-
Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung und eine Laserverarbeitungsmaschine, welche die Steuervorrichtung beinhaltet.
-
Hintergrund
-
Gewöhnlich wird, wenn ein Verarbeitungsdefekt in einer Laserverarbeitung gefunden wird, die Verarbeitungsbedingung bzw. der Verarbeitungszustand gemäß dem Zustand des verarbeiteten Teils geändert und die Verarbeitung wird wiederholt. Die Verarbeitungsbedingung wird basierend auf empirisch basierten Entscheidungen des Bedieners, Bewältigungsverfahren, die auf einem Verarbeitungshilfe-Bildschirm angezeigt werden und Ähnliches entsprechend dem Zustand des verarbeiteten Teils angepasst, wenn der Verarbeitungsdefekt bemerkt wird. Zum Beispiel schlägt die
JP2003-99501 A eine Technik auf einem Verarbeitungsmaschinenkompetenz-Unterstützungssystem vor, welches eine Liste von einer Vielzahl von Änderungsgründen anzeigt, welche die Gründe für Defekte repräsentieren, und alle Information über ausgewählte Gründe der Defekte als Bedingungsänderungsliste anzeigt. Zu machende Änderungen werden aus der angezeigten Bedingungsänderungsliste ausgewählt, und die Einstellungen für die Verarbeitungsmaschine werden geändert, um die Gründe der defekten Werkstücke zu lösen.
-
Des Weiteren ist aus der
JP H10-258376 A ein Verfahren zur Ermittlung einer fehlerhaften Laserverarbeitung bekannt. Insbesondere wird gelehrt, dass ein verarbeitetes Teil einer Qualitätskontrolle unterzogen wird, und dass diese Bestimmung verwendet werden kann, Bearbeitungsbedingungen zu ändern. Eine Lehre, spezifische Formdaten eines als fehlerhaft ermittelten, bereits verarbeiteten Teils mit den entsprechenden, spezifischen Bearbeitungsbedingungen in Zusammenhang zu bringen geht aus der entsprechenden Offenbarung jedoch nicht hervor.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Technisches Problem
-
Bei einer Laserverarbeitung wird ein Verarbeitungsdefekt oft durch Erfassen zweier oder mehrerer Parameter des Verarbeitungszustands bzw. der Verarbeitungsbedingung gelöst. Die Entscheidung darüber, welche Parameter aus der Vielzahl von Parametern, die in der Liste angezeigt werden, auszuwählen sind, und in welchem Grad diese Parameter zu ändern sind, liegt bei dem Bediener.
-
Abhängig von der Verarbeitungskompetenz hat der Bediener eine große Zahl von Versuchen und es wird folglich eine Menge Zeit vor der Lösung des Verarbeitungsdefekts benötigt. Die Verarbeitungsgenauigkeit, die bei Laserverarbeitung benötigt wird, variiert oft abhängig vom Produkttyp oder dem Benutzer. Es ist daher wünschenswert, dass die Verarbeitungsbedingung auch anpassbar ist, wie es für die benötigte Verarbeitungsgenauigkeit angemessen ist.
-
Die vorliegende Erfindung wurde im Lichte des Vorgenannten erlangt und es ist daher eine Aufgabe, eine Steuervorrichtung, welche eine Anpassung des Verarbeitungszustands bzw. der Verarbeitungsbedingung geeignet für eine gewünschte Verarbeitungsgenauigkeit erlaubt und eine Lösung von Verarbeitungsdefekten unabhängig von dem Niveau der Verarbeitungskompetenz zu lösen, und eine Laserverarbeitungsmaschine, welche die Steuervorrichtung beinhaltet, bereitzustellen.
-
Lösung des Problems
-
Um die vorgenannten Probleme zu lösen sind die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche vorgesehen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Beispielsweise ist eine Steuervorrichtung zum Steuern einer Laserverarbeitungsmaschine versehen mit: Datenspeichermittel zum Speichern von Formdaten über eine Form eines verarbeiteten Teils, auf welche Laserverarbeitung der Laserverarbeitungsmaschine angewendet wird, und Daten über einen Verarbeitungszustand bzw. eine Verarbeitungsbedingung der Laserverarbeitungsmaschine; und Verarbeitungsbedingungs-Anpassungsvorrichtung bzw. Verarbeitungszustands-Anpassungsvorrichtung zum Durchführen einer Anpassung der Verarbeitungsbedingung mit Bezug auf die Formdaten und die Daten über die Verarbeitungsbedingung, die in der Speichervorrichtung gespeichert ist, wobei die Formdaten, die erlangt werden bezüglich eines Werkstücks bzw. einer Arbeit, wenn das Werkstück, auf welche die Laserverarbeitung angewendet wird, bestimmt wird, eine defektes Werkstück zu sein, und die Daten über die Verarbeitungsbedingung, welche durch die Verarbeitungsbegingungs-Anpassungsvorrichtung angepasst wird, entsprechend einer Bestimmung, dass es eine defektes Werkstück ist, in der Datenspeichervorrichtung im Zusammenhang miteinander gesammelt werden.
