JPH02147183A - 線的加工制御装置及び線的加工方法 - 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】 （ａ）、産業上の利用分野 本発明は、パンチプレスにより前加工を行った板状ワー
クに対してレーザ、ウォータジェット等の線的加工工作
機械により加工を行う際に用いるに好適な、線的加工制
御装置及び線的加工方法に関する。

（ｂ）、従来の技術 最近、パンチプレスとレーザ、ウォータジェット等の線
的加工工作機械を組み合わせて、その両者の長所を組み
合わせた形で加工を行なおうとする提案がなされている
。

（Ｃ）８発明が解決しようとする問題点しかし、パンチ
プレスで加工を行うと、ワークに伸び等の塑性変形が生
じ、加工基準位置がズしてしまい、その後の線的加工工
作機械による加工精度が悪化する不都合が生じる。

本発明は、前述の欠点を解消すべく、ワークに塑性変形
が生じても、該変形を補正した形での加工が可能な線的
加工制御装置及び線面加工方法を提供することを目的と
するものである。

（ｄ）０問題点を解決するための手段 即ち、本発明のうち、線的加工制御装置の発明は、ワー
ク（６）に穿設された基準穴（６ａ１６ｂ）の位置を検
出する基準穴位置検出手段（１２ａ）を有し、該基準穴
位置検出手段（１２ａ）により検出された基準穴（６ａ
、６ｂ）の位置から、ワーク　（６）の、加工プログラ
ム（ＰＲＯ）が基準とする加工座標系に対する変形量（
ｘｏ、Ｙいθ）を演算する加工基準位置演算部（２３）
を設け、該加工基準位置演算部（２３）により演算され
た変形量に基づき、加工プログラム（ＰＲＯ）の座標系
を変換する加工プログラム変換演算部（２５）を設け、
更に該変換された加工プログラム（ＰＲＯ）に基づいて
加工を行う加工制御部（２２）を設けて構成される。

また、線面加工方法の発明は、パンチプレス（２）によ
るワーク（６）の前加工に際して基準穴（６ｍ、６ｂ）
を穿設しておき、線的加工工作８１減によりワーク　（
６）を加工する際に、前記基準穴（６ａ、６ｂ）の位置
を測定してワーク　（６）の変形を求め、請求められた
ワーク　（６）の変形状態に応じて加工プログラム（Ｐ
ＲＯ）の加工座標系を変換し、該変換された加工プログ
ラム（ＰＲＯ）により前記ワーク（６）に対して線的加
工を行うようにして構成される。

なお、括弧内の番号等は、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。息下のｒ　（ｅｌ
　、作用」の欄についても同様である。

（ｅ）０作用 上記した構成により、本発明は、ワーク（６）に穿設さ
れた基準穴（６ａ、６ｂ）の位置を検出してワーク（６
）の変形を求め、請求められたワーク（６）の変形状態
に基づいて線面加工工作機械で実行する加工プログラム
（ＰＲＯ）の座標系を変換して実際の加工を行うように
作用する。

（ｆ）、実施例 す下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明による線的加工制御装置の一実施例を示
す制御ブロック図、 第２図は本発明が適用されるパンチプレス−レーザ加工
機による複合加工設備の一例を示す図、第３図はレーザ
加工機の一例を示す斜視図、第４図はワークの一例を示
す図、 第５図はワークにおける加エバターンを示・す図、 第６図はレーザ加工ヘッド部分の斜視図、第７図乃至第
９図は加工基準位置検出プログラムの一例を示すフロー
チャート、 第１０図は加工基準穴の変形状態を示す図、第１１図は
加工基準位置の補正方法を示す図である。

複合加工設備１は、第２図に示すように、パンチプレス
２及び線的加工工作機械であるレーザ加工機３を有して
おり、パンチプレス２とレーザ加工機３との間にはワー
ク供給搬送装置５が設けられている。パンチプレス２は
、シート状のワークに金型により多数の穴を穿設するこ
とによりワークを加工する公知の装置であり、また、ワ
ーク供給搬送装置５は、機体５ａ上に、パンチプレス２
とレーザ加工機３を接続する形で設けられたガイドレー
ル５ｂを有している。ガイドレール５ｂには、走行台車
５ｄがガイドレール５ｂに沿って矢印Ａ、Ｂ方向に移動
ｗｊＡ動自在に設けられており、また走行台車５ｄの下
方にはシート状のワーク６を吸着保持することの出来る
ワーク吸着体５Ｃが上下方向に移動駆動自在に設けられ
ている。また、ガイドレール５ｂの第２図下方には、ワ
ーク集積部５ｅが設けられており、ワーク集積部５０に
は未加工のシート状のワークが多数、積層された形で設
けられている。

