JPH0557548A - 複合加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 同一の加工基準座標軸を用いてレーザ加工と
Ｖ溝加工と曲げ加工を行ない、省スペース化と省人化と
製品精度の向上を図る共に、Ｖ溝加工によるレーザ切断
時の加工時間の短縮と省エネルギ切断と集光レンズの長
寿命化を図り、Ｖ溝加工による曲げ加工時の微力曲げ、
曲げ半径の小径化と製品精度の向上を図る。 【構成】 フレーム１９に板材Ｗを曲げ加工する曲げ加
工装置３と、板材Ｗにレーザ切断加工を行なうレーザ加
工装置５と、板材Ｗを上下より挾持し回転させるワーク
回転装置７とを一体的に設け、ワーク回転装置７の中心
部に板材ＷにＶ溝加工を行なうＶ溝加工装置９を内装し
て設け、前記フレーム１９内に曲げ加工装置３とレーザ
加工装置５とＶ溝加工装置９との加工部２５Ａ，２５
Ｂ，２５Ｃに対して板材Ｗの位置決めを行うワーク位置
決め装置１１を設けて構成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、板材に曲げ加工を行
なう曲げ加工装置と、板材にレーザ加工を行なうレーザ
加工装置と、板材にＶ溝加工を行なうＶ溝加工装置とを
複合化した複合加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、板材にレーザ加工を行なうレーザ
加工装置と、板材にＶ溝加工をするＶ溝加工装置と、板
材に曲げ加工を行なう曲げ加工装置とは、互に分離、独
立された状態で配置されているのが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のレーザ加工装置とＶ溝加工装置と曲げ加工装置に
て、板材に対してレーザ加工とＶ溝加工と曲げ加工を行
なう際、各々の装置へのワーク着脱が行なわれるので、
煩雑な作業となると共に、装置が別々となっているので
機械設置スペースが大きくなり、且つ、切断と曲げ加工
による加工基準座標軸が一致しにくいので、製品精度が
低下するという問題があった。更に、レーザ切断時には
加工時間がかかり、加工時間を多く要するということ
は、反射光で集光レンズを傷める結果となる。また、曲
げ加工時には曲げ精度が出しづらく、特に厚板曲げ加工
時には曲げ半径が大きくなりうると共に曲げ力も大とな
る。

【０００４】この発明の目的は、上記問題点を改善する
ため、同一の加工基準座標軸を用いて、レーザ加工とＶ
溝加工と曲げ加工を行ない、省スペース化と省人化と製
品精度の向上を図ると共に、Ｖ溝加工された線分をレー
ザ加工を行なうことによる加工時間の短縮と省レーザエ
ネルギ切断と集光レンズの寿命向上を図り、更に、Ｖ溝
加工された線分に沿って曲げ加工を行なうことにより、
微力曲げ加工、曲げ半径の小径化と製品精度の向上を図
った複合加工装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、板材に曲げ加工を行なう曲げ加工装置
と、板材にレーザ加工を行なうレーザ加工装置と、板材
にＶ溝加工を行なうＶ溝加工装置と、前記曲げ加工装置
とレーザ加工装置とＶ溝加工装置の加工部に対して板材
の移動位置決めを行なうワーク位置決め装置と、を備え
て複合加工装置を構成した。

【０００６】

【作用】この発明の複合加工装置を採用することによ
り、曲げ加工装置とレーザ加工装置とＶ溝加工装置を備
えると共に、それぞれの加工部に対して板材の移動位置
決めを行なうワーク位置決め装置を設けた。このため、
同一の加工原点と基準座標軸を使って、レーザ切断加工
と曲げ加工とＶ溝加工の３種類の加工が１台の機械で行
なわれる。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。なお、本実施例にて採用したレーザ加工
装置および曲げ加工装置は、基本的には公知の構成のも
のなので、主要部を除き説明ならびに図示を省略してあ
る。また、レーザ加工装置と曲げ加工装置との組合せ
は、本実施例に限るものではない。

【０００８】図１および図２を参照するに、複合加工装
置１は、曲げ加工装置３とレーザ加工装置５とワーク回
転装置７と、このワーク回転装置７に内蔵されたＶ溝加
工装置９と、ワーク位置決め装置１１とで構成されてい
る。そして、曲げ加工装置３、レーザ加工装置５、ワー
ク回転装置７、ワーク位置決め装置１１は、ベース１３
と、ベース１３の両側部に垂直に固定された一体のサイ
ドフレーム１５によって支持された上部フレーム１７と
で構成されたフレーム１９に設けられている。