-
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung hat den Effekt, dass es möglich ist, die Verarbeitungsbedingung geeignet für eine gewünschte Verarbeitungsgenauigkeit anzupassen und Verarbeitungsdefekte unabhängig von dem Niveau der Verarbeitungskompetenz zu lösen.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist ein Blockdiagramm, welches die Konfiguration einer Laserverarbeitungsmaschine nach einer Ausführungsform zeigt.
-
2 ist ein Diagramm, welches ein Anzeigebeispiel der Anzeigevorrichtung zeigt.
-
3 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern der Prozedur zum Anpassen einer Verarbeitungsbedingung.
-
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Hiernach wird eine Ausführungsform der Steuervorrichtung und der Laserverarbeitungsmaschine nach der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Es sollte bemerkt werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt ist.
-
Ausführungsformen
-
1 ist ein Blockdiagramm, welches die Konfiguration einer Laserverarbeitungsmaschine 1 nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Laserverarbeitungsmaschine 1 beinhaltet einen Verarbeitungstisch 2, einen Steuervorrichtungskörper, ein Formdaten-Erlangungsmittel 4, und ein Anzeigemittel 5. Ein Plattenmaterial wird auf den Verarbeitungstisch 2 gelegt. Der Steuervorrichtungskörper 3, das Formdaten-Erlangungsmittel 4 und das Anzeigemittel 5 bilden die Steuervorrichtung zum Steuern der Laserverarbeitungsmaschine 1.
-
Der Steuervorrichtungskörper 3 beinhaltet eine CPU 10, eine HDD 11, und einen Verarbeitungsstartknopf 12. Die CPU 10 führt verschiedene Typen von Arithmetischer Verarbeitung zum Steuern der Laserverarbeitungsmaschine 1 aus. Die HDD 11, welche eine Datenspeichervorrichtung ist, beinhaltet eine Datenbank. Die Formdaten und die Form von verarbeiteten Teilen, auf welche die Laserverarbeitung der Laserverarbeitungsmaschine 1 angewendet wird, und Daten über den Verarbeitungszustand bzw. die Verarbeitungsbedingung der Laserverarbeitungsmaschine 1 sowie z. B. Daten über Arbeitsmaterialien und Daten über Dicken sind in der Datenbank registriert.
-
Die CPU 10 funktioniert als Verarbeitungsbedingungs-Anpassungsmittel zum Durchführen von Anpassungen des Verarbeitungszustands bzw. der Verarbeitungsbedingung mit Bezug auf die Formdaten, die Daten über die Verarbeitungsbedingung, und Ähnliches, die in der Datenbank registriert sind. Der Verarbeitungsstartknopf 12 akzeptiert einen Eingabebetrieb zum Starten der Laserverarbeitung der Laserverarbeitungsmaschine 1.
-
Die Formdaten-Erlangungsvorrichtung 4 ist zu dem Steuervorrichtungskörper 3 z. B. durch ein LAN verbunden. Die Formdaten-Erlangungsvorrichtung 4 ist zum Erlangen von Formdaten über die Form eines verarbeiteten Teils vorgesehen und beinhaltet eine Fotografiervorrichtung 13 und eine Oberflächenformmessvorrichtung 14. Die Fotografiervorrichtung 13 ist eine Kamera zum Fotografieren eines verarbeiteten Teils. Die Oberflächenformmessvorrichtung 14 misst die Oberflächenrauheit der Oberfläche, die durch die Laserverarbeitung verarbeitet wird. Zum Beispiel ist die Oberflächenformmessvorrichtung ein Oberflächenprofilierer des optischen Scannertyps. Es sollte bemerkt werden, dass die Formdaten-Erlangungsvorrichtung 4 entweder nur die Fotografiervorrichtung 13 oder das Oberflächenformmessvorrichtung 14 beinhalten muss.
