JPS6294237A - 板金加工工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分舒〕 この発明は板金加工用の工作機械に関し、詳しくはレー
ザー加工ヘッドを備えた板金加工工作機械に関する。

〔従来の技術〕

レーザー加工ヘッドと、パンチ加工、剪断加工等の機械
的加工ヘッドを少くとも１つ備えた工作機械、いわゆる
複合工作機械が種々開発されているが、いずれも機体の
コンパクト化を図るために、機械的加工ヘッドの支持フ
レームと同一のフレーム上に、該機械的加工ヘッドに近
接してレーザー加工ヘッドを搭載している。

そのため、従来のレーザー加工機搭載の複合工作機械で
は、どうしても機械的加工ヘッド側の振動がレーザー加
工ヘッドに伝わり、レーザー光の調整に微妙な変動が生
じて、レーザー切断の切断面が一定でなくなったり、粗
い切断面となるといった支障が生じる。

上記支障は、レーザー加工ヘッドの支持フレーム上への
取付構造を、例えばエアクッションを介装した構造とす
ること、あるいは機械的加工ヘッドの作動時間とレーザ
ー加工ヘッドの作動時間とを完全に別々の時間帯とし、
さらにレーザー加工ヘッドの作動開始時間を、機械的加
工ヘッドによる加工が終了し相当の時間が経過してフレ
ームの振動が減衰した後に設定すること等によっである
程度は解消しつるが、その場合のレーザー切断による切
断面も、レーザー切断専用の単能機による切断面程度に
まで鋭利になすことはできず、しかも上記のように加工
所要時間が延びるといった別の支障が生じる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この発明はレーザー加工機をＭ載したいわゆる複合工作
機械において、上記のような別の支障を生じることなく
、シかもレーザー切断面は単能機による切断面と同程度
にまで鋭利になしうる新規な板金加工工作機械を提供し
ようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そこでこの発明は、上記のような複合工作機械において
、特に機械的加工ヘッドの支持フレームとは別体独立の
床置型支持フレームを設け、この別体の支持フレーム上
にレーザー加工ヘッドを支持せしめ、該レーザー加工ヘ
ッドを機械的加工ヘッドと同様に板金載置テーブル上の
板金面に臨むようになすことを提案するものである。

〔実施例〕

以下、図面に基づき機械的加工ヘッドとしてパンチ加工
ヘッドを備えた工作機械について実施例を説明する。

第１．２図は夫々全体正面図、側面図であり、この実施
例機械は、その上面で板金（Ｗ）を自由に移動しうる板
金載置テーブル部（１）とその支持フレーム（２）、上
下の工具タレット（３ｕ）　（３Ｊ）と該タレッ）　（
３ｕ）に支持せしめたパンチェ具（４）に係合して上下
駆動するラム（５）とからなる機械的加工ヘッドとして
のパンチ加工ヘッド（Ｐ）と該パンチ加工ヘッドの支持
フレーム（（ｌ状フレーム）ｆＧｌ、および上記支持フ
レーム（６）の周囲にやぐら状に立設した別体の支持フ
レーム（７）上に載設したレーザー加工ヘッド（Ｌ）に
連るレーザー発振器（８）から構成されている。

