JPH0478366B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はレーザー加工ヘツドとプレス加工ヘ
ツドとを搭載した板材の複合加工機に関する。

〔従来の技術〕

従来の複合加工機では高性能を目的としプレス
加工ヘツドをクランクプレス式としていたため、
クランクシヤフトの駆動用としてフライホイール
と、該フライホイールに連結したクラツチ、ブレ
ーキおよびモータ等をもフレーム上に搭載しなけ
ればならず、プレス加工ヘツド側が大規模になり
勝ちであり、またクランクシヤフトの発停制御も
複雑であつた。パンチとダイとの関係も、多数の
パンチとダイとの組を円盤タレツトの同一円周上
に設けるいわゆるタレツトパンチプレス機形式の
ものは、多数組の工具を円滑に移動自在に支持
し、しかも打圧手段の作用下にもたらした際には
正確な一定位置になければならないことから、装
置が大きくなりがちで制御も複雑であつた。

一方、レーザー加工ヘツド側の性能が高まるに
つれてプレス加工ヘツド側で加工すべき種類は減
少傾向にあり、特にレーザー加工ヘツド側での加
工で問題となるのは、切断の端緒となるいわゆる
ピアツシング穴（板材を貫通する穴）をあける時
間が、レーザー照射によつては比較的長時間かか
るという問題であつた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで、この発明は発明者は上記事情に着目
し、レーザー加工ヘツド側で行う場合に不利にな
る加工のみをプレス加工ヘツド側で行うようにす
れば、プレス加工ヘツドを比較的構造簡単にでき
ることに気付き、レーザー加工ヘツドとプレス加
工ヘツドとのバランスがとれた複合加工機を開発
することに成功したのである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明が提案する複合加工機は、垂直方向に
沿つて上下駆動されるとともにインデツクス装置
によつて上下軸芯周りに回転されるラム部材を設
け、このラム部材を中心とする同一円周上に複数
のパンチ工具を配設し、上記ラム部材に係合部を
形成し、上記パンチ工具の夫々に上記係合部に対
応する被係合部を設け、これら係合部と被係合部
とを凹部と凸部の組合せから成る嵌合構造に形成
してプレス加工ヘツドを構成するとともに、当該
プレス加工ヘツドとレーザー加工ヘツドとを搭載
し、上記ラム部材の上下動用駆動源として油圧シ
リンダを採用したものである。

〔実施例〕

第７，８図は夫々、この発明に係る、パンチ加
工ヘツド１とレーザー加工ヘツド２とを搭載した
複合加工機の全体平面図、および側面図であり、
側面視がＣ字状の全体フレーム上に板材の移動テ
ーブル装置３、上記レーザー加工ヘツド２、パン
チ加工ヘツド１および上記レーザー加工ヘツド２
用のレーザー発振機４、NC装置５、装置全体の
制御装置６等が一括して載設してある。

板材の移動テーブル装置３は図中Ｙ方向に沿つ
て移動自在な左右のテーブル７，８と、該左右テ
ーブル７，８の間の固定テーブル９および、上記
左右テーブル７，８と一体になつてＹ方向へ移動
するキヤリツジ１１、さらに該キヤリツジ１１上
に設けられ図中Ｘ方向に沿つて移動するワークホ
ルダ１２とからなつており、板材ワークＷは該ワ
ークホルダ１２に一辺を把持されてテーブル７，
８，９上を水平面内で縦横に移動されるようにな
つている。

１３は固定テーブル９上で、板材ワークＷの移
動を円滑にする遊転ボール、１４は同じく左右テ
ーブル７，８上でのワーク移動を円滑にする遊転
ローラ１４である。

レーザー加工ヘツド２へは、上記レーザー発振
機４からのレーザー光線が導かれて、該光線が垂
直下方へ向かつてテーブル上の板材面へ直角に照
射するようになつているが、パンチ加工ヘツド１
はこの発明に従つて次のように構成されている。

