JP2015107511A - パンチ折損検出方法及びレーザ・パンチ複合加工機 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ・パンチ複合加工機におけるパンチの折損を、パンチ折損検出用のセンサを新たに備えることなく、容易に検出することのできるパンチ折損検出方法及びレーザ・パンチ複合加工機を提供する。【解決手段】レーザ・パンチ複合加工機１におけるパンチ、ダイの協働によってパンチング加工を行ったワークの打抜き加工孔位置をレーザ加工位置へ位置決めし、この打抜き加工孔位置へレーザ光を照射して、ワークからの反射光を検出することによってパンチの折損を検出する。また、板状のワークに対してパンチング加工を行うと共にレーザ切断加工を行い、ワークから製品を切断分離して製品の搬出を行うときに、当該製品以外のパンチング加工位置の打抜き加工孔位置をレーザ加工位置へ位置決めし、この打抜き加工孔位置へレーザ光を照射して、ワークからの反射光を検出することによってパンチの折損を検出する。【選択図】図２

Description

本発明は、レーザ・パンチ複合加工機においてパンチの折損を検出方法及びその機能を備えたレーザ・パンチ複合加工機に係り、さらに詳細には、レーザ加工機におけるレーザ光を利用してパンチの折損を検出すると共に、加工位置から製品又はワークの搬出を行う際に、パンチの折損検出を同時的に行うことのできるパンチの折損検出方法及びレーザ・パンチ複合加工機に関する

板状のワークの打抜き加工を行う加工機としてパンチプレスがある。また板状のワークの切断加工を行う加工機としてレーザ加工機がある。そして、パンチプレスとレーザ加工機とを複合化したレーザ・パンチ複合加工機がある。このレーザ・パンチ複合加工機においては、大きな板状のワークに対して必要な箇所にパンチング加工を行った後に、レーザ加工機によって製品となる部分をワークから切断分離して、製品搬出装置によって製品の搬出を行うことが行われている（例えば特許文献１参照）。

また、パンチプレスにおいては、パンチが折損することがあるので、パンチング加工を行った後に、打抜き加工位置をセンサの位置に移動して、パンチが折損したか否かの検出が行われている（例えば特許文献２参照）。

特開平８−２４３９６４号公報 特開平７−５１７６４号公報

前記特許文献１に記載されているように、レーザ・パンチ複合加工機におけるレーザ加工位置、パンチング加工位置の前側には板状のワークを支持するワークテーブルが備えられている。また、レーザ・パンチ複合加工機には、前記加工位置に対してワークを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を備えられている。このワーク移動位置決め装置は、左右方向（Ｘ軸方向）に長いキャリッジベースが前後方向（Ｙ軸方向）へ移動位置決め自在に備えられている。そして、このキャリッジベースには、ワークをクランプ自在な複数のワーククランプを備えたキャリッジが左右方向へ移動位置決め自在に備えられている。このキャリッジに備えられた複数のワーククランプは、キャリッジに対して左右方向へ位置調節自在に備えられている。

したがって、複数の前記ワーククランプによってワークのＹ軸方向の一側縁（前側縁）をクランプした状態においてキャリッジベースをＹ軸方向（前後方向）へ移動位置決めし、キャリッジをＸ軸方向（左右方向）へ移動位置決めすることにより、前記加工位置に対してワークをＸ、Ｙ軸方向へ移動位置決めすることができるものである。そして、ワークに対してパンチング加工を行った後に、上記パンチング加工位置を含む範囲のレーザ切断加工を行うことにより、ワークからパンチング加工を行った製品を切断分離することができるものである。

この際、ワークから製品を切断分離する毎に、複合加工機のＸ軸方向の一側に備えた製品搬出装置によって搬出することができる。また、ワークと製品とをミクロジョイント（微細な接続部）を介して接続した状態に切断加工することにより、ワークと製品とを一体的に搬出することができるものである。

ところで、特許文献１に記載の構成においては、パンチの折損を検出するパンチ折損検出機能を有するものでないから、製品に対するパンチング加工時に、打抜き加工が不完全な場合に、不良品が生じる、という問題がある。

