JPH01252398A - 部材の切断制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えばオオータージェットあるいはアブレ
ーシブジェットのような圧力流体噴射を利用した切断加
工装置のように、加工対象となる部材に近接設定された
状態で、穴あけあるいは切断作業をする加工用ヘッドを
備えた部材の切断制御装置に関する。

［従来の技術］ 例えば鉄材等の板材を切断加工する手段として、水等の
高圧流体噴射を利用した装置が知られている。この高圧
流体噴射を利用した加工装置にあっては、水あるいはこ
の水に適宜研磨材等を混入したアブレーシブジェットを
噴射するノズルによる加工用ヘッドを備えているもので
、この加工用ヘッドは加工対象となる鉄板等のワークに
対して充分近接設定し、この状態で高圧流体をワーク面
に噴射するものである。

このような加工装置にあっては、加工用ヘッドとワーク
との距離を常に正確に計１１１１１　Ｌ、ヘッドとワー
クとの距離が正確に設定されるようにすることが要求さ
れる。このため、この加工用ヘッドに近接されるように
して、このヘッドと一体的にワーク方向に移動される距
離検出用センサ機構が設けられる。このセンサ機（１■
は、加工用ヘッドにできるたけ近接する位置に取り付は
設定されるものであるが、実質的に加工用ヘッドによる
加工位置と同じ位置のワーク間距離を測定することはで
きない。加工用ヘッドとセンサ機構との間隔がＬとされ
た場合、ワー、り而の加工用ヘッドによる加工位置と距
離り離れた位置のセンサ機構とワークとの距離をδＰＩ
定するようになる。

このようなセンサ機構を利用した加工用ヘッドのワーク
からの距離制御は、センサ機構の距離測定方向に必ずワ
ークが存在することが保証されているときにのみ有効で
ある。もし、センサ機構の距離測定方向にワークが存在
せず、加工用ヘッドの部分にワークが存在するような状
態では、加工用ヘッドがワークに衝突するまで、このヘ
ッドが移動されるようになる。

実際に１枚の素材から複数のパーツを効率よく切断して
取り出すような場合には、切断残り部分がしだいに少な
くなり、センサ機構に対応する部分にワークが存在する
ことが保証されないことが多い。

例えば、第４図で示すようにワーク１１に第１のパーツ
を切断した開口１２が存在する状態で、このワーク１１
から新たに矢印で示すような枠１３にしたがって第３の
パーツを切断しようとする場合、加工用ヘッド１４がま
ずＡ点に設定される。この状態ではこのヘッド１４と一
体的に設定されるセンサ１５は、開口１２の位置から外
れたワーク１１上に設定されるため、センサ１５によっ
てヘッド１４とワーク■１との距離を観測しながら、こ
のヘッドＩ４によってワーク１１の切断作業が進行され
る。しかし、この切断作業が進み加工用ヘッド１４がＢ
点に達すると、センサ１５が開口■２の位置に達し、セ
ンサ■５の距離検出方向、すなわち下方にはワーク１１
が存在せず、センサ１５は実際のワーク１１とヘッド１
４との距離よりも大きな距離、極端な場合は無限大の距
離を測定する。このため、加工用ヘッド１４はワーク１
１の方向に移動されるようになり、ワーク１１に衝突す
るようになって、以後の切断作業の継続を不可能にする
。

同様に、第５図で示すようにワーク１１の縁線と交差す
る方向に切断方向が設定される場合では、Ａ点からは正
常な切断作業が進行されるが、Ｂ点に達してセンサ１５
がワーク１１の縁線からはみ出すようになると、加工用
ヘッド１４が下降を始めるようになる。さらに第６図で
示すように、ワーク１１の縁線に近接する位置で、この
縁線に平行に切断しようとする場合では、最初からセン
サ１５によって加工用ヘッド１４とワーク１１との距離
を測定することができない。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、例え
ば高圧流体噴射による加工を行うノズルのような加工用
ヘッドにより、部材の切断加工を行う場合、この加工用
ヘッドと加工対象の部材であるワークとの距離が精度良
く設定されて切断加工が進行されるようにすると共に、
特に上記距離をＸ１４１１１するセンサ機構に対応する
部分にワークが存在しない状態があっても、切断作業が
円滑に進行されるようにする部材の切断制御装置を提供
しようとするものである。