-
2 ist ein Diagramm, welches ein Anzeigebeispiel der Anzeigevorrichtung 5 zeigt. Zum Beispiel ist das Aufzeichnungsmedium 5 eine CRT-Anzeige mit einem Bildschirm 15, welcher als Touch-Panel funktioniert. Das hier gezeigt Anzeigebeispiel ist zur Zeit, wenn die Messung der Formdaten-Erlangungsvorrichtung 4 in Verarbeitung ist. Ein Messstartknopf 16 und ein Anpassungsfertigstellungsknopf 17 sind auf dem Bildschirm 15 angezeigt. Der Messstartknopf 16 akzeptiert eine Eingabeoperation bzw. einen Eingabebetrieb zum Starten der Messung der Formdaten-Erlangungsvorrichtung 4. Der Anpassungsfertigstellungsknopf 17 ist ein Anpassungsfertigstellungseingabemittel zum Akzeptieren einer Eingabeoperation zum Fertigstellen einer Anpassung der Verarbeitungsbedingung. Um den aktuellen Zustand bzw. die aktuelle Bedingung der Laserverarbeitungsmaschine 1 anzuzeigen, wird eine Nachricht ”MESSEN” auf dem Bildschirm 15 neben dem Messstartknopf 16 und dem Anpassungsfertigstellungsknopf 17 angezeigt.
-
3 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern der Verarbeitung zum Anpassen der Verarbeitungsbedingung. In Schritt S1 wird ein Material auf den Verarbeitungstisch 2 gesetzt. In Schritt S2 wird ein NC-Programm zur Laserverarbeitung abgerufen. In Schritt S3 drückt der Betreiber den Verarbeitungsstartknopf 12. In Schritt S4 wird die Laserverarbeitung gestartet. Die Laserverarbeitung wird entsprechend dem abgerufenen NC-Programm und einer Verarbeitungsbedingung, die als Initialwert gesetzt ist, durchgeführt. In Schritt S5 wird bestimmt, ob die Laserverarbeitung beendet ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass die Laserverarbeitung noch nicht beendet ist (Schritt S5, Nein), wird die Laserverarbeitung, die in Schritt S4 gestartet wurde, fortgesetzt. Wenn bestimmt wird, dass die Laserverarbeitung fertig ist (Schritt S5, Ja), dann wird in Schritt S6 das verarbeitete Werkstück herausgenommen und der Betreiber überprüft das Werkstück auf Verarbeitungsdefekte.
-
Wenn ein Verarbeitungsdefekt durch die Überprüfung in Schritt S6 gefunden wird und gefunden wird, dass das Werkstück ein defektes Werkstück ist bestimmt wird, nicht eine normgerechte bzw. konforme oder gutes Werkstück zu sein) (Schritt S7, Nein), setzt bzw. legt der Betreiber das Werkstück, das bestimmt wurde, ein defektes Werkstück zu sein, in die Formdaten-Erlangungsvorrichtung 4 (Schritt S8). In Schritt S9 drückt der Betreiber bzw. Operator den Messstartknopf 16. In Schritt S10 führt die Fotografiervorrichtung 13 eine Fotografierung durch, und die Oberflächeformmessvorrichtung 14 führt eine Messung durch.
-
Unter einigen Beispielen von Hauptformfehlern in der Laserverarbeitung sind die Anhaftung von Schlacke auf der Rückseite des Plattenmaterials und Streifen von Unebenheiten, die auf der Verarbeitungsoberfläche gebildet sind. Die Formdaten-Erlangungsvorrichtung 4 erlangt Daten über die Form und Größe der Schlacke hauptsächlich durch Fotografieren unter Verwendung die Fotografiervorrichtung 13. Die Formdaten-Erlangungsvorrichtung 4 erlangt auch Daten über die Unebenheiten auf der verarbeiteten Oberfläche hauptsächlich durch Messung unter Verwendung der Oberflächenformmessvorrichtung 14. Die Formdaten-Erlangungsvorrichtung 4 digitalisiert solche Daten in Formdaten.