前記特許文献２に記載の発明は、板状のワークに対してパンチング加工を行った後に、ワークの確認パンチエリアにパンチング加工を行う。そして、パンチプレスに備えたセンサの位置へ前記パンチエリアを位置決めし、当該パンチエリアに打抜き加工を行った確認孔が打抜かれているか否かを検出することにより、パンチの折損を検出するものである。

したがって、前記特許文献１に記載の発明と、特許文献２に記載の発明とを組合せることにより、レーザ・パンチ複合加工機におけるパンチの折損を検出することができることになる。この場合、パンチの折損を検出するためのセンサを、レーザ・パンチ複合加工機に新たに備える必要があり、レーザ・パンチ複合加工機の一部に改良を加える必要がある。また、ワークの搬出工程時に、センサの位置へ前記確認パンチエリアを位置決めする必要があり、ワークの搬出時間が長くなる。したがって、多数ロットの加工を行うときの能率向上を図る上において問題がある。

本発明は前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、レーザ・パンチ複合加工機におけるパンチ折損検出方法であって、パンチ、ダイの協働によってパンチング加工を行ったワークの打抜き加工孔位置をレーザ加工位置へ位置決めし、この打抜き加工孔位置へレーザ光を照射して、ワークからの反射光を検出することによってパンチの折損を検出することを特徴とするものである。

また、レーザ・パンチ複合加工機におけるパンチ折損検出方法であって、板状のワークに対してパンチング加工を行うと共にレーザ切断加工を行い、ワークから製品を切断分離して製品の搬出を行うときに、当該製品以外のパンチング加工位置の打抜き加工孔位置をレーザ加工位置へ位置決めし、この打抜き加工孔位置へレーザ光を照射して、ワークからの反射光を検出することによってパンチの折損を検出することを特徴とするものである。

また、前記パンチ折損検出方法において、前記レーザ加工位置へ位置決めする打抜き加工孔の加工位置は、搬出する製品以外であって、かつ製品の搬出方向の反対側の位置であることを特徴とするものである。

また、前記パンチ折損検出方法において、前記打抜き加工孔位置に対するレーザ光の照射は、ワークのレーザ切断加工時のレーザ出力よりも低出力で行うことを特徴とするものである。

また、板状のワークに対してパンチング加工を行うパンチング加工位置と、レーザ加工を行うレーザ加工位置とに対してワークを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を備えると共に、前記ワークから切断分離された製品又はワークをＸ軸方向へ搬出自在な製品搬出装置を備えたレーザ・パンチ複合加工機であって、当該レーザ・パンチ複合加工機の動作を制御する制御装置を備え、この制御装置は、前記ワークから切断分離された製品又はワークを、前記製品搬出装置によって搬出するときに、前記ワーク移動位置決め装置に備えたワーククランプにクランプされているワーク又は製品に加工されている打抜き加工孔位置をレーザ加工位置へ位置決めするパンチ折損検出動作手段を備えていることを特徴とするものである。

本発明によれば、レーザ加工機においてレーザ光の反射光を検出する機能を利用して、パンチの折損を検出するものであるから、新たなセンサは不用であり、容易に実施可能なものである。また、ワーク又は製品の搬出を行うときに、同時的にパンチの折損を検出することができ、能率向上を図ることができるものである。

本発明の実施形態に係るレーザ・パンチ複合加工機を概念的、概略的に示した平面説明図である。 パンチ折損検出とワーク等の搬出とを同時に行い得ることの説明図である。 パンチ折損検出とワーク等の搬出とを同時に行い得ることの説明図である。 制御装置の構成を示す機能ブロック図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態に係るレーザ・パンチ複合加工機について説明するに、レーザ・パンチ複合加工機の全体的構成は既によく知られた構成である。しかし、理解を容易にするために、レーザ・パンチ複合加工機の全体的構成について概略的に説明することにする。

図１に平面図でもって概略的に示すように、レーザ・パンチ複合加工機１は、門型のフレーム３を備えており、このフレーム３には、板状のワークＷに打抜き加工を行うパンチＰ、ダイＤを備えた上下のタレット５Ｕ，５Ｌを回転割出し自在に備えている。そして、前記フレーム３には、パンチング加工位置７に割出し位置決めされたパンチＰを打圧するストライカ（図示省略）が上下動自在に備えられている。

