JP2703616B2

JP2703616B2 - レーザ加工及びパンチ加工を行う複合加工機のｉｃカードによる制御方法

Info

Publication number: JP2703616B2
Application number: JP1074024A
Authority: JP
Inventors: 正士本間; 義治佐藤; 忠昭後藤; 秀樹山本
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1989-03-28
Filing date: 1989-03-28
Publication date: 1998-01-26
Anticipated expiration: 2013-01-26
Also published as: JPH02256446A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、レーザ加工及びパンチ加工を行う複合加工
機のICカードによる制御方法に関する。

（従来の技術）従来より、ICカードにNCプログラムを記憶させ、この
ICカードを加工データの記憶媒体とすることが提案され
ている。

この提案では、ICカード中にNCプログラムが記憶さ
れ、このICカードに記憶されたNCプログラムを各機械の
NC装置に与えることにより、各機械に所定の動作を与え
ることができる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記した従来のICカードによるNCデー
タの管理方法では、ICカードにNCプログラムを記憶させ
る方式であったため、次の如き不都合があった。

まず、第１に、ICカードにNCプログラムを記憶させる
ため、ICカードに記憶された内容が何であるかを、NCプ
ログラム番号や製品番号などで管理しなければならず、
管理に誤りを生ずる恐れがある。

第２に、NCプログラムは難解な言語で記述されるた
め、作成が困難で、その適否を判断するのは専門家でな
ければならず、現場で判断するのは難しい第３に、NCプログラムはその記述方式が各社機械毎に
異なるので機械相互でデータの変換を行うとき、例えば
異なるメーカの機械では、最早互換性が無い。

等々である。

そこで、本発明は、加工データの管理を容易にするこ
とができ、機械制御を容易に行うことができるICカード
による複合加工機械の制御方法を提供することを目的と
する。

（課題を解決するための手段）前述のごとき従来の問題に鑑みて、本発明は、レーザ
加工及びパンチ加工を行う複合加工機のICカードによる
制御方法において、製品の加工形状，寸法およびレーザ
加工又はパンチ加工の加工種並びに加工条件の情報を付
属した図形データをICカードに記憶させ、自動プログラ
ミング装置付きの制御装置に前記ICカードに記憶された
前記図形データを与えることにより当該制御装置に備え
た表示装置に前記図形データを表示すると共に前記複合
加工機を制御するためのNCプログラムを自動生成させ、
前記制御装置によって自動生成された前記NCプログラム
によって前記複合加工機の制御を行うレーザ加工及びパ
ンチ加工を行う複合加工機のICカードによる制御方法で
ある。

（実施例）以下、本発明の実施例を説明する。

第２図は、レーザ加工及びプレス加工を行う複合加工
機の配置説明図である。

図示のように、複合加工機１は、タレットパンチプレ
ス機にレーザ加工機を複合させた形となっている。

すなわち、タレットパンチプレス機は、図示の如きブ
リッジ構造のフレーム２内にクランク軸３により昇降動
作されるラム（ストライカ）４を備え、回転駆動される
ことによりこのラム４の直下に所定のパンチ５及びダイ
６を位置させる上タレット７及び下タレット８を備え、
クランプ装置９により平面座標上で移動されるワークＷ
の任意の位置に前記パンチ５及びダイ６で所定のプレス
加工を行うよう構成されている。

又、レーザ加工機は、前記フレーム２の側面側に形成
された基台10上にレーザ発振器11を備えて成り、該発振
器11より発振されたレーザビームLBを前記ラム４に対し
一定の水平距離を於いてワークＷ面上に配置したレーザ
加工ヘッド12にベンドミラー13を介して案内することに
より、ワークＷの任意の位置にレーザ加工を行うよう構
成されている。

一方、前記複合加工機１を制御する制御装置13は複合
加工機１の近傍で、操作し易い位置に配置されている。

制御装置13は、一般的なNC（CNC）装置の他に図形入
力装置を備えた自動プログラミング装置を一体的に組み
込んだものであり、その操作面には後述する操作パネル
及び表示装置の他、ICカード挿入口ICIが設けられてい
る。

