JP2010262442A - Numerical control data creation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工作機等を制御する数値制御データを作成する数値制御データ作成装置に関する。 The present invention relates to a numerical control data creating apparatus that creates numerical control data for controlling a machine tool or the like.
従来、CAD/CAM(Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing)システムにより、作図された加工物の図面をもとに、当該加工物を作製するための加工プログラムであるNC(Numerical Control:数値制御)制御データが作成されている。具体的には、まず、操作者がCADを用いて所望とする加工物の図面を作成する。そして、操作者は、このCADにより作成された図面データに加工条件等を付加して、当該加工物を作製するためのNC制御データをCAMによって作成している。このNC制御データをレーザ加工機に入力することで、レーザ加工機は、NC制御データに示された通りの加工を行う。例えば、鋼板を2次元加工することで、鋼板から板状の加工物を切り出すことができる。このように、CAD/CAMシステムにより、NC制御データを作成する技術は公知である。また、このような技術に関しては、様々な新規な技術が提案されている(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。 Conventionally, NC (Numerical Control) control, which is a machining program for producing a workpiece based on the drawing of the workpiece drawn by a CAD / CAM (Computer Aided Design / Computer Aided Manufacturing) system. Data has been created. Specifically, first, an operator creates a drawing of a desired workpiece using CAD. The operator adds machining conditions and the like to the drawing data created by the CAD, and creates NC control data for producing the workpiece by the CAM. By inputting this NC control data to the laser processing machine, the laser processing machine performs processing as indicated by the NC control data. For example, by processing a steel plate two-dimensionally, a plate-like workpiece can be cut out from the steel plate. As described above, a technique for creating NC control data by a CAD / CAM system is known. Further, various new techniques have been proposed for such techniques (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
ここで、加工物に溶接を行う場合には、加工物を切り出すだけでなく、加工物に開先加工を施しておく必要がある。開先加工とは、加工物を溶接できるように、加工物の角の部分を斜めに削っておく加工をいう。開先加工についてもNC制御データを作成すれば、そのNC制御データをレーザ加工機に入力することで、開先加工を自動で行うことができる。また、加工物を切り出すためのNC制御データにあらかじめ開先加工についても含まれていることとしておけば、レーザ加工機は、加工物の切り出しおよび開先加工を含んだ加工を行う。したがって、開先加工についても合わせてNC制御データを作成することができるCAD/CAMシステムを用いることが好ましい。また、開先加工が含まれていないNC制御データをCAD/CAMシステムにより作成し、作成されたNC制御データに操作者が修正や追加を行って、開先加工を含むNC制御データを作成してもよい。 Here, when welding to a workpiece, it is necessary not only to cut out the workpiece but also to perform groove processing on the workpiece. The groove processing is processing in which a corner portion of a workpiece is cut obliquely so that the workpiece can be welded. If NC control data is also created for groove processing, the groove processing can be automatically performed by inputting the NC control data to the laser processing machine. Further, if it is assumed that the groove processing is also included in the NC control data for cutting out the workpiece in advance, the laser processing machine performs processing including cutting of the workpiece and groove processing. Therefore, it is preferable to use a CAD / CAM system that can also create NC control data for groove processing. NC control data that does not include groove machining is created by the CAD / CAM system, and the operator makes corrections and additions to the created NC control data to create NC control data that includes groove machining. May be.
しかし、開先加工を含むNC制御データを作成することができるCAD/CAMシステムを新たに導入することは、コストがかかる上、時間もかかるという問題があった。 However, introducing a CAD / CAM system that can create NC control data including groove processing has a problem that it is costly and time consuming.
また、開先加工を含むNC制御データを作成することができないCAD/CAMシステムにより作成したNC制御データをもとに、操作者が開先加工を含むNC制御データを作成することは、加工条件等の導出が困難であり、煩わしく、作業時間もかかるという問題があった。 Further, NC control data including groove machining based on NC control data created by a CAD / CAM system incapable of creating NC control data including groove machining depends on machining conditions. Etc. are difficult to derive, and are troublesome and take a long time.
そこで、本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、開先加工を含まないNC制御データをもとに、開先加工を含むNC制御データを容易に作成できる数値制御データ作成装置を提供するものである。 Therefore, the present invention is an invention made in view of the above-described circumstances, and its object is to easily create NC control data including groove machining based on NC control data not including groove machining. A numerical control data creation device is provided.
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様に係る数値制御データ作成装置は、レーザ加工用の数値制御データが入力されるデータ入力部と、前記数値制御データによる加工経路を表示する表示部と、前記表示部に表示された前記加工経路において、開先加工箇所を選択し、該開先加工箇所における開先条件を入力するための操作入力部と、開先加工箇所の形状および開先条件に対応する加工条件を記憶している記憶部と、前記操作入力部により選択された前記開先加工箇所の形状を認識する形状認識部と、前記形状認識部により認識された前記開先加工箇所の形状および該開先加工箇所の前記開先条件に対応する加工条件を記憶部から選択し、前記開先加工箇所を前記開先条件および前記加工条件を用いて加工するように、前記数値制御データを変換するデータ変換部とを備えている。 As a result of various studies, the present inventor has found that the above object is achieved by the present invention described below. That is, the numerical control data creation device according to an aspect of the present invention includes a data input unit that receives numerical control data for laser processing, a display unit that displays a machining path based on the numerical control data, and the display unit. In the displayed machining path, an operation input unit for selecting a groove machining location and inputting a groove condition at the groove machining location, and a machining condition corresponding to the shape of the groove machining location and the groove condition , A shape recognition unit for recognizing the shape of the groove machining location selected by the operation input unit, the shape of the groove machining location recognized by the shape recognition unit, and the opening A processing condition corresponding to the groove condition of the pre-machined part is selected from the storage unit, and the numerical control data is converted so that the groove machined part is machined using the groove condition and the machining condition. And a data conversion unit.
