JP3825118B2 - レーザ加工機におけるスクラップ排出方法およびその装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明はレーザ加工機におけるスクラップ排出方法およびその装置に係り、さらに詳しくは、レーザ加工機の自動による連続運転に必要なスクラップの処理を行うレーザ加工機におけるスクラップ排出方法およびその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、テーブルタイプのレーザ加工機により穴明け加工する場合には、加工に伴って生じたスクラップを取出す方法として、以下のものが一般的である。
【0003】
(1) ミクロジョイントによりスクラップを製品にくっつけておく。
【0004】
(2) テーブルに設けられているカッティングプレートから落下させて除去する。
【0005】
(3) ワークシュータから落下させて除去する。
【0006】
(4) レーザ加工機を停止させて作業者がスクラップを除去する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような従来の技術にあっては、以下のような問題がある。すなわち、
(1) ミクロジョイントによりスクラップを製品にくっつけている場合には、製品を排出した後にミクロジョイントを切離して仕上げをしなければならないため、後工数が大きい。
【0008】
(2) カッティングプレートから落下させる場合には、スクラップの形状や大きさにより落下したり、しなかったりするため、後の工程に影響する。
【0009】
(3) ワークシュータから落下させる場合には、ワークシュータの上にうまく位置決めする必要がある。
【0010】
(4) レーザ加工機を停止させて作業者がスクラップを除去する場合には、オペレータが常にレーザ加工機を監視していなければならない。
【0011】
以上のようなスクラップの取出し方法のうち、レーザ加工機を自動で運転する場合には、カッティングプレートから落下させるか、あるいはワークシュータから落下させるのが好ましいと考えられるが、前述のような問題点がある。
【0012】
この発明の目的は、以上のような従来の技術に着目してなされたものであり、レーザ加工機において自動による連続運転を行う際に加工により発生したスクラップを確実に取出すことのできるレーザ加工機におけるスクラップ排出方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1による発明のレーザ加工機におけるスクラップ排出方法は、固定テーブル上を移動・位置決めされるワークに対してレーザ加工ヘッドからレーザビームを照射してレーザ加工する際に発生するスクラップを排出するレーザ加工機におけるスクラップ排出方法において、レーザ加工機を制御する制御装置に予め加工プログラムと、穴明け加工にともなうスクラップに対する分割切断プログラムを記憶しておき、前記加工プログラムに基いて連続加工で生じる前記スクラップの形状および大きさを前記固定テーブルに設けられてスクラップの排出を行うカッティングプレートの径と比較して、スクラップの大きさがカッティングプレートの径よりも小さい場合には穴明け加工で生じる当該スクラップを直接カッティングプレートから排出し、スクラップの大きさがカッティングプレートの径よりも小さくない場合には当該スクラップの形状を前記分割切断プログラムにしたがってカッティングプレートの径よりも小さく分割切断すると共に穴明け加工を行い、切断されたスクラップをカッティングプレートから排出すること、を特徴とするものである。
【0014】
従って、レーザ加工に伴って発生したスクラップの形状および大きさを固定テーブルに設けられているスクラップ排出に用いられるカッティングプレートの径と比較して、スクラップがカッティングプレートから排出されないと判断された場合には、制御装置に予め記憶されている分割切断プログラムを用いてスクラップを分割切断した後に、カッティングプレートから排出する。
【0015】
請求項2による発明のレーザ加工機におけるスクラップ排出方法は、請求項1記載のレーザ加工機におけるスクラップ排出方法において、前記スクラップの形状が、前記制御装置に記憶されている分割切断プログラムに含まれているものでない場合には、この分割切断プログラムを組合わせて前記スクラップを分割切断すること、を特徴とするものである。
【0016】
従って、加工に伴って発生するスクラップの形状が制御装置に記憶されている分割切断プログラムに含まれていない場合には、記憶されている分割切断プログラムを組合わせてスクラップを分割切断した後に、カッティングプレートから排出する。
【0017】
