CN108472776B - 复合加工装置和复合加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供复合加工装置和复合加工方法。复合加工装置包括：增材制造部，在加工区域对工件照射能量而进行增材制造；切削加工部，在所述加工区域对所述工件进行切削加工；罩部，覆盖所述加工区域；以及遮光滤光器，配置于所述罩部的至少一个面，并根据从所述加工区域接收的光来改变遮光程度。

Description

复合加工装置和复合加工方法
技术领域
本发明涉及复合加工装置和复合加工方法。
背景技术
目前，已知有如下的复合加工技术：对金属制的工件进行基于焊接等的三维层叠造形(以下称为“增材制造”)，并对由该增材制造形成的造形物进行基于切削加工等的精加工。
在此，利用电弧放电或激光来焊接工件的加工装置为了在焊接时保护操作者不受照射部发出的光的影响而具有覆盖周围的遮光壁面。进而，已知的一种加工装置在遮光壁面的一部分设置用于搬入和搬出工件的工件出入口，该出入口可以由遮蔽壁堵塞(例如参照专利文献1)。
专利文献1：日本专利公开公报特开2008-43973号
当将专利文献1中记载的遮蔽壁直接应用于在同一加工区域内进行切削加工和利用电弧放电等的加工这样的两种加工的复合加工装置时，由于遮蔽壁而导致操作者无法在切削加工时目视确认加工区域的状况。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种保护操作者不受增材制造时的光的影响，且在切削加工时能够容易地目视确认加工区域的复合加工装置和复合加工方法。
为了实现上述目的，本发明的复合加工装置包括：增材制造部，在加工区域对工件照射能量而进行增材制造；切削加工部，在所述加工区域对所述工件进行切削加工；罩部，覆盖所述加工区域；以及遮光滤光器，配置于所述罩部的至少一个面，并根据从所述加工区域接收的光来改变遮光程度，所述遮光滤光器在不接收由所述增材制造所产生的光的明状态和接收由所述增材制造所产生的光的暗状态下改变所述遮光程度，所述暗状态的遮光程度比所述明状态的遮光程度更高，在所述罩部的至少一个面排列配置多个所述遮光滤光器，多个所述遮光滤光器分别包括接收所述加工区域侧的光的受光元件，多个所述遮光滤光器中的一部分位于由所述增材制造所产生的光到达的区域，多个所述遮光滤光器中的另一部分位于由所述增材制造所产生的光到达的区域外，处于明状态的所述遮光滤光器和处于暗状态的所述遮光滤光器伴随由所述增材制造所产生的光到达的区域发生变化而相互转换。
本发明的复合加工方法是复合加工装置的复合加工方法，所述复合加工装置包括：增材制造部，在加工区域对工件照射能量而进行增材制造；切削加工部，在所述加工区域对所述工件进行切削加工；罩部，覆盖所述加工区域；遮光滤光器，根据从所述加工区域接收的光来改变遮光程度；以及保护板，将所述遮光滤光器与所述加工区域隔离，所述罩部包括：能够独立开闭地配置于所述罩部的至少一个面的第一门部和第二门部；检测所述第一门部的开闭的第一传感器；以及检测所述第二门部的开闭的第二传感器，所述第一门部在局部配置所述遮光滤光器，所述第二门部在局部配置所述保护板，其中，在检测到所述第一门部关闭的状态和所述第二门部关闭的状态的期间，能够对所述工件进行所述增材制造，在检测到所述第一门部未关闭的状态的期间，不能对所述工件进行所述增材制造。
本发明的复合加工装置和复合加工方法通过具有以上的结构和方法，能够保护操作者不受增材制造时的光的影响，且在切削加工时能够容易地目视确认加工区域。
附图说明
图1是本发明第一实施方式的复合加工装置的立体图，并且表示复合加工装置整体的外观。
图2是本发明第一实施方式的复合加工装置的立体图，并且表示除掉罩的内部的概要。
图3A是表示本发明第一实施方式的复合加工装置的结构的立体断面图，并且表示进行切削加工的状态。
图3B是表示本发明第一实施方式的复合加工装置的结构的断面图，并且表示进行切削加工的状态。
图3C是表示本发明第一实施方式的复合加工装置的结构的立体断面图，并且表示进行增材制造的状态。
图3D是表示本发明第一实施方式的复合加工装置的结构的断面图，并且表示进行增材制造的状态。
图4是表示本发明第一实施方式的遮光滤光器的概要图。
图5A是表示本发明第一实施方式的正面罩的概要图。
图5B是本发明第一实施方式的正面罩的概要图，并且表示从箭头 VP1方向观察图5A的A-A断面的断面图。
图5C是本发明第一实施方式的正面罩的概要图，并且表示图5B中的正面罩的遮光滤光器下部周边的放大图。
图6A是本发明第二实施方式的复合加工装置的立体图，并且表示复合加工装置整体的外观。
图6B是本发明第二实施方式的复合加工装置的立体图，并且是表示进行增材制造的状态的断面图。
图7A是本发明第三实施方式的复合加工装置的立体图，并且表示复合加工装置整体的外观。
图7B是本发明第三实施方式的复合加工装置的立体断面图，并且表示进行增材制造的状态。
图8是表示本发明第三实施方式的遮光滤光器的概要图。
图9A是表示本发明第三实施方式的门部的概要图。
图9B是本发明第三实施方式的门部的概要图，并且表示从箭头VP1 方向观察图9A的A-A断面的断面图。
图10是本发明第三实施方式的复合加工装置的立体图，并且是表示增材制造时的遮光滤光器的变化状态的断面图。