【０００９】曲げ加工装置３は、前記フレーム１９の片
側（図１および図２において左側）に設けられ、例え
ば、しごき曲げ機であり、その構成は公知のため省略す
るが、下部板押え２１の上方に複数個に分割された上下
動自在な上部板押え２３が設けられ、加工部２５Ａであ
るしごき曲げをする曲げ金型２７を上下に備えたアーム
２９が、図示を省略したが回動支点軸に係合されて構成
されている。なお、前記上部板押え２３と曲げ金型２７
は分割式であり、板材Ｗの幅に応じて自動的に選択され
る。

【００１０】上記構成により、上記板押え２３を下降さ
せ板材Ｗを下部板押え２１上に挾圧固定する。そして、
曲げ金型２７を備えたアーム２９に所望の方向に回動さ
せることにより、板材ＷをＬ形状に上下自在に曲げるこ
とができる。

【００１１】レーザ加工装置５は、フレーム１９に隣接
してレーザ発振器（図示省略）が設けられ、このレーザ
発振器より発振されたレーザビームＬＢは、上部フレー
ム１７のほぼ中央に設けたベンドミラー３１により下方
向へ折曲される。ベンドミラー３１により折曲されたレ
ーザビームＬＢは、上下方向に移動自在にレーザヘッド
３３を通り、このレーザヘッド３３の下部先端に設けた
レーザノズル３５より加工部２５Ｂにある板材Ｗに照射
され切断加工が施される。

【００１２】ワーク回転装置７は、前記レーザヘッド３
３に隣接して設けられ、上部回転軸３７の下端に一体的
にターンテーブル３９が設けられ、下部回転軸４１の上
端にも前記ターンテーブル３９に相対してターンテーブ
ル４３が一体的に設けられている。なお、前記上部回転
軸３７と下部回転軸４１はそれぞれ図示を省略したが駆
動部材によりＺ軸方向（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）へ移動されることに
なる。なお、前記上部回転軸３７と下部回転軸４１の回
転支持部材は図示を省略してある。

【００１３】前記ワーク回転装置７の駆動系は、ベース
１３の片側（図１において右側）に設けたモータ４５に
回転軸４７が連結され、この回転軸４７はサイドフレー
ム１５に沿って立設し、回転軸４７の上、下端にプーリ
４９が係止してある。このプーリ４９と前記上部回転軸
３７および下部回転軸４１に係止したプーリ５１，５３
に回転伝達部材５５である例えばタイミングベルト等が
掛回されている。

【００１４】上記構成により、モータ４５を駆動する
と、回転軸４７は回転し、回転軸４７に係止したプーリ
４９の回転は回転伝達部材５５を介してプーリ５１と５
３に伝達され、上部回転軸３７と下部回転軸４１は同一
方向へ回転することができる。そのため、板材Ｗを回転
させる場合は、上部回転軸３７を下降させて、下部回転
軸４１のターンテーブル４３上にある板材Ｗを挾持し、
回転伝達部材５５により上、下の回転軸３７，４１を同
調して回転し、板材Ｗを所望の位置へ位置決めすること
ができる。

【００１５】Ｖ溝加工装置９は、前記ワーク回転装置７
の上部回転軸３７のターンテーブル３９と、下部回転軸
４１のターンテーブル４３とに内蔵されている。

【００１６】より詳細には、図３、図４および図５を参
照するに、この図３乃至図５には上部Ｖ溝バイト５７Ａ
が示されていて、下部Ｖ溝バイト５７Ｂの構成の詳細は
省略してあるが上部Ｖ溝バイト５７Ａの構成とまったく
同一のものである。また、図示したターンテーブル３９
は、角形であるが丸形でも良く形状を限定するものでは
ない。

【００１７】上部Ｖ溝バイト５７Ａは適宜手段例えばシ
リンダ等によりりターンテーブル３９内に上下位置設定
自在に装着されていて、上部Ｖ溝バイト５７Ａの両側に
ワーク押え５９が設けられ、ワーク押え５９はターンテ
ーブル３９に形成したガイド穴６１内に装着され、上下
方向へ移動自在となっている。ワーク押え５９の板材Ｗ
に接する面側には複数個のフリーベア６３が列設され、
ワーク押え５９の裏面側には複数本のガイドピン６５が
立設され、ガイドピン６５の先端はターンテーブル３９
側に挿入され、ワーク押え５９とガイド穴６１間にガイ
ドピン６５を案内としたスプリング６７が装着され、ワ
ーク押え５９は常時突出方向へ付勢されている。

