JPH09136181A - ワーククランプ装置およびその装置を用いたレーザ加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワーククランプ装置に板厚検出装置を備えさ
せることにより、ワークをクランプした際自動的に板厚
を検出し、この検出された板厚をＮＣ装置に取り込ませ
て自動的にレーザ加工を行うようにする。 【解決手段】 クランプボディ２５の下部に下部クラン
プジョー２７を設けると共にこの下部クランプジョー２
７に対して前記クランプボディ２５内に設けたクランプ
シリンダ２９の作動で上下動可能な上部クランプジョー
３５を設け、前記クランプボディ２５の上部と前記クラ
ンプシリンダ２９に装着されたピストンロッドとにワー
クＷの板厚を検出する板厚検出装置４１を備えてなるこ
とを特徴とするワーククランプ装置９であり、またこの
ワーククランプ装置９に備えられた板厚検出装置４７で
検出されたワークＷの板厚を基に自動的にレーザ加工を
行うレーザ加工方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、加工すべきワー
クの板厚を検出する板厚検出装置を備えたワーククラン
プ装置およびその装置を用いたレーザ加工方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ワークにレーザ加工を行うレーザ
加工方法において、任意のワーク（製品）を切断する場
合、予め加工条件を作成してレーザ加工機を制御せしめ
るＮＣ装置へ加工条件を設定しなければならない。ま
た、この加工条件の内容は、材質、板厚等によってそれ
ぞれ異なり、レーザ出力，切断速度，パルス，デューテ
ィ，アシストガスの種類および圧力などの多数のパラメ
ータを設定しなければ、ワークに良好な切断加工が行わ
れない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のレーザ加工おけるこれらの加工条件は、製品の形状
を指令するプログラムにパラメータ設定を行っていたた
め、プログラムは非常に長くなり、複雑になっていた。
また、製品の板厚が変われば、加工条件も変わるため、
ＮＣ装置に入力されているプログラムを変更しなければ
ならなかった。

【０００４】すなわち、ワーク（製品）の板厚が異なっ
た場合、既に入力されているプログラムの加工条件を修
正しなければならず、時間と手間がかかってしまう。ま
た、同じ形状の製品でも板厚が異なるため、板厚に応じ
たプログラムをそれぞれ作成し、ストックしておかなけ
ればならず、プログラムメモリが増大する。さらに、一
つの製品のプログラム構成が加工条件を記載しているた
め、行数が長く、また複雑である。したがって、メモリ
が増大し作成が大変である。

【０００５】この発明の目的は、ワーククランプ装置に
板厚検出装置を備えさせることにより、ワークをクラン
プした際自動的に板厚を検出し、この検出された板厚を
ＮＣ装置に取り込ませて自動的にレーザ加工を行うよう
にしたワーククランプ装置およびその装置を用いたレー
ザ加工方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１によるこの発明のワーククランプ装置は、ク
ランプボディの下部に下部クランプジョーを設けると共
にこの下部クランプジョーに対して前記クランプボディ
内に設けたクランプシリンダの作動で上下動可能な上部
クランプジョーを設け、前記クランプボディの上部と前
記クランプシリンダに装着されたピストンロッドとにワ
ークの板厚を検出する板厚検出装置を備えてなることを
特徴とするものである。

【０００７】請求項２によるこの発明のワーククランプ
装置は、請求項１のクランプ装置において、前記板厚検
出装置が、前記クランプボディの上部に設けられたリニ
ア検出センサと、前記ピストンロッドに設けられた検出
物体とで構成されていることを特徴とするものである。

【０００８】したがって、クランプシリンダを作動せし
めて下部クランプジョーに対して上部クランプジョーを
下降せしめることにより、ワークが下部クランプジョー
と上部クランプジョーとでクランプされる。このとき、
クランプボディの上部に設けられリニア検出センサと、
クランプシリンダに装着されたピストンロッドに設けら
れている検出物体とで構成する板厚検出装置が作動して
ワークの板厚が自動的に検出される。