-
Zum Auswerten muss der Operator bzw. der Betreiber nur bestimmen, ob das verarbeitete Werkstück einen Verarbeitungsdefekt darstellt. Welcher Modus bzw. welche Art von Verarbeitungsdefekten das Werkstück entspricht, wird genau und objektiv durch die Messung durch die Formdaten-Erlangungsvorrichtung 4 bestimmt. Die Formdaten, die durch die Formdaten-Erlangungsvorrichtung 4 erlangt werden, werden zu dem Steuervorrichtungskörper 3 mittels Netzkommunikation oder serieller Kommunikation übertragen (Schritt S11). Die Nachricht ”MESSEN” wird z. B. auf dem Bildschirm 15 des Anzeigemittels 5 angezeigt zwischen der Zeit, wenn die Formdaten-Erlangungsvorrichtung 4 die Messung startet, und, wenn die Übertragung der Formdaten zu dem Steuervorrichtungskörper 3 fertig gestellt ist.
-
Als Nächstes macht der Steuervorrichtungskörper 3 eine automatische Korrektur des Verarbeitungszustands bzw. der Verarbeitungsbedingungen durch arithmetische Operationen der CPU 10 bzw. führt diese durch (Schritt S12). In Schritt S12 werden die Daten über die Verarbeitungsbedingung, die in Zusammenhang mit dem Material und der Dicke des Werkstücks, welches den Verarbeitungsdefekt hervorruft, und die Formdaten, die durch die Formdaten-Erlangungsvorrichtung 4 erlangt werden, ausgelesen und mit der aktuellen Verarbeitungsbedingung verglichen, und Korrekturen werden durchgeführt, um eine Verarbeitungsbedingung zu implementieren, welche am besten zur Lösung des Verarbeitungsdefekts geeignet ist.
-
Beispiele von Parametern der Verarbeitungsbedingung, die anzupassen sind, beinhalten die Fokusposition des Laser, Gasdruck, Verarbeitungsführgeschwindigkeit, die Ausgabeleistung des Lasers, und den Düsenspalt. Für einen Verarbeitungsdefekt von Schlackeanhaftung werden Anpassungen wie z. B. Anheben der Fokusposition, Erhöhen des Gasdrucks, und Reduzieren der Verarbeitungsführgeschwindigkeit gemacht. Für einen Verarbeitungsdefekt des Erzeugens von Streifen von Unebenheiten auf der verarbeiteten Oberfläche werden Korrekturen wie z. B. Anheben oder Verringern der Fokusposition und Verringern des Gasdrucks gemacht. Die Fokusposition wird z. B. in Einheiten von 0,5 mm geändert. Welche Parameter zum Ändern auszuwählen sind und in welchem Grad sie zu ändern sind, wird geeignet entsprechend dem Modus des Verarbeitungsdefekts wie z. B. Partikelgröße oder Form in dem Fall von Schlacke, und der Form von Streifen und der Höhe und in Intervallen von Unebenheiten in dem Fall von Streifen von Unebenheiten korrigiert. Das Verfahren zum Bewältigen der Verarbeitungsdefekte variiert auch in Abhängigkeit von dem Material und der Dicke. Die Parameter der Verarbeitungsbedingung, die anzupassen sind, müssen nur zumindest einer sein und kann aber mehr als einer sein. Die Parameter der Verarbeitungsbedingung, die anzupassen sind, sind nicht auf die in dieser Ausführungsform beschriebenen beschränkt und können geeignet hinzugefügt werden.
-
Wenn die Korrektur des Verarbeitungszustands bzw. der Verarbeitungsbedingung, beendet ist, wird in Schritt S13 eine Nachricht wie z. B. ”BEDINGUNG KORRIGIERT” auf dem Bildschirm 15 der Anzeigevorrichtung 5 angezeigt. Als Nächstes wird in Schritt S14 wieder ein Material eingesetzt bzw. eingelegt. In Schritt S3 drückt der Operator bzw. der Bediener den Verarbeitungsstartknopf 12 und die Laserverarbeitung wird wieder unter der angepassten Verarbeitungsbedingung (Schritt S4) gestartet. In Schritt S7 wird, wenn das Werkstück wieder bestimmt wird, eine fehlerhafte Werkstück zu sein (Schritt S7, Nein), die Prozedur von Schritt S8 und nachfolgende Schritte wiederholt.