【００１８】上記構成により、板材Ｗの上面側にＶ溝加
工を行なう時は、ワーク回転装置７のモータ４５を駆動
し上部回転軸３７を回転させ、上部Ｖ溝バイト５７Ａの
向きを最適位置に位置決めする。そして、シリンダ等に
より上部Ｖ溝バイト５７Ａを板材Ｗの表面に押し付ける
と共に、上部回転軸３７を下降させワーク押え５９に設
けたフリーベア６３により板材Ｗを押えてＶ溝加工時の
板材Ｗの振動を押え、板材Ｗを移動してＶ溝加工が施さ
れる。なお、Ｖ溝加工方向が同時２軸あるいは円弧にな
る時は、直線補正、円弧補正が必要である。

【００１９】ワーク位置決め装置１１は、再び、図１お
よび図２を参照するに、板材Ｗの移動および位置決めを
行なうために、フレーム１９にはレーザ加工を行なう加
工部２５Ｂと曲げ加工を行なう加工部２５Ａと更にＶ溝
加工を行なう加工部２５Ｃに対して、Ｙ軸方向（図１、
図２において左右方向）に接近離反し水平に移動自在な
キャレッジベース６９が設けられている。このキャレッ
ジベース６９には、Ｘ軸方向（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）へ移動自在に支承さ
れてキャレッジ７１が設けられている。そして、キャレ
ッジ７１には板材Ｗの一端縁部を把持するための複数の
クランプ装置７３が備えられている。

【００２０】前記キャレッジベース６９は、ベース１３
の上部に固定されたレール（図示省略）に移動自在に支
承され、サイドフレーム１５の側面に設けたＹ軸モータ
７５より減速機７７を介して、Ｙ軸方向へ延伸した複数
本（本実施例では２本）のボールねじ７９に螺合され
て、Ｙ軸方向へ移動自在に設けられている。クランプ装
置７３を備えたキャレッジ７１は、図２に示されている
ようにＸ軸モータ８１の駆動によりボールねじ８３を介
してガイド８５に案内されＸ軸方向へ移動自在にキャレ
ッジベース６９に支承されている。また、ベース１３上
には板材Ｗを移動自在に支承する加工テーブル８７が設
けられている。なお、前記クランプ装置７３には、フラ
ンジ曲げされた部分も把持できるようギャップ８９が形
成されている。

【００２１】上記構成により、クランプ装置７３にて把
持された板材Ｗは、キャレッジベース６９、キャレッジ
７１を適宜移動することにより、レーザ加工時の加工部
２５Ｂ、曲げ加工時の加工部２５ＡあるいはＶ溝加工時
の加工部２５Ｃへ移送位置決めされる。

【００２２】上述したごとき構成により、その作用とし
ては、レーザ加工時は、クランプ装置７３により把持さ
れた板材Ｗは、ワーク位置決め装置１１をＸ軸、Ｙ軸方
向へ移動し加工部２５Ｂへ板材Ｗを移動位置決めする。
そして、レーザ発振器より発振されたレーザビームＬＢ
はベンドミラー３１により折曲され、レーザヘッド３３
に設けたレーザノズル３５より板材ＷＷへ照射され、切
断加工が施される。なお、後述するＶ溝加工装置９によ
り、レーザ加工される線分を予めＶ溝加工されているの
で、レーザビームＬＢの光学的くさび効果によって切断
時間が短縮され、且つ、集光レンズの寿命が長くなる。

【００２３】曲げ加工時は、クランプ装置７３により把
持された板材Ｗは、ワーク位置決め装置１１をＹ軸方向
へ移動し、加工部２５Ａへ板材Ｗを移動位置決めする。
そして、上部板押え２３を下降し板材Ｗを下部板押え２
１に押圧し、曲げ金型２７を備えたアーム２９を作動し
て所望の方向へ板材Ｗを折曲げる。なお、後述するＶ溝
加工装置９により、折曲げ線分は予めＶ溝加工されてい
るので、Ｖ溝加工された所を曲げるために、高精度曲げ
と曲げ半径を小さくでき、微力曲げが可能となる。

【００２４】板材Ｗを回転する時、すなわち、板材Ｗの
多辺を折曲げる際は、ワーク位置決め装置１１にて既に
一辺を折曲げられた板材Ｗをワーク回転装置７の直下へ
移動し、クランプ装置７３を解除して板材Ｗが回動時に
支障のない位置まで後退させておく。そして、ワーク回
転装置７の上部回転軸３７を下降し、下部回転軸４１と
協働して板材Ｗを挾圧し、モータ４５を駆動することに
より、上下の回転軸３７，４１は同調して回転するの
で、板材Ｗの次に曲げ加工する辺を加工部２５Ａに対し
て位置決めすることができる。位置決めが終了したらク
ランプ装置７３にて板材Ｗを把持し、上部回転軸３７を
上昇して押圧を解除し、板材Ｗを加工部２５Ａの所定位
置へ移動させる。

