JPS5811318B2 - パンチ・プレス工作機械装置 - Google Patents

パンチ・プレス工作機械装置

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JPS5811318B2
JPS5811318B2 JP54109261A JP10926179A JPS5811318B2 JP S5811318 B2 JPS5811318 B2 JP S5811318B2 JP 54109261 A JP54109261 A JP 54109261A JP 10926179 A JP10926179 A JP 10926179A JP S5811318 B2 JPS5811318 B2 JP S5811318B2
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laser processing
turret
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は工作機械、特にレーザ加工（切断、穿孔）およ
びマーキング装置を備えるタレット・パンチ・プレス工
作機械装置に関するものである。
コンピュータにより自動制御されるタレット・パンチ形
工作機械は既知であり、これにおいては加工材を穿孔作
業部につきＸおよびＹ軸方向の両方において正確に移動
するコンピュータにより制御される加工材移動把持装置
を工作機械に設ける。
加工材の移動は一般に、工作機械の下側タレットを囲む
静止ワークテーブル部上で少なくとも部分的に行われる
。
かかる加工材の移動用制御装置および機構ではＸ軸また
はＹ軸方向において３８１０ｃｍ／分を越える速度で加
工材を移動するものが既知である。
更に、４００ストロ一り／分程度のパンチ・ラム運動も
既知である。
これがため、最近のコンピュータにより制御されるタレ
ット・パンチ装置は金属板およびプラスチックに所望の
穿孔された領域を迅速かつ正確に形成できる高性能工作
機械を代表するものとなっている。
しかしかかるタレットパンチ装置の高性能は穿孔形状の
作業により加工材だけから材料を除去できるものに制限
される。
これがため、加工材の大きい領域を除去する必要がある
場合、または加工材を多数の個別加工材に細分する必要
がある場合、または比較的長いか若しくは大きい直径の
切断を行う必要がある場合には、これら所要の作業は互
に若干型なり合う穿孔形式の金属除去作業を多数回反復
することによってしか達成することができない。
これは一般に“ニブリング”と呼ばれる。
かかる互に若干重なり合う穿孔形式の金属除去作業を多
数回反復する方法を使用することにより穿孔の性能を効
果的に向上することができるが、かかる作業によると、
ばり縁の発生、高度に正確で円滑な側縁を安定して形成
できないこと、作業速度が比較的遅いこと等の如き不所
望な事態が起る。
その結果、多くの切断または剪断形式の作業は、付加的
な加工材取扱を必要とする後続の作業において他の工作
機械によって行われている。
自動穿孔装置の能力を増大して加工材に大きくかつ／ま
たは不規則な形状の孔を形成できるようにするため、パ
ンチ・プレス装置にプラズマ・アーク切断トーチを配設
することが提案されており例えば米国特許第４０６３０
５９号明細書に記載されている。
かかる切断トーチは、切断部に隣接した比較的大きいカ
ーフ（Ｋｉｒｆ）、不揃いまたは不整の縁部および大き
い加熱ひずみ領域の如き固有の欠点を有するので望まし
くないという事態が頻繁に起る。
金属切断装置にはプラズマ・アーク・トーチに代え、レ
ーザビーム切断装置を使用するものが画知であるが、か
かる装置を事前にタレット・パンチ装置に合体したもの
は未だない。
レーザビーム切断装置とタレット・パンチ装置を組合せ
ることが試みられていない理由は、穿孔作業に当り工作
機械が衝撃的な強い振動を受けるからである。
レーザ装置は極めて鋭敏な装置であるから、従来は大き
い衝撃および振動を受ける場所には適用できないと考え
られていた。
従って、コンピュータ制御のタレット・パンチ装置にレ
ーザビーム切断装置を合体することにより技術の進展が
もたらされる。
更に、加工材表面の精密に決定された位置にマークを付
すること（マーキング）がしばしば所望される。
穿孔装置は本質的には材料を除去するように構成されて
おり、通常は加工材表面へのマーキングを行うことはで
きない。
このことはレーザビームによる切断にも当てはまる。
従って、タレット・パンチ装置に、加工材の表面にマー
キングを施すことのできるレーザビーム加工装置を合体