-
Wenn, in Schritt S7, bestimmt wird, dass das Werkstück eine normgerechte bzw. konforme Werkstück ist (Schritt S7, Ja), drückt in Schritt S15 der Betreiber den Anpassungsfertigstellungsknopf 17. In Antwort auf das Herunterdrücken des Anpassungsfertigstellungsknopfs 17 werden die Daten der Verarbeitungsbedingung, wenn das Werkstück bestimmt wird, eine konforme oder gute Werkstück zu sein, in der Datenbank zusammen mit den Formdaten, die durch die Formdaten-Erlangungsvorrichtung 4 erlangt wurden, registriert (Schritt S16). Dies ist das Ende der Anpassung des Verarbeitungszustands bzw. der Verarbeitungsbedingung. Es sollte bemerkt werden, dass die Daten über das Arbeits- bzw. Werkstückmaterial und die Daten über die Dicke, die in der Datenbank zu registrieren sind, diese sein können, die zuvor in der HDD 11 gespeichert wurden oder diese, die bei solchen Gelegenheiten wie dem Beginn der Verarbeitung und dem Beginn der Messung eingegeben wurden. Die vorgenannte Anpassung der Verarbeitungsbedingung wird auf der Laserverarbeitungsmaschine 1 wiederholt. Als Ergebnis werden Formdaten, die bezüglich Werkstücks erlangt werden, wenn die Werkstücke bestimmt werden, defektes Werkstück zu sein und die Daten über die Verarbeitungsbedingung, der durch die Verarbeitungsbedingungs-Anpassungsvorrichtung entsprechend der Bestimmung eines defekten Werkstücks zu sein, angepasst werden, in der Datenspeichervorrichtung in Zusammenhang miteinander gespeichert. Es sollte anerkannt werden, dass die Initialwerte der Daten über die Verarbeitungsbedingung und die Formdaten zuvor vor der Datensammlung durch den Prozess der Laserverarbeitungsmaschine 1 in der HDD 11 gespeichert sein können.
-
Basierend auf den Daten über die Verarbeitungsbedingung, die in der Datenbank gespeichert sind, kann der Verarbeitungszustand bzw. die Verarbeitungsbedingung angepasst werden, um einen Verarbeitungsdefekt mit einer kleinen Zahl von Versuchen und in einer kürzeren Zeit von Anpassungsoperationen unabhängig von dem Niveau der Verarbeitungskompetenz des Betreibers zu lösen. Jedes Mal wenn ein Verarbeitungsdefekt in der Laserverarbeitung erkannt wird, werden die Formdaten und die Daten über die angepasste Verarbeitungsbedingung gesammelt. Dies erlaubt eine Anpassung der Verarbeitungsbedingung geeignet für eine benötigte Verarbeitungsgenauigkeit der Laserverarbeitung mit Bezug auf jeden Produkttyp und jeden Benutzer. Folglich wird der Effekt bereitgestellt, dass es möglich ist, die Verarbeitungsbedingung geeignet auf eine gewünschte Verarbeitungsgenauigkeit anzupassen und Verarbeitungsdefekte unabhängig von dem Niveau der Verarbeitungskompetenz zu lösen.
-
Die Steuervorrichtung nach der vorliegenden Ausführungsform kann auf eine konventionelle Laserverarbeitungsmaschine angewendet werden. Die Steuervorrichtung muss lediglich mindestens den Steuervorrichtungskörper 3 beinhalten, und kann konfiguriert sein, ohne die Formdaten-Erlangungsvorrichtung 4 oder das Anzeigemittel 5.
-
Industrielle Anwendbarkeit
-
Wie oben beschrieben, sind die Steuervorrichtung und die Laserverarbeitungsmaschine nach der vorliegenden Erfindung nützlich, um es möglich zu machen, Verarbeitungsdefekte unabhängig von dem Niveau der Verarbeitungskompetenz des Operators bzw. Betreibers zu lösen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- LASERVERARBEITUNGSMASCHINE
- 2
- VERARBEITUNGSTISCH
- 3
- STEUERVORRICHTUNGSKÖRPER
- 4
- FORMDATENERLANGUNGVORRICHTUNG
- 5
- ANZEIGEVORRICHTUNG
- 10
- CPU (VERARBEITUNGSBEDINGUNGS-ANPASSUNGSVORRICHTUNG)
- 11
- HDD (DATENSPEICHERVORRICHTUNG)
- 12
- VERARBEITUNGSSTARTKNOPF
- 13
- FOTOGRAFIERVORRICHTUNG
- 14
- OBERFLÄCHENFORMMESSVORRICHTUNG
- 15
- BILDSCHIRM
- 16
- MESS-STARTKNOPF
- 17
- ANPASSUNGS-FERTIGSTELLUNGSKNOPF