図示の複合加工機１においては、制御装置13内部に組
み込まれたNC装置の作用により、前記タレット7,8を回
転させ、所望の金型5,6をラム４の直下に位置させるこ
とができる。又、クランプ装置９のサーボ駆動により、
ワークＷを任意の位置に移動させることができ、金型5,
6により、又はレーザビームLBにより任意の位置に任意
の加工ができるものである。

又、前記NC装置は図形入力装置付の自動プログラミン
グ装置と接続されており、後で詳述するICカード又は図
形入力装置より入力された図形に基いて自動プログラミ
ング装置で自動的にNCプログラムが作成され、これが前
記NC装置に提供されるものである。

第３図は制御装置13の構成を示すハードウェアのブロ
ック図である。

図示のように、制御装置13は、バス14にCPU15、ROM及
びRAMから成るメモリ（MEM）16、プログラマブルコント
ローラ（PC）17、デジタルインプットアウトプット（DI
O）18、パラレルシリアルインタフェイス（PSIO）19、
双方向RAM（DPR）20を接続して成るNC装置を有してい
る。

DIO18には、シリアル／デジタル変換器（SPC）21を介
してリレーモジュール（RLY）22が接続されている。こ
のリレーモジュールには、LED23と、前記複合加工機１
の各種アクチュエータ類やリミットスイッイ類（図示せ
ず）が入出力器24を介して接続されている。

前記DPR20には、複数の位置決め制御器25A,25B,25Cが
接続され、サーボアンプ26A、26B,26Cを介してエンコー
ダＥ及びタコジェネレータTG付のサーボモータM₁,M₂,M₃
を適宜サーボ駆動するようになっている。モータM₁,及
びM₂はクランプ装置13をサーボ駆動するためのものであ
る。モータM₃はタレット7,8内で金型を回転駆動させる
ためのものである。モータM₄はタレット7,8を回転駆動
するためのものであり、インバータ（Inverter）27を介
して前記PLY22に接続されている。

一方、前記PSIO19には、コントローラ（SWC）28を介
して、パネルスイッチ（SWP）29が接続される他、破線
で囲って示す自動プログラミング装置30が接続されてい
る。自動プログラミング装置30は、バス31にフロッピデ
ィスクコントローラ（FDC）32、パラレルシリアルイン
タフェイス（PSIO）33、電源バックアップされたROM・R
AMディクス（RRD）34、CPUボード（Mother Board）35を
接続して成る。前記FDC32にはフロッピディスクドライ
バ36が接続され、前記PSIO33にはマニュアルデータイン
プット（MDI）装置37と、紙テープリーダ，外部ホスト
コンピュータ，プリンタ,ICカードインタフェイスなど
付属装置と接続される端子38A,38B,38Cが接続されてい
る。さらに前記CPUボード35にはカラーCRT39が接続され
ている。

上記構成において、自動プグラミング装置30は、NC装
置と一体化されて制御装置13を構成する態様となってい
る。又、MDI37及びCRTはNC装置と自動プログラミングと
で切換え利用される態様となっている。さらに、MDI37
とCRT39とRRD34内に組み込まれた図形入力に関するプロ
グラムとで図形入力装置が構成される態様となってい
る。

第４図は、第３図に示す制御装置13のデータファイル
構成を示す説明図である。

図示のように、自動プログラミング装置30は、図形対
話入力モジュール40と、コード変換モジュール41と、NC
プログラム作成モジュール42を備えてなる。又、各モジ
ュール40,41,42に適宜使用可能とするために、ユーザの
特殊加工形状を登録可能のユーザ登録穴形状マクロファ
イル43、製品毎の図形データを登録した製品データファ
イル（図形データ）44、レーザ加工による板取りの情報
を記憶したネスティングファイル45、同多数個取りの情
報を記憶した多数個取りフィルム46、金型プレス加工で
用いる金型番号及び形状データを記憶した金型ファイル
47、複合加工機特有の言語を記憶したＧコードファイル
48、複合加工機の加工条件を記憶した加工条件ファイル
49、複合加工機の各種パラメータを記憶したパラメータ
ファイル50、作業者へのメッセージを記憶したメッセー
ジファイル51、各種図形ガイダンスを記憶した図形ガイ
ダンスファイル52が準備されている。

