(57)【要約】【課題】  レーザ加工速度の向上を図り、且つ装置の設置スペースを低減することができるパンチ・レーザ複合加工機の提供。【解決手段】  パンチ・レーザ複合加工機において、ビームフレーム１を平面で見て該ビームフレーム１を構成する二つの平行する立面を形成する側板１ａと側板１ｂの間の中心を通るビームフレームセンターラインＦＣ上にレーザヘッド２を配置すると共に、パンチセンターＰＣとレーザセンターＬＣを前記ビームフレームセンターラインＦＣと合致する同一Ｙ軸上に配し、レーザヘッド２が前記Ｙ軸上の所定範囲内で移動自在の構成としたことを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パンチ・レーザ複合加工機において、ビームフレームを平面で見て該ビームフレームを構成する二つの平行する立面を形成する側板と側板の間の中心を通るビームフレームセンターライン上にレーザヘッドを配置すると共に、パンチセンターとレーザセンターを前記ビームフレームセンターラインと合致する同一Ｙ軸上に配し、レーザヘッドが前記Ｙ軸上の所定範囲内で移動自在の構成としたことを特徴とするパンチ・レーザ複合加工機。
【請求項２】
レーザヘッドは、Ｚ軸に沿って上下動自在の上下移動機構と、Ｙ軸に沿って所定範囲内の水平移動可能な水平移動機構とを備えたことを特徴とする請求項１記載のパンチ・レーザ複合加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーザヘッドがビームフレームセンターに沿って移動可能なパンチ・レーザ複合加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のパンチ・レーザ複合加工機では、レーザヘッドはＸ方向またはＹ方向に固定して配置されているのが通例である。
【０００３】
一般に、パンチ・レーザ複合加工機は、図８及び図９に示すように、パンチセンターＰＣとレーザセンターＬＣを有し、パンチセンターＰＣには、ラムシリンダー３１が、レーザセンターＬＣには、レーザヘッド３２がそれぞれ設置されている。
【０００４】
このうち、ラムシリンダー３１で打圧するパンチＰと、該パンチＰと協働してワークＷにパンチ加工を施すダイＤは、互いに同期回転する上部タレット３３と、下部タレット３４の同心円上の係合する位置に配置されている。
【０００５】
また、レーザヘッド３２は、レーザセンターＬＣに固定され、レーザ発振器４４に接続されている。
【０００６】
以上の構成により、レーザ加工を行う場合には、Ｘ軸モータＭｘとＹ軸モータＭｙを駆動し、キヤリッジ３５をＸ軸ボールねじ３８によりＸ軸ガイド３６に沿ってＸ軸方向に、キヤリッジベース３９をＹ軸ボールねじ４０によってＹ軸方向にそれぞれ移動させることにより、クランプ３７に把持されたワークＷを、前記レーザセンターＬＣに設置されたレーザヘッド３２の直下に位置決めする。
【０００７】
上記の状態で、前記レーザ発振器４４から発振されたレーザビームＬＢを導管４５を介してレーザヘッド３２からワークＷ上に照射することで、該ワークＷが切断される等の所望のレーザ加工が行われる。
【０００８】
また、パンチ加工を行う場合には、前記タレット３３、３４を同期回転して所定のパンチＰ、ダイＤを、パンチセンターＰＣにおいて選択するのと相前後してＸ軸モータＭｘとＹ軸モータＭｙを駆動し、クランプ３７に把持されたワークＷを、前記パンチセンターＰＣに配設されたラムシリンダー３１の直下に位置決めする。
【０００９】
上記の状態で、ラムシリンダー３１を作動してパンチＰを打圧し、該パンチＰが下降してダイＤ上のワークＷが打ち抜かれる等の所望のパンチ加工が行われる。
【００１０】
他の符号について、４２はセンターテーブル、４３はサイドテーブルである。
【００１１】
