WO2013073215A1 - レーザ加工機の自動プログラミング装置及び自動プログラミング方法およびレーザ加工システム - Google Patents

レーザ加工機の自動プログラミング装置及び自動プログラミング方法およびレーザ加工システム Download PDF

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workpiece
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development view
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考亮 大津
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株式会社 アマダ
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/4093Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part programme, for the NC machine
    • G05B19/40937Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part programme, for the NC machine concerning programming of machining or material parameters, pocket machining
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the present invention relates to an automatic programming device, an automatic programming method, and a laser processing system for a laser processing machine, and in particular, processing when a square pipe is processed with a shape inclined with respect to the axis of the square pipe by a laser processing machine.
  • the present invention relates to an automatic programming apparatus, an automatic programming method, and a laser processing system for a machining program for preventing defects.
  • FIG. 8 is a configuration diagram of a general laser processing machine.
  • the laser processing machine 1 holds the workpiece 5 by the chuck 3, irradiates the workpiece 5 with a laser from the laser head 7 according to a predetermined procedure, and cuts the workpiece 5. It is designed to be processed.
  • a laser beam machine 1 operates on the basis of a drive signal obtained by converting a program created by an automatic programming device through an NC device.
  • the first processing method is a method of processing the corner portion (corner portion) of the square pipe while rotating the square pipe by the pipe rotating device
  • the second processing method is the method of processing the corner portion of the square pipe, The square pipe was processed without rotating.
  • FIG. 9 is an explanatory front view of a second processing method in which a square pipe having a square cross section is surface processed without rotating at a corner portion in the prior art.
  • the laser head 7 is moved while irradiating the laser from the left end to the right end of the upper surface A viewed from the front shape of the square pipe 5.
  • the upper surface A of the square pipe 5 is cut.
  • the laser head 7 is moved upward, and the square pipe 5 is rotated by 90 degrees in the direction of the arrow around the axis by the pipe rotating device, as shown in FIG. 9C.
  • the rotation is stopped, the laser head 7 is moved downward to the irradiation position, and the laser head 7 is moved while irradiating the laser from the left end to the right end of the upper surface B.
  • the upper surface B is cut.
  • the laser head 7 is moved upward to rotate the square pipe 5 around the axis in the direction of the arrow by 90 degrees, and as shown in FIG.
  • the laser head 7 is moved downward to the irradiation position, and the laser head 7 is moved while irradiating the laser from the left end to the right end of the upper surface C, and the upper surface C of the square pipe 5 is cut and processed.
  • the angle pipe 5 is moved upward and rotated 90 degrees around the axis in the direction of the arrow.
  • FIG. 9E when the surface D becomes the upper surface, the rotation is stopped and the laser head 7 is moved to the irradiation position. While moving downward, the laser head 7 is moved while irradiating laser from the left end to the right end of the upper surface D, and the upper surface D of the square pipe 5 is cut.
  • the square pipe 5 is cut at a predetermined location.
  • Patent Documents Japanese Patent Laid-Open Nos. 10-235495 and 2004-167575.
  • the square pipe 5 is inclined in a direction inclined by a predetermined angle ⁇ (about 45 degrees in this case) with respect to the axial direction 5a.
  • about 45 degrees in this case
  • FIG. 10 is an explanatory diagram when the square pipe 5 is cut in a direction inclined by a predetermined angle ⁇ with respect to the axial direction 5a.
  • FIG. 11 shows the square pipe 5 with respect to the axial direction 5a.
  • FIG. 6 is a front and top explanatory view of a second processing method when cutting is performed in a direction inclined by a predetermined angle ⁇ .
  • the laser head 7 is moved while irradiating a laser from the left end to the right end of the upper surface A viewed from the front shape of the square pipe 5, and the square pipe 5
  • the upper surface A is cut.
  • a cut 5 c is made in the top surface A of the square pipe 5.
  • the laser head 7 is moved upward to rotate the square pipe 5 around the axis by 90 degrees in the direction of the arrow, and as shown in the front view of FIG.
  • the laser head 7 is moved downward to the irradiation position, and the laser head 7 is moved from the left end of the upper surface B to the right end while irradiating the laser at a predetermined angle ⁇ with respect to the axial direction 5a of the square pipe 5.
  • the upper surface B of the square pipe 5 is cut.
  • the notch 5d is made in the upper surface B of the square pipe 5, but the notch 5c2 in the surface A remains on the upper surface B on the product 5b side as a processing defect. .
  • the laser head 7 is moved upward to rotate the square pipe 5 90 degrees in the direction of the arrow around the axis, and when the surface C becomes the upper surface as shown in the front view of FIG.
  • the laser head 7 is moved downward to the irradiation position, and the laser head 7 is moved while irradiating the laser from the left end to the right end of the upper surface C, so that the upper surface C of the square pipe 5 is cut.
  • a cut 5 e is made in the top surface C of the square pipe 5.
  • the laser head 7 is moved upward to rotate the square pipe 5 around the axis by 90 degrees in the direction of the arrow, and as shown in FIG. 11 (d), when the surface D becomes the upper surface, the rotation is stopped.
  • the laser head 7 is moved downward to the irradiation position, and the laser head 7 is moved from the left end of the upper surface D to the right end while irradiating the laser at a predetermined angle ⁇ with respect to the axial direction 5a of the square pipe 5.
  • the upper surface D of the pipe 5 is cut.
  • the notch 5f is made in the upper surface D of the square pipe 5, but the notch 5c1 in the surface A remains on the upper surface D on the product 5b side as a processing defect. .
  • cut 5e is also left on the upper surface D on the surface C, but since it is not on the product 5b side, there is no processing failure.
  • an object of the present invention is to process when a square pipe is machined in a shape inclined with respect to the axis of the square pipe by a laser processing machine.
  • An object of the present invention is to provide an automatic programming apparatus, an automatic programming method, and a laser processing system for a machining program for preventing defects.
  • the present invention is an automatic programming device that generates an operation program for controlling the operation of a laser beam machine using shape data and product shape data of a workpiece to be stored in a storage means.
  • a development view creation means for creating a development view by developing the work member on an arbitrary straight line parallel to the axial direction on the work member using the shape data of the work member from the storage means;
  • a machining trajectory expanding means for expanding a plurality of processing trajectories for performing cutting on each surface on the development view of the workpiece using the product shape data from the storage means;
  • machining locus changing means for changing the projected machining
  • Another feature of the present invention is an automatic programming device that generates an operation program for controlling the operation of a laser beam machine using shape data and product shape data of a workpiece stored in a storage means,
  • a development view creation means for creating a development view by developing the work member on an arbitrary straight line parallel to the axial direction on the work member using the shape data of the work member from the storage means;
  • a machining trajectory expanding means for expanding a plurality of processing trajectories for performing cutting on each surface on the development view of the workpiece using the product shape data from the storage means;
  • An angle calculating means for sequentially calculating an angle on the product shape side formed by one of the machining trajectories on a plurality of surfaces in the developed development view of the machining trajectory and the machining trajectory of the adjacent surface; Determination means for determining whether or not each of the calculated angles is 180 degrees or
  • Another feature of the present invention is an automatic programming method for generating an operation program for controlling the operation of a laser beam machine using the shape data of the workpiece and the product shape data stored in the storage means,
  • a step of determining whether or not each of the calculated angles is 180 degrees or more by a determination unit
  • Another feature of the present invention is a laser processing system for performing laser processing of a workpiece, A laser processing machine for performing laser processing on a workpiece; Storage means for storing the shape data of the workpiece and the product shape data; An automatic programming device for creating a machining program for a laser beam machine using the shape data of the workpiece and the product shape data stored in the storage means, The automatic programming device is When creating a machining program for obtaining a product by cutting a workpiece in a direction inclined by a predetermined angle with respect to its axial direction, A development view creation means for creating a development view by developing the work member on an arbitrary straight line parallel to the axial direction on the work member using the shape data of the work member from the storage means; On the development view of the workpiece using the product shape data from the storage means, a machining trajectory expansion means for expanding a processing trajectory for cutting, An angle calculating means for sequentially calculating an angle on the product shape side formed by one of the machining trajectories on a plurality of surfaces in the developed development view of
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a laser processing system embodying the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the automatic programming device 9 shown in FIG.