することにより技術の一層の進展がもたらされる。
更に、かかる合体装置によれば高速かつ高精度で加工材
の穿孔、切断および表面のマーキングを行うことができ
、その場合すべての機能は中央制御装置から制御するこ
とができ、かつ加工材の移動を単一の移動装置によって
行うことができるので作業相互間に加工材を取扱う必要
がなくなる。
本発明の目的は、自動タレット・パンチ装置と自動レー
ザ加工装置を合体し、これら両装置が共通の制＠装置お
よび共通の加工材移動装置を共用する単一の工作機械を
提供するにある。
本発明の他の目的は、レーザ加工装置を自動的に制御し
て加工材の切断穿孔に加え加工材の表面にマーキングを
行うことのできるレーザ加工機能を具備した自動制御タ
レット・パンチ装置を提供するにある。
本発明では市販の最新鋭のタレット・パンチ装置を使用
するという点で一部に従来技術を使用する０ 既知の高速自動制御タレット・パンチ装置は近接対向関
係で回転タレットを支持する上側および下側アームを有
するほぼＣ字状主枠を備える。
上側タレットには多数の穿孔工具が配設され、下側タレ
ットには多数の共働ダイスが配設される。
上側枠のアームによって支持されるラム機構により穿孔
工具が付勢される。
また工作機械にはワークテーブルおよび加工材把持器を
設け、加工材把持器は加工材の周縁と係合しかつラムに
配置した穿孔作業部につき加工材をワークテーブル上で
移動する。
ワークテーブルとは無関係に移動する把持器を使用する
ことは既知であるが、ワークテーブルの部分を把持器と
共に移動することがしばしばある。
両方の場合において下側タレットを囲むワークテーブル
の中央部は一般に静止している。
かかる工作機械は実際上自動化され、コンピュータ、紙
テープリーダ・バード・ワイヤ・シーケンサ等で構成で
きる中央プロセッサから制御される。
かかる制御装置はタレットの回転を自動的に逐次制御し
て所望の穿孔およびダイス工具を穿孔作業部に配置し、
加工材把持器の移動を制御して加工材の所望位置を穿孔
作業部へ配置し、ラムの運動を制御して選択された穿孔
作業を行うようにする。
本発明ではレーザ加工装置および共通に自動制御される
加工材移動装置を備えた自動制御タレット・パンチ装置
が得られる。
レーザ加工装置はレーザビーム発生器、レーザビーム通
路および加工ヘッドを備える。
レーザビーム発生器はタレット・パンチ装置とは無関係
であり、その不快な振動動作または作業により影響され
ることがない。
この加工ヘッドはワークテーブルの静止部の一部の上に
位置する主枠の上側アームに装着する。
ワークテーブルの静止部には、ワークテーブルの下に配
置する受は箱のための貫通開口を設ける。
受は箱には排気装置および加工屑濾過スクリーンを設け
る。
本発明の構成は市販の多くのパンチ装置に適用すること
ができ、特に本願人の製造に係るモデル１２５０または
米国特許第４０９６７７４号明細書に記載された自動制
御タレット・パンチ装置に適用することができる。
後述する理由のためレーザ発生器としてはガスレーザが
好適であり、特に連続出力モードおよび／々ルス状出力
モードを有するＣＯ２レーザが好適であり、力闘るレー
ザは例えば米国ミシガン州所在のＰｈｏｔｏｎ ５ｏｕ
ｒｃｅｓ社から発売されているモデル３００レーザがあ
る。
約３００〜１０００ワツトの間の出力を有し、２２ゲー
ジから約１．２７儂以上の板状金属を切断できるレーザ
が好適である。
加工ヘッドに対し気体供給装置を設けて少なくとも２個
の異なる気体供給源から加工ヘッドに気体を供給できる
ようにする。
これら２つの気ｆＨｉ−給源から供給する２つの気体の
一方を適切に選定し、この一方の気体が加工レーザビー
ムと共働して発熱反応を呈してレーザの加工速度および
能力を増大するようにする必要がある。
他方の気体は発熱反応を殆んど呈しない形式の気体が好
適である。
特にパルス作動モードのレーザと共に還元された発熱反
応気体を使用することにより加工材を貫通切断せずに加
工材の表面にマークを付することができることを確認し
た。
これにより工作機械には、加工材に部品番号、後の機械
加工のために使用する正確に配置されたゲージマーク、
表面粗仕上げ領域等の如き所要の表面マーキングを施す
ことができることを確認した。
また共通制御装置を設けてレーザ、加工ヘッド、気体供
給装置、加工屑受は箱の排気装置、パンチおよびタレッ
ト装置並に加工材移動装置を制御するようにする。
実際のレーザ発生は中央制御装置から付勢される別個の
制御装置によって行うことができる。
最近のレーザビーム発生器は比較的迅速に付勢できるこ