すなわち、第１〜３図に示したように、この実
施例のパンチ加工ヘツド１は、前記フレームの上
部前端に設けた合計８個のパンチ工具１５と、該
パンチ工具１５の４個ごとに１基設けられ、計２
基の打圧装置１６および前記固定テーブル９上に
設けた上記パンチ工具１５に対応する合計８個の
ダイ工具１７とからなつており、上記打圧装置１
６はフレーム上に直立して設けた油圧シリンダ１
８と、該油圧シリンダ１８のロツド２０端にカツ
プリング１９を介して回転自在に連結されたシヤ
フト状のラム部材２１と、該ラム部材２１を回転
するインデツクス装置２２とからなつているが、
上記ラム部材２１の中心軸線は前記４個のパンチ
工具１５の中心上に設けてあり、つまり逆にみれ
ば４個のパンチ工具１５はラム部材２１を中心と
する同一の円周上に配設してあり、該ラム部材２
１下端には、上記パンチ工具１５の上部のフラン
ジ部１５ａの外形とほぼ同形であつて、ラム部材
２１の回転によつては上記フランジ部１５ａに係
合せずそのまま通過するが、ラム部材２１の上下
動によつては上記フランジ部１５ａに係合するコ
字状凹所２１ａを形成してある。

２３はラム部材２１を回転自在かつ上下動自在
に支承するブツシユ材であつて、該ラム部材２１
上端の円形のフランジ部２１ｂがカツプリング１
９内の係合部に係合されて回転自在に連結されて
いるのである。

また、該ラム部材２１の上部にはスプライン状
のギア２１ｃが形成してあつて、該ギア２１ｃ部
がフレームＦ上に設けた大径のアイドラギア２
４、小径のアイドラギア２５を介してインデツク
スモータ２６の出力軸のピニオンギア２７に噛合
連結してあり、このインデツクスモータ２６を適
角度ずつ回転することによつて、ラム部材２１を
90度ごと回転できるようになつている。

つまり、上記インデツクスモータ２６とアイド
ラギア２４，２５とでもつてインデツクス装置２
２を構成する。

なお、上記大径のアイドラギア２４は左右のラ
ム部材２１に噛合しており（第２図）、１個のイ
ンデツクスモータ２６を回転することによつて両
方のラム部材２１が回転する。

油圧シリンダ１８を貫くロツド２０上部には環
状の凹所２０ａと、最上端のフランジ部２０ｂと
が形成してあり、該凹所２０ａには側方からエア
シリンダ２８によつて進退駆動される係止板２９
が突入係合して、該油圧シリンダ１８の非作動時
の（つまり、パンチ加工を行わない間の）ロツド
２０の落下防止を図つているが、上記フランジ部
には次のような３本の近傍スイツチ３１，３２，
３３を臨ませて設けてある。

すなわち、第３図に示したように、フレーム上
のブラケツト３４には油圧シリンダ１８のロツド
２０の最上昇位置（実線）と、最下降位置（２点
鎖線）および中間位置（１転鎖線）とに対応する
高さに夫々近傍スイツチ３１，３２，３３を設け
てあり、ロツド２０の位置、つまり前記ラム部材
２１を介してパンチ工具１５の位置を検知しうる
ようになつているが、上記中間位置の近傍スイツ
チ３３は、パンチ工具１５が最大の板厚の板材Ｗ
を打抜いた後、再び上昇した際に完全に板材Ｗか
ら抜け出る高さ位置に設定してあり、該近傍スイ
ツチ３３からの信号を、前記移動テーブル装置３
のスタート信号とすることによつて、パンチ工具
１５が最上昇位置まで戻る以前であつて、板材Ｗ
を移動しても、機械の損障等を生じない可及的に
早い時期に板材を移動開始せしめることができ
て、加工サイクルタイムの短縮が図られている。

３５はブラケツト３４にあけた長穴であり、図
示しないねじを調整して各近傍スイツチ３１，３
２，３３の高さを調節しうるようになつている。

また、３６はパンチ工具１５の落下防止装置で
あり、スプリングにより常時上方へ付勢されたス
ライドキー３７が、パンチ工具１５の側面のキー
溝１５ｂに突入係合している。

