JP2018099751A

JP2018099751A - パンチ・レーザ複合加工機によるワークの加工方法及びパンチ・レーザ複合加工機

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Publication number: JP2018099751A
Application number: JP2016246270A
Authority: JP
Inventors: 茂幸土師; Shigeyuki Haji
Original assignee: Amada Holdings Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2016-12-20
Filing date: 2016-12-20
Publication date: 2018-06-28
Anticipated expiration: 2036-12-20
Also published as: JP6330017B1; WO2018116789A1

Abstract

【課題】パンチ・レーザ複合加工機におけるワークの加工方法及びＸ軸方向の幅寸法を小さくすることができるパンチ・レーザ複合加工機を提供する。【解決手段】板状のワークＷにパンチング加工を行うパンチ、ダイと、前記ワークＷにレーザ加工を行うレーザ加工ヘッド２５と、前記パンチ、ダイ及び前記レーザ加工ヘッド２５に対してワークＷをＸ，Ｙ軸方向へ移動位置決め自在なワーク移動位置決め装置１３とを備えたパンチ・レーザ複合加工機１によるワークの加工方法であって、前記レーザ加工ヘッド２５における下端部が上昇するように回動した状態においてワークＷのパンチング加工を行い、前記レーザ加工ヘッド２５を元の状態に戻してワークのレーザ加工を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、板状のワークにパンチング加工を行うパンチ、ダイと、前記ワークにレーザ加工を行うレーザ加工ヘッドと、前記パンチ、ダイ及び前記レーザ加工ヘッドに対してワークをＸ，Ｙ軸方向へ移動位置決め自在なワーク移動位置決め装置とを備えたパンチ・レーザ加工機によるワークの加工方法及びパンチ・レーザ複合加工機に関する。さらに詳細には、パンチ・レーザ複合加工機におけるＸ軸方向の幅寸法をより小さくできる加工方法及びパンチ・レーザ複合加工機に関する。

板状のワークに対してパンチング加工を行うパンチプレス及びワークにレーザ加工を行うレーザ加工機が知られている。そして、前記パンチプレスとレーザ加工機とを複合化したパンチ・レーザ複合加工機が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２００７−３８２８６号公報特開２００９−１８３３４号公報

前記特許文献１には、パンチング加工位置とレーザ加工位置とを一致させて加工することができるレーザパンチ複合加工機が記載されている。特許文献１に記載の構成においては、タレットに形成した切り欠きをパンチング加工位置に割出し位置決めする。そして、この位置決めした切り欠き内にレーザ加工ヘッドを位置決めする構成である。したがって、パンチング加工からレーザ加工に迅速に移行することが難しく、加工能率向上を図る上において問題がある。

前記特許文献２に記載の構成は、パンチング加工位置とレーザ加工位置とはＸ軸方向に離隔した位置関係にある。したがって、全体的構成は、Ｘ軸方向に大きくなる、という問題がある。

本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、板状のワークにパンチング加工を行うパンチ、ダイと、前記ワークにレーザ加工を行うレーザ加工ヘッドと、前記パンチ、ダイ及び前記レーザ加工ヘッドに対してワークをＸ，Ｙ軸方向へ移動位置決め自在なワーク移動位置決め装置とを備えたパンチ・レーザ複合加工機によるワークの加工方法であって、前記レーザ加工ヘッドにおける下端部が上昇するように回動した状態においてワークのパンチング加工を行い、前記レーザ加工ヘッドを元の状態に戻してワークのレーザ加工を行うことを特徴とするものである。

また、前記パンチ・レーザ複合加工機によるワークの加工方法において、前記レーザ加工ヘッドの回動は、Ｙ軸方向の軸心回りに行う。

また、板状のワークにパンチング加工を行うパンチ、ダイと、前記ワークにレーザ加工を行うレーザ加工ヘッドと、前記パンチ、ダイ及び前記レーザ加工ヘッドに対してワークをＸ，Ｙ軸方向へ移動位置決め自在なワーク移動位置決め装置とを備えたパンチ・レーザ複合加工機であって、前記レーザ加工ヘッドは、当該レーザ加工ヘッドの下端部が上昇するように回動可能に備えられていることを特徴とするものである。

また、前記パンチ・レーザ複合加工機において、前記パンチ、ダイによるパンチング加工位置と、前記レーザ加工ヘッドによるレーザ加工位置は、Ｙ軸方向に離隔してある。

また、前記パンチ・レーザ複合加工機において、前記レーザ加工ヘッドは、パンチ・レーザ複合加工機における上部フレームの下側に備えられている。

また、板状のワークにパンチング加工を行うパンチ、ダイと、前記ワークにレーザ加工を行うレーザ加工ヘッドと、前記パンチ、ダイ及び前記レーザ加工ヘッドに対してワークをＸ，Ｙ軸方向へ移動位置決め自在なワーク移動位置決め装置とを備えたパンチ・レーザ複合加工機であって、前記パンチを打圧自在なストライカを上下動自在に備えた上部フレームの下部に、前記レーザ加工ヘッドをＹ軸方向に移動自在、かつ前記レーザ加工ヘッドの下端部が上昇するように、前記レーザ加工ヘッドをＹ軸方向の軸心回りに回動自在に備えていることを特徴とするものである。

