(57)【要約】【課題】レーザ加工時の高速位置決めを可能にしたレーザ・パンチ複合加工機の提供。【解決手段】上部金型７と下部金型１１とをそれぞれ保持する上下一対の金型ホルダ９，１３と、該金型ホルダに保持された前記上部金型を打撃して前記下部金型上のパンチング加工位置に位置決めされた被加工材に打抜き加工を行う金型打撃手段１５を有するパンチプレスにおいて、レーザ光ＬＢを前記被加工材に集光照射自在のレーザ加工ヘッド７１をＹ軸方向へ移動自在に設け、Ｙ軸方向へ移動自在に設けたＹ軸キャリッジベース１９にワーククランプ２７を備えたＸ軸キャリッジ２９を移動位置決め自在に設け、前記パンチプレスに回転を規制したＹ軸送りねじ３９を設け、該Ｙ軸送りねじに係合するナットを回転駆動するＹ軸駆動手段を前記Ｙ軸キャリッジベースに設けると共に、前記レーザ加工ヘッドに前記Ｙ軸送りねじに係合するナットを回転駆動するＹ軸駆動手段を設けたことを特徴とするレーザ・パンチ複合加工機。【選択図】　　図３
2004058233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部金型と下部金型とをそれぞれ保持する上下一対の金型ホルダと、該金型ホルダに保持された前記上部金型を打撃して前記下部金型上のパンチング加工位置に位置決めされた被加工材に打抜き加工を行う金型打撃手段を有するパンチプレスにおいて、レーザ光を前記被加工材に集光照射自在のレーザ加工ヘッドをＹ軸方向へ移動自在に設け、前記Ｙ軸方向へ移動自在に設けたＹ軸キャリッジベースにワーククランプを備えたＸ軸キャリッジを移動位置決め自在に設け、前記パンチプレスに回転を規制したＹ軸送りねじを設け、該Ｙ軸送りねじに係合するナットを回転駆動するＹ軸駆動手段を前記Ｙ軸キャリッジベースに設けると共に、前記レーザ加工ヘッドに前記Ｙ軸送りねじに係合するナットを回転駆動するＹ軸駆動手段を設けたことを特徴とするレーザ・パンチ複合加工機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザ・パンチ複合加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ・パンチ複合加工装置としては、例えば、本願出願人の発明である特開２０００−２４８５１号に開示される如きレーザ・パンチ複合加工機がある。
【０００３】
このレーザ・パンチ複合加工機（１）は、公知のタレットパンチプレスをベースにした複合加工機であって、レーザ加工ヘッド（２３）がタレットパンチプレスのパンチング加工位置（Ｐｋ）から−Ｙ方向に若干オフセットした位置（Ｌｋ）に設けてある。すなわち、この位置（Ｌｋ）でレーザ加工が行われる。
【０００４】
上述の如きレーザ・パンチ複合加工機（１）において、ワーク（Ｗ）にレーザ加工を行う場合には、タレットパンチプレスのＸＹ位置決め手段を利用してワーク（Ｗ）を前記レーザ加工位置（Ｌｋ）に位置決めしてレーザ加工を行うようになっている。
【０００５】
上述のＸＹ位置決め手段は、本体フレーム（３）をＸ軸方向に横切って延伸するキャレッジベース（１１）をＹ軸方向へ移動自在に設け、このキャレッジベース（１１）に、ワーククランプ（１３）を備えたキャリッジ（１５）がＸ軸方向へ移動自在に設けてある。また、キャレッジベース（１１）にはワーク（Ｗ）を保持するサイドテーブル（９）が一体的に設けてある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のＸＹ位置決め手段によって、パンチング加工位置（Ｐｋ）またはレーザ加工位置（Ｌｋ）にワーク（Ｗ）を位置決めする場合、特にＹ軸方向に移動位置決めする場合には、キャレッジベース（１１）、サイドテーブル（９）、キャリッジ（１５）、ワーククランプ（１３）およびワーク（Ｗ）全体を同時に移動させるので、標準的なサイズのレーザ・パンチ複合加工装置においても、Ｙ軸方向への移動体の質量は１，２００ｋｇ以上にもなる。