【０００９】請求項３によるこの発明のレーザ加工方法
は、前記請求項１，２記載のワーククランプ装置の下部
クランプジョーと上部クランプジョーとでワークをクラ
ンプしたときに板厚検出装置でワークの板厚を検出し、
この検出された板厚をＮＣ装置の加工条件データベース
に取り込ませて板厚に応じたそれぞれのパラメータを設
定して適切な加工条件を選定し、この選定された加工条
件を製品プログラムの中へ自動設定し、この自動された
加工条件に基いてワークにレーザ加工を行うことを特徴
とするものである。

【００１０】したがって、請求項１，２によるワークク
ランプ装置にクランプされると、ワーククランプ装置に
備えられた板厚検出装置でワークの板厚が自動的に検出
される。この検出された板厚がＮＣ装置の加工条件デー
タベースに取り込まれて板厚に応じたそれぞれのパラメ
ータが設定されて適切な加工条件が選定される。この選
定された加工条件が製品プログラムへ自動設定される。
この自動設定された加工条件に基いてワークのレーザ加
工が自動的に行われる。

【００１１】而して、検出された板厚によって適切な加
工条件が自動設定されるから、修正されずに済む。ま
た、一種類のプログラムだけで対応でき、メモリが節約
される。さらに、プログラムの内容は、製品の座標系の
みでよく、プログラムはシンプルとなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態の例
を図面に基づいて詳細に説明する。

【００１３】図４を参照するに、レーザ加工機１は前後
方向（Ｘ軸方向）へ延伸した例えば箱形状のベッド３を
備えており、このベッド３上にはＸ軸方向へ延伸した平
行な複数のガイドレール５が敷設されている。このガイ
ドレール５上には図示省略の駆動モータ，ボールねじ，
ナット部材などによりＸ軸方向へ移動自在なワークテー
ブル７が設けられている。このワークテーブル７上には
加工すべきワークＷが載置される。このワークテーブル
７の一側、図４において右側のＸ軸方向には、適宜な間
隔で複数のワーククランプ装置９が設けられている。

【００１４】前記ベッド３に跨がって門型フレーム１１
が立設されている。しかも、この門型フレーム１１は上
部フレーム１１Ｕとサイドフレーム１１Ｒ，１１Ｌで構
成されている。この門型フレーム１１における上部フレ
ーム１１Ｕの前側には左右方向（Ｙ軸方向）へ延伸した
平行な複数のガイドレール１３が設けられており、この
ガイドレール１３には図示省略の例えば駆動モータ，ボ
ールねじ，ナツト部材によってＹ軸方向へ移動自在なＹ
軸キャレッジ１５が設けられている。

【００１５】このＹ軸キャレッジ１５にはＹ軸方向に出
力されているレーザビームを加工点へ導くためのベンド
ミラーが設けられており、その直下には、図示省略の例
えば流体シリンダなどによって上下動方向（Ｚ軸方向）
へ移動自在なレーザ加工ベッド１７が設けられている。
このレーザ加工ベッド１７内にはベントミラー，集光レ
ンズが備えられており、しかも、レーザ加工ベッド１７
の先端にはレーザノズル１９が一体化されている。ま
た、前記門型フレーム１１におけるサイドフレーム１１
Ｒの上部には、レーザ加工機１を制御せしめるＮＣ装置
２１がブラケット２３を介して取付けられている。

【００１６】上記構成により、ワークテーブル７をＸ軸
方向へ移動せしめると共に、Ｙ軸キャレッジ１５をＹ軸
方向へ移動せしめることによって、図示省略のレーザ発
振器から発振されたレーザビームはベントミラー、集光
レンズを経てレーザノズル１９からワークＷへ向けて照
射されることにより、ワークＷに必要な形状のレーザ切
断が行われることになる。

【００１７】前記ワーククランプ装置９は、図１に示さ
れているように、クランプボディ２５を備えており、こ
のクランプボディ２５の下部には下部クランプジョー２
７が一体化されている。前記クランプボディ２５にはク
ランプシリンダ２９が内蔵されている。このクランプシ
リンダ２９にはピストンロッド３１が装着されている。
このピストンロッド３１の下端には、前記下部クランプ
ジョー２７にピン３３で上下動可能に枢支された上部ク
ランプジョー３５の後部（図１において右部）がピン３
７で連結されている。