（９）はＮＣ装置、（１１）は上記レーザー発振器（８
）にダク）　（＋２）により連結された電源装置である
Ｑ以下、各部について詳細に説明する。

まず、板金載置テーブル部＋１）は、第３．４図に示し
たように、前記支持フレーム（２）上のレール（１３）
に沿って移動自在で、かつ該レール（１３）に沿ったボ
ールねじ（＋４＋　（第４図）に螺合１２０）されるこ
とによって移動駆動される移動テーブル（＋５）ｆ国と
、該移動テーブル（＋５）（１（９の間に存在し後に詳
述するすだれ状の可動テーブル（＋７）と、上記移動テ
ーブル＋１５）！＋６）の一端側に一体的に連結（１８
）固定された、テーブル（国（国θη上での板金（Ｗ）
のＸ軸方向（第３．４図）移動を持たらす板金移動装置
（１９）とからなり、更に上記板金移動装置（１９）は
そのケーシング内に架設されたボールねじ（２１）に螺
合する支持枠−と、該支持枠（四に固定したワークホル
ダ（２３）とからなっているが、該ワークホルダー（２
３）によって−辺を挾持された板金（Ｗ）は、該移動テ
ーブル（＋５）（１Ｇ＋と板金移動装置α９）ごと支持
フレーム（２）に対して移動（Ｙ軸方向）することと、
ワークホルダーの支持枠（図ごと移Ｍ（Ｘ軸方向）する
ことにより、平面上任意の位置へ移動されるようになっ
ている。

そして、上記ワークホルダー（２３）の移動によっても
ワークホルダー底面が可動テーブル吻に干渉しないよう
に、可動テーブル（＋７）は全体がすだれ状になってい
ると共に、その左右両端のチェーン（２４）部を、前記
左右の移動テーブル（１５）θＧ）の内側辺下面に設け
た下向き開放端（２５ａ＞を有する支承レール（２）０
（第４図）に支承せしめ、タレット（３ｕ）　（ｓｌ）
　ｆＡＵの端部をシリンダ（２６）を介して支持フレー
ム（６）に連結し、反対側の端部はフリーになすことに
よって、ワークホルダー（２３）の移動に伴って上記支
承レール□□□が前進すれば（第４・図右行）、可動テ
ーブル（１７）の実質的な上面を構成する多数の細長板
物が支承レール（２５１の開放端（２５ａ）から順に下
降し、ワークホルダー（２３）の下へと潜り込むように
なっている、（第４図一点鎖線→二点填義ン。逆にワー
クホルダ（２３）が後進（第４２左行）すれば、支承レ
ール轍が二点鎖線図示から一点鎖線図示方向へと移動し
て、可動テーブル（Ｉ７）のフリー側端部が持ち上げら
れ、多数の細長板（ロ）でもって実質的な板金支承平面
を構成するようになっている。

そして、上記のような可動テーブル（１７）の前記シリ
ンダ（２６）によってフレーム（６）に連結されたレー
ザー加工ヘッド（Ｌ）側基端には次のようにして可動テ
ーブル０７）と同一左右幅の開閉自在な窓空間□□□を
形成できるようになしである。

すなわち、器は前記シリンダ（２６）のフレーム側取付
ブラケット、（３＋）はシリンダ嶽の揺動支点、（２６
ａ）はシリンダロッドであり、該ロッド（２６ａ）端に
可動テーブルθηのチェーン（２４＋　端を連結しであ
るのであるが、該シリンダ（２樽の伸縮により、可動テ
ーブル（１７）基端側か下タレ迂 ツ）　（３１）に可及的に接遺した第８図（イ）図示゛
の位置と、該下タレツ）　（３７りから遠去かって下タ
レット（ｓｉ）との間に一定巾の窓空間玉が形成された
第８図（ロ）および第４図示の位置との間に亘って移動
するようになっている。

つまり、上記シリンダ（２匂が収縮して可動テーブル（
１７）が支承レール（２均上を下タレッ）　（３ｚ）方
向へと引き寄せられ、窓空間がなくなって該可動テーブ
ルθカ上面でもってタレッ）　（３ｕ）Ｃ′３ｇ）前方
の板金支承平面全てを構成する第８図（イ）図示の状態
がパンチ加工運転時であり、上記シリンダ（２■が伸長
して可動テーブル（１７）がレール（２均上を下タレッ
）　（３１）から遠去がる方向へと移動され、前記レー
ザー発振器（８）から垂設されたレーザー加工ヘッド（
Ｌ）の下方が窓空間−になった第８図（ロ）、（ハ）お
よび第４図示の状態がレーザー加工運転時の状態なので
あるが、上記のようにして開閉するテーブルの窓部（２
樽直下に次のようなレーザー加工ヘッド（Ｌ）に対する
受台装置０２が設けである。

