JPH09277072A - プレス機械、レーザ加工機の複合加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バリやかえりのない製品の加工とプレス金型
では加工が難しい製品の加工と、金型を不要とした製品
の加工を可能とする。 【解決手段】 複数台のプレス機械９Ａ〜９Ｃを直列に
設けたプレス加工ライン１の中にレーザ加工機１１を組
込んで、各機械間にワークを把持搬送する把持部５５を
備えたワーク把持、位置決め手段として搬送ロボット７
Ａ〜７Ｆを設けた。而して、レーザ加工機１１前のプレ
ス機械９Ａ，９Ｂの工程では成形加工、絞り加工が行な
われ、成形加工後、成形立上り面の穴あけ加工やトリミ
ング加工はレーザ加工機１１で行なう。このため、バリ
やかえりのない製品の加工とプレス金型では加工が難し
い製品の加工と、金型を不要とした製品の加工が可能と
なる。また、ワークＷの各機械間の搬入、搬出も搬送ロ
ボット７Ａ〜７Ｆにて円滑にでき、ワークの位置決め精
度も向上する。

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、プレス機械、レ
ーザ加工機の複合加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数台のプレス機械を用いてトラ
ンスファ加工を行なうプレス加工ラインにおいて、全て
その加工製品に合った金型を製作して、各プレス機械に
各々金型を取付けて加工がなされるのが一般的である。

【０００３】その加工ラインとしては、例えば、図８お
よび図９に示されている加工ラインが知られている。

【０００４】すなわち、図８および図９において、プレ
ス加工ライン１０１は、加工製品搬送装置１０３より製
品ストッカ１０５へワークは送られ、この製品ストッカ
１０５より搬出されたワークは、まず、第１行程のプレ
ス機械１０７Ａへ搬入されて加工される。そして、次に
第２行程のプレス機械１０７Ｂにて加工され、続いて第
３行程のプレス機械１０７Ｃにて加工され、加工後の製
品は製品ストッカ１０９に搬送され、この製品ストッカ
１０９にてストックされた製品を加工製品搬送装置１１
１にて取出し所定の場所へ搬出する。

【０００５】また、各プレス機械１０７Ａ，１０７Ｂ，
１０７Ｃとの間、およびプレス機械１０７Ａと製品スト
ッカ１０５との間、更に、プレス機械１０７Ｃと製品ス
トッカ１０９との間に、ワークを搬入、搬出する搬送ロ
ボットハンド１１３を備えたロボット装置１１５が設け
られて、プレス加工ライン１０１は構成されているのが
一般的である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のプレス加工ラインでは、加工工程の中でトリム加工
等荷重が大きな加工は、プレスの能力が大きくなると共
に、価格も高価となり、また、加工製品によっては金型
も大きくなり型コストも高価なものとなっていた。ま
た、加工製品のモデルチェンジとか、部品変更が発生し
た場合、再度型を製作する必要がある。更に、バリやか
えり等を嫌う加工製品は後工程が必要となり、製品形状
によってはカム型等使用しても加工できない製品がある
という問題点があった。

【０００７】この発明の目的は、バリやかえりのない製
品の加工とプレス金型では加工が難しい製品の加工と、
金型を不要とした製品の加工を可能としたプレス機械、
レーザ加工機の複合加工装置を提供することにある。

【０００８】

【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によるこの発明のプレス機械、レーザ加工機
の複合加工装置は、複数台のプレス機械を直列に設けた
プレス加工ラインの中にレーザ加工機を組込むと共に、
前記各プレス機械およびレーザ加工機との間にワークを
把持する把持部を備えたワーク把持、位置決め手段を設
けてなることを特徴とするものである。

【０００９】上記構成とすることにより、プレス機械に
て成形加工や絞り加工を行ない、成形加工後の成形立上
り面の穴あけ加工やトリミング加工はレーザ加工機にて
行なう。このため、バリやかえり等を嫌う製品の加工が
でき、プレス金型では加工が難しい製品の加工ができ
る。また、大きな金型を用いることもない。

【００１０】更に、各プレス機械およびレーザ加工機の
間のワーク搬入、搬出を把持部を備えたワーク把持、位
置決め手段にて行なうことにより、円滑なワークの搬出
入と精度の高いワーク位置決めを行なうことができる。

【００１１】また、請求項２によるこの発明のプレス機
械、レーザ加工機の複合加工装置は、前記プレス加工ラ
インの中に直列に設けた複数台のレーザ加工機を組込ん
だことを特徴とするものである。

