JPH08174357A

JPH08174357A - パンチ・レーザ複合加工機

Info

Publication number: JPH08174357A
Application number: JP6324672A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Kitamura; 和之北村
Original assignee: Komatsu Ltd; Komatsu Industries Corp
Current assignee: Komatsu Ltd; Komatsu Industries Corp
Priority date: 1994-12-27
Filing date: 1994-12-27
Publication date: 1996-07-09
Anticipated expiration: 2018-02-10
Also published as: DE19581537T1; JP3375442B2; TW302317B; KR100411484B1; WO1996020065A1

Abstract

(57)【要約】【目的】コンパクトな防振構造により、パンチ加工時
に発生する振動がレーザ加工ヘッドおよびレーザ発振器
に伝達されるのを確実に防止し、もってレーザ加工機に
おける光学系のずれの発生を防止する。【構成】レーザ発振器１９をパンチ加工ヘッド４を支
持する本体フレーム１と別置きに設けるとともに、レー
ザ加工ヘッド１８をその本体フレーム１に空気ばねを介
して支持可能に、かつ前記パンチ加工ヘッドとオフセッ
トして取り付ける。また、レーザ発振器１９を地盤に空
気ばね２２を介して支持可能に取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パンチ加工を行うパン
チ加工機とレーザ加工を行うレーザ加工機とを備えるパ
ンチ・レーザ複合加工機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、板金加工におけるブランク切断加
工機としての主力はタレットパンチプレスに代表される
パンチ加工機であったが、レーザ加工機の熟成によって
その地位は二分されているのが実情である。パンチ加工
機は、加工の繰り返しがあり、かつ製品個数がまとまっ
ている場合に特に有効である。これに対し、曲線を含む
自由形状の製品の場合にはレーザ加工機が使用される。
最近では、これらパンチ加工機およびレーザ加工機のそ
れぞれの特徴を生かして一台の加工機でパンチ加工とレ
ーザ加工の両方の加工が行える、所謂パンチ・レーザ複
合加工機が提案され、また実用化されてきている。この
ようなパンチ・レーザ複合加工機によれば、所定形状の
製品の加工をパンチ加工機で迅速に行い、このパンチ加
工機で加工を行えないかもしくは加工の困難な製品の加
工をレーザ加工機で行うことにより、種々の製品の加工
に迅速に対応することが可能となる。

【０００３】ところで、パンチ加工機は打抜き加工時に
激しい振動を発生し、他方レーザ加工機はレーザ発振
器，反射鏡，レンズ等、この振動を嫌う部分を多く有し
ている。このために、前述のようなパンチ・レーザ複合
加工機においては、レーザ発振器等の光学系がパンチ加
工機の振動による悪影響を受けないように、種々の手段
が講じられているのが普通である。

【０００４】従来、レーザ加工機の防振構造の一例とし
て、次の各公報に開示されているものが知られている。（１）パンチ加工機の本体フレームに防振装置を介して
レーザ発振器，レーザ加工ヘッドを含むレーザ加工機を
取り付けたもの（例：特公平３−１８９９５号公報，実
公平２−３５４２２号公報）。（２）レーザ加工機のフレームの内側に防振装置を介し
てパンチ加工機を内装したもの（例：特公平４−２０７
１６号公報，特開平２−２１１９１７号公報）。（３）パンチ加工機の本体フレームの外側に離隔してレ
ーザ加工機のレーザ発振器用フレームを設け、このレー
ザ発振器用フレームと一体の光軸フレームを前記本体フ
レームと非接触に設けたもの（例：特開平２−２３５５
９０号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
（１）のような防振構造では、パンチ加工機の本体フレ
ームに防振装置を介してレーザ加工機が取り付けられて
いるために、パンチ加工時の振動が本体フレームより防
振装置のみを介して振動を嫌うレーザ発振器に伝達され
ることとなり、振動の減衰を行うことが極めて困難であ
るという問題点がある。

【０００６】また、前記（２）のような防振構造では、
パンチ加工機全体を防振する必要があるために防振構造
が大がかりになり、またレーザ加工機のフレームもパン
チ加工機を内装するために大型化し、これによって複合
機の全体構造も大きくなってコストアップが避けられな
いという問題点がある。

【０００７】さらに、前記（３）のような防振構造で
は、レーザ発振器とレーザ加工ヘッドとが一体のフレー
ムに設けられているために、パンチ加工機の本体フレー
ムとレーザフレームとの位置関係は常に固定的であり、
またレーザフレームと地盤との間には防振構造がなく、
パンチ加工時における振動が地盤を介してレーザフレー
ムに伝達されて発振器およびレーザ加工ヘッド等の光学
系に悪影響を及ぼすという問題点がある。

【０００８】本発明は、前述のような問題点に鑑みてな
されたもので、コンパクトな防振構造により、パンチ加
工時に発生する振動がレーザ加工ヘッドおよびレーザ発
振器に伝達されるのを確実に防止し、もってレーザ加工
機における光学系のずれの発生を防止することのできる
パンチ・レーザ複合加工機を提供することを目的とする
ものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段および作用・効果】本発明
によるパンチ・レーザ複合加工機は、前述の目的を達成
するために、第１に、パンチ加工を行うパンチ加工機と
レーザ加工を行うレーザ加工機とを備えるパンチ・レー
ザ複合加工機において、レーザ発振器をパンチ加工ヘッ
ドを支持する本体フレームと別置きに設けるとともに、
レーザ加工ヘッドを前記本体フレームにレーザ加工ヘッ
ド用防振装置を介して支持可能に、かつ前記パンチ加工
ヘッドとオフセットして取り付けることを特徴とするも
のである。

