JP3761046B2 - スパッタ飛散防止装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスパッタ飛散防止装置、特にパンチ・レーザ複合機において加工中に発生したスパッタが周辺機器に飛散しないようにしたスパッタ飛散防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、レーザ加工機においては、加工ヘッドからワークへレーザビームを照射すると、該ワークからスパッタが飛散することは、よく知られている。
【０００３】
ところが、このスパッタが加工ヘッドの周辺機器に飛散すると、その周辺機器の機能が低下し、加工効率が低下する等の悪影響を招く。
【０００４】
例えば、加工中のワークを把持するクランプには、該ワークをＸ軸方向とＹ軸方向に移動するためのボールねじが設けられ、このボールねじに上記スパッタが飛散して付着すると、ボールねじの機能が低下する。
【０００５】
即ち、ボールねじの表面には、グリースが塗布されており、粘着性に富んでいる。従って、ワークから飛散したスパッタはボールねじに容易に付着し、ワークを所定の位置まで正確に移動させることができず、位置決め精度の低下等の悪影響をもたらす。
【０００６】
また、このクランプには、ガイドとしてＬＭガイドが設けられ、このＬＭガイドに上記スパッタが飛散した場合にも、同様である。
【０００７】
特に、レーザ加工機が単体機ではなく、例えば、パンチ・レーザ複合機の場合には、単体機としての機器の他に、パンチプレスの金型を取り付けたタレットディスク等の周辺機器が多数設けられているので、スパッタの飛散による悪影響は、一層著しい。
【０００８】
これを解決するため、従来は、加工ヘッドにシールドやカバーを直接に取り付け、上記スパッタの飛散を防止すると共に、ダクトを介してスパッタを上方に導いて集塵させる、いわば上部集塵を行っていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来は、レーザ加工中にワークから飛散するスパッタが周辺機器に悪影響を及ぼさないように、スパッタの飛散を防止すると共に、上部集塵を行っていた。
【００１０】
しかし、スパッタ飛散防止手段であるシールドやカバーは、加工ヘッドに直接取り付けられている。
【００１１】
従って、例えば、加工ヘッド全体が損傷を受け、全部を新たに交換しなければならない場合にも、加工ヘッドを交換するだけでなく、それに取り付けられている上記シールドやカバーも交換しなければならない。
【００１２】
この場合、本来は加工ヘッドだけを交換するだけでよいにもかかわらず、シールドやカバーも交換し、しかも加工ヘッドに取り付けなければならない。
【００１３】
このため、従来は、加工ヘッドに関して互換性がない場合がある。
【００１４】
また、例えば、シールドやカバーだけを交換したい場合でも、簡易に行うことはできず、その加工ヘッドに合ったものを手に入れ、更にそれを加工ヘッドに取り付けなければならない。
【００１５】
この場合、加工ヘッドに取り付けるのが面倒で、しかも時間がかかり、コストの面も無視できず、シールドやカバーに関しても互換性がない場合が多い。
【００１６】
本発明の目的は、スパッタの飛散を防止すると共に、上部集塵を行い、しかも互換性のあるスパッタ飛散防止装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、図１に示すように、
（Ａ）加工ヘッド２を包囲する加工ヘッドカバー１と、
（Ｂ）該加工ヘッドカバー１を、加工ヘッド２に接触させる耐熱性ブラシ６及びワークＷに接触させる耐熱性ブラシ５と、
（Ｃ）該加工ヘッドカバー１に脱着機構４０を介して結合され、該加工ヘッドカバー１を上下動させるエアーシリンダ３と、
（Ｄ）一端部が加工ヘッドカバー１に、他端部が集塵機１０に結合されているダクト８により構成されていることを特徴とするスパッタ飛散防止装置という技術的手段を講じている。