また、前記フレーム３には、前記ワークＷのレーザ切断加工を行うためのレーザ加工ヘッド９が備えられている。このレーザ加工ヘッド９は、前記パンチング加工位置７に対してＸ軸方向にオフセットした位置においてＹ軸方向へ移動位置決め自在に備えられている。そして、このレーザ加工ヘッド９は、適宜のレーザ発振器（図示省略）と光学的に接続してある。

また、前記フレーム３には、Ｘ軸方向（左右方向）に長いキャリッジベース１１がＹ軸方向（前後方向）へ移動位置決め自在に備えられており、このキャリッジベース１１には、前記フレーム３の左右両側に位置するワークテーブル１３が一体的に備えられている。また、前記キャリッジベース１１には、キャリッジ１５が左右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１５には、前記ワークＷの前側縁（Ｙ軸方向の一側縁）を把持自在な複数のワーククランプ１７が左右方向へ位置調節自在に備えられている。

さらに、前記レーザ・パンチ複合加工機１には、ワーク又はワークから切断分離した製品をＸ軸方向へ搬出自在な製品搬出手段（製品搬出装置）１９がＸ、Ｙ、Ｚ軸方向へ移動位置決め自在に備えられている。また、前記レーザ・パンチ複合加工機１には、当該レーザ・パンチ複合加工機１及び前記製品搬出装置１９の動作の制御を行う制御装置２１が備えられている。

前記構成において、制御装置２１の制御の下に、上下のタレット５Ｕ，５Ｌに備えたパンチＰ，ダイＤをパンチング加工位置７に割出し位置決めする。そして、上記パンチング加工位置７に対してワークＷの移動位置決めを行い、ストライカによってパンチＰの打圧を行うことにより、パンチＰ，ダイＤの協働によってワークＷに各種のパンチング加工を行うことができる。

その後、ワークＷにパンチング加工を行った必要箇所をレーザ加工ヘッド９に対応した位置に位置決めしてレーザ切断加工を行うことにより、ワークＷから製品を切断分離することができる。そして、製品搬出手段１９によって、切断分離した製品又はスケルトン状のワークＷを、前記パンチング加工位置、レーザ加工位置からＸ軸方向へ搬出することができる。

ところで、上下のタレット５Ｕ，５Ｌに備えたパンチＰ，ダイＤの協働によってパンチング加工を行った後に、パンチＰの折損を検出する場合には、図２（Ａ）に概念的、概略的に示すように、複数のワーククランプ１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃのうち、左側のワーククランプ１７Ｃ（製品搬出装置１９から最も離れた位置のワーククランプ）によって、ワークＷから切断分離される部分（分割片２３の位置、製品となる部分又はスクラップとなる部分で、製品等を搬出する方向の反対側の位置である）をクランプする。

そして、ワークＷの必要箇所にパンチング加工を行うと共に、前記分割片２３の位置をパンチング加工位置７に位置決めして、分割片２３にパンチング加工を行う（図２（Ｂ）参照）。その後、レーザ加工ヘッド９に対してワークＷの位置決めを行って、ワークＷから分割片２３を切断分離する（図２（Ｃ）参照）。上述のように、ワークＷから分割片２３を切断分離した後、製品搬出装置１９を移動して、ワークＷを保持する。そして、ワーククランプ１７Ａ，１７ＢによるワークＷのクランプを解除し、前記製品搬出装置１９によってワークＷの搬出を行う（図２（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）参照）。

上述のように、製品搬出装置１９によってワークＷの搬出を開示すると同時に、又は同時的に、前記分割片２３に打抜き加工された孔の位置をレーザ加工ヘッド９の下方位置へ相対的に位置決めする。そして、レーザ加工ヘッド９からワークＷの打抜き加工孔位置へレーザ光を照射する。この際のレーザ光は、ワークＷのレーザ切断加工を行うレーザ光の出力よりも低出力で行う。そして、レーザ加工ヘッド９内に備えられている反射光検出センサ（図示省略：レーザ加工機におけるレーザ加工ヘッド内に反射光検出センサを備えていることは一般的な構成である）によって反射光を検出したときには、パンチング加工を行ったパンチＰは折損しているものとして検出されるものである。