とのため、工作機械はレーザ使用時およびパンチ使用時
を比較的僅かな時間遅れを伴うたけで循環方式で反復す
ることができる。
パンチの通常の作動時に当り加工ヘッドを損傷する可能
性を除去するため加工ヘッドをワークテーブルに対し垂
直方向に移動自在として、加工ヘッドは不作動状態の場
合上昇させてワークテーブルと決して接触しない位置へ
配置するようにすることができる。
下降じた作業位置にある場合加工ヘッドには加工材上に
載置されるローラ装置を設けて、加工ヘッドの集速レン
ズ系を加工材から適切に離間するようにする。
従って本発明の目的は、共通に制御されるレーザ加工ヘ
ッドおよびタレット・パンチ装置につき共通に自動制御
される加工材移動装置を使用する自動制御形タレット・
パンチ兼レーザ切断兼マーキング用複合工作機械を提供
するにある。
図面につき本発明を説明する。
第１図に示すように本発明の工作機械１０はワークチー
フル１１、タレットパンチのタレット１３を装着する主
枠１２、加工材移動装置１４、レーザ発生器１５、レー
ザビーム通路１６、レーザ加工ヘッド集合体１７および
自動制御装置１８を備える。
加工材移動装置１４は移動台２１上に配設した加工材把
持器２０を備える。
制御装置１８の制御の下にパンチ作業部（パンチ・ワー
ク・ステーション）２３に対し把持器２０は図示の如く
Ｘ方向に移動することができ、かつ移動台２１はＹ方向
に移動することができる。
レーザ加工ヘッド１７は一方の軸方向において、パンチ
作業部２３から適切に偏移（オフセット）して加工部（
カッティング・ステーション）２４が作業部２３に対し
一つの共通軸位置を有するようにする。
例えば、加工部２４をＸ軸に対し４５．７２ｃｆｒＬ偏
移してＹ軸上に配設し、加工材の移動の制御を簡単化し
て、Ｘ軸方向の移動の制御においてパンチ操作およびレ
ーザ操作の両方に対し共通基準点が使用されるようにす
る。
制御装置にはＸ軸方向に２つの基準点を設けて、レーザ
操作に対する基準点が例えばＸ軸中心点に４５．７２ｃ
ｍを加えた点とするようにすることができる。
この態様において、当業者には明らかなように、レーザ
モードの場合制御装置１８および加工材移動装置１４に
よる加工材ＷＰの移動が大幅に簡単になる。
レーザ発生器１５を主枠１２と離間して配設することに
より、パンチ作業時に生ずる振動が著しく敏感なレーザ
発生器１５に悪影響を及ぼすことがなくなる。
レーザビーム通路を設け、ビームベンダ（ｂｅｎｄｅｒ
）３０を使用し、本例ではビームベンダ３０は、主枠２
０の後部に配設したレーザ発生器１５に対し、まず主枠
１２の長軸と平行な方向のレーザビーム３１を加工ヘッ
ド１７の直ぐ上の点へ折曲げ、次いでこのビーム３１を
ワークテーブル１１の方へ直角に下方へ折曲げるように
する。
かかるビームベンダは市販品があり、例えば米国ミシガ
ン州すヴオナ所在のＰｈｏｔｏｎ ５ｏｕｒｃｅｓ社か
ら市販されているモデル４５２ビームベンダが好適であ
ることを確認した。
ビーム通路は管路または導管１６ａで閉成することがで
きる。
制御装置１８も主枠１２から離間して配置し、かつ制御
導管３３を設けて制御装置１８を工作機械の制御パネル
３５およびレーザ発生器１５の制御パネル３６に結合す
るようにする。
第２，３および４図に明瞭に示すように、加工ヘッド１
７はタレット１３の前側および上側に延在する主枠１２
のフランジ４０に配設する。
フランジ４０はワークテーブル１１の静止部１１ａの上
に配置する。
１対の離間した案内棒４４を、可動マウント４６に固着
したブッシング４５に受は入れ、案内棒４４は装着板４
１に固着する。
かかる態様において可動マウント４６は垂直方向に移動
自在であり、装着板４１に取付けた液圧シリンダ４７は
可動マウント４６に取付けた動力アーム４８を有する。
かかる態様において加工ヘッド１７の主要部を加工材Ｗ
Ｐに対し上下することができる。
加工ヘッド１７は可撓導管または連結部材５０を備え、
この連結部材５０により主枠１２および静止ビームベン
ダ３０に対し加工ヘッド１７の部分を上下に移動できる
ようにする。
加工ヘッド１７は、可撓連結部材５０の下に配置した集
束レンズ系５４と整列配置した加工端部開口５３を有す
る先端部５２において終端する。
ビームベンダ３０は連結部材５０の上に配置し、ビーム
ベンダ３０は主枠１２に取付けかつ主枠１２を介して支
持することができる。
かかる態様において、第４図の矢６０で示す方向で通路
導管１６を介して移動するレーザビームをビームベンダ
３０により一方へ曲げ、ビームベンダ３０は鏡で構成す
ることができ、下方へ曲げられたレーザビームは集束レ
