JPH0526616B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は板金加工用の工作機械に関し、詳し
くは平面上の任意の位置に移動自在なワークホル
ダーを備えた板金載置テーブルと、前記板金載置
テーブル上の板金にパンチ加工を施すパンチ加工
ヘツド、並びに前記板金載置テーブル上の板金に
レーザー加工を施すレーザー加工ヘツドとを含む
板金加工工作機械に関する。

〔従来の技術〕

レーザー加工ヘツドと、パンチ加工ヘツドを備
えた工作機械、いわゆる複合工作機械が開発され
ているが、これらは機体のコンパクト化を図るた
めに、機械的加工ヘツドの支持フレームと同一の
フレーム上に、該機械的加工ヘツドに近接してレ
ーザー加工ヘツドを搭載している。

そのため、従来のレーザー加工機搭載の複合工
作機械では、どうしてもパンチ加工ヘツド側の振
動がレーザー加工ヘツドに伝わり、レーザー光の
調整に微妙な変動が生じて、レーザー切断の切断
面が一定でなくなつたり、粗い切断面となるとい
つた支障が生じる。

上記支障は、レーザー加工ヘツドの支持フレー
ム上への取付構造を、例えばエアクツシヨンを介
装した構造とすること、あるいはパンチ加工ヘツ
ドの作動時間とレーザー加工ヘツドの作動時間と
を完全に別々の時間帯とし、さらにレーザー加工
ヘツドの作動開始時間を、機械的加工ヘツドによ
る加工が終了し相当の時間が経過してフレームの
振動が減衰した後に設定すること等によつてある
程度は解消しうるが、その場合のレーザー切断に
よる切断面も、レーザー切断専用の単能機による
切断面程度にまで鋭利になすことはできず、しか
も上記のように加工所要時間が延びるといつた別
の支障が生じる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この発明はレーザー加工機を搭載したいわゆる
複合工作機械において、上記のような別の支障を
生じることなく、しかもレーザー切断面は単能機
による切断面と同程度にまで鋭利になしうる新規
な板金加工工作機械を提供しようとするものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

そこでこの発明は、上記のような複合工作機械
において、特にパンチ加工ヘツド支持フレームの
周囲に別体の支持フレームをやぐら状に立設しこ
の別体の支持フレーム上にレーザー加工ヘツドを
支持せしめ、該レーザー加工ヘツドを機械的加工
ヘツドと同様に板金載置テーブル上の板金面に臨
むようになすことを提案するものである。

〔実施例〕

以下、図面に基づき機械的加工ヘツドとしてパ
ンチ加工ヘツドを備えた工作機械について実施例
を説明する。

第１，２図は夫々全体正面図、側面図であり、
この実施例機械は、その上面で板金Ｗを自由に移
動しうる板金載置テーブル部１とその支持フレー
ム２、上下の工具タレツト３ｕ，３ｌと該タレツ
ト３ｕに支持せしめたパンチ工具４に係合して上
下駆動するラム５とからなる機械的加工ヘツドと
してのパンチ加工ヘツドＰと該パンチ加工ヘツド
の支持フレーム（Ｃ字状フレーム）６、および上
記支持フレーム６の周囲にやぐら状に立設した別
体の支持フレーム７上に載設したレーザー加工ヘ
ツドＬに連るレーザー発振器８から構成されてい
る。

９はNC装置、１１は上記レーザー発振器８に
ダクト１２により連結された電源装置である。

以下、各部について詳細に説明する。

まず、板金載置テーブル部１は、第３，４図に
示したように、前記支持フレーム２上のレール１
３に沿つて移動自在で、かつ該レール１３に沿つ
たボールねじ１４（第４図）に螺合２０されるこ
とによつて移動駆動される移動テーブル１５，１
６と、該移動テーブル１５，１６の間に存在し後
に詳述するすだれ状の可動テーブル１７と、上記
移動テーブル１５，１６の一端側に一体的に連結
１８固定された、テーブル１５，１６，１７上で
の板金ＷのＸ軸方向（第３，４図）移動を持たら
す板金移動装置１９とからなり、更に上記板金移
動装置１９はそのケーシング内に架設されたボー
ルねじ２１に螺合する支持枠２２と、該支持枠２
２に固定したワークホルダ２３とからなつている
が、該ワークホルダー２３によつて一辺を挾持さ
れた板金Ｗは、該移動テーブル１５，１６と板金
移動装置１９ごと支持フレーム２に対して移動
（Ｙ軸方向）することと、ワークホルダーの支持
枠２２ごと移動（Ｘ軸方向）することにより、平
面上任意の位置へ移動されるようになつている。