【００１８】
従って、この発明の構成によれば、上記加工ヘッドカバー１とダクト８を降下させ、該加工ヘッドカバー１により加工ヘッド２を被覆することにより、ワークＷから発生するスパッタの飛散は防止され、またスパッタをダクト８を介して上部集塵でき、更に、加工ヘッド２と加工ヘッドカバー１は、それぞれ独立して設けられているので、互換性もある。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、実施の形態により添付図面を参照して、説明する。
図１は本発明の実施の形態を示す図である。
【００２０】
図１は、本発明に係るスパッタ飛散防止装置をパンチ・レーザ複合機に適用した場合を示している。
【００２１】
パンチ・レーザ複合機は、図示する例ではパンチ部とレーザ部が独立しており、加工テーブル１７上に戴置されたワークＷに対して、パンチ加工、又はレーザ加工を施す。
【００２２】
パンチ部は、対向して配置された上部タレット１１と下部タレット１２、及び上部タレット１１の上方に配置されたラムシリンダ１３を有している。
【００２３】
上部タレット１１と下部タレット１２の外周には、図示するように、それぞれ対応したパンチＰ１、Ｐ２・・・とダイＤ１、Ｄ２・・・が環状に配置されてい。
【００２４】
従って、上部タレット１１と下部タレット１２を同期回転させることにより、所定の金型、例えばパンチＰ１とダイＤ１を選択し、ラムシリンダ１３を作動させれば、ワークＷにパンチ加工を施すことができる。
【００２５】
また、上記パンチ部に隣接してレーザ部が設置され、該レーザ部は、加工ヘッド２と加工ヘッドカバー１を備えている。
【００２６】
加工ヘッド２は、円筒状であって、Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向に移動可能に取り付けられ、ワークＷにレーザービームを照射することにより所定のレーザ加工を施す。
【００２７】
この加工ヘッド２には、円周方向に、つまみ３０が２個（図１（Ｂ））、調整ねじ３１が４個、ロックピン３２が１個それぞれ取り付けられ、ノズルやレンズ等の交換を容易ならしめている。
【００２８】
加工ヘッドカバー１は、上記つまみ３０等の突起物を含む加工ヘッド２を包囲し、図示するように、全体としてほぼ楕円柱形状を有し、ラムシリンダ１３等により構成されたパンチ部との干渉を避けている。
【００２９】
この加工ヘッドカバー１は、本体１Ａと底部１Ｂから成り、底部１Ｂはフローティング機構３３（図３（Ｃ））を介して本体１Ａに結合され、底部１Ｂには、ワークＷ（図１（Ａ））と接触する耐熱性ブラシ５が取り付けられている。
【００３０】
上記フローティング機構３３を設けたことにより、加工ヘッド２が厚さの異なるワークＷを加工する場合でも、その厚さに追従して耐熱性ブラシ５が揺動できるようにし、加工ヘッドカバー１の追従性を高めている。
【００３１】
また、上記本体１Ａには、加工ヘッド２と接触する耐熱性ブラシ６が取り付けられ、加工ヘッド２と直接に干渉しないようになっている。
【００３２】
更に、加工ヘッドカバー１を構成する本体１Ａの側面には、エアーシリンダ３が、電磁石とリミットスイッチから成る脱着機構４０を介して結合され、該エアーシリンダ３により、加工ヘッドカバー１は、Ｚ軸方向、即ち上下方向に移動できるようになっている。
【００３３】
即ち、本体１Ａの側面の下部には、図１（Ａ）に示すように、取付部材４Ｂが固定され、該取付部材４Ｂには、例えば電磁石（図示省略）等の簡易脱着装置が取り付けられている。
【００３４】
一方、エアーシリンダ３のピストンロッド４の先端には、取付部材４Ａが固定され、該取付部材４Ａにも、例えば電磁石（図示省略）等の簡易脱着装置が取り付けられている。
【００３５】
従って、上記２つの電磁石に電流が供給されている限り、電磁石間に働く吸引力により、加工ヘッドカバー１とエアーシリンダ３は結合され、加工ヘッドカバー１は上下動できるようになっている。
【００３６】
