JP2000176760A - レーザ・パンチ複合加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ発振器を本体に備え、かつパンチング
加工時の振動がレーザ発振器、ビーム伝送用光学系に及
ばないレーザ・パンチ複合加工機の提供。 【解決手段】 レーザ加工ヘッド５７とパンチング加工
ヘッド７、１１を同一の本体フレーム３上に備えた複合
加工機において、レーザ発振器６１の基台６７を前記本
体フレーム上にエアースプリング６５を介して支持する
と共に、該レーザ発振器の基台の本体フレームに対する
水平方向の位置を規制する位置決め手段６９を設けたこ
とを特徴とするレーザ・パンチ複合加工機。

Description

【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。さらに詳細にはレーザ加工ヘッドとパ
ンチ加工ヘッドを同一の本体フレーム上に備えたレーザ
・パンチ複合加工機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の一軸光軸移動、一軸材料移動タイ
プのレーザ・パンチ複合加工機においては、同一の本体
フレーム上にレーザ加工ヘッドとパンチ加工ヘッドとを
移動位置決め自在に設け、またレーザ発振器はパンチン
グ加工時の振動を絶縁するために前記本体フレームとは
別に設置しているのが普通である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の如きタイプの従
来のレーザ・パンチ複合加工機においては、パンチング
加工機の本体フレーム上にレーザ加工ヘッドの送り機構
を設けているので、レーザ発振器からレーザ加工ヘッド
へレーザビームを伝送するビーム伝送用光学系およびレ
ーザ加工ヘッド内の集光用光学系などの光学的アライメ
ント（alignment）がパンチング加工時の振動で狂うと
いう問題がある。

【０００４】また、レーザ発振器を加工機本体と別置き
にしているので設置床面積が多くなるとともに搬送も別
輸送となるという問題もある。

【０００５】本発明は上述の如き問題に鑑みてなされた
ものであり、本発明の課題は、レーザ発振器を加工機本
体上に備え、かつパンチング加工時の振動がレーザ発振
器、ビーム伝送用光学系および集光用光学系に及ばない
一軸光軸移動、一軸材料移動タイプのレーザ・パンチ複
合加工機の提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記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、
レーザ加工ヘッドとパンチング加工ヘッドを同一の本体
フレーム上に備えた複合加工機において、レーザ発振器
の基台を前記本体フレーム上にエアースプリングを介し
て支持すると共に、該レーザ発振器の基台の本体フレー
ムに対する水平方向の位置を規制する位置決め手段を設
けたことを要旨とするものである。

【０００７】請求項２に記載のレーザ・パンチ複合加工
機は、請求項１に記載の発明において、前記レーザ発振
器の基台下面に前記レーザ加工ヘッドをＹ軸およびＺ軸
方向に移動位置決め自在に垂設し、該レーザ加工ヘッド
に隣接して前記パンチング加工ヘッドをＹ軸方向に移動
位置決め自在に設け、前記レーザ加工ヘッドおよび前記
パンチング加工ヘッドの下方において被加工材をＸ軸方
向に移動位置決め自在の材料位置決め装置を設けたこと
を要旨とするものである。

【０００８】

【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。

【０００９】図１は、本発明に係わるレーザ・パンチ複
合機の基本的構成を説明する正面図、図２は図１のＩＩ
−ＩＩ線に沿っての断面図である。

【００１０】さて、図２を参照するに、レーザ・パンチ
複合機１は本体フレーム３の右方の上部フレーム５にＹ
軸方向（図２において紙面に直交する方向）へ移動位置
決め自在の上部パンチング加工ヘッド７が設けてある。

【００１１】上述の上部パンチング加工ヘッド７の下方
の下部フレーム９には、Ｙ軸方向へ移動位置決め自在の
下部パンチング加工ヘッド１１が設けてある。

【００１２】前記上部パンチング加工ヘッド７は、パン
チアッセンブリ１３（通常、単にパンチと呼ぶ）を上下
方向に摺動自在に保持する上部キャリッジ１５と、この
上部キャリッジ１５の上部に固定した油圧シリンダ１７
と、この油圧シリンダ１７のピストンに設けられ、パン
チアッセンブリ１３のパンチヘッドを押圧自在の打撃子
１９などから構成してある。

【００１３】上述の上部キャリッジ１５は、前記上部フ
レーム５にＹ軸方向に延伸させて設けた２本のガイドレ
ール２１に直線運動軸受け２３を介して移動自在に垂設
してある。また、上部キャリッジ１５は、上部フレーム
５に設けた上部キャリッジ駆動モータ（図示省略）によ
って回転駆動される第１Ｙ軸送りねじ２５にナット部材
（図示省略）を介して螺合させてある。