製品データファイル44、ネスティングファイル45、多
数個取りファイル46、及び加工条件ファイル49の内容は
ICカード53に対し相互に転記できるようになっている。
前記変換モジュール41は準備（Ｇ）コード及び補助
（Ｍ）コードなどコードで記述されたNCテープ54を読み
込み可能の紙テープリーダ（図示せず）と接続されてい
る。

一方、前記自動プログラミング装置30と接続されるNC
装置55に対しては、NCプログラムファイル56が準備さ
れ、NC装置55は、前記NCプログラム作成モジュール42で
作成されたNCプログラム、又はNCプログラムファイル56
より読み出されたNCプログラムにて所定のプレス加工又
はレーザ加工を行うようになっている。

上記ファイル構成により、本例では、加工データは製
品データファイル44を中心として図形データで管理さ
れ、ICカード53を介して外部との中介を行いつつ、NCプ
ログラム作成モジュール42にて適宜NCプログラムに変換
され、NC装置55に提供されることになる。

図形対話入力モジール40は図形入力装置の中核を為す
部分である。NCプログラム作成モジュール42は自動プロ
グラミング装置の中核を為す部分である。

第５図に図形対話入力モジュール40の詳細を示した。

図示のように、図形対話入力モジュール40は、MDI37
などの操作信号を入力する描画信号入力部40Aと、機械
割付部40Bと、レーザ加工条件判別部40Cと、加工条件付
表示データ作成部40Dとで構成されている。機械割付部4
0B、レーザ加工条件判別部40C、加工条件付表示データ
作成部40Dは上記の各種ファイルＦ（43,44,45,46,50,5
1,52）の内容を適宜参照できるようになっている。加工
条件付表示データ作成部40DはカラーCRT39及び製品デー
タファイル44と接続されている。

前記描画信号入力部40Aは、第６図に例示したMDI37の
操作信号を入力し、操作者が指定する単位要素の図形毎
に、これを機械割付部40B及びレーザ加工条件判別部40C
を介して加工条件付表示データ作成部40Dに提供するも
のである。

第６図に示すMDI37は、本例がパンチプレス機及びレ
ーザ加工機の複合加工機１であることに鑑みて、操作容
易とするための特殊キー群37Aと汎用のキー群37Bとで構
成されている。

特殊キー群37Aは、マクロ定義を呼び出すためのキー
を先頭として、移動（複写），製品呼出し、ネスティン
グデータの呼出し、加工条件の呼出し、オフセット設定
指令，レーザ加工のアプローチ記号，直線，半径，その
他各種図形の指定，特殊加工，バーリング加工の指定等
のＡ〜Ｚのキーと、入力終了を示すEOBキーとで構成さ
れている。

汎用キー群37Bは、いわゆるテンキーと編集キーとで
構成されている。

したがって、本例のMDI37によれば、適宜絵文字の書
かれた特殊キー群37Aと、汎用キー群37Bとにより、複合
加工機１で加工されるべき製品図形を順次容易に入力し
てゆくことができる。

前記機械割付部40Bは、第７図に示すフローチャート
に基いて、入力図形につき、パンチ加工を行うか又はレ
ーザ加工を行うかを自動判別するものである。

順次示すと、ステップ701では、機械に設定されてい
る機械種別パラメータを読み、レーザ専用機であればス
テップ702へ移行して、ここでバーリング加工や特殊金
型加工が含まれるか否かを判別し、含まれれば本機での
加工はできないので、何ら加工を指定しない。又、含ま
れなければステップ703へ移動してレーザ加工を指令す
る。