【００１８】前記クランプシリンダ２９の上部シリンダ
室２９Ｕにはピストンロッド３１を図１において常時下
方へ付勢しておくスプリング３９が設けられている。前
記ピストンロッド３１内には図１において上下方向へ延
伸した通路４１が形成されていると共に、この通路４１
の下部には前記クランプシリンダ２９の下部シリンダ室
２９Ｄに連通した複数の通路４３が連結されている。

【００１９】前記クランプシリンダ２９の上部における
図１において右側にはスタンド４５が固定されており、
このスタンド４５の上部左側には板厚検出装置４７のう
ちのリニア近接センサ４９が取り付けられている。

【００２０】一方、前記ピストンロッド３１に形成され
た通路４１の上部には板厚検出装置４７のうちの検出物
体５１を内蔵した継手ブロック５３が取り付けられてい
る。この継手ブロック５３には配管５５の一端が接続さ
れていると共に配管５５の他端には図示省略の圧力源が
接続されている。前記リニア近接センサ４９は図１に示
されているＮＣ装置２１に接続されている。

【００２１】上記構成により、スプリング３９の付勢力
でピストンロッド３１が下降されていることにより、上
部クランプジョー３５の先端部分はピン３３を支点とし
て図１において時計方向廻りに回動されていて、下部ク
ランプジョー２７に対して上部クランプジョー３５は開
かれている。

【００２２】この状態において、ワークＷの先端を下部
クランプジョー２７に設けられた突当て部５７に突当て
た後、図示省略の圧力源から例えば圧油が配管５５、継
手ブロック５３を介してピストンロッド３１の通路４１
に供給されると、通路４３を経てクランプシリンダ２９
の下部シリンダ室２９Ｄに送られる。その結果、ピスト
ンロッド３１が図１の状態から上昇されると、クランプ
ジョー３５がピン３３を支点として反時計方向廻りに回
動されて、下部クランプジョー２７と上部クランプジョ
ー３５とでワークＷはクランプされることになる。

【００２３】ピストンロッド３１はアンクランプ位置か
らクランプ位置まで上昇されるから、継手ブロック５３
に内蔵した検出物体５１が上昇してその間の距離が板厚
検出装置４７のリニア近接センサ４９で検出されること
になる。

【００２４】リニア接近センサ４９て検出された板厚
は、板厚信号となり、前記ＮＣ装置２１に送られる。Ｎ
Ｃ装置２１は図２に示されているように、加工条件デー
タベース５７と製品形状プログラム・メモリ５９とを備
えており、加工条件データベース５７には予め板厚に応
じたそれぞれのパラメータが設定されている。板厚信号
が加工条件データベース５７に送られると、加工条件デ
ータベース５７では検出された板厚に対するパラメータ
が選定されて適切な加工条件が選定される。この加工条
件が製品形状プログラム・メモリ５９に記憶されている
製品形状プログラム中に自動設定されるものである。

【００２５】加工すべきワークＷをワーククランプ装置
９にクランプしてからレーザ加工を行うまでの動作を図
３に示したフローチャートを基にして説明すると、まず
ステップＳ１で加工すべきワークＷを指定する。この場
合、ワークＷの板厚は判らない状能にある。

【００２６】ステップＳ２で指定されたワークＷはワー
ククランプ装置９の下部クランプジョー２７と上部クラ
ンプジョー３５とでクランプされる。ステップＳ３でワ
ーククランプ装置９に備えられた板厚検出装置４７のリ
ニア近接センサ４９で検出される。ステップＳ４ではこ
のリニア近接センサ４９で板厚は板厚信号となり、ＮＣ
装置２１の加工条件データベース５７へ送られる。そし
て、ステップＳ５において、この条件データベース５７
には予め板厚に応じたそれぞれのパラメータが設定され
ているから、検出された板厚の板厚信号によりパラメー
タが選定されることにより適切な加工条件が選定され
る。

【００２７】次に、ステップＳ６において適切な加工条
件データが製品形状プログラム・メモリ５９へ送られて
製品形状プログラムが自動設定される。ステップＳ７で
はこの自動設定された製品形状プログラムによりレーザ
加工機１へ指令が与えられて各駆動装置が作動してレー
ザ加工が行われることになる。