なお、開先条件とは、開先加工において設定する必要がある条件の内、操作者が設定する条件をいう。例えば、開先種類、開先範囲、開先パラメータ(ルート量、板厚、開先角度およびミゾ加工のオフセット量等)、コーナー設定、切り出し設定、切り逃げ設定およびルートカット設定等である。また、加工条件とは、開先加工における加工速度や、レーザの出力や、レーザのパルス周波数や、加工順序等、操作者が最適の値を算出することが困難である、開先加工における条件をいう。 The groove condition means a condition set by the operator among conditions that need to be set in the groove machining. For example, groove type, groove range, groove parameter (route amount, plate thickness, groove angle, groove offset amount, etc.), corner setting, cutout setting, cutout setting, and route cut setting. In addition, the machining conditions are conditions in the groove machining in which it is difficult for the operator to calculate optimum values such as the machining speed in the groove machining, the laser output, the laser pulse frequency, and the machining sequence. Say.
これにより、開先加工を含むNC制御データを作成できないCAD/CAMシステムによって、作成されたNC制御データをもとに、開先加工を含むNC制御データを容易に作成できる。したがって、現状、使用しているCAD/CAMシステムが開先加工を含むNC制御データを作成できない場合であっても、CAD/CAMシステムを変更することなく、開先加工を含むNC制御データを容易に作成することができる。したがって、新たにCAD/CAMシステムを導入する必要がなく、低コストである上、手間もかからない。また、操作者にとっては算出が困難な加工条件については、自動で設定するので、操作者が、加工条件をテスト加工等により導き出す必要がなく、煩わしさがない。また、開先加工を含むNC制御データを容易に作成できるので、開先加工についてもレーザ加工機を自動運転することができ、開先加工を無人化できる。また、開先条件等に応じて好ましい加工条件が設定されるので、さまざまな開先加工に適応できるNC制御データを作成することができる。 Accordingly, NC control data including groove machining can be easily created based on the created NC control data by a CAD / CAM system that cannot create NC control data including groove machining. Therefore, even if the CAD / CAM system currently used cannot create NC control data including groove machining, NC control data including groove machining can be easily changed without changing the CAD / CAM system. Can be created. Therefore, it is not necessary to newly introduce a CAD / CAM system, and the cost is low and it does not take time and effort. Further, since the machining conditions that are difficult for the operator to calculate are automatically set, the operator does not need to derive the machining conditions by test machining or the like, and there is no trouble. In addition, since NC control data including groove processing can be easily created, the laser processing machine can be automatically operated for groove processing, and the groove processing can be unmanned. Further, since preferable machining conditions are set according to the groove conditions and the like, it is possible to create NC control data that can be applied to various groove machining.
また、上述の数値制御データ作成装置によれば、前記数値制御データによる加工経路において、前記形状認識部により認識された前記開先加工箇所と同一の形状を有する箇所を検出する同一形状検出部をさらに備え、前記データ変換部は、前記開先加工箇所と同一の形状を有する箇所についても、前記入力された前記開先条件および前記記憶部から選択された前記加工条件を用いて加工するように、前記数値制御データを変換することが好ましい。 Further, according to the above-described numerical control data creation device, the same shape detection unit that detects a part having the same shape as the groove machining part recognized by the shape recognition part in the machining path based on the numerical control data. Further, the data conversion unit is configured to process a part having the same shape as the groove processing part using the input groove condition and the processing condition selected from the storage unit. Preferably, the numerical control data is converted.
これにより、同一の工作物上に同一形状の開先加工箇所が複数存在する場合は、それらすべての開先加工箇所について開先条件等を入力する必要がなく、作業時間の短縮が図られる。 As a result, when there are a plurality of groove machining portions having the same shape on the same workpiece, it is not necessary to input groove conditions and the like for all the groove machining portions, and the working time can be shortened.
また、上述の数値制御データ作成装置において、前記形状認識部により認識された、前記開先加工箇所の形状が円弧である場合は、前記加工条件には、加工速度が含まれていることが好ましい。なお、加工速度とは、レーザが工作物に照射され、加工がなされている状態における加工面におけるレーザの移動速度であり、切断速度である。 Moreover, in the above-mentioned numerical control data creation apparatus, when the shape of the groove machining location recognized by the shape recognition unit is an arc, it is preferable that the machining condition includes a machining speed. . Note that the processing speed is a moving speed of the laser on the processing surface in a state where the workpiece is irradiated with the laser and is processed, and is a cutting speed.
このように、操作者にとっては算出が困難である、円弧の開先加工における好ましい加工速度については、あらかじめ記憶部に記憶された好ましい値を用いるので、加工速度は自動で設定されることになる。したがって、操作者にとっては、加工速度をテスト加工等により導き出す煩わしさがなく、作業時間の短縮化も図ることができる。 As described above, since a preferable value stored in the storage unit in advance is used for the preferable processing speed in the arc groove processing, which is difficult for the operator to calculate, the processing speed is automatically set. . Therefore, there is no trouble for the operator to derive the processing speed by test processing or the like, and the working time can be shortened.
また、上述の数値制御データ作成装置において、前記形状認識部により認識された、前記開先加工箇所の形状が、凹状の円弧である場合は、前記加工条件には、レーザの出力およびレーザのパルス周波数が含まれていることが好ましい。なお、凹状の円弧とは、加工物側に凸状となるよう形成された円弧をいう。 Further, in the above numerical control data creation device, when the shape of the groove machining portion recognized by the shape recognition unit is a concave arc, the machining conditions include the laser output and the laser pulse. The frequency is preferably included. The concave arc means an arc formed so as to be convex on the workpiece side.
このように、操作者にとっては算出が困難である、凹状の円弧の開先加工における好ましいレーザの出力およびレーザのパルス周波数については、あらかじめ記憶部に記憶された好ましい値を用いるので、レーザの出力およびレーザのパルス周波数は自動で設定されることになる。したがって、操作者にとっては、レーザの出力およびレーザのパルス周波数を、加工条件をテスト加工等により導き出す煩わしさがなく、作業時間の短縮化も図ることができる。 As described above, since preferable values stored in the storage unit in advance are used for the preferable laser output and laser pulse frequency in the groove processing of the concave arc, which is difficult for the operator to calculate, the laser output The pulse frequency of the laser is automatically set. Therefore, there is no trouble for the operator to derive the laser output and the laser pulse frequency by test processing or the like, and the working time can be shortened.