ンズ系５４から加工ヘッドの中空内部を介し端部開口５
３に到達する。
遮蔽部材６１により先端部５２を囲み、遮蔽部材６１は
その下側表面に複数の減摩ボール６２を備える。
減摩ボール６２は加工材ＷＰ上に載置して、集束レンズ
系シを加工材ＷＰから所定の距離に維持するようにする
。
加工ヘッドは先端部５２および集束レンズ系５４の間に
中空導管部６４を有する。
中空導管部６４は気体流入路６５を有し、この気体流入
路６５には選択バルブ６６および適当な取付部材を介し
て気体ライン６７および６８を連結する。
気体ライン６１および６８は圧縮気体源（図示せず）と
連通ずる気体供給源バルブ６９および７０に連結する。
気体ライン６Ｔおよび６８に対する気体源は、互に相違
させ、一方の気体源は切断に当り良好な発熱反応を呈す
る気体源とする。
その場合、一方の気体源は例えば酸素とし、他方の気体
源は遥に少ない発熱反応を呈するかまたは発熱反応を呈
しないものとすると好適である。
実際上、第２気体源は例えば空気とするか、または所要
に応じ不活性ガスとすることができる。
先端部２１の直ぐ下にワークテーブル１１の静止部１１
ａにおける開ロア１を配置する。
ワークテーブルの静止部１１ａの下側表面には開ロア１
と整列関係で開ロア１より内径の大きいフランジ付導管
７３を取付ける。
導管７３は下向きに加工屑受け７４へ延設し、加工屑受
け７４は導管７３の長手方向に沿っである距離にわたり
上方に延在する中空室を有し、この中空室は導管７３よ
り大きくするようにする。
導管７３を囲む中空室にはフィルタ７７を介して送風機
７６の如き排気装置を取付け、フィルタ７７は例えば金
属スクリーンとすることができる。
導管７３を囲む中空室は導管７３の端部の下において一
層大きい底部室７７ａと連通し、底部室７７ａは加工作
業に当り発生した加工屑を堆積させるため着脱自在な引
出しを備えることができる。
先に説明したように加工ヘッドの中心線２４は穿孔部中
心線２３と平行でありかつ中心線２４はＸ軸方向におい
て中心線２３から約４５．７２ｃｍ離間される一方Ｙ軸
方向においては中心線２３と整列配置される。
この４５．７２ｃｍでの離間によりりレットの周縁に対
する加工ヘッドのクリアランスが保証される一方、加工
ヘッドが依然としてワークテーブルの静止部上刃に維持
されることを確認した。
第４図はレーザ使用工作機械の連続モードにおけける動
作を示し、加工材ＷＰがレーザにより切断されつつある
状態を示す。
第５図は同じ工作機械においてパルスモードにおける動
作を示し、レーザにより加工材ＷＰの表面に加工材ＷＰ
の厚さより浅い深さのマークが付されつつある状態を示
すレーザおよび気体供給を適切に制御することによりレ
ーザを用いて加工材の切断および加工材表面の穿孔の両
方を達成できることを確認した。
加工材の移動制御に当り加工材を両方の軸方向につき同
時に移動することができるから、レーザにより実際上任
意形状のマークを付することまたは切断を実現すること
ができる。
第６図は本発明の工作機械の制御装置を簡略化して示す
ブロック図である。
図示の制御装置は数値制御形中央制御装置１８、レーザ
用制御装置３６並に種々の指令および帰還センサおよび
バルブを備える。
図示の目的だけのため、マイクロプロセッサ等を備える
ことができる中央制御器１８が３つの部分、即ちレーザ
を制御するための部分１８ａ、加工材移動装置を制御す
るための部分１８ｂ１並にラムおよびタレットを含むパ
ンチを制御するための部分１８ｃを有する如く図示しで
ある。
制御部１８ａはモード選択器１００、気体選択器１０２
レーザ制御器１０３および安全用停止オン／オフ部１０
４を備える。
加工材移動制御部１８ｂは加工材移動装置の現在位置等
に関する情報を蓄積する位置情報部１０５、加工材移動
制御器１０６を備え、また遅延要素１０１を備えること
ができ、遅延要素１０７は制御部１８ａの一部とするこ
ともできる。
制御部１８ｃはラム制御器１０８およびタレット回転制
御器１０９を備える。
レーザ用制御装置３６はパルスモード部１１１および連
続モード部１１２並にレーザビーム発生器１１３を備え
る。
パルスモード部１１１はパルス相互間およびパルスの持
続時間の両方を制御する時間制御部１１４を備える。
モード選択器はレーザのパルスモード動作マたは連続モ
ード動作を選択するのに使用する。
任意の所要手段を介して必要な入力を供給するようにす
ることができ、例えば図示の如く気体選択器１０２に入
力１２０を供給し、これにより気体選択器１０２から気
体供給源バルブ７０または気体供給源バルブ６９に入力
が供給され、この入力によりレーザビーム発生器１１３
