JP2017209692A - Machine tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属の材料を加工する工作機械に関する。 The present invention relates to a machine tool for processing a metal material.
金属の材料を加工する工作機械として、材料をレーザ光で切断するレーザ加工機、材料をパンチ金型とダイ金型とで挟んで折り曲げる曲げ加工機、材料をレーザ光で溶接するレーザ溶接機が普及している。 As machine tools for processing metal materials, there are laser processing machines that cut materials with laser light, bending machines that fold materials by sandwiching them between punch dies and die dies, and laser welding machines that weld materials with laser light. It is popular.
工作機械は、加工しようとしている材料の材質及び板厚に応じた加工条件で材料を加工することが必要である。オペレータは材料の材質及び板厚を選択して工作機械に設定し、工作機械は選択された材質及び板厚に対応する加工条件で材料を加工する。これにより、工作機械は材料を適切に加工することができる。 A machine tool is required to process a material under processing conditions according to the material and thickness of the material to be processed. The operator selects the material and plate thickness of the material and sets them on the machine tool, and the machine tool processes the material under the processing conditions corresponding to the selected material and plate thickness. Thereby, the machine tool can process material appropriately.
しかしながら、厳密には、例えば板厚10mmの材料を加工する場合、実際の材料の板厚は日本工業規格(JIS)で幅1600mm未満の板材であれば±0.55mmの板厚のばらつきが許容されているから、材料が適切に加工されないことがある。また、材料である金属の組成(成分の構成または比率)にばらつきがあれば、同様に材料が適切に加工されないことがある。つまり、材料は、同じ板厚または材質を示したとしても、国もしくは地域、または、鋼材製造会社によりその板厚または組成にばらつきがある。オペレータは、その材料の板厚または組成のばらつきに応じて、加工条件を微調整しなければならない。 However, strictly speaking, for example, when processing a material with a thickness of 10 mm, if the actual thickness of the material is a plate material with a width of less than 1600 mm according to the Japanese Industrial Standard (JIS), a variation in thickness of ± 0.55 mm is acceptable. Therefore, the material may not be processed properly. Further, if there is a variation in the composition of the metal that is the material (component composition or ratio), the material may not be processed appropriately as well. That is, even if the material shows the same plate thickness or material, the plate thickness or composition varies depending on the country or region or the steel material manufacturing company. The operator must finely adjust the processing conditions according to variations in the thickness or composition of the material.
本発明は、材料に板厚または組成のばらつきがあっても材料を適切に加工することができる工作機械を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a machine tool capable of appropriately processing a material even when the thickness or composition of the material varies.
本発明は、加工機本体によって加工される材料の材質と板厚との複数の組に対応させた加工条件を示す加工条件テーブルを保持する加工条件テーブル保持部と、前記加工機本体によって加工しようとする加工対象の材料の材質と板厚との組を前記加工条件テーブルより選択する操作部と、前記加工対象の材料の材質を分析した材質データと、前記加工対象の材料の板厚を測定した板厚データとを参照して、前記操作部によって選択されて前記加工条件テーブル保持部より読み出された加工条件を修正する加工条件修正部と、前記加工条件修正部によって修正された加工条件に基づいて、前記加工機本体による前記加工対象の材料を加工するよう制御する加工制御部とを備えることを特徴とする工作機械を提供する。 The present invention provides a processing condition table holding unit for holding a processing condition table indicating processing conditions corresponding to a plurality of sets of material and plate thickness of a material processed by the processing machine body, and processing by the processing machine body. An operation unit that selects a set of material and plate thickness of the material to be processed from the processing condition table, material data obtained by analyzing the material of the material to be processed, and measurement of the plate thickness of the material to be processed The processing condition correction unit that corrects the processing condition selected by the operation unit and read from the processing condition table holding unit with reference to the plate thickness data, and the processing condition corrected by the processing condition correction unit And a processing control unit that controls to process the material to be processed by the processing machine main body.
また、本発明は、加工対象の材料の材質を分析する材質分析器と、前記加工対象の材料の板厚を測定する板厚測定器と、加工機本体によって加工される材料の材質と板厚との複数の組に対応させた加工条件を示す加工条件テーブルを保持する加工条件テーブル保持部と、前記加工機本体によって加工しようとする加工対象の材料の材質と板厚との組を前記加工条件テーブルより選択する操作部と、前記操作部によって選択された材質と板厚との組が、前記材質分析器によって分析された前記加工対象の材料の材質と前記板厚測定器によって測定された前記加工対象の材料の板厚との組と一致しているか否かを判定する一致・不一致判定部とを備えることを特徴とする工作機械を提供する。 The present invention also includes a material analyzer for analyzing the material of the material to be processed, a plate thickness measuring device for measuring the plate thickness of the material to be processed, and the material and plate thickness of the material processed by the processing machine body. A processing condition table holding unit for holding a processing condition table indicating processing conditions corresponding to a plurality of sets, and a set of material and plate thickness of a material to be processed to be processed by the processing machine body. The operation unit selected from the condition table, and the set of the material and the plate thickness selected by the operation unit were measured by the material and the plate thickness measuring instrument analyzed by the material analyzer. There is provided a machine tool comprising a match / mismatch determination unit that determines whether or not the set matches the thickness of the material to be processed.