【００１０】この第１の特徴を有する発明において、レ
ーザ発振器は本体フレームと別置きに地盤に対して支持
され、またレーザ加工ヘッドはパンチ加工時にレーザ加
工ヘッド用防振装置を介して本体フレームに支持され
る。このようにレーザ発振器がパンチ加工ヘッドを支持
する本体フレームと別置きに設けられているので、パン
チ加工時に発生する振動は本体フレームから一旦地盤に
伝わった後にレーザ発振器に伝わることとなり、振動の
減衰を行うことが可能となる。また、このパンチ加工時
に発生する振動はレーザ加工ヘッド用防振装置に吸収さ
れてレーザ加工ヘッドに伝わるのが防がれる。

【００１１】こうして、レーザ加工機の光学系にずれが
発生することがなく、レーザ切断加工精度の向上が図ら
れるとともに、パンチ加工とレーザ加工との複合加工精
度の向上が図られる。また、光学系の光軸調整の頻度が
少なくなり、この光学系の寿命の向上も図られる。さら
に、レーザ加工ヘッドは本体フレームに取り付けられ、
レーザ発振器は別置きとされているので、本体フレーム
とは別のレーザフレームを設ける必要がなく、レーザ光
軸を屈折させるミラーの追加だけでレーザ発振器の設置
場所を自由に選定，変更することができ、これにより設
置スペース，機械構造を比較的小さくすることができ、
また工場レイアウトに合わせてレーザ発振器の設置場所
を自由にレイアウトすることが可能となる。

【００１２】本発明において、前記レーザ発振器は、地
盤にレーザ発振器用防振装置を介して支持可能に取り付
けられるのが好ましい。ここで、このレーザ発振器用防
振装置は、パンチ加工時に作動されて地盤から前記レー
ザ発振器への振動の伝達を防止する空気ばねであるのが
良い。

【００１３】さらに、レーザ加工時に前記レーザ発振器
用防振装置による支持を解除して前記レーザ発振器をそ
のレーザ発振器を支持する架台に着座させて位置決めす
るレーザ発振器用着座位置決め装置を設けるのが好まし
い。

【００１４】このレーザ発振器用着座位置決め装置は、
前記レーザ発振器の下面もしくはそのレーザ発振器を載
置する載置板の下面の一端側、またはその一端側に対向
する前記架台の一端側のいずれか一方に設けられるピン
状の凸部と他方に設けられるその凸部に嵌合する凹部と
よりなる第１のレーザ発振器用位置決め機構と、前記レ
ーザ発振器の下面もしくはそのレーザ発振器を載置する
載置板の下面の他端側、またはその他端側に対向する前
記架台の他端側のいずれか一方に設けられるくさび状の
凸部と他方に設けられるその凸部に嵌合する凹部とより
なる第２のレーザ発振器用位置決め機構とを備えるもの
とするのが好適である。このようなレーザ発振器用着座
位置決め装置によれば、外気温度によるレーザ発振器用
位置決め機構を構成する例えば鉄等の材料の伸びを吸収
することができ、レーザ加工精度および複合加工精度を
より向上させることができる。

【００１５】また、前記レーザ加工ヘッド用防振装置
は、前記レーザ発振器用防振装置と同様、パンチ加工時
に作動されて前記本体フレームから前記レーザ加工ヘッ
ドへの振動の伝達を防止する空気ばねであるのが好まし
い。

【００１６】さらに、レーザ加工時に前記レーザ加工ヘ
ッド用防振装置による支持を解除して前記レーザ加工ヘ
ッドをそのレーザ加工ヘッドを支持する支持台に着座さ
せて位置決めするレーザ加工ヘッド用着座位置決め装置
を設けるのが好ましい。

【００１７】このレーザ加工ヘッド用着座位置決め装置
は、前記レーザ加工ヘッドを取り付ける取付板の下面の
一端側またはその一端側に対向する前記支持台の一端側
のいずれか一方に設けられるピン状の凸部と他方に設け
られるその凸部に嵌合する凹部とよりなる第１のレーザ
加工ヘッド用位置決め機構と、前記レーザ加工ヘッドを
取り付ける取付板の下面の他端側またはその他端側に対
向する前記支持台の他端側のいずれか一方に設けられる
くさび状の凸部と他方に設けられるその凸部に嵌合する
凹部とよりなる第２のレーザ加工ヘッド用位置決め機構
とを備えるものとするのが好適である。このようなレー
ザ加工ヘッド用着座位置決め装置によれば、外気温度に
よるレーザ発振器用位置決め機構を構成する例えば鉄等
の材料の伸びをやはり吸収することができ、レーザ加工
精度および複合加工精度をより向上させることができ
る。

【００１８】前記第１のレーザ加工ヘッド用位置決め機
構および前記第２のレーザ加工ヘッド用位置決め機構は
防塵カバーにより覆われるのが好ましい。さらに、前記
レーザ加工ヘッドの前記支持台への着座時に前記第１の
レーザ加工ヘッド用位置決め機構および前記第２のレー
ザ加工ヘッド用位置決め機構の当接面に空気を吹き付け
る空気吹付け装置を設けるのが良い。こうすることで、
当接面である凸部および凹部間にゴミが侵入するのを防
ぐことができ、レーザ加工精度および複合加工精度をと
もに向上させることができる。