がパルスモードまたは連続モードに設定される。
モード選択器１００は遅延要素１０７を付勢することが
できる。
遅延要素１０７はレーザが切断即ち連続モードにある場
合にのみ付勢され、加工材移動装置１４の動作を所定量
だけ遅延させるよう作動する。
これは、加工材の移動の開始以前にレーザが加工材を切
断できるようにするためである。
レーザは、最初の切断が行われた後にこれと等量の材料
を切断する場合より最初の切断を行う場合の方が長時間
を要することを確認した。
レーザの動作モードが選択され、バルブ７０または６９
が選択されて加工ヘッド１７に気体が供給され、かつ遅
延要素１０７が付勢されるかまたは付勢されなかった場
合に、レーザ制御器１０３が付勢される。
レーザ制御器１０３は安全用オン／オフ部１０４を介し
てレーザビーム発生器１１３を付勢する。
安全用オン／オフ部１０４は気体ライン１２１から帰還
情報を供給され、低圧を検知した場合レーザビーム発生
器１１３を完全停止状態にする。
またレーザ制御器１０３は加工ヘッドの上下位置制御器
１２５を操作する。
位置制御器１２５は帰還路１２６を介して安全用オン／
オフ部１０４に信号を帰還して、加工ヘッドが上昇位置
にある場合にはレーザビーム発生器１１３を付勢できな
いようにする。
従って、加工ヘッドはレーザビーム発生器１１３の付勢
以前に下降させる必要があり、送風機７６は加工ヘッド
を下降させた結果付勢されるようにするかまたは気体供
給装置を介して制御することができる。
またレーザビーム発生器１１３の付勢により１２７で示
すようにラムの付勢が禁止される。
所要に応じ禁止信号はタレット制御器１０９にも供給す
ることができるが、レーザは如何なる態様においてもタ
レットとインターフェースまたは共動することがないか
ら、加工材の移動に当りタレットの付勢を禁止すること
が所望されないならば、次の工具を穿孔部へ回動するタ
レット選択はレーザビーム発生器の使用と同時に行うこ
とができる。
ライン１２８を介してレーザビーム発生器へ供給する指
令信号が例えば低電力状態のためレーザビ−ム発生器１
１３が付勢されなかった場合には、これがライン１２９
を介し安全用オン／オフ部１０４に入力されて完全な停
止状態となる。
以上の説明から当業者には明らかなように、既存の数値
制御タレットの制御装置を本発明によるレーザ加工機能
を付加するため変形することは比較的簡単である。
なおレーザが表面へのマーク付与に使用されかつパルス
モードが選択される場合には遅延要素１０７は必要でな
い。
遅延要素１０７はレーザの切断モードを適切に使用する
ために必要であるが、遅延時間は加工材の材料の種類お
よび加工材の厚さによって相違する。
従って自動制御装置の他の変形例においては遅延要素１
０７は自動制御装置１８内に別個のプログラマブル・ク
ロック装置として設けることができる。
その場合プログラマブル・クロック装置はレーザの始動
後加工材の移動の付勢を遅延するか、または別個のレー
ザビーム終了装置として使用することができ、レーザビ
ーム終了装置は付加的指令によりプログラムされた場合
、プログラムされた時間の経過後レーザを自動的に消滅
させる。
加工材移動装置に対し遅延時間とレーザビーム発生器の
付勢を合体することにより付加的な機能が得られる。
加工材に極めて小さい直径の開口を穿設しなければなら
ないことがしばしばある。
極めて直径の小さいパンチを使用することができるがか
かるパンチは高価であり、かつある種の作業環境の下で
は穿設の不良率が極めて高くなる。
レーザビームは直径が極めて小さいため寸法の小さい貫
通孔の穿設にも使用することができる。
更に第６図に示すように、レーザ制御器１０３によるレ
ーザビーム発生器の付勢に際しては加工ヘッドが下降さ
れたことを示す信号１３０が加工材移動制御器１０６に
入力される。
信号１３０は、所要に応じ、加工ヘッドに関連するマイ
クロスイッチその他の感知装置から直接入力することも
できる。
信号１３０の機能は加工材移動装置内での安全な動作を
開始させ、加工材把持器２０が加工ヘッドの下側区域へ
移動するのを防止して加工材把持器が損傷されるのを防
止する。
この特長はまた、代案として、加工材把持器を加工ヘッ
ドに隣接する位置へ移動する際下降された加工ヘッドと
接触できる加工材把持器と関連する感知手段を介して実
現することができる。
その場合かかる感知手段からの信号を制御装置へ帰還し
て、完全停止状態を発生させるかまたはオーバーライデ
ィング・プログラムを実行させてレーザビーム発生器の
動作を終了させ、加工材把持器を再度配置し、レーザビ