また、前記パンチ・レーザ複合加工機において、前記ワークにパンチング加工を行うパンチング加工位置と、レーザ加工ヘッドによるレーザ加工位置は、Ｙ軸方向に整列して備えられている。

本発明によれば、ワークのパンチング加工時にレーザ加工ヘッドが邪魔になるようなことがなく、パンチング加工からレーザ加工へ、又はレーザ加工からパンチング加工へ迅速に移行できる。また、パンチ・レーザ複合加工機のＸ軸方向の幅寸法を小さくすることができる。

本発明の実施形態に係るパンチ・レーザ複合加工機の構成を示す正面説明図である。レーザ加工ヘッドが垂直な状態に位置決めされている状態を示す作用説明図である。レーザ加工ヘッドがＹ軸方向の軸心回りに回動して上昇した状態にあることを示す作用説明図である。レーザ加工ヘッドをＹ軸方向の軸心回りに回動する構成を示した作用説明図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態に係るパンチ・レーザ複合加工機について説明するに、パンチ・レーザ複合加工機における全体的構成はよく知られた構成である。したがって、全体的構成については概略的に説明する。

図１に示すように、パンチ・レーザ複合加工機１は、下部フレーム３Ｌと上部フレーム３Ｕとをサイドフレーム３Ｓによって一体的に連結した門型のフレーム５を備えている。前記上部フレーム３Ｕと下部フレーム３Ｌとの間の中空部７のＹ軸方向の一側には、上部タレット９Ｕと下部タレット９Ｌとが上下に対向して水平に回転自在に備えられている。また、前記中空部７には、ワークテーブル１１に支持された板状のワークＷをＸ，Ｙ軸方向へ移動位置決め自在なワーク移動位置決め装置１３が備えられている。

前記ワーク移動位置決め装置１３は、よく知られているように、Ｘ軸方向（図１において紙面に垂直な方向）に長いキャリッジベース１５を備えている。このキャリッジベース１５は、前記下部フレーム３Ｌに備えたＹ軸方向のガイドレール１７に移動自在に案内支持されている。このキャリッジベース１５は、Ｙ軸サーボモータ（図示省略）によってＹ軸方向に移動位置決めされるものである。そして、前記キャリッジベース１５には、キャリッジ１９がＸ軸方向へ移動位置決め自在に備えられている。このキャリッジ１９は、前記キャリッジベース１５に備えたＸ軸サーボモータ（図示省略）によってＸ軸方向へ移動位置決めされるものである。そして、前記キャリッジ１９には、ワークＷのＹ軸方向の端縁を把持自在な複数のワーククランプ２１がＸ軸方向に離隔して備えられている。

前記ワーク移動位置決め装置１３によってＸ，Ｙ軸方向へ移動位置決めされたワークＷのパンチング加工を行うために、前記上部タレット９Ｕには複数のパンチＰが備えられている。そして、前記下部タレット９Ｌには、前記各パンチＰと対応した複数のダイ（図示省略）が備えられている。前記上下のタレット９Ｕ，９Ｌを回転して、パンチング加工位置に割出し位置決めされたパンチＰを打圧するために、前記上部フレーム３Ｕには、ストライカ２３が上下動自在に備えられている。

前記ワーク移動位置決め装置１３によってＸ，Ｙ軸方向へ移動位置決めされるワークＷのレーザ加工を行うために、前記上部フレーム３Ｕの下面にはレーザ加工ヘッド２５が備えられている。このレーザ加工ヘッド２５は、平面視したときに、前記パンチング加工位置とＹ軸方向に整列する位置に備えられている。そして、前記レーザ加工ヘッド２５は、Ｙ軸方向へ移動自在に備えられている。

すなわち、前記上部フレーム３Ｕの下面には、Ｙ軸方向のガイド部材２７（図２，３参照）が備えられている。そして、このガイド部材２７にはスライダ２９がＹ軸方向へ移動自在に支承されている。前記スライダ２９は、例えばボールネジ機構、リニアモータなどのごとき適宜の移動位置決め機構（図示省略）によってＹ軸方向へ移動位置決めされるものである。前記スライダ２９に備えたブラケット３１にはＹ軸方向の軸受ハウジング３３が備えられている。この軸受ハウジング３３にはＹ軸方向の回転軸（図示省略）が水平にかつ回転自在に支持されている。

