JPS63192580A - ３次元加工装置 - 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」 本発明は、立体的な物品にレーザ加工や溶接等の３次元
加工を施す３次元加工装置に関する。

「従来の技術」 例えば５軸型レ一ザ加工機やロボット型レーザ加工機に
おいては、レーザ光線を照射する加工ヘッドによって立
体的な物品にレーザ加工を施す前に、上記加工ヘッドに
所要の作動を行なわせるためのティーチング作業を必要
としている。

上記ティーチング作業は、一般には、先ず加工すべき物
品に切断線と計測すべき所要点とを描き、次にその物品
をレーザ加工機の加工テーブル上にセットしたら上記所
要点にレーザ加工機の加工ヘッドを当接させる。そして
このときの加工ヘッドの位置と傾きとから、上記所要点
における３次元空間の位置データとその所要点における
加工ヘッドの傾斜データとを入力する。

このような作業を各計測すべき所要点について行ない、
またレーザ加工の照射範囲や加工ヘットの移動速度等、
レーザ加工に必要な条件を入力したら、レーザ加工機を
制御するマイクロコンピュータ等の演算手段によって上
記計測データから上記加工ヘッドによる作業制御データ
を演算させる。

そして次に、レーザ光線を照射することなく上記作業制
御データに基づいて加工ヘッドを作動させ、その作動が
正常に行なわれるが否かを確認する。そして加工ヘッド
の作動に不適当なところがあれば、再度所要点の入力や
演算等を行なって最終的な作業制御データを得る。

このようにしてティーチング作業が終了したら、切断す
べき物品を上記加工テーブル上にセットし、上記加工ヘ
ッドを上記作業制御データに基づいて作動させることに
より、物品にレーザ加工を施すことができる。

［発明が解決しようとする問題点」 以−トの説明から理解されるように、従来はレーザ加工
機の加工ヘッドを用いてティーチング作業を行なうよう
にしていたため、その間は実際のレーザ加工を行なうこ
とができず、その結果レーザ加工機の稼働率が低下する
という欠点があった。

「問題点を解決するための手段」 本発明はそのような欠点に鑑み、レーザ加工機等の３次
元加工機とは別個に３次元測定機を設け、この３次元測
定機によって上記ティーチング作業を行なうことができ
るようにしだものである。

すなわち本発明は、物品上の所要点における３次元空間
の位置データとその所要点における３次元加工機の加工
ヘッドの傾斜データとを入力する３次元測定機と、この
３次元測定機で入力した上記データから上記加工ヘッド
の作業制御データを演算する演算手段と、この演算手段
によって得られた上記作業制御データに基づいて上記加
工ヘッドを制御し、該加工ヘットにより上記物品に３次
元加工を施す３次元加工機とを備え、上記３次元測定機
と３次元加工機とを相互に独立して作動可能に設けた３
次元加工装置を提供するものである。

「作用」 上記構成によれば、３次元加工機によって実際に加工を
行なっている最中に、３次元測定機によって次に行なう
加工についてティーチング作業を行なうことかでき、し
たがって３次元加工機の稼働率を向上させることが可能
となる。

「実施例Ｊ 以下図示実施例について本発明を説明すると、第１図に
おいて、Ａは従来公知の３次元測定機、Ｂは従来公知の
３次元加工機としてのレーザ加工機である。

」二記３次元測定機Ａは、レーザ加工すべき物品１］二
の所要点２における３次元空間の位置データとその所要
点における上記レーザ加工機Ｂの加工ヘット３の傾斜デ
ータとを入力することができれは、如何なる構成のもの
であってもよい。

第１種の３次元測定機によれば、プローブ４を」−記物
品１の所要点２に接触させ、かつそのプローブ４を最適
な傾斜角度にセットすれば、一度に上記所要点２の３次
元空間の位置データとプローブ４の傾斜角度、すなわち
その所要点２における上記レーザ加工機Ｂの加工ヘッド
３の傾斜データとを入力することができる。