【００１９】また、本発明によるパンチ・レーザ複合加
工機は、第２に、パンチ加工を行うパンチ加工機とレー
ザ加工を行うレーザ加工機とを備えるパンチ・レーザ複
合加工機において、パンチ加工ヘッドの駆動を制御する
油圧サーボ機構を設けるとともに、レーザ発振器を前記
パンチ加工ヘッドを支持する本体フレームと別置きに設
け、かつレーザ加工ヘッドを前記本体フレームにレーザ
加工ヘッド用防振装置を介して支持可能に取り付けるこ
とを特徴とするものである。

【００２０】この第２の特徴を有する発明においては、
前記第１の特徴を有する発明の作用・効果に加えて、パ
ンチ加工ヘッドの駆動が油圧サーボ機構で制御されるの
で、このパンチ加工ヘッドのストローク速度を可変にす
ることができ、低騒音，低振動制御によりパンチ加工に
よる振動を小さく抑えることができ、この振動によるレ
ーザ加工機への悪影響をより確実に防止することができ
る。

【００２１】本発明の目的は、後述される詳細な説明か
ら明らかにされる。しかしながら、詳細な説明および具
体的実施例は最も好ましい実施態様について説明する
が、本発明の精神および範囲内の種々の変更および変形
はその詳細な説明から当業者にとって明らかであること
から、具体例として述べるものである。

【００２２】

【実施例】次に、本発明によるパンチ・レーザ複合加工
機の具体的実施例について、図面を参照しつつ説明す
る。

【００２３】図１，図２は本発明の一実施例に係るパン
チ・レーザ複合加工機の構成を示すものであって、図１
は部分破断概略斜視図，図２は平面図である。

【００２４】最初に、本実施例のパンチ・レーザ複合加
工機におけるパンチ加工部の構造を中心に説明する。

【００２５】本実施例のパンチ・レーザ複合加工機にお
いては、門型構造の本体フレーム１が固定ベッド２上に
立設され、この本体フレーム１の下方には、この本体フ
レーム１に交差するようにして板状のワークを載置して
移動するパンチ加工とレーザ加工に共通の移動テーブル
３が配置されている。また、前記本体フレーム１には長
手方向の中央部よりやや一側に片寄った位置に、上金型
（パンチ）および板押さえ（ストリッパ）を装着するパ
ンチ加工ヘッド４が軸線を鉛直向きに設定して設けら
れ、このパンチ加工ヘッド４の下方には下金型（ダイ）
を装着する固定台５が設けられている。

【００２６】前記本体フレーム１と所定距離離れた位置
にはその本体フレーム１と平行にマガジン支持フレーム
６が配設され、このマガジン支持フレーム６には、円筒
状の金型マガジン７が両端部を軸受に回転自在に支持さ
れて設けられている。さらに、これら金型マガジン７と
本体フレーム１との間には主としてそれら金型マガジン
７〜本体フレーム１間で金型を搬送する金型搬送装置８
が配置されている。

【００２７】この金型搬送装置８は、本体フレーム１お
よび金型マガジン７と平行に設置される走行レール９
と、この走行レール９に沿って走行可能なＡＴＣキャリ
ッジ１０と、このＡＴＣキャリッジ１０に対して昇降可
能な昇降軸フレーム１１と、この昇降軸フレーム１１の
下端に水平配置される移動軸フレーム１２と、この移動
軸フレーム１２に沿って移動可能なキャリヤー１３と、
このキャリヤー１３に対して所要角度水平旋回可能な金
型ハンド１４とを備えている。ここで、金型ハンド１４
は、旋回中心となる基部から突き出す平面視略Ｖ字形の
二本のアームを有し、各アームの先端部にパンチ，スト
リッパおよびダイからなる金型をセット状態で把持する
把持機構を有している。

【００２８】前記金型マガジン７は、断面四角形の中空
の支持軸１５と、この支持軸１５の四つの外面に軸線に
沿って固着される多数の金型保持ユニットと、前記支持
軸１５を所要の回転角に割り出して回転させるマガジン
割り出し駆動手段とを備えている。各金型保持ユニット
には、パンチ，ストリッパおよびダイからなる金型をセ
ット状態で保持する多数の金型保持体１６が固定されて
いる。本実施例の場合、一つの金型保持ユニットについ
て支持軸１５の周方向に３個，軸方向に５個の計１５個
の金型保持体１６が取り付けられ、各金型保持ユニット
が支持軸１５の周方向に４ユニット，軸方向に５ユニッ
トの計２０ユニット配置されている。したがって、金型
マガジン７には全体として１５×２０＝３００個の金型
保持体１６が取り付けられる、言い換えれば３００セッ
トの金型が収納可能である。

【００２９】このように構成されていることによって、
マガジン割り出し駆動手段によって金型マガジン７の支
持軸１５が所要の回転角に割り出されるとともに、金型
搬送装置８のＡＴＣキャリッジ１０が走行レール９に沿
って所定の位置まで移動され、キャリヤー１３および金
型ハンド１４が所要位置に位置決めされることにより、
目的とする金型の金型マガジン７に対する受渡しがなさ
れる。また、パンチ加工ヘッド４および固定台５に装着
されている金型の交換時には、金型ハンド１４をパンチ
加工ヘッド４近傍の所定位置に移動させて待機させた
後、まず金型ハンド１４の金型を把持していない側のア
ームによって使用済み金型の取り外し操作が行われ、こ
の後金型ハンド１４が旋回されて金型を把持している側
のアームによって金型の装着操作が行われる。