また、上述の数値制御データ作成装置において、前記加工条件には、加工順序も含まれていることが好ましい。 In the numerical control data creation device described above, it is preferable that the processing conditions include a processing order.
このように、好ましい加工順序については、あらかじめ記憶部に記憶された好ましいものを用いるので、加工順序は自動で設定されることになる。したがって、操作者にとっては、加工順序を考える煩わしさがなく、作業時間の短縮化も図ることができる。 As described above, since a preferable processing order stored in advance in the storage unit is used, the processing order is automatically set. Therefore, the operator does not have to worry about the processing order, and the working time can be shortened.
また、上述の数値制御データ作成装置において、前記操作入力部は、前記加工条件を入力することもでき、前記データ変換部は、前記操作入力部により選択された前記開先加工箇所を、前記操作入力部により入力された加工条件および前記操作入力部により入力された前記開先条件を用いて加工するように、前記数値制御データを変換することが好ましい。 In the numerical control data creation device described above, the operation input unit can also input the machining conditions, and the data conversion unit operates the operation of the groove machining portion selected by the operation input unit. It is preferable to convert the numerical control data so as to perform machining using the machining conditions input by the input unit and the groove conditions input by the operation input unit.
これにより、自動で加工条件が設定されるだけでなく、操作者が所望とする加工条件をNC制御データに組み込むことができる。 Thereby, not only the machining conditions are automatically set, but also the machining conditions desired by the operator can be incorporated into the NC control data.
本発明によれば、開先加工を含まないNC制御データをもとに、開先加工を含むNC制御データを容易に作成できる数値制御データ作成装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a numerical control data creation device capable of easily creating NC control data including groove machining based on NC control data not including groove machining.
以下、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the structure which attached | subjected the same code | symbol in each figure shows that it is the same structure, The description is abbreviate | omitted.
本実施の形態に係る数値制御データ作成装置は、NC装置を搭載したレーザ加工機に加工手順を指示するための加工プログラムであるNC制御データを作成する装置である。このNC制御データは、当該レーザ加工機に入力されるものであり、レーザ加工機の加工手順および加工方法等を指示するものである。レーザ加工機は高出力のレーザを照射することで工作物を切断する。したがって、レーザ加工機により工作物を切断することで加工物を得ることができる。 The numerical control data creation device according to the present embodiment is a device that creates NC control data that is a machining program for instructing a machining procedure to a laser beam machine equipped with an NC device. The NC control data is input to the laser processing machine, and indicates the processing procedure and processing method of the laser processing machine. A laser beam machine cuts a workpiece by irradiating a high-power laser. Therefore, a workpiece can be obtained by cutting the workpiece with a laser beam machine.
本実施の形態に係る数値制御データ作成装置は、より具体的には、CAD/CAMシステムにより作成された、板状の材料から加工物を切り出す工程を含む2次元加工プログラムであるNC制御データをもとに、開先加工の工程を組み込み、新たなNC制御データを作成する装置である。なお、以下では、切り出す前の上記板状の材料を工作物といい、切り出された物を加工物という。 More specifically, the numerical control data creation device according to the present embodiment is configured to obtain NC control data, which is a two-dimensional machining program created by a CAD / CAM system and includes a step of cutting a workpiece from a plate-shaped material. This is a device that incorporates a groove machining process and creates new NC control data. In the following, the plate-shaped material before cutting is referred to as a workpiece, and the cut material is referred to as a workpiece.
図1は本実施の形態に係る数値制御データ作成装置の電気的な構成を示すブロック図である。図1に示すように、本実施の形態に係る数値制御データ作成装置100は、データ入力部1と、制御部2と、表示部3と、操作入力部4と、記憶部5とを備えている。数値制御データ作成装置100は、例えばパーソナルコンピュータ(以下、パソコン)を用いることで実現できる。
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of a numerical control data creating apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the numerical control