請求項3による発明のレーザ加工機におけるスクラップ排出装置は、固定テーブル上を移動・位置決めされるワークに対してレーザ加工ヘッドからレーザビームを照射してレーザ加工する際に発生するスクラップを排出するレーザ加工機におけるスクラップ排出装置であって、前記レーザ加工機を制御して自動運転せしめる制御装置と、この制御装置に設けられて加工プログラムを記憶する加工プログラムメモリと、穴明け加工にともなうスクラップを分割切断する分割切断プログラムを記憶する分割切断プログラムメモリと、加工により発生するスクラップの形状および大きさを前記固定テーブルに設けられているスクラップの排出に用いられるカッティングプレートの大きさと比較すると共に前記スクラップの方が小さくないと判断された場合には分割切断することにより前記カッティングプレートの径よりも小さくすべく前記分割切断プログラムメモリに記憶してある分割切断プログラムを組合わせる分割判断部と、この組み合わされた分割切断プログラムに従ってレーザ加工機に指令する指令部と、を備えてなることを特徴とするものである。
【0018】
従って、制御装置の加工プログラムメモリに記憶されている加工プログラムに従ってレーザ加工機が加工を行う際に発生するスクラップの形状および大きさを、分割判断部が固定テーブルに設けられているカッティングプレートの径と比較して、スクラップの方が小さくなくて排出できないと判断した場合には、分割切断プログラムメモリに記憶されている分割切断プログラムに従ってスクラップを分割するように指令部を介してレーザ加工機に指令する。この時、スクラップの形状が分割切断プログラムメモリに記憶されている分割切断プログラムに含まれていない場合には、分割判断部は分割切断プログラムの組合わせによりスクラップの分割切断プログラムを作成し、指令部を介してレーザ加工機を制御する。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0020】
図2には、この発明に係るスクラップ排出方法を適用するレーザ加工機1の全体が示されている。このレーザ加工機1は、基台3の上に固定テーブル5を備え、この固定テーブル5の左右両側にはY軸方向へ移動自在の可動テーブル5R,5Lを備えている。左右の可動テーブル5R,5LにまたがってY軸方向へ移動自在のY軸キャレッジ7が設けられており、このY軸キャレッジ7に沿ってX軸方向へ移動自在のX軸キャレッジ9を有している。X軸キャレッジ9にはワークWを把持するワーククランパ11が設けられている。
【0021】
前記基台3の後端には柱13が立設され、この柱13の上端から前方に梁15が突設されている。この梁15の前端にはZ軸方向に昇降自在の加工ヘッド17が設けられている。また、柱13の後側にはレーザ発振器19が取付けられている。このレーザ発振器19により発せられたレーザビームLBは梁15の内部を通って複数のベンドミラーBMにより前記加工ヘッド17に導かれて、加工ヘッド17の先端に取付けられているノズル21からワークWに照射される。
【0022】
前記固定テーブル5における加工ヘッド17の下方位置には、加工時にレーザビームLBが通過すると共にスクラップSを落下させるための穴であるカッティングプレート23(直径をDとする)が設けられている。一方、前記X軸キャレッジ9およびY軸キャレッジ7の移動・位置決めや、前記レーザ発振器19の制御を行う制御装置であるNC装置25が設けられている。
【0023】
従って、ワークWにレーザ加工を行う場合には、NC装置25の制御により、ワークWを把持しているワーククランパ11を備えたX軸キャレッジ9をX軸方向へ移動・位置決めし、Y軸キャレッジ7をY軸方向へ移動・位置決めすることによりワークWを加工位置である加工ヘッド17の下方へ移動・位置決めする。次いで、レーザ発振器19を制御して加工ヘッド17のノズル21からワークWに向けてレーザビームLBを照射してレーザ加工を行う。
【0024】
次に、図1を参照して、前述のようにしてレーザ加工を行う際に発生するスクラップSを前記カッティングプレート23から落下させて排出すべく制御するNC装置25の構成および制御内容について説明する。
【0025】
NC装置25は中央処理装置であるCPU27を有しており、種々のデータを入力するためのキーボードのごとき入力手段29と、種々のデータを表示するためのCRTのごとき出力手段31を備えている。
【0026】
前記CPU27には、ワークWに対して行うレーザ加工の加工プログラムを記憶してある加工プログラムメモリ33と、後述する典型的な形状のスクラップSを分割する分割切断プログラムを記憶してある分割切断プログラムメモリ35が接続されている。また、CPU27には、加工プログラムメモリ33に記憶されているレーザ加工を行うことにより発生するスクラップSの形状および大きさをカッティングプレート23と比較判断して、どのような典型的な形状を組合わせてどのような大きさにスクラップSを分割しなければならないかを判断する分割判断部37が接続されている。
【0027】
さらに、加工プログラムメモリ33に記憶されている加工プログラムおよび前述の分割判断部37により決定されたスクラップSの分割切断プログラムに従ってX軸キャレッジ9、Y軸キャレッジ7、レーザ発振器19を制御する指令部39が接続されている。
【0028】
以上のようなNC装置25による具体的なスクラップSの分割動作について説明する。
【0029】
ここで、スクラップSの直径DSとカッティングプレート23の直径Dを比較して、
(1) DS<Dの場合には、スクラップSをカッティングプレート23から落下させることができる。