第２種の３次元測定機によれば、プローブ４を上記物品
１の所要点２に接触させることにより、その所要点２の
３次元空間の位置データのみを入力することができる。

この場合には、上記プローブ４により上記所要点２の近
傍周囲の例えば３箇所の位置データを順次入力させ、そ
の３筒所の位置データを結ぶ平面を、若しくは上記３箇
所の位置データと所要点２の位置データとからそれらを
結ぶ球面を演算させ、その平面又は球面に対する法線方
向の傾きを上記加工ヘッド３の傾斜データとして演算入
力することができる。

上記第２種の３次元測定機の変形例として、上記プロー
ブ４の他に適当なセンサを備え、上記プローブ４を所要
点２に接触させてその位置データを入力した際に、」二
記センサにより接触点２の近傍周囲の位置データを同時
に入力できるようにしたものも知られている。

第３種の３次元測定機によれば、プローブ４を上記物品
１の表面に沿って往復作動させることにより物品１全体
の立体形状を入力することができる。この場合には、プ
ローブ４を上記所要点２に接触させてその位置データを
入力させ、或いはキーボード等の入力手段を介して上記
所要点２の位置データを入力させれば、物品１全体の立
体形状から上記所要点２における法線方向を演算するこ
とができ、その法線方向の傾きを上記加工ヘッド３の傾
斜データとして入力することができる。

同様な考え方として、金型製作の際に用いたＮＣデータ
を利用して物品１全体の立体形状を入力することができ
る。従来から金型を製造するのに金型の内面形状をＮＣ
データとして入力し、そのＮＣデータに基づいて金型を
製造することが行なわれている。レーザ加工すべき物品
１を製造する金型に上記ＮＣデータがあれば、金型の内
面形状のデータは実質的に物品１の外面形状に一致する
ので、そのＮＣデータから物品１の立体形状を得ること
ができる。

３次元測定機Ａとしては上述したものに限定されるもの
ではなく、前述したように、結果的にレーザ加工ずべき
物品１上の所要点２における３次元空間の位置データと
その所要点における上記レーザ加工機Ｂの加工ヘッド３
の傾斜データとを入力することがてきれば、如何なる構
成のものであってもよい。

上記３次元測定機Ａにより上記所要点２における位置デ
ータと傾斜データとを入力したら、さらに必要に応じて
レーザ光線の照射の有無や加工ヘッド３の移動速度等の
必要なデータを入力する。そしてそのようなティーチン
ク作業を物品１上の多数の所要点についてそれぞれ行な
ったら、３次元測定機Ａを制御するマイクロコンピュー
タ等の演算手段５により、上記各種のデータから上記レ
ーザ加工機Ｂの加工ヘッド３による作業制御データを演
算させ、その結果をディスケット又はテープ等の記録媒
体６に記録する。

次に、上記レーザ加工機Ｂも、上記加工ヘッド３によっ
て上記物品１に３次元のレーザ加工を施すことができれ
ば、如何なる構成のものであってもよい。

図示実施例のレーザ加工機Ｂは５軸型レ一ザ加Ｔ機とし
て構成してあり、第１図、第２図に示すように、上記加
工ヘッド３は水平軸Ｈと鉛直軸■とを中心として回転可
能となっており、また鉛直方向のＺ軸方向に昇降される
とともに、水平面内てＹ軸方向に移動可能となっている
。

他方、上記物品１がセットされる加工テーブル７は水平
面内で上記Ｙ方向と直交するＸ方向に移動可能となって
おり、それらの作動によって加工ヘッド３の先端を物品
１上の任意の位置に必要な傾斜角度で対向させることが
できるようになっている。

また、上記レーザ加工機Ｂはレーザ発振器８を備えてお
り、そのレーザ発振器８から放射されたレーザ光線りを
所要位置に設けた反射ミラー９を介して上記加工ヘッド
３に案内し、この加工ヘット３から上記物品１に向けて
照射できるようになっている。