口課題を解決するための手段］ この発明に係る部材の切断制御装置にあっては、例えば
高圧流体噴射を行うノズル等の加工用ヘッドの側方にワ
ークとの距離δＩｌｌ定用のセンサ機構を設定した加工
装置において、上記ヘッドとセンサ機構とを一体的にワ
ーク方向に近接するように移動する手段を備えるもので
、上記ワークおよびその加工位置に対応した図面情報に
基づき、上記センサ機構の距離測定方向にワークが存在
しない状態を判別し、この状態が判別された状態で、上
記センサ機構からの距離大の検出信号を無効とされるよ
うにする。

［作用コ 上記のように構成される切断制御装置にあっては、例え
ばワークに対する切断加工位置によって、センサ機構の
距離検出方向にワークが存在しない状態は、図面情報に
基づいて確実に判別され、この状態でセンサ機構からの
検出信号が無効とされる。したがって、センサ機構に対
応する部分にワークが存在せず、実質的に大きな距離が
測定される状態でも、この距離情報が加工用ヘッドの移
動機構には伝達されず、この加工用ヘッドがワークの方
向に移動され、衝突するようになることはない。この場
合、センサ機構とワークとの距離が小さい状態の検出信
号はそのまま使用できるものであり、障害物等の検出、
あるいは再びセンサ機構に対応する部分にワークが存在
するようになったときに、加工用ヘッドとワークとの間
の距離が設定制御される。

［実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第１図はその基本構成を示しているもので、ワークとの
距離を計測しその距離情報を出力するセンサ２１を備え
る。このセンサ２１からの検出信号は、増幅器２２で適
宜増幅した後コンパレータ２３に供給する。

このコンパレータ２３では、上下限設定回路２４からの
上限情報および下限情報と比較され、センサ２１からの
検出距離情報が上限より大きい場合、すなわちセンサ２
１の位置がワークより充分遠い位置にあることが判別さ
れたときには「遠」信号が出力される。また、センサ２
１とワークとの距離が設定された下限より小さいときに
は、「近」信号がこのコンパレータ２３から出力される
。

コンパレータ２３からの「近」および「遠」信号は、加
工用ヘッドの上昇／下降指令回路２５に供給される。こ
の指令回路２５では、「近」信号が入力されたときには
「アップ」指令が、また「遠」信号が入力されたときに
は「ダウン」指令が出力されるもので、この「アップ」
および「ダウン」の指令は、それぞれコントローラ２Ｂ
の入力１ｒｌＮＩＪおよび入力２ｒｌＮ２Ｊに供給され
る。

このコントローラ２６では、上記人力１あるいは２に対
応して、加工用ヘッドをワークから離反させる方向に駆
動する上昇制御、あるいは加工用ヘッドをワークに近接
される下降制御を実行する。

上記コントローラ２６には、さらに図面情報設定回路２
７からの図面情報が供給されている。この図面情報設定
回路２７には、切断加工しようとしているワークの形状
、すでに切断された開口部等の形状位置、これから加工
切断しようとする図形等の情報が、適宜オペレータ等に
よる入力により設定されている。

コントローラ２Ｂにおいては、この図では詳細に示して
いないが、ワークの形状等に対応した切断位置の情報が
、実際のワークに対応して設定されている。そして、こ
の切断図形情報に対応して、加工用ヘッドをワークの平
面に対応した而で移動させ、加工用ヘッドをその切断加
工位置に移動させる指令も発生する。

したがって、このコントローラ２６においては、加工用
ヘッドの位置に対応して、センサ２１の距離検出方向で
ある下方にワークが存在しているか否かを判定するもの
で、この判定結果に対応して有効あるいは無効の判定信
号を出力する。この判定信号は上昇／下降指令回１８２
５に供給され、無効の判定信号が供給されたときに、コ
ンパレータ２３から供給される「遠」信号を無効にする
。この場合「近」信号は有効の状態に設定され、センサ
２１がワーク等に近接した状態を検出したときは、加工
用ヘッドを上昇させるようにする。