【００１４】したがって、上部キャリッジ駆動モータ
（図示省略）を適宜に回転駆動させることによって、上
部キャリッジ１５に装着したパンチアッセンブリ１３を
Ｙ軸方向の任意の位置に位置決めすることができる。

【００１５】前記下部フレーム９には、下部キャリッジ
２７がＹ軸方向に延伸させて設けた２本のガイドレール
２９に直線運動軸受け３１を介して移動自在に設けてあ
る。また、下部キャリッジ２７には、前記パンチアッセ
ンブリ１３のパンチと共働するダイ３３が同軸に装着し
てある。

【００１６】上述の下部キャリッジ２７には、前記上部
キャリッジ１５と同様に、下部フレーム９に設けた下部
キャリッジ駆動モータ（図示省略）によって回転駆動さ
れる第２Ｙ軸送りねじ３５にナット部材（図示省略）を
介して螺合してある。

【００１７】したがって、下部キャリッジ駆動モータ
（図示省略）を適宜に回転駆動させることによって、下
部キャリッジ２７に装着したダイ３３をＹ軸方向の任意
の位置に位置決めすることができる。

【００１８】なお、上述の上部キャリッジ駆動モータと
下部キャリッジ駆動モータとは、図示しないＮＣ装置に
よって制御されており、上部キャリッジ１５と下部キャ
リッジ２７は同期して移動位置決めされる様になってい
る。

【００１９】前記下部フレーム９には板状の被加工材Ｗ
を支持する材料支持テーブル３７が設けてある。材料支
持テーブル３７の上面はダイ３３の上面とほぼ同一水準
に設けてある。そして、下部キャリッジ２７がＹ軸方向
に移動する部分の材料支持テーブル３７には下部キャリ
ッジ２７上のダイ３３の上面が材料下面（裏面）に当接
可能な様にＹ軸方向に延伸した溝３９が設けてある。

【００２０】図１によく現われている様に、正面右側に
被加工材Ｗを把持してＸ軸方向に移動位置決めする材料
位置決め装置４１が設けてある。

【００２１】材料位置決め装置４１のＸ軸キャリッジ４
３は、前記本体フレーム３に設けたブラケット４５上に
敷設したＸ軸レール４７に直線運動軸受け４９を介して
移動自在に設けてある。また、Ｘ軸キャリッジ４３は、
図示省略のＸ軸駆動モータによって回転駆動されるＸ軸
送りねじ５１にナット部材５３を介して螺合させてあ
る。

【００２２】上述のＸ軸キャリッジ４３には被加工材Ｗ
を把持する複数の材料クランプ５５が装着してある。

【００２３】上記構成のパンチング加工部において、材
料位置決め装置４１の材料クランプ５５に把持した被加
工材ＷをＸ軸方向の所望の位置へ位置決めすると同時
に、上部キャリッジ１５と下部キャリッジ２７をＹ軸方
向の所望の位置へ位置決めした後、油圧シリンダ１７を
作動させて打撃子１９でパンチヘッド押圧することによ
って、板材の所望の位置にパンチング加工をすることが
できる。なお、パンチング時の抜きかすは落下孔２０か
ら機外に排出される様になっている。

【００２４】再度、図２を参照するに、上部および下部
パンチング加工ヘッド（７、１１）の左方にＹ軸および
Ｚ軸方向に移動位置決め自在のレーザ加工ヘッド５７が
設けてある。レーザ加工ヘッド５７は、Ｙ軸およびＺ軸
方向に移動位置決め自在のレーザノズル５９と、このレ
ーザノズル５９へレーザビームＬＢを送るレーザ発振器
６１などから構成してある。

【００２５】上述のレーザ発振器６１は、前記本体フレ
ーム３の左右の側板に設けた４個のブラケット６３上に
それぞれエアースプリング６５を設け、この４個のエア
ースプリング６５でレーザ発振器６１の基台６７の４点
を支持する様にして本体フレーム３上に載置してある。

【００２６】また、前記４個のエアースプリング６５に
近接して、位置決め手段６９が設けてある。この位置決
め手段６９は、例えば、図３に示す如き先端にテーパ部
を有するピン７１をブラケット６３上に設け、このピン
７１に係合するブッシュ７３をレーザ発振器６１の基台
６７側に設けてもよい。