图11是本发明第四实施方式的复合加工装置的立体图，并且表示复合加工装置整体的外观。
图12A是表示本发明第五实施方式的复合加工装置一例的立体图，并且表示第一门部和第二门部关闭的状态。
图12B是表示本发明第五实施方式的复合加工装置一例的主视图，并且表示第一门部和第二门部关闭的状态。
图12C是表示本发明第五实施方式的复合加工装置一例的立体图，并且表示第一门部打开、第二门部关闭的状态。
图12D是表示本发明第五实施方式的复合加工装置一例的主视图，并且表示第一门部打开、第二门部关闭的状态。
图13是表示本发明第五实施方式的第一门部和第二门部的结构的断面图。
图14A是表示本发明第五实施方式的复合加工装置的其他示例的立体图，并且表示第一门部和第二门部关闭的状态。
图14B是表示本发明第五实施方式的复合加工装置的其他示例的主视图，并且表示第一门部和第二门部关闭的状态。
图14C是表示本发明第五实施方式的复合加工装置的其他示例的立体图，并且表示第一门部打开、第二门部关闭的状态。
图14D是表示本发明第五实施方式的复合加工装置的其他示例的主视图，并且表示第一门部打开、第二门部关闭的状态。
图15是本发明第五实施方式的复合加工装置的复合加工方法的流程图。
附图标记说明
10、110、210、310、410、510 复合加工装置
12 增材制造部
14 切削加工部
16 焊炬
18 加工刀具
30、130、230、330、430、530 罩部
40、140、240、340 门部
50、150、250、350、352、450 遮光滤光器
70、170、270、370、470 窗玻璃
90 操作盘
W 工件
具体实施方式
＜第一实施方式＞
利用图1～图5来说明本发明第一实施方式的复合加工装置10。
图1是第一实施方式的复合加工装置10的外观图，图2是表示复合加工装置10除掉罩的内部的概要图。如图1和图2所示，本发明第一实施方式的复合加工装置10包括：增材制造部12，在加工区域对工件W 照射能量而进行增材制造；切削加工部14，在加工区域对工件W进行切削加工；罩部30，覆盖加工区域；以及后述的遮光滤光器50，配置于罩部30的正面。在此，加工区域表示利用复合加工装置10对工件W进行增材制造或切削加工的区域。
罩部30包括：门部40；配置于复合加工装置10的正面的正面罩32；配置于复合加工装置10的正面一部分、侧面和后面的侧面罩34；以及覆盖加工区域的上面的上面罩36。门部40在复合加工装置10的正面设置成能够开闭，在门部40打开的状态下，操作者例如相对于切削加工部14 进行加工刀具18的安装和拆卸，或相对于加工区域进行工件W的搬入和搬出。
此外，在门部40关闭的状态下，操作者通过遮光滤光器50目视确认包括加工区域在内的复合加工装置10的内部。在遮光滤光器50的附近配置有操作盘90，操作者通过操作盘90来操作复合加工装置10或生成加工程序。操作盘90包括：控制机构，控制复合加工装置10的动作；输入机构，用于由操作者输入该控制机构执行的加工控制的加工条件等；以及显示机构，对操作者显示加工条件或各种传感器的检测结果等。
复合加工装置10包括：基座20；被支承成相对于基座20在左右方向移动自如的床鞍22；被支承成相对于床鞍22在前后方向移动自如的立柱24；被支承成相对于立柱24在上下方向移动自如的切削加工部14；以及固定于切削加工部14的增材制造部12。即，切削加工部14和增材制造部12被支承成相对于基座20在三个方向移动自如。切削加工部14 作为保持加工刀具18的刀具保持机构以及使保持的加工刀具18旋转的刀具旋转机构发挥功能。增材制造部12作为利用焊炬16对工件W进行增材制造时供给附加材料的附加材料供给机构以及供给能量线的能量线供给机构发挥功能。此外，也可以包括对保持于切削加工部14的加工刀具18进行自动更换的自动刀具更换机构(未图示)。
复合加工装置10包括载置台26，载置台26被支承成相对于基座20 以前后方向的水平的轴和与该轴垂直的轴为中心旋转自如。通过将夹具 28固定于载置台26，从而保持于夹具28的工件W被保持成相对于基座 20在两个方向旋转自如。
图3是本发明第一实施方式的复合加工装置10的断面图。图3A和图3B表示切削加工部14进行切削加工的状态，图3C和图3D表示增材制造部12进行增材制造的状态。
第一实施方式的复合加工装置10中，在门部40关闭的状态下，对工件W进行增材制造或切削加工的加工区域由配置有遮光滤光器50的正面罩32、侧面罩34、上面罩36和门部40覆盖，防止加工区域中产生的强光泄漏到复合加工装置10的外部。
在此，“增材制造”是指从增材制造部对工件供给金属丝或金属粉末等附加材料，并且通过使电弧放电或等离子体等的能量线集中而控制热发生位置，使附加材料选择性地熔融结合于工件的技术。此外“切削加工”的代表示例包括：将工件安装于夹具并在固定或者角度分度的状态下，使安装于切削加工部的铣削用刀具旋转并与工件接触而进行加工的铣削加工；以及将工件安装于夹具且使其旋转，并且使安装于切削加工部的车削用刀具与工件接触而进行加工的车削加工等。
图4是第一实施方式的遮光滤光器50的概要图。遮光滤光器50包括液晶板60和多个受光元件62a～62h，并配置成接收加工区域侧的光。根据由液晶板60的周围配置的受光元件62a～62h感知到的光，切换液晶板60的遮光程度并保持。利用来自外部的控制信号来控制遮光程度的切换和保持。此外，从外部电源或电池等电流供给部(未图示)向遮光滤光器50供给电流。