【００１２】上記構成とすることにより、その効果は請
求項１による効果に加えて、プレス機械とレーザ加工機
とでは、加工速度が異なりレーザ加工機の方が加工速度
が遅いのでプレス機械の待ち時間がある。

【００１３】このため、レーザ加工機を複数台直列に設
けてプレス加工ラインに組込んだもので、レーザ切断工
程を分けてレーザ加工機１台当りの加工所要時間を短く
して、プレス機械の待ち時間を無くすという効果があ
る。

【００１４】更に、請求項３によるこの発明のプレス機
械、レーザ加工機の複合加工装置は、前記プレス加工ラ
インの中に並列に設けた複数台のレーザ加工機を組込ん
だことを特徴とするものである。

【００１５】上記構成とすることにより、その効果は請
求項１による効果に加えて、レーザ加工機を並列に複数
台設置したので、一方のレーザ加工機が前のワークを加
工中でも、他方のレーザ加工機は前の前のワークの加工
を終えている。このため、プレス機械の待ち時間を無く
すという効果がある。

【００１６】なお更に、請求項４によるこの発明のプレ
ス機械、レーザ加工機の複合加工装置は、前記レーザ加
工機が、キャレッジベースがＸ軸方向、キャレッジがＹ
軸方向へ移動自在に設け、前記キャレッジに対し加工ヘ
ッドがＺ軸方向へ移動自在に設けられると共に、加工ヘ
ッドが回転自在な三次元レーザ加工機で構成されている
ことを特徴とするものである。

【００１７】上記構成とすることにより、レーザ加工機
前のプレス工程において成形加工が施されたワークに対
して、成形立上り面の穴あけ加工やトリミング加工を容
易に行なうことが可能となる。

【００１８】なお更に、請求項５によるこの発明のプレ
ス機械、レーザ加工機の複合加工装置は、前記ワーク把
持、位置決め手段に設けた把持部は、固定された下部ジ
ョーに対し移動自在な上部ジョーによりワークを把持あ
るいは解放自在としたクランプ装置で構成されているこ
とを特徴とするものである。

【００１９】なお更に、請求項６によるこの発明のプレ
ス機械、レーザ加工機の複合加工装置は、前記ワーク把
持、位置決め手段に設けた把持部は、吸着パッドで構成
されていることを特徴とするものである。

【００２０】上記請求項５，６の構成とすることによ
り、プレス機械へのワークの搬入、プレス機械からワー
クの搬出、およびレーザ加工機へのワーク搬入、搬出を
把持部を備えたワーク把持、位置決め手段で行なうこと
により、円滑なワークの搬出入と精度の高いワーク位置
決めを行なうことができる。

【００２１】

【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。なお、プレス機械、
レーザ加工機およびワーク把持位置決め手段としての搬
送ロボットは、いずれも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。

【００２２】図１および図２を参照するに、プレス加工
ライン１は、ワークＷは図１および図２において左から
右へ搬送される。なお、本実施の形態の例ではプレス機
械を３基設け、その間にレーザ加工機を配置してある
が、プレス機械の台数、レーザ加工機の台数等は限定す
るものではない。

【００２３】プレス加工ライン１を構成する機械配置
は、ワーク搬入側にワーク搬入装置３が設けられ、この
ワーク搬入装置３より１枚取りされたワークを載置する
ストッカ５が隣接して設けられている。このストッカ５
上のワークＷをワーク把持、位置決め手段としての例え
ば搬送ロボット７Ａにて第１工程用のプレス機械９Ａに
搬入し、加工済のワークを搬送ロボット７Ｂにて第２工
程用のプレス機械９Ｂへ搬入する。

【００２４】第２工程用のプレス機械９Ｂにて加工済の
ワークＷは搬送ロボット７Ｃにてレーザ加工機１１へ搬
送され、レーザ加工機１１へ搬入されたワークＷは搬送
ロボット７Ｄにて位置決めされ所望の加工が行なわれ
る。レーザ加工機１１にて加工済のワークＷは搬送ロボ
ット７Ｅにて第３工程用のプレス機械９Ｃへ搬送され、
第３工程用のプレス機械９Ｃにて加工済の製品は製品ス
トッカ１３へ搬送ロボット７Ｆにて搬出載置され、製品
ストッカ１３上の製品Ｗは加工製品搬送装置１５にて所
定の場所へ搬送される。

【００２５】上述した各機械をより詳細に説明すると、
ワーク搬入装置３は、リフタ１７上にワークＷが積載さ
れ、このワークＷを１枚取りするためマグネット１９を
備えた１枚取り装置２１が設けられている。そして、積
載された最上部のワークを複数個のバキュームパッド２
３を備えたローダ２５にて吸着して、搬送レール２７上
をローダ２５は走行して隣接したストッカ５上へワーク
を搬出する。

