JPH10315078A - 複合加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工した製品の分別が容易で、後工程の効率
化が図れるようにする。また、加工効率，加工品質，歩
留りの向上を図り、複雑な形状の加工も迅速に行えるよ
うにする。 【解決手段】 パンチプレス機部２とレーザ加工機部３
との複合加工機であって、テーブル１上の切断加工され
た製品板材ｗを搬出する搬出装置４と、加工・搬送制御
手段５とを備える。加工・搬送制御手段５は、複数枚板
取りされる製品板材ｗの縁部まで素材板材Ｗの外周部の
所定範囲を除去する加工を行わせる。この後、素材板材
Ｗから製品板材ｗを一枚ずつ共通切りで切り離す加工
と、切り離された製品板材ｗを搬出装置４で搬出する動
作とを交互に繰り返させる。

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、パンチ加工機能
およびレーザ加工機能を備えた複合加工機に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、パ
ンチ加工やレーザ加工において、素材板材から複数枚の
製品板材を加工するのに、図５に示すように、各製品板
材ｗが互いに離れるように素材板材Ｗに対して板取り
（ネスティング）し、一つ一つの製品板材ｗの全周を加
工していた。

【０００３】このため、加工された各製品ｗを板材加工
機から取り出すには、周囲の残材ｓと分離して取り出す
ことが必要であり、製品ｗを単に引き出して取り出すこ
とができない。また、取り出した製品板材を同じ種類毎
に分別するには、複雑な構成の装置が必要となる。この
ため、設備コストが高くなり、これが製品加工後の後工
程の無人化の大きな妨げ要因となっていた。また、各製
品ｗが離れて配置されるため、歩留りが悪くなるうえ、
各製品ｗの全周を個別に加工するこが必要であり、その
ため切断加工を行う部分の長さが長くなり、加工の効率
が悪い。さらに、パンチ加工で全ての切断加工を行うに
は、複雑な形状部分の加工が難しく、また高い加工品質
を得ることが難しい。レーザ加工で切断すると、加工品
質は高められるが、加工効率や運転コストの面で問題が
ある。

【０００４】パンチプレス機とレーザ加工機とを組み合
わせた複合加工機も従来から使用されているが、レーザ
加工とパンチ加工との使い分けは、単に要求される加工
品質や製品形状に応じて行われており、製品加工後の後
工程の効率化を図るまでには至っていない。

【０００５】この発明は、上記課題を解消するものであ
り、加工した製品の分別が容易で、後工程の効率化が図
れる複合加工機を提供することを目的とする。この発明
の他の目的は、加工効率，加工品質，歩留りの向上と共
に、運転コストの低減を図ることである。この発明のさ
らに他の目的は、パンチ加工の高効率，低運転コスト、
およびレーザ加工の高品質，高精密加工性の特徴を十分
に発揮させ、複雑な形状の製品であっても、生産効率良
く、かつ後工程の製品分別を容易に行えるようにするこ
とである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の構成を実施形
態に対応する図１を参照して説明する。この発明の複合
加工機は、互いに共通のテーブル（１）上で素材板材
（Ｗ）の加工が可能なパンチプレス機部（２）とレーザ
加工機部（３）との複合加工機であって、前記テーブル
（１）上の切断加工された製品板材（ｗ）を搬出する搬
出装置（４）を備え、次の機能を有する加工・搬送制御
手段（５）を設けたものである。この加工・搬送制御手
段（５）は、素材板材（Ｗ）に対して複数枚板取りされ
る製品板材（ｗ）の縁部まで素材板材（Ｗ）の外周部の
所定範囲を除去する加工の後、素材板材（Ｗ）から製品
板材（ｗ）を一枚ずつ切り離す加工と、切り離された製
品板材（ｗ）を前記搬出装置（４）で搬出する動作とを
交互に繰り返させるものとする。この構成によると、テ
ーブル（１）上に搬入された素材板材（Ｗ）は、製品板
材（ｗ）の縁部まで外周部がパンチ加工またはレーザ加
工で除去された後、製品板材（ｗ）が一枚ずつ切断加工
され、素材板材（Ｗ）から切り離される。このとき、一
枚の製品板材（ｗ）が切り離される都度、搬出装置
（４）による搬出が行われる。そのため、加工された製
品板材（ｗ）を順次簡単に搬出することができ、製品板
材（ｗ）を分別して集積する等の後処理が簡単に行え
る。また、最初の製品板材（ｗ）の切り離しに際して
も、予めその製品板材（ｗ）の縁部まで素材板材（Ｗ）
の外周の除去が行われているため、加工部分が少なくて
済み、そのため、加工方法としてレーザ加工とパンチ加
工のいずれの方法を選んでも、加工能率への影響が少な
い。