【０００７】
そのため、Ｙ軸方向への移動体の慣性（ｉｎｅｒｔｉａ）が大きく、Ｙ軸方向への移動位置決めを高速化するのが難しく、またＸ軸モータの出力に比較してＹ軸駆動モータの出力は大きなものが必要となるなどの問題がある。
【０００８】
特に、レーザ加工は連続的な曲線の加工を行うので、点から点への移動でよいパンチング加工に比較して位置決め精度の加工精度への影響が大きい。すなわち製品の形状精度への影響が大きいという問題がある。
【０００９】
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、レーザ加工時の高速位置決めを可能にしたレーザ・パンチ複合　加工機を提供することである。
【００１０】
【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に記載のレーザ・パンチ複合加工機は、上部金型と下部金型とをそれぞれ保持する上下一対の金型ホルダと、該金型ホルダに保持された前記上部金型を打撃して前記下部金型上のパンチング加工位置に位置決めされた被加工材に打抜き加工を行う金型打撃手段を有するパンチプレスにおいて、レーザ光を前記被加工材に集光照射自在のレーザ加工ヘッドをＹ軸方向へ移動自在に設け、前記Ｙ軸方向へ移動自在に設けたＹ軸キャリッジベースにワーククランプを備えたＸ軸キャリッジを移動位置決め自在に設け、前記パンチプレスに回転を規制したＹ軸送りねじを設け、該Ｙ軸送りねじに係合するナットを回転駆動するＹ軸駆動手段を前記Ｙ軸キャリッジベースに設けると共に、前記レーザ加工ヘッドに前記Ｙ軸送りねじに係合するナットを回転駆動するＹ軸駆動手段を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】
図１、図２は本発明に係るレーザ・パンチ複合加工機１の正面図および平面図である。レーザ・パンチ複合加工機１は、タレットパンチプレスをベースにした複合加工機である。
【００１３】
本体フレーム３は上部フレーム３ａと下部フレーム３ｂの両サイドをコラム３ｃで一体的に連結した構成となっている。上部フレーム３ａと下部フレーム３ｂとの間には作業空間５が形成してある。
【００１４】
図３によく示される如く、作業空間５の左側には、複数の上部金型（パンチ）７を保持する金型ホルダである上部タレットディスク９が上部フレーム３ａに回転割り出し可能に垂設してある。
【００１５】
上部タレットディスク９の下方には、前記上部金型（パンチ）７と対をなす複数の下部金型（ダイ）１１を保持する金型ホルダである下部タレットディスク１３が下部フレーム３ｂ上に回転割り出し可能に設けてある。
【００１６】
上述の上部タレットディスク９と下部タレットディスク１３は図示されない駆動手段によって同期回転自在に設けてあり、打抜き加工に使用する上部金型（パンチ）７と下部金型（ダイ）１１の一対をパンチング加工位置Ｐｃに回転割り出しできるようになっている。
【００１７】
図３に示すように、上述の上部タレットディスク９に保持した上部金型（パンチ）７は、図示省略のリフタースプリング機構によって、一定の高さに保持されるようになっており、パンチング加工位置Ｐｃにある上部金型（パンチ）７の上方の上部フレーム３ａには、上部金型（パンチ）７のパンチヘッド７ａを打撃する金型打撃手段１５が昇降自在に設けてある。なお、金型打撃手段１５には油圧シリンダまたはクランクを利用した昇降機構が一般的に使用されている。
【００１８】
作業空間５の右側には、下部フレーム３ｂ上部のＸ軸方向の両サイドに設けた一対のＹ軸ガイドレール１７に移動自在に係合する長方形断面を有するＹ軸キャリッジベース１９が設けてある。
【００１９】
Ｙ軸キャリッジベース１９は、下部フレーム３ｂ上部を跨いでＸ軸方向（図１において紙面に直交する方向）の両側へ延伸して設けてある。下部フレーム３ｂ右方上面および下部タレットディスク１３の周囲には、被加工材Ｗを支持する固定テーブル２１が設けてある。