  • FIG. 3 is a detailed view of the workpiece support device in the laser beam machine 1 shown in FIG.
  • FIG. 4 is an external view of a workpiece support device including a latching base and a core pressing base.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the automatic programming device 9.
  • FIG. 6 is a perspective view and a development view when a product 5b is obtained by cutting along a direction inclined by a predetermined angle ⁇ with respect to the axial direction (X axis) 5a of the square pipe 5.
  • FIG. 6 is a perspective view and a development view when a product 5b is obtained by cutting along a direction inclined by a predetermined angle ⁇ with respect to the axial direction (X axis) 5a of the square pipe 5.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a laser
  • FIG. 7 is a front and top explanatory view of the machining operation performed in the laser beam machine 1 based on the machining program created as shown in FIGS. 5 and 6.
  • FIG. 8 is a configuration diagram of a general laser processing machine.
  • FIG. 9 is an explanatory front view of a second processing method for performing surface processing without rotating the square pipe 5 at the corner portion in the prior art.
  • FIG. 10 is an explanatory perspective view when the square pipe 5 is cut in a direction inclined by a predetermined angle ⁇ with respect to the axial direction 5a in the prior art.
  • FIG. 11 is a front and top explanatory view of a second processing method in the case where the square pipe 5 is cut in a direction inclined by a predetermined angle ⁇ with respect to the axial direction 5a in the prior art.
  • FIG. 1 is an explanatory view showing an outline of a laser processing system embodying the present invention.
  • the laser processing system 10 automatically creates a processing program for the laser processing machine 1 using product shape data in a database (storage means) 11, data on a workpiece (square pipe 5), and the like.
  • a programming device 9 is provided.
  • NC data based on a predetermined machining program created by the automatic programming device 9 is converted into drive data by the NC device 13 and sent to the laser beam machine 1, and the control device 2 of the laser beam machine 1 according to the drive data. Control of each part is performed, and laser processing of a workpiece (a square pipe 5 having a corner in a cross section) is performed.
  • the database 11 stores product shape data obtained by processing, data on a workpiece (square pipe 5), and the like.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the automatic programming device 9 shown in FIG.
  • the automatic programming device 9 comprises a computer and has a CPU 15 to which a ROM 17 and a RAM 19 are connected.
  • the CPU 15 further includes an input device 21 such as a keyboard and a display such as a display.
  • a device 23 is connected.
  • the database 11 is connected to the CPU 15.
  • the CPU 15 uses the product shape data in the database 11 and the data of the workpiece (square pipe 5) in accordance with the instruction from the operator from the input device 21, and the computer program from the ROM 17. Accordingly, a machining program for the laser beam machine 1 as described later is created using the RAM 19.
  • FIG. 3A and 3B are detailed views of the workpiece support device in the laser beam machine 1 shown in FIG. 1, wherein FIG. 3A is a side view of the latching base side, FIG. Is a side view on the side of the core support, (d) is a view taken along the line BB, FIG. 4 is an external view of a workpiece support device including a latching base and a core support, (a) is a side view, (b) ) Is a side view showing a state in which a workpiece is gripped and clamped.
  • FIG. 3 and FIG. 4 for example, when cutting the surface of a pipe-shaped workpiece (square pipe) 5 having a square cross section with a laser processing machine, two claws or four claws of the latching base 100 are used.
  • the one end hollow portion of the workpiece 5 is engaged with the hooking members 102 and 102 projecting at the protruding ends of the opposing claws 101a, 101b or 101c and 101d of the chuck and at the same distance L and L from the shaft core S. Insert.
  • one end of the workpiece 5 is fixed and gripped by scrolling the claw portions facing each other, for example, 101a and 101b so as to be separated from each other and widened.
  • the tailstock 200 is moved by a small stroke in the direction of the arrow 5a, and a triangle with the axial center position at the apex.
  • the engagement portion of the contact pressing member 201 made of a plate having a shape contacts and presses the other end hollow portion of the workpiece 5 to complete the centering and clamping operation of the workpiece 5.
  • the workpiece 5 is processed by a scanning sensor (not shown) provided in the machining head 7 so that the machining position or the machining surface of the workpiece 5 is adapted to the laser machining head 7 such as horizontal.
  • the setting angle is detected, and the posture control of the relative position between the workpiece 5 and the machining head 7 is performed by a command from the control device 2.
  • the scanning sensor determines the length of the periphery constituting each surface, and controls the positioning of the desired surface on the upper surface.
  • the processing head 7 irradiates the laser beam to cut the peripheral surface.
  • the square pipe 5 is inclined by a predetermined angle ⁇ with respect to its axial direction (X axis) 5a. It is also possible to perform a cutting process.
  • the control device 2 is supplied with drive data by a predetermined machining program created by the automatic programming device 9 by the NC device 13 and performs laser machining control according to the drive data.
  • the center part surrounded by the claw part 101 of the chuck 3 on the latching base 100 side is an extension of the shaft core and a hole is formed, the center of the contact pressing member 201 of the core pressing base 200 is formed.
  • a rod-like body capable of supporting the workpiece 5 is inserted into the cylindrical body 202 of the shaft core portion that becomes the portion. The rod-shaped body is used in a preparation stage before processing and an accompanying operation stage in removing the workpiece 5 after processing.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the automatic programming device.
  • the square pipe 5 having a square cross section is cut in a direction inclined by a predetermined angle ⁇ with respect to the axial direction (X axis) 5a to obtain the product 5b.
  • the machining program creation operation in the case of obtaining will be described.
  • FIG. 6 is a perspective view and a development view when a product 5b is obtained by cutting in a direction inclined by a predetermined angle ⁇ with respect to the axial direction (X axis) 5a of the square pipe 5.
  • the square pipe 5 is developed with an arbitrary straight line 5g parallel to the X axis on the square pipe 5.
  • the straight line 5g serves as a boundary line between the surface C and the surface D on the outer periphery of the square pipe 5, and the developed view shows the surface C and the surface D along the straight line 5g. It has become a form that separated and.
  • the CPU 15 of the automatic programming device 9 uses the shape data of the workpiece (square pipe 5) from the database 11 and is parallel to the X axis on the square pipe 5 using the RAM 19 according to the computer program from the ROM 17.
  • a development view in which the square pipe 5 is developed along an arbitrary straight line 5g is created.