次にダイ工具１７について説明すると、該ダイ
工具１７は第４〜６図に示したように、４個のダ
イ工具１７ごとに１個のカートリツジ３８上に固
定されており、合計２個のカートリツジ３８が前
記固定テーブル９のパンチ加工ヘツド位置に締着
されている。

そして、各カートリツジ３８の一側面は斜面３
８ａに形成してあつて、該斜面３８ａに一本のシ
リンダ３９により支軸４１まわりで旋回駆動する
締着レバー４２を係合させることによつてダイ工
具１７をカートリツジ３８ごとテーブル９上に固
定でき（第５図実線）締着レバー４２を解放する
ことによつてダイ工具１７をカートリツジ３８ご
とテーブル９から離脱しうるようになつている
（第５図鎖線）。

４３はカートリツジ３８の他の側面を規制する
フレームＦに固定のストツプ板、４４は支軸、４
１のブラケツト、４５は締着した各ダイ工具１７
位置の下方に設けた筒状のスラグシユートであ
る。

また、該ダイ工具１７まわりには次に示すよう
な昇降動作する遊転ボール装置４６，４７，４８
が設けてある。

すなわち、第４，６図に示したように、遊転ボ
ール装置４６は、上記カートリツジ３８と一体の
筒状部材５１と、その基端の筒状部５２ａが該筒
状部材５１内を貫通して上下動自在に支承された
ボールのハウジング部材５２と、該ハウジング部
材５２内で遊転自在に支承されたボール５３とか
らなつており、上記筒状部５２ａの下端はフラン
ジ５２ｂ状に形成されて、上記筒状部材５１との
間に介装されたスプリング５４によつて常時は下
方へ付勢され、ボール５３頂部がダイ工具１７の
上面よりも低い位置になるようになつているが、
該遊転ボール装置４６下方にはボール５３頂部を
ダイ工具１７上面よりも高位置へと持上げる次の
ような持上げ装置５５が設けてある。

すなわち、フレームＦに対して垂直に固定した
シリンダ５６のロツド５７に平面視がＴ字状の連
結板５８（第４図）を固定し、該連結板５８の一
端５８ｃに持上げ部材５９を固定して該持上げ部
材５９をフレーム下面の貫通孔６１を貫いて上記
筒状部５２ａ下端に臨ませてあるのであり、シリ
ンダ５６の伸縮によつて遊転ボール装置４６のハ
ウジング部材５２を昇降せしめるようになつてい
る。

そして、この例では上記持上げ部材５９を中空
筒体とし、該部材５９にエア配管６２を連結する
と共に、該エア配管６２から圧入したエアが第６
図示の状態では上記遊転ボール装置４６のハウジ
ング部材５２内を通つてボール５３の周囲から上
方へと向けて噴出するようになしてあり、さらに
該エア配管６２への圧空の入切は前記連結板５８
に一体垂設したボルト６３の昇降動により切換わ
るメカバルブ６４によつて入接されるようになつ
ていて、シリンダ５６が伸長してボール５３が持
上げられた際（第６図示）にはメガバルブ６４が
入となつて上記のようにエアがボール５３の周囲
から噴出し、シリンダ５６が収縮してボール５３
がダイ工具１７高さよりも低くなつた際にはメガ
バルブ６４が切となつて（第６図鎖線）、エア配
管への供給が断たれ、エアの噴出が停止するよう
になつている。

なお、６５はウレタン材であつて、持上げ部材
５９とハウジング部材５２との当接面からのエア
のもれを防止している。

また、６６はシリンダ５６のロツド５７先端の
ガイド軸受であつて、上記連結板５８の他の２つ
の先端５８ａ，５８ｂにも前記と同様のエア配管
を連結した持上げ部材が取付けてあり、テーブル
表面に装着した他の遊転ボール装置４７，４８を
持上げるようになつている。