【００３０】次に、本実施例のパンチ・レーザ複合加工
機におけるレーザ加工部の構造について説明する。

【００３１】前記本体フレーム１の側面にはその本体フ
レーム１の長手方向に沿ってレーザ光案内筒１７が固定
され、このレーザ光案内筒１７の前端部にはその本体フ
レーム１に後述のレーザ加工ヘッド用防振装置を介し
て、かつ前記パンチ加工ヘッド４とオフセットしてレー
ザ加工ヘッド１８が取り付けられている。また、このレ
ーザ光案内筒１７の後端部に連結されるように、前記本
体フレーム１の後部隣接位置にはその本体フレーム１と
別置きにレーザ発振器１９が配設されている。

【００３２】図３乃至図６に示されているように、この
レーザ発振器１９は、地盤２０に固定される架台２１に
対し４個の空気ばね２２を介して支持可能とされてい
る。より具体的には、架台２１の上面の一端側および他
端側にそれぞれ支持板２３が固定されるとともに、レー
ザ発振器１９の下面にそのレーザ発振器１９を載置する
載置板２４が固定され、これら支持板２３，２３と載置
板２４との間に取付座を介して前記空気ばね２２が介挿
されている。これら空気ばね２２は図示されない空気源
より供給される圧縮空気により上下方向に伸縮自在とさ
れている。

【００３３】また、前記レーザ発振器１９を前記架台２
１に対して着座・位置決めするために、これら支持板２
３，２３と載置板２４との間には次の３種類の着座位置
決め機構が設けられている。第１は、載置板２４および
その載置板２４に対向する支持板２３，２３の一端側
（図４で左端側）の両側部と他端側（図４で右端側）の
中央部寄りの２か所の計４か所に設けられる当接面が水
平面状の上下一対の平面状ブロック２５，２６からなる
着座位置決め機構であり、第２は、図７（図５のＡ部拡
大図）に示されているように、一方の支持板２３の一端
側の略中央部に設けられ上端部にピン状の凸部２７ａを
有する凸状ブロック２７と、この凸状ブロック２７の凸
部２７ａに嵌合するように載置板２４の下面に設けられ
る凹状ブロック２８とからなる着座位置決め機構であ
り、第３は、他方の支持板２３の他端側の略中央部に設
けられ上端部にくさび状の凸部２９ａを有する凸状ブロ
ック２９と、この凸状ブロック２９の凸部２９ａに嵌合
するように載置板２４の下面に設けられる凹状ブロック
３０とからなる着座位置決め機構（図６参照）である。
ここで、４対の上下の各平面状ブロック２５，２６が互
いに当接してレーザ発振器１９が着座した際に、凸状ブ
ロック２７と凹状ブロック２８および凸状ブロック２９
と凹状ブロック３０はそれぞれ遊びをもって嵌合される
ようになっている。

【００３４】さらに、図８（図４のＢ−Ｂ断面図）に示
されているように、前記支持板２３，２３と載置板２４
との間にはレーザ発振器１９が着座したことを検出する
検出機構が設けられている。この検出機構は、一端側の
二対の平面状ブロック２５，２６の各内側位置と、他端
側の一方の平面状ブロック２５，２６の外側位置とに計
３対設けられてなり、支持板２３側に設けられて圧縮ば
ねの作用により常時上方へ向けて付勢される検知バー３
１と、載置板２４側に設けられてその検知バー３１によ
り押圧されるリミットスイッチ３２とから構成されてい
る。

【００３５】また、前記レーザ光案内筒１７の後端部に
はベローズ３３を介して反射鏡３４が接続されている。
この反射鏡３４は、載置板２４の上面に立設される支柱
３５の上端部にブラケット３６を介して支持され、また
その支柱３５の上端部は補強部材３７を介してレーザ発
振器１９の側面に連結されている。

【００３６】このように構成されているので、パンチ加
工ヘッド４によるパンチ加工時に４個の空気ばね２２に
圧縮空気が供給されてそれら空気ばね２２が伸長される
と、着座位置決め機構の互いに対向する各ブロック２
５，２６；２７，２８；２９，３０同士が離隔してレー
ザ発振器１９が架台２１上に弾性的に支持され、これに
よってパンチ振動が地盤２０からそのレーザ発振器１９
に伝わるのが防がれる。これに対してレーザ加工ヘッド
１８によるレーザ加工時に、空気ばね２２への圧縮空気
の供給が停止されてそれら空気ばね２２が収縮される
と、レーザ発振器１９を持ち上げる方向への圧力が０と
なり、各ブロック２５，２６；２７，２８；２９，３０
同士が当接，嵌合してレーザ発振器１９が所定位置に着
座・位置決めされる。このとき、着座位置決め機構の一
端側がピン状の凸部２７ａを有する凸状ブロック２７と
その凸状ブロック２７と嵌合する凹状ブロック２８とで
構成され、他端側がくさび状の凸部２９ａを有する凸状
ブロック２９とその凸状ブロック２９に嵌合する凹状ブ
ロック３０とで構成されているので、外気温度により各
ブロック２５，２６；２７，２８；２９，３０を構成す
る例えば鉄等の材料に伸びが生じてもその伸びを吸収し
て確実に位置決めを行うことができ、これによりレーザ
加工精度および複合加工精度の向上を図ることができ
る。なお、レーザ発振器１９の着座・位置決めは、検知
バー３１とリミットスイッチ３２とよりなる検出機構に
より検出される。