データ入力部1は外部から送られてくるNC制御データを受けるインターフェイスであって、例えば、USB端子である。また、制御部2は例えばパソコンのCPU(Central Processing Unit:中央処理装置)であり、演算処理や各部材の動作を制御する。また、操作入力部4は操作者が操作することで、数値制御データ作成装置100に指示を送るためのものであり、例えば、キーボードやマウスである。表示部3は画像を表示するものであり、例えばCRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ、LCD(Liquid Crystal Display)、有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイおよびプラズマディスプレイ等である。表示部3は、データ入力部1を介して入力されたNC制御データにより指示されているレーザ加工機の動作において、工作物におけるレーザの経路(加工経路)を表示する。ここで、鋼板等の工作物をレーザにより切断することから、レーザの経路は切断箇所を指し、表示された経路を見ることで操作者は加工物の形状を理解することができる。したがって、表示部3には加工物の形状が表示されているともいえる。
The data input unit 1 is an interface for receiving NC control data sent from the outside, and is, for example, a USB terminal. The
また、記憶部5は、例えば、ハードディスクおよびRAM(Random Access Memory)等である。そして、記憶部5は、演算処理および制御処理におけるデータを一時的に格納し、数値制御データ作成装置100の制御プログラムや加工条件等を記憶している。
The storage unit 5 is, for example, a hard disk and a RAM (Random Access Memory). And the memory | storage part 5 stores the data in a calculation process and a control process temporarily, and memorize | stores the control program, process conditions, etc. of the numerical control
また、制御部2は機能的に、描画データ変換部11と、形状認識部12と、データ変換部13と、同一形状検出部14とを備えている。描画データ変換部11はデータ入力部1から入力されたNC制御データに基づいて、レーザの経路を描画して線で表示するよう表示部3に指示するための描画データを作成する。すなわち、NC制御データを描画データに変換する。形状認識部12は、NC制御データにより指示されたレーザの経路において、操作者により選択された開先加工を施す箇所、すなわち開先加工箇所の形状を認識する。データ変換部13は操作入力部4から入力されたNC制御データに修正や追加を行って、NC制御データを変換する。同一形状検出部14は、NC制御データによるレーザの経路において、形状認識部12により認識された加工物と同一の形状を有する加工物を検出する。
The
ここで、開先加工について説明する。レーザ加工機は板状の工作物の加工面に対して、垂直方向にレーザを照射して切断することで、工作物から加工物を切り出し、作製する。したがって、切断面が加工面に対して垂直である加工物が作製される。なお、加工面とは工作物においてレーザが照射される面である。このような加工物をさらに溶接処理を施す場合には、溶接処理を施す箇所を断面形状において斜めに削る、つまり角を落とす必要がある。そして、このように、角を落とす加工を開先加工という。図2は開先加工の種類について説明する図であって、図2(A)はY開先について説明する図であり、図2(B)はV開先について説明する図である。図2(A)および図2(B)は、それぞれ開先加工を施した後の加工物6の断面形状を示す図である。図2(A)に示す開先加工は、加工物6において、その側面の一部を加工面に対して斜めに加工されている。図2(A)に示す開先加工は、Y開先とよばれるものである。Y開先とは、加工物6の側面の一部を残しながら側面を斜めに加工する開先加工である。Y開先において、残した側面部分の厚みをルート量といい、斜めの角度を開先角度という。なお、残した側面、すなわち加工物6に対して垂直である面をルート面という。また、図2(B)に示す開先加工は、加工物6の側面を加工面に対して斜めに加工するものであり、Y開先においてルート量を0とした場合に相当する。図2(B)に示す開先加工は、V開先とよばれるものである。なお、開先の種類は、Y開先およびV開先があり、それらそれぞれに表開先、裏開先がある。さらにその他にK開先、X開先等があるが、これらは、Y開先およびV開先を用いることで実現できる。 Here, the groove processing will be described. A laser beam machine cuts and manufactures a workpiece from a workpiece by irradiating and cutting a laser beam in a vertical direction with respect to a processing surface of a plate-like workpiece. Therefore, a workpiece whose cut surface is perpendicular to the machining surface is produced. The processed surface is a surface on the workpiece that is irradiated with a laser. In the case where such a workpiece is further subjected to a welding process, it is necessary to cut the portion to be welded obliquely in the cross-sectional shape, that is, to drop the corner. And processing which drops a corner in this way is called groove processing. FIG. 2 is a diagram for explaining types of groove processing, FIG. 2 (A) is a diagram for explaining a Y groove, and FIG. 2 (B) is a diagram for explaining a V groove. FIG. 2A and FIG. 2B are views showing the cross-sectional shape of the workpiece 6 after the groove processing, respectively. In the groove processing shown in FIG. 2A, a part of the side surface of the workpiece 6 is processed obliquely with respect to the processing surface. The groove processing shown in FIG. 2A is called a Y groove. The Y groove is a groove process in which the side surface is processed obliquely while leaving a part of the side surface of the workpiece 6. In the Y groove, the remaining thickness of the side surface portion is referred to as a route amount, and an oblique angle is referred to as a groove angle. The remaining side surface, that is, the surface perpendicular to the workpiece 6 is referred to as a root surface. Further, the groove processing shown in FIG. 2 (B) is a method in which the side surface of the workpiece 6 is processed obliquely with respect to the processing surface, and corresponds to a case where the root amount is set to 0 in the Y groove. The groove processing shown in FIG. 2B is called a V groove. Note that the types of groove include a Y groove and a V groove, and each has a front groove and a back groove. In addition, there are a K groove, an X groove, and the like. These can be realized by using a Y groove and a V groove.