【００２８】したがって、ワーククランプ装置９に備え
られた板厚検出装置４７によって自動的にワークＷの板
厚を検出することができる。この板厚検出装置４７によ
って検出された板厚を基に適切な加工条件を自動的に設
定することができるから、加工条件の修正をする必要が
なくなる。

【００２９】しかも、１種類のプログラムだけで対応で
きるから、メモリの節約が可能となる。また、プログラ
ムの内容は、製品の座標系のみでよいので、プログラム
がシンプルとなる。

【００３０】なお、この発明は、前述した実施の形態の
例に限定されることなく、適宜な変更を行うことによ
り、その他の態様で実施し得るものである。

【００３１】

【発明の効果】以上のごとき実施の形態の例から理解さ
れるように、請求項１，２の発明によれば、クランプシ
リンダを作動せしめて下部クランプジョーに対して上部
クランプジョーを下降せしめることにより、ワークが下
部クランプジョーと上部クランプジョーとでクランプさ
れる。このとき、クランプボディの上部に設けられリニ
ア検出センサと、クランプシリンダに装着されたピスト
ンロッドに設けられている検出物体とで構成する板厚検
出装置が作動してワークの板厚を自動的に検出すること
ができる。

【００３２】請求項３の発明によれば、請求項１，２に
よるワーククランプ装置にワーククランプされると、ワ
ーククランプ装置に備えられた板厚検出装置でワークの
板厚が自動的に検出される。この検出された板厚がＮＣ
装置の加工条件データベースに取り込まれて板厚に応じ
たそれぞれのパラメータが設定されて適切な加工条件が
選定される。この選定された加工条件が製品プログラム
へ自動設定される。この自動設定された加工条件に基い
てワークにレーザ加工を自動的に行うことができる。

【００３３】而して、検出された板厚によって適切な加
工条件が自動設定されるから、加工条件の修正をする必
要がなくなる。また、一種類のプログラムだけで対応
で、メモリを節約させることができる。さらに、プログ
ラムの内容は、製品の座標系のみでよいので、プログラ
ムはシンプルとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のワーククランプ装置の一部断面した
正面図である。

【図２】板厚検出装置とＮＣ装置とを示した構成図であ
る。

【図３】ワークにレーザ加工を行う動作のフローチャー
トである。

【図４】この発明を実施するレーザ加工機の斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ レーザ加工機 ９ ワーククランプ装置 ２１ ＮＣ装置 ２５ クランプボディ ２７ 下部クランプジョー ２９ クランプシリンダ ３１ ピストンロッド ３５ 上部クランプジョー ３９ スプリング ４５ スタンド ４７ 板厚検出装置 ４９ リニア近接センサ（リニア検出センサ） ５１ 検出物体 ５３ 継手ブロック

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランプボディの下部に下部クランプジ
   ョーを設けると共にこの下部クランプジョーに対して前
   記クランプボディ内に設けたクランプシリンダの作動で
   上下動可能な上部クランプジョーを設け、前記クランプ
   ボディの上部と前記クランプシリンダに装着されたピス
   トンロッドとにワークの板厚を検出する板厚検出装置を
   備えてなることを特徴とするワーククランプ装置。
2. 【請求項２】 前記板厚検出装置が、前記クランプボデ
   ィの上部に設けられたリニア検出センサと、前記ピスト
   ンロッドに設けられた検出物体とで構成されていること
   を特徴とする請求項１記載のワーククランプ装置。
3. 【請求項３】 前記請求項１，２記載のワーククランプ
   装置の下部クランプジョーと上部クランプジョーでワー
   クをクランプしたときに板厚検出装置でワークの板厚を
   検出し、この検出された板厚をＮＣ装置の加工条件デー
   タベースに取り込ませて板厚に応じたそれぞれのパラメ
   ータを設定して適切な加工条件を選定し、この選定され
   た加工条件を製品のプログラムの中へ自動設定し、この
   自動された加工条件に基いてワークにレーザ加工を行う
   ことを特徴とするレーザ加工方法。