ここに、本例はパンチプレス機及びレーザ加工機の複
合加工機であるので、ステップ701からステップ704へ移
行し、変更モードを読み取って、レーザへの全体変更指
令があればステップ702へ移行するが、そうでなければ
（部分変更）ステップ705へ移行する。

ステップ705では図形の中から穴形状を抽出する。

次いで、ステップ706では当該穴形状をパンチ加工で
きるか否かを判別し、パンチ加工できればステップ707
へ、できなければステップ708へ移行する。ここでの判
別は、穴形状が予め登録された金型寸法に合うものであ
ればパンチ加工可能と判定し、そうでなければレーザ加
工と判定するものである。

ステップ707,708は加工範囲、すなわちワークＷの穴
位置が機械の都合でパンチ加工できる範囲にあるか否か
を判別し、加工範囲にあればパンチ加工可能であるとし
てステップ709へ移行し、そうでなければステップ710へ
移行しレーザ加工を設定する。

ステップ709では、さらに金型要求をし、ステップ711
で前記タレット7,8へ金型セットできることを確認し
て、ステップ712でパンチ加工を設定する。

前記ステップ708では、ステップ702と同様にバーリン
グ加工又は特殊金型加工を判別し、これら特殊加工であ
れば何ら加工種を指定せず、これら特殊加工でなければ
ステップ710でレーサ加工を指定する。

以上の処理でパンチ加工を優先させたのは、パンチ加
工の速度がレーザ加工の速度に優れるからである。

よって、本例の処理では、図形をパンチ加工か、レー
ザ加工か、或いは何ら指定なしかの３区分に自動的に分
けることができる。又、このようにして指定された加工
種を前記MDI37の手動操作で指定変更できる。

第５図において、前記レーザ加工条件判別部40Cは、
レーザ加工の指定図形につき、レーザ加工速度などの加
工条件を第８図〜第10図により自動判別するものであ
る。

すなわち、第８図のステップ801でレーザ加工図形を
入力し、ステップ802で直線又は円弧を判別し、直線で
あればステップ803へ、円弧であればステップ805へ移行
する。

直線の場合、第９図のテーブルデータを参照し、ステ
ップ803で長さに応じて所定の加工条件（H,M,L,U1〜U
7）が設定されることになる。

第10図に示すように、加工条件は、速度Ｆの他、レー
ザ出力Ｐ、レーザ周波数Ｑ、レーザパルスのデューティ
Ｒ、工具（ビーム）径Ｄについても判別され、それぞれ
の条件について例えば１ワード（８ビット）のコードで
表現され、当該線分データＤに（F,P,Q,R,D…）の如く
付加される。

ステップ804では設定した条件を図形データと共に格
納すると共に速度条件に応じて色を分け、色づけされた
表示データをCRTR39へ出力する。

円弧の場合も類似の判定が行われる（ステップ805,80
6）。

色づけ条件は、前記割付機械も考慮して例えば次のよ
うに定められる。

パンチ加工…むらさき色レーザ加工（直線Ｈ）…緑色〃（直線Ｍ）…青色〃（直線Ｌ）…黄色〃（直線Ｕ）…水色〃（円弧Ｌ）…黄色以上、第５図〜第10図に示した図形対話入力モジュー
ル40の具体的な操作例を第11図〜第13図に示した。

すなわち、第11図のフローチャートに示すような手順
で、前記MDI37を操作すると、CRT39の画面が適宜入力し
易い形に変形され、第12図に示す画面で直線を入力し、次々と入力を重ねてゆくことにより、第13図
に示すように所望の加工形状を入力するこができる。

より詳細には、第12図に示す画面では右下部に入力内
容に応じた図形ガイダンス57が適宜消去可能の形で表示
され、その上方には始点座標や終点座標など入力項目58
を適宜表示することができるようになっている。

第14図に示すように、表示図形には、寸法など表示で
きるほか、第７図及び第８図で判別した割付機械及びレ
ーザ加工条件を識別できる色づけが為されるものであ
る。

すなわち、第14図では、むらさき色の穴はパンチ加工
されることが示されており、黄色、緑色、青色はレーザ
加工されることが示されると共に、色によりレーザ加工
の速度をも知ることができるものである。