図3は開先加工におけるレーザ加工機の動作について説明する図であって、図3(A)は工作物から加工物を切り出す動作を説明するための図であり、図3(B)は加工物を開先加工する動作を説明するための図である。図3(A)に示すように、レーザ加工機のヘッド8から板状の鋼板7の加工面7aに対して、垂直にレーザLを照射することで、鋼板7の照射箇所に孔が形成される。なお、この孔はピアスとよばれている。そして、レーザLが加工面7aに対して垂直である状態を維持したままヘッド8が移動することで、鋼板7におけるレーザLの照射箇所が移動し、鋼板7が切断されていく。
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the laser processing machine in the groove machining, FIG. 3 (A) is a diagram for explaining the operation of cutting out the workpiece from the workpiece, and FIG. 3 (B) is the machining. It is a figure for demonstrating the operation | movement which carries out groove processing of a thing. As shown in FIG. 3A, holes are formed in the irradiated portion of the
所望の形状に切り出された鋼板7は、開先加工が施される。ここでは、Y開先を施すこととする。Y開先においては、ルート面の形状を整えるために、加工面7aに対して垂直に照射されたレーザLによって、再度、鋼板7の切断面を加工する。つまり、レーザLの照射箇所が切断箇所より鋼板7側に所定量(オフセット量)だけ移動して、切断面に沿ってレーザLの照射位置が移動する。これをミゾ加工という。このようにY開先においては、開先加工を施す箇所に関しては、切断した場合と同様にその切断面にレーザLを照射して切断面(ルート面)を整える。そして、図3(B)に示すように、ヘッド8を加工面に対して傾けて、鋼板7にレーザLを照射し、鋼板7aの角部分を切断する。このように、開先加工がなされる。
The
なお、ヘッド8を傾けた状態の加工、つまり開先加工においては、開先加工箇所が直線である場合は、開先加工の前段階である切断加工時の速度から、変更した速度(直線部移動速度)でヘッド8を移動させればよいが、開先加工箇所が曲線、すなわち円弧を含む場合は円弧の大きさに応じて、さらに速度を変更することが好ましい。なお、開先加工は、ヘッド8を傾けて加工することで、切断面に対して7aに対して斜めの切断面を形成することになる。したがって、切断加工時に比べると切断面の面積が大きくなる可能性が高い。そのため、開先加工時のヘッド8の移動速度は、切断加工時に比べて遅くすることが好ましい。なお、開先加工時のヘッド8の移動速度は、開先加工時と切断加工時との切断面の大きさ等から好ましい値が決定される。これら好ましい値は、例えば記憶部5に記憶されていればよい。なお、開先加工時のヘッド8の移動速度は、切断加工時よりも遅くなる場合に限定されるわけではなく、それぞれの条件に応じて適宜好ましい値とすればよい。このように、ヘッド8の移動速度を好ましい値とすることで、より高性能の加工が行われる。
In the machining with the
図4は円弧の形状を示す平面図であって、図4(A)は外Rの鋼板を示す平面図であり、図4(B)は内Rの鋼板を示す平面図である。鋼板7に対して斜めにレーザLを照射する場合(開先加工)は、図4(A)および(B)に示すように、鋼板7の開先加工箇所21が円弧である場合と、開先加工箇所が直線である場合とでは、ヘッド8の移動速度等の加工条件を変更することが好ましい。図4(A)に示すように、鋼板7から外側に凸状に形成された円弧を開先加工箇所21とする場合(以下、外Rという)は、ヘッド8の移動速度(加工速度)を以下の式(1)により算出される値とすることが好ましい。
FIG. 4 is a plan view showing the shape of an arc, FIG. 4 (A) is a plan view showing an outer R steel plate, and FIG. 4 (B) is a plan view showing an inner R steel plate. When the laser beam L is irradiated obliquely to the steel plate 7 (groove processing), as shown in FIGS. 4A and 4B, the
移動速度=直線部移動速度×R/(R−α1(t−r)tanθ)・・・(1)
式(1)において、直線部移動速度は、開先加工箇所が直線の場合のヘッド8の移動速度である。式(1)において、Rは円弧の半径であり、tは鋼板7の板厚であり、rはルート量であり、θは開先角度である。また、α1は偏り係数であり、あらかじめ計測をすることにより求められる値である。
Movement speed = Linear part movement speed × R / (R−α 1 (t−r) tan θ) (1)
In equation (1), the straight line portion moving speed is the moving speed of the
また、図4(B)に示すように、鋼板7から内側に凸状に形成された円弧を開先加工箇所21とする場合(以下、内Rという)は、ヘッド8の移動速度を以下の式(2)により算出される値とすることが好ましい。また、このときの、レーザLの出力は式(3)に、レーザLのパルス周波数は式(4)により算出される値とすることが好ましい。
Further, as shown in FIG. 4B, when a circular arc formed inwardly from the
移動速度=直線部移動速度×R/(R−α4(t−r)tanθ)・・・(2)
出力=直線部出力×R/(R−α2(t−r)tanθ)・・・・・・・(3)
周波数=直線部周波数×R/(R−α3(t−r)tanθ)・・・・・(4)
式(2)において、直線部移動速度は、開先加工箇所が直線の場合のヘッド8の移動速度である。式(3)において、直線部出力は、開先加工箇所が直線の場合の出力である。また、式(4)において、直線部周波数は、開先加工箇所が直線の場合のパルス周波数である。直線部出力および直線部周波数は、開先加工時のヘッド8の移動速度等から好ましい値が決定される。これら好ましい値は、例えば記憶部5に記憶されていればよい。なお、切断加工時に比べて開先加工においてはヘッド8の移動速度を変更すること等により、直線部出力および直線部周波数は、切断加工時の出力および周波数と同じであってもよい。また、式(2)、式(3)および式(4)において、Rは円弧の半径であり、tは鋼板7の板厚であり、rはルート量であり、θは開先角度である。また、α2、α3およびα4はそれぞれ各式の偏り係数であり、あらかじめ計測をすることにより求められる値である。
Movement speed = Linear part movement speed × R / (R−α 4 (t−r) tan θ) (2)
Output = Linear part output × R / (R−α 2 (t−r) tan θ) (3)
Frequency = Linear part frequency × R / (R−α 3 (t−r) tan θ) (4)
In equation (2), the straight line portion moving speed is the moving speed of the
次に、本実施の形態に係る数値制御データ作成装置100の動作について図5を用いて説明する。図5は本実施の形態に係る数値制御データ作成装置の動作を示すフローチャートである。まず、操作者はCADを用いて所望とする加工物の形状を示す図面を作成する。さらにこの図面データからCAMを用いて、所望とする加工物を作製するための加工プログラムであるNC制御データを作成する。なお、この際に、レーザ加工装置のヘッドの移動速度や、レーザの出力およびパルス周波数等の加工条件も入力することで、それらに応じたNC制御データが作成される。
Next, the operation of the numerical control