また、ワークテーブルにデッドゾーン領域を設定するオーバライド検出板へのスパッタ飛散防止を図ると共にクリーニングを実施するパンチ・レーザ複合加工機が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−１６７７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
然しながら、上述の従来例は、いずれもレーザヘッド固定式であって、この場合ではパンチ加工時とレーザ加工時に同一のＸ軸、Ｙ軸を使用するため、特に移動重量が重く且つ大きい構造体のＹ軸移動機構はレーザ加工時の加工速度向上の妨げとなっており、また、ビームフレーム側板にレーザヘッドを配置し、このレーザヘッドをＹ軸移動させる場合、Ｘ方向にパンチとレーザのオフセット状態が生じ、Ｘ方向での設置スペースが大となっている、という問題がある。
【００１３】
本発明は、上述の状況に鑑みて成されたもので、レーザヘッドをビームフレームセンターにレイアウトすると共にＹ軸レーザ移動可能とし、レーザ加工速度の向上を図り、且つ装置の設置スペースを低減することができるパンチ・レーザ複合加工機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、下記構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。
【００１５】
（１）パンチ・レーザ複合加工機において、ビームフレームを平面で見て該ビームフレームを構成する二つの平行する立面を形成する側板と側板の間の中心を通るビームフレームセンターライン上にレーザヘッドを配置すると共に、パンチセンターとレーザセンターを前記ビームフレームセンターラインと合致する同一Ｙ軸上に配し、レーザヘッドが前記Ｙ軸上の所定範囲内で移動自在の構成としたパンチ・レーザ複合加工機。
【００１６】
（２）レーザヘッドは、Ｚ軸に沿って上下動自在の上下移動機構と、Ｙ軸に沿って所定範囲内の水平移動可能な水平移動機構とを備えた前項（１）記載のパンチ・レーザ複合加工機。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、パンチ・レーザ複合加工機において、レーザヘッドをビームフレームセンターにレイアウトしてＹ軸レーザ移動を行うことで、レーザ加工速度の向上を実現し、且つパンチとレーザのオフセット状態が生ずるのをなくし、装置の設置スペースを低減することができるという効果を呈する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明に係るパンチ・レーザ複合加工機の実施の形態を説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係るパンチ・レーザ複合加工機の模式的平面図、図２は、本発明に係るパンチ・レーザ複合加工機の詳細説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、図３は、レーザヘッドの詳細説明図、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は防振ユニットの要部構成を示す一部破断側面図、図４は、図２（ｂ）のＢ−Ｂ断面図、図５は、図２（ｂ）のＣ−Ｃ断面図、図６は、図２（ｂ）のＤ矢視図（下方から眺めた図）、図７は、図２（ｂ）のＡ−Ａ断面図、図８は、従来例におけるパンチ・レーザ複合加工機の要部構成を示す模式的平面図、図９は、従来例におけるパンチ・レーザ複合加工機の要部構成を示す模式的正面図である。
【実施例】
【００２０】
図１、図２及び図６において、ビームフレーム１を平面で見て該ビームフレーム１を構成する二つの平行する立面を形成する側板１ａと側板１ｂの間の中心を通るビームフレームセンターラインＦＣ上にレーザヘッド２を配置すると共に、パンチセンターＰＣとレーザセンターＬＣを前記ビームフレームセンターラインＦＣと合致する同一Ｙ軸上に配し、レーザヘッド２が前記Ｙ軸上の所定範囲内、即ち開口部２２（Ｌ１×Ｌ２）の範囲内で移動自在の構成としてある。