【0030】
(2) DS≒Dの場合には、スクラップSが落下したり、落下しなかったりする。
【0031】
(3) DS>Dの場合には、カッティングプレート23から落下させるのが不可能であるため、ワークシュータによりスクラップを取出す。
【0032】
従って、NC装置25の制御によりレーザ加工機1を自動で連続運転する場合においては、前述の(2) の場合、あるいは(3) の場合においてスクラップSをカッティングプレート23から確実に落下させるために、前述の(1) の場合に該当するようにスクラップSを自動的に分割するようにする。
【0033】
すなわち、NC装置25の分割切断プログラムメモリ35には、いくつかの典型的な形状に対する分割切断プログラムが記憶されており、分割判断部37はこの典型的な形状に対する分割方法を組合わせることにより種々のスクラップの分割を自動で行うよう自動プログラミング機能を有している。
【0034】
例えば、図3を参照するに、加工形状が典型的な形状の一例である円形の場合において、スクラップSAの直径DSがカッティングプレート23の直径Dに近い場合について説明する。この場合には、指令部39はX軸キャレッジ9、Y軸キャレッジ7、レーザ発振器19を制御して、まず点PAにおいてピアシングし、図3中上方へ直線的に切断し、反時計方向(あるいは時計方向でもよい)に円形に切断する。これにより、ワークWに円形の穴を明けると共に、スクラップSAを半円形状に分割切断することができるので、スクラップSAを確実にカッティングプレート23から落下させることができる。
【0035】
また、図4を参照するに、加工形状が典型的な形状の一例であるカッティングプレート23の直径Dよりも長い長丸穴の場合には、スクラップSBが大きくてカッティングプレート23から落下することができない。そこで、まず点PBにおいてピアシングして、図4中上方へ直線的に切断し、反時計方向(あるいは時計方向でもよい)に長円形に切断する。これにより、ワークWに長丸形の穴を明けると共に、スクラップSBをカッティングプレート23の直径Dよりも小さなものに分割切断することができるので、スクラップSBを確実にカッティングプレート23から落下させることができる。
【0036】
さらに、図5を参照するに、加工形状が典型的な形状の一例であるカッティングプレート23の直径Dよりも長い矩形穴の場合には、スクラップSCが大きくてカッティングプレート23から落下することができない。そこで、まず点PCにおいてピアシングして、図5中上方へ直線的に切断し、反時計方向(あるいは時計方向でもよい)に矩形に切断する。これにより、ワークWに矩形の穴を明けると共に、スクラップSCをカッティングプレート23の直径Dよりも小さな矩形に分割切断することができるので、スクラップSCを確実にカッティングプレート23から落下させることができる。
【0037】
また、例えば図6(A)に示されるような異形穴の加工を行う場合には、スクラップSDはカッティングプレート23の径Dよりも大きく、排出することができないので例えば前述した図3から図5に示される例の組合わせにより分割処理を行う。すなわち、まず図6(B)に示されるように2個の縦長の矩形穴41、41を前述の図5の場合と同様にして穴明け加工する。次いで、図6(C)に示されるように前述の2個の矩形穴41、41を連結すべく2本の直線43、43を切断する。これにより、カッティングプレート23の直径Dよりも大きな異形穴についても、確実にカッティングプレート23から落下させることができる。
【0038】
以上の結果から、カッティングプレート23の直径Dに近い大きさのスクラップS、あるいは直径Dよりも大きなスクラップSについても、自動によりカッティングプレート23の直径Dよりも小さなスクラップに分割切断して、確実にカッティングプレート23から落下させて排出することができる。これにより、レーザ加工機1の自動による連続運転が可能になる。
【0039】
なお、この発明は前述の発明の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行なうことにより、その他の態様で実施し得るものである。すなわち、前述の発明の実施の形態においては、丸穴、長丸穴、矩形穴を典型的な形状としたが、これに限らず種々の形状を分割切断プログラムメモリ35に記憶させておくことが好ましい。
【0040】
また、コ字形状の矩形穴のレーザ加工に関して説明したが、これ以外の形状の穴明け加工についても、前述の考え方を組合わせることによりカッティングプレート23の直径Dよりも小さなスクラップに分割して、除去することができる。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明によるレーザ加工機におけるスクラップ排出方法では、レーザ加工に伴って発生したスクラップの形状および大きさを固定テーブルに設けられてスクラップの排出を行うカッティングプレートの径と比較して、スクラップがカッティングプレートから排出されないと判断された場合には、制御装置に予め記憶されている分割切断プログラムを用いてスクラップをカッティングプレートの径よりも小さく分割切断した後に排出するので、スクラップがカッティングプレートの径よりも大きい場合でも自動で確実に排出することができる。これに伴い、レーザ加工機による自動的・連続的な加工が可能になる。