  • the CPU 15 functions as a development drawing creating means for developing the square pipe 5 with an arbitrary straight line 5 g parallel to the X axis on the square pipe 5.
  • step 303 the first to fourth machining loci 5c to 5f for cutting are developed on the development drawing of the square pipe 5. That is, the CPU 15 of the automatic programming device 9 uses the product shape data from the database 11 and the shape data of the workpiece (square pipe 5), and also uses the RAM 19 according to the computer program from the ROM 17 to develop the square pipe 5. Above, the first to fourth machining loci 5c to 5f for cutting are developed. Thereby, a development view as shown in FIG. 6B is obtained.
  • first to fourth machining loci 5c to 5f are the machining loci of the first to fourth surfaces A to D, respectively.
  • both ends of the first machining locus 5c protrude toward the product shape 5b.
  • the protruding portions 5c1 and 5c2 appear as defective processing of the cut 5y as shown in FIG.
  • the CPU 15 functions as a machining locus expanding means for expanding the machining loci 5c to 5f for performing cutting on the development view of the square pipe 5.
  • the boundary line 5g between the surface C and the surface D on the outer periphery of the square pipe 5 shown in FIG. 7A, the boundary line 5h between the surface A and the surface B on the outer periphery, A boundary line 5i between the surface B and the surface C on the outer periphery and a boundary line 5j between the surface D and the surface A on the outer periphery are respectively indicated by alternate long and short dash lines in the development view of FIG.
  • step 305 the product shape side angle (angle CD, angle DA, angle AB, angle) formed by one of the machining traces 5c to 5f on planes A to D in the development view and the machining trace of the adjacent plane. BC) is calculated sequentially.
  • the CPU 15 of the automatic programming device 9 determines from the development view as shown in FIG. 6B on the product shape side formed by one of the machining trajectories 5c to 5f on the surfaces A to D and the machining trajectory on the adjacent surface.
  • the angles (angle CD, angle DA, angle AB, angle BC) are calculated sequentially.
  • the CPU 15 functions as angle calculation means for sequentially calculating the angle CD, the angle DA, the angle AB, and the angle BC.
  • step 307 it is determined whether or not each of the angle CD, angle DA, angle AB, and angle BC is 180 degrees or more. If it is 180 degrees or more, the angle is calculated in step 309. If the machining trajectory in the direction perpendicular to the X-axis direction (the axial direction 5a of the workpiece) is shortened by a predetermined thickness among the two machining trajectories and is not 180 degrees or more, the machining trajectory is not changed in step 311.
  • the CPU 15 functions as an angle determination unit and a machining locus change unit.
  • the processing in steps 307 and 309 will be described with reference to a specific example shown in FIG. 6.
  • the CPU 15 of the automatic programming device 9 processes the machining locus 5 e of the surface C and the machining of the surface D. If the angle CD on the product shape side with respect to the trajectory 5f is calculated, it is not 180 degrees or more, so the machining trajectory is not changed.
  • the product shape side angle DA between the machining trajectory 5f of the surface D and the machining trajectory 5c of the surface A is calculated to be 180 degrees or more, the direction perpendicular to the X-axis direction in the two machining trajectories 5f and 5c.
  • One end of the machining locus 5c is changed to be shorter by the thickness of the square pipe 5.
  • the first machining locus 5c protruding to the product shape side is changed to be shorter by a predetermined length, and the protruding portion 5c1 of the first machining locus 5c is removed.
  • the CPU 15 of the automatic programming device 9 calculates the angle AB on the product shape side between the machining locus 5c of the surface A and the machining locus 5d of the surface B, it becomes 180 degrees or more.
  • the other end of the machining locus 5c in the direction perpendicular to the X-axis direction is changed to be shorter by the thickness of the square pipe 5.
  • the first machining locus 5c protruding to the product shape side is changed to be shorter by a predetermined length, and the protruding portion 5c2 of the first machining locus 5c is removed.
  • the machining trajectory is not changed.
  • the machining locus 5c of the surface A is changed to be shorter by the thickness, the machining locus 5c 'of the surface A as shown in FIG. 6C is obtained.
  • the portions 5c1 and 5c2 projecting toward the product shape 5b at both ends of the first machining trajectory 5c are removed, and the cause of machining defects is eliminated. Yes.
  • FIG. 7 is a front and top explanatory view of the machining operation performed in the laser beam machine 1 based on the machining program created as shown in FIGS. 5 and 6.
  • NC data based on a machining program created in the automatic programming device 9 is converted into drive data by the NC device 13 and sent to the laser beam machine 1, and the control device 2 of the laser beam machine 1 shows the following according to the drive data.
  • Laser cutting of the square pipe 5 having such a square cross section is performed.
  • the upper surface A of the square pipe 5 viewed from the front shape has a machining locus 5c ′ in which both ends are shortened by the plate thickness of the square pipe 5 as described above. Then, the laser head 7 is moved while irradiating the laser from the left side to the right side along the processing locus 5 c ′ whose both ends are shortened by the plate thickness of the square pipe 5, and the upper surface A of the square pipe 5 is cut.
  • cuts 5 c ′ whose both ends are shortened by the plate thickness of the square pipe 5 are made in the top surface A of the square pipe 5.
  • the laser head 7 is moved upward to rotate the square pipe 5 around the axis by 90 degrees in the direction of the arrow, and as shown in FIG.
  • the upper surface B viewed from the front shape of the square pipe 5 has the processing locus 5d as described above. Therefore, the laser head 7 is moved to the irradiation position, and the left end to the right end of the upper surface B along the processing locus 5d.
  • the laser head 7 is moved while irradiating the laser at a predetermined angle ⁇ with respect to the axial direction 5 a of the hexagonal pipe 5, and the upper surface B of the square pipe 5 is cut.
  • a cut 5d is made in the upper surface B of the square pipe 5.
  • the notch in the upper surface A is a notch 5c ′ whose both ends are shortened by the thickness of the square pipe 5, so that the notch in the upper surface A remains as a processing defect on the upper surface B. Has been resolved.
  • the laser head 7 is moved upward to rotate the square pipe 5 around the axis by 90 degrees in the direction of the arrow, and as shown in FIG. 7C, the rotation is stopped when the surface C becomes the upper surface.
  • the upper surface C viewed from the front shape of the square pipe 5 has the processing locus 5e as described above. Therefore, the laser head 7 is moved to the irradiation position, and the left end to the right end of the upper surface C along the processing locus 5e. The laser head 7 is moved while irradiating the laser beam to cut the upper surface C of the square pipe 5.
  • the laser head 7 is moved upward to rotate the square pipe 5 90 degrees in the direction of the arrow around the axis, and as shown in FIG. Since the upper surface D of the square pipe 5 viewed from the front surface has the processing locus 5f as described above, the laser head 7 is moved to the irradiation position, and the left end to the right end of the upper surface D along the processing locus 5f. The laser head 7 is moved while irradiating a laser at a predetermined angle ⁇ with respect to the axial direction 5 a of the hexagonal pipe 5, and the upper surface D of the square pipe 5 is cut.
  • the notch in the upper surface A is a notch 5c 'whose both ends are shortened by the thickness of the square pipe 5, so that the notch in the upper surface A is processed into the upper surface D.
  • the problem of remaining as defective has been solved. Note that a cut in the upper surface C remains on the upper surface D, but this is not a problem because it is not on the product side.