しかし、上方に反ったワークＷや、立体的なワークＷが加工ヘッドカバー１に衝突した場合には、上記電磁石に内蔵されたリミットスイッチ（図示省略）がそれを検知することにより、電磁石に供給されている電流が遮断され、吸引力が働かなくなるので、加工ヘッドカバー１だけがエアーシリンダ３から離れて、脱落する。また、装置全体の動作が停止する。
【００３７】
これにより、エアーシリンダ３の損傷が阻止される。
【００３８】
即ち、上記脱着機構４０は、加工ヘッドカバー１とエアーシリンダ３の組立体に、上記ワークＷ等が衝突した場合に、加工ヘッドカバー１だけを脱落させることにより、構造的に弱いエアーシリンダ３を保護している。
【００３９】
使用を再開する場合には、再度電磁石に電流を供給すれば吸引力が働き、上記脱着機構４０を介して加工ヘッドカバー１とエアーシリンダ３は結合する。
【００４０】
また、加工ヘッドカバー１の円弧状の後部には、排出口１８が設けられ、該排出口１８には、ダクト８の一端部が結合されていると共に、該ダクト８の他端部は、集塵機１０（図１（Ａ））に結合されている。
【００４１】
この構成により、レーザ加工中にワークＷから発生したスパッタ９を、上記ダクト８を介して集塵機１０に集塵させることができる。
【００４２】
上記ダクト８は、蛇腹構造を有し、ゴム等柔軟な材料により形成されていて伸縮自在であり、既述したように、エアーシリンダ３により加工ヘッドカバー１が上下動すると、それに同期してダクト８も上下動するようになっている。
【００４３】
一方、加工テーブル１７の上方には、キャリッジベース１４が配置され、該キャリッジベース１４には、キャリッジ１５を介してクランプ１６が取り付けられている。
【００４４】
このキャリッジベース１４は、よく知られているように、ボールねじ２０を介して、該パンチ・レーザ複合機のフレームに内蔵したＸ軸モータに結合され、キャリッジ１５は、ボールねじ２１を介して、キャリッジベース１４に内蔵したＹ軸モータに結合されている。
【００４５】
この構成により、ワークＷを把持したクランプ１６を、Ｘ軸モータを駆動することにより、キャリッジベース１４と共にＸ軸方向に移動させ、またＹ軸モータを駆動することにより、ＬＭガイド２２に沿ってＹ軸方向に移動させることにより、ワークＷをレーザ加工位置やパンチ加工位置に位置決めするようになっている。
【００４６】
以下、上記構成を有する本発明の動作を、図２に基づいて、説明する。
先ず、ステップ１０１において、図１のパンチ・レーザ複合機をレーザモードにし、ワークＷを把持した上記クランプ１６をＸ軸方向とＹ軸方向に移動させることにより、ワークＷをレーザ加工位置に位置決めし、次にステップ１０２において、加工ヘッド２を降下させ、ステップ１０３において、加工ヘッドカバー１を降下させる。
【００４７】
即ち、既述したように、エアーシリンダ３を作動させると、加工ヘッドカバー１は、耐熱性ブラシ６を加工ヘッド２に接触させた状態で、降下する。また、このとき同時に、ダクト８も加工ヘッドカバー１と共に降下する。
【００４８】
この場合、加工ヘッドカバー１は、図１（Ａ）に示すように、加工ヘッド２を覆っており、耐熱性ブラシ５はワークＷに接触し、耐熱性ブラシ６は加工ヘッド２に接触しているので、加工ヘッドカバー１と加工ヘッド２との間には、ワークＷから発生するスパッタ９に対しては、密閉空間が形成されている。
【００４９】
次いで、ステップ１０４において、集塵機１０を起動させ、ステップ１０５において、レーザ部を起動させる。
【００５０】
これにより、ステップ１０６において、加工ヘッド２によりワークＷに対してレーザ加工が施されると共に、該ワークＷからのスパッタ９は、加工ヘッドカバー１があるために、ボールねじ２０等の周辺機器へは飛散せず、ダクト８を通って上方へ導かれ、集塵機１０により上部集塵が行われる（図１（Ａ））。
【００５１】