【００２６】プレス機械９Ａ〜９Ｃはすべて同一型式の
ものであり、プレス機械９Ａ〜９Ｃのフレーム２９の上
部には、スライドガイド（図示省略）に沿って上下動す
るスライド３１が設けられている。このスライド３１は
クランク軸３３に連結された図示省略の駆動装置により
スライドガイドに沿って上下動するものである。また、
スライド３１の下面には上金型（図示省略）を着脱せし
める金型シャンクホルダ３５が設けられている。

【００２７】前記フレーム２９の下部にはベッド３７が
一体的に取付けられており、このベッド３７上には、下
金型（図示省略）を備えた下部サブプレート（図示省
略）を着脱自在に装着するボルスタ３９が載置されてい
る。

【００２８】上記構成により、駆動装置を駆動せしめ歯
車機構を介してクランク軸３３を回転せしめ、このクラ
ンク軸３３の回転によりスライド３１を上下動させ、上
金型と下金型との協働によりワークＷにプレス加工が施
される。

【００２９】レーザ加工機１１は、テーブル４１を内部
に備えた門型形状のフレーム４３で構成されていて、フ
レーム４３の上部にはＸ軸（図１において図面に直交す
る方向、図２において上下方向）方向へ移動自在なキャ
レッジベース４５が設けられ、このキャレッジベース４
５にキャレッジ４７がＹ軸（図１，図２において左右方
向）方向へ移動自在に設けられている。また、前記キャ
レッジ４７に対しノズル４９を備えた加工ヘッド５１が
Ｚ軸（図１において上下方向、図２において図面に対し
て直交する方向）方向へ移動自在に設けられていると共
に、加工ヘッド５１は回転自在となっている。なお、図
２に示されている符号５３はレーザ発振器である。

【００３０】上記構成により、レーザ加工機１１は三次
元レーザ加工機であり、加工ヘッド５１はＸ，Ｙ，Ｚ軸
方向へ移動自在となると共に回転自在となる。このた
め、前述したプレス機械９Ａ，９Ｂにて成形加工した後
のワーク成形立上り面の穴あけ加工や、トリミング加工
をレーザ加工機１１にて行なうものである。なお、製品
形状が特定されている場合は、加工ヘッド５１は上述し
たいずれかの動作が欠けるものであっても良い。

【００３１】ワーク把持、位置決め手段である例えば搬
送ロボット７Ａ〜７Ｆは、ワークＷを把持する把持部５
５を備えている。より詳細には、図３を参照するに、こ
こに示されたクランプ式の把持部５５は、レーザ加工で
成形立上り面の加工のみを行ない、トリミングを行なわ
ない場合に用いられる型式である。すなわち、把持部５
５としては固定された下部ジョー５７に対して、例えば
流体圧作動のシリンダ（図示省略）にて開閉する上部ジ
ョー５９とで構成されたクランプ装置６１が設けられて
いる。

【００３２】図４には把持部５５の異なる他の実施の形
態の例が示されている。

【００３３】すなわち、把持部５５に吸着パッド６３を
採用したことにより、レーザ加工で成形立上り面の加工
とトリミング加工を行なうことができる。

【００３４】なお、図５には搬送ロボット７Ｄの把持部
５５である吸着パッド６３の吸着部位を持ち替えて、ワ
ークＷの他部位の成形立上り面の加工とトリミング加工
を行なう状態を示している。前記把持部５５であるクラ
ンプ装置６１あるいは吸着パッド６３は、他の搬送ロボ
ット７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｅ，７Ｆのいずれかの把持部
５５に備えているものである。

【００３５】上述したごとき構成により、その作用とし
ては、ワーク搬入装置３に設けたリフタ１７上にワーク
Ｗは積載され、この積載された最上部のワークＷ１枚の
みを１枚取り装置２１により分離し、分離したワークＷ
をバキュームパッド２３にて吸着保持して、ローダ２５
により搬送レール２７に沿ってストッカ５上へ搬出す
る。

【００３６】ストッカ５上に移載されたワークＷは搬送
ロボット７Ａに設けた把持部５５にてクランプされて、
第１工程用のプレス機械９Ａに搬入される。このプレス
機械９Ａにて加工されたワークＷは搬送ロボット７Ｂに
て取り出され、第２工程用のプレス機械９Ｂに搬入され
る。第２工程用のプレス機械９Ｂにて加工されたワーク
Ｗは搬送ロボット７Ｃにてレーザ加工機１１へ搬送さ
れ。このレーザ加工機１１へ搬入されたワークＷは搬送
ロボット７Ｄにて持ち替えられ、位置決めされて所望の
加工が行なわれる。なお、このレーザ加工機１１ではト
リミング加工および穴明け加工が施される。