【００２０】
なお、図２に示すように、被加工材Ｗの移動時に裏面を傷つけないように被加工材Ｗを支持するための被加工材支持部材２３を固定テーブルの表面に設けてある。被加工材支持部材２３として、例えば、テーブル表面にブラシを植設したり、プラスチックス製のフリーベアリング等を適宜な間隔で取付けている。
【００２１】
また、前記Ｙ軸キャリッジベース１９には、上述の固定テーブル２１の両側をＹ軸方向にＹ軸キャリッジベース１９と一体的に移動するサイドテーブル２５が取り付けてある。なお、サイドテーブルにも前記被加工材支持部材２３が取付けてある。
【００２２】
図３によく示す如く、上述のＹ軸キャリッジベース１９には、被加工材Ｗを把持する複数のワーククランプ２７を備えたＸ軸キャリッジ２９がＹ軸キャリッジベース１９に設けた一対のＸ軸ガイドレール３１に移動自在に係合してある。
【００２３】
長方形断面を有するＹ軸キャリッジベース１９の内部には、Ｘ軸方向に延伸したＸ軸送りねじ３３が回転自在に軸支してあり、Ｘ軸キャリッジ２９に設けたナット部材３５がこのＸ軸送りねじ３３に螺合してある。Ｘ軸送りねじ３３の端部には、Ｘ軸モータ３７が設けてありＸ軸モータ３７を適宜に回転駆動することにより、Ｘ軸キャリッジ２９を希望する位置に移動位置決めすることができるようになっている。
【００２４】
また、Ｙ軸方向にほぼ水平に延伸するＹ軸送りねじ３９が前記上部フレーム３ａに固定した支持部材４１に回転を規制した状態で軸端部を固定支持してある。一方、前記Ｙ軸キャリッジベース１９には、このＹ軸送りねじ３９に係合するナット４３を回転駆動するＹ軸駆動手段４５が設けてある。
【００２５】
図４、図５は、上述のＹ軸駆動手段４５の構成の一例を示したものである。
【００２６】
図３〜図５を参照するに、Ｙ軸駆動手段４５は前記Ｙ軸キャリッジベース１９に結合するためのブラケット４７を一体的に備えたハウジング４９を有し、このハウジング４９に前記Ｙ軸送りねじ３９に係合するナット４３が一対のスラスト軸受け５１により軸方向の移動を規制して回転自在に軸支してある。
【００２７】
上記ナット４３にはウォームホイール５３が設けてあり、このウォームホイール５３に係合するウォームギヤ５５を備えたウォーム軸５７をスラスト軸受け５９により軸方向の移動を規制すると共に、一対のラジアル軸受け６１を介して回転自在に軸支してある。
【００２８】
前記ハウジング４９の側面には、駆動プーリ６３を出力軸に装着したＹ軸モータ６５が取付けてあり、前記ウォーム軸５７に設けた従動プーリ６７との間に駆動ベルト６９が掛け回してある。
【００２９】
上記構成のＹ軸駆動手段４５において、Ｙ軸モータ６５を回転駆動すれば、ウォーム軸５７が回転し、ウォームギヤ５５によりウォームホイール５３が回転すると同時にナット４３が回転する。Ｙ軸送りねじ３９は回転を規制してあるので、ナット４３がハウジング４９と共に移動し、その結果、ハウジング４９に一体的に設けたブラケット４７を介してＹ軸キャリッジベース１９がＹ軸方向に移動することになる。
【００３０】
したがって、Ｘ軸キャリッジ２９に装着したワーククランプ２７に把持した被加工材Ｗを、Ｘ、Ｙ軸の適宜な位置に移動位置決めすることができる。
【００３１】
前述のパンチング加工位置Ｐｃから−Ｙ方向に若干オフセットした位置にレーザ加工ヘッド７１の原点Ｌｃが設定してある。レーザ加工ヘッド７１にはレーザ発振器７３からのレーザ光ＬＢが、ベンドミラー７５、７７によって導かれるようになっており、レーザ加工ヘッド７１に導かれたレーザ光ＬＢは、集光レンズなどの公知の集光用光学系（図示省略）によって被加工材Ｗの表面に集光照射自在に設けてある。
【００３２】
図６、図７に示すように、レーザ加工ヘッド７１は前述のＹ軸駆動手段４５と同様なＹ軸駆動手段４５’を備えている。なお、Ｙ軸駆動手段４５と同一の部品には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。
