JP2758025B2 - 複合加工機のピアシング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、レーザ及びパンチの複合加工機におけるピ
アシング方法に関する。

（従来の技術） 周知の通り、レーザ加工では、レーザによる熱溶断作
業を安定に行うため、製品形状の熱溶断に先だちいわゆ
るピアシングが行われる。

このレーザによるピアシングは、製品外形部にレーザ
にて小孔を明け、出力ガスの安定化を図るためドウェル
機能を作用させたのち、実際の製品加工に移行させると
いうものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記のごとき従来よりのレーザ加工に
おけるピアシング方法では、レーザ加工は比較的加工速
度が遅いことと相俟って前記のドウェル機能が作動され
るため、一つのピアス加工を行うのに相当大くの時間が
必要であるという問題点があった。

特に、一つの被加工板材（ワーク）から多数の製品を
レーザ加工する場合、ピアス加工部分も多いので、加工
効率を相当低下させているという問題点がある。

そこで、本発明は、効率よくピアス加工を行うことが
できる複合加工機のピアシング方法を提供することを目
的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成する本発明の複合加工機のピアシング
方法は、その概要を第１図に示すように、レーザ加工及
びパンチ加工を行う複合加工機のピアシング方法におい
て、 レーザないしパンチ加工すべき製品図形を入力する図
形入力工程C1と、 該工程にて入力された製品図形よりレーザ加工のピア
ス加工部分を抽出するピアス抽出工程C2と、 抽出されたピアス加工部分につきパンチ加工可能であ
るか否かを判定するパンチ判定工程C3と、 該工程でパンチ加工可能であると判断されたとき当該
ピアス加工部分につきパンチ加工を指定すると共にパン
チ加工不能であると判定されたとき当該ピアス加工部分
につきレーザ加工を指定する加工種指定工程C4と、 指定された加工種により、当該ピアス加工部分を加工
する加工工程C5とから成ることを特徴とする。

（作用） 本発明のピアシング方法では、上記構成により、ピア
ス加工部分をパンチ加工可能であるか否かを判定して、
可能な限りパンチ加工を優先させる。

ここに、パンチ加工はレーザ加工に対して相当高速で
あり、かつレーザガスを安定させるためのドウェル機能
を用いる必要もなく、加工タクトを大幅に縮小すること
ができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を説明する。

第２図は、本発明を実施することができるレーザ加工
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、図示のごとき
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に構成されている。

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
一定の水平距離を置いてワーク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RLY22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チ類（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RLY22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（FDD）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・RAM
ディスク（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、自動プログラミング装置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CRT39はNC装置と自動プログラミン
グ装置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を備えて成る。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ァイル46、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、
加工機特有の言語を記憶したＧコードファイル48、加工
機の加工条件を記憶した加工条件ファイル49、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NC装置特有の言語で記述された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ロレス加工
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。

図形対話入力モジュール40は図形入力装置の中核を試
す部分である。加工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。

図形入力は、第５図のフローチャートに示すようなス
テップ501〜510の手順で、前記MDI37を操作すると、CRT
39の画面が適宜入力し易い形に変形され、第６図に示す
ような画面で例えば直線ｌを入力し、次々と入力を重ね
てゆくことにより、第７図に示すような所望の加工形状
を入力することができる。

より詳細には、第６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が熟練者に適宜消去可能の
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８図に入力図形の一例を示した。図において、W₁,W
₂…W₁₀は加工すべき製品を、P₁,P₂…P₇はピアス加工す
べき穴位置を示している。図形には、寸法など表示でき
るほか、第９図で示す割付機械及びレーザ加工条件など
を識別できる色づけ為されるものである。

第８図の如く作成された図形データに対し第９図を用
いて機械割付方式を示す。

順次示すと、ステップ901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902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903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901からステップ904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902へ移行するが、そうでなければ
（部分変更）ステップ905へ移行する。

ステップ905では図形の中から穴形状を抽出する。

次いで、ステップ906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907
へ、できなければステップ908へ移行する。ここでの判
別は、例えば製品W₈,W₉,W₁₀の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907,908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909へ移行し、そうでなければステップ910へ
移行しレーザ加工を設定する。

ステップ909では、さらに金型要求をし、ステップ911
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912でパンチ加工を設定する。

前記ステップ908では、ステップ902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910でレーザ加工を指定する。