【０００７】上記構成において、前記加工・搬送制御手
段（５）は、前記製品板材（Ｗ）の切り離し加工におい
て、外周辺に共通部分が生じるように板取りされた隣接
する製品板材（ｗ）の共通外周辺（ａ）をレーザ加工機
部（３）により切断加工させるものとしても良い。この
ように隣接する製品板材（ｗ）を共通切りすることによ
り、レーザ加工による切断加工の長さが短くて済み、効
率良く、また低運転コストで切断加工が行える。また、
素材板材（Ｗ）に、レーザ加工による切断幅だけを開け
て製品板材（ｗ）が板取りされることになるため、歩留
りも向上する。レーザ加工による切断であるため、パン
チ加工に比べて切断幅も狭めることができ、また加工品
質も良好なものとなる。

【０００８】さらに、これらの構成において、加工・搬
送制御手段（５）は、前記外周部の所定範囲を除去する
加工の大部分をパンチ加工部に行わせ、隣接する製品板
材（ｗ）間の形状複雑部分（ｃ）をレーザ加工機部
（３）で切断加工した後、前記切り離し加工を行わせる
ものとしても良い。素材板材（Ｗ）の外周部の切断は、
隣合う製品板材との配置間隔の問題がないため、レーザ
加工に比べて加工速度および運転コストにおいて優れた
パンチ加工で行うことで、効率よく、低コストで加工で
きる。また、素材板材（Ｗ）の外周除去の後、形状複雑
部分（ｃ）をレーザ加工で加工し、その後切り離しを行
うので、複雑な形状の加工を効率良く、また精度良く行
え、かつ切り離し加工も効率良く行える。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を説明す
る。この複合加工機は、互いに共通のテーブル１上で素
材板材Ｗの加工が可能なパンチプレス機部２およびレー
ザ加工機部３で構成される加工機本体１００と、テーブ
ル１上の切断加工された製品板材ｗを搬出する搬出装置
４と、数値制御装置等からなる加工・搬送制御手段５と
を備えたものである。

【００１０】パンチプレス機部２は、タレットパンチプ
レスからなり、フレーム６に前記テーブル１と、金型保
持体であるタレット７に装着されたパンチ（図示せず）
を、パンチ位置Ｐで昇降駆動するモータ式または油圧式
のパンチ駆動装置（図示せず）を設けたものである。タ
レット７は、同期回転する上下一対のものが設けられ、
上タレットに前記パンチが、下タレットにダイが設置さ
れる。テーブル１は、中央の固定テーブル１ａと両側の
スライドテーブル１ｂ，１ｂとからなり、両側のスライ
ドテーブル１ｂ，１ｂは、キャリッジ８と共にフレーム
６のレール９上を前後（Ｙ軸方向）に進退駆動される。
キャリッジ８には、テーブル１上の素材板材Ｗの縁を把
持するワークホルダ１０の設置されたクロススライド１
１が、左右方向（キャリッジ進退方向と直交する方向
Ｘ）に往復移動可能に設置されている。これらキャリッ
ジ８、クロススライド１１、およびスライドテーブル１
ｂにより板材送り機構１２が構成される。

