(57)【要約】【課題】レーザ加工時には板厚と製品サイズにより、超高速レーザ加工かまたは標準速度でのレーザ加工が選択可能なレーザ・パンチ複合加工機の提供。【解決手段】レーザ・パンチ複合加工機1において、タレットパンチプレスのセンターテーブル25の一側にＹ軸方向に走行可能なコンベヤテーブル31を設け、このコンベヤテーブルにスキッド32を配置したスキッドテーブル領域LSと、複数のローラをＸ軸方向へ回転自在に設けたローラテーブル領域ＬＲと、ブラシを植設したブラシテーブル領域ＬＢとを設け、レーザ加工ヘッドの原点LCを前記コンベヤテーブル上でかつワーク位置決め手段27のＹ軸基準位置上に設け、該原点からｙ軸方向への移動範囲を前記ワーク位置決め手段のＹ軸移動範囲内に設けると共に、ｘ軸方向の移動範囲を前記コンベヤテーブルのＸ方向の幅の範囲内に設けたレーザ・パンチ複合加工機。【選択図】      図１
2004202533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パンチング加工センターに対してワークを移動位置決め自在のワーク位置決め手段を備えたタレットパンチプレスと、前記ワークに対してレーザ光を集光照射可能なレーザ加工ヘッドを備えたレーザ加工機とを複合した複合加工機において、前記タレットパンチプレスのセンターテーブルの一側に隣接して前記ワーク位置決め手段のＹ軸方向と平行に走行可能なコンベヤテーブルを設け、該コンベヤテーブルに前記センターテーブルと同一のパスラインで前記ワークを支持するスキッドを配置したスキッドテーブル領域と、前記ワークを前記パスラインで支持する複数のローラを前記ワーク位置決め手段のＸ軸方向へ回転自在に設けたローラテーブル領域と、前記ワークを前記パスラインで支持するブラシを植設したブラシテーブル領域とを設け、前記レーザ加工ヘッドの原点を前記コンベヤテーブル上でかつ前記ワーク位置決め手段のＹ軸基準位置上に設け、該原点からｙ軸方向への移動範囲を前記ワーク位置決め手段のＹ軸移動範囲内に設けると共に、ｘ軸方向の移動範囲を前記コンベヤテーブルのＸ方向の幅の範囲内に設けたことを特徴とする複合加工機。
【請求項２】
請求項１に記載の複合加工機において、前記コンベヤテーブルを前記パスラインに対して昇降可能に設けたことを特徴とする複合加工機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複合加工機に関する。さらに詳細には、２軸光軸移動形の高速レーザ加工ヘッドを備えたレーザ加工機とタレットパンチプレスとの複合加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ・パンチ複合加工機はレーザ加工機とパンチプレス機とを複合させた複合加工機であり、その形式にはレーザ加工ヘッドが固定され、ワークがＸ軸およびＹ軸の二軸に移動位置決めされる形式（例えば特許文献１参照）のものや、ワークをＸＹの二軸に移動位置決め自在に設けると共に、レーザ加工ヘッドをＹ軸方向に移動可能に設けた形式（例えば特許文献２参照）などがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平２−２２４８２９号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開平１０−７６３８７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前者の加工ヘッド固定方式のレーザ・パンチ複合加工機の場合、レーザ加工においてもワークをレーザ加工ヘッドに対して移動位置決めする加工となるため、特にサイズの大きい重いワークの場合には高速での移動位置決めが難しく高速でのレーザ加工が困難となる。また、ワーク移動時にワークの裏面に疵が発生したり、切断された製品を搬出するのにワークシューターテーブルを用いる場合には、製品落下時に変形が生じることもある。
【０００６】