【００３７】一方、図９乃至図１１に示されているよう
に、レーザ光案内筒１７の前端部に設けられるレーザ加
工ヘッド１８は、本体フレーム１の側面に固定される前
後一対の支持ブラケット３８，３８に４個の空気ばね３
９を介して支持可能とされている。より具体的には、本
体フレーム１の側面に互いに所定距離だけ離隔するよう
に一対の支持ブラケット３８，３８が固定され、これら
支持ブラケット３８，３８の上面板３８ａ，３８ａと、
レーザ加工ヘッド１８を固定支持するレーザ加工ヘッド
取付板４０との間に取付座を介して前記空気ばね３９が
介挿されている。これら空気ばね３９は図示されない空
気源より供給される圧縮空気により上下方向に伸縮自在
とされている。ここで、レーザ加工ヘッド１８は前記一
対の支持ブラケット３８，３８に挟まれる形でレーザ加
工ヘッド取付板４０に鉛直向きに取り付けられている。
また、レーザ光案内筒１７の前端部とレーザ加工ヘッド
１８との間にはベローズ４１が介挿されている。

【００３８】また、前記レーザ加工ヘッド１８を前記一
対の支持ブラケット３８，３８、言い換えれば本体フレ
ーム１に対して着座・位置決めするために、前記レーザ
発振器１９の着座位置決め機構と同様、これら支持ブラ
ケット３８，３８とレーザ加工ヘッド取付板４０との間
には次の３種類の着座位置決め機構が設けられている。
第１は、図１２（図１１のＣ−Ｃ断面図）に示されてい
るように、一方の支持ブラケット３８の一側（図１０で
上側）に設けられ上端部にピン状の凸部４２ａを有する
凸状ブロック４２と、この凸状ブロック４２の凸部４２
ａに嵌合するようにレーザ加工ヘッド取付板４０の下面
に設けられる凹状ブロック４３とからなる着座位置決め
機構であり、第２は、図１３（図１１のＤ−Ｄ断面図）
に示されているように、他方の支持ブラケット３８の他
側（図１０で下側）に設けられ上端部にくさび状の凸部
４４ａを有する凸状ブロック４４と、この凸状ブロック
４４の凸部４４ａに嵌合するようにレーザ加工ヘッド取
付板４０の下面に設けられる凹状ブロック４５とからな
る着座位置決め機構であり、第３は、前記第１および第
２の着座位置決め機構にそれぞれ並んで設けられる当接
面が水平面状の上下一対の平面状ブロック４６，４７か
らなる着座位置決め機構である。

【００３９】さらに、図１２，図１３に示されているよ
うに、前記支持ブラケット３８，３８とレーザ加工ヘッ
ド取付板４０との間にはレーザ加工ヘッド１８が着座し
たことを検出する検出機構が設けられている。この検出
機構は、支持ブラケット３８，３８側に設けられて圧縮
ばねの作用により常時上方へ向けて付勢される検知バー
４８と、レーザ加工ヘッド取付板４０側に設けられてそ
の検知バー４８により押圧されるリミットスイッチ４９
とから構成されている。

【００４０】また、図１４に示されているように、各支
持ブラケット３８，３８には、空気ばね３９と着座位置
決め機構との間に位置してエアシリンダ５０が取り付け
られている。このエアシリンダ５０は、ロッド５１の先
端部がレーザ加工ヘッド取付板４０に形成される孔４０
ａを貫通するように配置され、このロッド５１の先端に
孔４０ａより大径の円形の係止板５２が取り付けられて
いる。前記エアシリンダ５０は、空気ばね３９への圧縮
空気の供給停止とともに収縮方向に作動され、係止板５
２によりレーザ加工ヘッド取付板４０を支持ブラケット
３８側に確実に引き寄せる役目をする。また、図１１，
図１５に示されているように、本体フレーム１にはレー
ザ加工ヘッド取付板４０の上方に位置して上限ストッパ
５３が配されるとともに、異常検出スイッチ５３ａが配
されている。この上限ストッパ５３は、空気ばね３９に
よりレーザ加工ヘッド取付板４０が持ち上げられる際に
そのレーザ加工ヘッド取付板４０の所定量以上の上昇を
阻止するものである。

【００４１】前述の凸状ブロック４２と凹状ブロック４
３とからなる着座位置決め機構，平面状ブロック４６，
４７からなる着座位置決め機構およびそれら両着座位置
決め機構の中間に設けられる検出機構は周囲が全体とし
て防塵カバー５４により覆われている。同様に、凸状ブ
ロック４４と凹状ブロック４５とからなる着座位置決め
機構，平面状ブロック４６，４７からなる着座位置決め
機構およびそれら両着座位置決め機構の中間に設けられ
る検出機構もやはり防塵カバー５４により覆われてい
る。これら防塵カバー５４は、レーザ加工時に飛散する
ヒューム，スパッタ等が前記着座位置決め機構の当接面
に付着するのを防止するために設けられるものであっ
て、支持ブラケット３８の上面に立設される第１のカバ
ー部５４ａと、レーザ加工ヘッド取付板４０の下面に立
設される第２のカバー部５４ｂとを備え、この第２のカ
バー部５４ｂの先端に取り付けられる弾性体５４ｃが前
記第１のカバー部５４ａの外周面に摺接するように構成
されている。