さらに、上記レーザ加工機Ｂはマイクロコンピュータ等
の演算手段１０を備えており、この演算手段ＩＯは上記
３次元測定機Ａによって得られた作業制御データを上記
記録媒体６を介して入力し、その作業制御データに基き
上記加工ヘッド３を制御して物品１に３次元のレーザ加
工を施すことができるようになっている。

上記レーザ加工機Ｂ側においては、レーザ加工機Ｂに上
述した記録媒体６を介して作業制御データを入力したら
、上記加工テーブル７上に物品１をセットし、その物品
上の１又はそれ以上の上記所要点２に加工ヘッド３の先
端を接触させてそれらの位置データを入力し、上記演算
手段１０により上記作業制御データの座標を加工テーブ
ル７上の物品１の座標に一致させる。

次に、レーザ光線りを照射することなく上記作業制御デ
ータに基づいて加工ヘッド３を作動させ、その作動が正
常に行なわれるか否かを確認する。そして加工ヘッド３
の作動に不適当なところがあれば、再度所要点の入力や
演算等を行なフて最終的な作業制御データを得る。この
際、特に上記プローブ４と加工ヘッド３との大きさの相
違から加工ヘッド３が物品１と干渉する虞があり、干渉
する場合には加工ヘッド３の傾斜データを変更する必要
がある。

このようにして最終的な作業制御データを得たら、この
作業制御データに基づいて加工ヘッド３を作動させるこ
とにより、物品１にレーザ加工を施すことができる。そ
してレーザ加工機Ｂによってレーザ加工を実行している
最中に、上記３次元測定機Ａにより次の物品に対しての
ティーチング作業を行なうことができることは明らかで
ある。

なお、上記実施例では３次元測定機Ａのデータを記録媒
体６を介してレーザ加工機Ｂの演算手段１０に入力して
いるが、３次元測定機Ａの演算手段５とレーザ加工機Ｂ
の演算手段１０とを信号ケーブルを介して接続し、３次
元測定機Ａの演算手段５からレーザ加工機Ｂの演算手段
１０へ直接上記データを転送できるようにしてもよい。

或いは演算手段の能力が高ければ、上記演算手段５と１
０とを共通化し、１つの演算手段で３次元測定機Ａとレ
ーザ加工機Ｂとを上述のように制御することも可能であ
る。そしてその演算手段の共通化から理解されるように
、上記演算手段５と１０とを設ける場合には、結果とし
て両方の演算手段５と１０とで上述の制御が実行できれ
ばよく、例えばレーザ加工機Ｂの演算手段１０側が、３
次元測定機Ａによって得た各種のデータから作業制御デ
ータを演算するようにしてもよい。

さらに、上記各種のデータから上記作業制御データを演
算する際には、加工ヘッド３の大きさを考慮してこれが
物品１と干渉しないように上記作業制御データを演算さ
せることも可能である。

「発明の効果」 以上のように、本発明によれば、３次元加工機によって
実際に加工を行なっている最中に、３次元測定機によっ
て次に行なう加工についてティーチング作業を行なうこ
とができるので、３次元加工機の稼働率を向上させるこ
とができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略斜視図、第２図は
第１図の要部の断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　物品上の所要点における３次元空間の位置データとそ
   の所要点における３次元加工機の加工ヘッドの傾斜デー
   タとを入力する３次元測定機と、この３次元測定機で入
   力した上記データから上記加工ヘッドの作業制御データ
   を演算する演算手段と、この演算手段によって得られた
   上記作業制御データに基づいて上記加工ヘッドを制御し
   、該加工ヘッドにより上記物品に３次元加工を施す３次
   元加工機とを備え、上記３次元測定機と３次元加工機と
   を相互に独立して作動可能に設けたことを特徴とする３
   次元加工装置。