第２図は加工用ヘッドとして、アブレーシブジェットを
噴射するノズル３０が使用される場合の切断加工装置を
示しているもので、このノズル３０の側方に近接する位
置、例えば距ＭＬ離れた位置にセンサ２１が設定される
。このセンサ２１とノズル３゜とは一体的にワーク１１
の面に平行に移動されるようになっているものであり、
また基本的に一体となってワーク１１に接近する方向、
あるいは離反する方向となる上下方向に移動されるよう
にしている。ここで、センサ２１は必要に応じてノズル
３０とは別個に上昇移動されるものであり、例えばノズ
ル３０がワーク１１を加工するに適する位置に加工設定
された状態で、センサ２１のみが上昇されて退避位置に
設定されるような制御も可能とされている。

この図のようにセンサ２１の検出面とノズル３０の先端
とが一致する状態では、センサ２１によって計ｄＰｊさ
れた、このセンサ２Ｉとワーク１１の面との間の距’Ｍ
ｌが、ノズル３０とワーク１１との間の距離に対応する
もので、このａｌｌＪ定距離ノの情報によって、ノズル
３０がアブレーシブジェットの噴射によりワーク１１を
切断加工するに適する位置に設定される。

第３図は上記のような切断加工装置における制御処理の
流れを示しているもので、まずステップ１００でノズル
３０およびセンサ２１が、ワーク１１の面上の切断加工
すべき所定の位置に移動設定される。

このようにして、ノズル３０およびセンサ２１が所定位
置に移動されたならば、ステップ１０１でこのノズル３
０およびセンサ２１を一体的にしてワーク１１に近接さ
せるように下降させる。この下降動作は、センサ２１に
よってワーク１１との間の距離をステップ１０２で測定
しながら行われるもので、ノズル３０とワーク１１との
距離が大きい状態では高速に下降させ、ノズル３０とワ
ーク１１との距離が設定される所定値以下となったとき
は、下降速度が低速に切換えられるようにする。

この下降動作は、ノズル３０がアブレーシブジェットの
噴射によりワーク１１を加工するに適する距離（例えば
２　ｎ＋ｎ）とされるまで継続され、ステップ１０３で
加工に適する間隔が設定された状態で停止される。そし
て、ステップ１０４でセンサ２１のみを上昇させる。

ワーク１１を切断加工する場合、まずノズル３０をワー
ク１１上の加工開始位置に設定すると共に、この位置で
ノズル３０をワーク１１の面に接近する位置まで下降さ
せる。この状態では、まだワーク１１に切断箇所が存在
しないものであるため、まずノズル３０からのアブレー
シブジェット噴射によって、ワーク１１に貫通孔を形成
する。このような貫通孔を形成する場合、ノズル３０か
ら噴射されたアブレーシブジェットはワーク１１の面で
反射され、センサ２Ｉの検出面に水に混入された研磨材
等が衝突するようになる。したがって、センサ２１がノ
ズル３０と共にワーク１■に近接された状態では、セン
サ２１の検出面に損傷が与えられるようになる。したが
って、ステップ１０４のようにセンサ２１のみを上昇さ
せるものである。

ステップ１０５では、ノズル３０からアブレーシブジェ
ットを噴射し、ワーク１１に穴あけを行うもので、この
アブレーシブジェットの噴射はステップ１０６で、アブ
レーシブジェットがワーク１１を貫通したか否かを監視
しながら実行される。このステップｌ０Ｅｉは、例えば
ワーク１１の裏面側に水面等を設定し、アブレーシブジ
ェットがワーク１１を貫通したときに生ずる水面の乱れ
を電気的に検出することによって実行される。また簡単
な手段として、経験的に知ることができる貫通に要する
時間をタイマーに設定し、アブレーシブジェットの噴射
開始からの時間経過をこのタイマーによって計測するこ
とにより、貫通を判断するようにしてもよい。

ステップ１０６で貫通したことが検出されたならば、ス
テップ１０７に進んで、ステップ１０４で上昇させたセ
ンサ２１をノズル３０の位置に対応した位置まで下降さ
せ、ノズル３０とワーク１１との間隔が、このセンサ２
１により計測できるようにする。

ステップ１０８では、図面情報およびセンサ２１の位置
情報に基づき、その位置がワーク１１のエツジ部分ある
いは開口した大部分に対応するか否かを判断する。そし
て、エツジあるいは開口部分であると判定されたならば
、ステップ１０９に進んてノズル３０の下降信号をカッ
トし、すなわち第１図におけるコンパレータ２３から上
昇／下降指令回路２５に与えられる「遠」信号を無効に
する。

