JPH06126474A

JPH06126474A - レーザ複合加工機における制御装置

Info

Publication number: JPH06126474A
Application number: JP4307741A
Authority: JP
Inventors: Akira Iiriyouda; 晃飯領田; Yoshihisa Yamaoka; 良久山岡
Original assignee: Yamazaki Mazak Corp
Current assignee: Yamazaki Mazak Corp
Priority date: 1992-10-20
Filing date: 1992-10-20
Publication date: 1994-05-10

Abstract

(57)【要約】【目的】レーザ複合加工機の加工プログラムを簡単にす
る。【構成】加工プログラム中で、加工位置とＴコード（レ
ーザ加工形状又はサブ工具の種類）を指定する。加工プ
ログラム中のＴコードに基づいて加工モードを判定する
（Ｓ２、Ｓ４）。前回と今回の加工モードが異なる場
合、レーザ加工ヘッドとサブ加工ヘッドの設置位置の差
だけ、制御座標をオフセットする（Ｓ５、Ｓ６）。今回
の加工モードがサブ加工の場合、振動対策としてレーザ
発振器をエア等で浮上させ（Ｓ１０）、Ｔコードに基づ
いてサブ加工ヘッドに対して工具交換を行う（Ｓ８、Ｓ
１２）。今回の加工モードがレーザ加工の場合、レーザ
発振器を固定する（Ｓ１７）。【効果】加工プログラム中に、Ｔコードを指定すれば、
制御座標の補正、工具交換等に関する指令コードは必要
ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、板状のワークに対し
て、レーザ加工に加えて、パンチ加工、タップ加工、ド
リル加工等のサブ加工を行うことが出来るレーザ複合加
工機における制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のレーザ加工とサブ加工（パンチ加
工）を行うレーザ複合加工機は、特開昭６３−２９０６
２９、特開平１−２８１８３３、特開平２−３０３３
２、特開平２−３０３３３等に開示されているように、
レーザ加工ヘッドと、サブ加工ヘッド（パンチ加工ヘッ
ド）が、別々に設けられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これでは、レ
ーザ加工ヘッドとサブ加工ヘッド（パンチ加工ヘッド）
のワークとの相対移動を行うための駆動機構が複雑にな
り、また、レーザ複合加工機が高価なものになる。そこ
で、レーザ加工ヘッドとサブ加工ヘッドを共通のヘッド
保持手段上に設けることによって、レーザ加工ヘッドと
サブ加工ヘッドを共通の駆動機構を介して駆動制御する
ことが考えられる。しかし、この場合には、ヘッド保持
手段上のレーザ加工ヘッドとサブ加工ヘッドの設置位置
に差が生じるので、ワークの同一位置に加工を行うとき
でも、レーザ加工とサブ加工とでは、ヘッド保持手段の
ワークに対する相対位置を変更する必要があると同時
に、モード変更に伴う機械動作を変更する必要があり、
通常のＩＳＯ／ＥＩＡコードに従うと、加工プログラム
の作成が煩雑になる。また、サブ加工として、パンチ加
工に加えて、タップ加工やドリル加工を行うときには、
工具交換の必要もあるので、加工プログラムの作成は更
に煩雑になり、オペレータの負担が増大する。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑み、加工プログラ
ムを容易に作成することが出来るレーザ複合加工機にお
ける制御装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、レーザ加工ヘ
ッド（３２）とサブ加工ヘッド（３３）が、共通のヘッ
ド保持手段（３１）を介して一体的に、ワーク（１０
０）に対して相対的に移動駆動自在に設けられたレーザ
複合加工機（１）において、工具データ入力手段（９４
ａ）を、レーザ加工に関する加工形状の種類又はサブ加
工に関する工具の種類を示す工具データ（ＴＣ）を入力
される形で設け、加工モード判定手段（９０）を、前記
工具データ入力手段（９４ａ）を介して入力された工具
データ（ＴＣ）に基づいて、今回の加工モードがレーザ
モードかサブモードかを判定する形で設け、制御座標補
正手段（９１）を、前記加工モード判定手段（９０）を
介して加工モードの変更が判定されると、前記ヘッド保
持手段（３１）のワーク（１００）に対する相対位置に
関する制御座標を補正する形で設け、ヘッド移動制御手
段（９７）を、前記制御座標補正手段（９１）を介して
補正された制御座標に基づいて、前記ヘッド保持手段
（３１）のワーク（１００）に対する相対移動を制御す
る形で設けて構成される。

【０００６】なお、（）内の番号等は、図面における
対応する要素を示す、便宜的なものであり、従って、本
記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。以
下の「作用」の欄についても同様である。

【０００７】

【作用】上記した構成により、オペレータが工具データ
入力手段（９４ａ）を介して工具データ（ＴＣ）を入力
すると、入力された工具データ（ＴＣ）に基づいて、自
動的に、制御座標の補正、レーザ加工とサブ加工（パン
チ加工、ドリル加工、タップ加工）の機械加工システム
の自動切換え、レーザ加工条件、タップ加工条件の自動
決定が行われるように作用する。