以上のごとき説明から理解されるように、レーザ・パンチ複合加工機１においてパンチＰの折損を検出する場合、レーザ加工ヘッド９に備えられている反射光検出センサをそのまま利用してパンチＰの折損を検出するものであるから、レーザ・パンチ複合加工機１に対して新たなセンサを追加することなく容易に実施可能なものである。そして、パンチＰの折損検出は、ワークＷの搬出時に同時に行うことができ、能率向上を図ることができるものである。なお、パンチＰの折損を検出した場合には、例えばパンチ交換などの必要な処理を行うものである。

ところで、レーザ・パンチ複合加工機１によって、図３に示すように、ワークＷから製品Ｗ１〜Ｗ９を切断分離して、製品搬出装置１９によって搬出する場合、製品Ｗ１〜Ｗ９の領域に、それぞれ予めパンチング加工を行う。そして、同一の製品Ｗ１〜Ｗ９をレーザ切断加工することにより、順次分離する。そして、製品Ｗ１〜Ｗ９を製品搬出装置１９によって順次搬出することがある。

上述の場合、製品搬出装置１９によって製品Ｗ１の搬出を行うときに、隣接した同一の製品Ｗ２の打抜き加工孔の位置をレーザ加工ヘッド９の下方位置へ相対的に位置決めしてパンチＰの折損を検出することができる。この際、製品Ｗ２によってパンチＰの折損が検出されなかった場合には、製品Ｗ１のパンチング加工は正常に行われたことになる。すなわち、パンチング加工順に製品を切断分離して搬出するとき、隣接した製品の打抜き加工孔を利用してパンチＰの折損を検出することができる。

上述の場合、製品を搬出する際に、製品が良品であるか不良品であるかを判別できることとなり、不良品を次工程へ搬出することを防止することができるものである。したがって、次工程において、パンチ折損に起因する不良品の発生を防止できることとなり、歩留りの向上を図ることができるものである。

前記制御装置２１はコンピュータから構成してあって、ＣＰＵ２５、ＲＡＭ２７、ＲＯＭ２９、入力手段３１、表示手段３３を備えている。さらに、制御装置２１は、ワークＷのパンチング加工及びレーザ切断加工を行うための加工プログラムを格納した加工プログラムメモリ３５を備えている。また、制御装置２１は、前記加工プログラムによってパンチング加工が行われる打抜き加工孔位置のデータを格納したパンチング加工位置データメモリ３７が備えられている。

さらに、前記制御装置２１には、パンチ折損検出対応メモリ３９が備えられている。このパンチ折損検出対応メモリ３９には、レーザ加工ヘッド９に対応した位置へ位置決めしてパンチＰの折損を検出するための、打抜き加工孔の位置データが格納されている。換言すれば、前述したように、製品Ｗ１の搬出を行うときに、パンチＰの折損を検出するために、例えば製品Ｗ２において製品Ｗ１と共通の打抜き加工孔の位置データ、すなわち、搬出する製品又はワークにパンチング加工を行ったパンチＰに対応してパンチＰの折損検出を行うための打抜き加工孔の位置データが格納されている。

また、前記制御装置２１には、パンチ折損検出動作データメモリ４１が備えられている。このパンチ折損検出動作データメモリ４１には、前記パンチ折損検出対応メモリ３９に格納されている打抜き加工孔の位置データに基づいて、当該打抜き加工孔の位置をレーザ加工ヘッド９に対して相対的に位置決めするデータが格納されている。すなわち、前述したように、例えば製品Ｗ１の搬出を行うときに、製品Ｗ１にパンチング加工を行ったパンチＰによる共通の、製品Ｗ２の打抜き加工孔位置をレーザ加工ヘッド９に対して相対的に移動位置決めするための移動動作データ、すなわち、搬出する製品又はワークに対応してパンチＰの折損を行うための打抜き加工孔の位置をレーザ加工ヘッド９に対して相対的に移動位置決めするための移動動作データが、前記パンチ折損検出動作データメモリ４１に格納されている。