すなわち、第４図に側面図を示し、第５図に正面図を拡
大示したように、この実施例の受台装置（麺は前記支持
フレーム（６）の下部前面に設けたガイドレール（３３
）にスライドガイド＋３４１を介して昇降自在に取付け
られた昇降枠側と該昇降枠（３５）の昇降駆動用シリン
タ責滅とからなり、上記昇降枠（３！５は裏面に前記ス
ライドガイド（３喝が取付けられ、前面に前記駆動用シ
リンダ（３６）のロッド（３６ａ）端が取付けられた両
端の垂直板（３７）部分と該垂直板＋３７）部分の上部
に水平・方向に張り出して設けた水平板（３８）部分と
からなっているが、該水平板（３８）部分は上記垂直板
間に固定された左右両端の固定板（３９）部分と、ヒン
ジ（４１）を介して揺動自在に設けられた可動板（４２
部分とからなり、可動板（４４部分は前記垂直板（３７
）との間に配設したシリンダ（４濁の伸張によっては第
４．５図示のような水平状態となって、その上面でレー
ザー加工時の板金（Ｗ）の支承面を構成し、シリンダ（
４３）の収縮によっては第８図（ニ）図示の傾斜状態と
なって、その上面で切按片（Ｗａ　）のシュート面を構
成するようになっている。

（４４１は前記左右の垂直板（３７１の裏面に固定した
ラック（４四に噛合うピニオン（４■を連結したシャフ
トであり、該シャ７）（４４およびラック（イ）ピニオ
ン（４０によって左右の垂直板０ηの昇降動を同調し、
昇降枠（３賜金体が水平を保って昇降するようになって
いる。

また、［４７）は上記可動板（４り中央に形成したレー
ザー切断時に発生するスラグ、粉塵等の吸引口であり、
＋４８１は該吸引口（４ηに続く吸引パイプ、Ｇ１９１
は吸引口（４７）直下に設けたウォーター表ス χト噴出器である。

５１）は上記固定仮睡の補強用すじかいである。

次に、レーザー発振°器（８）から垂設されて前記パン
チ加工ヘッド（Ｐ）の支持７レーム（６）内を貫通して
いるレーザー加工ヘッド（Ｌ）について説明すると、該
加工ヘッド（Ｌ）はレーザー発振器（８）から延びたテ
レスコープ状に伸縮するレーザー光のガイド筒６ａ［株
］と、中間のガイド１５３部を上下に昇降駆動してガイ
ド筒下喘をテーブルｆｉｌ上の板金（Ｗ）面に可及的に
接近した位置（第６図一点鎖線）と大きく上昇した位置
（第６図実線）との間で昇降する昇降駆動装置６４と、
ガイド筒下端の焦点調節装置（至）とから構成されてい
る。昇降駆動装置５４１は中間のガイド筒曽部にブラケ
ット（至）を介して固定した上下スライド自在な移動板
６Ｄにシリンダ（至）を連結５１　ｔ、たものであり、
該シリンダ（至）の伸長により第６図一点鎖線図示の状
態が、収縮により実線図示の状態が得られる。

そして、上記シリンダ（至）の本体側は前記別設置のや
ぐら状支持フレーム（７）から垂設した支持板６υに連
結ｅｚ　ｔ、てあり、上記移動板６ηが係合して摺動す
るレール關も上記支持板６Ｄに固定してあって、結局レ
ーザー加工ヘッド（Ｌ）は、前記パンチ加工ヘッド（Ｐ
）の支持フレーム（６）は貫通しているが、該支持フレ
ーム（６）には何ら支承されておらず、全面的に支持板
６υつまり支持フレーム（７）によって支承されている
。