【０００８】

【実施例】以下、図面に基づき、本発明の実施例を説明
する。図１は、本発明によるレーザ複合加工機における
制御装置の一実施例を示すブロック図、図２は、図１に
示す制御装置によるレーザ複合加工機の制御方法を示す
フローチャート、図３は、図１に示す制御装置に関する
加工プログラムの一例を示す模式図、図４は、レーザ工
具データ（加工形状データ）の一例を示す模式図、図５
は、サブ工具データの一例を示す模式図、図６は、図１
に示す制御装置を介して制御されるレーザ複合加工機を
示す斜視図、図７は、図６に示す複合加工ヘッド及び下
金型ユニットのＶII矢視図、図８は、図７に示す複合加
工ヘッド及び下金型ユニットのＶIII矢視図、図９は、
図７に示すサブ加工ヘッドの拡大断面図、図１０は、図
７に示すサブ加工ヘッド及び下金型ユニットに、パンチ
ツール及びダイを装着した状態を示す拡大断面図、図１
１は、図７に示すサブ加工ヘッド及び下金型ユニット
に、タップツール及びタップサポートを装着した状態を
示す拡大断面図、図１２は、図６に示す工具マガジン及
び工具交換装置のＸII矢視図、図１３は、ＩＳＯ／ＥＩ
Ａコードに従って作成された加工プログラムの例を示す
模式図である。

【０００９】レーザ複合加工機１は、図６に示すよう
に、ベース２を有しており、ベース２には、ワークキャ
リッジ保持部３、３が設けられている。そして、ワーク
キャリッジ保持部３、３上には、Ｘ軸レール３ａ、３ａ
がベース２の前端部２ａから後端部２ｃまで伸延した形
で固設されている。そして、Ｘ軸レール３ａ、３ａ上に
は、ワークキャリッジ１０、１０が、Ｘ軸モータ（図示
省略）を介して、矢印Ａ、Ｂ方向（Ｘ軸方向）へ移動駆
動自在に設けられており、ワークキャリッジ１０上に
は、複数のワーククランプ１１が、板状のワーク１００
の縁部を保持する形で固着されている。

【００１０】また、ベース２のワークキャリッジ保持部
３、３間には、前部ワークサポート装置１５と後部ワー
クサポート装置２０が設けられており、前部ワークサポ
ート装置１５はベース２の前部（前端部２ａから中央部
２ｂ）に配置されており、後部ワークサポート装置２０
はベース２の後部（中央部２ｂから後端部２ｃ）に配置
されている。尚、ベース２の中央部２ｂ、即ち、ワーク
サポート装置１５、２０間には、下金型ユニット移動空
間２８が形成されている。

【００１１】ワークサポート装置１５、２０には、多数
のワークサポート１６ａ、２１ａが、板状のワーク１０
０を下側から支持する形で、無端状のチェーン１６ｂ、
２１ｂ、スプロケット１７ａ、２２ａ等を介して、ワー
クキャリッジ１０、１０に対して同期して又は独立し
て、矢印ＡＦ、ＢＦ方向、矢印ＡＲ、ＢＲ方向へ移動駆
動自在に設けられている。

【００１２】ベース２の中央部２ｂには、図７又は図８
に示すように、下金型ユニット保持部５が設けられてお
り、下金型ユニット保持部５には、Ｙ軸レール５ａが固
設されている。そして、Ｙ軸レール５ａ上には、下金型
ユニット５０が、Ｙ軸モータ５５等を介して図７矢印
Ｃ、Ｄ方向（Ｙ軸方向）へ移動駆動自在に設けられてい
る。

【００１３】下金型ユニット５０には、ダイ装着部５１
が設けられており、図１０又は図１１に示すように、ダ
イ装着部５１には、着脱溝５１ａが、後述のダイ７３又
はタップサポート７８の固定部６９ｃを図中左方から挿
入し得る形で凹設されている。また、ダイ装着部５１に
は、クランプシュー５２が、後述のダイ７３又はタップ
サポート７８の係合溝６９ｄと係合し得る形で、クラン
プシリンダ５３等を介して回転駆動自在に設けられてい
る。

【００１４】ダイ装着部５１に装着されるダイ７３は、
図１０に示すように、ホルダ６９を有しており、ホルダ
６９には、ハンドリング用溝６９ａが、後述の工具マガ
ジン６０のアーム６２ｂに対応する形で周設されてい
る。また、ホルダ６９には、固定部６９ｃが、着脱溝５
１ａに対応する形で突設されており、固定部６９ｃに
は、係合溝６９ｄが、クランプシュー５２に対応する形
で穿設されている。そして、ダイ７３には、ダイ本体７
４が、ホルダ６９に固着された形で設けられている。

【００１５】また、ダイ装着部５１に装着されるタップ
サポート７８は、図１１に示すように、ダイ７３と同様
に、ホルダ６９を有しており、タップサポート７８に
は、サポート本体７９がホルダ６９に固着された形で設
けられている。

【００１６】ベース２の下金型ユニット保持部５の図８
中上方には、コラム６が、ワークキャリッジ１０及び後
部ワークサポート装置２０を跨ぐ形で固設されており、
コラム６の図中下方には、ワーク移動空間８が形成され
ている。そして、コラム６には、Ｙ軸レール６ａが固設
されており、Ｙ軸レール６ａ上には、複合加工ヘッド３
０のヘッドキャリッジ３１が、下金型ユニット５０の図
中上方に配置された形で、Ｙ軸モータ５５等を介して、
下金型ユニット５０と同期して図７矢印Ｃ、Ｄ方向（Ｙ
軸方向）へ移動駆動自在に設けられている。

