(57)【要約】【課題】長尺のワークに３次元のレーザ加工を施すとともにタップ加工を施す装置を提供する。【解決手段】パイプ等の長尺のワークにレーザにより３次元加工を施す装置に装備される加工ユニット２００は、レーザ加工ユニット２１０とタップユニット２５０を備える。レーザ加工ユニット２１０のトーチ２２０は、ワークにレーザ加工を施すとともにタップ下穴を加工する。タップユニット２５０は、タレット機構により割り出される複数のドライバ２６０を有し、割り出されたドライバ２６０を軸Ｚ２方向に送ってタップ工具２６１によりタップ加工を施す。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工物である長尺のワークの長さ寸法に対応する長さ寸法を有する長尺のベースと、
ベースの長手方向のほぼ中心部に配設される加工部と、
加工部に対して一方の側のベースに対向して装備されるフロントワークフィーダと、
加工部に対して他方の側のベースに対向して装備されるリアワークフィーダと、
ワークを把持して第１の軸であるＸ軸に沿って加工部へ送る複数のチャック装置と、を備え、
加工部は、コラムと、コラム上をＸ軸に直交する第２の軸であるＹ軸に沿って案内されるサドルと、
コラムに対してＸ軸、Ｙ軸が形成する平面に垂直な第３の軸であるＺ軸に沿って案内される加工ヘッドを備え、
加工ヘッドは、レーザ加工ユニットと、タップユニットを備える
長尺のワークの３次元加工装置。
【請求項２】
タップユニットは、タレット機構を備え、タレット機構により割り出される複数のドライバと、ドライバに把持されるタップ工具を備える請求項１記載の長尺のワークの３次元加工装置。
【請求項３】
タップユニットは、割り出されたドライバをＺ軸方向へ送る機構を備える請求項２記載の長尺のワークの３次元加工装置。
【請求項４】
レーザ加工ユニットが加工するタップ下穴の加工後に、引き続いて該タップ下穴に対してタップユニットによりタップ加工を施す機能を備える請求項１記載の長尺のワークの３次元加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプやアングル材などの所謂長尺部材に対して、レーザ切断などによる自由曲面形状の線状切断が可能な３次元加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、長尺のワークに対する切断加工が可能な線状加工装置が提案されている。下記特許文献は、本出願人が保有する長尺部材の３次元レーザ加工装置に関する。
【特許文献１】特許第３７６９６６３号
【特許文献２】特許第３７１０１１６号
【特許文献３】特許第３７９６０７９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した３次元レーザ加工装置は、パイプやアングル材などの長尺部材に対してレーザによる自由曲面加工が可能であるが、ねじ穴などの機械加工を施すことはできなかった。
【０００４】
本発明の目的は、長尺部材に対して自由曲面レーザ切断加工などを連続的に行うとともに、ねじ穴のタップ加工を施すことができる３次元加工装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の３次元加工装置は、基本的な手段として、加工物である長尺のワークの長さ寸法に対応する長さ寸法を有する長尺のベースと、ベースの長手方向のほぼ中心部に配設される加工部と、加工部に対して一方の側のベースに対向して装備されるフロントワークフィーダと、加工部に対して他方の側のベースに対向して装備されるリアワークフィーダと、ワークを把持して第１の軸であるＸ軸に沿って加工部へ送る複数のチャック装置と、を備える。
【０００６】
そして、加工部は、コラムと、コラム上をＸ軸に直交する第２の軸であるＹ軸に沿って案内されるサドルと、コラムに対してＸ軸、Ｙ軸が形成する平面に垂直な第３の軸であるＺ軸に沿って案内される加工ヘッドを備え、加工ヘッドは、レーザ加工ユニットと、タップユニットを備えるものである。
【０００７】
また、タップユニットは、タレット機構を備え、タレット機構により割り出される複数のドライバと、ドライバに把持されるタップ工具を備えるとともに、割り出されたドライバをＺ軸方向へ送る機構を備える。