【００２１】
図１の他の符号について、７はタレットであり、上タレット７Ｕと下タレット７Ｌから構成されるＺタレットの例である。８はシューターの配置場所を示す。
【００２２】
９はセンターテーブルであり、両サイドにサイドテーブル９ａ、９ｂを配している。５はレーザ発振器でレーザビームＬＢを発射し、このレーザビームＬＢはベンドミラー６（第２ベンドミラー６−２、第１ベンドミラー６−１（図２（ｂ）参照））、を介してレーザヘッド２に導かれる。３はＹ軸移動機構を形成するキャレッジベースであり、Ｘ軸ボールねじ（Ｂ／Ｓ）４とその駆動モータ４ａを搭載している。
【００２３】
以下、主要構成部分について説明する。
【００２４】
１）レーザヘッド２は、Ｚ軸に沿って上下動自在の上下移動機構を構成するＺ軸ボールねじ（Ｚ軸駆動Ｂ／Ｓ）１２とボールねじ駆動用のモータ（Ｚ軸駆動モータ）１２ａとからなり、Ｙ軸に沿って開口部２２を有する所定範囲（Ｌ１）内の水平移動可能な水平移動機構を構成するボールねじ（ＹＬ軸ボールねじ）１０とボールねじ駆動用のモータ１０ａとからなると共に、Ｚ軸を内蔵するＹＬ軸キャレッジ２１を構成している。図１、図２において、矢印イ、ロ、ハ及び、図６中の矢印トは、レーザヘッド２のＹ軸移動方向、範囲を示す。図３（ａ）の矢印ホはレーザヘッド２のＺ軸を示す。図６中の矢印チは、ＹＬ軸キャレッジ２１の移動方向を示す。
【００２５】
前記ボールねじ１２とボールねじ駆動用のモータ１２ａとからなる上下移動機構を有するレーザヘッド２の水平移動可能とするために、ビームフレーム１の側板１ａ、１ｂに掛け渡されたビームフレーム上板１ｃの係合所定範囲に開口部２２を設けてある（図６中、Ｌ１×Ｌ２）。他の符号について、１８はＺベース、１９はユニットベース、２０はＬＭガイドである。
【００２６】
２）防振ユニット（別称、着座ユニット）１７は、図３（ｃ）に示すように、台形凹部１７ａ−１を有するテーパーブロック１７ａと台形凹部１７ｂ−１を有するテーパーブロック１７ｂの凹部を互いに対向して上下に配し、前記台形凹部に係合する大きさの鋼球等のボール１７ｃを前記台形凹部１７ａ−１、１７ｂ−１で挟装し、テーパーブロック１７ａ、１７ｂをコイルスプリング１７ｄで囲繞するように立設し組合せてＺベース１８を支持し、隣接する流体シリンダー１７ｅと協働して振動を防止する構成となっている。
【００２７】
即ち、パンチ加工時には、コイルスプリング１７ｄの抗力によりＺベース１８に支承されたＺ軸ユニットが浮上して振動を防止する。またレーザ加工時には、エアシリンダー等の流体シリンダー１７ｅの牽引力で引き込まれるようにして鋼球等のボール１７ｃがテーパーブロック１７ａ、１７ｂの台形凹部１７ａ−１、１７ｂ−１に係合、当接して位置決めされる。
【００２８】
３）パンチＹ軸２６は、レーザヘッド２がビームフレームセンターラインＦＣ上に配置されるため、図４、図５に示すように、通常のセンター位置よりＸ方向へオフセットして、例えばビームフレーム側板１ｂにパンチＹ軸ボールねじ（Ｂ／Ｓ）１１を取り付けるか、或いは、パンチＹ軸２６の下部に下部ツイン駆動１１−１ａ、１１−１ｂの（ａ）ボールネジ回転方式、又は（ｂ）ナット回転方式のいずれかを選択して取り付けることが出来る。
【００２９】
４）シューター１４は、図２（ｂ）、及び図５に示すように、ワークシューター１４ａと固定シューター１４ｂとからなり、ワークシューター１４ａはドライブロールブラシを有し、シリンダー、ピストンで形成される可傾回動機構１４ｄを具備して回動の支軸１４ｃを軸として矢印ヘに示すように回動可傾自在に構成してある。
【００３０】
このシューター１４は、レーザヘッド２の移動範囲にほぼ係合してビームフレーム１のセンターに配置され、例えばビームフレーム１の側板１ｂ側に図５に示すように、固定シューター１４ｂの傾斜角度θ（実施例では、約３０°）に合せて可傾回動機構１４ｄの作動により傾斜しドライブロールブラシを備えたワークシューター１４ａにより製品を強制排出させる。固定シューター１４ｂには、製品落下検出機能を有する加速度センサが配置されている。