【００１７】ヘッドキャリッジ３１の図７中右部には、
レーザ加工ヘッド３２が、矢印Ｅ、Ｆ方向へ昇降駆動自
在に設けられており、レーザ加工ヘッド３２には、レー
ザ発振器（図示省略）が接続されている。当該レーザ発
振器は、エアシリンダ等を介してコラム６に対して浮上
し得る形で、コラム６内に設置されている。

【００１８】また、ヘッドキャリッジ３１の図７中左部
には、サブ加工ヘッド３３が設けられている。サブ加工
ヘッド３３には、図９に示すように、ツール装着部３９
が、パンチ用シリンダ３６を介して、矢印Ｓ、Ｒ方向へ
昇降駆動自在に設けられており、ツール装着部３９に
は、着脱溝３９ａが、後述のパンチツール７０又はタッ
プツール７５の固定部６７ｃを図中左方から挿入し得る
形で凹設されている。また、ツール装着部３９には、ク
ランプシュー４０が、後述のパンチツール７０又はタッ
プツール７５の係合溝６７ｄと係合し得る形で、クラン
プシリンダ４１等を介して回転駆動自在に設けられてい
る。更に、ツール装着部３９には、工具検出センサ３４
Ｐ、３４Ｔが、後述のパンチツール７０又はタップツー
ル７５のドッグ７０Ｄ、７５Ｄを検出し得る形で設けら
れている。

【００１９】また、サブ加工ヘッド３３には、回転ロッ
ド４７が、タップ用モータ４９、スプライン軸４９ａ、
スプラインスリーブ４６を介して、回転駆動自在に、か
つ、ラック３５ａ、ピニオンギヤ４２、ラック４３ａ、
スリーブ４３、バネ４５ｂ、スリーブ４５ａを介して、
ツール装着部３９に対して図中上下方向へ移動し得ると
共に、後述のタップツール７５の回転軸７７を押圧し得
る形で設けられている。そして、回転ロッド４７には、
クラッチ４７ａが、後述のタップツール７５のクラッチ
７７ａと咬合し得る形で固設されている。

【００２０】ツール装着部３９に装着されるパンチツー
ル７０は、図１０に示すように、ホルダ６７を有してお
り、ホルダ６７には、ハンドリング用溝６７ａが、後述
の工具マガジン６０のアーム６１ｂに対応する形で周設
されている。また、ホルダ６７には、固定部６７ｃが、
着脱溝３９ａに対応する形で突設されており、固定部６
７ｃには、係合溝６７ｄが、クランプシュー４０に対応
する形で穿設されている。そして、パンチツール７０に
は、パンチ本体７１が、ホルダ６７に固着された形で設
けられており、スリーブ７１ａが、先端からパンチ本体
７１を突出後退させる形で、バネ７１ｂを介してホルダ
６７に対して突出後退自在に設けられている。また、パ
ンチツール７０には、ドッグ７０Ｄが、ツール装着部３
９の工具検出用センサ３４Ｐに対応する形で固設されて
いる。

【００２１】また、ツール装着部３９に装着されるタッ
プツール７５には、図１１に示すように、パンチツール
７０と同様に、ホルダ６７が設けられている。そして、
タップツール７５には、タップ７６ａが、回転駆動部７
６、スリーブ７６ｂ、バネ７６ｃ、回転軸７７を介し
て、矢印Ｔ′、Ｕ′方向へ回転自在に、かつ、回転に比
例して矢印Ｔ、Ｕ方向へ突出後退する形で、更に、弾性
的に図中上下方向へ昇降し得る形で、ホルダ６７に装着
された形で設けられている。そして、回転軸７７には、
クラッチ７７ａが、回転ロッド４７のクラッチ４７ａに
対応する形で固設されている。また、タップツール７５
には、ドッグ７５Ｄが、ツール装着部３９の工具検出用
センサ３４Ｔに対応する形で固設されている。

【００２２】また、コラム６の図１２中左方には、工具
マガジン６０が、移動アーム６５を介して矢印Ｍ、Ｎ方
向へ移動駆動自在に設けられている。工具マガジン６０
には、ツールドラム６１とダイドラム６２が、サブ加工
ヘッド３３と下金型ユニット５０に対応する形で、回転
軸６３を介して矢印Ｐ、Ｑ方向へ回転駆動自在に設けら
れている。そして、ツールドラム６１とダイドラム６２
には、複数組の収納ポケット６１ａ、６２ａが周方向に
設けられており、収納ポケット６１ａ、６２ａには、ア
ーム６１ｂ、６２ｂが、パンチツール７０又はタップツ
ール７５、ダイ７３又はタップサポート７８のホルダ６
７、６９のハンドリング用溝６７ａ、６９ａと係合し得
る形で設けられている。

【００２３】また、レーザ複合加工機１には制御装置８
１が設けられている。制御装置８１は、図１に示すよう
に、主制御部８２を有しており、主制御部８２には、バ
ス線８２ａを介して、加工プログラムメモリ８４、レー
ザ加工条件メモリ８５、レーザ工具データメモリ８６、
サブ工具データメモリ８７、自動プログラミング部８
９、加工モード判定部９０、座標系自動演算部９１、主
軸回転数自動演算部９２、入出力制御部９４、ＡＴＣ制
御部９５、装着工具判定部９６、位置制御部９７、レー
ザ加工ヘッド制御部９８、サブ加工ヘッド制御部９９等
が接続されている。

