JPH0985560A - ワーククランプ装置およびこのワーククランプ装置を備えたレーザ加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワーク搬入出時に邪魔にならずに作業性の低
下をなくすと共に、レーザ加工ヘッドとの干渉をなくす
るようにする。 【解決手段】 例えばワークテーブル７の一側に設けら
れたワーククランプ装置９でワークをクランプする際に
は、作動装置を作動せしめてクランプベース３１に対し
てクランプ押えを４１上昇せしめると共に揺動せしめ
て、クランプベース３１の先端に設けられている下部ク
ランプジョー５９とクランプ押え４１の先端に設けられ
ている上部クランプジョー６１とでワークはクランプさ
れる。ワークをアンクランプせしめる際には、作動装置
を作動せしめてクランプ押え４１を逆方向へ揺動せしめ
ると共に下降せしめてクランプ押え４１の上面をパスラ
インとほぼ同じ高さ位置に位置せしめることによって、
邪魔にならずにワークの搬入出が確実に行われて作業性
の低下がなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば前後動自
在なワークテーブル又は一軸方向へ移動可能なキャレッ
ジに備えたワーククランプ装置およびこのワーククラン
プ装置を備えたレーザ加工機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばレーザ加工機としてワーク
テーブルを前後方向へ移動せしめると共にレーザ加工ヘ
ッドを左右方向へ移動せしめてワークにレーザ加工を行
う型式のものが知られている。このレーザ加工機におけ
るワークテーブルの一側にはワークをクランプせしめる
複数のワーククランプ装置が設けられている。

【０００３】このワーククランプ装置は、例えば実開平
５−２８５８２号公報などで知られているように、クラ
ンプベースに対してクランプ押えが上下動自在に設けら
れ、ワークの搬入出時にはワーククランプ装置の上面が
ワーク搬送面の高さ位置よりも低い位置に位置決めされ
て、ワークの搬入出が行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のワーククランプ装置では、ワークの搬入出時に、ク
ランプ押えをワーク搬送面の高さ位置よりも低い位置に
位置決めされてはいるが、ワークのパスラインの高さよ
りも高い位置にあるため、ワークの搬入出の状態によっ
て、クランプ押えの上面と干渉してしまうこともあり、
作業性が低下してしまう問題があった。

【０００５】また、従来のワーククランプ装置では、レ
ーザ加工ヘッドがワークテーブルの一側に移動される
と、ワークテーブルの移動によって、ワーククランプ装
置とレーザ加工ヘッドとが干渉してしまい、ワーク端部
の加工ができないという問題があった。

【０００６】この発明の目的は、ワーク搬入出時に邪魔
にならずに作業性の低下をなくすと共に、例えばレーザ
加工ヘッドとの干渉をなくするようにしたワーククラン
プ装置およびこのワーククランプ装置を備えたレーザ加
工機を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１によるこの発明のワーククランプ装置は、先
端に下部クランプジョーを備えたクランプベースと、こ
のクランプベースに対して先端に上部クランプジョーを
備えたクランプ押えと、ワーククランプ時に前記下部ク
ランプジョーと上部クランプジョーとでワークをクラン
プせしめると共にワークアンクランプ時に前記クランプ
押えの上面をパスラインとほぼ同じ高さ位置に、また加
工機にワーク搬入搬出装置が設備されている場合には、
その装置がワークを持ち上げる高さ以下に位置せしめる
べく、前記クランプ押えを揺動かつ上下動せしめる作動
装置と、で構成されていることを特徴とするものであ
る。

【０００８】したがって、例えばワークテーブルの一側
に設けられたワーククランプ装置でワークをクランプす
る際には、作動装置を作動せしめてクランプベースに対
してクランプ押えを上昇せしめると共に揺動せしめて、
クランプベースの先端に設けられている下部クランプジ
ョーとクランプ押えの先端に設けられている上部クラン
プジョーとでワークはクランプされる。

