレータの把持部を示す側面
図である。

【図７】図６における平面図である。

【図８】この発明のマニピュレータにレーザ加工ヘッド
を取付けた組付構造を示す断面図である。

【図９】この発明のマニピュレータのアームに把持部を
組付けた作用説明図である。

【図１０】この発明のマニピュレータのアームにレーザ
加工ヘッドを組付けた作用説明図である。

【符号の説明】

１ プレスブレーキ（曲げ加工機） １１ レーザ加工機 １３ レーザ発振器 １９，３９ マニピュレータ ２３，４３ 把持部（ワーククランプ） ４５ レーザ加工ヘッド １２１ レーザ切断台

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 曲げ加工機に隣接してレーザ加工機を設
   け、前記曲げ加工機とレーザ加工機との間においてワー
   クの保持と搬出入を行なうワーククランプを備えた板材
   折曲げ加工兼レーザ加工用のマニピュレータを設けてな
   ることを特徴とする複合加工装置。
2. 【請求項２】 曲げ加工機に隣接してレーザ発振器とレ
   ーザ切断台を設け、前記曲げ加工機に備えたワークの保
   持と搬出入を行なう板材折曲げ加工用のマニピュレータ
   のヘッド部に、ワークを把持するワーククランプとレー
   ザ加工用のレーザ加工ヘッドとを交換自在に設けてなる
   ことを特徴とする複合加工装置。