【００２４】そして、制御装置８１の入出力制御部９４
には、ＣＲＴディスプレイ、キーボード等の入出力装置
９４ａが接続されている。また、ＡＴＣ制御部９５に
は、工具マガジン６０の駆動手段が接続されている。ま
た、装着工具判定部９６には、サブ加工ヘッド３３の工
具検出センサ３４Ｐ、３４Ｔが接続されている。また、
位置制御部９７には、ワークキャリッジ１０の駆動手段
（Ｘ軸モータ）及びヘッドキャリッジ３１の駆動手段
（Ｙ軸モータ５５）が接続されている。また、レーザ加
工ヘッド制御部９８には、レーザ加工ヘッド３２の駆動
手段（レーザ発振器等）が接続されており、サブ加工ヘ
ッド制御部９９には、サブ加工ヘッド３３の駆動手段
（パンチ用シリンダ３６、タップ用モータ４９）が接続
されている。

【００２５】レーザ複合加工機１及び制御装置８１は以
上のような構成を有するので、自動運転によってレーザ
加工、パンチ加工、タップ加工を行うには、加工に先立
って、図４、図５に示すような工具データＬＴＤ、ＳＴ
Ｄを作成して工具データメモリ８６、８７に格納し、図
３に示すような加工プログラムＰＲＯを作成して加工プ
ログラムメモリ８４に格納する。

【００２６】工具データＬＴＤ、ＳＴＤの作成に際し
て、制御装置８１の主制御部８２は、自動プログラミン
グ部８９、入出力制御部９４を介して、入出力装置９４
ａに、入力すべきデータを示す誘導メッセージやメニュ
ーを逐次表示する。即ち、「レーザ」、「パンチ」、
「タップ」等の加工モードに関するメニュー、「丸」、
「四角」、「長円」、「シングルＤ」、「ダブルＤ」、
「スポットＲ」、「スポットＬ」、「特殊工具」、「縦
の長さ？」、「横の長さ？」、「径の長さ？」等のレー
ザモードに関するメニューや誘導メッセージ、「サイズ
？」、「Ｍ３」、「Ｍ４」、「Ｍ５」、「Ｍ６」、「ワ
ーク材質？」、「ＳＰＨＣ」、「ＳＰＣＣ」、「ＳＵＳ
３０４」、「ＡＬ」等のタップモードに関する誘導メッ
セージやメニューなどを表示する。

【００２７】そして、オペレータが、所定のポケット番
号ＰＮ又は所定のＴコードＴＣに関して、入出力装置９
４ａを介して、表示されたメニュー又は誘導メッセージ
に従って、所定のメニューを選択し又は所定のデータを
入力すると、主制御部８２は、自動プログラミング部８
９を介して、図４に示すようなレーザ工具データＬＴＤ
を作成してレーザ工具データメモリ８６に格納し、図５
に示すようなサブ工具データＳＴＤを作成してサブ工具
データメモリ８７に格納する。

【００２８】尚、図５に示すサブ工具データＳＴＤにお
けるＴコードＴＣは、パンチツール７０、タップツール
７５等の実際の工具を示すものであるが、図４に示すレ
ーザ工具データＬＴＤにおけるＴコードＴＣは、仮想的
な工具（加工形状）を示すものである。例えば、Ｔコー
ドＴＣ「０１」は、加工プログラムＰＲＯにおいて指定
された加工位置ＣＮを中心とする径５０．０〔mm〕の円
（丸）を示し、ＴコードＴＣ「０３」は、加工位置ＣＮ
を中心とする縦３０．０〔mm〕横１５．０〔mm〕の長方
形（四角）を示す。

【００２９】加工プログラムＰＲＯの作成に際して、制
御装置８１の主制御部８２は、自動プログラミング部８
９、入出力制御部９４を介して、入出力装置９４ａに、
「材質？」、「板厚？」などの誘導メッセージを逐次表
示する。そして、オペレータが、入出力装置９４ａを介
して、表示された誘導メッセージに従って、ワーク１０
０の材質、板厚に関するデータを入力すると、主制御部
８２は、自動プログラミング部８９を介して、入力され
た材質、板厚に関するデータに基づいて、レーザ加工条
件ＬＭＴ（レーザ発振器の出力等）を決定してレーザ加
工条件メモリ８５に格納する。従って、後述の加工プロ
グラムＰＲＯにおいて、レーザ加工条件を指定する必要
はない。

【００３０】そして、オペレータは、入出力装置９４ａ
を介して、複数の加工指令を順次入力する形で、図３に
示すような加工プログラムＰＲＯを作成する。尚、加工
プログラムＰＲＯは、加工位置（座標）ＣＮと使用工具
（サブ加工）又は加工形状（レーザ加工）を示すＴコー
ドＴＣを指定することによって大部分の作成が終了し、
レーザモードに関する加工条件の指定、タップモードに
関する主軸回転数の指定は必要なく、また、加工モード
の変更に関する指令、工具交換に関する指令も必要ない
ので、オペレータは、加工プログラムＰＲＯを容易に作
成することが出来る。尚、加工プログラムＰＲＯの作成
においてＴコードＴＣを指定する際には、工具データメ
モリ８６、８７に格納されている工具データＬＴＤ、Ｓ
ＴＤを、入出力装置９４ａに表示させて参照することが
出来る。そして、主制御部８２は、加工プログラムＰＲ
Ｏを加工プログラムメモリ８４に格納する。