遮光滤光器50的规格如下。表示遮光滤光器50的遮光程度的物理量有所谓的遮光度。未进行增材制造的“明状态”(即未检测到电弧放电等产生的强光时)的遮光度的编号为#3，进行增材制造的“暗状态” (即检测到电弧放电等产生的强光时)的遮光度的编号为#11。
在此，ISO4850中，在遮光滤光器的遮光度编号为#3的情况下，视感(可见光)透射率为标准13.9％，在遮光度编号为#11的情况下，视感(可见光)透射率为标准0.0042％。在增材制造部12输出能量线的能力不同的情况下，配置明状态和暗状态下的遮光度编号不同于#3和#11 的遮光滤光器。此外，也可以根据从加工区域接收的光的强度进行控制，以便将遮光滤光器的遮光度以三级以上的方式阶段性地变更。
图3A和图3B表示进行切削加工的状态的复合加工装置10。在切削加工部14对保持于载置台26的工件W进行切削加工的状态下，遮光滤光器50变为明状态。在明状态下，操作者能够从遮光滤光器50的外侧目视确认复合加工装置10内的加工区域整体。另外，此时的遮光度的编号为#3，视感(可见光)透射率为13.9％左右，虽然复合加工装置10 内看起来稍暗，但仍是能够目视确认复合加工装置10的加工区域整体的程度。此外，通过在复合加工装置10的内部设置照明(未图示)，能够改善目视确认性。
图3C和图3D表示进行增材制造的状态的复合加工装置10。在增材制造部12对保持于载置台26的工件W进行增材制造、且该增材制造利用了基于电弧放电的焊接的状态下，遮光滤光器50的遮光程度发生变化而变为暗状态，从而保护操作者不受强光影响。在暗状态下，操作者能够从复合加工装置10的外侧通过遮光滤光器50，在遮光的状态下目视确认进行增材制造的部分。由此，能够一边观察加工状态，一边改变增材制造的条件或早期发现焊接不良等。此外，除了进行增材制造的部分以外的加工区域几乎无法目视确认。
图5是第一实施方式的正面罩32的概要图。图5A是正面罩32的主视图。图5B是从箭头VP1方向观察图5A中的A-A断面的断面图。图5C是图5B中的正面罩32的遮光滤光器50下部周边的放大图。也可以是复合加工装置10具有窗玻璃70，正面罩32将遮光滤光器50与窗玻璃70重叠配置。正面罩32配置有窗玻璃70、设置于复合加工装置10 外侧(即操作者观察的一侧)的遮光滤光器50、对遮光滤光器50进行定位的板金78、遮光滤光器用衬垫72、窗玻璃用衬垫74、以及从复合加工装置10的内侧按压窗玻璃70的玻璃按压件76。如此，配置于第一实施方式的正面罩32上的窗玻璃70相对于遮光滤光器50配置在复合加工装置10的内侧(即加工区域侧)。而且，玻璃按压件76能够由不透光的板金制成，通过从复合加工装置10的内侧按压窗玻璃70的外周部分，来固定窗玻璃70和遮光滤光器50。
第一实施方式的复合加工装置10中，只要能够在罩部30的至少一个面(例如正面)配置遮光滤光器50即可。罩部30只要构成为使操作者能够通过遮光滤光器50从复合加工装置10的外侧目视确认加工区域即可。此外，也可以构成为在遮光滤光器50的加工区域侧具有将遮光滤光器50与加工区域隔离的窗玻璃70，操作者能够通过遮光滤光器50和窗玻璃70从复合加工装置10的外侧目视确认加工区域。在此，遮光滤光器50在明状态下的遮光程度可以与窗玻璃70的遮光程度相同或比窗玻璃70的遮光程度更高。此外，在遮光滤光器50与加工区域之间的距离近的情况下，优选切削型机床中通常使用的、将硬质的强化玻璃等用树脂膜等粘接而一体化的叠层玻璃。该叠层玻璃对于切削加工时飞散的切屑或冷却液等的耐冲击性优良，并且作为在玻璃等破损的情况下防止玻璃等的破片飞散而保护遮光滤光器50的保护板发挥功能。如上所述，窗玻璃70只要具有作为将遮光滤光器50与加工区域隔离保护的保护板的功能、以及能够从复合加工装置10的外部目视确认加工区域的功能，则并不限定于叠层玻璃，也可以是通常使用的玻璃板或树脂板等。如此，利用窗玻璃70、玻璃按压件76和窗玻璃用衬垫74的构造，防止切屑或冷却液等向遮光滤光器50飞散。
(作用效果)
按照第一实施方式的复合加工装置10，由于根据遮光滤光器50从加工区域接收的光来改变遮光程度，所以在增材制造部12或切削加工部 14的快速进给移动时或工件W的切削加工时之类的未发出电弧光等强光的情况下，能够容易地目视确认包含加工区域在内的复合加工装置10 的内部整体的状况。另一方面，在进行增材制造的情况下，遮光滤光器 50的遮光程度变为暗状态，能够一边目视确认利用基于电弧光等的焊接对工件W进行增材制造的状态，一边改变加工条件或早期发现焊接不良等。也就是说，能够保护操作者不受增材制造时的光的影响，并且在切削加工时能够容易地目视确认加工区域。
进而，由于窗玻璃70使用叠层玻璃，所以能够防止切屑或冷却液之类的来自加工区域的飞散物通过遮光滤光器50泄漏到加工区域外部，并确保在增材制造时和切削加工时目视确认加工区域的部位。
此外，在操作者佩戴装入有遮光滤光器50的头盔或护目镜的情况下，在未产生强光的切削加工时目视确认加工区域、观察操作盘90的显示机构或在复合加工装置10的外侧工作时，存在需要每次取下头盔或护目镜的繁琐操作。按照第一实施方式的复合加工装置10，由于在罩部30 配置遮光滤光器50，仅在确认发生强光的加工区域时通过遮光滤光器50进行观察，不需要脱带头盔等就能够容易地目视确认加工区域或复合加工装置10的外部。