【０００９】ワークをアンクランプせしめる際には、作
動装置を作動せしめてクランプ押えを逆方向へ揺動せし
めると共に下降せしめてクランプ押えの上面をパスライ
ンとほぼ同じ高さ位置に位置せしめることによって、邪
魔にならずにワークの搬入出が確実に行われて作業性の
低下がなくなる。

【００１０】請求項２によるこの発明のワーククランプ
装置は、前記作動装置が、前記クランプ押えに第１ピン
で一端を連結せしめると共にクランプベースに第２ピン
で他端を連結せしめた第１リンクと、この第１リンクに
第２リンクを介して一端を連結せしめると共に他端を前
記クランプベースに枢支可能に設けられた第３リンク
と、前記クランプ押えを第１ピンを支点として揺動せし
める付勢部材と、前記クランプベースに設けられたシリ
ンダと、このシリンダに装着されたピストンロッドの先
端に設けられたプルブロックと、このプルブロックに設
けられ第３リンクを押える押えピンと、で構成されてい
ることを特徴とするものである。

【００１１】したがって、ワークをクランプせしめる際
には、シリンダを作動せしめてピストンロッドを介して
プルブロックを上昇せしめると押えピンも上昇し、付勢
部材の付勢力で第３リンクが一端を支点として上方へ回
動すると共に第２リンクを介して第１リンクが回動して
クランプベースに対してクランプ押えが第１ピンを支点
として回動する。さらにプルブロックを上昇せしめる
と、クランプ押えが第１ピンを支点として付勢部材の付
勢力で回動し、クランプ押えの先端に設けられた上部ク
ランプジョーとクランプベースの先端に設けられた下部
クランプジョーとでワークはクランプされる。

【００１２】ワークをアンクランプせしめる際には、シ
リンダを作動せしめることにより、プルブロックが下降
されて上述の動きと逆の動作が行われて、クランプ押え
がパスラインの高さとほぼ同じ高さ位置に位置決めされ
るから、上述と同様の効果が得られる。

【００１３】請求項３によるこの発明のレーザ加工機
は、左右方向へ移動自在なレーザ加工ヘッドと前記請求
項２によるワーククランプ装置でクランプされたワーク
を載置し、前後方向へ移動自在なワークテーブルを備え
たレーザ加工機であって、前記レーザ加工ヘッドがワー
クテーブルの一側に移動されたときに、前記ワークテー
ブルの移動でワーククランプ装置が前記レーザ加工ヘッ
ドの下方位置に到達したことを検出するセンサと、この
センサによるワーククランプ装置の検出有無で前記シリ
ンダにおけるピストンロッドの上下の切換えを行う切換
え装置を備えてなることを特徴とするものである。

【００１４】したがって、レーザ加工ヘッドがワークテ
ーブルの一側に移動された状態で、ワークテーブルが前
後方向へ移動し、ワーククランプ装置がレーザ加工ヘッ
ドの下方位置に到達されたことがセンサで検出される
と、切換装置が作動し、シリンダのピストンロッドを下
降せしめると、プルブロックが下降しクランプ押えがパ
スラインの高さとほぼ同じ高さ位置に位置決めされて、
クランプ押えはレーザ加工ヘッドと干渉しなくなり、ワ
ークにレーザ加工が行われる。而して、加工不可能な範
囲をなくすることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態の例
を図面に基づいて詳細に説明する。

【００１６】図９を参照するに、レーザ加工機１は前後
方向（Ｘ軸方向）へ延伸した例えば箱形状のベッド３を
備えており、このベッド３上にはＸ軸方向へ延伸した平
行な複数のガイドレール５が敷設されている。このガイ
ドレール５上には図示省略の駆動モータ，ボールねじ，
ナット部材などによりＸ軸方向へ移動自在なワークテー
ブル７が設けられている。このワークテーブル７上には
加工すべきワークＷが載置される。このワークテーブル
７の一側、図９において右側のＸ軸方向には、適宜な間
隔で複数のワーククランプ装置９が設けられている。