かくして作成される図形データは、本例では、複合加
工機１に付属される制御装置13の図形入力装置（40）で
作成したが、他の図形入力装置で作成され、ICカード53
を媒体として送られて来たものであっても同様である。

そこで、次に第４図に示すNCプログラム作成モジュー
ル42は、第14図及び第10図に示す条件付の図形データを
入力し、これに金型ファイル47、加工条件ファイル49を
適合して、第16図に示すＧコード及びＭコードによるNC
プログラムを作成し、これをNC装置に提供する。

第16図に示すNCプログラムは、第14図に示す図形にお
いて、金型T1でパンチ加工し、次いでレーザ加工により
アプローチ始端にピアス加工を行って後、順次の形状加
工を施すことを示すものである。

簡単に説明すると、G92は、ワーク座標の移動を示し
ている。G90は直線移動し金型T1でのパンチ加工を行う
ことを示している。次のM100はレーザモードへの移行を
示している。G62はこれから実施されるレーザ加工に関
し、コーナ部分で速度調整し焼けを防止することを示し
ている。G30はP1のレジスタへビーム径Ｒ＝0.1を与える
ことを示している。次のG90はピアス位置へ移動するこ
とを示している。G00はＺ軸（加工ヘッド）を下げるこ
とを示している。G32にアシストガス種の選択を示して
いる。G31はピアス加工を示している。G34はならい加工
の開始を示している。

次のG00は一時的な待期（ダミー）を示している。以
下のG01は直線移動により外形をレーザ加工することを
示している。次のG33はならい加工の終了を示してい
る。G31はレーザ出力の停止を示している。G00はＺ軸を
上昇させることを示している。G40はビーム径補正のキ
ャンセルを示している。M1はレーザモードのキャンセル
を示している。G50は原点復帰を示している。

これらＧコード及びＭコードは機械メーカの都合によ
り任意に定義可能のコードであり、これを覚え切るのは
熟練者とて大変であるが、本例では、これを意識するこ
となく第14図に示す図面のみで管理できるわけであり、
その効果は絶大である。

又、本例では、このようにして作成された第14図に示
す図形データをICカード53に記憶させ、これを保管した
り、他の同一種又は他機種の機械に提供でき、かつこの
間にICカードにて記憶された図形データを適宜編集処理
することもできるので視覚的で容易な管理が可能であ
る。

以上示した複合加工機１では、制御装置13を第３図及
び第４図に示すように、図形入力装置（40）付の自動プ
ログラミング装置30とNC装置55とを一体化した構成とし
たので次のような効果がある。

まず第１に、NC装置55に自動プログラミング装置30が
合体されているので、現場でNCプログラムを作成する場
合、第16図に示すNCプログラムを直接作成する必要がな
く、第14図に示した加工図形を入力することで足りる。
つまり、一般に現場にはＧコード及びＭコードの熟練者
は配置されないので、現場作業者にてNCプログラムを適
時作成する上で重要である。

第２に、第４図に示すように、自動プログラミング装
置30で管理する加工データを図形データとしたので、加
工データを目視可能の図形で管理することができ、管理
が極めて容易で素人目にも解り易くなり、加工データを
別のものと誤るようなことがなくなる。

又、この場合、図形データをICカード53を介して外部
装置との間で中介させることとしたので、ICカードの管
理、ひいてはホストコンピュータなど全ての管理を図形
データで行うことができ、工場全体での管理が容易とな
る。

第３に、第４図に示す図形対話入力モジュール40を第
５図に示すように構成したので、入力し易く、第14図に
示すように図形データに加工条件を加えて管理すること
ができ、直観的で加工誤りを防止することができる。