【００３７】前記レーザ加工機１１にて加工されたワー
クＷは、搬送ロボット７Ｅにて搬出され第３工程用のプ
レス機械９Ｃへ搬出される。そして、このプレス機械９
Ｃにて加工された製品Ｗは、搬送ロボット７Ｆにて搬出
されて製品ストッカ１３上へ積載され、製品搬送装置１
５にて所定の場所へ搬出される。なお、前述したレーザ
加工機１１前の第１工程用、第２工程用のプレス機械９
Ａ，９Ｂでは、成形加工、絞り加工等が行なわれる。

【００３８】上述したごとくプレス加工ライン１にレー
ザ加工機１１を組込むことにより、バリやかえり等を嫌
う製品の加工ができ、プレス金型では加工が難しい製品
の加工を行なうことがてきる。また、トリミング加工等
であればプレス加工では大きな金型が必要であるが、レ
ーザ加工では金型は必要ではなく、モデルチェンジや変
更があっても簡単に対応ができ汎用性が高いという利点
がある。

【００３９】図６には、第２の実施の形態の例が示して
あり、前述した第１の実施の形態の例に対して異なる点
は、プレス加工ライン１の中にレーザ加工機１１Ａ，１
１Ｂを直列に２台組込んだ点であり、同一機械には同一
符号を付して詳細な説明を省略する。

【００４０】すなわち、第２工程用のプレス機械９Ｂの
後方に第１のレーザ加工機１１Ａを設け、この第１のレ
ーザ加工機１１Ａに直列に第２のレーザ加工機１１Ｂを
設けてプレス加工ライン１を構成した。そして、各機械
間は搬送ロボット７にてワークＷの受け渡しを行なう。

【００４１】而して、その効果は、第１の実施の形態の
例で述べた効果に加えて、プレス機械９とレーザ加工機
１１とでは、加工速度はプレス機械９の方が速く、レー
ザ加工機１１の方が遅い。そこで、レーザ加工機１１
Ａ，１１Ｂを２台設置し、レーザ切断工程を２台に分け
レーザ加工機１１Ａ，１１Ｂの１台当りの加工所要時間
を短くすることにより、プレス機械９の待ち時間を無く
すという効果を発揮することができる。

【００４２】図７には、第３の実施の形態の例が示して
あり、前述した第１の実施の形態の例に対して異なる点
は、プレス加工ライン１の中にレーザ加工機１１Ａ，１
１Ｂを並列に２台組込んだ点であり、同一機械には同一
符号を付して詳細な説明を省略する。

【００４３】すなわち、第２工程用のプレス機械９Ｂの
後方に第１のレーザ加工機１１Ａを設け、この第１のレ
ーザ加工機１１Ａと並列に第２のレーザ加工機１１Ｂを
設けてプレス加工ライン１を構成した。そして、各機械
間は搬送ロボット７にてワークＷの受け渡しを行なう。

【００４４】而して、その効果は、第１の実施の形態の
例で述べた効果に加えて、直前のプレス機械９Ｂの加工
が終了したワークＷは交互にレーザ加工機１１Ａ，１１
Ｂへ搬送ロボット７にて搬送される。各レーザ加工機１
１Ａ，１１Ｂとも加工内容、動作は同じであり、一方の
レーザ加工機１１Ｂが前のワークＷをまだ加工中でも、
他方のレーザ加工機１１Ａは前の前のワークの加工を終
えている。このため、プレス機械９の待ち時間を無くす
という効果を発揮することができる。

【００４５】なお、この発明は前述した発明の実施の形
態の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。例え
ば、搬送ロボット７Ａ〜７Ｆに替えて、プレス機械９
Ａ，９Ｂ，９Ｃ、レーザ加工機１１の両方に亘ってクラ
ンプ付フィードバーを渡し、このフィードバーでワーク
を搬送しても良く、レーザ加工機１１にフィードバーを
設け、アンクランプ後のためのクランプを設けても良
い。また、プレス機械９Ａ，９Ｂ相互間のみクランプ付
フィードバーを設けても良い。

【００４６】更に、トリミング加工の形状が比較的単純
で、金型製作費が比較的安価で済む場合は、レーザ加工
機１１の後方に設けたプレス機械９Ｃにてトリミング加
工を行なっても良い。