そして、上記ワークホルダー２３の移動によつ
てもワークホルダー底面が可動テーブル１７に干
渉しないように、可動テーブル１７は全体がすだ
れ状になつていると共に、その左右両端のチエー
ン２４部を、前記左右の移動テーブル１５，１６
の内側辺下面に設けた下向き開放端２５ａを有す
る支承レール２５（第４図）に支承せしめ、タレ
ツト３ｕ，３ｌ側の端部をシリンダ２６を介して
支持フレーム６に連結し、反対側の端部はフリー
になすことによつて、ワークホルダー２３の移動
に伴つて上記支承レール２５が前進すれば（第４
図右行）、可動テーブル１７の実質的な上面を構
成する多数の細長板２７が支承レール２５の開放
端２５ａから順に下降し、ワークホルダー２３の
下へと潜り込むようになつている。（第４図一点
鎖線→二点鎖線）。逆にワークホルダ２３が後進
（第４図左行）すれば、支承レール２５が二点鎖
線図示から一点鎖線図示方向へと移動して、可動
テーブル１７のフリー側端部が持ち上げられ、多
数の細長板２７でもつて実質的な板金支承平面を
構成するようになつている。

そして、上記のような可動テーブル１７の前記
シリンダ２６によつてフレーム６に連結されたレ
ーザー加工ヘツドＬ側基端には次のようにして可
動テーブル１７と同一左右幅の開閉自在な窓空間
２８を形成できるようになしてある。

すなわち、２９は前記シリンダ２６のフレーム
側取付ブラケツト、３１はシリンダ２６の揺動支
点、２６ａはシリンダロツドであり、該ロツド２
６ａ端に可動テーブル１７のチエーン２４端を連
結してあるのであるが、該シリンダ２６の伸縮に
より、可動テーブル１７基端側が下タレツト３ｌ
に可及的に接近した第８図イ図示の位置と、該下
タレツト３ｌから遠去かつて下タレツト３ｌとの
間に一定巾の窓空間２８が形成された第８図ロお
よび第４図示の位置との間に亘つて移動するよう
になつている。

つまり、上記シリンダ２６が収縮して可動テー
ブル１７が支承レール２５上を下タレツト３ｌ方
向へと引き寄せられ、窓空間がなくなつて該可動
テーブル１７上面でもつてタレツト３ｕ，３ｌ前
方の板金支承平面全てを構成する第８図イ図示の
状態がパンチ加工運転時であり、上記シリンダ２
６が伸長して可動テーブル１７がレール２５上を
下タレツト３ｌから遠去かる方向へと移動され、
前記レーザー発振器８から垂設されたレーザー加
工ヘツドＬの下方が窓空間２８になつた第８図
ロ，ハおよび第４図示の状態がレーザー加工運転
時の状態なのであるが、上記のようにして開閉す
るテーブルの窓部２８直下に次のようなレーザー
加工ヘツドＬに対する受台装置３２が設けてあ
る。

すなわち、第４図に側面図を示し、第５図に正
面図を拡大示したように、この実施例の受台装置
３２は前記支持フレーム６の下部前面に設けたガ
イドレール３３にスライドガイド３４を介して昇
降自在に取付けられた昇降枠３５と該昇降枠３５
の昇降駆動用シリンダ３６とからなり、上記昇降
枠３５は裏面に前記スライドガイド３４が取付け
られ、前面に前記駆動用シリンダ３６のロツド３
６ａ端が取付けられた両端の垂直板３７部分と該
垂直板３７部分の上部に水平方向に張り出して設
けた水平板３８部分とからなつているが、該水平
板３８部分は上記垂直板３７に固定された左右両
端の固定板３９部分と、ヒンジ４１を介して揺動
自在に設けられた可動板４２部分とからなり、可
動板４２部分は前記垂直板３７との間に配設した
シリンダ４３の伸張によつては第４，５図示のよ
うな水平状態となつて、その上面でレーザー加工
時の板金Ｗの支承面を構成し、シリンダ４３の収
縮によつては第８図ニ図示の傾斜状態となつて、
その上面で切抜片Waのシユート面を構成するよ
うになつている。

４４は前記左右の垂直板３７の裏面に固定した
ラツク４５に噛合うピニオン４６を連結したシヤ
フトであり、該シヤフト４４およびラツク４５ピ
ニオン４６によつて左右の垂直板３７の昇降動を
同調し、昇降枠３５全体が水平を保つて昇降する
ようになつている。

また、４７は上記可動板４２中央に形成したレ
ーザー切断時に発生するスラグ、粉塵等の吸引口
であり、４８は該吸引口４７に続く吸引パイプ、
４９は吸引口４７直下に設けたウオーターミスト
噴出器である。