レーザ加工ヘッドをＹ軸方向に移動可能に設けた後者のレーザ・パンチ複合加工機でレーザ加工を行う場合、Ｘ軸方向へはやはりワークを移動位置決めする加工となるため、高速での移動位置決めが難しく高速でのレーザ加工が困難となる。
【０００７】
また、ワークのＸ軸方向への移動時にはやはりワーク裏面に疵が発生することもある。
【０００８】
本発明は上述の如き問題を解決するためになされたものであり、本発明の課題は、レーザ加工時にはワークの板厚とサイズにより、超高速でのレーザ加工か、または通常速度でのレーザ加工が選択可能な複合加工機を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決する手段として請求項１に記載の複合加工機は、パンチング加工センターに対してワークを移動位置決め自在のワーク位置決め手段を備えたタレットパンチプレスと、前記ワークに対してレーザ光を集光照射可能なレーザ加工ヘッドを備えたレーザ加工機とを複合した複合加工機において、前記タレットパンチプレスのセンターテーブルの一側に隣接して前記ワーク位置決め手段のＹ軸方向と平行に走行可能なコンベヤテーブルを設け、該コンベヤテーブルに前記センターテーブルと同一のパスラインで前記ワークを支持するスキッドを配置したスキッドテーブル領域と、前記ワークを前記パスラインで支持する複数のローラを前記ワーク位置決め手段のＸ軸方向へ回転自在に設けたローラテーブル領域と、前記ワークを前記パスラインで支持するブラシを植設したブラシテーブル領域とを設け、前記レーザ加工ヘッドの原点を前記コンベヤテーブル上でかつ前記ワーク位置決め手段のＹ軸基準位置上に設け、該原点からｙ軸方向への移動範囲を前記ワーク位置決め手段のＹ軸移動範囲内に設けると共に、ｘ軸方向の移動範囲を前記コンベヤテーブルのＸ方向の幅の範囲内に設けたことを要旨とするものである。
【００１０】
請求項２に記載の複合加工機は、請求項１に記載の複合加工機において、前記コンベヤテーブルを前記パスラインに対して昇降可能に設けたことを要旨とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面によって説明する。
【００１２】
本発明に係る複合加工機の一実施例としてレーザ・パンチ複合加工機が図１〜図４に示してある。
【００１３】
図１、図２に示す如く、レーザ・パンチ複合加工機１の本体フレーム３は、下部フレーム５と上部フレーム７とを左右のコラム９で一体的に連結したいわゆる門型フレームをなしている。
【００１４】
下部フレーム５と上部フレーム７の間には空間１１が形成されており、この空間１１の左方（図１において）の上部フレーム７にはパンチ１３を装着した上部タレットディスク１５が設けてあり、下部フレーム５には前記上部タレットディスク１５のパンチ１３と対をなすダイ１７を装着した下部タレットディスク１９がワークが通過可能な間隙をおいて設けてある。
【００１５】
なお、上下タレットディスク（１５，１９）に設けた円形軌道１８上には、図示省略の複数個のパンチ１３およびダイ１７が適宜な間隔で配置してある。
【００１６】
前記上下タレットディスク（１５、１９）は、図示省略のタレットディスク駆動機構により同期回転駆動されるように設けてあり、使用するパンチとダイを配置した金型ステーションをパンチセンタＰＣに回転位置決めすることができるようになっている。
【００１７】
パンチセンタＰＣに位置決めされたパンチ１３の上方には、パンチ１３の頭部を打撃する打撃子２１がクランク機構または油圧シリンダなどの打撃子駆動手段２３によって上下動可能に設けてある。
【００１８】
前記下部タレットディスク１９の右側の下部フレーム５上部には、ワークＷの下面を支持するブラシ３６を植設したセンターテーブル２５が設けてあり、このセンターテーブル２５の後方には後述するワーク位置決め手段２７と一体的にＹ軸方向へ移動するリアサイドテーブル２９が設けてある。
【００１９】
また、センターテーブル２５の前側には、前記ワーク位置決め手段２７のＹ軸方向と平行に走行可能、かつシリンダなどの昇降手段（図示省略）によりパスラインに対して昇降可能なコンベアテーブル３１と、前記ワーク位置決め手段２７と一体的にＹ軸方向へ移動するフロントサイドテーブル３３とが設けてある。