  • a member having a square section having four corners is used as a workpiece, but the present invention is not limited to this, and a sectional shape having four or more corners in a section. May be used, or a cross-sectional triangular shape having three corners in the cross section, a concave cross-sectional shape having two corners in the cross section, or a cross-sectional L-shaped member having one corner in the cross section may be used. good.
  • the present invention in the second machining method of machining a corner portion of a square pipe without rotating the square pipe, cutting is performed in a direction inclined rather than perpendicular to the axis of the square pipe. Even in such a case, it is possible to create a machining program that prevents machining defects that process the inside of the product shape.

Abstract

 記憶手段に記憶された角パイプの形状データおよび製品形状データを用い、レーザ加工機の動作を制御するための動作プログラムを生成する自動プログラミング装置9である。そして、上記角パイプを、その各面ごとに切断加工を行うと共に、その軸方向に対して所定の角度だけ傾いた方向に切断加工を行って製品を得る場合の加工プログラムを作成する際に、上記角パイプ上の軸方向に平行な任意の直線で上記角パイプを展開した展開図上に、切断加工を行う加工軌跡を展開し、加工軌跡の展開された展開図において、上記被加工部材の軸方向に垂直な方向の加工軌跡が製品形状側に突き出す場合、その突き出した加工軌跡を所定長さだけ短く変更する加工軌跡変更手段を備える。

Description

レーザ加工機の自動プログラミング装置及び自動プログラミング方法およびレーザ加工システム
 本発明は、レーザ加工機の自動プログラミング装置及び自動プログラミング方法およびレーザ加工システムに関し、特に、レーザ加工機により、角パイプを、その角パイプの軸に対して傾いた形状で加工を行う場合における加工不良を防止する加工プログラムの自動プログラミング装置及び自動プログラミング方法およびレーザ加工システムに関する。
 図8は、一般的なレーザ加工機の構成図である。
 図8に示すように、レーザ加工機1は、チャック3により被加工部材5を把持し、その被加工部材5にレーザヘッド7より所定の手順でレーザを照射し、その被加工部材5の切断加工等をするようになっている。なお、このようなレーザ加工機1は、自動プログラミング装置により作成されたプログラムをNC装置を介して変換したドライブ信号に基づいて動作するようになっている。
 そして、上記レーザ加工機1において、被加工部材5が、その断面に角を有する角パイプであり、その角パイプ5を所定の切口で切断加工する場合、以下のような2つの方法があった。すなわち、第1の加工方法は、角パイプのコーナー部(角部)を、パイプ回転装置によって角パイプを回転させながら加工する方法であり、第2の加工方法は、角パイプのコーナー部を、その角パイプを回転させずに加工する方法であった。
 図9は、従来技術において断面正方形の角パイプをコーナー部で回転させずに面加工する第2の加工方法の正面説明図である。
 すなわち、上記第2の加工方法の場合、まず、図9(a)に示すように、角パイプ5の正面形状で見た上面Aの左端から右端へレーザを照射しながらレーザヘッド7を移動させ、角パイプ5の上面Aを切断加工する。
 次に、図9(b)に示すように、レーザヘッド7を上方に移動させて、パイプ回転装置によって角パイプ5を軸回りに矢印方向に90度回転させ、図9(c)に示すように、面Bが上面となった時点で回転を止め、レーザヘッド7を照射位置に下方に移動させると共に、上面Bの左端から右端へレーザを照射しながらレーザヘッド7を移動させ、角パイプ5の上面Bを切断加工する。
 同様に、レーザヘッド7を上方に移動させて角パイプ5を軸回りに矢印方向に90度回転させ、図9(d)に示すように、面Cが上面となった時点で回転を止め、レーザヘッド7を照射位置に下方に移動させると共に、上面Cの左端から右端へレーザを照射しながらレーザヘッド7を移動させ、角パイプ5の上面Cを切断加工し、続いて、レーザヘッド7を上方に移動させて角パイプ5を軸回りに矢印方向に90度回転させ、図9(e)に示すように、面Dが上面となった時点で回転を止め、レーザヘッド7を照射位置に下方に移動させると共に、上面Dの左端から右端へレーザを照射しながらレーザヘッド7を移動させ、角パイプ5の上面Dを切断加工する。
 このようにして、上記従来の自動プログラミングによる第2の加工方法の場合には、角パイプ5を所定個所で切断加工するようにしていた。
 なお、角パイプ5の把持機構、回転機構、および芯押出し機構等については以下の特許文献に記載されている。
 従来、この種の技術としては、例えば以下に示す文献に記載されたものが知られている(特許文献、特開平10-235495号公報、特開2004-167577号公報)。
 しかしながら、上記従来の自動プログラミングによる第2の加工方法の場合、角パイプ5の軸に対して垂直な方向に切断加工を行おうとした場合には問題は生じないが、角パイプ5の軸に対して垂直ではなく傾いた方向に切断加工を行おうとした場合、製品形状の内部を加工してしまう加工不良の問題が生じてしまうものであった。
 すなわち、上記従来の第2の加工方法によって、例えば、図10に示すように、角パイプ5を、その軸方向5aに対して所定の角度α(この場合、約45度)だけ傾いた方向に切断加工を行い、図10に示すような形状の製品5bを得ようとした場合、その製品5bの切断部分における所定の上端部に切り込み5c1、5c2が加工不良として生じてしまうものであった。
 図10は、角パイプ5をその軸方向5aに対して所定の角度αだけ傾いた方向に切断加工を行った場合の説明図であり、図11は、角パイプ5をその軸方向5aに対して所定の角度αだけ傾いた方向に切断加工を行った場合の第2の加工方法の正面および上面説明図である。
 より詳しく説明すると、図11(a)の正面図に示すように、角パイプ5の正面形状で見た上面Aの左端から右端へレーザを照射しながらレーザヘッド7を移動させ、角パイプ5の上面Aを切断加工する。ここでは、図11(a)の上面図に示すように、角パイプ5の上面Aに切り込み5cが入れられる。