【００３１】レーザ複合加工機１の自動運転に際して、
制御装置８１は、図２に示す自動運転プログラムに基づ
いて、レーザ複合加工機１を駆動制御する。即ち、ステ
ップＳ１において、制御装置８１の主制御部８２は、加
工プログラムメモリ８４から、図３に示すような加工プ
ログラムＰＲＯを読み出し、図２ステップＳ２〜Ｓ２０
において、当該加工プログラムＰＲＯに格納されている
複数の加工指令を、図３中上方のものから順に実行して
行く。

【００３２】加工プログラムＰＲＯ中の所定の加工指令
を実行するに際して、図２ステップＳ２において、主制
御部８２は、当該加工指令のＴコードＴＣを判別し、ス
テップＳ３において、当該ＴコードＴＣに対応する工具
データＬＴＤ、ＳＴＤを、工具データメモリ８６、８７
から読み出す。

【００３３】そして、ステップＳ４において、主制御部
８２は、加工モード判定部９０を介して、加工プログラ
ムＰＲＯ中の今回実行する加工指令のＴコードＴＣに基
づいて、当該加工指令の加工モードを判定する。即ち、
ＴコードＴＣが「０１〜９６」の場合は、当該加工指令
はレーザモードであると判定し、ＴコードＴＣが「１０
１〜１０８」の場合は、当該加工指令はパンチモードで
あると判定し、ＴコードＴＣが「２０１〜２０８」の場
合は、当該加工指令はタップモードであると判定する。

【００３４】そして、ステップＳ５において、主制御部
８２は、加工モード判定部９０を介して、今回の加工指
令の加工モードと、前回の加工指令の加工モードとを比
較する。そして、今回の加工モードと前回の加工モード
とが同一でない場合には、ステップＳ６において、主制
御部８２は、座標系自動演算部９１を介して、矢印Ｃ、
Ｄ方向へ移動駆動されるヘッドキャレッジ３１及び下金
型ユニット５０に関する制御座標（Ｙ軸座標）を、ヘッ
ドキャレッジ３１上のレーザ加工ヘッド３２とサブ加工
ヘッド３３の設置位置の差に相当する分だけオフセット
（補正）する。即ち、図７に示すように、レーザ加工ヘ
ッド３２とサブ加工ヘッド３３は、矢印Ｃ、Ｄ方向（Ｙ
軸方向）に関して、距離ＬＬだけ設置位置が離れている
ので、距離ＬＬに相当する分だけ、矢印Ｃ、Ｄ方向に関
する制御座標（Ｙ軸座標）をオフセットする。尚、この
場合には、パンチモードとタップモードは互いに同一の
モードとみなす。

【００３５】尚、レーザ加工ヘッド３２とサブ加工ヘッ
ド３３において、矢印Ｃ、Ｄ方向（Ｙ軸方向）のみなら
ず、矢印Ａ、Ｂ方向に関しても設置位置に差がある場合
には、矢印Ａ、Ｂ方向へ移動駆動されるワークキャレッ
ジ１０に関する制御座標（Ｘ軸座標）もオフセットす
る。また、パンチ加工ヘッドとタップ加工ヘッドが別々
に設置されている場合には、パンチモードとタップモー
ド間の加工モードの変更においても、制御座標のオフセ
ットを行う。

【００３６】また、図２ステップＳ７において、主制御
部８２は、入出力制御部９４を介して、入出力装置９４
ａ上の加工モードの表示を変更する。そして、ステップ
Ｓ８において、主制御部８２は、図５に示すサブ工具デ
ータＳＴＤに基づいて所定のＴコードＴＣに対応するポ
ケット番号ＰＮを判別し、ＡＴＣ制御部９５を介して工
具マガジン６０を駆動制御し、位置制御部９７を介して
ヘッドキャリッジ３１及び下金型ユニット５０を駆動制
御し、サブ加工ヘッド制御部９９を介してサブ加工ヘッ
ド３３を駆動制御して、サブ加工ヘッド３３及び下金型
ユニット５０に対して工具交換を行う。即ち、サブ加工
ヘッド３３のツール装着部３９と下金型ユニット５０の
ダイ装着部５１に、加工プログラムＰＲＯ中の今回の加
工指令のＴコードＴＣで指定された組のパンチツール７
０とダイ７３又はタップツール７５とタップサポート７
８を装着する。

【００３７】サブ加工ヘッド３３及び下金型ユニット５
０に対する工具交換に際しては、まず、工具マガジン６
０を、移動アーム６５を介して図１２矢印Ｍ方向へ移動
駆動すると共に、ツールドラム６１とダイドラム６２
を、回転軸６３を介して矢印Ｐ、Ｑ方向へ適宜回転駆動
して、前回の加工指令のＴコードＴＣに対応するポケッ
ト番号ＰＮの収納ポケット６１ａ、６２ａを交換位置Ｅ
Ｘに移動させる。そして、ヘッドキャリッジ３１（サブ
加工ヘッド３３）及び下金型ユニット５０を矢印Ｃ方向
へ移動駆動して、ツール装着部３９とダイ装着部５１に
装着されていたパンチツール７０とダイ７３又はタップ
ツール７５とタップサポート７８を、交換位置ＥＸの収
納ポケット６１ａ、６２ａに返却する。