本発明の工作機械によれば、材料に板厚または組成のばらつきがあっても材料を適切に加工することができる。 According to the machine tool of the present invention, the material can be processed appropriately even if the material has a variation in plate thickness or composition.
以下、一実施形態の工作機械について、添付図面を参照して説明する。図1において、一実施形態の工作機械は、金属の板材である材料をレーザ光で切断するレーザ加工機10、材料をパンチ金型とダイ金型とで挟んで折り曲げる曲げ加工機20、材料をレーザ光で溶接するレーザ溶接機30とのうちの少なくとも1つである。なお、レーザ加工機、曲げ加工機、レーザ溶接機はいずれも広義の加工機の例である。
Hereinafter, a machine tool according to an embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. In FIG. 1, a machine tool according to an embodiment includes a
レーザ加工機10と曲げ加工機20とレーザ溶接機30とはサーバ40に接続され、サーバ40を介して互いに接続されている。レーザ加工機10と曲げ加工機20とレーザ溶接機30とが、サーバ40を介さず直接的に接続されていてもよい。サーバ40には、プリンタ50が接続されている。例えば、レーザ加工機10と曲げ加工機20とレーザ溶接機30とは加工現場に設置され、サーバ40及びプリンタ50は事務所内に設置されている。
The
サーバ40は、インターネット等のネットワーク60を介して外部のサーバ70と接続されていてもよい。サーバ70は、工作機械メーカが管理するサーバであってもよい。
The
レーザ加工機10によって所定の形状に切断された材料は、曲げ加工機20によって所定の形状に曲げ加工される。曲げ加工機20によって曲げ加工された材料は、レーザ溶接機30によって所定の箇所が溶接されて製品となる。
The material cut into a predetermined shape by the
レーザ加工機10は、レーザ加工機本体11と、レーザ加工機本体11を制御するNC装置12と、NC装置12に対する所定の入力のために操作する操作部と各種の情報を表示する表示部とが一体とされた操作・表示部13とを備える。操作・表示部13は、操作部と表示部とが別体であってもよい。また、別に設置された図示していないコンピュータによって生成された所定の入力データが、サーバ40を介してNC装置12に入力されてもよい。
The
レーザ加工機10は、さらに、レーザ加工機本体11によって加工しようとする加工対象の材料の材質を分析する材質分析器151と、加工対象の材料の板厚を測定する板厚測定器152とを備える。
The
材質分析器151は、一例として蛍光X線分析装置である。蛍光X線分析装置は、例えば、株式会社リガクからNiton携帯型成分分析計XL2シリーズ、株式会社堀場製作所からハンドヘルド型蛍光X線分析装置MESA−800が発売されている。材質分析器151はこれらの製品を応用することにより実現できる。板厚測定器152は、一例として超音波厚さ計である。超音波厚さ計は、例えば、オリンパス株式会社から超音波厚さ計45MGとして発売されている。板厚測定器152は、この製品を応用することにより実現できる。
The
材質分析器151は、材料である金属の組成(成分の構成、成分量、及び成分比率)を分析し、金属の組成を示す材質データをNC装置12及び板厚測定器152に供給する。板厚測定器152は、材質データに基づいて材料を伝搬する超音波の音速を求めて、材料の板厚を測定する。よって、板厚測定器152は、材料の板厚を正確に測定することができる。板厚測定器152は、測定した材料の板厚を示す板厚データをNC装置12に供給する。
The
板厚測定器152として、超音波厚さ計以外を用い、材質データを用いなくても材料の板厚を正確に測定することができる場合には、材質データを板厚測定器152に供給する必要はない。
When the thickness of the material can be accurately measured without using the material data as the thickness measuring
NC装置12は、レーザ加工機本体11が材料を加工するときに、材質データと板厚データとの少なくとも一方に基づいて加工条件を修正し、修正した加工条件に基づいて材料を加工させるようレーザ加工機本体11を制御することがある。
When the laser
NC装置12は、材質データ及び板厚データをサーバ40に供給する。レーザ加工機10が複数の異なる材料を加工するときには、NC装置12は、それぞれの材料の材質データ及び板厚データをサーバ40に供給する。サーバ40は、供給された材料の材質データ及び板厚データを保持する。
The NC
図2を用いて、レーザ加工機10の好ましい構成例を説明する。図2において、レーザ加工機10は、材質分析器151及び板厚測定器152に加えて、表面状態測定器153と、膜厚測定器154と、非接触式温度計155とを備える。
A preferred configuration example of the
表面状態測定器153は、加工対象の材料の色と光沢と光の反射率とのうちの少なくとも1つを測定して表面状態測定データをNC装置12に供給する。膜厚測定器154は、加工対象の材料の表面に形成されている被膜の膜厚を測定して膜厚測定データをNC装置12に供給する。材料の表面に形成されている被膜とは、例えば防錆用の被膜である。非接触式温度計155は、加工対象の材料の温度を測定して温度データをNC装置12に供給する。
The surface
表面状態測定器153は、例えば分光測色計またはアピアランスアナライザである。分光測色計は、例えば、コニカミノルタ株式会社からCM−700dまたはCM−600dとして発売されている。アピアランスアナライザ、例えば、コニカミノルタ株式会社からRhopoint IQ−Sとして発売されている。表面状態測定器153は、これらの製品を応用することにより実現できる。
The surface