 次に、レーザヘッド7を上方に移動させて角パイプ5を軸回りに矢印方向に90度回転させ、図11(b)の正面図に示すように、面Bが上面となった時点で回転を止め、レーザヘッド7を照射位置に下方に移動させると共に、上面Bの左端から右端へ角パイプ5の軸方向5aに対して所定の角度αを持ってレーザを照射しながらレーザヘッド7を移動させ、角パイプ5の上面Bを切断加工する。ここでは、図11(b)の上面図に示すように、角パイプ5の上面Bに切り込み5dが入れられるが、面Aの切り込み5c2が製品5b側の上面Bにも加工不良として残ってしまう。
 同様に、レーザヘッド7を上方に移動させて角パイプ5を軸回りに矢印方向に90度回転させ、図11(c)の正面図に示すように、面Cが上面となった時点で回転を止め、レーザヘッド7を照射位置に下方に移動させると共に、上面Cの左端から右端へレーザを照射しながらレーザヘッド7を移動させ、角パイプ5の上面Cを切断加工する。ここでは、図11(c)の上面図に示すように、角パイプ5の上面Cに切り込み5eが入れられる。
 続いて、レーザヘッド7を上方に移動させて角パイプ5を軸回りに矢印方向に90度回転させ、図11(d)に示すように、面Dが上面となった時点で回転を止め、レーザヘッド7を照射位置に下方に移動させると共に、上面Dの左端から右端へ角パイプ5の軸方向5aに対して所定の角度αを持ってレーザを照射しながらレーザヘッド7を移動させ、角パイプ5の上面Dを切断加工する。ここでも、図11(d)の上面図に示すように、角パイプ5の上面Dに切り込み5fが入れられるが、面Aの切り込み5c1が製品5b側の上面Dにも加工不良として残ってしまう。
 なお、面Cに切り込み5eも上面Dに残ってしまうが、製品5b側ではないので、加工不良とはならない。
 このように、角パイプ5をその軸方向5aに対して所定の角度αだけ傾いた方向に上記第2の加工方法で切断加工を行った場合には、上記のような加工不良が生じてしまうものであった。
 そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、レーザ加工機により、角パイプを、その角パイプの軸に対して傾いた形状で加工を行う場合における加工不良を防止する加工プログラムの自動プログラミング装置及び自動プログラミング方法およびレーザ加工システムを提供することにある。
 上記課題を解決するために、本発明は、記憶手段に記憶された被加工部材の形状データおよび製品形状データを用い、レーザ加工機の動作を制御するための動作プログラムを生成する自動プログラミング装置であって、
 被加工部材を、その各面ごとに切断加工を行うと共に、上記被加工部材の軸方向に対して所定の角度だけ傾いた方向に切断加工を行って製品を得る場合の加工プログラムを作成する際に、
 上記記憶手段よりの上記被加工部材の形状データを用い上記被加工部材上の軸方向に平行な任意の直線で上記被加工部材を展開して展開図を作成する展開図作成手段と、
上記記憶手段よりの製品形状データを用い上記被加工部材の展開図上に、上記各面ごとに切断加工を行う複数の加工軌跡を展開する加工軌跡展開手段と、
 上記加工軌跡の展開された展開図において、上記被加工部材の軸方向に垂直な方向の加工軌跡が製品形状側に突き出す場合、その突き出した加工軌跡を所定長さだけ短く変更する加工軌跡変更手段と、を備えたことを特徴とする。
 本発明の他の特徴は、記憶手段に記憶された被加工部材の形状データおよび製品形状データを用い、レーザ加工機の動作を制御するための動作プログラムを生成する自動プログラミング装置であって、
 被加工部材を、その各面ごとに切断加工を行うと共に、その軸方向に対して所定の角度だけ傾いた方向に切断加工を行って製品を得る場合の加工プログラムを作成する際に、
 上記記憶手段よりの上記被加工部材の形状データを用い上記被加工部材上の軸方向に平行な任意の直線で上記被加工部材を展開して展開図を作成する展開図作成手段と、
 上記記憶手段よりの製品形状データを用い上記被加工部材の展開図上に、上記各面ごとに切断加工を行う複数の加工軌跡を展開する加工軌跡展開手段と、
 上記加工軌跡の展開された展開図における複数の面における加工軌跡の1つと隣り合う面の加工軌跡とのなす製品形状側の角度を順次算出する角度算出手段と、
 上記算出された角度が、それぞれ180度以上であるか否かを判定する判定手段と、
上記判定結果が180度以上である場合、その角度を算出した2つの加工軌跡の中で上記被加工部材の軸方向に垂直な方向の加工軌跡を所定厚だけ短く変更する加工軌跡変更手段と、を備えたことである。
 本発明の他の特徴は、記憶手段に記憶された被加工部材の形状データおよび製品形状データを用い、レーザ加工機の動作を制御するための動作プログラムを生成する自動プログラミング方法であって、
 被加工部材を、その軸方向に対して所定の角度だけ傾いた方向に切断加工を行って製品を得る場合の加工プログラムを作成する際に、
 展開図作成手段により、上記記憶手段よりの上記被加工部材の形状データを用い上記被加工部材上の軸方向に平行な任意の直線で上記被加工部材を展開して展開図を作成する工程と、
 加工軌跡展開手段により、上記記憶手段よりの製品形状データを用い上記被加工部材の展開図上に、切断加工を行う加工軌跡を展開する工程と、
 角度算出手段により、上記加工軌跡の展開された展開図における複数の面における加工軌跡の1つと隣り合う面の加工軌跡とのなす製品形状側の角度を順次算出する工程と、
 判定手段により、上記算出された角度が、それぞれ180度以上であるか否かを判定する工程と、
 加工軌跡変更手段により、上記判定結果が180度以上である場合、その角度を算出した2つの加工軌跡の中で上記被加工部材の軸方向に垂直な方向の加工軌跡を所定厚だけ短く変更する工程と、を備えたことである。
 本発明の他の特徴は、被加工部材のレーザ加工を行うためのレーザ加工システムであって、
 被加工部材のレーザ加工を行うレーザ加工機と、
 被加工部材の形状データおよび製品形状データを記憶した記憶手段と、
 上記記憶手段に記憶された被加工部材の形状データおよび製品形状データを用いレーザ加工機の加工プログラムを作成する自動プログラミング装置と、を備え、
 上記自動プログラミング装置が、
 被加工部材を、その軸方向に対して所定の角度だけ傾いた方向に切断加工を行って製品を得る場合の加工プログラムを作成する際に、
 上記記憶手段よりの上記被加工部材の形状データを用い上記被加工部材上の軸方向に平行な任意の直線で上記被加工部材を展開して展開図を作成する展開図作成手段と、
 上記記憶手段よりの製品形状データを用い上記被加工部材の展開図上に、切断加工を行う加工軌跡を展開する加工軌跡展開手段と、
 上記加工軌跡の展開された展開図における複数の面における加工軌跡の1つと隣り合う面の加工軌跡とのなす製品形状側の角度を順次算出する角度算出手段と、
 上記算出された角度が、それぞれ180度以上であるか否かを判定する判定手段と、
 上記判定結果が180度以上である場合、その角度を算出した2つの加工軌跡の中で上記被加工部材の軸方向に垂直な方向の加工軌跡を所定厚だけ短く変更する加工軌跡変更手段と、を備え、
 上記レーザ加工機が、上記加工プログラムに従い、その制御装置により各所の制御がおこなわれ、上記展開図上に展開された加工軌跡に沿うと共に、上記所定厚だけ短く変更された加工軌跡に沿って、上記被加工部材の切断加工を行うことである。