上記実施例では図形入力装置（40）より図形入力する
例で示したが、第４図のNCテープ54より入力されたNCプ
ログラムを変換モジュール41で図形データに変換し、製
品データファイル44に蓄積された図形やICカード53より
入力された図形データを再度CRT39の画面で確認或いは
編集し、変形された図形データで加工を行うなど、その
適用範囲は様々である。

本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、適
宜の設計的変更を行うことにより、この他適宜の態様で
実施し得るものである。

［発明の効果］以上のごとき実施例の説明より理解されるように、要
するに本発明は、レーザ加工及びパンチ加工を行う複合
加工機のICカードによる制御方法において、製品の加工
形状，寸法およびレーザ加工又はパンチ加工の加工種並
びに加工条件の情報を付属した図形データをICカードに
記憶させ、自動プログラミング装置付きの制御装置に前
記ICカードに記憶された前記図形データを与えることに
より当該制御装置に備えた表示装置に前記図形データを
表示すると共に前記複合加工機を制御するためのNCプロ
グラムを自動生成させ、前記制御装置によって自動生成
された前記NCプログラムによって前記複合加工機の制御
を行うレーザ加工及びパンチ加工を行う複合加工機のIC
カードによる制御方法である。

上記構成より明らかなように、本発明においては、製
品の加工形状，寸法およびレーザ加工又はパンチ加工の
加工種並びに加工条件の情報を付属した図形データをIC
カードに記憶させ、このICカードに記憶された図形デー
タを、自動プログラミング装置付きの制御装置に与える
ことによって、図形データを表示装置に表示すると共に
複合加工機を制御するためのNCプログラムを自動生成さ
せ、このNCプログラムによって前記複合加工機の制御を
行う構成である。

すなわち本発明においては、レーザ加工又はパンチ加
工の加工種並びに加工条件の情報が図形データに付属し
てあるから、複合加工機のNCプログラムを自動生成する
際、レーザ加工又はパンチ加工のどちらでも加工可能な
加工形状の場合であっても加工種をその都度判別する必
要がなく、レーザ加工及びパンチ加工を行う複合加工機
のNCプログラムの自動生成を迅速かつ確実に行うことが
できるものである。

換言すれば、レーザ加工又はパンチ加工のどちらでも
加工可能な加工形状の場合に、あるときにはレーザ加
工、またあるときにはパンチ加工となるようなことがな
く、予め指定してある加工種の加工条件でもって加工さ
れることになるので、能率の良い加工が行われ得ると共
に製品の品質管理が容易になるものである。

また、ICカードに記憶された図形データが表示装置に
表示されることにより目視的に図形等を確認することが
でき、管理が容易なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概要を示す図、第２図以下は実施例を
示し、第２図は複合加工機の説明図、第３図はその制御
装置のハードウェアブロック図、第４図はそのソフトウ
ェアブロック図、第５図は図形対話入力モジュールの詳
細を示すブロック図、第６図はMDIの構成例を示す説明
図、第７図は機械割付処理のフローチャート、第８図は
レーザ加工条件の判別処理のフローチャート、第９図及
び第10図は条件テーブルの説明図、第11図は図形入力手
順の一例を示すフローチャート、第12図及び第13図は図
形入力における画面構成例の説明図、第14図は図形表示
例の説明図、第15図は金型ファイルの説明図、第16図は
NCプログラムの説明図である。 C1……図形データ、C2（53）……ICカード C3（１）……加工機械、C4……NCプログラム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−148135（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ加工及びパンチ加工を行う複合加工
機のICカードによる制御方法において、製品の加工形
状，寸法およびレーザ加工又はパンチ加工の加工種並び
に加工条件の情報を付属した図形データをICカードに記
憶させ、自動プログラミング装置付きの制御装置に前記
ICカードに記憶された前記図形データを与えることによ
り当該制御装置に備えた表示装置に前記図形データを表
示すると共に前記複合加工機を制御するためのNCプログ
ラムを自動生成させ、前記制御装置によって自動生成さ
れた前記NCプログラムによって前記複合加工機の制御を
行うことを特徴とするレーザ加工及びパンチ加工を行う
複合加工機のICカードによる制御方法。