（財）は移動板６ηの裏面に固定したレール缶に対する
スライド軸受部材、１ｌｉｓ鏝は夫々加工ヘッド（Ｌ）
の中間下降位置検出用のリミットスイッチと最下降位置
検出用のリミットスイッチ、Ｆｉ７１ＦＡは夫々上記各
リミットスイッチ霞鏝に対応するドッグである。

ガイド筒器下端には、中間に７ランジ状部（ａ９ａ）を
形成した集光用レンズσ０を保持する焦点調節筒器が上
下摺動自在に嵌め込んであり（第７図）、ガイド筒＠下
端の７ランジ状部（５３ａ）、には連結棒σ２を介して
板金（Ｗ）表面へと当接する円板部材σｊが固定してあ
って、該円板部材σＪは、ガイド筒ｌ！ｉ３部がシリン
ダ■ているが、この円板部材σＪに対して上記焦点調節
用筒−を僅かに上下動して焦点位置を調節するようにな
っており、該焦点調節用筒ＩＩには次のような焦点調節
装置（至）が設けである。

すなわち、上記７ランジ状部（６９ａ）の適所にナツト
部材σ◇を固定し、該ナツト部材ａ滲に、前記ガイド筒
下端の７ラング部（５３ａ）に立設した減速機構付モー
タ（ハ）の出力軸に固定したねじ部材６ｅを螺合してあ
って、該モータ（ハ）の回転により７ランジ状部（６９
ａ）を上下動して焦点を調節するようになっている◇ ση徹は夫々７ランジ状部（ａ９ａ）の上下限を検出す
る近接スイッチであり、該近接スイッチση徹がＯＮに
なるとモータ（ハ）が停止されるが、７ランジ状部（６
９ａ）の上下ストローク喘は夫々次のストッパによって
機械的にも停止される。

すなわち、７ランジ状部（６９ａ）の上面に固定したウ
レタンゴムσ［有］が前記ガイド筒器下端の７ラング部
（５３ａ）下面に当接することにより上行端が規制され
、ねじ部材σｅ下端の７ラング部（７６ａ）に設けた環
状のウレタンゴム侶υに上記焦点調節用筒器の７ラング
部（６９ａ）が当接することによって下行端が規制され
るようになっている。

なお、上記減速機構付モータσ９は通常のアナログモー
タであってもよいし、サーボモータであってもよい。サ
ーボモータの場合には遠隔操作によってもより正確に焦
点調節用筒器の高さを調節できる。

＠２は前記円板部材ｆｆ３の下面に設けた遊転ボールで
あり、該ボール侶ｚが板金（Ｗ）面に転接する。

次に、上記レーザー加工ヘッド（Ｌ）のやぐら状支持フ
レーム（７）について説明すると、該支持フレーム（７
）は床面（Ｆ）から直接立設した４本の支柱（へ）上に
天井板（財）を設けてなり、該天井板（財）上でレーザ
ー加工ヘッド（Ｌ）の設置作業、点検作業等を行う作業
者の転落防止を図るために周囲には所定高さのフェンス
（ハ）が設けである。

この実施例の工作機械は以上のようになっており、次の
ようにして作動する。

すなわち、パンチ加工時には受台装置（３２＋を下降位
置とすると共に、前記シリンダ（２６）を収縮して可動
テーブル（Ｉ７）を下タレツ）　（３６）近傍へと引き
寄せ（第８図（イ））、該可動テーブル０７）と前記左
右の移動テーブル（＋５）　（１６）とでもって板金（
Ｗ）の支承平面を構成し、該支承面上を前記ワークホル
ダー（２３）で挾持した板金（Ｗ）全所定のＮＣプ四ダ
グラム従ってＸ、Ｙ軸方向へ移動しつつパンチ加工する
。この際、可動テーブルαηは両側の移動テーブル（＋
５）　（ｌφの内側辺下面に設けたレール（イ）上に載
って支承されてワークホルダー（２３）の移動、つまり
レール（ハ）の移動に伴って第４図実線鎖線図示間のよ
うに、その下方屈曲点を変えつつ昇降し、ワークホルダ
（２３）の下タレツ）　（３１’）への可及的な接近移
動を許容する。