【００２０】
なお、上述のセンターテーブル２５、リアサイドテーブル２９およびフロントサイドテーブル３３に植設したブラシ３６はワークの下面を同一の水準（パスライン）で支持するように設けてある。なお、前述の前後左右とは図２における上下左右を前後左右と称している。
【００２１】
前記ワーク位置決め手段２７は、本体フレーム３の前後にＹ軸方向に延伸させて設けた一対のＹ軸ガイドレール３５にガイドされるＹ軸キャリッジベース３７を有し、このＹ軸キャリッジベース３７は前記コンベアテーブル３１と前記センターテーブル２５の少し上方をＸ軸方向に跨いで延びており、その前端部と後端部下面に前記リアサイドテーブル２９とフロントサイドテーブル３３とが一体的に取り付けてある。
【００２２】
前記Ｙ軸キャリッジベース３７には、ワーククランプ３９を装着したＸ軸キャリッジ４１が前記Ｙ軸と直交するＸ軸方向へ移動自在に設けてある。また、このＸ軸キャリッジ４１はＹ軸キャリッジベース３７に設けたＸ軸サーボモータ４３により回転駆動されるＸ軸送りねじ４５に螺合するナット４７を有し、前記Ｘ軸サーボモータ４３を適宜に回転駆動することによりＸ軸方向に移動位置決めすることができる。
【００２３】
また、前記本体フレーム３には、前記Ｙ軸キャリッジベース３７に設けたナット部材４９に螺合するＹ軸送りねじ５１が回転自在に軸支してあり、このＹ軸送りねじ５１の一端にＹ軸サーボモータ５３が取り付けてある。したがって、Ｙ軸サーボモータ５３を適宜に回転駆動することにより、Ｙ軸キャリッジベース３７をＹ軸方向に移動位置決めすることができる。
【００２４】
したがって、ワーククランプ３９にクランプされたワークＷの加工部を、前記Ｙ軸キャリッジベース３７とＸ軸キャリッジ４１を適宜に移動位置決めすることによりパンチセンタＰＣに位置決めすることができる。
【００２５】
前記コンベアテーブル３１には、前記センターテーブル２５と同一のパスラインで前記ワークを支持する複数枚のスキッド３２を適宜な間隔をおいて配置したスキッドテーブル領域ＬＳと、前記ワークＷを前記パスラインで支持する複数のローラ３４を前記ワーク位置決め手段２７のＸ軸方向へ回転自在に設けたローラテーブル領域ＬＲと、前記ワークを前記パスラインで支持するブラシ３６を植設したブラシテーブル領域ＬＢとが設けてある。
【００２６】
また、前記本体フレーム３の上部フレーム７の前側には、前記ワーク位置決め手段２７のＹ軸に平行な一対のｙ軸ガイドレール５５が設けてあり、このｙ軸ガイドレール５５にレーザヘッドキャリッジ５７を移動自在に係合すると共に、このレーザヘッドキャリッジ５７に設けたナット部材（図示省略）に螺合するｙ軸送りねじ５９が回転自在に軸支してあり、このｙ軸送りねじ５９の一端にｙ軸サーボモータ６１が取り付けてある。
【００２７】
上述のレーザヘッドキャリッジ５７には、レーザ発振器６３からベンドミラーＢＭ１〜ＢＭ３を介して導かれるレーザ光ＬＢをワークＷに集光照射するレーザ加工ヘッド６５が図示省略のガイド機構とサーボモータまたはシリンダなどの駆動手段により、前記ワーク位置決め手段２７のＸＹ軸に平行なｘ軸方向とｙ軸方向およびｘｙ軸に直交するｚ軸方向へ移動位置決め可能に設けてある。
【００２８】
レーザ加工ヘッド６５の原点ＬＣは、前記コンベヤテーブル上に在って、前記センターテーブル２５側の位置（Ｘ＝ａ，Ｙ＝ｙ）に設定してある。なお、原点ＬＣのＹ座標ｙはワーク位置決め手段２７の移動範囲にほぼ等しく設けてある。
【００２９】
レーザ加工ヘッド６５の原点ＬＣからのｘ軸方向の移動範囲は、前記コンベヤテーブル３１のＸ方向の幅の範囲内で、原点ＬＣから−Ｘ方向へ距離ｘに設定してある。
【００３０】
したがって、レーザ加工ヘッド６５の移動領域は「ｘ×ｙ」であり、領域「ｘ×ｙ」が前記コンベアテーブル３１上に収まるように設定してある。なお、実施例ではｙ＞ｘである。
【００３１】