＜第二实施方式＞
利用图6来说明本发明第二实施方式的复合加工装置110。在第一实施方式中，在固定于复合加工装置10的正面罩32上配置遮光滤光器 50。对此，第二实施方式的不同点在于，在配置成能够开闭的门部140 上各配置一个遮光滤光器150。
另外，增材制造或切削加工所需的机床结构自身与图2所示的第一实施方式中说明的结构相同，故而在此省略说明。
图6是本发明第二实施方式的复合加工装置110的概要图。图6A 是门部140关闭的状态下的复合加工装置110的外观图，图6B是立体断面图。
如图6A和图6B所示，本发明第二实施方式的复合加工装置110包括：增材制造部12，在加工区域对工件W照射能量而进行增材制造；切削加工部14，在加工区域对工件W进行切削加工；以及罩部130，覆盖加工区域。罩部130包括在正面能够开闭的门部140，门部140分别配置一个遮光滤光器150。
罩部130包括：门部140；配置在复合加工装置110的正面一部分、侧面和后面的侧面罩134；以及覆盖加工区域的上面的上面罩136。门部 140在复合加工装置110的正面设置成能够开闭，在门部140打开的状态下，操作者例如进行增材制造部12和切削加工部14的维护、或工件W 的搬入和搬出。
此外，在门部140关闭的状态下，操作者通过配置于门部140的遮光滤光器150来目视确认包括加工区域在内的复合加工装置110的内部。在遮光滤光器150的附近配置有操作盘90，操作者通过操作盘90来操作复合加工装置110或生成加工程序。
第二实施方式的复合加工装置110中，在门部140关闭的状态下对工件W进行增材制造或切削加工的加工区域由侧面罩134、上面罩136 和配置有遮光滤光器150的门部140覆盖，防止加工区域中产生的强光泄漏到复合加工装置110的外部。
本实施例的遮光滤光器150的规格可以与第一实施方式的遮光滤光器50相同。
此外，复合加工装置110的门部140也可以将遮光滤光器150与窗玻璃170(未图示)重叠配置。配置于门部140的遮光滤光器150和窗玻璃170的结构与图5B的A-A断面图所示的第一实施方式中说明的正面罩32所配置的遮光滤光器50和窗玻璃70的结构相同，故而在此省略说明。
第二实施方式的复合加工装置110中，只要在罩部130的至少一个面(例如正面)具有能够开闭的门部140即可。门部140只要构成为配置遮光滤光器150，并且操作者能够通过配置的遮光滤光器150从复合加工装置110的外侧目视确认加工区域即可。门部140既可以是双开也可以是单开。此外，也可以构成为在遮光滤光器150的加工区域侧具有将遮光滤光器150与加工区域隔离的窗玻璃170，并且操作者能够通过遮光滤光器150和窗玻璃170从复合加工装置110的外侧目视确认加工区域。在此，遮光滤光器150在明状态下的遮光程度可以与窗玻璃170的遮光程度相同或比窗玻璃170的遮光程度更高。此外，在遮光滤光器150与加工区域之间的距离近的情况下，优选将硬质的强化玻璃等用树脂膜等粘接而一体化的叠层玻璃。该叠层玻璃作为保护遮光滤光器150的保护板发挥功能。如上所述，窗玻璃170只要具有作为将遮光滤光器150与加工区域隔离保护的保护板的功能、以及能够从装置的外部目视确认加工区域的功能，则并不限定于叠层玻璃，也可以是通常使用的玻璃板或树脂板等。
如图6A所示，在复合加工装置110的内部未进行增材制造的状态下，遮光滤光器150未从加工区域接收强光而变为明状态。另一方面，如图6B所示，在复合加工装置110内部的加工区域中，增材制造部12 对工件W利用基于电弧放电的焊接来进行增材制造的状态下，遮光滤光器150从加工区域接收强光而变为暗状态。
(作用效果)
按照第二实施方式的复合加工装置110，由于在门部140设置遮光滤光器150，所以在加工中能够通过配置于门部140的遮光滤光器150 来确认包括加工区域在内的复合加工装置110的内部，并且通过在加工后打开门部140，能够与在加工中确认时相同的视线来确认工件W等。
＜第三实施方式＞
利用图7～图9来说明本发明第三实施方式的复合加工装置210。在第二实施方式中，在双开的门部140上各配置一个遮光滤光器150。对此，第三实施方式的不同点在于，在双开的门部240上分别配置多个遮光滤光器250。
另外，增材制造或切削加工所需的机床结构自身与图2所示的第一实施方式中说明的结构相同，故而在此省略说明。
图7是本发明第三实施方式的复合加工装置210的概要图。图7A 是门部240关闭的状态下的复合加工装置210的外观图，图7B是立体断面图。
如图7A和图7B所示，本发明第三实施方式的复合加工装置210包括：增材制造部12，在加工区域对工件W照射能量而进行增材制造；切削加工部14，在加工区域对工件W进行切削加工；以及罩部230，覆盖加工区域。罩部230包括在正面能够开闭的门部240，门部240在正面排列配置有多个遮光滤光器250。遮光滤光器250包括后述的受光元件262。
罩部230包括：门部240；配置在复合加工装置210的正面一部分、侧面和后面的侧面罩234；以及覆盖加工区域的上面的上面罩236。门部 240在复合加工装置210的正面设置成能够开闭，且在门部240打开的状态下，操作者例如进行增材制造部12和切削加工部14的维护、或工件 W的搬入和搬出。