【００４２】また、前記着座位置決め機構の当接面にゴ
ミが付着するのを確実に防止するために、レーザ加工ヘ
ッド取付板４０側の凹状ブロック４３，４５および平面
状ブロック４７，４７には中心部に上下方向に貫通する
空気流通孔５５が穿設され、この空気流通孔５５には図
示されない空気源から圧縮空気が供給されるようになっ
ている。これにより各ブロック４２，４３；４４，４
５；４６；４７の当接面には圧縮空気が吹き付けられ、
レーザ加工ヘッド１８の着座位置決めをより確実に行う
ことが可能となる。

【００４３】このように構成されていることによって、
パンチ加工ヘッド４によるパンチ加工時に４個の空気ば
ね３９に圧縮空気が供給されてそれら空気ばね３９が伸
長されると、着座位置決め機構の互いに対向する各ブロ
ック４２，４３；４４，４５；４６，４７同士が離隔し
てレーザ加工ヘッド１８が支持ブラケット３８，３８、
言い換えれば本体フレーム１に対して弾性的に支持さ
れ、これによってパンチ振動がその本体フレーム１から
そのレーザ加工ヘッド１８に伝わるのが防がれる。な
お、レーザ加工ヘッド取付板４０の所定量以上の上昇は
上限ストッパ５３により阻止される。これに対してレー
ザ加工ヘッド１８によるレーザ加工時に、空気ばね３９
への圧縮空気の供給が停止されてそれら空気ばね３９が
収縮されるとともに、エアシリンダ５０が収縮方向に作
動されてレーザ加工ヘッド取付板４０が支持ブラケット
３８側に引き寄せられると、各ブロック４２，４３；４
４，４５；４６，４７同士が当接，嵌合してレーザ加工
ヘッド１８が所定位置に着座・位置決めされる。このと
き、着座位置決め機構の一方がピン状の凸部４２ａを有
する凸状ブロック４２とその凸状ブロック４２と嵌合す
る凹状ブロック４３とで構成され、他方がくさび状の凸
部４４ａを有する凸状ブロック４４とその凸状ブロック
４４に嵌合する凹状ブロック４５とで構成されているの
で、外気温度により各ブロック４２，４３；４４，４
５；４６，４７を構成する例えば鉄等の材料に伸びが生
じてもその伸びを吸収して確実に位置決めを行うことが
でき、これによりレーザ加工精度および複合加工精度の
向上を図ることができる。なお、レーザ加工ヘッド１８
の着座・位置決めは、検知バー４８とリミットスイッチ
４９とよりなる検出機構により検出される。

【００４４】続いて、加工ヘッド部の詳細構造について
説明する。

【００４５】図１６に示されているように、レーザ加工
ヘッド１８はレーザ加工ヘッド取付板４０に対しベロー
ズ５６を介して昇降動可能に取り付けられ、例えばパン
チ加工時に図示されない昇降動手段により上方の退避位
置まで上昇されるようになっている。また、このレーザ
加工ヘッド１８には視覚センサとしてのカメラ５７が固
定的に取り付けられ、このカメラ５７によってワークＷ
上の基準孔もしくは基準マークを撮像して光軸調整が行
われるようになっている。この光軸調整は、例えばパン
チ加工による基準孔とレーザ加工による基準孔とをそれ
ぞれカメラ５７により撮像し、これら撮像された基準孔
の図心の座標を画像処理によって求めてそれら座標から
パンチ加工ヘッド４とレーザ加工ヘッド１８との距離
（オフセット量）を求め、この距離をＮＣ装置に入力す
ることにより行われる。こうして、パンチ加工ヘッド４
とレーザ加工ヘッド１８との間に経時的な位置ずれが生
じた場合でもその位置ずれを補正して複合加工精度の向
上を図ることができる。なお、図１６において符号５８
で示されるのは、レーザ加工時に生ずるドロス等を圧力
差により吸引して機外に排出する集塵ダクトである。

【００４６】また、前記パンチ加工ヘッド４は図１７，
図１８に示されているような油圧サーボ機構によって駆
動制御される。すなわち、このパンチ加工ヘッド４にお
いては、パンチ（図示せず）を上下動させるためのパン
チ駆動用サーボシリンダ５９が設けられている。このパ
ンチ駆動用サーボシリンダ５９は、シリンダ５９ａとそ
のシリンダ５９ａの内壁面に沿って上下動されるピスト
ン５９ｂとを備え、このピストン５９ｂ内には上面が開
口する圧力室６０が形成されていて、この圧力室６０内
に前記シリンダ５９ａと一体のラム５９ｃが嵌入されて
いる。また、前記ピストン５９ｂによってシリンダ５９
ａ内は上室６１と下室６２とに区画されている。前記圧
力室６０内および下室６２内には油圧ポンプ６３より吐
出された油圧がサーボ弁６４を介して供給され、上室６
１内にはサーボ弁６４よりプレフィルバルブ６５を介し
て油圧が供給されるようになっている。