【００３８】次に、サブ加工ヘッド３３及び下金型ユニ
ット５０を矢印Ｄ方向へ移動させた後に、工具マガジン
６０のツールドラム６１とダイドラム６２を、回転軸６
３を介して矢印Ｐ、Ｑ方向へ適宜回転駆動して、今回の
加工指令のＴコードＴＣに対応するポケット番号ＰＮの
収納ポケット６１ａ、６２ａを交換位置ＥＸに移動させ
る。そして、ヘッドキャリッジ３１（サブ加工ヘッド３
３）及び下金型ユニット５０を矢印Ｃ方向へ移動駆動し
て、交換位置ＥＸの収納ポケット６１ａ、６２ａに収納
されていたパンチツール７０とダイ７３又はタップツー
ル７５とタップサポート７８を、ツール装着部３９とダ
イ装着部５１に装着する。

【００３９】尚、ツール装着部３９とダイ装着部５１に
対するパンチツール７０とダイ７３又はタップツール７
５とタップサポート７８の着脱は、クランプシュー４
０、５２とホルダ６７、６９の係合溝６７ｄ、６９ｄと
の係脱、及び、着脱溝３９ａ、５１ａとホルダ６７、６
９の固定部６７ｃ、６９ｃとの相対的な移動によって行
うことが出来る。

【００４０】また、主制御部８２は、装着工具判定部９
６を介して、ツール装着部３９の工具装着状態、即ち、
ツール装着部３９にパンチツール７０若しくはタップツ
ール７５の何れが装着されているか又は何も装着されて
いないかを、図１０又は図１１に示す工具検出センサ３
４Ｐ、３４Ｔがドッグ７０Ｄ、７５Ｄを検出したか否か
を判別することによって確認する。そして、加工モード
判定部９０を介して判定された加工モードと、装着工具
判定部９６を介して確認されたツール装着部３９の工具
装着状態とを比較する。そして、加工モードと工具装着
状態が対応しない場合には、主制御部８２は、レーザ複
合加工機１の自動運転を一時中断する。

【００４１】図２ステップＳ９において、加工モード判
定部９０を介して判定された加工モードがレーザモード
でない場合には、ステップＳ１０において、主制御部８
２は、コラム６中に設置されているレーザ発振器（図示
省略）のフローティングを行う。即ち、レーザ発振器
を、エアシリンダ等を介して、コラム６の構造部材に対
して浮上させることによって、パンチ加工の際の振動
が、レーザ発振器に悪影響を与えることを防止すること
が出来る。

【００４２】次に、ステップＳ１３において、今回の加
工モードがタップモードである場合には、ステップＳ１
４において、主制御部８２は、主軸回転数自動演算部９
２を介して、加工プログラムＰＲＯ中の今回の加工指令
のＴコードＴＣに対応するサブ工具データＳＴＤに基づ
いて、サブ加工ヘッド３３に装着されているタップツー
ル７５のサイズ（「Ｍ３」、「Ｍ４」等）を判定し、当
該サイズとワーク１００の材質に基づいて、タップ用モ
ータ４９の回転数を決定する。従って、加工プログラム
ＰＲＯにおいて、主軸回転数を指定する必要はない。
尚、サブ工具データＳＴＤとして、主軸回転数を指定す
ることも出来る。

【００４３】そして、ステップＳ１５において、主制御
部８２は、座標系自動演算部９１を介してオフセットさ
れた制御座標に基づいて、位置制御部９７を介して、ヘ
ッドキャリッジ３１及び下金型ユニット５０並びにワー
クキャリッジ１０を駆動制御して、ワークキャリッジ１
０上のワーク１００とサブ加工ヘッド３３及び下金型ユ
ニット５０とを、加工プログラムＰＲＯ中の今回の加工
指令の加工位置ＣＮに相対的に位置決めする。即ち、Ｘ
軸モータ（図示省略）を駆動制御して、ワークキャリッ
ジ１０を矢印Ａ、Ｂ方向（Ｘ軸方向）へ適宜移動させる
と共に、Ｙ軸モータ２５を駆動制御して、ヘッドキャリ
ッジ３１及び下金型ユニット５０を矢印Ｃ、Ｄ方向（Ｙ
軸方向）へ適宜移動させる。尚、加工モードによってワ
ーク１００とヘッド３２、３３の相対位置を指令するＧ
コードが異なる場合には、加工モードの変更に伴って、
加工プログラムＰＲＯ中のＧコードの処理を変更する。

【００４４】そして、主制御部８２は、サブ加工ヘッド
制御部９９を介して、主軸回転数自動演算部９２を介し
て決定された主軸回転数に基づいてタップ用モータ４９
を駆動制御するなど、サブ加工ヘッド３３を駆動制御し
て、サブ加工ヘッド３２と下金型ユニット５０間に挟入
された状態のワーク１００に対して、所定のタップ加工
を行う。即ち、パンチ用シリンダ３６を介して、ツール
装着部３９を図９矢印Ｒ方向へ下降駆動すると共に、回
転ロッド４７を図中下方ヘ下降駆動する。そして、ツー
ル装着部３９に装着されたタップツール７５をワーク１
００に接近させると共に、図１１に示すように、回転ロ
ッド４７をクラッチ４７ａ、７７ａを介してタップツー
ル７５の回転軸７７に咬合させる。次に、タップ用モー
タ４９を介して、回転ロッド４７及び回転軸７７を回転
駆動して、タップツール７５のタップ７６ａを、矢印
Ｔ′方向へ所定の回転数で回転させつつ、矢印Ｔ方向へ
所定の速度で下降させて、ワーク１００に対してタップ
加工を行う。尚、ワーク１００とサブ加工ヘッド３２の
相対的位置決が終了すると、加工プログラムＰＲＯ中に
主軸回転開始などの動作開始又は停止を指令するＭコー
ドがなくても、タップ加工動作が開始される。