【００１１】レーザ加工機部３は、フレーム６、テーブ
ル１、および板材送り機構１２をパンチプレス機部２と
共有するものであり、レーザ発振器１４とダクト１５を
介して接続されたレーザヘッド１６が、フレーム６の上
部前端に、つまりパンチ位置Ｐの近傍に設置されてい
る。なお、レーザヘッド１６の近傍に位置して、テーブ
ル１には小物製品や切断片の搬出用のシュータ（図示せ
ず）の入口が開閉可能に設けられている。

【００１２】搬出装置４は、搬出装置フレーム１７にグ
リッパ式のアンローダ１８とストックコンベヤ１９とを
設置したものである。アンローダ１８は、搬出装置フレ
ーム１７に設けたレール（図示せず）に沿って、走行体
２０を加工機本体１００のテーブル１上またはその近傍
まで左右（Ｘ軸）方向に進退可能に設けたものである。
走行体２０には製品板材ｗの縁を把持する複数のグリッ
パ２１が横並びに配列されている。ストックコンベヤ１
９は、図３に正面図を拡大して示すように、コンベヤロ
ーラ２２ａをチェーン状に連結した搬送面構成体２２を
所定の無端の軌道で回動自在としたものである。搬送面
構成体２２は、コンベヤローラ２２ａの非配置区間が設
けてあり、アンローダ１８で製品板材ｗを搬送面構成体
２２上に引き込んだ後、搬送面構成体２２を回動させる
ことで、製品板材ｗはローラ非配置区間から搬送面下に
落下する。落下した製品板材ｗは、ストックコンベヤ１
９の下方に進入させた製品台車２３のパレット２４上に
積載される。

【００１３】図４において、前記加工・搬送制御手段５
は、コンピュータ式の数値制御装置およびプログラマブ
ルコントローラ等で構成されるものであり、搬出装置１
７を制御する搬出装置制御部２５と、加工機本体１００
を制御する加工機制御部２６とを備える。搬送装置制御
部２５は、シーケンスプログラムからなる搬送プログラ
ム（図示せず）に従って、加工機制御部２６と動作確認
を互いに行いながら搬出装置４の制御を行うものであ
る。加工機制御部２６は、加工プログラム２７を演算制
御部２８で実行するものである。加工プログラム２７に
は、素材Ｗの外周除去加工のプログラム部分２７ａと、
レーザ加工による形状複雑部の切断加工のプログラム部
分２７ｂと、共通切り加工のプログラム部分２７ｃとが
記述されており、順次実行される。各プログラム部分２
７ａ〜２７ｃの指令は、つぎの動作説明で示す制御を各
々行うものである。加工プログラム２７は、自動プログ
ラミング装置２９で生成されるものであり、自動プログ
ラミング装置２９には、後述の板取を行う板取手段３０
と、加工機および加工順の設定手段３１とが設けられて
いる。

【００１４】つぎに、この複合加工機による加工方法、
および加工・搬送制御手段５の構成の詳細を、図１
（Ｂ）〜（Ｄ）および図２と共に説明する。この加工方
法では、素材板材Ｗから複数枚（図示の例では３枚）の
製品板材ｗを切り取る加工が行われる。図１（Ｂ）の破
線は、製品板材ｗ間の共通辺ａを示す。各製品板材ｗ
は、隣接する製品板材ｗの外周の辺ができるだけ共通と
なるように板取りが行われる。また、各製品板材ｗは、
素材板材Ｗに対して、ワークホルダ１０による把持辺と
反対側の辺と、これに直交する搬出側の辺との交点を基
準点Ａとして、基準点Ａ側に詰めて各製品板材ｗが配置
されるように板取りが行われる。この板取りは、自動プ
ログラミング装置２０の板取手段３０で行われ、加工プ
ログラム２７の各指令に反映される。