このNC制御データが、データ入力部1を介して数値制御データ作成装置100に入力される。なお、このNC制御データは、そのままレーザ加工機のNCに入力すれば、CADを用いて作成した図面に表された加工物を作製するようレーザ加工機は動作する。データ入力部1から入力されたNC制御データは、描画データ変換部11において、描画データに変換され、描画データに基づいて、表示部3はレーザの経路を表示する。ここで、表示部3の表示について説明する。図6は本実施の形態に係る数値制御データ作成装置の表示部における表示について説明する図である。図6に示すように、表示部3には、座標と共にレーザの経路が表示される(S101)。レーザの経路は、図6において、N10で示される経路25、N20で示される経路26およびN30で示される経路27からなる。このNC制御データが入力された場合、レーザ加工機は以下に示すように加工を行う。
The NC control data is input to the numerical control
まず、経路25に沿ってレーザが照射される。具体的には、経路25の図における右端から工作物にレーザが照射され、レーザは経路25間に沿って図において右から左へ移動させられる。経路25の左端までレーザが移動すると、レーザの照射が停止される。次に、経路26に沿ってレーザが照射される。具体的には、経路26の図において下方の端部から工作物にレーザが照射され、レーザは経路26間に沿って移動させられる。レーザが経路26の端部まで移動すると、レーザの照射が停止される。次に、経路27に沿ってレーザが照射される。具体的には、経路27の図において上方の端部から工作物にレーザが照射され、レーザは経路27間に沿って図において上から下に移動させられる。このようにして、経路25、経路26および経路27で囲まれた形状の加工物が作製される。
First, laser is irradiated along the
しかし、このNC制御データには開先加工については含まれていない。そこで、操作者が表示部3に表示されている経路25、経路26および経路27を見ながら、例えばマウスにより表示部3に表示されたアイコンを操作して、開先加工を施す箇所を選択する。図7は本実施の形態に係る数値制御データ作成装置の表示部における、開先加工箇所を表示した状態について説明する図である。図7に示すように、表示部3には、経路25および経路26の一部が破線で表されている。図6に示された表示において、操作者は、マウスを用いて開先加工箇所を選択することで、図7に示すように、開先加工箇所が破線で示される。なお、破線等、線種を変えて開先加工箇所を表示する以外に、例えば色を変える等にしても良い。
However, this NC control data does not include groove processing. Accordingly, the operator operates the icon displayed on the
さらに、操作者は操作入力部4であるキーボードを用いて開先条件を入力していく。なお、開先条件の入力は、例えば対話形式としてもよい。すなわち、開先加工箇所を選択すると、開先条件を入力するように、表示部3の画面上にメッセージが表示され、そのメッセージにそって入力を行っていくと必要な開先条件をすべて入力できることとしても良い。
Furthermore, the operator inputs a groove condition using the keyboard which is the operation input unit 4. The input of the groove condition may be, for example, an interactive format. That is, when a groove machining location is selected, a message is displayed on the screen of the
ここで、開先条件としては、開先種類、開先範囲、開先パラメータ、コーナー設定、切り出し設定、切り逃げ設定およびルートカット設定等である。開先種類は、本実施の形態においては上述したように、Y開先およびV開先のみを対象としている。開先範囲は開先加工箇所であり表示部3の画面上ですでに選択している。開先パラメータは、例えば、ルート量、板厚、開先角度およびミゾ加工のオフセット量等の各パラメータである。また、コーナー設定は加工物のコーナー部分(平面視における角部分)の加工方法を設定することであり、加工方法には例えば、ループ、切り抜け、円弧といった設定がある。そして、これらコーナー設定をした場合はそれらに関する各パラメータについても設定をする。また、切り出し設定は、開先加工におけるレーザによる切断を開始する際の条件の設定である。そして、これら切り出し設定をした場合はそれに関する各パラメータに付いても設定をする。また、切り逃げ設定は、開先加工におけるレーザによる切断を終了する際の条件の設定である。そして、これら切り逃げ設定をした場合はそれに関する各パラメータに付いても設定をする。また、ルートカット設定パラメータは、直線形状から円弧形状あるいは円弧形状から直線形状等に開先加工を施す場合に、ルートカットを継続して行うか、あるいは途中でやめて再びルートカットを行うか等の設定を行うパラメータである。なお、これら入力された開先条件は、記憶部5により記憶されることとすればよい。
Here, the groove conditions include a groove type, a groove range, a groove parameter, a corner setting, a cutout setting, a cutout setting, a route cut setting, and the like. As described above, in the present embodiment, the groove type is intended only for the Y groove and the V groove. The groove range is a groove machining location and has already been selected on the screen of the
そして、形状認識部12は選択された開先加工箇所の形状を認識する(S102)。具体的には、直線形状であるか否か、直線形状でない場合は外Rか内Rか、その場合の半径Rの値等を求めておく。なお、これらは、入力されたNC制御データに基づいて求めることができる。
And the
そして、データ変換部13は、入力された開先パラメータのうち、ルート量およびミゾ加工のオフセット量以外をNC制御データに追加する処理を行う(S103)。すなわち、データ変換部13はNC制御データに、開先パラメータを追加して書き換える処理をする。さらに、データ変換部13は入力されたルート量が0よりも大きいか否かについて判断する(S104)。ルート量が0であればY開先ではなく、V開先であると判断できる。なお開先種類も入力されている場合は、V開先であればルート量は0であるとすることとしておけばよい。ルート量が0よりも大きい場合は、データ変換部13はルート量およびミゾ加工のオフセット量をNC制御データに追加する処理を行う(S105)。すなわち、データ変換部13はNC制御データに、ルート量およびミゾ加工のオフセット量を追加して書き換える処理をする。
Then, the
ステップS104でルート量は0よりも大きくないと判断した場合、およびステップS105の後は、データ変換部13は開先加工箇所の形状が外Rまたは内Rか否かを判断する(S106)。データ変換部13が開先加工箇所の形状は外Rまたは内Rであると判断した場合は、さらに開先加工箇所の形状が内Rか否かを判断する(S107)。そして、データ変換部13が開先加工箇所の形状が内Rではない、すなわち外Rであると判断した場合は、記憶部5に記憶されている上記式(1)をNC制御データに追加する処理を行う(S108)。これにより、NC制御データに、加工速度を追加して書き換える処理が施される。なお、式(1)をNC制御データに追加せずに、制御部2において、式(1)を用いて加工速度を算出し、データ変換部13はその値をNC制御データに追加することとしてもよい。ステップS107において、データ変換部13が開先加工箇所の形状が内Rであると判断した場合は、記憶部5に記憶されている上記式(3)および式(4)をNC制御データに追加する処理を行う(S109)。これにより、NC制御データに、レーザの出力およびレーザのパルス周波数を追加して書き換える処理が施される。なお、式(3)および式(4)をNC制御データに追加せずに、制御部2において、式(3)および式(4)を用いてレーザの出力およびパルス周波数を算出し、データ変換部13はその値をNC制御データに追加することとしてもよい。そして、ステップS108へと進む。なお、ステップS109からステップS108へと進んだ場合は、データ変換部13は、記憶部5に記憶されている上記式(2)を式(1)の代わりに用いる。このように、あらかじめ記憶された、加工速度、レーザの出力およびレーザのパルス周波数等の加工条件を表す式を用いることにより、NC制御データにおいて、開先条件に応じて好ましい加工条件を適用させることが可能である。