此外，在门部240关闭的状态下，操作者通过排列配置于门部240 的多个遮光滤光器250来目视确认包括加工区域在内的复合加工装置 210的内部。在遮光滤光器250的附近配置有操作盘90，操作者通过操作盘90来操作复合加工装置210或生成加工程序。
第三实施方式的复合加工装置210中，在门部240关闭的状态下对工件W进行增材制造或切削加工的加工区域由侧面罩234、上面罩236 和排列配置有多个遮光滤光器250的门部240覆盖，防止加工区域中产生的强光泄漏到复合加工装置210的外部。
图8是本发明第三实施方式的遮光滤光器250的概要图。遮光滤光器250包括液晶板260、多个受光元件262a、262b和太阳能电池264，并配置成接收加工区域侧的光。根据在液晶板260的上部呈左右配置的受光元件262a、262b所感知的电弧放电产生的光，切换液晶板260的遮光程度并保持。该切换和保持由埋入到太阳能电池264的背侧的电子基板亦即控制部(未图示)来控制。
太阳能电池264接收由电弧放电等产生的光并发电，将用于遮光程度的切换和保持的电流供给至上述控制部，因此不需要穿通用于电源供给的配线或用于控制的信号线。而且，门部240的构造变得简单，能够控制制造成本，且难以发生故障。此外，遮光滤光器250或后述的窗玻璃270的更换也变得容易。
本实施例的遮光滤光器250的规格可以与第一实施方式的遮光滤光器50相同。
图9是第三实施方式的门部240的概要图。图9A是门部240的主视图，图9B是从箭头VP1方向观察图9A中的A-A断面的断面图。复合加工装置210在门部240的至少一个面(例如正面)排列配置有多个遮光滤光器250a～250o，进而也可以将窗玻璃270与遮光滤光器250a～ 250o重叠配置。门部240配置有：窗玻璃270、设置于复合加工装置210 的外侧(即操作者观察的一侧)的遮光滤光器250a～250o、对遮光滤光器250进行定位的板金278、遮光滤光器用衬垫272、窗玻璃用衬垫274、以及从复合加工装置210的内侧按压窗玻璃270的玻璃按压件276。如此，配置在第三实施方式的门部240上的窗玻璃270相对于遮光滤光器250 配置在复合加工装置210的内侧(即加工区域侧)。而且，玻璃按压件 276由不透光的板金制成，并从复合加工装置210的内侧按压窗玻璃270 的外周部分，从而固定窗玻璃270和遮光滤光器250。
第三实施方式的复合加工装置210只要在罩部230的至少一个面(例如正面)具有能够开闭的门部240即可。门部240既可以是双开也可以是单开。门部240排列配置有多个遮光滤光器250，只要构成为操作者能够通过配置的遮光滤光器250从复合加工装置210的外侧目视确认加工区域即可。此外，也可以构成为在遮光滤光器250的加工区域侧具有将遮光滤光器250与加工区域隔离的窗玻璃270，且操作者能够通过遮光滤光器250和窗玻璃270从复合加工装置210的外侧目视确认加工区域。在此，遮光滤光器250在明状态下的遮光程度可以与窗玻璃270的遮光程度相同或比窗玻璃270的遮光程度更高。此外，在遮光滤光器250与加工区域之间的距离近的情况下，优选将硬质的强化玻璃等用树脂膜等粘接而一体化的叠层玻璃。该叠层玻璃作为保护遮光滤光器250的保护板发挥功能。如上所述，窗玻璃270只要具有作为将遮光滤光器250与加工区域隔离保护的保护板的功能、以及能够从复合加工装置210的外部目视确认加工区域的功能，则并不限定于叠层玻璃，也可以是通常使用的玻璃板或树脂板等。
图7B是门部240关闭的状态下的复合加工装置210的立体断面图。复合加工装置210中，使被保持成相对于基座20在两个方向旋转自如的工件W倾斜。而且，复合加工装置210通过使增材制造部12相对于基座20在三个方向直线移动，从而能够使安装于增材制造部12的焊炬16 接近倾斜的工件W而进行增材制造。
图10是表示多个遮光滤光器250的变化的图。表示了在对上述的倾斜的工件W进行增材制造的情况下，遮光滤光器250的变化。双点划线包围的区域256是电弧放电产生的强光从增材制造部12所到达的区域。位于区域256内的部分遮光滤光器250变为暗状态，但位于区域256外的部分遮光滤光器250保持明状态。
(作用效果)
如此，根据第三实施方式，根据位于电弧放电产生的强光到达的区域内的遮光滤光器250的受光元件262所感知到的光，能够将液晶板260 的遮光程度切换为高状态并保持。
此外，由于仅发出强光的部分被遮光，因此工件W的其他部分(即，即便目视确认也无问题的部分)的遮光程度保持较低，能够目视确认复合加工装置210的内部。例如，能够确认工件W的增材制造完成的部分以及接下来进行上述增材制造或切削加工的部分，来改变加工条件或者早期发现焊接不良。
另外，即便不使工件W倾斜的情况下，例如在下述情况下也可以适用本实施例，即，在对圆筒形状的工件W的内径部进行增材制造等情况下，由于工件W的形状而导致发出强光的区域变化。
＜第四实施方式＞
利用图11对本发明第四实施方式的复合加工装置310进行说明。在第一实施方式中，在复合加工装置10的正面配置遮光滤光器50。对此，第四实施方式的不同点在于，进而在复合加工装置310的侧面也配置有遮光滤光器352。
另外，增材制造或切削加工所需的机床结构自身与图2所示的第一实施方式中说明的结构相同，故而在此省略说明。