そして、レーザ加工ユニットが加工するタップ下穴の加工後に、引き続いて該タップ下穴に対してタップユニットによりタップ加工を施す機能を備えるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の３次元加工装置によれば、パイプ等の長尺のワークに対して３次元のレーザ加工を施すことができるとともに、チャックされたワークにタップ加工を連続して行うことができる。そこで、タップ加工を後工程で加工する工数が省略することができる。
また、タップの下穴はレーザ加工により３次元加工と同時に行うことができ、全体の加工時間も大幅に短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明を適用する３次元レーザ加工装置の正面側からみた斜視図、図２は、背面側からみた斜視図である。
全体を符号１で示す３次元レーザ加工装置は、ベース１０を有する。ベース１０上には、図示しない案内装置が設けられ、４基のチャック装置２１，２２，２３，２４が矢印Ａ―Ｂで示すＸ軸に沿って独立して移動するように配備されている。
【００１０】
ベース１０の中央部には、加工部１００が配設されており、加工部１００を挟んでフロントワークフィーダ３０とリアワークフィーダ４０が配設されている。
フロントワークフィーダ３０は、ワークサポート３１ａを有する複数台のチェーンフィーダ３１と、各チェーンフィーダ３１に付設されるコンベア装置３２を有する。コンベア装置３２はワークサポート３２ａを有し、チェーンフィーダ３１で送り出されるワークをチャック装置に供給する。
リアワークフィーダ４０も同様の構成を備え、加工済みのワークをチャック装置から受けとり、機外に搬出する。
【００１１】
３次元レーザ加工装置には、制御装置５１、ＮＣ装置５２、強電盤５３、レーザ発振装置５４、チラーユニット５５等の必要な機器が装備される。
【００１２】
図３は、加工部１００の概要を示す斜視図である。
加工部１００は、適宜のカバー１０２等で保護されるコラム１１０を有し、コラム１１０上をＹ軸方向に案内されるサドル１２０を有する。サドル１２０には加工ヘッド１３０が支持され、Ｚ軸方向に案内される。加工ヘッド１３０にはレーザ加工ユニット１５０が設けられる。レーザ加工ユニット１５０は、直交する２つの軸線まわりに回動可能なレーザトーチを備え、ワークに対して３次元のレーザ加工を施すことができる。
【００１３】
図４は、加工ヘッド１３０に装備される本発明の加工ユニット２００の構成を示す説明図である。
加工ユニット２００は、レーザ加工ユニット２１０とタップユニット２５０を備える。
レーザ加工ユニット２１０は、レーザ発振装置から導光管２１２を介して送られてくるレーザビームを集光して出射するトーチ２２０を有する。トーチ２２０は、垂直方向の軸Ｃ１１まわりに回動するとともに、水平方向の軸Ｃ１２のまわりにも回動する。
【００１４】
タップユニット２５０は、タレット機構を有し、タレット機構により支持される複数本のドライバ２６０を有する。本実施例にあっては、６本のドライバ２６０を有し、それぞれ異なるサイズのタップ工具２６１，２６２，２６３，２６４，・・・が装備される。６本のタップ工具は、例えば、呼び径でＭ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６，Ｍ８，Ｍ１０が用意される。
６本のドライバ２６０は、サーボモータ２７０により軸Ｃ１３のまわりに回動し、
割り出される。割り出されたドライバ２６０は、駆動機構２８０によりＺ２軸方向に昇降される。
【００１５】
サーボモータ２７２はドライバ２６０を駆動し、予めレーザ加工により下穴が加工されたワークにタップ加工を施す。タップ加工に必要なタップペーストは、タップペースト供給装置２９０によりタップ工具に塗布される。タップペースト供給装置２９０はアクチュエータ２９２で操作される。タップユニット２５０はケーブル２７４を介して加工ヘッド側に電気的に接続される。
【００１６】
図５の（Ａ）は、レーザ加工ユニット２１０とタップユニット２５０の正面図、（Ｂ）は右側面図である。