【００３３】
Ｙ軸駆動手段４５’のハウジング４９には、Ｙ軸に平行に設けた第２Ｙ軸ガイド７９が摺動自在に係合させてあると同時に、前記ハウジング４９に設けたナット４３がＹ軸送りねじ３９に螺合してある。なお、第２Ｙ軸ガイド７９は前記Ｙ軸送りねじ３９を支持した支持部材４１に両端部を固定支持してある。
【００３４】
上記構成のレーザ加工ヘッド７１において、Ｙ軸駆動手段４５’のＹ軸モータ６５を回転駆動すれば、レーザ加工ヘッド７１がＹ軸方向に移動することになる。
【００３５】
したがって、レーザ加工ヘッド７１を被加工材ＷのＹ軸方向の任意な位置に高速度で移動位置決めすることができると共に、前記Ｙ軸駆動手段４５を作動させて、前記Ｙ軸キャリッジベース１９をＹ軸方向の任意の位置に移動させることにより、被加工材Ｗ上の任意の位置（ｘ、ｙ）にレーザ加工ヘッド７１を位置決めすることができる。
【００３６】
上述の如く、本発明に係るレーザ・パンチ複合加工機によれば、Ｙ軸キャリッジベース１９とレーザ加工ヘッド７１とのＹ軸送りねじを共通にしたので、高価なＹ軸送りねじを１本とすることができる。
【００３７】
また、レーザ加工時のＹ軸送りは、軽量なレーザ加工ヘッドのみを移動位置決し、Ｘ軸送りは比較的に軽量なＸ軸キャリッジを使用するので、高速度での移動位置決めが可能であり、高い形状精度での切断加工が可能となる。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、レーザ加工時のＹ軸送りは、軽量なレーザ加工ヘッドのみを移動位置決めし、Ｘ軸送りは比較的に軽量なＸ軸キャリッジを使用するので、高速度での移動位置決めが可能となり、高い形状精度での切断加工が可能となる。
【００３９】
また、Ｙ軸キャリッジベース１９とレーザ加工ヘッド７１とのＹ軸送りねじを共通にしたので、高価なＹ軸送りねじは１本となり製造コストの低減ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレーザ・パンチ複合加工機１の正面図。
【図２】図２の平面図。
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面図。
【図４】図３におけるＢ−Ｂ断面図。
【図５】図４におけるＣ−Ｃ断面図。
【図６】図３におけるＤ−Ｄ断面図。
【図７】図６におけるＥ−Ｅ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
３ａ　上部フレーム
３ｂ　下部フレーム
３ｃ　コラム
５　作業空間
７　上部金型（パンチ）
９　上部タレットディスク
１１　下部金型（ダイ）
１３　下部タレットディスク
１５　金型打撃手段
１７　Ｙ軸ガイドレール
１９　Ｙ軸キャリッジベース
２１　固定テーブル
２３　被加工材支持部材
２５　サイドテーブル
２７　ワーククランプ
２９　Ｘ軸キャリッジ
３１　Ｘ軸ガイドレール
３３　Ｘ軸送りねじ
３５　ナット部材
３７　Ｘ軸モータ
３９　Ｙ軸送りねじ
４１　支持部材
４３　ナット
４５　Ｙ軸駆動手段
４７　ブラケット
４９　ハウジング
５１　スラスト軸受け
５３　ウォームホイール
５５　ウォームギヤ
５７　ウォーム軸
６１　ラジアル軸受け
６３　駆動プーリ
６５　Ｙ軸モータ
６７　従動プーリ
６９　駆動ベルト
７１　レーザ加工ヘッド
７３　レーザ発振器
７５、７７　ベンドミラー
７９　第２Ｙ軸ガイド
Ｌｃ　レーザ加工ヘッドの原点
ＬＢ　レーザ光
Ｐｃ　パンチング加工位置
Ｗ　被加工材
【図１】
2004058233.tif 000003
【図２】
2004058233.tif 000004
【図３】
2004058233.tif 000005
【図４】
2004058233.tif 000006
【図５】
2004058233.tif 000007
【図６】
2004058233.tif 000008
【図７】
2004058233.tif 000009