膜厚測定器154は、例えば、反射分光膜厚測定器、電磁式膜厚計、渦電流式膜厚計である。反射分光膜厚測定器は、例えば、レーザーテック株式会社からハイブリッドレーザーマイクロスコープとして発売されている。電磁式膜厚計及び渦電流式膜厚計は、例えば、株式会社サンコウ電子研究所から発売されている。膜厚測定器154は、これらの製品を応用することにより実現できる。
The film
非接触式温度計155は、一例として非接触式赤外放射温度センサである。非接触式赤外放射温度センサは、例えば、株式会社センテックから発売されている。非接触式温度計155は、この製品を応用することにより実現できる。
The
NC装置12は、レーザ加工機本体11が材料を加工するときに、材質データと板厚データとの少なくとも一方に加えて、表面状態測定データと温度データとの少なくとも一方基づいて加工条件を修正し、修正した加工条件に基づいて材料を加工させるようレーザ加工機本体11を制御することがある。
When the laser
NC装置12は、材質データ、板厚データ、及び膜厚測定データをサーバ40に供給する。レーザ加工機10が複数の異なる材料を加工するときには、NC装置12は、それぞれの材料の材質データ、板厚データ、及び膜厚測定データをサーバ40に供給する。サーバ40は、供給された材料の材質データ、板厚データ、及び膜厚測定データを保持する。膜厚測定データは、レーザ溶接機30において用いられる。
The
膜厚測定器154が出力する膜厚測定データはレーザ溶接機30において用いられることから、図3に示すように、膜厚測定器154をレーザ溶接機30に設けてもよい。
Since the film thickness measurement data output from the film
図1に戻り、曲げ加工機20は、曲げ加工機本体21と、曲げ加工機本体21を制御するNC装置22と、NC装置22に対する所定の入力のために操作する操作部と各種の情報を表示する表示部とが一体とされた操作・表示部23とを備える。操作・表示部23は、操作部と表示部とが別体であってもよい。同様に、別に設置された図示していないコンピュータによって生成された所定の入力データが、サーバ40を介してNC装置22に入力されてもよい。
Returning to FIG. 1, the bending
操作・表示部23によって加工対象の材料の材質データ及び板厚データを読み出す指示がなされると、NC装置22は、サーバ40より加工対象の材料の材質データ及び板厚データを読み出して保持する。
When the operation /
NC装置22は、曲げ加工機本体21が材料を曲げ加工するときに、材質データと板厚データとの少なくとも一方に基づいて加工条件を修正し、修正した加工条件に基づいて材料を曲げ加工させるよう曲げ加工機本体21を制御することがある。
When the bending
NC装置22がサーバ40より加工対象の材料の材質データ及び板厚データを読み出す代わりに、NC装置22が材質分析器151及び板厚測定器152を備えて、加工対象の材料の材質を分析し、板厚を測定してもよい。NC装置22がサーバ40より加工対象の材料の材質データ及び板厚データを読み出せば、NC装置22は材質分析器151及び板厚測定器152を備える必要がないから、サーバ40より加工対象の材料の材質データ及び板厚データを読み出す方が好ましい。
Instead of the
レーザ溶接機30は、レーザ溶接機本体31と、レーザ溶接機本体31を制御するNC装置32と、NC装置32に対する所定の入力のために操作する操作部と各種の情報を表示する表示部とが一体とされた操作・表示部33とを備える。操作・表示部33は、操作部と表示部とが別体であってもよい。レーザ溶接機本体31も加工機本体に含まれる。また同様に、別に設置された図示していないコンピュータによって生成された所定の入力データが、サーバ40を介してNC装置32に入力されてもよい。
The
レーザ加工機10が図2のように構成されている場合、操作・表示部33によって加工対象の材料の材質データと板厚データと膜厚測定データとを読み出す指示がなされると、NC装置32は、サーバ40よりそれらのデータを読み出して保持する。レーザ溶接機30が図3のように構成されている場合、NC装置32は、サーバ40より材質データ及び板厚データを読み出し、膜厚測定器154より出力された膜厚測定データを保持する。
When the
NC装置32は、レーザ溶接機本体31が材料を溶接するときに、材質データと板厚データと膜厚測定データに基づいて加工条件を修正し、修正した加工条件に基づいて材料を溶接するようレーザ溶接機本体31を制御することがある。
When the laser
図4を用いて、レーザ加工機10のNC装置12の機能的な構成及び動作を説明する。図4は、レーザ加工機10が図1のように構成されている場合を示している。図4に示すように、NC装置12は、複数の材質と板厚との組それぞれに加工条件を対応させた加工条件テーブルを保持する加工条件テーブル保持部121を有する。
The functional configuration and operation of the
ここでの材質とは材料の金属の種類であり、軟鋼板、ステンレス板、アルミニウム板等である。加工条件とは、材料を加工するときの少なくともレーザパワーである。加工条件とは、レーザパワーの他に、レーザビームの移動速度、集光レンズの種類、焦点位置補正、ノズル径、アシストガス種、アシストガス圧の少なくとも1つを含んでもよい。 The material here refers to the kind of metal of the material, such as a mild steel plate, a stainless steel plate, and an aluminum plate. The processing condition is at least laser power when processing the material. The processing conditions may include at least one of a laser beam moving speed, a type of condensing lens, focal position correction, a nozzle diameter, an assist gas type, and an assist gas pressure in addition to the laser power.