ーム発生器を再度付勢し、加工材の移動を継続する。
なお、加工ヘッドを適切に構成配置することにより加工
ヘッド遮蔽部材の底部および加工材の頂部の間に極めて
小さいクリアランスが形成され、従って加工材把持器が
加工ヘッドと接触できる位置に到達する以前に加工材把
持器に対する安全装置が付勢されるようにする。
第５図はパルスモードにおけるレーザの使用を示す。
パルス相互間の間隔およびパルス持続時間を適切に選定
することにより、多くの加工材の表面上に連続した渦巻
線を形成することができる。
またパルス相互間の時間を延長することにより、離間さ
れたダッシュの形態のマーキングを達成することもでき
る。
レーザを使用するための実際の制御用指令は比較的簡単
であり、典型的なプログラムは次の如き指令を含むこと
ができる。
Ｇ６３−マーキングを行うための準備 マーキングを行うため補助気体を選択し、レーザを“パ
ルス”モードにする。
Ｇ６４−切断を行うための準備 切断を行うため補助気体を選択し、レー ザを“連続”モードにする。
Ｇｏｏ−Ｇ６３またはＧ６４をキャンセルし、制御を“
点順次方式”の位置決めモードに 戻す。
Ｍ６３−補助気体オン Ｇ６３またはＧ６４を介して選択された 気体を加工ヘッドのノズルに供給する。
Ｍ６４−補助気体オフ Ｍ６５−ヘッド・ダウン 加工ヘッドを加工材の表面まで下降させ る。
Ｍ６０−ヘツド・アップ 加工ヘッドを蓄積された上方位置まで上 昇させる。
Ｍ６フービーム・オフ レーザビームをターンオフするのに使用 することができる。
しかし、両軸が所定位置にある場合またはプログラムさ
れた 遅延時間が完了した場合、レーザビーム は自動的にターンオフされる。
Ｍ６８−ビーム・オン レーザビームをターンオンする。
この指令はモード指令ではなく、レーザビーム のターンオンが要求される毎に繰り返す 必要がある。
なお、Ｇ指令は準備指令であり、Ｍ指令は実行指令であ
る。
工作機械により直線状切断従って加工材の移動および穿
孔作業従って円形のマークを付することの両方を行い、
最後に穿孔作業を行う際の典型的な指令系列を次に示す
。
上記指令系列において各ブロックの終端にはプロセッサ
に次のブロックの読取を指令するブロック終端信号が存
在するものとする。
上記指令系列によれば工作機械は次の如く制御される。
ブロック００１ Ｇ６４ Ｍ６３ Ｍ６５１）レ
ーザのモードが“連続”切断に選択され、補助気体とし
て酸素が選択される。
２）補助気体が加工ヘッドの先端部に供給される。
３）加工ヘッドを加工材まで下降させる。
１）レーザビームがターンオンされ、金属板状加工材を
透過できる状態となる（０２）（２５）＝５０ｍ秒の遅
延時間後レーザビームは自動的にターンオフされる。
１）レーザビームがターンオンされ、加工材をｘプラス
およびｙプラス方向において角度４５゜で約２０３．２
ｃｍ／分（Ｆ００８）において移動する。
２）移動の完了時にレーザビームは自動的にターンオフ
される。
１）補助気体がターンオフさせる。
２）加工ヘッドを上昇させる。
１）制御態様を点順次モードに戻す。
２）ｘおよびｙ軸方向において２４．５ｃｍ移動。
３）この移動完了後に“穿孔”作業（Ｇ６８）を行う。
１）レーザビームにつき“パルス”モードを選択し、マ
ーキングの準備に当り補助気体を選択する。
２）補助気体がターンオンされ、加工ヘッドの先端部に
供給される。
３）加工ヘッドを下降させる。
１）レーザビームがターンオンされ、加工材を約２５４
ｃｍ／分の速度で円弧状通路に沿って移動する。
２）円形マーキングの完了後レーザビームがターンオフ
される。
１）補助気体がターンオフされる。
２）加工ヘッドを上昇させる。
１）制御モードを点順次モードに戻し、Ｘおよびｙ軸方
向における運動に後続して“穿孔”作業が行われる。
なお図面に示してないが、上述した種々の装置には気体
供給装置における圧力センサ、位置センサ、加工ヘッド
におけるマイクロスイッチ等の如き所要の装置が含まれ
ることは当業者には明らかである。
更に、レーザ加工ヘッドはパンチの主枠上に配設および
支持されているが衝撃に対し実際上パンチの主枠から分
離される。
この目的のため空気シリンダ４７は液圧クッションの態
様で作動する。
更に、案内棒４４にはブッシング４５と係合する頂部ば
ねおよび底部ばねを設けることができる。
これらのばねは空気シリンダ支持部と共働して加工ヘッ
ドを衝撃に対し分離する。
これは、集束レンズ系５４が加工ヘッドに配設され、従
って分離されたレーザビーム発生器に設けるのではなく
工作機械によって支持されるという事実から所望される
。
以上の説明から明らかなように本発明によれば共通の加