【００２７】上述のエアースプリング６５はそれぞれ高
圧の空圧源７５にパイロットチェックバルブの如き逆止
弁（図示省略）を介して接続してある。

【００２８】上記構成において、４個のエアースプリン
グ６５に空圧源７５から高圧の空気を供給すれば、エア
ースプリング６５が伸張して、レーザ発振器６１は基台
６７と共にブラケット６３から若干量（ｈ）浮上する。
レーザ発振器６１の基台６７が浮上したときの位置決め
手段６９の状態は図３に示す如く、ピン７１からブッシ
ュ７３が完全に抜けた状態にはならず、水平方向の位置
は規制された状態を維持している。

【００２９】前記レーザ発振器６１の基台６７の下面に
は、Ｙ軸方向に延伸する２本のガイドレール７７が敷設
してある。この２本のガイドレール７７には前述のレー
ザ加工ヘッド５７のＹ軸キャリッジ７９が直線運動軸受
け８１を介して移動自在に垂設してある。

【００３０】また、断面がギリシャ文字のΓ（ガンマ）
に似た形をした前記Ｙ軸キャリッジ７９には、その垂直
部分にＺ軸方向（Ｘ、Ｙ軸に直交する方向）に延伸する
ガイドレール８３が敷設してある。そしてこのガイドレ
ール８３に前記レーザノズル５９を備えたＺ軸キャリッ
ジ８５が直線運動軸受け８７を介して移動可能に設けて
ある。

【００３１】上述のＹ軸キャリッジ７９は、Ｙ軸キャリ
ッジ駆動モータ（図示省略）によって回転駆動される第
３Ｙ軸送りねじ８９にナット部材９１を介して螺合させ
てある。同様に、Ｚ軸キャリッジ８５も図示省略のＺ軸
駆動モータによって回転駆動される送りねじにナット部
材（図示省略）を介して螺合してある。

【００３２】上記構成において、Ｙ軸キャリッジ駆動モ
ータを図示省略のＮＣ装置の制御の下に適宜回転駆動す
ることによって、レーザノズル５９を適宜な位置に位置
決めすることができる。また、Ｚ軸駆動モータを回転駆
動することによって、レーザノズル５９を適宜な高さに
位置決めすることができる。

【００３３】前記レーザノズル５９内部には、レーザビ
ームを被加工材の表面に集光させるための凸レンズの如
き集光用光学系（図示省略）が設けてある。また、厚み
のある金属類の切断を効率良く行うためのアシストガス
をレーザノズル５９から噴射する様に設けてある。

【００３４】レーザノズル５９内の集光用光学系へレー
ザ発振器６１からのレーザビームを伝送するためのレー
ザビーム伝送路９３がレーザ発振器６１に設けてある。
このレーザビーム伝送路９３は次の三つの部分からなっ
ている。

【００３５】すなわち、レーザ発振器６１から水平に出
射したレーザビームＬＢを垂直に折曲げる第１ベンドミ
ラー９５までの水平な固定導管部９７と、第１ベンドミ
ラー９５から第２ベンドミラー９９までの垂直な伸縮導
管部１０１と、第２ベンドミラー９９からレーザ加工ヘ
ッド５７のＹ軸キャリッジ７９までの蛇腹部１０３の三
つの部分である。

【００３６】前記固定導管部９７は前記レーザ発振器６
１の基台６７に立設した支柱１０５に固定支持してあ
る。また、前記Ｙ軸キャリッジ７９には、第２ベンドミ
ラー９９からのレーザビームをＺ軸方向に折曲げる第３
ベンドミラー１０７が設けてある。

【００３７】上記構成においてレーザ加工を実施する場
合には、レーザ発振器６１の基台６７を浮上支持するエ
アースプリング６５の空気を徐々に排出し、基台６７を
徐々に下降させて位置決め手段６９によってレーザ発振
器６１の位置を固定する。

【００３８】レーザ発振器６１を固定した後、前述の如
くレーザ加工ヘッド５７を制御して、レーザノズル５９
をＹ軸上の適宜な位置に位置決めすると同時に、前記材
料位置決め装置４１によって材料をＸ軸上の適宜な位置
に位置決めする。また、Ｚ軸駆動モータを回転駆動する
ことによって、レーザノズル５９を被加工材上の適宜な
高さに位置決めする。

【００３９】レーザビームの被加工材への照射は、レー
ザノズル５９と材料位置決め装置４１を同時に位置決め
制御しながら実施する。Ｘ軸またはＹ軸上の直線を加工
する場合には、レーザノズル５９または材料位置決め装
置４１を位置決め制御して加工を行うことも可能であ
る。