前記コンベアテーブル３１は図示しない駆動手段により駆動され、左右方向（図１〜図３において）の両方向のどちらへも移動できるものであり、また前述のスキッドテーブル領域ＬＳと、ローラテーブル領域ＬＲと、ブラシテーブル領域ＬＢの３種類の領域の中から任意の領域をセンターテーブル２５の隣の前記レーザ加工ヘッド６５の移動領域「ｘ×ｙ」に位置決めすることができる。
【００３２】
例えば、図１〜図３に示すように、ローラテーブル領域ＬＲをセンターテーブル２５の隣に位置決めした場合には、前記レーザ加工ヘッド６５の移動領域「ｘ×ｙ」がこのローラテーブル領域ＬＲに入るようになっている。
【００３３】
また、ローラテーブル領域ＬＲには、レーザ加工ヘッド６５の原点ＬＣからｙ軸方向にそって前記ワーク位置決め手段２７のＹ軸方向の基準位置（Ｙ＝０）までの間に、レーザ光やレーザ切断加工時に生じる小形の切断片やスパッターおよび粉塵等が通過可能な開口６７が設けてある。また、図４に示すように、開口６７の下方には小形の切断片を収納するスクラップボックス６９が設置してある。
【００３４】
また、スキッドテーブル領域ＬＳをセンターテーブル２５の隣のレーザ加工ヘッド６５の移動領域「ｘ×ｙ」に位置決めすれば、ワークＷを複数枚のスキッド３２で支持することができる。同様にブラシテーブル領域ＬＢをセンターテーブル２５の隣の移動領域「ｘ×ｙ」に位置決めすれば、ワークＷをブラシ３６で支持することができる。
【００３５】
なお、前記リアサイドテーブル２９とフロントサイドテーブル３３の外側には、前記ワーク位置決め手段２７のＹ軸方向の移動範囲に渡る補助ブラシテーブル７１（a,b）が設けてある。
【００３６】
上記構成のレーザ・パンチ複合加工機において、パンチング加工を行う場合について説明する。
【００３７】
始めに、コンベアテーブル３１を右方へ移動させて、レーザ加工ヘッド６５の移動領域「ｘ×ｙ」へブラシテーブル領域ＬＢを移動させる。
【００３８】
これにより、前記ワーク位置決め手段２７のＹ軸方向の基準位置（Ｙ＝０）より左方のコンベアテーブル３１は全てブラシテーブル領域ＬＢとなる。その後、ワーク位置決め手段２７のワーククランプ３９にクランプしたワークＷをパンチセンターＰＣに対して移動位置決めすると同時に、上下タレットディスク（１５，１９）に装着された複数の上下一対の金型から適宜な金型を選択してパンチセンターＰＣに割り出し、打撃子駆動手段２３によって打撃子２１を打撃することによりパンチング加工が行われる。
【００３９】
上述のパンチング加工の場合、ワークＷはブラシ３６で支持された状態で移動位置決めされるので移動時の摩擦による裏疵が発生することがない。なお、ブラシの材質は鋼板またはステンレス、アルミ、銅などの金属よりはるかに硬度の低い植物繊維、動物の毛、プラスチックスの繊維などからなるものである。
【００４０】
次に、薄板で小形の製品Ｐを高速度でレーザ切断する場合について説明する。
先ず、コンベアテーブル３１のスキッドテーブル領域ＬＳをレーザ加工ヘッド６５の移動領域「ｘ×ｙ」へ移動させ、前記ワーク位置決め手段２７のワーククランプ３９にクランプされたワークＷをスキッドテーブル領域ＬＳのスキッド３２の上に位置決めする。
【００４１】
次いで、スキッド３２上に位置決めされたワークＷに対して、図示しないＮＣ装置の制御の下に軽量なレーザ加工ヘッド６５をｘ軸およびｙ軸上の適宜な位置へ高速度で移動させると同時にレーザ光をワークＷに照射することにより、高速度でのレーザ切断加工を行うことができる。なお、レーザ切断加工時にはレーザ光の焦点がワークＷの適宜な位置にくるようにレーザ加工ヘッド６５のｚ軸を制御する。
【００４２】
小製品Ｐの切断後には、コンベアテーブル３１をパスラインから若干（約１０ｍｍ）下降させることにより、ワークＷから切断された小製品Ｐを分離させる。分離された小製品Ｐはコンベアテーブル３１を右方へ送ることにより、小製品Ｐを加工位置から搬出することができる。
【００４３】
上述の如く、薄板で小形の製品Ｐの加工は、スキッドテーブル領域ＬＳのスキッド３２の上にワークＷが載置された状態での加工であるので、製品Ｐの裏面に疵が発生することが全くない。