操作・表示部13は、複数の材質と板厚との組を表示する。例えば、板厚10mmの軟鋼板を切断するとき、オペレータは材質として軟鋼板を選択し、板厚として10mmを選択する。
The operation /
材質分析器151及び板厚測定器152は、予め、レーザ加工機本体11に配置された加工対象の材料の材質を分析し板厚を測定して、材質データ及び板厚データを一致・不一致判定部122及び加工条件修正部123に供給する。一致・不一致判定部122及び加工条件修正部123は、材質データ及び板厚データを保持する。
The
オペレータが材質及び板厚を選択すると、材質及び板厚を示す情報は一致・不一致判定部122に供給され、選択された材質及び板厚に対応する加工条件は加工条件修正部123に供給される。
When the operator selects the material and the plate thickness, the information indicating the material and the plate thickness is supplied to the coincidence /
オペレータが軟鋼板を選択している一方で、材質分析器151より供給された材質データが例えばアルミニウムを示すとすると、レーザ加工機本体11に配置された材料が誤っているかオペレータの材料の選択が間違っているということである。この場合、一致・不一致判定部122は材質と板厚との組のうちの材質が不一致であると判定して、操作・表示部13に警告情報を表示させる。
If the operator selects a mild steel plate and the material data supplied from the
また、オペレータが板厚10mmを選択している一方で、板厚測定器152より供給された板厚データが例えば20.5mmを示すとすると、レーザ加工機本体11に配置された材料が誤っているかオペレータの材料の選択が間違っているということである。このように、板厚が許容されているばらつきを超えて異なっているとき、一致・不一致判定部122は材質と板厚との組のうちの板厚が不一致であると判定して、操作・表示部13に警告情報を表示させる。
If the operator selects the plate thickness of 10 mm, and the plate thickness data supplied from the plate
オペレータは、操作・表示部13に表示された警告情報によって誤った材料が配置されているか加工条件の選択を誤ったことを認識することができる。一致・不一致判定部122が材質または板厚が不一致であると判定したら、加工指令がなされても材料を加工しないように加工制御部124を制御することが好ましい。
The operator can recognize from the warning information displayed on the operation /
オペレータが指定した材質または板厚と異なる材料が誤って工作機械に配置され、誤った材料が配置されていることに気付かず加工されてしまうと、材料を適切に加工できないばかりか、工作機械の部品を損傷してしまうおそれもある。レーザ加工機10においては、加工ヘッドの先端に設けられているノズルが損傷するおそれがある。一致・不一致判定部122を設ければ、指定された材質または板厚とは異なる材料を誤って加工することを防止することができる。
If the material specified by the operator or the material different from the plate thickness is mistakenly placed on the machine tool, and the material is machined without noticing that the wrong material is placed, not only will the material not be properly machined, There is also a risk of damaging the parts. In the
一致・不一致判定部122によって材質及び板厚の一致が判定されれば、一致・不一致判定部122はその旨を示す情報を加工条件修正部123に供給する。板厚10.0mmの軟鋼板と板厚10.2mmの軟鋼板と板厚9.8mmの軟鋼板とでは、材料を適切に加工するための厳密な加工条件は異なる。加工条件テーブルにおいて板厚10mmで設定されている加工条件は、代表値として例えば板厚10.0mmときの加工条件を規定している。
If the coincidence /
加工条件修正部123は、板厚データが示す材料の板厚に応じて加工条件を修正する。具体的には、加工条件修正部123は、例えば、レーザパワーをわずかに増加させたり、わずかに減少させたりする。板厚データが示す材料の板厚によっては、加工条件修正部123は加工条件を修正しない場合があってもよい。加工条件修正部123は、レーザパワー以外の加工条件を修正してもよい。
The processing
材料の名称が同じ軟鋼板であっても、材料の組成が異なれば材料を適切に加工するための厳密な加工条件は異なる。好ましは、加工条件修正部123は、材質データが示す材料の組成に応じて加工条件を修正する。さらに好ましくは、加工条件修正部123は、材料の板厚と組成との双方に応じて加工条件を修正する。
Even if the name of the material is the same mild steel plate, the strict processing conditions for appropriately processing the material are different if the composition of the material is different. Preferably, the processing
予め板厚または組成に応じた最適な加工条件を求めておき、加工条件修正部123が、板厚データまたは材質データに応じて、加工条件テーブル保持部121より読み出された加工条件を最適な加工条件に修正すればよい。
An optimum machining condition corresponding to the plate thickness or composition is obtained in advance, and the machining