図1は、本発明を実施したレーザ加工システムの概略を示す説明図である。 図2は、図1に示した自動プログラミング装置9の概略構成図である。 図3は、図1に示したレーザ加工機1における加工物支持装置の詳細図である。 図4は、掛止台及び芯押し台からなる加工物支持装置の外観図である。 図5は、自動プログラミング装置9の動作を示すフローチャートである。 図6は、角パイプ5の軸方向(X軸)5aに対して所定の角度αだけ傾いた方向に沿って切断加工を行って製品5bを得る場合の斜視図および展開図である。 図7は、図5および図6に示すように作成された加工プログラムに基づいてレーザ加工機1において行われる加工動作の正面および上面説明図である。 図8は、一般的なレーザ加工機の構成図である。 図9は、従来技術において角パイプ5をコーナー部で回転させずに面加工する第2の加工方法の正面説明図である。 図10は、従来技術において角パイプ5をその軸方向5aに対して所定の角度αだけ傾いた方向に切断加工を行った場合の斜視説明図である。 図11は、従来技術において角パイプ5をその軸方向5aに対して所定の角度αだけ傾いた方向に切断加工を行った場合の第2の加工方法の正面および上面説明図である。
 以下、図面を用いて本発明を実施した実施形態を説明する。
 図1は、本発明を実施したレーザ加工システムの概略を示す説明図である。
 図1に示すように、このレーザ加工システム10は、データベース(記憶手段)11内の製品形状データおよび被加工部材(角パイプ5)のデータ等を用いレーザ加工機1の加工プログラムを作成する自動プログラミング装置9を有している。
 そして、その自動プログラミング装置9により作成された所定の加工プログラムによるNCデータがNC装置13によりドライブデータに変換されてレーザ加工機1へ送られ、そのドライブデータに従ってレーザ加工機1の制御装置2により各所の制御がおこなわれ、被加工部材(断面に角を有する角パイプ5)のレーザ加工が行われる。なお、上記データベース11内には、加工によって得られる製品形状データおよび被加工部材(角パイプ5)のデータ等が蓄積されている。
 図2は、図1に示した自動プログラミング装置9の概略構成を示すブロック図である。
 図2に示すように、自動プログラミング装置9は、コンピュータからなり、ROM17およびRAM19が接続されたCPU15を有しており、CPU15には、さらに、キーボードのような入力装置21とデイスプレイのような表示装置23が接続されている。また、上記CPU15に、データベース11が接続されるようになっている。
 そして、この自動プログラミング装置9では、CPU15が、入力装置21よりのオペレータからの指示に従い、データベース11内の製品形状データおよび被加工部材(角パイプ5)のデータを用いると共に、ROM17よりのコンピュータプログラムに従ってRAM19を用いて、後述するようなレーザ加工機1の加工プログラムを作成するようになっている。
 次に、図1に示したレーザ加工機1における加工動作および構成について説明する。
 図3は、図1に示したレーザ加工機1における加工物支持装置の詳細図であり、(a)は掛止台側の側面図、(b)はA-A矢視図、(c)は芯押し台側の側面図、(d)はB-B矢視図、図4は、掛止台及び芯押し台からなる加工物支持装置の外観図、(a)は側面図、(b)は加工物を把持・挟持した状態を示す側面図である。
 図3および図4に示すように、例えば、断面が正方形のパイプ状被加工部材(角パイプ)5の面にレーザ加工機で切断加工する場合、掛止台100の2つ爪または4つ爪のチャックの対向する爪部101a、101bまたは101c、101dの突端且つ軸芯Sから等距離L、Lに突設した掛止部材102、102に、被加工部材5の一端中空部を係合して挿入する。そして、対向する爪部、例えば101a、101bを互いに離間・拡幅するようにスクロールすることで、被加工部材5の一端を固定して把持する。
 一方、図4(b)に示すように、芯押し台200のハンドル204を回動操作することにより、矢印5aの方向に芯押し台200を微小ストローク移動させ、軸芯位置を頂点とした三角形状の板体からなる当接押圧部材201の係合部位が被加工部材5の他端中空部に当接・押圧調整して、被加工部材5の芯出し挟持操作を完了する。
 次いで、被加工部材5の加工部位または加工面をレーザ加工ヘッド7に対し、例えば水平にする等の適応姿勢とする為に、加工ヘッド7に設けられた不図示の倣いセンサにより被加工部材5のセッティング角度を検出し、制御装置2からの指令で被加工部材5と加工ヘッド7の相対位置の姿勢制御を行う。更に、倣いセンサで各面を構成する周辺の長さを判別し、所望の面を上面に位置決め制御する。
 そして、制御装置2の制御のもとに、インデックス装置104内のサーボモータで被加工部材5を回転させ停止させた状態で、加工ヘッド7よりレーザ光を照射して周面の切断加工等を行う。このおりに、加工ヘッド7を後述する加工軌跡に沿って移動させながら、図6に示すように、角パイプ5を、その軸方向(X軸)5aに対して所定の角度αだけ傾いた方向に切断加工を行うようにすることもできる。
 なお、上記制御装置2には、自動プログラミング装置9により作成された所定の加工プログラムによるドライブデータがNC装置13により送られ、そのドライブデータに従ってレーザ加工制御が行われる。
 また、掛止台100側のチャック3の爪部101で囲まれた中心部は軸芯の延長上にあり、穴部が形成されているので、芯押し台200の当接押圧部材201の中心部となる軸芯部の筒体202に被加工部材5を支持可能な棒状体を挿入する。そして、その棒状体は、加工前の準備段階や、加工終了後の被加工部材5を外す際の付随操作段階において使用する。
 次に、図5を参照して、図1および図2に示した自動プログラミング装置9の加工プログラム作成動作について説明する。
 図5は、自動プログラミング装置の動作を示すフローチャートである。
 ここでは、図6(a)に示すように、断面が正方形の角パイプ5を、その軸方向(X軸)5aに対して所定の角度αだけ傾いた方向に切断加工を行って製品5bを得る場合の加工プログラム作成動作について説明する。
 図6は、角パイプ5の軸方向(X軸)5aに対して所定の角度αだけ傾いた方向に切断加工を行って製品5bを得る場合の斜視図および展開図である。
 まず、図5のステップ301において、角パイプ5上のX軸に平行な任意の直線5gで角パイプ5を展開する。ここでは、直線5gは、図7(a)に示すように、角パイプ5の外周における面Cと面Dとの境界線となっており、展開図は、この直線5gで面Cと面Dとを切り離して展開した形となっている。
 すなわち、自動プログラミング装置9のCPU15は、データベース11よりの被加工部材(角パイプ5)の形状データを用いると共に、ROM17よりのコンピュータプログラムに従ってRAM19を用いて、角パイプ5上のX軸に平行な任意の直線5gで角パイプ5を展開した展開図を作成する。ここで、CPU15は、角パイプ5上のX軸に平行な任意の直線5gで角パイプ5を展開する展開図作成手段の機能を果たす。
 続いて、ステップ303において、角パイプ5の展開図上に、切断加工を行う第1~第4の加工軌跡5c~5fを展開する。すなわち、自動プログラミング装置9のCPU15は、データベース11よりの製品形状データおよび被加工部材(角パイプ5)の形状データを用いると共に、ROM17よりのコンピュータプログラムに従ってRAM19を用いて、角パイプ5の展開図上に、切断加工を行う第1~第4の加工軌跡5c~5fを展開する。これにより、図6(b)に示すような展開図が得られる。
 なお、第1~第4の加工軌跡5c~5fは、第1~第4の面A~Dのそれぞれの加工軌跡となっている。
 ここで、図6(b)に示すように、第1の加工軌跡5cは、その両端が、それぞれ製品形状5b側に突き出すようになる。この突き出した部分5c1、5c2は、図10に示すような切り込み5yの加工不良として現れるものである。