图11是本发明第四实施方式的复合加工装置310的概要图。
如图11所示，本发明第四实施方式的复合加工装置310包括：增材制造部12，在加工区域对工件W照射能量而进行增材制造；切削加工部 14，在加工区域对工件W进行切削加工；罩部330，覆盖加工区域；遮光滤光器350，配置于罩部330的正面；以及遮光滤光器352，配置于罩部330的侧面。
罩部330包括：门部340；配置在复合加工装置310的正面的正面罩332；配置在复合加工装置310的正面一部分、侧面和后面的侧面罩 334；以及覆盖加工区域的上面的上面罩336。门部340在复合加工装置 310的正面设置成能够开闭，在门部340打开的状态下，操作者例如进行增材制造部12和切削加工部14的维护，或工件W的搬入和搬出。
此外，在门部340关闭的状态下，操作者通过配置在罩部330的正面罩332上的遮光滤光器350或配置于侧面罩334的侧面的遮光滤光器 352，目视确认包括加工区域在内的复合加工装置310的内部。在遮光滤光器350的附近配置有操作盘90，操作者通过操作盘90来操作复合加工装置310或生成加工程序。
第四实施方式的复合加工装置310中，在门部340关闭的状态下，对工件W进行增材制造或切削加工的加工区域由配置有遮光滤光器350 的正面罩332、配置有遮光滤光器352的侧面罩334、上面罩336和门部 340覆盖，防止加工区域中产生的强光泄漏到复合加工装置310的外部。
本实施例的遮光滤光器350、352的规格可以与第一实施方式的遮光滤光器50相同。
此外，复合加工装置310的罩部330也可以将遮光滤光器350、352 分别与窗玻璃370(未图示)重叠配置。分别配置于正面罩332、侧面罩 334的遮光滤光器350、352和窗玻璃370的结构与图5B的A-A断面图所示的第一实施方式中说明的正面罩32所配置的遮光滤光器50和窗玻璃70的结构相同，故而在此省略说明。
第四实施方式的复合加工装置310中，只要能够在罩部330的多个面(例如正面和侧面)分别配置遮光滤光器350即可。罩部330只要构成为操作者能够通过遮光滤光器350或352从复合加工装置310的外侧目视确认加工区域即可。此外，也可以构成为在遮光滤光器350的加工区域侧具有将遮光滤光器350与加工区域隔离的窗玻璃370，操作者能够通过遮光滤光器350和窗玻璃370从复合加工装置310的外侧目视确认加工区域。在此，遮光滤光器350在明状态下的遮光程度可以与窗玻璃 370的遮光程度相同或比窗玻璃370的遮光程度更高。此外，在遮光滤光器350与加工区域之间的距离近的情况下，优选将硬质的强化玻璃等用树脂膜等粘接而一体化的叠层玻璃。该叠层玻璃作为保护遮光滤光器350 的保护板发挥功能。如上所述，窗玻璃370只要具有作为将遮光滤光器 350与加工区域隔离保护的保护板的功能和能够从装置的外部目视确认加工区域的功能，则并不限定于叠层玻璃，也可以是通常使用的玻璃板或树脂板等。
(作用效果)
根据第四实施方式的复合加工装置310，在罩部330的正面和侧面设有遮光滤光器350、352，保护操作者不受电弧放电等产生的强光的影响，能够从两个方向观察复合加工装置的内部。在遮光滤光器350中，仅对发出强光的部分进行遮光，因此能够从强光未到达的方向目视确认复合加工装置310的内部。此外，能够确认工件W的增材制造完成的部分以及接下来进行增材制造或切削加工的部分，来检查下一路径的干扰，或进行加工条件的变更，或早期发现加工不良。
＜第五实施方式＞
利用图12～图14，对本发明第五实施方式的复合加工装置410进行说明。第二实施方式中，在门部140配置有遮光滤光器150和窗玻璃170，
第五实施方式的不同点在于，在第一门部440配置有遮光滤光器450，在第二门部442配置有窗玻璃470，并且第一、第二门部能够独立地开闭。
另外，增材制造或切削加工所需的机床结构自身与图2所示的第一实施方式中说明的结构相同，故而在此省略说明。
图12是表示第五实施方式的复合加工装置410的一例的图，表示了左右设置的第一门部440与第二门部442独立地左右开闭的一例。
图12A和图12B表示第一门部440和第二门部442均关闭的状态，图12C和图12D表示第一门部440打开、第二门部442关闭的状态。另外，图12A和图12C是从斜上方观察复合加工装置410的图，图12B和图12D是从正面观察的图。
如图12A所示，本发明第五实施方式的复合加工装置410包括：增材制造部12，在加工区域对工件W照射能量而进行增材制造；切削加工部14，在加工区域对工件W进行切削加工；以及罩部430，覆盖加工区域。罩部430包括在罩部430的正面能够开闭的第一门部440和第二门部442。第二门部442相对于第一门部440配置在复合加工装置410的内侧(即加工区域侧)，第一门部440在正面配置有遮光滤光器450，第二门部442在正面配置有窗玻璃470。此外，第一门部440和第二门部442 在彼此关闭的状态下将遮光滤光器450与窗玻璃470重叠配置。即，窗玻璃470配置在遮光滤光器450的加工区域侧。
罩部430包括：第一门部440；第二门部442；配置在复合加工装置 410的正面一部分、侧面和后面的侧面罩434；以及覆盖加工区域的上面的上面罩436。第一门部440和第二门部442在复合加工装置410的正面设置成能够独立地开闭，在第一门部440和第二门部442双方打开的状态下，操作者例如进行增材制造部12和切削加工部14的维护，或工件 W的搬入和搬出。