【００４５】また、図２ステップＳ１３において、今回
の加工モードがパンチモードである場合には、ステップ
Ｓ１６において、主制御部８２は、タップ加工の場合と
同様に、位置制御部９７を介して、ワークキャリッジ１
０上のワーク１００とサブ加工ヘッド３３及び下金型ユ
ニット５０とを、加工プログラムＰＲＯ中の今回の加工
指令の加工位置ＣＮに相対的に位置決めする。そして、
主制御部８２は、サブ加工ヘッド制御部９９を介して、
サブ加工ヘッド３３を駆動制御して、サブ加工ヘッド３
２と下金型ユニット５０間に挟入された状態のワーク１
００に対して、所定のパンチ加工を行う。即ち、サブ加
工ヘッド３３のツール装着部３９を、パンチ用シリンダ
３６を介して図１０矢印Ｒ方向へ下降駆動して、サブ加
工ヘッド３３に装着されたパンチツール７０と下金型ユ
ニット５０に装着されたダイ７３を介して、ワーク１０
０を押圧してパンチ加工を行う。

【００４６】また、図２ステップＳ９において、今回の
加工モードがレーザモードの場合には、ステップＳ１７
において、コラム６中のレーザ発振器（図示省略）のフ
ローティング（エアシリンダ等による浮上）を解除し
て、レーザ発振器を確実に固定する。

【００４７】そして、ステップＳ１８において、主制御
部８２は、レーザ加工条件メモリ８５からレーザ加工条
件ＬＭＴ（レーザ発振器の出力等）を読み出す。次に、
ステップＳ１９において、主制御部８２は、タップ加工
の場合と同様に、位置制御部９７を介して、ワークキャ
リッジ１０上のワーク１００とレーザ加工ヘッド３３と
を、加工プログラムＰＲＯ中の今回の加工指令の加工位
置ＣＮに相対的に位置決めする。そして、主制御部８２
は、レーザ加工ヘッド制御部９８を介して、加工条件デ
ータＬＭＴに基づいて、レーザ発振器（図示省略）の出
力を調整すると共に、レーザ加工ヘッド３２を図７矢印
Ｅ、Ｆ方向へ昇降駆動し、位置制御部９７を介して、Ｔ
コードＴＣに対応するレーザ工具データＬＴＤ（加工形
状データ）に基づいて、加工位置ＣＮを基準にしてレー
ザ加工ヘッド３２とワーク１００を相対的に移動駆動し
て、ワーク１００に対して所定の形状のレーザ加工を行
う。

【００４８】尚、ワーク１００を保持したワークキャリ
ッジ１０を移動駆動するに際しては、ワーク１００を下
側から支持するワークサポート１６ａ、２１ａを、ワー
クキャリッジ１０の矢印Ａ、Ｂ方向への移動と同期し
て、図６矢印ＡＦ、ＢＦ方向、矢印ＡＲ、ＢＲ方向へ移
動駆動することによって、ワークキャリッジ１０上のワ
ーク１００の振動等を防止して、高精度のレーザ加工を
行うことが出来る。

【００４９】また、図２ステップＳ５において、今回の
加工モードが前回の加工モードと同一である場合には、
制御座標系のオフセットは行わない。そして、ステップ
Ｓ１１において、今回の加工モードがレーザモードでな
い場合には、ステップＳ１２において、加工プログラム
ＰＲＯ中の今回の加工指令のＴコードＴＣに基づいて、
サブ加工ヘッド３３及び下金型ユニット５０に対して工
具交換を行った後、パンチ加工又はタップ加工を行う。

【００５０】また、ステップＳ１１において、加工モー
ドがレーザモードである場合には、サブ加工ヘッド３３
及び下金型ユニット５０に対する工具交換を行わずに、
ステップＳ１８、Ｓ１９において、レーザ加工条件ＬＭ
Ｔに基づいて、ワーク１００に対してレーザ加工を行
う。

【００５１】こうして、加工プログラムＰＲＯ中の所定
の加工指令に基づいてワーク１００に対してレーザ加
工、パンチ加工又はタップ加工が終了した後に、ステッ
プＳ２０において、加工プログラムＰＲＯ中に次の加工
指令が格納されている場合には、再び、ステップＳ２〜
Ｓ１９において、当該次の加工指令に基づいて、レーザ
加工、パンチ加工又はタップ加工を行う。

【００５２】このように、レーザ複合加工機１において
は、ワーク１００に対して、同一工程（同一段取り）
で、レーザ加工とサブ加工を行うことが出来、更に、サ
ブ加工としては、サブ加工ヘッド３３及び下金型ユニッ
ト５０に対して工具交換を行うことによって、パンチ加
工、タップ加工、ドリル加工等の数種類の加工を行うこ
とが出来る。

【００５３】また、レーザ複合加工機１の制御装置８１
においては、加工プログラムＰＲＯ中の加工指令のＴコ
ードＴＣに基づいて、サブ加工ヘッド３３及び下金型ユ
ニット５０に対して工具交換を行うことが出来、また、
自動的に加工モードを判定することが出来る。そして、
判定された加工モードに基づいて、自動的に制御座標の
補正や、レーザ発振器のフローティングを行うことが出
来る。従って、加工プログラムＰＲＯを容易に作成する
ことが出来、オペレータの負担を軽減することが出来
る。