そして、前記回転軸の先端部には、この回転軸と直交した形態の前記レーザ加工ヘッド２５が一体的に備えられている。したがって、前記回転軸を回動することにより、前記レーザ加工ヘッド２５を、レーザ加工を行うための垂直な状態及び前記ワーク移動位置決め装置１３との干渉を回避するために、水平な状態に上昇回動することができるものである。前記回転軸をＹ軸方向の水平な軸心回りに回転するために、前記回転軸にはギア３５が一体的に備えられている。そして、前記ギア３５を回転するために、このギア３５には、前記ブラケット３１に装着したモータ３７（図４参照）によって回転される小歯車３９が噛合してある。

したがって、前記モータ３７によって前記ギア３５を回転することにより、レーザ加工ヘッド２５を、垂直な状態及び上昇した水平な状態に回動することができる。そして、回動されたレーザ加工ヘッド２５を垂直な状態及び水平な状態に保持するために、前記ギア３５の側面には位置決めリング３９が一体的に備えられている。

位置決めリング３９には、前記レーザ加工ヘッド２５を垂直な状態に位置決めするための位置決めブロック４１Ａが備えられていると共に、レーザ加工ヘッド２５を上昇した水平な状態に位置決めするための位置決めブロック４１Ｂが備えられている。

そして、前記ブラケット３１には、ショットピンシリンダ４３が備えられている。このショットピンシリンダ４３にはショットピン４５が往復動自在に備えられており、このショットピン４５の先端部には、前記位置決めブロック４１Ａ，４１Ｂに備えたＶ形状の係合凹部４７に係合自在なＶ形状の係合部４５Ａが備えられている。

したがって、ショットピン４５の位置に位置決めブロック４１Ａが対応するように、ギア３５を回動位置決めすると、図２に示すように、レーザ加工ヘッド２５は垂直な状態に位置決めされる。よって、前記位置決めブロック４１Ａの係合凹部４７にショットピン４５の係合部４５Ａを係合することにより、レーザ加工ヘッド２５は垂直な状態に固定されるものである。

また、図３に示すように、位置決めブロック４１Ｂを、ショットピン４５に対応した位置に位置決めすると、レーザ加工ヘッド２５は、先端部が上昇するように回動されて、水平な状態に位置決めされる。そして、ショットピン４５を位置決めブロック４１Ｂに係合することにより、レーザ加工ヘッド２５は水平な状態に固定されるものである。

既に理解されるように、ワークＷのレーザ加工を行う際は、レーザ加工ヘッド２５を垂直な状態に位置決めするものである。そして、ワークＷのパンチング加工を行う際には、レーザ加工ヘッド２５を水平な状態に上昇回動するものである。したがって、ワークＷのパンチング加工時に、ワーク移動位置決め装置１３がレーザ加工ヘッド２５に近接した場合であっても、レーザ加工ヘッド２５とワーク移動位置決め装置１３とが干渉するようなことはないものである。すなわち、前記ワーク移動位置決め装置１３を、パンチング加工位置に近接することができるものである。

以上のごとき実施形態の説明から理解されるように、レーザ加工ヘッド２５は、下端部が上昇するように回動自在に備えられている。したがって、ワーク移動位置決め装置１３によってワークＷの位置決めを行い、ワークＷのパンチング加工を行うとき、前記レーザ加工ヘッド２５は回動して上方位置に退避した状態にある。よって、レーザ加工ヘッド２５とワーク位置決め装置１３とが干渉するようなことはない。そして、ワーク位置決め装置１３がレーザ加工ヘッド２５から離れると、レーザ加工ヘッド２５を元の状態に直ちに復帰することができる。

したがって、ワークＷのパンチング加工とレーザ加工とを行うとき、レーザ加工ヘッド２５を回動する動作によって容易に切り換えることができ、作業能率向上を図ることができる。

前述のごとく、ワーク位置決め装置１３との干渉を回避するために、レーザ加工ヘッド２５を回動する構成である。ところで、レーザ加工ヘッド２５を垂直に上下動する構成とする場合には、上記フレーム３Ｕとの干渉を回避するための構成が必要である。したがって、レーザ加工ヘッド２５が垂直に上下動する場合に比較して構成の簡素化を図ることができる。また、レーザ加工ヘッド２５が回動する構成であることにより、レーザ加工ヘッド２５に至る光学系を内装した部分の容積変化がなく、光学系部分に対する大気の出入を防止することができる。

また、前記実施形態においては、レーザ加工ヘッド２５を上部フレーム３Ｕの下面に備えた構成であって、レーザ加工位置は、ワークＷのパンチング加工を行うパンチング加工位置とＹ軸方向に整列して備えられている。したがって、パンチ・レーザ複合加工機におけるＸ軸方向の幅寸法を抑制することができるものである。