 ここでは、CPU15は、角パイプ5の展開図上に、切断加工を行う加工軌跡5c~5fを展開する加工軌跡展開手段の機能を果たす。
 また、図6(b)の展開図においては、図7(a)に示す角パイプ5の外周における面Cと面Dとの境界線5g、外周における面Aと面Bとの境界線5h、外周における面Bと面Cとの境界線5i、外周における面Dと面Aとの境界線5jとを、図6(b)の展開図において、それぞれ一点鎖線で示している。
 また、図6(b)の展開図においては、図7(a)に示す角パイプ5の内周における面Cと面Dとの境界線5k、内周における面Aと面Bとの境界線5l、内周における面Bと面Cとの境界線5m、内周における面Dと面Aとの境界線5nとを、図6(b)の展開図において、それぞれ鎖線で示している。
 次に、ステップ305において、展開図のおける面A~面Dにおける加工軌跡5c~5fの1つと隣り合う面の加工軌跡とのなす製品形状側の角度(角度CD、角度DA、角度AB、角度BC)を順次算出する。すなわち、自動プログラミング装置9のCPU15は、図6(b)に示すような展開図から、面A~面Dにおける加工軌跡5c~5fの1つと隣り合う面の加工軌跡とのなす製品形状側の角度(角度CD、角度DA、角度AB、角度BC)を順次算出する。ここでは、CPU15は、角度CD、角度DA、角度AB、角度BCを順次算出する角度算出手段の機能を果たす。
 次に、ステップ307において、上記角度CD、角度DA、角度AB、角度BCが、それぞれ180度以上であるか否かが判定され、180度以上である場合、ステップ309において、その角度を算出した2つの加工軌跡の中でX軸方向(被加工部材の軸方向5a)に垂直な方向の加工軌跡を所定厚だけ短くし、180度以上でない場合、ステップ311において、加工軌跡の変更はしない。ここでは、CPU15は、角度判定手段および加工軌跡変更手段の機能を果たす。
 すなわち、上記ステップ307、309の処理を、図6に示す具体例で説明すると、図6(c)に示すように、自動プログラミング装置9のCPU15は、面Cの加工軌跡5eと面Dの加工軌跡5fとの製品形状側の角度CDを算出すると180度以上ではないので、加工軌跡の変更は無しとなる。そして、面Dの加工軌跡5fと面Aの加工軌跡5cとの製品形状側の角度DAを算出すると180度以上となるので、2つの加工軌跡5f、5cの中でX軸方向に垂直な方向の加工軌跡5cの一端を角パイプ5の板厚分だけ短く変更する。これにより、製品形状側に突き出した第1の加工軌跡5cが所定の長さだけ短く変更され、第1の加工軌跡5cの突き出した部分5c1が取り除かれることとなる。
 同様に、自動プログラミング装置9のCPU15は、面Aの加工軌跡5cと面Bの加工軌跡5dとの製品形状側の角度ABを算出すると180度以上となるので、2つの加工軌跡5c、5dの中でX軸方向に垂直な方向の加工軌跡5cの他端を角パイプ5の板厚分だけ短く変更する。これにより、製品形状側に突き出した第1の加工軌跡5cが所定の長さだけ短く変更され、第1の加工軌跡5cの突き出した部分5c2が取り除かれることとなる。
 そして、面Bの加工軌跡5dと面Cの加工軌跡5eとの製品形状側の角度BCを算出すると180度以上ではないので、加工軌跡の変更は無しとなる。
 このように、面Aの加工軌跡5cを板厚分だけ短く変更することによって、図6(c)に示すような面Aの加工軌跡5c’が得られる。図6(c)に示す面Aの加工軌跡5c’から判るように、第1の加工軌跡5cの両端の製品形状5b側に突き出した部分5c1、5c2が取り除かれ、加工不良の原因がなくなっている。
 次に、図5および6に示すように自動プログラミング装置9において作成された加工プログラムに基づいてレーザ加工機1において行われる加工動作について、図7を参照して説明する。
 図7は、図5および6に示すように作成された加工プログラムに基づいてレーザ加工機1において行われる加工動作の正面および上面説明図である。
 まず、自動プログラミング装置9において作成された加工プログラムによるNCデータがNC装置13によりドライブデータに変換されてレーザ加工機1へ送られ、そのドライブデータに従ってレーザ加工機1の制御装置2により以下に示すような断面正方形の角パイプ5のレーザ切断加工が行われるようになっている。
 まず、図7(a)に示すように、角パイプ5の正面形状で見た上面Aでは、前述したように両端を角パイプ5の板厚分だけ短くした加工軌跡5c’となっているので、その両端を角パイプ5の板厚分だけ短くした加工軌跡5c’に沿って左側から右側へレーザを照射しながらレーザヘッド7を移動させ、角パイプ5の上面Aを切断加工する。
 従って、ここでは、その上面図に示すように、角パイプ5の上面Aに、その両端を角パイプ5の板厚分だけ短くした切り込み5c’が入れられる。
 次に、レーザヘッド7を上方に移動させて角パイプ5を軸回りに矢印方向に90度回転させ、図7(b)に示すように、面Bが上面となった時点で回転を止め、角パイプ5の正面形状で見た上面Bでは、前述したような加工軌跡5dとなっているので、レーザヘッド7を照射位置に移動させると共に、その加工軌跡5dに沿って上面Bの左端から右端へ角パイプ5の軸方向5aに対して所定の角度αを持ってレーザを照射しながらレーザヘッド7を移動させ、角パイプ5の上面Bを切断加工する。ここでは、その上面図に示すように、角パイプ5の上面Bに切り込み5dが入れられる。
 そして、ここでは、上面Aの切り込みは、その両端を角パイプ5の板厚分だけ短くした切り込み5c’となっているので、その上面Aの切り込みが、上面Bに加工不良として残ってしまう問題は解決されている。
 同様に、レーザヘッド7を上方に移動させて角パイプ5を軸回りに矢印方向に90度回転させ、図7(c)に示すように、面Cが上面となった時点で回転を止め、角パイプ5の正面形状で見た上面Cでは、前述したような加工軌跡5eとなっているので、レーザヘッド7を照射位置に移動させると共に、その加工軌跡5eに沿って上面Cの左端から右端へレーザを照射しながらレーザヘッド7を移動させ、角パイプ5の上面Cを切断加工する。
 続いて、レーザヘッド7を上方に移動させて角パイプ5を軸回りに矢印方向に90度回転させ、図7(d)に示すように、面Dが上面となった時点で回転を止め、角パイプ5の正面形状で見た上面Dでは、前述したような加工軌跡5fとなっているので、レーザヘッド7を照射位置に移動させると共に、その加工軌跡5fに沿って上面Dの左端から右端へ角パイプ5の軸方向5aに対して所定の角度αを持ってレーザを照射しながらレーザヘッド7を移動させ、角パイプ5の上面Dを切断加工する。
 ここでも、その上面図に示すように、上面Aの切り込みは、その両端を角パイプ5の板厚分だけ短くした切り込み5c’となっているので、その上面Aの切り込みが、上面Dに加工不良として残ってしまう問題は解決されている。なお、上面Cにおける切り込みが上面Dに残るが、製品側では無いので問題とはならない。
 このように、本実施形態によれば、角パイプ5をその軸方向5aに対して所定の角度αだけ傾いた方向に上記第2の加工方法で切断加工を行った場合にも、上記のように製品側に加工不良が生じてしまうことが自動的に防止される。
 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、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。