When it is determined in step S104 that the route amount is not larger than 0, and after step S105, the
ステップS106で開先加工箇所の形状が外Rまたは内Rでないと判断した場合、およびステップS108の後は、データ変換部13はコーナー設定がなされたか否かを判断する(S110)。データ変換部13はコーナー設定がなされていると判断した場合は、コーナー設定を追加する処理を行う(S111)。すなわち、データ変換部13がNC制御データに、コーナー設定を追加して書き換える処理をする。ステップS110でコーナー設定がなされていないと判断した場合、およびステップS111の後は、データ変換部13は切り出し点、切り逃げ点および追加点の設定がそれぞれなされているか否かを判断する(S112)。
If it is determined in step S106 that the shape of the groove machining location is not the outer R or the inner R, and after step S108, the
データ変換部13は切り出し点、切り逃げ点および追加点の設定がそれぞれなされていると判断した場合は、切り出し点、切り逃げ点および追加点のそれぞれをNC制御データに追加する処理を行う(S113)。すなわち、データ変換部13はNC制御データに、切り出し点、切り逃げ点および追加点のそれぞれを追加して書き換える処理をする。以上の処理により、開先加工を含むNC制御データが作成されている。そして、ステップS112で切り出し点、切り逃げ点および追加点の設定がなされていないと判断した場合、およびステップS113の後は、開先加工を含むNC制御データに作成が完了したので、制御部2は作成された開先加工を含むNC制御データを、図示していない出力部から数値制御データ作成装置100の外部に出力する(S114)。出力された、開先加工を含むNC制御データをレーザ加工機に入力することでレーザ加工機は工作物から開先加工および加工物の切り出しを行う。
If the
なお、本実施形態の数値制御データ作成装置100において、作成されたNC制御データは、加工順序についても考慮して作成されている。例えば、開先加工を含む加工時間を、より短縮できるような加工順序とすれば好ましい。また、レーザ加工においては、工作物である鋼板の一部を治具等の固定具によりレーザ加工機のテーブルに固定した状態で、レーザにより鋼板を切断していく。この際に、例えば開先加工前に、加工物を鋼板から完全に切り出してしまうと、加工物がテーブルに固定されない状態となり、正確な開先加工を行うことができないという問題も生じる可能性がある。そこで、このような問題が生じないように、本実施形態の数値制御データ作成装置100においては、加工順序を考慮してNC制御データを作成することが好ましい。
In the numerical control
なお、上述において、データ変換部13は、NC制御データに各開先条件を追加して書き換える処理をするが、具体的には、記憶部5には各開先条件に関するNC制御データの一部があらかじめ記憶されており、そのNC制御データの一部に開先条件を入力して、NC制御データに追加記載することとすればよい。
In the above description, the
さらに、レーザ加工においては、1枚の鋼板から同一形状の加工物を複数枚切り出すことがある。そのような場合に、加工物ごとに開先加工箇所の選択等を行っていては、作業が長時間かかってしまう。そこで、本実施の形態に係る数値制御データ作成装置100においては、1つの加工物について開先加工箇所を選択し、開先条件を入力しておき、操作入力部4により同一形状の加工物については、同一の開先条件である旨の指示を行うと、同一形状検出部14は、入力されたNC制御データを用いて、同一の形状を有する経路を検出し、データ変換部13が、検出した箇所について開先条件を入力した加工物と同一の開先条件および加工条件等を追加するようNC制御データを変換する。つまり、加工物が旋回して配置されていても、形状が同一であれば同一加工物と認識して、すでに開先条件を入力した加工物と同一の開先条件および加工条件等を追加するようNC制御データを変換する。なお、同一の形状の加工物については、その加工プログラムは原点位置を変換し、回転させることで容易に変換することができる。これにより、作業の時間短縮が可能となる。
Furthermore, in laser processing, a plurality of workpieces having the same shape may be cut out from one steel plate. In such a case, if a groove machining location is selected for each workpiece, the work takes a long time. Therefore, in the numerical control
また、例えば、加工条件には加工順序も含まれることとしても良い。本実施の形態に係る数値制御データ作成装置100は、レーザ加工機において効率よく加工がなされるように、好ましい加工順序を選択して、その加工順序となるようなNC制御データを作成することとしてもよい。また、上述のように、レーザ加工機において、加工順序によっては正確な加工をなし得ないという問題が生じる可能性があるが、このような問題が生じないように、好ましい加工順序を選択して、その加工順序となるようなNC制御データを作成することとしてもよい。このような場合は、例えば、記憶部5は好ましい加工工程の組み合わせ等の条件を記憶しておき、データ変換部13が開先加工を含むNC制御データを作成後、そのNC制御データの内容が、記憶した条件と同一の場合には、好ましい加工工程の組み合わせとなるようNC制御データを変換することとすればよい。
Further, for example, the processing order may include the processing order. The numerical control
また、変換されたNC制御データを操作者は表示部3に表示し、キーボード等を用いて、NC制御データを修正等することができることとすることが好ましい。このように、手動でもNC制御データに修正を施すことができるため、所望のNC制御データを作成することができる。また、加工条件についても、操作者が入力できることとし、数値制御データ作成装置が算出した値でない、所望の加工条件を含むNC制御データを作成できることとすればよい。
Further, it is preferable that the operator can display the converted NC control data on the
次に、本実施の形態に係る数値制御データ作成装置100により、変換される前のNC制御データおよび変換された後のNC制御データを示す。図8は、本実施の形態に係る数値制御データ作成装置による変換前後のNC制御データを示す第1の図であって、図8(A)は変換前のNC制御データを示す図であり、図8(B)は変換後のNC制御データを示す図である。また、図9は、本実施の形態に係る数値制御データ作成装置による変換前後のNC制御データを示す第2の図であって、図9(A)は変換前のNC制御データを示す図であり、図9(B)は変換後のNC制御データを示す図である。図8(A)および図8(B)は開先加工箇所が直線形状であり、図9(A)および図9(B)は開先加工箇所が円弧を含む曲線形状である。
Next, the NC control data before being converted and the NC control data after being converted by the numerical control
図8(A)は、位置決め指令、ピアス実行および条件設定、切断指令、切断終了の指示等を与えるものである。図8(B)は、さらにミゾ加工指令、開先範囲の指定、開先加工指令、開先加工における切り逃げ指令等が追加されている。 FIG. 8A gives a positioning command, piercing execution and condition setting, a cutting command, a cutting end instruction, and the like. In FIG. 8B, a groove processing command, designation of a groove range, a groove processing command, a cut-off command in groove processing, and the like are further added.