加工プログラム保持部125には、材料を加工するための加工プログラムが予め保持されている。加工プログラムは、レーザ加工機本体11を制御する機械制御コードによって構成される。オペレータが操作・表示部13によって加工対象の材料の加工を指示すると、操作・表示部13から加工制御部124へと加工指令信号が供給される。加工制御部124は、加工プログラムと、加工条件修正部123によって修正された加工条件とに基づいて、加工対象の材料を加工するようレーザ加工機本体11を制御する。
The machining
レーザ加工機10が図2または図3のように構成されている場合には、加工条件修正部123は、板厚データと材質データと表面状態測定データと温度データとの少なくとも1つに応じて加工条件を修正することがある。加工条件修正部123は、オペレータが手動で加工条件を微調整するように構成されていてもよい。
When the
なお、加工プログラムに加工条件が指定されている場合は、オペレータが操作・表示部13によって加工対象の加工プログラムを選択する。材質分析器151及び板厚測定器152が、レーザ加工機本体11に配置された加工対象の材料の材質を分析し、板厚を測定する。一致・不一致判定部122が材質または板厚が不一致であると判定したら、操作・表示部13に警告情報を表示する。オペレータが手動で加工条件を微調整するよう操作・表示部13を操作したら、加工条件修正部123が手動の加工条件の調整操作に応じて加工条件を微調整するように構成されていてもよい。
When machining conditions are specified in the machining program, the operator selects a machining program to be machined by the operation /
曲げ加工機20のNC装置22とレーザ溶接機30のNC装置32も図4と同様に構成される。NC装置22における加工条件テーブルは、複数の材質と板厚との組それぞれに対応させて曲げ加工に必要な加工条件を保持すればよい。NC装置22における加工条件修正部は、板厚データまたは材質データに応じて加工条件を修正すればよい。曲げの加工条件とは、材質と板厚以外に、曲げ角度、曲げ長さ、V幅、深さ、加圧力等から選択される金型情報、曲げの伸び代(縮み代)の少なくとも1つを含んでもよい。
The
NC装置32における加工条件テーブルは、複数の材質と板厚との組それぞれに対応させて溶接に必要な加工条件を保持すればよい。NC装置32の加工条件テーブルにおける加工条件は、NC装置12の加工条件テーブルにおける加工条件とほぼ同様であり、レーザパワーの他に、レーザビームの移動速度、集光レンズの種類、焦点位置補正、ノズル径、シールドガス情報の少なくとも1つを含んでもよい。NC装置32における加工条件修正部は、板厚データ、材質データ、または膜厚測定データに応じて加工条件を修正すればよい。
The machining condition table in the
図5〜図7を用いてレーザ加工機10の具体的な構成例を説明する。図5において、レーザ加工機本体11は、レーザ光LBを生成して射出するレーザ発振器101と、レーザ加工ユニット103と、レーザ光LBをレーザ加工ユニット103へと伝送するプロセスファイバ102とを備える。
A specific configuration example of the
NC装置12は、レーザ発振器101及びレーザ加工ユニット103を制御する。レーザ加工機本体11は、NC装置12による制御に基づき、レーザ発振器101より射出されたレーザ光LBによって加工対象の材料である板材Wを切断加工する。
The
レーザ発振器101は、ファイバレーザ発振器またはダイレクトダイオードレーザ発振器(DDL発振器)である。プロセスファイバ102は、レーザ加工ユニット103に配置されたX軸及びY軸のケーブルダクト(図示せず)に沿って装着されている。
The
レーザ加工ユニット103は、板材Wを載せる加工テーブル104と、加工テーブル104上でX軸方向に移動自在である門型のX軸キャリッジ105と、X軸キャリッジ105上でX軸に垂直なY軸方向に移動自在であるY軸キャリッジ106とを有する。また、レーザ加工ユニット103は、Y軸キャリッジ106に固定されたコリメータユニット107を有する。
The
コリメータユニット107は、プロセスファイバ102の出力端から射出されたレーザ光LBを平行光化して略平行光束とするコリメートレンズ108と、略平行光束に変換されたレーザ光LBをX軸及びY軸に垂直なZ軸方向下方に向けて反射させるベンドミラー109とを有する。また、コリメータユニット107は、ベンドミラー109で反射したレーザ光LBを集光させる集光レンズ110と、加工ヘッド111とを有する。
The
コリメートレンズ108、ベンドミラー109、集光レンズ110、加工ヘッド111は、予め光軸が調整された状態でコリメータユニット107内に固定されている。焦点位置を補正するために、コリメートレンズ108がX軸方向に移動するように構成されていてもよい。
The
コリメータユニット107は、Y軸方向に移動自在のY軸キャリッジ106に固定され、Y軸キャリッジ106は、X軸方向に移動自在のX軸キャリッジ105に設けられている。よって、レーザ加工ユニット103は、加工ヘッド111から射出されるレーザ光LBを板材Wに照射する位置を、X軸方向及びY軸方向に移動させることができる。
The
以上の構成によって、レーザ加工機10は、レーザ発振器101より射出されたレーザ光LBをプロセスファイバ102によってレーザ加工ユニット103へと伝送させ、板材Wに照射して板材Wを切断加工することができる。
With the above configuration, the
なお、板材Wを切断加工するとき、板材Wには溶融物を除去するためのアシストガスが噴射される。図5では、アシストガスを噴射する構成については図示を省略している。 When cutting the plate material W, an assist gas for removing the melt is injected onto the plate material W. In FIG. 5, the illustration of the configuration for injecting the assist gas is omitted.