また、この間、厚さが異なるワークＷに対しても、フローティング機構３３によって、耐熱性ブラシ５が揺動してワークＷに追従し、レーザ加工が円滑に行われれ、更に、上方に反ったワークＷ等が加工ヘッドカバー１に衝突しても、脱着機構４０により、加工ヘッドカバー１だけがエアーシリンダ３から離れて脱着するので、エアーシリンダ３が保護される。
【００５２】
ステップ１０７において、レーザ加工は終了か否かの判断が行われ、終了せず続行する場合には（ＮＯ）、上記ステップ１０６の動作を繰り返し、終了する場合には（ＹＥＳ）、ステップ１０８において、レーザ部と集塵機１０の動作を停止させる。
【００５３】
次いで、ステップ１０９において、加工ヘッドカバー１を上昇させる。
【００５４】
即ち、再度エアーシリンダ３を作動させると、それに脱着機構４０を介して結合している加工ヘッドカバー１は、上昇する。また、加工ヘッドカバー１と同期してダクト８も上昇する。
【００５５】
最後に、ステップ１１０において、加工ヘッド２を上昇させ、図１のパンチ・レーザ複合機をパンチモードに切り替えることにより、全ての動作を終了する。
【００５６】
尚、上下動するエアーシリンダ３と加工ヘッドカバー１と加工ヘッド２のストロークについては、エアーシリンダ３がほぼ２２０ｍｍ、加工ヘッドカバー１がほぼ２１０ｍｍ、加工ヘッド２がほぼ３００ｍｍである。
【００５７】
このようにして本発明に係るスパッタ飛散防止装置は、レーザ加工中において、スパッタの飛散を防止すると共に、上部集塵を行い、しかも加工ヘッド２と加工ヘッドカバー１とは独立して設けられているので、それぞれの互換性もある。
【００５８】
また、上記の実施形態においては、パンチ・レーザ複合機に適用される場合を説明したが、本発明はこれに限定されず、レーザ加工機の単体機等にも適用され、上記と同様の効果を奏することは勿論である。
【００５９】
【発明の効果】
上記のとおり、本発明によれば、スパッタ飛散防止装置を、加工ヘッドを包囲しそれに接触しながら上下動可能に取り付けられた加工ヘッドカバーと、該加工ヘッドカバーと集塵機にそれぞれ結合され、加工ヘッドカバーと同期して上下動可能に取り付けられているダクトにより構成したことにより、スパッタの飛散を防止すると共に、上部集塵を行い、しかも互換性のあるスパッタ飛散防止装置を提供するという効果がある。
【００６０】
また、加工ヘッドカバーと、その上下動手段であるエアーシリンダとを、脱着機構を介して結合させたことにより、加工ヘッドカバーが障害物に衝突した場合でも、エアーシリンダから離れて脱落するので、エアーシリンダが保護され、上下動可能な加工ヘッドカバー全体の耐久性が向上するという効果もある。
【００６１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す図である。
【図２】本発明の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１ 加工ヘッドカバー
２ 加工ヘッド
３ エアーシリンダ
４ ピストンロッド
５、６ 耐熱性ブラシ
８ ダクト
９ スパッタ
１０ 集塵機
１１ 上部タレット
１２ 下部タレット
１３ ラムシリンダ

Claims (3)

1. 加工ヘッドを包囲する加工ヘッドカバーと、
   該加工ヘッドカバーを、加工ヘッドに接触させる耐熱性ブラシ及びワークに接触させる耐熱性ブラシと、
   該加工ヘッドカバーに脱着機構を介して結合され、該加工ヘッドカバーを上下動させるエアーシリンダと、
   一端部が加工ヘッドカバーに、他端部が集塵機に結合されているダクトにより構成されていることを特徴とするスパッタ飛散防止装置。
2. 上記耐熱性ブラシが、加工ヘッドカバーの本体及び底部にそれぞれ取り付けられ、該底部はフローティング機構を介して本体に結合されている請求項１記載のスパッタ飛散防止装置。
3. 上記脱着機構が、電磁石とリミットスイッチから構成されている請求項１記載のスパッタ飛散防止装置。

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