１パンチ・レーザ複合加工機
１３ワーク移動位置決め装置
２１ワーククランプ
２３ストライカ
２５レーザ加工ヘッド
２９スライダ
３１ブラケット
３５ギア
３７モータ
３９位置決めリング
４１Ａ，４１Ｂ位置決めブロック
４３ショットピンシリンダ
４５ショットピン
４７係合凹部

また、板状のワークにパンチング加工を行うパンチ、ダイと、前記ワークにレーザ加工を行うレーザ加工ヘッドと、前記パンチ、ダイ及び前記レーザ加工ヘッドに対してワークをＸ，Ｙ軸方向へ移動位置決め自在なワーク移動位置決め装置とを備えたパンチ・レーザ複合加工機であって、前記レーザ加工ヘッドは、パンチング加工時に当該レーザ加工ヘッドの下端部が上昇するように回動可能に備えられていることを特徴とするものである。

また、板状のワークにパンチング加工を行うパンチ、ダイと、前記ワークにレーザ加工を行うレーザ加工ヘッドと、前記パンチ、ダイ及び前記レーザ加工ヘッドに対してワークをＸ，Ｙ軸方向へ移動位置決め自在なワーク移動位置決め装置とを備えたパンチ・レーザ複合加工機であって、前記パンチを打圧自在なストライカを上下動自在に備えた上部フレームの下部に、前記レーザ加工ヘッドをＹ軸方向に移動自在、かつパンチング加工時に前記レーザ加工ヘッドの下端部が上昇するように、前記レーザ加工ヘッドをＹ軸方向の軸心回りに回動自在に備えていることを特徴とするものである。

Claims

板状のワークにパンチング加工を行うパンチ、ダイと、前記ワークにレーザ加工を行うレーザ加工ヘッドと、前記パンチ、ダイ及び前記レーザ加工ヘッドに対してワークをＸ，Ｙ軸方向へ移動位置決め自在なワーク移動位置決め装置とを備えたパンチ・レーザ複合加工機によるワークの加工方法であって、前記レーザ加工ヘッドにおける下端部が上昇するように回動した状態においてワークのパンチング加工を行い、前記レーザ加工ヘッドを元の状態に戻してワークのレーザ加工を行うことを特徴とするパンチ・レーザ複合加工機によるワークの加工方法。
請求項１に記載のパンチ・レーザ複合加工機によるワークの加工方法において、前記レーザ加工ヘッドの回動は、Ｙ軸方向の軸心回りに行うことを特徴とするパンチ・レーザ複合加工機によるワークの加工方法。
板状のワークにパンチング加工を行うパンチ、ダイと、前記ワークにレーザ加工を行うレーザ加工ヘッドと、前記パンチ、ダイ及び前記レーザ加工ヘッドに対してワークをＸ，Ｙ軸方向へ移動位置決め自在なワーク移動位置決め装置とを備えたパンチ・レーザ複合加工機であって、前記レーザ加工ヘッドは、当該レーザ加工ヘッドの下端部が上昇するように回動可能に備えられていることを特徴とするパンチ・レーザ複合加工機。
請求項３に記載のパンチ・レーザ複合加工機において、前記パンチ、ダイによるパンチング加工位置と、前記レーザ加工ヘッドによるレーザ加工位置は、Ｙ軸方向に離隔してあることを特徴とするパンチ・レーザ複合加工機。
請求項３又は４に記載のパンチ・レーザ複合加工機において、前記前記レーザ加工ヘッドは、パンチ・レーザ複合加工機における上部フレームの下側に備えられていることを特徴とするパンチ・レーザ複合加工機。
板状のワークにパンチング加工を行うパンチ、ダイと、前記ワークにレーザ加工を行うレーザ加工ヘッドと、前記パンチ、ダイ及び前記レーザ加工ヘッドに対してワークをＸ，Ｙ軸方向へ移動位置決め自在なワーク移動位置決め装置とを備えたパンチ・レーザ複合加工機であって、前記パンチを打圧自在なストライカを上下動自在に備えた上部フレームの下部に、前記レーザ加工ヘッドをＹ軸方向に移動自在、かつ前記レーザ加工ヘッドの下端部が上昇するように、前記レーザ加工ヘッドをＹ軸方向の軸心回りに回動自在に備えていることを特徴とするパンチ・レーザ複合加工機。
請求項６に記載のパンチ・レーザ複合加工機において、前記ワークにパンチング加工を行うパンチング加工位置と、レーザ加工ヘッドによるレーザ加工位置は、Ｙ軸方向に整列して備えられていることを特徴とするパンチ・レーザ複合加工機。