コリメータユニット107には、材質分析器151及び板厚測定器152が装着されている。図6に示すように、材質分析器151及び板厚測定器152はそれぞれの検出部1510及び1520が本体部から分離して下降するように構成されている。材質分析器151が板材Wの材質を分析し、板厚測定器152が板材Wの板厚を測定するときには、図6のように、検出部1510及び1520は板材Wに近接または接触するように下降する。
A
材質分析器151及び板厚測定器152の全体が板材Wに近接または接触するように下降するように構成されていてもよい。材質分析器151及び板厚測定器152がコリメータユニット107に装着されておらず、別の位置に設けられていてもよい。材質分析器151及び板厚測定器152がコリメータユニット107に装着されていると、上記の構成によって材質分析器151及び板厚測定器152をX軸方向及びY軸方向に移動させることができる。よって、板材Wの複数箇所で材質を分析し、板厚を測定することができる。
The whole of the
レーザ加工機10が表面状態測定器153と膜厚測定器154と非接触式温度計155とを備える場合、同様に、コリメータユニット107に表面状態測定器153と膜厚測定器154と非接触式温度計155とを装着してもよいし、別の位置に設けられていてもよい。
When the
表面状態測定器153と膜厚測定器154と非接触式温度計155は板材Wに接触させる必要はないから、表面状態測定器153と膜厚測定器154と非接触式温度計155とを動作させるときは、板材Wに対して適当な距離に位置させればよい。
Since the surface
図7は、レーザ発振器101をファイバレーザ発振器で構成した場合の概略的な構成を示している。図7において、複数のレーザダイオード1011はそれぞれ波長λのレーザ光を射出する。励起コンバイナ1012は、複数のレーザダイオード1011より射出されたレーザ光を空間ビーム結合させる。
FIG. 7 shows a schematic configuration when the
励起コンバイナ1012より射出されたレーザ光は、2つのファイバブラッググレーティング(FBG)1013,1015間のYbドープファイバ1014に入射される。Ybドープファイバ1014とは、コアに希土類のYb(イッテルビウム)元素が添加されたファイバである。
Laser light emitted from the
Ybドープファイバ1014に入射されたレーザ光は、FBG1013,1015間で往復を繰り返し、FBG1015からは、波長λとは異なる概ね1060nm〜1080nmの波長λ’(1μm帯)のレーザ光が射出される。FBG1015から射出されたレーザ光は、フィーディングファイバ1016及びビームカップラ1017を介してプロセスファイバ102に入射される。ビームカップラ1017は、レンズ10148及び1019を有する。
The laser light incident on the Yb-doped
図8に示すフローチャートを用いて、本実施形態の工作機械の動作を改めて説明する。工作機械とは、レーザ加工機10と曲げ加工機20とレーザ溶接機30とのいずれでもよい。
The operation of the machine tool of this embodiment will be described again using the flowchart shown in FIG. The machine tool may be any of the
図8において、NC装置12は、ステップS1にて、オペレータによって選択された材質及び板厚に対応する加工条件を読み出す。NC装置12(一致・不一致判定部122)は、ステップS2にて、加工対象の材料の材質及び板厚は選択された材質及び板厚に対応するか否かを判定する。板厚を例とすれば、加工対象の材料の板厚と選択された板厚とが対応するとは、許容されているばらつきの範囲内で両者が近接しているということである。
In FIG. 8, the
対応していれば(YES)、NC装置12(加工条件修正部123)は、ステップS3にて、加工条件を修正して、処理をステップS4に移行させる。対応していなければ(NO)、NC装置12(一致・不一致判定部122)は、操作・表示部13に警告情報を表示させて、加工の処理を終了させる。
If it corresponds (YES), NC device 12 (machining condition correction part 123) will correct processing conditions in Step S3, and will shift processing to Step S4. If not compatible (NO), the NC device 12 (match / mismatch determination unit 122) displays warning information on the operation /
NC装置12(加工制御部124)は、ステップS4にて、加工指令信号の入力による加工指示がなされたか否かを判定する。NC装置12(加工制御部124)は、加工指示がなされなければ(NO)、ステップS4の処理を繰り返し、加工指示がなされれば(YES)、処理をステップS5に移行させる。 In step S4, the NC device 12 (machining control unit 124) determines whether or not a machining instruction has been given by inputting a machining command signal. If the machining instruction is not given (NO), the NC device 12 (machining control unit 124) repeats the process of step S4. If the machining instruction is given (YES), the process proceeds to step S5.
NC装置12(加工制御部124)は、ステップS5にて、加工プログラム及び修正した加工条件に従って材料の加工を開始する。NC装置12(加工制御部124)は、ステップS6にて、材料の加工が終了したか否かを判定する。NC装置12(加工制御部124)は、材料の加工が終了しなければ(NO)、ステップS6の処理を繰り返し、材料の加工が終了すれば(YES)、加工の処理を終了させる。 In step S5, the NC device 12 (processing control unit 124) starts processing the material according to the processing program and the corrected processing conditions. In step S6, the NC device 12 (processing control unit 124) determines whether or not processing of the material is finished. The NC device 12 (processing control unit 124) repeats the process of step S6 if the processing of the material is not completed (NO), and ends the processing of the processing if the processing of the material is completed (YES).