【００４０】なお、例えばレーザ切断において発生する
スクラップは、前記材料支持テーブル３７に設けたＹ軸
方向に延伸する長方形の落下溝１０９から材料支持テー
ブル３７の下面に設けたスクラップボックス１１１に落
下する様になっている。

【００４１】パンチング加工を行うときには、前記エア
ースプリング６５に高圧の空気を送って、レーザ発振器
６１の基台６７を浮上させれば、レーザ発振器６１およ
びレーザビーム伝送路光学系をパンチング加工時の振動
から保護することができる。

【００４２】また、レーザ発振器６１を浮上または下降
させる時に、位置決め手段６９によってレーザ発振器６
１の水平方向の位置が規制されているので、レーザビー
ム伝送路の光学系のアライメント（alignment ）が崩れ
ることがない。

【００４３】

【発明の効果】請求項１または請求項２の発明によれ
ば、パンチング加工時には、レーザ発振器の基台を本体
フレーム上に設けたエアースプリングを介して支持する
の様にしたので、パンチング加工時の振動でレーザ発振
器およびビーム伝送用光学系およびレーザ加工ヘッド内
の集光用光学系などの光学的アライメントが狂うことが
ない。

【００４４】また、レーザ発振器を加工機本体上に載置
したので、設置床面積が少なくなると共に搬送および設
置時の調整作業も容易となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるレーザ・パンチ複合機の基本的
構成を説明する正面図。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。

【図３】図１、図２におけるレーザ発振器の基台の位置
決め手段の一例の拡大図。

【符号の説明】

１ レーザ・パンチ複合機 ３ 本体フレーム ５ 上部フレーム ７ 上部パンチング加工ヘッド ９ 下部フレーム １１ 下部パンチング加工ヘッド １３ パンチアッセンブリ １５ 上部キャリッジ １７ 油圧シリンダ １９ 打撃子 ２０ 落下孔 ２１ ガイドレール ２３，３１ 直線運動軸受け ２５ 第１Ｙ軸送りねじ ２７ 下部キャリッジ ２９ ガイドレール ３３ ダイ ３５ 第２Ｙ軸送りねじ ３７ 材料支持テーブル ３９ 溝 ４１ 材料位置決め装置 ４３ Ｘ軸キャリッジ ４５ ブラケット ４９ 直線運動軸受け ４７ Ｘ軸レール ５１ Ｘ軸送りねじ ５３ ナット部材 ５５ 材料クランプ ５７ レーザ加工ヘッド ５９ レーザノズル ６１ レーザ発振器 ６３ ブラケット ６５ エアースプリング ６７ 基台 ６９ 位置決め手段 ７１ ピン ７３ ブッシュ ７５ 空圧源 ７７ ガイドレール ７９ Ｙ軸キャリッジ ８１，８７ 直線運動軸受け ８３ ガイドレール ８５ Ｚ軸キャリッジ ８９ 第３Ｙ軸送りねじ ９１ ナット部材 ９３ レーザビーム伝送路 ９５ 第１ベンドミラー ９７ 固定導管部 ９９ 第２ベンドミラー １０１ 伸縮導管部 １０３ 蛇腹部 １０５ 支柱 １０７ 第３ベンドミラー １０９ 落下溝 １１１ スクラップボックス ＬＢ レーザビーム Ｗ 被加工材

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E048 CA01 CA04 CA07 CA12 4E068 AA01 CA11 CA12 CA14 CB03 CD13 CE02 CE04 CK01 DA14 DB01 5F072 JJ05 KK05 YY06

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ加工ヘッドとパンチング加工ヘッ
   ドを同一の本体フレーム上に備えた複合加工機におい
   て、レーザ発振器の基台を前記本体フレーム上にエアー
   スプリングを介して支持すると共に、該レーザ発振器の
   基台の本体フレームに対する水平方向の位置を規制する
   位置決め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。
2. 【請求項２】 前記レーザ発振器の基台下面に前記レー
   ザ加工ヘッドをＹ軸およびＺ軸方向に移動位置決め自在
   に垂設し、該レーザ加工ヘッドに隣接して前記パンチン
   グ加工ヘッドをＹ軸方向に移動位置決め自在に設け、前
   記レーザ加工ヘッドおよび前記パンチング加工ヘッドの
   下方において被加工材をＸ軸方向に移動位置決め自在の
   材料位置決め装置を設けたことを特徴とする請求項１に
   記載のレーザ・パンチ複合加工機。