すなわち、ステップ１０６で貫通孔が形成されたと判断
されたとき、あるいはステップ１０７でセンサ２１を下
降させるときに、センサ２１の下方にワーク１１が存在
しない状態であると、センサ２１でワーク１１に近接す
る信号がβｊ定できない。したがって、二のような状態
のときにノズル３０の下降動作を禁止し、ノズル３０が
ワーク１１に衝突することを防止する。

このようにしてノズル３０の下降が禁止され、ステップ
１０３で決められた位置にノズル３０が設定された状態
で、ステップ１１０に進む。またステップ１０８でセン
サ２１の下方にワーク１１が存在することが確認された
状態で、ステップ１１０に進む。

ステップ１１０では、ノズル３０をワーク１１の切断予
定ラインに沿って移動させ、ノズル３０からのアブレー
シブ噴射によって、ワーク１１の切断作業を実行する。

この場合、センサ２１の下方にワーク１１が存在する状
態では、センサ２１からの検出信号に基づきノズル３０
の高さを制御しているものであり、またセンサ２１の下
方にワーク１１が存在しないときには、ノズル３０を上
下方向に移動させることなく、ステッ、ブ１０３で設定
された高さで切断加工が継続される。そして、センサ２
１でノズル３０がワーク１１に近接し過ぎた状態が検出
されたときは、センサ２１からの「近」信号は無効にさ
れていないため、ノズル３０が適正位置に上昇制御され
る。

ステップｉｌｌでは、ワーク１１の切断作業が完了され
たか否かを判定しているもので、切断が終了されていな
い状態ではステップ１１２でノズル３０の下降信号を復
帰、すなわちセンサ２１からの「遠」信号を有効にして
、ステップ１０８に戻る。

ステップｉｌｌで切断完了が確認されたならば、ステッ
プ１１３に進んでノズル３０およびセンサ２１を上昇さ
せ、ステップ１１３で加工完了を確認してこの処理が終
了される。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明に係る切断制御装置によれば、高
圧流体噴射を行うノズル等の加工用ヘッドと一体的に、
ワーク面からの高さを７１１＋定するセンサ機構を設け
、このセンサ機構によって加工用ヘッドとワーク面との
距離を測定しながら切断加工を実行する場合、センサ機
構の検出面に対応する部分にワークが存在しないような
状態が生じても、加工用ヘッドは不要に下降されること
がなく、プログラム設定された切断加工が安全且つ確実
に実行されるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る部材の切断制御装置を説明する
ための構成図、第２図は切断装置の切断機構部分を取り
出して示す図、第３図は上記切断制御装置の切断作業の
制御の流れを説明するフローチャート、第４図乃至第６
図はそれぞれ従来におけるこの種切断装置における問題
点を説明するための図である。 １１・・・ワーク、２１・・・センサ、２３・・・コン
ノくレータ、２４・・・上下限設定回路、２５・・・上
昇／下降指令回路、２６・・・コントローラ、２７・・
・図面情報設定回路。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１　区 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 切断対象となる部材の加工面に近接設定された状態で、
   上記部材の切断作業を実行する切断加工用ヘッドと、 この加工用ヘッドを上記部材の加工面に近接しあるいは
   離反する方向に移動する手段と、上記加工用ヘッドの側
   方に近接設定され、上記ヘッドと一体的に上記物体に近
   接する方向あるいは離反する方向に移動されるように設
   定された、上記物体との距離検出用のセンサ機構と、 上記物体の形状およびこの物体の加工位置に対応した図
   面情報に基づき、上記センサ機構の距離検出方向に物体
   が存在しない状態を判別する手段と、 この手段でセンサ機構の距離検出方向に物体が存在しな
   いことが判別された状態で、上記センサ機構で検出され
   た距離大の距離情報を無効にする手段とを具備し、 上記距離情報が無効とされない状態で、上記センサ機構
   で検出された距離情報に基づき上記加工用ヘッドと加工
   対象となる物体との距離を適正に近接設定し、この加工
   用ヘッドにより上記物体の加工が行われるようにしたこ
   とを特徴とする部材の切断制御装置。