【００４７】

【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および請求項４〜６によるこの発
明によれば、プレス加工ラインの中にレーザ加工機を組
込み、このレーザ加工機を３次元レーザ加工機とし、各
機械間のワークの搬入、搬出を把持部を備えたワーク把
持、位置決め手段で行なう。

【００４８】而して、レーザ加工機前のプレス機械では
成形加工、絞り加工を行ない、成形加工後の成形立上り
面の穴あけ加工やトリミング加工はレーザ加工機にて行
なわれる。このため、バリやかえりのない製品の加工と
プレス金型では加工が難しい製品の加工と、金型を不要
とした製品の加工を可能とし、レーザ、パンチ複合機の
ようにプレス加工中はレーザ加工は休止というような無
駄時間がなく、加工時間の短縮化を図ることができる。

【００４９】また、請求項２によるこの発明によれば、
プレス加工ラインの中に複数のレーザ加工機を直列に組
込んである。このため、前述した効果に加えてレーザ切
断工程を２台に分け、レーザ加工機１台当りの所要加工
時間を短縮したのでプレス機械の待ち時間を無くすこと
ができる。

【００５０】更に、請求項３によるこの発明によれば、
プレス加工ラインの中に複数のレーザ加工機を並列に組
込んである。このため、前述した効果に加えて、直前の
プレス機の加工が終了した製品が交互にレーザ加工機へ
搬送されるので、一方のレーザ加工機が前のワークをま
だ加工中でも、他方のレーザ加工機は前の前のワークの
加工を終えているので、プレス機械の待ち時間を無くす
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態の例を示すプレス
加工ラインの正面配置説明図である。

【図２】図１における平面配置説明図である。

【図３】この発明の搬送ロボットに設けた把持部を示す
側面説明図である。

【図４】この発明の搬送ロボットに設けた把持部の他の
実施の形態の例を示す側面説明図である。

【図５】図４における作用説明図である。

【図６】この発明の第２の実施の形態の例を示すプレス
加工ラインの正面配置説明図である。

【図７】この発明の第３の実施の形態の例を示すプレス
加工ラインの平面配置説明図である。

【図８】従来例を示すプレス加工ラインの正面配置説明
図である。

【図９】図８における平面配置説明図である。

【符号の説明】

１ プレス加工ライン ７Ａ〜７Ｆ 搬送ロボット（ワーク把持、位置決め手
段） ９Ａ〜９Ｃ プレス機械 １１，１１Ａ，１１Ｂ レーザ加工機 ４５ キャレッジベース ４７ キャレッジ ５１ 加工ヘッド ５５ 把持部 ５７ 下部ジョー ５９ 上部ジョー ６１ クランプ装置 ６３ 吸着パッド Ｗ ワーク

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数台のプレス機械を直列に設けたプレ
   ス加工ラインの中にレーザ加工機を組込むと共に、前記
   各プレス機械およびレーザ加工機との間にワークを把持
   する把持部を備えたワーク把持、位置決め手段を設けて
   なることを特徴とするプレス機械、レーザ加工機の複合
   加工装置。
2. 【請求項２】 前記プレス加工ラインの中に直列に設け
   た複数台のレーザ加工機を組込んだことを特徴とする請
   求項１記載のプレス機械、レーザ加工機の複合加工装
   置。
3. 【請求項３】 前記プレス加工ラインの中に並列に設け
   た複数台のレーザ加工機を組込んだことを特徴とする請
   求項１記載のプレス機械、レーザ加工機の複合加工装
   置。
4. 【請求項４】 前記レーザ加工機が、キャレッジベース
   がＸ軸方向、キャレッジがＹ軸方向へ移動自在に設け、
   前記キャレッジに対し加工ヘッドがＺ軸方向へ移動自在
   に設けられると共に、加工ヘッドが回転自在な三次元レ
   ーザ加工機で構成されていることを特徴とする請求項
   １，２，３記載のプレス機械、レーザ加工機の複合加工
   装置。
5. 【請求項５】 前記ワーク把持位置決め手段に設けた把
   持部は、固定された下部ジョーに対し移動自在な上部ジ
   ョーによりワークを把持あるいは解放自在としたクラン
   プ装置で構成されていることを特徴とする請求項１記載
   のプレス機械、レーザ加工機の複合加工装置。
6. 【請求項６】 前記ワーク把持、位置決め手段に設けた
   把持部は、吸着パッドで構成されていることを特徴とす
   る請求項１記載のプレス機械、レーザ加工機の複合加工
   装置。