加工ユニット２００は、サドル１２０に支持され、コラム１１０上をＹ軸方向に移動する。
ワークにタップの下穴をレーザ加工するトーチ２２０の中心線と選択されたタップ工具がＸ軸上で一致したときの両者の間のＹ軸上の座標距離Ｙ１０は、ＮＣ装置により把握されている。
【００１７】
そこで、トーチ２２０がワークに対して所定位置にタップ下穴を加工した後に、加工ユニット２００をＹ軸上で距離Ｙ１０だけ移動させて、選択されたタップ工具２６１を有するドライバ２６０を軸Ｚ２方向に下降させて加工済みの下穴に対してタップ加工を施すことができる。
【００１８】
図６は、長尺の丸パイプに本発明を実施する場合を示す斜視図、図７は要部の斜視図である。
全体を符号５００で示す長尺の丸パイプは、フロントワークフィーダから送り込まれて、チャッキングされ、加工ユニット２００のレーザ加工ユニット２１０により、３次元形状を有する開口部５１０が加工される。図７は長尺の丸パイプ５００に加工された開口部５１０の周囲に４個のタップ穴を加工する場合を示す。
レーザ加工ユニット２１０によりタップ下穴５２０を加工した後に、先に述べた手順でタップユニット２５０によりタップ穴５２１が加工される。他のタップ穴５２２、５２３、５２４も同様の工程により加工される。
なお、各タップ穴はワーク５００の表面に対して垂直な方向にのみ加工される。
【００１９】
図８は長尺の角パイプ６００に本発明を実施する場合を示す斜視図、図９は要部の斜視図である。
全体を符号６００で示す長尺の角パイプは加工ユニット２００のレーザ加工ユニット２１０により開口部６１０、６１２が加工される。
【００２０】
図９は開口部６１０の周囲に４個のタップ穴を加工する場合を示す。
レーザ加工ユニット２１０によりタップ下穴６２０を加工した後に、先に述べた手順でタップユニット２５０によりタップ穴６２１が加工される。他のタップ穴６２２，６２３，６２４も同様の工程により加工される。
なお、各タップ穴はワーク６００の表面に対して垂直な方向にのみ加工される。
【００２１】
図１０は長尺のチャンネル材７００に本発明を実施する場合を示す斜視図、図１１は要部の斜視図である。
全体を符号７００で示す長尺のチャンネル材は、加工ユニット２００のレーザ加工ユニット２１０により加工部７１０，７１２，７１４が加工される。
図１１はこのチャンネル材７００に２個のタップ穴を加工する場合を示す。
レーザユニットによりタップ下穴７２０を加工した後に先に述べた手順でタップユニット２５０によりタップ穴７２１が加工される。他のタップ穴７２２も同様の工程により加工される。
なお、各タップ穴はワーク７００の表面に対して垂直な方向にのみ加工される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明を適用する３次元レーザ加工装置の正面側からみた斜視図。
【図２】本発明を適用する３次元レーザ加工装置の背面側からみた斜視図。
【図３】加工部の概要を示す斜視図。
【図４】加工ユニットの説明図。
【図５】レーザ加工ユニットとタップユニットの正面図と右側面図。
【図６】長尺の丸パイプに本発明を実施する場合を示す斜視図。
【図７】図６の要部の斜視図。
【図８】長尺の角パイプに本発明を実施する場合を示す斜視図。
【図９】図８の要部の斜視図。
【図１０】長尺のチャンネル材に本発明を実施する場合を示す斜視図。
【図１１】図１０の要部の斜視図。
【符号の説明】
【００２３】
１  ３次元レーザ加工装置
１０  ベース
２１，２２，２３，２４  チャック装置
３０  フロントワークフィーダ
４０  リアワークフィーダ
１００  加工部
１１０  コラム
１２０  サドル
１３０  加工ヘッド
２００  加工ユニット
２１０  レーザ加工ユニット
２５０  タップユニット
【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】
2008126398.tif 000011
【図１０】
2008126398.tif 000012
【図１１】
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