工材移動制御装置を共用するタレット・パンチまたはレ
ーザ加工装置を使用し、自動制御された穿孔、切断およ
び加工材表面へのマーキングを行うことのできる工作機
械が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例の平面図、第２図は第１図の■
−■線上側面図、第３図は第２図の■−■線側面の一部
を切除して示す側面図、第４図は本発明のレーザ加工ヘ
ッドの実施例を一部を断面で示す側面図、第５図はパル
スモードで作動するレーザ加工ヘッドの要部を示す拡大
断面図、第６図は本発明工作機械の制御系を示すブロッ
ク図である。 １０・・・・・・工作機械、１１・・・・・・ワークテ
ーブル、１１ａ・・・・・・ワークテーブル１１の静止
部、１２・・・・・・主枠、１３・・・・・・タレット
、１４・・・・・・加工材移動装置、１５・・・・・・
レーザ発生器、１６・・・・・・レーザビーム通路、１
７・・・・・・レーザ加工ヘッド集合体、１８・・・・
・・自動制御装置、１８ａ・・・・・・レーザ制御部、
１８ｂ・・・・・・加工材移動制御部、１８ｃ・・・・
・・パンチ制御部、２０・・・・・・加工材把持器、２
１・・・・・・移動台、２３・・・・・・パンチ作業部
、２４・・・・・・切断部、３０・・・・・・ビームベ
ンダ、３１・・・・・・レーザビーム、３３・・・・・
・制御導管、３５，３６・・・・・・制御パネル、４０
・・・・・・フランジ、４１・・・・・・装着板、４４
・・・・・・案内棒、４５・・・・・・ブッシング、４
６・・・・・・可動マウント、４７・・・・・・液圧シ
リンダ、４８・・・・・・動力アーム、５０・・・・・
・可撓連結部材、５２・・・・・・先端部、５３・・・
・・・端部開口、５４・・・・・・集束レンズ系、６１
・・・・・・遮蔽部材、６２・・・・・・減摩ボール、
６４・・・・・・中空導管部、６５・・・・・・気体流
入路、６６・・・・・・選択バルブ、６７．６８・・・
・・・気体ライン、６９，７０・・・・・・気体供給源
バルブ、７１・・・・・・開口、７３・・・・・・フラ
ンジ付導管、７４・・・・・・加工屑受け、７６・・・
・・・送風機、７７・・・・・・フィルタ、７７ａ・・
・・・・底部室、１００・・・・・・モード選択器、１
０２・・・・・・気体選択器、１０３・・・・・・レー
ザ制御器、１０４・・・・・・安全用停止オン／オフ部
、１０５・・・・・・位置情報部、１０６・・・・・・
加工材移動制御器、１０７・・・・・・遅延要素、１０
８・・・・・・ラム制御器、１０９・・・・・・タレッ
ト回転制御器、１１１・・・・・・パルスモード部、１
１２・・・・・・連続モード部、１１３・・・・・・レ
ーザビーム発生器、１１４・・・・・・時間制御部、１
２５・・・・・・加工ヘッドの上下位置制御器、１２６
・・・・・・帰還路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 主枠と；該主枠に配設されそれぞれ穿孔工具および
    ダイスを装着され、互に離間されて回転自在な上側およ
    び下側タレットと；前記主枠に配設され作業部に静止さ
    せる垂直方向往復運動自在のパンチ・ラムと；前記下側
    タレットの近傍から少なくとも前記下側タレットの側部
    および前部に向って外向きに延在し、少なくとも前記下
    側タレットに隣接する静止部を有するワークテーブルを
    備え、前記静止部は加工作業部と整列配置しかつ前記加
    工作業部に対し離間し；更に前記タレットおよびパンチ
    ・ラムを制御しかつ加工材移動装置を制御して少なくと
    も前記ワークテーブルの静止部および前記加工作業部に
    対し加工材を移動する中央自動制御装置とを備えるパン
    チ・プレス工作機械装置において、 前記ワークデープルの静止部の上で主枠に配設した垂直
    方向移動自在なレーザ加工ヘッドを備え、前記レーザ加
    工ヘッドがその底部に隣接する中空先端部と、該中空先
    端部の底部からの距離を調整し固定することができかつ
    前記レーザ加工ヘッドと共に垂直方向に移動自在なレー
    ザビーム集束光学装置とを有し； レーザビーム発生器を備え、該レーザビーム発生器はパ
    ンチ・プレスおよび主枠から離間し実際上分離してパン
    チ・プレスの振動から分離されるようにし： 前記レーザ加工ヘッドおよび前記レーザビーム発生器を
    相互接続する光学ビーム通路を備え、該光学ビーム通路
    はレーザビームを前記中空先端部を通過する方向に指向