【００２５】板材ＷにＶ溝加工を行なう時、例えば板材
Ｗの上面にＶ溝を加工する際は、ワーク回転装置７のモ
ータ４５を駆動することにより、上部回転軸３７は回転
し、上部回転軸３７に内蔵された上部Ｖ溝バイト５７Ａ
も回転する。そして上部Ｖ溝バイト５７Ａを所定の角度
に設定した後、シリンダ等の作動により上部Ｖ溝バイト
５７Ａを板材Ｗの表面に押し付ける。板材Ｗはワーク位
置決め装置１１によりＸ軸あるいはＹ軸方向へ移動させ
られて、板材Ｗの表面にＶ溝加工が施される。なお、Ｖ
溝加工時に円滑な切削が行なわれるようワーク押え５９
により板材Ｗは押されているので、振動等が発生するこ
とがない。

【００２６】上述したごとき構成と作用により理解され
るように、１台の複合加工装置１で１つの基準座標軸
で、レーザ加工と曲げ加工とＶ溝加工ができるので、高
精度な製品を得ることができると共に、機械設置スペー
スの減少と作業効率の向上を図ることができる。

【００２７】なお、この発明は前述した実施例に限定さ
れることなく、適宜の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、本実施例では
上部Ｖ溝バイト５７Ａと下部Ｖ溝バイト５７Ｂを１本と
したが、バイトの寿命を考えて３連、５連等複数本設け
ても良い。また、上、下部のＶ溝バイトＡＳＳＹを取付
ける位置は、上下フレーム内とし、レーザヘッドをワー
ク回転装置内に設けても良く、Ｖ溝バイトＡＳＳＹをつ
かみ替え、リポシリンダ内に設け、レーザヘッドがワー
ク回転装置内でも良い。

【００２８】また、Ｖ溝バイトの形状として両側に刃を
設けても良く、板材Ｗの両側を上、下のＶ溝バイト５７
Ａ，５７Ｂで同時に加工し、その後にレーザビームＬＢ
で切断すれば、実際の切断深さが浅くなるために加工時
間の短縮が図れる。更に、Ｖ溝バイトをチャックする部
分をＡＴＣ（工具自動交換装置）にして、ドリル、タッ
プ等をチャック可能な複合加工機としても良い。

【００２９】なお更に、レーザ加工装置５をレーザ切断
（穴明）、レーザ溶接が可能な切換式とし、曲げ金型２
７と平行（Ｘ軸方向）に移動するレーザ加工ヘッドを設
けて、曲げ加工された所をレーザ溶接を行ない補強して
も良い。また、レーザヘッドを３軸（上下、Ｚ軸回転、
Ｘ、Ｙ平面回転）にして、曲げ加工後の製品にレーザ切
断（穴明）、レーザ溶接を行なっても良い。

【００３０】

【発明の効果】以上のごとき実施例の説明より理解され
るように、この発明によれば、レーザ加工装置と曲げ加
工装置とＶ溝加工装置と、それぞれの加工部へ板材の移
動位置決めを行なうワーク位置決め装置を設けた。而し
て、同一加工原点と基準座標軸を使ってレーザ加工と曲
げ加工とＶ溝加工を行なうので、高精度な製品を得るこ
とができると共に、機械の省スペース化と作業効率の向
上を図ることができる。

【００３１】また、Ｖ溝加工をした所をレーザ切断する
ため加工時間の短縮とレーザエネルギも少なく、集光レ
ンズの寿命が延長する。更に、Ｖ溝加工をした所を曲げ
加工するため、微力曲げが可能となり、曲げ半径も小さ
くでき、製品精度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のレーザ複合加工装置を示し、図２に
おけるＩ−Ｉ線に沿った断面図である。

【図２】図１における一部断面を含む平面図である。

【図３】図１におけるIII 矢視部の拡大断面図である。

【図４】図３における底面図である。

【図５】図３におけるＶ−Ｖ線に沿った断面図である。

【符号の説明】

１ 複合加工装置 ３ 曲げ加工装置 ５ レーザ加工装置 ７ ワーク回転装置 ９ Ｖ溝加工装置 １１ ワーク位置決め装置 ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ 加工部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板材に曲げ加工を行なう曲げ加工装置
   と、板材にレーザ加工を行なうレーザ加工装置と、板材
   にＶ溝加工を行なうＶ溝加工装置と、前記曲げ加工装置
   とレーザ加工装置とＶ溝加工装置の加工部に対して板材
   の移動位置決めを行なうワーク位置決め装置と、を備え
   てなることを特徴とする複合加工装置。
2. 【請求項２】 板材を上下方向より挾持して回転せしめ
   る回転装置を前記レーザ加工装置に隣接して設け、前記
   Ｖ溝加工装置を前記回転装置の中心部に内装して設けて
   なることを特徴とする請求項１記載の複合加工装置。