したがって、前述したように、ワークＷから分割片２３を分割してワークＷの搬出を行うとき、分割片２３に加工された打抜き加工孔の位置がレーザ加工ヘッド９に対応して相対的に移動位置決めされて、パンチＰの折損の検出動作が行われるものである。

また、前述したように、ワークＷから製品Ｗ１を切断分離して搬出する場合には、この製品Ｗ１の搬出時にパンチＰの折損を検出するために、製品Ｗ２において対応する打抜き加工孔の位置がパンチ折損検出対応メモリ３９に格納されているものである。そして、前記パンチ折損検出動作データメモリ４１には、製品Ｗ１の搬出時に、製品Ｗ２に加工された対応する打抜き加工孔位置をレーザ加工ヘッド９に対して相対的に移動位置決めするための移動動作データが格納されている。そして、このパンチ折損検出動作データメモリ４１に格納されている移動動作データに基づいて、製品Ｗ２において対応する打抜き加工孔の位置がレーザ加工ヘッド９に対して相対的に移動位置決めされて、パンチＰの折損が検出されるものである。

以上のごとき説明から理解されるように、ワーク又は製品の搬出と同時的に、レーザ加工ヘッド９から予め加工された打抜き加工孔の位置へレーザ光を照射して反射光を検出することによって、パンチＰの折損を検出するものである。したがって、レーザ・パンチ複合加工機に対して新たなセンサを追加するなどの改良を行うことなしに、レーザ・パンチ複合加工機によってパンチの折損検出を容易に行い得るものである。そして、パンチの折損検出は、例えば製品の搬出と同時に行うことができ、能率向上を図ることができるものである。

１ レーザ・パンチ複合加工機
７ パンチング加工位置
９ レーザ加工ヘッド
１７ ワーククランプ
１９ 製品搬出手段（製品搬出装置）
２１ 制御装置
３５ 加工プログラムメモリ
３７ パンチング加工位置メモリ

Claims (5)

1. レーザ・パンチ複合加工機におけるパンチ折損検出方法であって、パンチ、ダイの協働によってパンチング加工を行ったワークの打抜き加工孔位置をレーザ加工位置へ位置決めし、この打抜き加工孔位置へレーザ光を照射して、ワークからの反射光を検出することによってパンチの折損を検出することを特徴とするパンチ折損検出方法。
2. レーザ・パンチ複合加工機におけるパンチ折損検出方法であって、板状のワークに対してパンチング加工を行うと共にレーザ切断加工を行い、ワークから製品を切断分離して製品の搬出を行うときに、当該製品以外のパンチング加工位置の打抜き加工孔位置をレーザ加工位置へ位置決めし、この打抜き加工孔位置へレーザ光を照射して、ワークからの反射光を検出することによってパンチの折損を検出することを特徴とするパンチ折損検出方法。
3. 請求項１又は２に記載のパンチ折損検出方法において、前記レーザ加工位置へ位置決めする打抜き加工孔の加工位置は、搬出する製品以外であって、かつ製品の搬出方向の反対側の位置であることを特徴とするパンチ折損検出方法。
4. 請求項１、２又は３に記載のパンチ折損検出方法において、前記打抜き加工孔位置に対するレーザ光の照射は、ワークのレーザ切断加工時のレーザ出力よりも低出力で行うことを特徴とするパンチ折損検出方法。
5. 板状のワークに対してパンチング加工を行うパンチング加工位置と、レーザ加工を行うレーザ加工位置とに対してワークを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を備えると共に、前記ワークから切断分離された製品又はワークをＸ軸方向へ搬出自在な製品搬出装置を備えたレーザ・パンチ複合加工機であって、当該レーザ・パンチ複合加工機の動作を制御する制御装置を備え、この制御装置は、前記ワークから切断分離された製品又はワークを、前記製品搬出装置によって搬出するときに、前記ワーク移動位置決め装置に備えたワーククランプにクランプされているワーク又は製品に加工されている打抜き加工孔位置をレーザ加工位置へ位置決めするパンチ折損検出動作手段を備えていることを特徴とするレーザ・パンチ複合加工機。

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