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。

さらに、本例では、第10図に示すように、第８図に示
すピアス加工部分P₁,P₂,…P₇に対し、機械種を指定する
ことができる。

すなわち、第10図において、ステップ1001で加工範囲
をチェックし、ピアシング加工データを読んで加工範囲
をチェックし、ステップ1002でパラメータファイルに格
納されている機械種類を参照し、複合加工が有効になっ
ていると、ステップ1003で金型情報をチェックする。

そこで、金型ファイル47の中のピアスステーション番
号にタレット番号がセットされていたらステップ1005で
他の加工線の干渉チェックを行って、パンチ加工可能で
あると判定されればステップ1007でパンチピアシングを
決定する。これ以外の場合はステップ1008でレーザピア
シングを決定する。

第８図の例で示せば、ピアス加工部分をパンチ加工す
る場合の形状をＴとして、この形状Ｔが他の加工形状、
例えば製品W₉と干渉するような場合には、このピアス加
工はレーザで行うようにする。

かくして、第８図〜第10図に示した処理により、ピア
ス加工部分をパンチ加工を優先させて加工することがで
き、レーザ加工するのに対して相当迅速となる。

ピアス加工部分についてのパンチ加工の例を示すと、
第３図のサーボアンプ26A,26Bを介してモータM₁,M₂に移
動指令が出力され、パンチセンタにピアス加工部分の中
心が位置される。と同時に所定のタレットステーション
に予めセットされたピアシング用金型が上記のパンチセ
ンタに位置するようタレット7,8が回転され、次いでラ
ム４が下降され、パンチによりピアシングが行われる。
この間に要するタクトはレーザ加工によるものと比べ相
当短かいものである。

続いてのレーザ加工では、パンチによりピアシングさ
れた穴にレーザビームLBが通され、このレーザビームに
より即座に製品加工に移行される。

第８図において、パンチ加工によるピアシングは、パ
ンチ加工可能とされた全ピアス加工部分P₁,P₂…P₆につ
いて連続して実行し、金型選択に要する時間を短縮する
ようにしてよいこと勿論である。

以上により、本例の複合加工機のピアシング方法によ
れば、ピアス加工部分をパンチ加工することができるか
否かを判定し、パンチ加工可能であればパンチ加工する
ので、レーザ加工するのに対して大幅に時間短縮するこ
とができる。

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、適宜の態様で実施し
得るものである。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明は特許請求の範囲に記載の通りの
複合加工機のピアッシング方法であるので、ピアス加工
を効率よく行うことができ、その分加工効率を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概要を示す図、第２図以下は本発明の
実施例を示し、第２図はパンチ及びレーザの複合加工機
の一例を示す側面図、第３図は制御装置のブロック図、
第４図はファイル構成を示すブロック図、第５図は図面
入力例のフローチャート、第６図及び第７図は図面入力
画面の例を示す説明図、第８図は入力図形の一例を示す
説明図、第９図は機械割付処理のフローチャート、第10
図はピアス加工の判定例を示すフローチャートである。 P₁,P₂…P₇……ピアス加工部分 W₁,W₂…W₁₀……製品形状 Ｔ……パンチピアス形状

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザ加工及びパンチ加工を行う複合加工
   機のピアシング方法において、 レーザないしパンチ加工すべき製品図形を入力する図形
   入力工程と、 該工程にて入力された製品図形よりレーザ加工のピアス
   加工部分を抽出するピアス抽出工程と、 抽出されたピアス加工部分につきパンチ加工可能である
   か否かを判定するパンチ判定工程と、 該工程でパンチ加工可能であると判定されたとき当該ピ
   アス加工部分につきパンチ加工を指定すると共にパンチ
   加工不能であると判定されたとき当該ピアス加工部分に
   つきレーザ加工を指定する加工種指定工程と、 指定された加工種により、当該ピアス加工部分を加工す
   る加工工程とから成ることを特徴とする複合加工機のピ
   アシング方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の複合加工機のピアシング
   方法において、前記パンチ判定工程は、ピアス加工用の
   パンチ金型が準備されているか否かの判定と、パンチ加
   工形状が他の加工線と干渉するか否かの判定とを含むこ
   とを特徴とする複合加工機のピアシング方法。
3. 【請求項３】請求項１に記載の複合加工機のピアシング
   方法において、前記加工工程は、パンチ加工可能の複数
   のピアス加工部分について連続的にパンチ加工するもの
   であることを特徴とする複合加工機のピアシング方法。