【００４４】
なお、上述の小形の製品Ｐとは前記移動領域「ｘ×ｙ」の範囲内に収まるサイズの製品をいう。
【００４５】
次に、サイズが前記レーザ加工ヘッド６５の移動領域「ｘ×ｙ」より大きく板厚の厚い製品のレーザ切断加工の場合について説明する。
【００４６】
図２，図３に示す如く、コンベアテーブル３１のローラテーブル領域ＬＲをレーザ加工ヘッド６５の移動領域「ｘ×ｙ」へ移動させる。次いで、ワーク位置決め手段２７によりワークＷのＸ軸方向の移動を行うと同時に、レーザ加工ヘッド６５のｙ軸方向の移動を行ってレーザ切断加工を行う。
【００４７】
この場合、ワークＷのＸ軸方向の移動時に伴って、ワークＷを支持しているローラテーブル領域ＬＲのローラ３４がＸ軸方向に回転するのでワークＷの移動が容易となる。また、切断された切断片は開口６７からスクラップボックス６９に落下すると共に、切断時に生じるスパッターや煙等は開口６７の下方に設けた集塵装置（図示省略）により吸引されるようになっている。
【００４８】
なお、本発明の実施例ではタレットパンチプレスとレーザ加工機との複合機の例を示してあるが、本発明におけるレーザ加工ヘッドをプラズマトーチに替えても同様な効果を得ることが可能であり、そのような複合加工機も本発明の範囲に属するものである。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１または請求項２の発明によれば、薄板で小形の製品のレーザ切断加工には、コンベアテーブルのスキッドテーブル領域ＬＳを使用した高速レーザ切断加工を行うことができ、また、厚板のレーザ切断加工はコンベアテーブルのローラテーブル領域ＬＲを使用して、１軸（Ｘ軸）ワーク移動、１軸（Ｙ軸）光軸移動方式での安定した切断加工を行うことができる。
【００５０】
また、パンチング加工時には、コンベアテーブルのブラシテーブル領域ＬＢを使用することにより、テーブル全面がブラシテーブルとなるので、裏疵が発生することなくパンチング加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る複合加工機の一例としてのレーザ・パンチ複合加工機（正面図）。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図（平面図）。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ断面図。
【符号の説明】
１  レーザ・パンチ複合加工機
３  本体フレーム
５  下部フレーム
７  上部フレーム
９  コラム
１１  空間
１３  パンチ
１５  上部タレットディスク
１７  ダイ
１９  下部タレットディスク
２１  打撃子
２３  打撃子駆動手段
２５  センターテーブル
２７  ワーク位置決め手段
２９  リアサイドテーブル
３１  コンベアテーブル
３２  スキッド
３３  フロントサイドテーブル
３４  ローラ
３５  Ｙ軸ガイドレール
３６  ブラシ
３７  Ｙ軸キャリッジベース
３９  ワーククランプ
４１  Ｘ軸キャリッジ
４３  Ｘ軸サーボモータ
４５  Ｘ軸送りねじ
４７  ナット
４９  ナット部材
５１  Ｙ軸送りねじ
５３  Ｙ軸サーボモータ
５５  ｙ軸ガイドレール
５７  レーザヘッドキャリッジ
５９  レーザ加工ヘッド用ｙ軸送りねじ
６１  レーザ加工ヘッド用ｙ軸サーボモータ
６３  レーザ発振器
６５  レーザ加工ヘッド
６７  開口
６９  スクラップボックス
７１  補助ブラシテーブル
ＬＢ  ブラシテーブル領域
ＬＳ  スキッドテーブル領域
ＬＲ  ローラテーブル領域
ＢＭ１、ＢＭ２、ＢＭ３  ベンドミラー
ＬＣ  レーザ加工ヘッドの原点（レーザセンター）
ＰＣ  パンチセンタ
Ｗ  ワーク
【図１】
2004202533.tif 000003
【図２】
2004202533.tif 000004
【図３】
2004202533.tif 000005