【００１７】前記ベッド３に跨がって門型フレーム１１
が立設されている。しかも、この門型フレーム１１は上
部フレーム１１Ｕとサイドフレーム１１Ｒ，１１Ｌで構
成されている。この門型フレーム１１における上部フレ
ーム１１Ｕの前側には左右方向（Ｙ軸方向）へ延伸した
平行な複数のガイドレール１３が設けられており、この
ガイドレール１３には図示省略の例えば駆動モータ，ボ
ールねじ，ナット部材によってＹ軸方向へ移動自在なＹ
軸キャレッジ１５が設けられている。

【００１８】このＹ軸キャレッジ１５にはＹ軸方向に出
力されているレーザビームを加工点へ導くためのベンド
ミラーが設けられており、その直下には、図示省略の例
えば流体シリンダなどによって上下動方向（Ｚ軸方向）
へ移動自在なレーザ加工ヘッド１７が設けられている。
このレーザ加工ヘッド１７内にはベッドミラー，集光レ
ンズが備えられており、しかも、レーザ加工ヘッド１７
の先端にはレーザノズル１９が一体化されている。ま
た、前記門型フレーム１１におけるサイドフレーム１１
Ｒの上部には、レーザ加工機１を制御せしめるＮＣ制御
装置２１がブラケット２３を介して取付けられている。

【００１９】上記構成により、ワークテーブル７をＸ軸
方向へ移動せしめると共に、Ｙ軸キャレッジ１５をＹ軸
方向へ移動せしめることによって、図示省略のレーザ発
振器から発振されたレーザビームはベンドミラー，集光
レンズを経てレーザノズル１９からワークＷへ向けて照
射されることにより、ワークＷに必要な形状のレーザ切
断が行われることになる。

【００２０】前記ワークテーブル７は、図５に示されて
いるようにＹ軸方向へ適宜な間隔で複数の先端が鋭角形
状をしたワーク支持柱２５を備えた支持フレーム２７が
設けられている。この支持フレーム２７がＸ軸方向へ適
宜な間隔で設けられている。しかも、支持フレーム２７
に設けられた各ワーク支持柱２５間には流体シリンダが
設けられており、この流体シリンダに装着されたピスト
ンロッドの先端にはフリーベアが一体化されている。

【００２１】上記構成により、レーザ加工時にはワーク
Ｗはパスライン上で複数のワーク支持柱２５に支持され
てレーザ加工が行われると共に、ワークＷの搬入，搬出
時には、流体シリンダを作動させてピストンロッドを介
してフリーベアを各ワーク支持柱２５の先端より突出さ
せたワーク搬送面でワークＷは搬入または搬出されるこ
とになる。

【００２２】前記各ワーククランプ装置９は、図１，図
２，図３，図４，図５および図６に示されているような
構成となっている。すなわち、図１，図２，図３，図
４，図５および図６において、ワークテーブル７の右側
上には、Ｘ軸方向（図５において紙面に対して直交する
方向）へ延伸したガイドレール２９が敷設されている。
このガイドレール２９にはワーククランプ装置９の一部
であるクランプベース３１がＸ軸方向へ摺動可能に設け
られている。しかも、このクランプベース３１は前記ガ
イドレール２９に前後のクランプレバー３３で任意の位
置にて固定されるものである。

【００２３】前記クランプベース３１上のＸ軸方向であ
る前後（図２において左右）には複数の第１リンク３５
の一端がピン３７で枢支されていると共に第１リンク３
５の他端はピン３９でクランプ押え４１と一緒に装着さ
れている。前記ピン３９には第２リンク４３の一端が装
着されていると共に第２リンク４３の他端はピン４５で
第３リンク４７の一端に枢支されている。この第３リン
ク４７の他端は前記クランプベース３１にピン４９で枢
支されている。

【００２４】前記ピン３７には常にクランプ押え４１の
後部を上方へ付勢した付勢部材としてのスプリング５１
の一端が取り付けられていると共にスプリング５１の他
端が前記ピン３９に巻回されている。前記クランプベー
ス３１の左側には複数のボルト５３で突当てブロック５
５が取り付けられている。また、前記クランプ押え４１
の左側における前後には突当てブロック５７が取り付け
られている。しかも、前記クランプベース３１の左端上
面には下部クランプジョー５９が取り付けられていると
共に、前記クランプ押え４１の左端下面には上部クラン
プジョー６１が取り付けられている。また、クランプ押
え４１の右側の前後上にはフリーベア６３が回転自在に
支承されている。また、クランプ押え４１の右側（図１
において右側）における下面にはローラ６５が取り付け
られている。