【００４７】このプレフィルバルブ６５は、シリンダ５
９ａと一体の弁本体６５ａ内にスプール６５ｂが設けら
れてなり、このスプール６５ｂは弁本体６５ａの両端に
設けられるパイロット室６６，６７へパイロット弁６８
より供給されるパイロット圧により動作されて、サーボ
弁６４もしくはタンク６９のいずれかとシリンダ５９ａ
の上室６１とを連通するようになっている。ここで、タ
ンク６９は密閉構造となっていて、図示されないエア源
より管路７０を介して導入されるエアにより一定圧力で
常時加圧されている。

【００４８】また、シリンダ５９ａ内に収容されている
ピストン５９ｂの動作位置は位置センサ７１により検出
され、この検出信号に基づいて前記パイロット弁６８が
制御される。

【００４９】このように構成されている油圧サーボ機構
において、ピストン５９ｂが高速で下降を開始するとき
には、プレフィルバルブ６５のスプール６５ｂは図１７
に示される位置にあってタンク６９とシリンダ５９ａの
上室６１とが連通され、タンク６９内の油が大量に上室
６１内に流入し、これによってピストン５９ｂが高速で
下降される。

【００５０】次いでパンチがワークへ当接したことが位
置センサ７１により検出されると、プレフィルバルブ６
５のスプール６５ｂがパイロット圧により図１８に示さ
れる位置へ切り換えられ、ピストン５９ｂはシリンダ５
９ａの上室６１および圧力室６０へ供給される油圧によ
り更に下降され、大きな力で下降されるピストン５９ｂ
によりパンチが押し下げられてワークが打ち抜かれる。
この後、ワークの打ち抜き終了とともにプレフィルバル
ブ６５のスプール６５ｂは図１７に示される位置に切り
換えられ、同時にサーボ弁６４を介してシリンダ５９ａ
の下室６２に油圧ポンプ６３より油圧が供給されてピス
トン５９ｂが元の位置に復帰する。

【００５１】こうして、パンチに加える力を余り必要と
しないときにはピストン５９ｂを高速で下降させるとと
もに、ワークの剪断時にはピストン５９ｂを大きな力で
下降させてシリンダ５９ａの高速動作が可能となる。ま
た、このようにピストン５９ｂのストローク速度を可変
にすることで、パンチ加工時に生ずる騒音，振動を低く
抑えることができ、この振動によるレーザ加工部への悪
影響を最小限に抑えることができる。

【００５２】次に、再び図１，図２を参照しながら本実
施例のパンチ・レーザ複合加工機における加工済み製品
もしくは打抜きカス，切断カス等の搬出部の構造につい
て説明する。

【００５３】図示のように、パンチ加工ヘッド４および
レーザ加工ヘッド１８の近傍には、例えば中製品（もし
くはレーザ加工による切断カス）を搬出するために下方
へ揺動可能なワークシュータ７２が配され、このワーク
シュータ７２の搬出端には本体フレーム１と平行に延び
るワークコンベア７３が配されている。

【００５４】また、パンチ加工ヘッド４の側方には金型
マガジン７の延設方向と直交する方向に製品（大製品も
しくはミクロジョイントが施された極小製品）搬出用の
アンローダコンベア（図示せず）が配され、このアンロ
ーダコンベアの搬出端にはグリップアンローダ（図示せ
ず）が配されている。また、このアンローダコンベアに
至る手前の位置には下方へ揺動可能なスケルトンシュー
タ（図示せず）が配され、このスケルトンシュータの搬
出端には、例えば小残材を搬出するために本体フレーム
１と平行に延びるスケルトンコンベア７４が配されてい
る。

【００５５】さらに、パンチ加工ヘッド４およびレーザ
加工ヘッド１８の下方には、これら各加工ヘッド４，１
８による加工時に発生する打抜きカスもしくは切断カス
を排出する２連のカスチップコンベア７５が配されてい
る。

【００５６】このように本実施例においては、製品もし
くは残材の大きさ，種別に応じてそれら製品もしくは残
材が各種コンベアに振り分けられて搬出され、これによ
って加工機の稼働率の向上が図られている。

【００５７】前述のように、本発明は、種々に変更可能
なことは明らかである。このような変更は本発明の精神
および範囲に反することなく、また当業者にとって明瞭
な全てのそのような変形、変更は、請求の範囲に含まれ
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例に係るパンチ・レー
ザ複合加工機の部分破断概略斜視図である。