在此，如图12A和图12B所示，在第一门部440和第二门部442关闭的状态下，操作者通过遮光滤光器450和窗玻璃470来目视确认包括加工区域在内的复合加工装置410的内部。另一方面，如图12C和图12D 所示，在第一门部440打开、第二门部442关闭的状态下，操作者通过窗玻璃470来目视确认包括加工区域在内的复合加工装置410的内部。在第二门部442的附近配置有操作盘90，操作者通过操作盘90来操作复合加工装置10或生成加工程序。
第五实施方式的复合加工装置410中，在第一门部440和第二门部442双方关闭的状态下，对工件W进行增材制造或切削加工的加工区域由侧面罩434、上面罩436和配置有遮光滤光器450的第一门部440覆盖，防止加工区域中产生的强光泄漏到复合加工装置410的外部。
本实施例的遮光滤光器450的规格可以与第一实施方式的遮光滤光器50相同。
图13是表示第五实施方式的第一门部440和第二门部442的概要的断面图。第一门部440配置有：设置在复合加工装置410的外侧(即操作者观察的一侧)的遮光滤光器450；对遮光滤光器450进行定位的板金 478；遮光滤光器用衬垫472；以及从第二门部442侧按压遮光滤光器450 的滤光器按压件480。第二门部442配置有：设置在复合加工装置410 的外侧(即操作者观察的一侧)的窗玻璃470；窗玻璃用衬垫474；以及从复合加工装置410的内侧按压窗玻璃470的玻璃按压件476。如此，第五实施方式的第二门部442所配置的窗玻璃470相对于第一门部440所配置的遮光滤光器450配置在复合加工装置410的内侧(即加工区域侧)。
此外，配置于第一门部440的遮光滤光器450与第三实施方式的遮光滤光器250同样，也可以包括：控制部，控制遮光程度的切换和保持；以及太阳能电池264，接收由所述增材制造产生的光并发电，向所述控制部供给电流。此外，与第三实施方式的遮光滤光器250同样，也可以在第一门部440排列配置多个遮光滤光器。
第五实施方式的复合加工装置410中，只要能够在罩部430的至少一个面(例如正面)能够开闭地配置第一门部440和第二门部442即可。第一门部440和第二门部442既可以是双开也可以是单开。只要构成为第一门部440配置遮光滤光器450，操作者能够通过遮光滤光器450从复合加工装置410的外侧来目视确认加工区域即可。此外，构成为第二门部442在第一门部440的加工区域侧配置有将遮光滤光器450与加工区域隔离的窗玻璃470，操作者能够通过遮光滤光器450和窗玻璃470从复合加工装置410的外侧目视确认加工区域。在此，遮光滤光器450在明状态下的遮光程度可以与窗玻璃470的遮光程度相同或比窗玻璃470的遮光程度更高。此外，在窗玻璃470与加工区域之间的距离近的情况下，优选将硬质的强化玻璃等用树脂膜等粘接而一体化的叠层玻璃。该叠层玻璃作为保护遮光滤光器450的保护板发挥功能。如上所述，窗玻璃470 只要具有作为将遮光滤光器450与加工区域隔离保护的保护板的功能、以及能够从复合加工装置410的外部目视确认加工区域的功能，则并不限定于叠层玻璃，也可以是通常使用的玻璃板或树脂板等。
此外，在罩部430分别设置有检测第一门部440的开闭的第一传感器(未图示)和检测第二门部442的开闭的第二传感器(未图示)。
图14是表示第五实施方式的其他示例的复合加工装置510的概要图，表示左右设置的第一门部540和第二门部542向复合加工装置510 的内侧滑动打开的一例。
图14A和图14B表示第一门部540和第二门部542均关闭的状态，图14C和图14D表示第一门部540打开、第二门部542关闭的状态。另外，图14A和图14C是从斜上方观察复合加工装置510的图，图14B和图14D是从正面观察的图。
第一门部540和第二门部542在向左右打开时，以从罩部530的正面收纳在复合加工装置510内侧的方式滑动。
图15是第五实施方式的复合加工方法的流程图。如图12所示，在第五实施方式的情况下，当利用复合加工装置410进行增材制造时，配置有遮光滤光器450的第一门部440和配置有窗玻璃470的第二门部442 双方需要关闭。另一方面，当利用复合加工装置410进行切削加工时，配置有窗玻璃470的第二门部442需要关闭，但由于未发生电弧放电等产生的强光，因此配置有遮光滤光器450的第一门部440也可以打开。
因此，进行安全控制(所谓的互锁)，以便仅在第一门部440和第二门部442双方关闭的情况下进行增材制造。
首先，使用上述的第二传感器来检测第二门部442是否关闭(S110)。在第二门部442关闭的情况下(S110为“是”)，向切削加工部14输出表示能够执行切削加工的第一控制信号(S120)，切削加工部14能够对工件执行切削加工。
接下来，使用上述的第一传感器来检测第一门部440是否关闭 (S130)。在第一门部440关闭的情况下(S130为“是”)，向增材制造部12输出表示能够执行增材制造的第二控制信号(S140)，增材制造部12能够对工件进行增材制造。
另一方面，在第一门部440未关闭的情况下(S130 为“否”)，或第二门部442未关闭的情况下(S110 为“否”)，结束处理。