 例えば、上記実施形態では、被加工部材として、断面に4つの角を有する断面正方形の部材を用いたが、本願発明はこれに限定されることなく、断面に4つ以上の角を有する断面形状の部材を用いても良いし、断面に3つの角を有する断面三角形状や、断面に2つの角を有する断面凹形状や、断面に1つの角を有する断面L字形状の部材を用いても良い。
 本発明によれば、角パイプのコーナー部を、その角パイプを回転させずに面加工する第2の加工方法において、角パイプの軸に対して垂直ではなく傾いた方向に切断加工を行おうとした場合でも、製品形状の内部を加工してしまう加工不良を防止する加工プログラムが作成可能である。

Claims (10)

  1.  記憶手段に記憶された被加工部材の形状データおよび製品形状データを用い、レーザ加工機の動作を制御するための動作プログラムを生成する自動プログラミング装置であって、
     被加工部材を、その各面ごとに切断加工を行うと共に、上記被加工部材の軸方向に対して所定の角度だけ傾いた方向に切断加工を行って製品を得る場合の加工プログラムを作成する際に、
     上記記憶手段よりの上記被加工部材の形状データを用い上記被加工部材上の軸方向に平行な任意の直線で上記被加工部材を展開して展開図を作成する展開図作成手段と、
     上記記憶手段よりの製品形状データを用い上記被加工部材の展開図上に、上記各面ごとに切断加工を行う複数の加工軌跡を展開する加工軌跡展開手段と、
     上記加工軌跡の展開された展開図において、上記被加工部材の軸方向に垂直な方向の加工軌跡が製品形状側に突き出す場合、その突き出した加工軌跡を所定長さだけ短く変更する加工軌跡変更手段と、を備えたことを特徴とする自動プログラミング装置。
  2.  上記レーザ加工機は、上記加工プログラムに従い、上記展開図上に展開された加工軌跡に沿うと共に、上記所定長さだけ短く変更された加工軌跡に沿って、上記被加工部材の切断加工を行うことを特徴とする請求項1に記載の自動プログラミング装置。
  3.  上記所定長さが、上記被加工部材の板厚の長さであり、上記任意の直線が、面と面との境界線であることを特徴とする請求項1、2のいずれかに記載の自動プログラミング装置。
  4.  記憶手段に記憶された被加工部材の形状データおよび製品形状データを用い、レーザ加工機の動作を制御するための動作プログラムを生成する自動プログラミング装置であって、
     被加工部材を、その各面ごとに切断加工を行うと共に、その軸方向に対して所定の角度だけ傾いた方向に切断加工を行って製品を得る場合の加工プログラムを作成する際に、
     上記記憶手段よりの上記被加工部材の形状データを用い上記被加工部材上の軸方向に平行な任意の直線で上記被加工部材を展開して展開図を作成する展開図作成手段と、
     上記記憶手段よりの製品形状データを用い上記被加工部材の展開図上に、上記各面ごとに切断加工を行う複数の加工軌跡を展開する加工軌跡展開手段と、
     上記加工軌跡の展開された展開図における複数の面における加工軌跡の1つと隣り合う面の加工軌跡とのなす製品形状側の角度を順次算出する角度算出手段と、
     上記算出された角度が、それぞれ180度以上であるか否かを判定する判定手段と、
     上記判定結果が180度以上である場合、その角度を算出した2つの加工軌跡の中で上記被加工部材の軸方向に垂直な方向の加工軌跡を所定厚だけ短く変更する加工軌跡変更手段と、を備えたことを特徴とする自動プログラミング装置。
  5.  上記判定結果が180度以上でない場合、上記加工軌跡の変更は行わないことを特徴とする請求項4に記載の自動プログラミング装置。
  6.  上記レーザ加工機は、上記加工プログラムに従い、上記展開図上に展開された加工軌跡に沿うと共に、上記所定厚だけ短く変更された加工軌跡に沿って、上記被加工部材の切断加工を行うことを特徴とする請求項4、5のいずれかに記載の自動プログラミング装置。
  7.  上記所定厚が、上記被加工部材の板厚であり、上記任意の直線が、面と面との境界線であることを特徴とする請求項4、5、6のいずれかに記載の自動プログラミング装置。
  8.  記憶手段に記憶された被加工部材の形状データおよび製品形状データを用い、レーザ加工機の動作を制御するための動作プログラムを生成する自動プログラミング方法であって、
     被加工部材を、その軸方向に対して所定の角度だけ傾いた方向に切断加工を行って製品を得る場合の加工プログラムを作成する際に、
     展開図作成手段により、上記記憶手段よりの上記被加工部材の形状データを用い上記被加工部材上の軸方向に平行な任意の直線で上記被加工部材を展開して展開図を作成する工程と、
     加工軌跡展開手段により、上記記憶手段よりの製品形状データを用い上記被加工部材の展開図上に、切断加工を行う加工軌跡を展開する工程と、
     角度算出手段により、上記加工軌跡の展開された展開図における複数の面における加工軌跡の1つと隣り合う面の加工軌跡とのなす製品形状側の角度を順次算出する工程と、
     判定手段により、上記算出された角度が、それぞれ180度以上であるか否かを判定する工程と、
     加工軌跡変更手段により、上記判定結果が180度以上である場合、その角度を算出した2つの加工軌跡の中で上記被加工部材の軸方向に垂直な方向の加工軌跡を所定厚だけ短く変更する工程と、を備えたことを特徴とする自動プログラミング方法。
  9.  被加工部材のレーザ加工を行うためのレーザ加工システムであって、
     被加工部材のレーザ加工を行うレーザ加工機と、
     被加工部材の形状データおよび製品形状データを記憶した記憶手段と、
     上記記憶手段に記憶された被加工部材の形状データおよび製品形状データを用いレーザ加工機の加工プログラムを作成する自動プログラミング装置と、を備え、
     上記自動プログラミング装置が、
     被加工部材を、その軸方向に対して所定の角度だけ傾いた方向に切断加工を行って製品を得る場合の加工プログラムを作成する際に、
     上記記憶手段よりの上記被加工部材の形状データを用い上記被加工部材上の軸方向に平行な任意の直線で上記被加工部材を展開して展開図を作成する展開図作成手段と、
     上記記憶手段よりの製品形状データを用い上記被加工部材の展開図上に、切断加工を行う加工軌跡を展開する加工軌跡展開手段と、
     上記加工軌跡の展開された展開図における複数の面における加工軌跡の1つと隣り合う面の加工軌跡とのなす製品形状側の角度を順次算出する角度算出手段と、
     上記算出された角度が、それぞれ180度以上であるか否かを判定する判定手段と、
    上記判定結果が180度以上である場合、その角度を算出した2つの加工軌跡の中で上記被加工部材の軸方向に垂直な方向の加工軌跡を所定厚だけ短く変更する加工軌跡変更手段と、を備え、
     上記レーザ加工機が、上記加工プログラムに従い、その制御装置により各所の制御がおこなわれ、上記展開図上に展開された加工軌跡に沿うと共に、上記所定厚だけ短く変更された加工軌跡に沿って、上記被加工部材の切断加工を行うことを特徴とするレーザ加工システム。
  10.  上記レーザ加工システムが、上記自動プログラミング装置と上記レーザ加工機との間に、上記自動プログラミング装置よりの所定の加工プログラムによるNCデータをドライブデータに変換して上記レーザ加工機へ送るためのNC装置を備えており、そのドライブデータに従って上記レーザ加工機の制御装置により各所の制御がおこなわれることを特徴とする請求項9に記載のレーザ加工システム。
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