【００３１】
この可傾回動機構１４ｄは電磁式でも、空気や油等の流体式でも良く、限定するものではない。
【００３２】
５）集塵ボックス１６は、ビームフレーム１の下方且つシューター１４の下方に係合して配置し、この集塵ボックス１６はＹ方向キャレッジ側より、つまり図２（ｂ）において、右側下方より機外へ取り出す構成となっている。尚、図２（ｂ）及び図５に示すようにビームフレーム下板１ｄの所定部位となる製品排出係合位置に落下排出物通過用の開口部が設けられている。
【００３３】
図２中の他の符号について、１３は光軸ジャバラ、１３ａは光軸ガイドである。ＲＣはラムシリンダー（ｒａｍ  ｃｙｌｉｎｄｅｒ）である。１５は電源ケーブル用フレキシブルガイドである。
【００３４】
図７は、図２（ｂ）のＡ−Ａ断面図であり、ビームフレーム１の両側に対向してプレスモータ２３、２３を配し、ラム２４とストライカ２５が連結されている。
【００３５】
以上説明したように、従来のレーザヘッド固定レイアウトでは、パンチ加工時とレーザ加工時に同一のＸ軸、Ｙ軸を使用するため、特に移動重量が重く、また大きい構造体であるＹ軸はレーザ加工時の加工速度向上の阻害因子となっていたが、本発明のレーザヘッドビームフレームセンター、Ｙ軸レーザ移動レイアウトにより、レーザ加工時のＹ軸をレーザ専用の軽量とすることができ、且つ高剛性移動体としたことで、レーザ加工速度の飛躍的な向上が図れると同時に、レーザヘッドがビームフレームセンターにレイアウトされるため、ビームフレーム外側にレイアウトしてレーザＹ軸移動する場合に対し、Ｘ方向の設置スペースを最小とすることが出来る、という効果を呈する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係るパンチ・レーザ複合加工機の模式的平面図
【図２】本発明に係るパンチ・レーザ複合加工機の詳細説明図、（ａ）平面図、（ｂ）正面図
【図３】レーザヘッドの詳細説明図、（ａ）正面図、（ｂ）側面図、（ｃ）防振ユニットの要部構成を示す一部破断側面図
【図４】図２（ｂ）のＢ−Ｂ断面図
【図５】図２（ｂ）のＣ−Ｃ断面図
【図６】図２（ｂ）のＤ矢視図（下方から眺めた図）
【図７】図２（ｂ）のＡ−Ａ断面図
【図８】従来例におけるパンチ・レーザ複合加工機の要部構成を示す模式的平面図
【図９】従来例におけるパンチ・レーザ複合加工機の要部構成を示す模式的正面図
【符号の説明】
【００３７】
１    ビームフレーム
１ａ、１ｂ  側板
１ｃ  ビームフレーム上板
１ｄ  ビームフレーム下板
２    レーザヘッド
３    キャレッジベース（Ｙ軸移動機構）
４    Ｘ軸ボールねじ（Ｂ／Ｓ）
５    レーザ発振器
６    ベンドミラー
７    タレット
７Ｕ  上タレット
７Ｌ  下タレット
８    シューターの配置場所
９    センターテーブル
１０  ボールねじ（ＹＬ軸ボールねじ（Ｂ／Ｓ）：水平移動機構）
１１  パンチＹ軸ボールねじ（Ｂ／Ｓ）（パンチ加工テーブル移動用）
１２  Ｚ軸ボールねじ（Ｚ軸駆動Ｂ／Ｓ）（上下移動機構）
１３  光軸ジャバラ
１４  シューター
１５  電源ケーブル用フレキシブルガイド
１６  集塵ボックス
１７  防振ユニット（別称、着座ユニット）
１８  Ｚベース
１９  ユニットベース
２１  ＹＬ軸キャレッジ
２２  開口部
２６  パンチＹ軸
ＰＣ  パンチセンター
ＬＣ  レーザセンター
ＬＢ  レーザビーム
ＦＣ  ビームフレームセンターライン
ＲＣ  ラムシリンダー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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