ここでは、レーザ加工機10のNC装置12による処理を例として説明したが、曲げ加工機20のNC装置22及びレーザ溶接機30のNC装置32による処理も同様である。
Here, the processing by the
ところで、板厚測定器152が板材Wの複数箇所で板厚を測定すると、板材Wの位置によって板厚が異なることがある。一般的には、板材Wの中央部で板厚が厚く、周辺部で板厚が薄い。このように板材Wの位置によって板厚が異なる場合には、加工条件修正部123がステップS3にて加工条件を修正するときに、板材Wの位置によって加工条件の修正の程度を異ならせることが好ましい。加工条件修正部123は、板材Wを複数の領域に分割したときのそれぞれの領域の板厚の代表値に応じて加工条件の修正の程度を異ならせればよい。
By the way, when the plate
図1において、サーバ40に供給された材料の情報に基づいて、プリンタ50によってミルシート(材料証明書)を印刷し、加工された製品に添付させてもよい。オペレータが手動で修正した加工条件を、工作機械メーカが管理するサーバ70にアップロードするように構成してもよい。このようにすると、工作機械メーカは、アップロードされたデータを、NC装置12の加工条件修正部123、NC装置22または32の加工条件修正部によって加工条件を自動的に修正する修正精度を向上させるために利用できる。
In FIG. 1, a mill sheet (material certificate) may be printed by the
本発明は以上説明した本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。図1及び図5においては、レーザ加工機10が材質分析器151及び板厚測定器152を備えるが、材質分析器151及び板厚測定器152を材料交換装置(シャトルまたは棚)に設けてもよい。表面状態測定器153及び膜厚測定器154も同様に材料交換装置に設けてもよい。非接触式温度計155は材料が加工される直前の温度を測定することが好ましいため、工作機械に設けるのがよい。
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. 1 and 5, the
10 レーザ加工機(工作機械)
11 レーザ加工機本体
12,22,32 NC装置
13,23,33 操作・表示部(操作部,表示部)
20 曲げ加工機(工作機械)
21 曲げ加工機本体
30 レーザ溶接機(工作機械)
31 レーザ溶接機本体
121 加工条件テーブル保持部
122 一致・不一致判定部
123 加工条件修正部
124 加工制御部
125 加工プログラム保持部
151 材質分析器
152 板厚測定器
153 表面状態測定器
154 膜厚測定器
155 非接触式温度計
10 Laser processing machine (machine tool)
11 Laser
20 Bending machine (machine tool)
21
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記加工機本体によって加工しようとする加工対象の材料の材質と板厚との組を前記加工条件テーブルより選択する操作部と、
前記加工対象の材料の材質を分析した材質データと、前記加工対象の材料の板厚を測定した板厚データとを参照して、前記操作部によって選択されて前記加工条件テーブル保持部より読み出された加工条件を修正する加工条件修正部と、
前記加工条件修正部によって修正された加工条件に基づいて、前記加工機本体による前記加工対象の材料を加工するよう制御する加工制御部と、
を備えることを特徴とする工作機械。 A processing condition table holding unit for holding a processing condition table indicating processing conditions corresponding to a plurality of sets of material and plate thickness of the material processed by the processing machine body;
An operation unit for selecting a set of material and plate thickness of a material to be processed to be processed by the processing machine body from the processing condition table;
The material data obtained by analyzing the material of the material to be processed and the plate thickness data obtained by measuring the plate thickness of the material to be processed are selected by the operation unit and read from the processing condition table holding unit. A machining condition correction unit for correcting the processed conditions,
Based on the processing conditions corrected by the processing condition correction unit, a processing control unit that controls to process the material to be processed by the processing machine body, and
A machine tool comprising:
前記加工対象の材料の材質を分析して前記材質データを出力する材質分析器と、
前記材質データを参照して前記加工対象の材料の板厚を測定し、前記板厚データを出力する板厚測定器と、
を備えることを特徴とする請求項3に記載の工作機械。 The laser beam machine
A material analyzer that analyzes the material of the material to be processed and outputs the material data;
A plate thickness measuring device for measuring the plate thickness of the material to be processed with reference to the material data, and outputting the plate thickness data;
The machine tool according to claim 3, comprising:
前記加工対象の材料をレーザ光によって切断するレーザ加工機と、
前記レーザ加工機によって切断された材料を曲げ加工する曲げ加工機と、
を含み、
前記レーザ加工機は、
前記加工対象の材料の材質を分析して前記材質データを出力する材質分析器と、
前記材質データを参照して前記加工対象の材料の板厚を測定し、前記板厚データを出力する板厚測定器と、
を備え、
前記曲げ加工機が備える加工条件修正部は、前記材質分析器より出力された前記材質データと前記板厚測定器より出力された前記板厚データとを参照して、前記曲げ加工機が備える加工条件テーブル保持部より読み出された加工条件を修正する
ことを特徴とする請求項1に記載の工作機械。 The machine tool is
A laser processing machine for cutting the material to be processed with a laser beam;
A bending machine for bending the material cut by the laser beam machine;
Including
The laser beam machine
A material analyzer that analyzes the material of the material to be processed and outputs the material data;
A plate thickness measuring device for measuring the plate thickness of the material to be processed with reference to the material data, and outputting the plate thickness data;
With
The processing condition correcting unit provided in the bending machine refers to the material data output from the material analyzer and the plate thickness data output from the plate thickness measuring device, and the processing provided in the bending machine. The machine tool according to claim 1, wherein the machining condition read from the condition table holding unit is corrected.