また図9(A)は、位置決め指令、ピアス実行および条件設定、切断指令、切断終了の指示等を与えるものである。図9(B)は、さらにミゾ加工指令、開先範囲の指定、加工速度の指定、開先加工指令等が追加されている。 FIG. 9A gives a positioning command, piercing execution and condition setting, a cutting command, a cutting end instruction, and the like. In FIG. 9B, a groove processing command, a groove range specification, a processing speed specification, a groove processing command, and the like are further added.
上述のように、本実施の形態に係る数値制御データ変換装置は、開先加工を含むNC制御データを作成できないCAD/CAMシステムによって、作成されたNC制御データをもとに、開先加工を含むNC制御データを容易に作成できる。したがって、現状、使用しているCAD/CAMシステムが開先加工を含むNC制御データを作成できない場合であっても、CAD/CAMシステムを変更することなく、開先加工を含むNC制御データを容易に作成することができる。したがって、新たにCAD/CAMシステムを導入する必要がなく、低コストである上、手間もかからない。また、操作者にとっては算出が困難な加工条件については、自動で設定するので、操作者が加工条件を算出する必要がなく煩わしさがない。また、開先加工を含むNC制御データを容易に作成できるので、開先加工についてもレーザ加工機を自動運転することができ、開先加工を無人化できる。また、開先条件等に応じて好ましい加工条件が設定されるので、さまざまな開先加工に適応できるNC制御データを作成することができる。 As described above, the numerical control data conversion apparatus according to the present embodiment performs groove machining based on the NC control data created by the CAD / CAM system that cannot create NC control data including groove machining. NC control data including it can be created easily. Therefore, even if the CAD / CAM system currently used cannot create NC control data including groove machining, NC control data including groove machining can be easily changed without changing the CAD / CAM system. Can be created. Therefore, it is not necessary to newly introduce a CAD / CAM system, and the cost is low and it does not take time and effort. Further, since machining conditions that are difficult for the operator to calculate are automatically set, there is no need for the operator to calculate the machining conditions and there is no trouble. In addition, since NC control data including groove processing can be easily created, the laser processing machine can be automatically operated for groove processing, and the groove processing can be unmanned. Further, since preferable machining conditions are set according to the groove conditions and the like, it is possible to create NC control data that can be applied to various groove machining.
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および/または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。 In order to express the present invention, the present invention has been properly and fully described through the embodiments with reference to the drawings. However, those skilled in the art can easily change and / or improve the above-described embodiments. It should be recognized that this is possible. Therefore, unless the modifications or improvements implemented by those skilled in the art are at a level that departs from the scope of the claims recited in the claims, the modifications or improvements are not covered by the claims. To be construed as inclusive.
1 データ入力部
2 制御部
3 表示部
4 操作入力部
5 記憶部
6 加工物
7 鋼板
7a 加工面
8 ヘッド
11 描画データ変換部
12 形状認識部
13 データ変換部
14 同一形状検出部
21 開先加工箇所
25、26、27 経路
100 数値制御データ作成装置
L レーザ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Data input
Claims (6)
前記数値制御データによる加工経路を表示する表示部と、
前記表示部に表示された前記加工経路において、開先加工箇所を選択し、該開先加工箇所における開先条件を入力するための操作入力部と、
開先加工箇所の形状および開先条件に対応する加工条件を記憶している記憶部と、
前記操作入力部により選択された前記開先加工箇所の形状を認識する形状認識部と、
前記形状認識部により認識された前記開先加工箇所の形状および該開先加工箇所の前記開先条件に対応する加工条件を記憶部から選択し、前記開先加工箇所を前記開先条件および前記加工条件を用いて加工するように、前記数値制御データを変換するデータ変換部とを備えた、数値制御データ作成装置。 A data input unit for inputting numerical control data for laser processing;
A display unit for displaying a machining path by the numerical control data;
In the machining path displayed on the display unit, an operation input unit for selecting a groove machining location and inputting a groove condition in the groove machining location;
A storage unit storing a machining condition corresponding to the shape of the groove machining part and the groove condition;
A shape recognition unit for recognizing the shape of the groove processing portion selected by the operation input unit;
The shape of the groove machining location recognized by the shape recognition unit and a machining condition corresponding to the groove condition of the groove machining location are selected from the storage unit, and the groove machining location is selected from the groove condition and the groove condition. A numerical control data creation device comprising: a data conversion unit that converts the numerical control data so as to perform processing using processing conditions.
前記データ変換部は、前記開先加工箇所と同一の形状を有する箇所についても、前記入力された前記開先条件および前記記憶部から選択された前記加工条件を用いて加工するように、前記数値制御データを変換する、請求項1に記載の数値制御データ作成装置。 In the machining path by the numerical control data, further comprising the same shape detection unit for detecting a location having the same shape as the groove machining location recognized by the shape recognition unit,
The data conversion unit is configured to process the numerical value so that a part having the same shape as the groove processing part is processed using the input groove condition and the processing condition selected from the storage unit. The numerical control data creation device according to claim 1, wherein the control data is converted.
前記データ変換部は、前記操作入力部により選択された前記開先加工箇所を、前記操作入力部により入力された加工条件および前記操作入力部により入力された前記開先条件を用いて加工するように、前記数値制御データを変換する、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の数値制御データ作成装置。 The operation input unit can also input the processing conditions,
The data conversion unit is configured to process the groove processing portion selected by the operation input unit using the processing condition input by the operation input unit and the groove condition input by the operation input unit. The numerical control data creation device according to claim 1, wherein the numerical control data is converted into a numerical control data.
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