【００５４】例えば、ワーク１００に対して、レーザ加
工を行った後に、加工位置ＣＮ「Ｘ７００Ｙ７００」
にＴコードＴＣ「１０８」のパンチツール７０及びダイ
７３を使用してパンチ加工を行う場合、通常のＩＳＯ／
ＥＩＡコードに従った加工プログラムにおいては、図１
３に示すように、工具交換、制御座標の補正、レーザ発
振器のフローティング等の為に種々の加工指令が必要に
なり、加工プログラムを作成するオペレータの負担が増
大する。これに対して、制御装置８１の加工プログラム
ＰＲＯにおいては、図３に示すように、図中下から２行
目の加工指令「Ｇ００Ｘ７００Ｙ７００Ｔ１０８」
のみで、工具交換、制御座標の補正、レーザ発振器のフ
ローティング等の必要な制御も行うことが出来るので、
加工プログラムを作成するオペレータの負担を大幅に低
減することが出来る。

【００５５】尚、上述の実施例においては、サブ加工と
して、パンチ加工とタップ加工を行う場合について述べ
たが、サブ加工としては、ドリル加工も、タップ加工と
同様にして行うことが出来る。

【００５６】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、レーザ加工ヘッド３２とサブ加工ヘッド３３が、共
通のヘッドキャリッジ３１等のヘッド保持手段を介して
一体的に、ワーク１００に対して相対的に移動駆動自在
に設けられたレーザ複合加工機１において、入出力装置
９４ａ等の工具データ入力手段を、レーザ加工に関する
加工形状の種類又はサブ加工に関する工具の種類を示す
ＴコードＴＣ等の工具データを入力される形で設け、加
工モード判定部９０等の加工モード判定手段を、前記工
具データ入力手段を介して入力された工具データに基づ
いて、今回の加工モードがレーザモードかサブモードか
を判定する形で設け、座標系演算部９１等の制御座標補
正手段を、前記加工モード判定手段を介して加工モード
の変更が判定されると、前記ヘッド保持手段のワーク１
００に対する相対位置に関する制御座標を補正する形で
設け、位置制御部９７等のヘッド移動制御手段を、前記
制御座標補正手段を介して補正された制御座標に基づい
て、前記ヘッド保持手段のワーク１００に対する相対移
動を制御する形で設けて構成したので、オペレータが工
具データ入力手段を介して工具データを入力すると、入
力された工具データに基づいて、自動的に、制御座標の
補正、レーザ加工とサブ加工（パンチ加工、ドリル加
工、タップ加工）の機械加工システムの自動切換え、レ
ーザ加工条件、タップ加工条件の自動決定を行うことが
出来る。従って、加工プログラムＰＲＯを容易に作成す
ることが出来、オペレータの負担を軽減することが出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるレーザ複合加工機における制御装
置の一実施例を示すブロック図である。

【図２】図１に示す制御装置によるレーザ複合加工機の
制御方法を示すフローチャートである。

【図３】図１に示す制御装置に関する加工プログラムの
一例を示す模式図である。

【図４】レーザ工具データ（加工形状データ）の一例を
示す模式図である。

【図５】サブ工具データの一例を示す模式図である。

【図６】図１に示す制御装置を介して制御されるレーザ
複合加工機を示す斜視図である。

【図７】図６に示す複合加工ヘッド及び下金型ユニット
のＶII矢視図である。

【図８】図７に示す複合加工ヘッド及び下金型ユニット
のＶIII矢視図である。

【図９】図７に示すサブ加工ヘッドの拡大断面図であ
る。

【図１０】図７に示すサブ加工ヘッド及び下金型ユニッ
トに、パンチツール及びダイを装着した状態を示す拡大
断面図である。

【図１１】図７に示すサブ加工ヘッド及び下金型ユニッ
トに、タップツール及びタップサポートを装着した状態
を示す拡大断面図である。

【図１２】図６に示す工具マガジン及び工具交換装置の
ＸII矢視図である。

【図１３】ＩＳＯ／ＥＩＡコードに従って作成された加
工プログラムの例を示す模式図である。

【符号の説明】

１……レーザ複合加工機３１……ヘッド保持手段（ヘッドキャリッジ）３２……レーザ加工ヘッド３３……サブ加工ヘッド６０……工具交換手段（工具マガジン６０）９０……加工モード判定手段（加工モード判定部）９１……制御座標補正手段（座標系演算部）９４ａ……工具データ入力手段（入出力装置）９５……工具交換制御手段（ＡＴＣ制御部）９７……ヘッド移動制御手段（位置制御部）１００……ワークＰＲＯ……加工プログラムＴＣ……工具データ（Ｔコード）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ加工ヘッドとサブ加工ヘッドが、共
通のヘッド保持手段を介して一体的に、ワークに対して
相対的に移動駆動自在に設けられたレーザ複合加工機に
おいて、工具データ入力手段を、レーザ加工に関する加工形状の
種類又はサブ加工に関する工具の種類を示す工具データ
を入力される形で設け、加工モード判定手段を、前記工具データ入力手段を介し
て入力された工具データに基づいて、今回の加工モード
がレーザモードかサブモードかを判定する形で設け、制御座標補正手段を、前記加工モード判定手段を介して
加工モードの変更が判定されると、前記ヘッド保持手段
のワークに対する相対位置に関する制御座標を補正する
形で設け、ヘッド移動制御手段を、前記制御座標補正手段を介して
補正された制御座標に基づいて、前記ヘッド保持手段の
ワークに対する相対移動を制御する形で設けて構成した
制御装置。