在此，为了检测第一门部440和第二门部442的开闭并输出上述控制指令，使用已有的门传感器即可。而且，通过将该门传感器的开闭信号输入复合加工装置410，能够确保操作者的安全。
(作用效果)
在切削加工时之类的一定时间未发出由电弧光等产生的强光的情况下，能够不经由遮光滤光器450，而是从作为保护板的窗玻璃470(即仅通过大体透明的叠层玻璃)目视确认复合加工装置410内部的加工区域。即，能够以目视确认性比遮光滤光器450更好(遮光程度低)的状态来目视确认。
进而，按照第五实施方式的复合加工装置410，能够独立地制造第一门部440和第二门部442。在更换遮光滤光器450的情况下，不拆卸配置有窗玻璃470的第二门部442，而是仅拆卸第一门部440就能够容易地更换遮光滤光器450。
此外，按照第五实施方式的复合加工方法，在能够保护操作者不受增材制造时的光的影响，且切削加工时能够容易地目视确认加工区域的状态下，进行基于增材制造和切削加工的复合加工。
另外，本发明并不限定于上述实施例的结构，而是包括各种变形例。
例如，在上述的复合加工装置中，例示了增材制造机构应用于5轴驱动的加工中心的情况，但是切削加工机构也可以采用立式加工中心、卧式加工中心、车床等其他切削装置。
此外，在上述复合加工装置中，增材制造部和切削加工部由同一移动机构驱动，但是也可以具有独立的移动机构以便独立地移动。
参照优选实施方式对本发明进行了说明，但是本领域技术人员当然可以在本发明的原理和范围内，针对为了说明本发明的性质而记载和图示的部件及构成要素的细节、材料和排列进行各种变更。

Claims (11)

1.一种复合加工装置，其特征在于，包括：
增材制造部，在加工区域对工件照射能量而进行增材制造；
切削加工部，在所述加工区域对所述工件进行切削加工；
罩部，覆盖所述加工区域；以及
遮光滤光器，配置于所述罩部的至少一个面，并根据从所述加工区域接收的光来改变遮光程度，
所述遮光滤光器在不接收由所述增材制造所产生的光的明状态和接收由所述增材制造所产生的光的暗状态下改变所述遮光程度，
所述暗状态的遮光程度比所述明状态的遮光程度更高，
在所述罩部的至少一个面排列配置多个所述遮光滤光器，
多个所述遮光滤光器分别包括接收所述加工区域侧的光的受光元件，
多个所述遮光滤光器中的一部分位于由所述增材制造所产生的光到达的区域，多个所述遮光滤光器中的另一部分位于由所述增材制造所产生的光到达的区域外，
处于明状态的所述遮光滤光器和处于暗状态的所述遮光滤光器伴随由所述增材制造所产生的光到达的区域发生变化而相互转换。
2.根据权利要求1所述的复合加工装置，其特征在于，还包括保护板，所述保护板配置在所述遮光滤光器的加工区域侧。
3.根据权利要求2所述的复合加工装置，其特征在于，所述遮光滤光器的所述明状态的遮光程度与所述保护板的遮光程度相同或比所述保护板的遮光程度更高。
4.根据权利要求2或3所述的复合加工装置，其特征在于，所述罩部包括门部，所述门部在所述罩部的至少一个面上能够开闭，且将所述遮光滤光器和所述保护板重叠配置。
5.根据权利要求4所述的复合加工装置，其特征在于，
所述遮光滤光器包括：
控制部，控制所述遮光程度的切换和保持；以及
太阳能电池，接收由所述增材制造所产生的光并发电，并且将电流供给至所述控制部。
6.根据权利要求2或3所述的复合加工装置，其特征在于，
所述罩部包括能够在所述罩部的至少一个面上开闭的第一门部和第二门部，
所述第一门部在局部配置所述遮光滤光器，
所述第二门部在局部配置所述保护板，
所述第一门部和所述第二门部在彼此关闭的状态下使所述遮光滤光器与所述保护板重叠配置。
7.根据权利要求6所述的复合加工装置，其特征在于，包括：
第一传感器，配置于所述罩部的局部，并检测所述第一门部的开闭；以及
第二传感器，检测所述第二门部的开闭。
8.根据权利要求6所述的复合加工装置，其特征在于，
所述遮光滤光器包括：
控制部，控制所述遮光程度的切换和保持；以及
太阳能电池，接收由所述增材制造所产生的光并发电，并且将电流供给至所述控制部。
9.根据权利要求1至3中任意一项所述的复合加工装置，其特征在于，在所述罩部的多个面配置所述遮光滤光器。
10.根据权利要求1所述的复合加工装置，其特征在于，所述增材制造部进行增材制造，所述增材制造利用了基于电弧放电的焊接。
11.一种复合加工方法，是复合加工装置的复合加工方法，所述复合加工装置包括：
增材制造部，在加工区域对工件照射能量而进行增材制造；
切削加工部，在所述加工区域对所述工件进行切削加工；
罩部，覆盖所述加工区域；
遮光滤光器，根据从所述加工区域接收的光来改变遮光程度；以及
保护板，将所述遮光滤光器与所述加工区域隔离，
所述罩部包括：能够独立开闭地配置于所述罩部的至少一个面的第一门部和第二门部；检测所述第一门部的开闭的第一传感器；以及检测所述第二门部的开闭的第二传感器，
所述第一门部在局部配置所述遮光滤光器，
所述第二门部在局部配置所述保护板，
所述复合加工方法的特征在于，
在检测到所述第一门部关闭的状态和所述第二门部关闭的状态的期间，能够对所述工件进行所述增材制造，
在检测到所述第一门部未关闭的状态的期间，不能对所述工件进行所述增材制造。
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