【００２５】前記クランプベース３１の下部にはシリン
ダ６７が取り付けられており、このシリンダ６７に装着
されたピストンロッド６９の先端にはプルブロック７１
が取り付けられている。このプルブロック７１には第３
リンク４７を上から押える押えピン７３が取り付けられ
ている。前記シリンダ６７の一側における上，下には配
管７５，７７が接続されている。

【００２６】上記構成により、ワークをワーククランプ
装置９でクランプする際には、シリンダ６７を作動せし
めてシリンダ６７の下部シリンダ室にエアを配管７７か
ら供給するとピストンロッド６９を介してプルブロック
７１が図１において上昇される。このプルブロック７１
が上昇されると、押えピン７３も上昇されて実線の位置
にある第３リンク４７がスプリング５１の付勢力でピン
４９を支点として図１において時計方向廻りに回動され
実線の位置に位置決めされる。

【００２７】この第３リンク４７の回動により第２リン
ク４３が実線の位置から２点鎖線の位置へ移動して第１
リンク３５が実線の位置から２点鎖線の位置へ移動され
てクランプ押え４１が図１に示したＡの状態からＢの状
態となる。さらにプルブロック７３を上昇せしめると、
クランプ押え４１がスプリング５１の付勢力でピン３９
を支点として反時計方向廻りに回動してＣの状態を経て
Ｄの状態となり、クランプ押え４１の先端に設けられた
上部クランプジョー６１とクランプベース３１の先端に
設けられた下部クランプジョー５９との協働でワークを
確実にクランプさせることができる。この場合にはワー
クはワーク支持柱２５に支持されているものである。

【００２８】クランプ押え４１がＤの状態において、シ
リンダ６７を作動させ上部シリンダ室に配管７５からエ
アを供給すると、ピストンロッド６９を介してプルブロ
ック７１を下降せしめると、クランプ押え４１がＣの状
態を経てＢの状態となる。なお、このＤの状態からＣの
状態を経てＢの状態になるまでは、スプリング５１の力
によりプルブロック７１の下降動作に合わせて行われ
る。クランプ押え４１がＢの位置からＡの位置へは前述
した第２リンク４３，第３リンク４７とプルブロック６
９の働きと、第３リンク４７が押えピン７３で押されて
ピン４９を支点として反時計方向廻りに回動してクラン
プ押え４１はＡの状態に戻されることになる。この状態
ではワークＷはフリーベア６３上に支持されるので、ワ
ークＷをクランプ押え４１と干渉せずに搬入，搬出を行
うことができる。

【００２９】前記ワークテーブル７の後部における下方
位置には、図７に示されているように、ドグ昇降用シリ
ンダ７９が設けられている。このドグ昇降用シリンダ７
９に装着されたピストンロッド８１の先端にはセンサの
一部であるクランプ退避用ドグ８３が取り付けられてい
る。また、前記ワーククランプ装置９には前記シリンダ
６７を作動せしめる切換弁８５（メカバルブ）が取り付
けられており、この先端はローラプランジャー８７とな
っている。

【００３０】前記シリンダ６７を動作せしめるエアー回
路としては、図８（Ａ），（Ｂ）に示されているよう
に、シリンダ６７の上部，下部シリンダ室６７Ｕ，６７
Ｄには前記配管７５，７７の一端が接続されていると共
に、配管７５，７７の他端は前記切換弁８５に接続され
ている。この切換弁８５には配管８９，９１を介して切
換弁９３が接続されている。この切換弁９３には配管９
５を介してエア源９７が接続されている。