【図２】図２は、本実施例のパンチ・レーザ複合加工機
の平面図である。

【図３】図３は、レーザ発振器の支持構造を示す正面図
である。

【図４】図４は、図３の平面図である。

【図５】図５は、図４の左側面図である。

【図６】図６は、図４の右側面図である。

【図７】図７は、図５のＡ部拡大図である。

【図８】図８は、図４のＢ−Ｂ断面図である。

【図９】図９は、加工ヘッド部周辺を示す平面図であ
る。

【図１０】図１０は、レーザ加工ヘッドの支持構造を示
す平面図である。

【図１１】図１１は、レーザ加工ヘッドの支持構造を示
す側面図である。

【図１２】図１２は、図１１のＣ−Ｃ断面図である。

【図１３】図１３は、図１１のＤ−Ｄ断面図である。

【図１４】図１４は、図１１のＥ−Ｅ断面図である。

【図１５】図１５は、図１１のＦ矢視図である。

【図１６】図１６は、加工ヘッド部を模式的に示す正面
図である。

【図１７】図１７は、パンチ加工ヘッドの油圧サーボ機
構を示す油圧回路図である。

【図１８】図１８は、パンチ加工ヘッドの油圧サーボ機
構を示す油圧回路図である。

【符号の説明】

１本体フレーム４パンチ加工ヘッド１８レーザ加工ヘッド１９レーザ発振器２１架台２２，３９空気ばね２５，２６，４６，４７平面状ブロック２７，２９，４２，４４凸状ブロック２７ａ，４２ａピン状の凸部２８，３０，４３，４５凹状ブロック２９ａ，４４ａくさび状の凸部３１，４８検知バー３２，４９リミットスイッチ３８支持ブラケット４０レーザ加工ヘッド取付板５４防塵カバー５５空気流通孔５９パンチ駆動用サーボシリンダ６４サーボ弁６５プレフィルバルブ６８パイロット弁７１位置センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パンチ加工を行うパンチ加工機とレーザ
加工を行うレーザ加工機とを備えるパンチ・レーザ複合
加工機において、レーザ発振器をパンチ加工ヘッドを支
持する本体フレームと別置きに設けるとともに、レーザ
加工ヘッドを前記本体フレームにレーザ加工ヘッド用防
振装置を介して支持可能に、かつ前記パンチ加工ヘッド
とオフセットして取り付けることを特徴とするパンチ・
レーザ複合加工機。
【請求項２】前記レーザ発振器は、地盤にレーザ発振
器用防振装置を介して支持可能に取り付けられることを
特徴とする請求項１に記載のパンチ・レーザ複合加工
機。
【請求項３】前記レーザ発振器用防振装置は、パンチ
加工時に作動されて地盤から前記レーザ発振器への振動
の伝達を防止する空気ばねであることを特徴とする請求
項２に記載のパンチ・レーザ複合加工機。
【請求項４】さらに、レーザ加工時に前記レーザ発振
器用防振装置による支持を解除して前記レーザ発振器を
そのレーザ発振器を支持する架台に着座させて位置決め
するレーザ発振器用着座位置決め装置を設けることを特
徴とする請求項２または３に記載のパンチ・レーザ複合
加工機。
【請求項５】前記レーザ発振器用着座位置決め装置
は、前記レーザ発振器の下面もしくはそのレーザ発振器
を載置する載置板の下面の一端側、またはその一端側に
対向する前記架台の一端側のいずれか一方に設けられる
ピン状の凸部と他方に設けられるその凸部に嵌合する凹
部とよりなる第１のレーザ発振器用位置決め機構と、前
記レーザ発振器の下面もしくはそのレーザ発振器を載置
する載置板の下面の他端側、またはその他端側に対向す
る前記架台の他端側のいずれか一方に設けられるくさび
状の凸部と他方に設けられるその凸部に嵌合する凹部と
よりなる第２のレーザ発振器用位置決め機構とを備える
ことを特徴とする請求項４に記載のパンチ・レーザ複合
加工機。
【請求項６】前記レーザ加工ヘッド用防振装置は、パ
ンチ加工時に作動されて前記本体フレームから前記レー
ザ加工ヘッドへの振動の伝達を防止する空気ばねである
ことを特徴とする請求項１に記載のパンチ・レーザ複合
加工機。
【請求項７】さらに、レーザ加工時に前記レーザ加工
ヘッド用防振装置による支持を解除して前記レーザ加工
ヘッドをそのレーザ加工ヘッドを支持する支持台に着座
させて位置決めするレーザ加工ヘッド用着座位置決め装
置を設けることを特徴とする請求項１または６に記載の
パンチ・レーザ複合加工機。
【請求項８】前記レーザ加工ヘッド用着座位置決め装
置は、前記レーザ加工ヘッドを取り付ける取付板の下面
の一端側またはその一端側に対向する前記支持台の一端
側のいずれか一方に設けられるピン状の凸部と他方に設
けられるその凸部に嵌合する凹部とよりなる第１のレー
ザ加工ヘッド用位置決め機構と、前記レーザ加工ヘッド
を取り付ける取付板の下面の他端側またはその他端側に
対向する前記支持台の他端側のいずれか一方に設けられ
るくさび状の凸部と他方に設けられるその凸部に嵌合す
る凹部とよりなる第２のレーザ加工ヘッド用位置決め機
構とを備えることを特徴とする請求項７に記載のパンチ
・レーザ複合加工機。
【請求項９】前記第１のレーザ加工ヘッド用位置決め
機構および前記第２のレーザ加工ヘッド用位置決め機構
は防塵カバーにより覆われることを特徴とする請求項８
に記載のパンチ・レーザ複合加工機。
【請求項１０】さらに、前記レーザ加工ヘッドの前記
支持台への着座時に前記第１のレーザ加工ヘッド用位置
決め機構および前記第２のレーザ加工ヘッド用位置決め
機構の当接面に空気を吹き付ける空気吹付け装置を設け
ることを特徴とする請求項８または９に記載のパンチ・
レーザ複合加工機。
【請求項１１】パンチ加工を行うパンチ加工機とレー
ザ加工を行うレーザ加工機とを備えるパンチ・レーザ複
合加工機において、パンチ加工ヘッドの駆動を制御する
油圧サーボ機構を設けるとともに、レーザ発振器を前記
パンチ加工ヘッドを支持する本体フレームと別置きに設
け、かつレーザ加工ヘッドを前記本体フレームにレーザ
加工ヘッド用防振装置を介して支持可能に取り付けるこ
とを特徴とするパンチ・レーザ複合加工機。