これら遊転ボール装置４７，４８も上記遊転ボ
ール装置４６と同様の構造である。

この実施例の複合加工機は以上のような構造に
なつているので、移動テーブル装置３を作動して
板材ワークＷの任意カ所をレーザー加工ヘツド２
あるいはパンチ加工ヘツド１へと持たらし、例え
ば、最初にパンチ加工ヘツド１によつてレーザー
切断の端緒となるピアツシング穴（小穴）をあ
け、（この際のピアツシング穴は小径であるので、
油圧シリンダ１８の推力（上記例では５トン）で
あつても充分迅速に穿孔できる）次いで該ピアツ
シング穴を端緒としてレーザー加工ヘツド１によ
つて任意の形状の切断を開始する、といつた運転
を行つて効率よく板材加工を行うことができる
が、パンチ加工ヘツド１のパンチ工具１５の選択
および選択したパンチ工具１５による打抜きは次
のようにして行う。

すなわち、前記インデツクスモータ２６を回転
させてラム部材２１を回転し、所望の工具とラム
部材２１とを係合状態とした後に、左右いずれか
の油圧シリンダ１８を伸長して、８個のうちの所
望のパンチ工具１５のみを下方へ打おろしするの
であり、打あろしが終了すれば直ちに油圧シリン
ダ１８を収縮して該工具１５を持上げ、板材ワー
クＷから引き抜くのである。

この際パンチ工具１５の打おろし完了、引き抜
き完了は前記近傍スイツチ３２，３３によつて検
知でき、引抜き完了信号によつて直ちに、次の板
材ワークＷ上の加工位置をパンチ加工位置へと持
たらすべき移動テーブル装置３を動作開始するこ
とは前述の通りである。

また、この実施例の加工機では、ダイ工具１７
まわりの遊転ボール装置４６，４７，４８が前述
のとおりになつているので、移動テーブル装置３
を作動させて、ワークＷを該ダイ工具１７上を移
動する際には、ボール５３が上昇していて（第６
図）、板材ワークＷ下面はボール５３と噴出する
エアによつてきわめて滑らかに支承されて、ダイ
工具１７上面等と摺接することによる傷等を全く
生じず、ボール５３とハウジング部材５２との間
へのゴミ侵入も生じないがパンチ加工するために
板材ワークＷを静止した際には、ボール５３が下
降し、板材ワークＷ下面はダイ工具１７上面に密
着することとなる。

この際ボール５３周囲からのエアの噴出も停止
することは前述の通りであり、省エネルギーが図
られている。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、この発明に従つ
た複合加工機では、パンチ加工ヘツドの駆動源が
油圧シリンダであるので、フレーム内の構造が簡
単になり全体をコンパクトにでき、しかも制御も
簡単である。更に、この発明に従つたプレス装置
では複数の工具組をコンパクトに配置でき、した
がつてレーザー加工との複合加工機としてきわめ
て好適する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る複合加工機のパンチ加
工ヘツド部分の縦断側面図、第２図は第１図の
−線断面図、第３図は油圧シリンダの上部を示
す側面図、第４図はダイ工部部分の平面図、第５
図は同側面図、第６図は第４図の−線断面
図、第７図は複合加工機全体の平面図、第８図は
同側面図である。 １……パンチ加工ヘツド、２……レーザー加工
ヘツド、１５……パンチ工具、１８……油圧シリ
ンダ、Ｗ……板材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 垂直方向に沿つて上下駆動されるとともにイ
   ンデツクス装置によつて上下軸芯周りに回転され
   るラム部材を設け、このラム部材を中心とする同
   一円周上に複数のパンチ工具を配設し、上記ラム
   部材に係合部を形成し、上記パンチ工具の夫々に
   上記係合部に対応する被係合部を設け、これら係
   合部と被係合部とを凹部と凸部の組合せから成る
   嵌合構造に形成してプレス加工ヘツドを構成する
   とともに、当該プレス加工ヘツドとレーザー加工
   ヘツドとを搭載し、上記ラム部材の上下動用駆動
   原を油圧シリンダになしたことを特徴とする板材
   の複合加工機。