５１は上記固定板３９の補強用すじかいであ
る。

次に、レーザー発振器８から垂設されて前記パ
ンチ加工ヘツドＰの支持フレーム６内を貫通して
いるレーザー加工ヘツドＬについて説明すると、
該加工ヘツドＬはレーザー発振器８から延びたテ
レスコープ状に伸縮するレーザー光のガイド筒５
２，５３と、中間のガイド筒５３部を上下に昇降
駆動してガイド筒下端をテーブル１上の板金Ｗ面
に可及的に接近した位置（第６図一点鎖線）と大
きく上昇した位置（第６図実線）との間で昇降す
る昇降駆動装置５４と、ガイド筒下端の焦点調節
装置５５とから構成されている。昇降駆動装置５
４は中間のガイド筒５３部にブラケツト５６を介
して固定した上下スライド自在な移動板５７にシ
リンダ５８を連結５９したものであり、該シリン
ダ５８の伸長により第６図一点鎖線図示の状態
が、収縮により実線図示の状態が得られる。

そして、上記シリンダ５８の本体側は前記別設
置のやぐら状支持フレーム７から垂設した支持板
６１に連結６２してあり、上記移動板５７が係合
して摺動するレール６３も上記支持板６１に固定
してあつて、結局レーザー加工ヘツドＬは、前記
パンチ加工ヘツドＰの支持フレーム６は貫通して
いるが、該支持フレーム６には何ら支承されてお
らず、全面的に支持板６１つまり支持フレーム７
によつて支承されている。

６４は移動板５７の裏面に固定したレール６３
に対するスライド軸受部材、６５，６６は夫々加
工ヘツドＬの中間下降位置検出用リミツトスイツ
チと最下降位置検出用のリミツトスイツチ、６
７，６８は夫々上記各リミツトスイツチ６５，６
６に対応するドツグである。

ガイド筒５３下端には、中間にフランジ状部６
９ａを形成した集光用レｂズ７１を保持する焦点
調節筒６９が上下摺動自在に嵌め込んであり（第
７図）、ガイド筒５３下端のフランジ状部５３ａ
には連結棒７２を介して板金Ｗ表面へと当接する
円板部材７３が固定してあつて、該円板部材７３
は、ガイド筒５３部がシリンダ５８の伸長により
下降した状態では常時適正な圧力で板金Ｗ表面に
密着当接するようになつているが、この円板部材
７３に対して上記焦点調節用筒６９を僅かに上下
動して焦点位置を調節するようになつており、該
焦点調節用筒６９には次のような焦点調節装置５
５が設けてある。

すなわち、上記フランジ状部６９ａの適所にナ
ツト部材７４を固定し、該ナツト部材７４に、前
記ガイド筒下端のフランジ部５３ａに立設した減
速機構付モータ７５の出力軸に固定したねじ部材
７６を螺合してあつて、該モータ７５の回転によ
りフランジ状部６９ａを上下動して焦点を調節す
るようになつている。

７７，７８は夫々フランジ状部６９ａの上下限
を検出する近接スイツチであり、該近接スイツチ
７７，７８がONになるとモータ７５が停止され
るが、フランジ状部６９ａの上下ストローク端は
夫々のストツパによつて機械的にも停止される。

すなわち、フランジ状部６９ａの上面に固定し
たウレタンゴム７９が前記ガイド筒５３下端のフ
ランジ部５３ａ下面に当接することにより上行端
が規制され、ねじ部材７６下端のフランジ部７６
ａに設けた環状のウレタンゴム８１に上記焦点調
節用筒６９のフランジ部６９ａが当接することに
よつて下行端が規制されるようになつている。

なお、上記減速機構付モータ７５は通常のアナ
ログモータであつてもよいし、サーボモータであ
つてもよい。サーボモータの場合には遠隔操作に
よつてもより正確に焦点調節用筒６９の高さを調
節できる。

８２は前記円板部材７３の下面に設けた遊転ボ
ールであり、該ボール８２が板金Ｗ面に転接す
る。

次に、上記レーザー加工ヘツドＬのやぐら状支
持フレーム７について説明すると、該支持フレー
ム７は床面Ｆから直接立設した４本の支柱８３上
に天井板８４を設けてなり、該天井板８４上でレ
ーザー加工ヘツドＬの設置作業、点検作業等を行
う作業者の転落防止を図るために周囲には所定高
さのフエンス８５が設けてある。