【0042】
請求項2の発明によるレーザ加工機におけるスクラップ排出方法では、加工に伴って発生したスクラップの形状が制御装置に記憶されている分割切断プログラムに含まれていない場合には、記憶されている分割切断プログラムを組合わせてスクラップを分割切断した後にカッティングプレートから排出するので、発生するスクラップの形状にかかわらず確実に排出することができる。
【0043】
請求項3の発明によるレーザ加工機におけるスクラップ排出装置では、制御装置の加工プログラムメモリに記憶されている加工プログラムに従ってレーザ加工機が加工を行う際に発生するスクラップの形状および大きさを、分割判断部が固定テーブルに設けられてスクラップの排出を行うカッティングプレートの径と比較して、スクラップの方が小さくなくて排出できないと判断した場合には、分割切断プログラムメモリに記憶されている分割切断プログラムに従ってスクラップを分割するように指令部を介してレーザ加工機に指令するので、確実にスクラップの排出を行うことができる。また、スクラップの形状が分割切断プログラムメモリに記憶されていない場合には、分割判断部は分割切断プログラムの組合わせによりスクラップの切断プログラムを作成し、指令部を介して分割切断を行うので、スクラップの形状にかかわらず確実にスクラップの排出を行うことができる。これに伴い、レーザ加工機による自動的・連続的な加工が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係るレーザ加工機におけるスクラップ回収装置である制御装置の内部構成を示すブロック図である。
【図2】この発明に係るレーザ加工機におけるスクラップ回収装置を適用するレーザ加工機の全体を示す斜視図である。
【図3】典型的な形状である丸穴の分割切断を示す説明図である。
【図4】典型的な形状である長穴の分割切断を示す説明図である。
【図5】典型的な形状である矩形穴の分割切断を示す説明図である。
【図6】異形状の分割切断を示す説明図である。
【符号の説明】
1 レーザ加工機
5 固定テーブル
17 加工ヘッド
23 カッティングプレート
25 NC装置(制御装置)
33 加工プログラムメモリ
35 分割切断プログラムメモリ
37 分割判断部
39 指令部
W ワーク
S スクラップ
LB レーザビーム
D 径
Claims (3)
- 固定テーブル上を移動・位置決めされるワークに対してレーザ加工ヘッドからレーザビームを照射してレーザ加工する際に発生するスクラップを排出するレーザ加工機におけるスクラップ排出方法において、
レーザ加工機を制御する制御装置に予め加工プログラムと、穴明け加工にともなうスクラップに対する分割切断プログラムを記憶しておき、
前記加工プログラムに基いて連続加工で生じる前記スクラップの形状および大きさを前記固定テーブルに設けられてスクラップの排出を行うカッティングプレートの径と比較して、スクラップの大きさがカッティングプレートの径よりも小さい場合には穴明け加工で生じる当該スクラップを直接カッティングプレートから排出し、スクラップの大きさがカッティングプレートの径よりも小さくない場合には当該スクラップの形状を前記分割切断プログラムにしたがってカッティングプレートの径よりも小さく分割切断すると共に穴明け加工を行い、切断されたスクラップをカッティングプレートから排出すること、を特徴とするレーザ加工機におけるスクラップ排出方法。 - 前記スクラップの形状が、前記制御装置に記憶されている分割切断プログラムに含まれているものでない場合には、この分割切断プログラムを組合わせて前記スクラップを分割切断すること、を特徴とする請求項1記載のレーザ加工機におけるスクラップ排出方法。
- 固定テーブル上を移動・位置決めされるワークに対してレーザ加工ヘッドからレーザビームを照射してレーザ加工する際に発生するスクラップを排出するレーザ加工機におけるスクラップ排出装置であって、
前記レーザ加工機を制御して自動運転せしめる制御装置と、この制御装置に設けられて加工プログラムを記憶する加工プログラムメモリと、穴明け加工にともなうスクラップを分割切断する分割切断プログラムを記憶する分割切断プログラムメモリと、加工により発生するスクラップの形状および大きさを前記固定テーブルに設けられているスクラップの排出に用いられるカッティングプレートの大きさと比較すると共に前記スクラップの方が小さくないと判断された場合には分割切断することにより前記カッティングプレートの径よりも小さくすべく前記分割切断プログラムメモリに記憶してある分割切断プログラムを組合わせる分割判断部と、この組み合わされた分割切断プログラムに従ってレーザ加工機に指令する指令部と、を備えてなることを特徴とするレーザ加工機におけるスクラップ排出装置。
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