【００１５】素材板材Ｗの加工は、まず図１（Ｂ）に示
すように、製品板材ｗの縁部まで素材板材の外周部の所
定範囲（斜線を施した部分）を除去する加工が行われ
る。この所定範囲は、素材板材Ｗの外周の全周のうち、
ワークホルダ１０で把持する部分を残した部分である。
この外周除去加工は、パンチプレス機部２の連続したパ
ンチ動作で除去部分を細かく打ち砕くことにより行われ
る。この外周除去加工に続いて、各製品板材ｗの内部の
打ち抜き孔ｈや、成型加工部（図示せず）のパンチ加工
が行われる。これらの外周除去加工および内部加工は、
加工プログラム２７における外周除去加工のプログラム
部分２７ａの指令に従って行われる。つぎに、図１
（Ｂ）に示すように、各製品板材ｗ間や、製品板材ｗの
素材外周部と対応する部分にある形状複雑部分ｃの切断
加工が、レーザ加工により行われる。この形状複雑部分
ｃの切断加工は、加工プログラム２７における図４のプ
ログラム部分２７ｂで行われる。なお、製品板材ｗの素
材外周と対応する凹部または凸部における形状簡素部分
ｄは、外周除去作業時にパンチ加工で行われる。

【００１６】このように形状複雑部分ｃの加工が完了し
た後、図１（Ｄ）および図２（Ａ），（Ｂ）に示すよう
に、各製品板材ｗ間の共通辺ａをレーザ加工で順次切断
する。この切断加工は、１枚の製品板材ｗの切離しを行
う都度、その切り離された製品板材ｗを搬出装置４でス
トックコンベヤ１９上に搬出しながら行われる。また、
この切り離しは、アンローダ１８のグリッパ２１によ
り、切り離そうとする製品板材ｗを把持した状態で行わ
れる。この製品切り離しと、搬出とを交互に繰り返す動
作は、加工プログラム２７のプログラム部分２７ｃの指
令により行われる。ストックコンベヤ１９上に搬出した
製品板材ｗは、搬出の都度、その下の製品台車２３上に
積載する。この積載は、同じ形状の製品板材ｗが同じ場
所に積載されるように行われる。なお、製品板材ｗの切
り離し後に残ってワークホルダ１０で把持されている端
材ｓは、搬出装置４で製品板材ｗと同様に搬出しても良
く、また別経路で搬出しても良い。また、前記実施形態
では、図１（Ｂ）に示す外周除去の加工をパンチ加工で
行うようにしたが、レーザ加工で行い、生じた端材を搬
出装置４または別の装置で搬出するようにしても良い。

【００１７】この複合加工機によると、このように、素
材板材Ｗの外周部の除去加工の後、製品板材ｗを一枚ず
つ切り離す加工と、製品板材ｗを搬出する動作とを交互
に繰り返すようにしたため、加工した製品板材ｗの分別
が容易で、後工程の効率化が図れる。また、隣接する製
品板材ｗは、できるだけ外周辺が共通となるように板取
りし、その共通辺ａをレーザ加工で切断するため、加工
効率，加工品質の向上，および歩留りの向上と共に、運
転コストの低減が図れる。さらに、素材板材Ｗの外周部
の除去加工の大部分をパンチ加工で行い、形状複雑部分
をレーザで切断加工した後、各製品板材ｗの切り離し加
工を行わせるため、パンチ加工の高効率，低運転コス
ト、およびレーザ加工の高品質，高精密加工性の特徴を
十分に発揮させ、複雑な形状の製品であっても、生産効
率良く加工でき、しかも後工程の製品分別も容易に行う
ことができる。