【００３１】上記構成により、ワーククランプ装置９が
ワークテーブル９に設けられて、ワーククランプ装置９
がＸ軸方向へ移動すると共にレーザ加工ヘッド１７がＹ
軸の＋方向へ移動して、レーザ加工ヘッド１７がワーク
クランプ装置９と干渉しない安全領域に入っている間
は、ドグ昇降用シリンダ７９は下降してメカバルブ８７
はクランプ退避用ドグ８３に当接せず、図８（Ａ）に示
されているように、エア圧力源９７からのエアは、配管
９５，９１，７７を経てシリンダ６７の下部シリンダ室
６７Ｄに送られる。

【００３２】その結果、ピストンロッド６９を介してプ
ルブロック７１が上昇してクランプ押え４１の下部クラ
ンプジョー６１とクランプベース３１の上部クランプジ
ョー５９との協働でワークはクランプされた状態で、ワ
ークテーブル７がＸ軸方向へ移動される。

【００３３】レーザ加工ヘッド１７がＹ軸のＹ＝０に近
づくと、クランプ退避用ドグ８３がドグ昇降用シリンダ
７９の作動で上昇し、ワークテーブル７がＸ軸方向へ移
動し、任意の位置に固定されたワーククランプ装置９が
クランプ退避用ドグ８３を通過する。

【００３４】ワーククランプ装置９に取り付けられてい
るメカバルブ８５のローラプランジャー８７が、図８
（Ｂ）に示されているようにクランプ退避用ドグ８３上
に乗り、ローラプランジャー８７が作動し、切換弁８５
が切り換り、エア圧力源９７からエアが配管９５，９
１，７５を経て上部シリンダ室６７Ｕに送られることに
より、プルブロック７１が下降してワークはアンクラン
プ状態すなわちクランプ押えが図１においてＡの位置に
待機されるから、クランプ押え４１がレーザ加工ヘッド
と干渉しないように回避させることができ、加工不可能
な領域をなくすることができる。

【００３５】なお、この発明は、前述した実施の形態の
例に限定されることなく、適宜な変更を行うことによ
り、その他の態様で実施し得るものである。例えば、第
３リンク４７に別にもう１つのシリンダを用いても同様
の動作は可能である。また第３リンク４７とクランプベ
ース３１とを結ぶ側に第３リンク４７と一体のピニオン
を取り付け、ピストンロッド６９にラックを用いても同
様の動作が可能である。また、ワーククランプ装置９に
リミットスイッチ又はタッチセンサを取り付け、フレー
ムに固定されたクランプ用退避ドグ８３によりオン，オ
フを検出するようにしてもよい。さらに光電センサ，近
接スイッチを用いてワーククランプ装置９の位置を確認
するようにしてもよい。

【００３６】さらに、本実施の形態の例ではワークテー
ブル７にワーククランプ装置９を設けた例で説明した
が、キャレッジにワーククランプ装置９を設けるように
してもよい。しかもレーザ加工機以外にタレットパンチ
プレスなどの板材加工機にも用いることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上のごとき実施の形態の例より理解さ
れるように、請求項１の発明によれば、例えばワークテ
ーブルの一側に設けられたワーククランプ装置でワーク
をクランプする際には、作動装置を作動せしめてクラン
プベースに対してクランプ押えを上昇せしめると共に揺
動せしめて、クランプベースの先端に設けられている下
部クランプジョーとクランプ押えの先端に設けられてい
る上部クランプジョーとでワークはクランプされる。

【００３８】ワークをアンクランプせしめる際には、作
動装置を作動せしめてクランプ押えを逆方向へ揺動せし
めると共に下降せしめてクランプ押えの上面をパスライ
ンとほぼ同じ高さ位置に位置せしめることによって、邪
魔にならずにワークの搬入出を確実に行うことができ、
作業性の低下をなくすることができる。

【００３９】請求項２の発明によれば、ワークをクラン
プせしめる際には、シリンダを作動せしめてピストンロ
ッドを介してプルブロックを上昇せしめると押えピンも
上昇し、付勢部材の付勢力で第３リンクが一端を支点と
して上方へ回動すると共に第２リンクを介して第１リン
クが回動してクランプベースに対してクランプ押えが第
１ピンを支点として回動する。さらにプルブロックを上
昇せしめると、クランプ押えが第１ピンを支点として付
勢部材の付勢力で回動し、クランプ押えの先端に設けら
れた上部クランプジョーとクランプベースの先端に設け
られた下部クランプジョーとでワークはクランプされ
る。