この実施例の工作機械は以上のようになつてお
り、次のようにして作動する。

すなわち、パンチ加工時には受台装置３２を下
降位置とすると共に、前記シリンダ２６を収縮し
て可動テーブル１７を下タレツト３ｌ近傍へと引
き寄せ（第８図イ）、該可動テーブル１７と前記
左右の移動テーブル１５，１６とでもつて板金Ｗ
の支承平面を構成し、該支承面上を前記ワークホ
ルダー２３で挾持した板金Ｗを所定のNCプログ
ラムに従つてＸ，Ｙ軸方向へ移動しつつパンチ加
工する。この際、可動テーブル１７は両側の移動
テーブル１５，１６の内側辺下面に設けたレール
２５上に載つて支承されてワークホルダー２３の
移動、つまりレール２５の移動に伴つて第４図実
線鎖線図示間のように、その下方屈曲点を変えつ
つ昇降し、ワークホルダ２３の下タレツト３ｌへ
の可及的な接近移動を許容する。

なお、上記パンチ加工によつて生じる打抜片は
フレーム６内の図示しない連絡通路を通つて機外
側方または前方へと排出される。

そして、レーザー加工運転に移行する際には、
第４図に示したように、まず、シリンダ２６を伸
長して可動テーブル１７を下タレツト３ｌから遠
去かる方向へ移動し、下タレツト３ｌの直前方に
窓空間２８を形成して（第８図ロ）、次に受台装
置３２を上昇し該受台装置３２の上面、つまり前
記水平板３８部分でもつて上記のように移動した
可動テーブル１７に連続する板金支承面を形成す
る（第８図ハ）。同時に下降したレーザー加工ヘ
ツドＬでもつて、上記パンチ加工時と同様にワー
クホルダー２３に挾持されて板金支承面上を移動
する板金Ｗに切断加工を行い、切断が完了すれ
ば、シリンダ４３を収縮して前記可動板４２部分
を傾斜し、切抜片Waを該傾斜したシユート状の
可動板４２上を滑落せしめ、直下に配設した排出
コンベア８６（第２図、第８図ニ）により機外の
回収ボツクス８７内へと搬出する。

このレーザー加工の際にも、可動テーブル１７
はワークホルダ２３の移動、つまりレール２５の
移動に伴つて、その下方屈曲点を変えつつ昇降
し、ワークホルダ２３つまり板金Ｗの下タレツト
３ｌへの可及的な接近移動を許容する。また、レ
ーザー加工ヘツドＬは前記リミツトスイツチ６５
によつて検出される中間高さにまで上昇される。

なお、このレーザー加工の開始は、加工ヘツド
Ｌの支持がパンチ加工ヘツドＰの支持フレーム６
とは分離独立されてなされているので、前記受台
装置３２の上昇と、加工ヘツドＬの下降等の準備
が終了しだい、直ちに開始してよく、パンチ加工
ヘツドＰおよびその支持フレーム６の振動減衰を
待つ必要がない。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、この発明に係る
板金加工工作機械では、レーザー加工機を搭載し
たいわゆる複合工作機械でありながら、冒頭に述
べた理由により全体の加工所要時間が延びるとい
つた支障等を生じることなく、可及的最短時間で
複合加工が行え、しかもレーザー切断面はレーザ
ー加工単能機による切断面と同程度に一定かつ鋭
利になしうる。また、パンチ加工ヘツド支持フレ
ームの周囲に別体のやぐら状支持フレームを立設
してレーザー加工ヘツドの支持フレームとしたの
で、言い換えれば、これら両支持フレームを板金
載置テーブルの片側にまとめて立体的に配置した
ので、板金載置テーブルはその三方を開放し、テ
ーブルに対する板金の搬入や搬出を行い易いレイ
アウトが得られるとともに、平面的なスペース占
有率も小さくできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る板金加工工作機械の１
実施例の正面図、第２図は同側面図、第３図は板
金載置テーブル部の平面図、第４図は可動テーブ
ルおよび受台装置部分の側面図（第３図の−
線矢視図）、第５図は受台装置の正面図（第４図
の−線矢視図）、第６図はレーザー加工ヘツ
ドの正面図、第７図は焦点調節装置部分の拡大正
面図、第８図は動作説明図である。 １……板金載置テーブル、６……支持フレー
ム、７……支持フレーム、８……レーザー発振
器、１９……板金移動装置、Ｐ……パンチ加工ヘ
ツド、Ｌ……レーザー加工ヘツド、Ｗ……板金。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 平面上の任意の位置に移動自在なワークホル
   ダーを備えた板金載置テーブルと、前記板金載置
   テーブル上の板金にパンチ加工を施すパンチ加工
   ヘツド、並びに前記板金載置テーブル上の板金に
   レーザー加工を施すレーザー加工ヘツドとを含む
   板金加工工作機械であつて、前記パンチ加工ヘツ
   ド支持フレームの周囲に別体の支持フレームをや
   ぐら状に立設して、レーザー加工ヘツドをパンチ
   加工ヘツド上方から昇降のみ自在に支持した板金
   加工工作機械。