【００１８】

【実施例】同実施形態にかかる複合加工機の具体的加工
方法を説明する。図５は、図４の板取手段３０で行う板
取り形態の具体例を示す。この例では、板取りする製品
板材（以下単に「製品」と称する）は、図５（Ａ）に示
す小物製品ｗｓと、同図（Ｂ）に示す第１の大物製品ｗ
ａと、同図（Ｃ）に示す第２の大物製品ｗｂとの３種類
に分類される。小物製品ｗｓは、製品外周をレーザ加工
で一周加工し、加工された製品ｗｓはシュータにより搬
出する。第１の大物製品ｗａは、大きなダミー幅を設け
ることなく共通切りするものであり、製品ｗａの左と下
側に微小なダミー幅ｍを設け、この部分をレーザ加工で
共通切りする。同図（Ｂ）において、斜線を施した部分
ｄａは、切り落とす部分を示す。第２の大物製品ｗｂ
は、上下左右に所定幅（例えば１０mm）のダミー幅を設
け、共通切りせずに製品外周をレーザ加工またはパンチ
加工で切断する製品である。この製品ｗｂの加工方法
は、コーナに面取や小さい丸み付け部分（フィレット）
のある製品で、共通切りでは綺麗に加工できない場合に
用いる。

【００１９】これらの製品ｗａ，ｗｂ，ｗｓの板取り配
置は、図５（Ｄ）に示すように、まず素材板材Ｗに大物
製品ｗａ，ｗｂだけで配置を行い、それにより発生した
未配置エリアに小物製品ｗｓを配置する。大物製品ｗ
ａ，ｗｂの配置は、図５（Ｂ），（Ｃ）のようにダミー
幅部分ｄａを含めて単純な矩形の仮想の製品として板取
配置する。また、配置は、素材板材Ｗのワークホルダ１
０による把持辺と反対側の辺で、かつ搬出側の隅を基準
として各大物製品ｗａ，ｗｂを並べるようにする。配置
できずに残った小物製品ｗｓは、図５（Ｅ）に示すよう
に、新しく別の素材板材Ｗに対してレイアウトを作成す
る。

【００２０】加工順序は次のように行う。まず、素材板
材Ｗの左側ゾーンの窓のパンチ，タップ，上辺の耳切り
を行う。次に、右側ゾーンが加工できるように、ワーク
ホルダ１０による素材板材Ｗの持ち替えを行い、窓のパ
ンチ，タップ，上辺の耳切りの残り部分，右耳切りを行
う。この後、右上の製品ｗｂより製品毎に窓のレーザ加
工、製品外周加工を行いながら、アンローダ１８（図
１）で右側に搬出して行く。未配置エリアは、そのサイ
ズがアンローダ１８で搬出できる大きさであれば、アン
ローダ１８で搬出し、それ以下のサイズであれば、パン
チで打ち落とす。最後に、ワークホルダ１０によるグリ
ップ代をアンローダ１８で搬出する。

【００２１】製品ｗａ，ｗｂ，ｗｓごとの加工方法を図
６，図７と共に説明する。図６（Ａ）に示すように、シ
ュータ搬出する小物製品ｗｓについては、製品をｗｓを
シュータで搬出した後、窓枠ｆをアンローダ１８で搬出
し、またはシュータに落とす。 図６（Ｂ），（Ｃ）の
ように、ダミー幅無しの大物製品ｗａは、まず右上と右
下の切欠をレーザ加工で切断してシュータに落とす。つ
ぎに、図６（Ｄ），（Ｅ）のように、製品ｗａを切り離
す加工を行い、アンローダ１８で搬出する。最後に、残
った部分をレーザで加工してシュータに落とす（図６
（Ｆ），（Ｇ））。

【００２２】図７（Ａ）〜（Ｆ）に示すように、ダミー
幅有りの大物製品ｗｂの場合は、まず図７（Ａ）に示す
ようにダミー幅の部分のうち、上辺，右辺，および下辺
の一部（同図に斜線で示す部分）を、シュータに落ちる
サイズに分割してレーザで加工し、シュータに落とす。
次に、図７（Ｃ）〜（Ｄ）のように、製品ｗｂを切り離
す加工を行い、アンローダ１８で搬出する。最後に、残
ったダミー部分ｄａ（図７（Ｅ）に斜線で示す部分）を
シュータに落ちるサイズに分割してレーザ加工し、シュ
ータに落とす。なお、アンローダ１８で搬出できない製
品の場合は、ジョイント加工（素材と製品とを繋いでお
くジョイント部分を残す加工）が必要である。例えば図
７（Ｇ），（Ｈ）等に示すように、製品サイズが所定サ
イズ以下である場合や、アンローダ１８で掴めない形状
の場合、およびアンロード時に材料と製品とが干渉する
ような場合は、ジョイント加工を施す。前記の各耳切り
の加工は、角工具によりパンチ加工で行う。