【００４０】ワークをアンクランプせしめる際には、シ
リンダを作動せしめることにより、プルブロックが下降
されて上述の動きと逆の動作が行われて、クランプ押え
がパスラインの高さとほぼ同じ高さ位置に位置決めされ
るから、請求項１と同様の効果を得ることができる。

【００４１】請求項３の発明によれば、レーザ加工ヘッ
ドがワークテーブルの一側に移動された状態で、ワーク
テーブルが前後方向へ移動し、ワーククランプ装置がレ
ーザ加工ヘッドの下方位置に到達されたことがセンサで
検出されると、切換装置が作動し、シリンダのピストン
ロッドを下降せしめると、プルブロックが下降しクラン
プ押えがパスラインの高さとほぼ同じ高さ位置に位置決
めされて、クランプ押えはレーザ加工ヘッドと干渉しな
くなり、ワークにレーザ加工が行われる。而して、加工
不可能な範囲をなくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の主要部を示し、図４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ＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図であ
る。

【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図
である。

【図４】図９におけるワーククランプ装置の拡大平面図
である。

【図５】図４における正面図である。

【図６】図４における側面図である。

【図７】レーザ加工ヘッドとワーククランプ装置との関
係を示した斜視図である。

【図８】ワーククランプ装置におけるシリンダを作動せ
しめる構成説明図である。

【図９】この発明の一実施の形態の例のレーザ加工機の
斜視図である。

【符号の説明】

１ レーザ加工機 ７ ワークテーブル ９ ワーククランプ装置 １１ レーザ加工ヘッド ２９ ガイドレール ３１ クランプベース ３５ 第１リンク ４１ クランプ押え ４３ 第２リンク ４７ 第３リンク ５１ スプリング（付勢部材） ５９ 下部クランプジョー ６１ 上部クランプジョー ６７ シリンダ ７１ プルブロック ７３ 押えピン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に下部クランプジョーを備えたクラ
   ンプベースと、このクランプベースに対して先端に上部
   クランプジョーを備えたクランプ押えと、ワーククラン
   プ時に前記下部クランプジョーと上部クランプジョーと
   でワークをクランプせしめると共にワークアンクランプ
   時に前記クランプ押えの上面をパスラインとほぼ同じ高
   さ位置に位置せしめるべく、前記クランプ押えを揺動か
   つ上下動せしめる作動装置と、で構成されていることを
   特徴とするワーククランプ装置。
2. 【請求項２】 前記作動装置が、前記クランプ押えに第
   １ピンで一端を連結せしめると共にクランプベースに第
   ２ピンで他端を連結せしめた第１リンクと、この第１リ
   ンクに第２リンクを介して一端を連結せしめると共に他
   端を前記クランプベースに枢支可能に設けられた第３リ
   ンクと、前記クランプ押えを第１ピンを支点として揺動
   せしめる付勢部材と、前記クランプベースに設けられた
   シリンダと、このシリンダに装着されたピストンロッド
   の先端に設けられたプルブロックと、このプルブロック
   に設けられ第３リンクを押える押えピンと、で構成され
   ていることを特徴とする請求項１記載のワーククランプ
   装置。
3. 【請求項３】 左右方向へ移動自在なレーザ加工ヘッド
   と前記請求項２によるワーククランプ装置でクランプさ
   れたワークを載置し、前後方向へ移動自在なワークテー
   ブルを備えたレーザ加工機であって、前記レーザ加工ヘ
   ッドが前記ワークテーブルの一側に移動されたときに、
   前記ワークテーブルの移動で前記ワーククランプ装置が
   前記レーザ加工ヘッドの下方位置に到達したことを検出
   するセンサと、このセンサによるワーククランプ装置の
   検出有無で前記シリンダにおけるピストンロッドの上下
   の切換えを行う切換え装置を備えてなることを特徴とす
   るレーザ加工機。