抜′ なお、上記パンチ加工によって生じる打仮片はフレーム
（６）内の図示しない連絡通路を通って機外側方または
前方へと排出される。

そして、レーザー加工運転に移行する際には、第４図に
示したように、まず、シリンダ（２（２）を伸長して可
動テーブルθηを下タレツ）（（ａ７りから遠去かる方
向へ移動し、下タレット（３１）の直前方に窓空間（２
騰を形成して（第８図（ロ））、次に受台装置（ハ）を
上昇し該受台装置（ａの上面、つまり前記水平板（ト）
部分でもって上記のように移動した可動テーブル（＋７
）に連続する板金支承面を形成する（第８図（ハ））。

同時に下降したレーザー加ニー・ラド（Ｌ）でもい、切
断が完了すれば、シリンダ（４３を収縮して前記可動板
−匈部分を傾斜し、切抜片（Ｗａ　）を該傾斜したシュ
ート状の可動板（２上を滑落せしめ、直下に配設した排
出コンベア弼（第２図、第８図（ニ））により機外の回
収ボックス（ロ）内へと搬出する。

このレーザー加工の際にも、可動テーブルθηはワーク
ホルダ（ロ）の移動、つまりレール（至）の移動に伴っ
て、その下方屈曲点を変えつつ昇降し、ワークホルダ（
２）つまり板金（Ｗ）の下タレツ）　（３１＞への可及
的な接近移動を許容する。また、レーザー加工ヘッド（
Ｌ）は前記リミットスイッチ霞によって検出される中間
高さにまで上昇される。

なお、このレーザー加工の開始は、加工ヘッド（Ｌ）の
支持がパンチ加工ヘッド（Ｐ）の支持フレーム（６）と
は分離独立されてなされているので、前記受台装置（３
２の上昇と、加工ヘッド（Ｌ）の下降等の準備が終了し
だい、直ちに開始してよく、パンチ加工ヘッド（Ｐ）お
よびその支持フレーム（６）の振動減衰を待つ必要がな
い。

また、上記実施例におけるパンチ加工ヘッド（Ｐ）に換
えてタッピング加工、シアリング加工等の他の機械的加
工ヘッドを設けうることはもちろんである。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、この発明に係る板金加工
工作機械では、レーザー加工機を搭載したいわゆる複合
工作機械でありながら、冒頭に述べた理由により全体の
加工所要時間が延びるといった支障等を生じることなく
、可及的最短時間で複合加工が行え、しかもレーザー切
断面はレーザー加工単能機による切断面と同程度に一定
かつ鋭利になしうる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る板金加工工作機械の１実施例の
正面図、第２図は同側面図、第３図は板金載置テーブル
部の平面図、第４図は可動テーブルおよび受台装置部分
の側面図（第３図のＩＶ−Ｗ線矢視図）、第５図は受台
装置の正面図（第４図のｖ−ｖ線矢視図）、第６図はレ
ーザー加工ヘッドの正面図、第７図は焦点調節装置部分
の拡大正面図、第８図は動作説明図である。 （１）・・・板金載置テーブル　（６）・・・支持フレ
ーム（７）・・・支持フレーム　　（８）・・・レーザ
ー発振器θ９）・・・板金移動装置 （Ｐ）・・・パンチ加工ヘツ丁 （Ｌ）・・・レーザー加工ヘッド （Ｗ）・・・板金 第６図 第７図 第

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上面で板金を自由に移動する板金載置テーブルと、該載
   置テーブル上の板金に対してパンチ加工、剪断加工等の
   加工を施す機械的加工ヘツドとを備えると共に上記機械
   的加工ヘッドの支持フレームとは別体の支持フレームに
   支持せしめて、上記載置テーブル上の板金へと臨むレー
   ザー加工ヘッドを設けたことを特徴とする板金加工工作
   機械。