【００２３】

【発明の効果】この発明の複合加工機は、製品板材の縁
部まで素材板材の外周部を除去する加工を行った後、素
材板材から製品板材を一枚ずつ切り離す加工と、切り離
された製品板材を前記搬出装置で搬出する動作とを交互
に繰り返させる加工・搬送制御手段を設けたため、加工
した製品の分別が容易で、後工程の効率化が図れるとい
う効果が得られる。前記加工・搬送制御手段につき、製
品板材の切り離し加工において、隣接する製品の共通の
外周辺となる部分をレーザ加工機部により切断加工させ
るものとした場合は、加工効率および加工品質の向上と
共に、運転コストの低減を図ることができる。また、前
記加工・搬送制御手段につき、素材外周部の除去加工の
大部分をパンチ加工部に行わせ、隣接する製品板材間の
形状複雑部分をレーザ加工機部で切断加工した後、前記
切り離し加工を行わせるものとした場合は、パンチ加工
の高効率，低運転コスト、およびレーザ加工の高品質，
高精密加工性の特徴を十分に発揮させ、複雑な形状の製
品であっても、生産効率良く加工でき、しかも後工程の
製品分別も容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）はこの発明の一実施形態にかかる複合加
工機の平面図と制御系のブロック図とを合わせて示す説
明図、（Ｂ）〜（Ｄ）は加工工程の説明図である。

【図２】図１に続く加工工程の説明図である。

【図３】搬出装置の拡大正面図である。

【図４】複合加工機の制御系の概念構成を示すブロック
図である。

【図５】同複合加工機で加工する板取りの説明図であ
る。

【図６】同複合加工機による具体的加工方法の説明図で
ある。

【図７】同複合加工機による具体的加工方法の説明図で
ある。

【図８】従来の加工方法の説明図である。

【符号の説明】

１…テーブル ２…パンチ加工機部 ３…レーザ加工機部 ４…搬出装置 ５…加工・搬送制御手段 ６…フレーム ７…タレット １０…ワークホルダ １６…レーザヘッド １８…アンローダ １９…ストックコンベヤ ２１…グリッパ １００…加工機本体 ａ…辺 ｃ…形状複雑部 ｗ…素材板材 Ｗ…製品板材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに共通のテーブル上で板材の加工が
   可能なパンチプレス機部とレーザ加工機部との複合加工
   機であって、前記テーブル上の切断加工された製品板材
   を搬出する搬出装置を備え、素材板材に対して複数枚板
   取りされる製品板材の縁部まで素材板材の外周部の所定
   範囲を除去する加工の後、素材板材から製品板材を一枚
   ずつ切り離す加工と、切り離された製品板材を前記搬出
   装置で搬出する動作とを交互に繰り返させる加工・搬送
   制御手段を設けた複合加工機。
2. 【請求項２】 前記加工・搬送制御手段は、前記製品板
   材の切り離し加工において、外周辺に共通部分が生じる
   ように板取りされた隣接する製品板材の共通外周辺をレ
   ーザ加工機部により切断加工させる請求項１記載の複合
   加工機。
3. 【請求項３】 前記加工・搬送制御手段は、前記外周部
   の所定範囲を除去する加工の大部分をパンチ加工部に行
   わせ、隣接する製品板材間の形状複雑部分をレーザ加工
   機部で切断加工した後、前記切り離し加工を行わせる請
   求項１または請求項２記載の複合加工機。