    するビーム曲げ光学部材を有し、前記ワークテーブルの
    静止部には前記中空先端部から生ずるレーザビームと整
    列関係で貫通開口を配設し： 前記中央自動制御装置からの指令により穿孔作業および
    レーザ加工を自動的に選択制御する制御装置を備え、該
    制御装置かレーザ加工の選択に応じて前記レーザ加工ヘ
    ッドを垂直方向に移動するように制御する装置を有し、
    前記制御装置を前記中央自動制御装置に合体する よう構成したことを特徴とするタレットパンチ工作機械
    装置。 ２ 主枠と；該主枠に配設されそれぞれ穿孔工具および
    ダイスを装着され、互に離間されて回転自在な上側およ
    び下側タレットと；前記主枠に配設され作業部に静止さ
    せる垂直方向往復運動自在のパンチ・ラムと；前記下側
    タレットの近傍から少なくとも前記下側タレットの側部
    および前部に向つて外向きに延在し、少なくとも前記下
    側タレットに隣接する静止部を有するワークテーブルを
    備え、前記静止部は加工作業部と整列配置しかつ前記加
    工作業部に対し離間し；更に前記タレットおよびパンチ
    ・ラムを制御しかつ加工材移動装置を制御して少なくと
    も前記ワークテーブルの静止部および前記加工作業部に
    対し加工材を移動する中央自動制御装置とを備えるパン
    チ・プレス工作機械装置において、 前記ワークテーブルの静止部の上で主枠に配設した垂直
    方向移動自在なレーザ加工ヘッドを備え前記レーザ加工
    ヘッドがその底部に隣接する中空先端部と、該中空先端
    部の底部からの距離を調翌し固定することができかつ前
    記レーザ加工ヘッドと共に垂直方向に移動自在なレーザ
    ビーム集束光学装置とを有し； レーザビーム発生器を備え、該レーザビーム発生器はパ
    ンチ・プレスおよび主枠から離間し実際上分離してパン
    チ・プレスの振動から分離されるようにし； 前記レーザ加工ヘッドおよび前記レーザビーム発生器を
    相互接続する光学ビーム通路を備え、該光学ビーム通路
    はレーザビームを前記中空先端部を通過する方向に指向
    するビーム曲げ光学部材を有し、前記ワークテーブルの
    静止部には前記中空先端部から生ずるレーザビームと整
    列関係で貫通開口を配設し； 前記中央自動制御装置からの指令により穿孔作業および
    レーザ加工を自動的に選択制御する制御装置を備え、該
    制御装置かレーザ加工の選択に応じて前記レーザ加工ヘ
    ッドを垂直方向に移動するように制御する装置を有し、
    前記制御装置を前記中央自動制御装置に合体し、 加圧気体を前記中空先端部の内部に供給するよう作動さ
    せることができる少なくとも１個の気体供給装置を備え
    、該気体供給装置が発熱反応を発生する気体の供給源を
    有し、前記制御装置がレーザ加工の選択に応じて前記気
    体供給装置を作動させるように制御する装置を有する構
    成としたことを特徴とする工作機械装置。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の工作機械装置において
    、加圧気体を前記中空先端部の内部に供給するよう互に
    独立に作動させることができる２個の気体供給装置を備
    え、第１の気体供給装置か発熱反応発生気体を供給し、
    第２の気体供給装置が前記第１気体供給装置からの気体
    に比べ発熱反応発生能力の小さい気体を供給し、前記レ
    ーザビーム発生器が連続およびパルス動作モードの一方
    で選択的に作動することができ、前記制御装置が前記動
    作モードの一方を選択するように制御する装置および前
    記２個の気体供給装置の一方を選択的に作動させるよう
    に制御する装置を有する構成としたことを特徴とする工
    作機械装置。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の工作機械装置において
    、前記制御装置がレーザ加工の選択に応じて前記レーザ
    加工ヘッドを高い休止位置から加工位置へ降下するよう
    に制御する装置を有する構成としたことを特徴とする工
    作機械装置。
JP54109261A 1978-08-29 1979-08-29 パンチ・プレス工作機械装置 Expired JPS5811318B2 (ja)

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