前記加工対象の材料をレーザ光によって切断するレーザ加工機と、
前記レーザ加工機によって切断された材料を溶接するレーザ溶接機と、
を含み、
前記レーザ加工機は、
前記加工対象の材料の材質を分析して前記材質データを出力する材質分析器と、
前記材質データを参照して前記加工対象の材料の板厚を測定して前記板厚データを出力する板厚測定器と、
前記加工対象の材料の表面に形成されている被膜の膜厚を測定して膜厚測定データを出力する膜厚測定器と、
を備え、
前記レーザ溶接機が備える加工条件修正部は、前記材質分析器より出力された前記材質データと前記板厚測定器より出力された前記板厚データと前記膜厚測定器より出力された膜厚測定データとを参照して、前記レーザ溶接機が備える加工条件テーブル保持部より読み出された加工条件を修正する
ことを特徴とする請求項1に記載の工作機械。 The machine tool is
A laser processing machine for cutting the material to be processed with a laser beam;
A laser welding machine for welding the material cut by the laser processing machine;
Including
The laser beam machine
A material analyzer that analyzes the material of the material to be processed and outputs the material data;
A thickness measuring device for measuring the thickness of the material to be processed with reference to the material data and outputting the thickness data;
A film thickness measuring instrument that measures the film thickness of the film formed on the surface of the material to be processed and outputs film thickness measurement data; and
With
The processing condition correction unit provided in the laser welding machine includes the material data output from the material analyzer, the plate thickness data output from the plate thickness measuring device, and the film thickness measurement output from the film thickness measuring device. 2. The machine tool according to claim 1, wherein the machining condition read from the machining condition table holding unit included in the laser welding machine is corrected with reference to data.
前記加工対象の材料をレーザ光によって切断するレーザ加工機と、
前記レーザ加工機によって切断された材料を曲げ加工する曲げ加工機と、
前記曲げ加工機によって曲げ加工された材料を溶接するレーザ溶接機と、
を含み、
前記レーザ加工機は、
前記加工対象の材料の材質を分析して前記材質データを出力する材質分析器と、
前記材質データを参照して前記加工対象の材料の板厚を測定し、前記板厚データを出力する板厚測定器と、
前記加工対象の材料の表面に形成されている被膜の膜厚を測定して膜厚測定データを出力する膜厚測定器と、
を備え、
前記曲げ加工機が備える加工条件修正部は、前記材質分析器より出力された前記材質データと前記板厚測定器より出力された前記板厚データとを参照して、前記曲げ加工機が備える加工条件テーブル保持部より読み出された加工条件を修正し、
前記レーザ溶接機が備える加工条件修正部は、前記材質分析器より出力された前記材質データと前記板厚測定器より出力された前記板厚データと前記膜厚測定器より出力された膜厚測定データとを参照して、前記レーザ溶接機が備える加工条件テーブル保持部より読み出された加工条件を修正する
ことを特徴とする請求項1に記載の工作機械。 The machine tool is
A laser processing machine for cutting the material to be processed with a laser beam;
A bending machine for bending the material cut by the laser beam machine;
A laser welding machine for welding the material bent by the bending machine;
Including
The laser beam machine
A material analyzer that analyzes the material of the material to be processed and outputs the material data;
A plate thickness measuring device for measuring the plate thickness of the material to be processed with reference to the material data, and outputting the plate thickness data;
A film thickness measuring instrument that measures the film thickness of the film formed on the surface of the material to be processed and outputs film thickness measurement data; and
With
The processing condition correcting unit provided in the bending machine refers to the material data output from the material analyzer and the plate thickness data output from the plate thickness measuring device, and the processing provided in the bending machine. Modify the machining conditions read from the condition table holding unit,
The processing condition correction unit provided in the laser welding machine includes the material data output from the material analyzer, the plate thickness data output from the plate thickness measuring device, and the film thickness measurement output from the film thickness measuring device. 2. The machine tool according to claim 1, wherein the machining condition read from the machining condition table holding unit included in the laser welding machine is corrected with reference to data.
前記加工対象の材料の板厚を測定する板厚測定器と、
加工機本体によって加工される材料の材質と板厚との複数の組に対応させた加工条件を示す加工条件テーブルを保持する加工条件テーブル保持部と、
前記加工機本体によって加工しようとする加工対象の材料の材質と板厚との組を前記加工条件テーブルより選択する操作部と、
前記操作部によって選択された材質と板厚との組が、前記材質分析器によって分析された前記加工対象の材料の材質と前記板厚測定器によって測定された前記加工対象の材料の板厚との組と一致しているか否かを判定する一致・不一致判定部と、
を備えることを特徴とする工作機械。 A material analyzer for analyzing the material of the material to be processed;
A thickness measuring device for measuring the thickness of the material to be processed;
A processing condition table holding unit for holding a processing condition table indicating processing conditions corresponding to a plurality of sets of material and plate thickness of the material processed by the processing machine body;
An operation unit for selecting a set of material and plate thickness of a material to be processed to be processed by the processing machine body from the processing condition table;
The set of the material and the plate thickness selected by the operation unit includes the material of the material to be processed analyzed by the material analyzer and the plate thickness of the material to be processed measured by the plate thickness measuring instrument. A match / mismatch determination unit that determines whether or not the set matches,
A machine tool comprising:
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