一方、レーザ加工機３は、第３図に示すように、機体７
を有しており、機体７には上部にワーク搭載面９ａの形
成されたテーブル９が、Ｘ軸方向に移動駆動自在に支持
されている。機体７にはコラム１０が機体７上に跨がる
形で設けられており、コラム１０の前面には制御盤１０
ａが装着されている。また、コラム１０にはサドル１１
が、Ｙ軸方向に移動駆動自在に支持されており、サドル
１１には加工ヘッド１２がＺ軸方向（即ち、上下方向）
に移動駆動自在に支持されている。加工ヘッド１２には
レーザ光路１３が図示しないレーザ発振器と加工ヘッド
１２を接続する形で設けられており、更に加工ヘッド１
２には、第６図に示すように、計測用プローブ１２ｍが
、矢印Ｃ，Ｄ方向、即ちＺ軸方向に移動駆動自在に支持
されている。

また、レーザ加工機３には、第１図に示すように、主制
御部１５が設けられており、主制御部１５にはバス綿１
６を介して入力部１７、加工プログラムメモリ１９、計
測制御部２０、システムプログラムメモリ２１、加工制
御部２２、加工基準位置演算部２３、加工プログラム変
換演算部２５、軸制御部２６等が接続している。また、
軸制御部２６には前述のプローブ１２ａが装着されてい
る。

複合加工設備１は以上のような構成を有するので、複合
加工設備１を用いてワーク６を加工する場合、第１図に
示すように、まずワーク集積部５ｅに積層された未加工
のシート状のワーク６をワーク搬送装置５のワーク吸着
体５Ｃに吸着させた状態でパンチプレス２に供給して公
知の手法で、複数の穴を穿設する。この際、所定の加工
と同時に、第４図及び第５図に示すように、加工単位毎
（例えば、同じ加エバターンを繰り返す、第４図に示す
多数個取りの場合、多数個取りを構成する個々の加エバ
ターンＰＡＴ毎）に、第５図に示すように、所定の直径
を有する基準穴６ａ、６ｂを２個、Ｘ軸と平行に、基準
距ｇｉＬ１で穿設しておく。

乙の基準穴６ａ、６ｂの穿設は、個々の加エバターンＦ
ＡＴの加工が行われる直前に穿設されろ。従って、パン
チプレス２による加エバターンＦＡＴの加工が開始され
、ワークに伸び等の塑性変形が生じると、基準穴６ａ、
６ｂ間の距離が変化すると共に、基準穴６ａ、６ｂ間に
相対的な回転が生じる。

こうして、パンチプレス２によるワーク６の加工が終了
すると、ワーク供給搬送装置５のワーク吸着体５Ｃが加
工の完了したワーク６を吸着して、第２図に示すように
、走行台車５ｄを介してガイドレール５ｂに沿って矢印
Ｂ方向に移動し、該ワーク６をレーザ加工機３のテーブ
ル１９上のワーク搭載面９ａ上に搭載する。

この状態で、レーザ加工機３はテーブル１９上に搭載さ
れたワーク６に対して加工プログラムメモリ１９に格納
された加工プログラムＰＲＯに基づいて所定の加工を行
うが、ワーク６にはパンチプレス２により既に１個以上
の加エバターンＦＡＴが加工されており、レーザ加工機
３は該加エバターンＦＡＴに関連させた形でワーク６に
対して加工を行う。即ち、ワーク６に対する加工は、第
１工程が前加工としてパンチプレス２でなされ、第２工
程がレーザ加工機３で行われることになる。

しかし、この際、ワーク６はパンチプレス２での加工が
行われた時点で、塑性変形が生じており、各加エバター
ンＦＡＴについての加工基準位置は、加工プログラムＰ
ＲＯが想定している位置に対してズしている。従って、
この状態のまま加工を継続すると、パンチプレス２で行
われた加エバターンＦＡＴに対してレーザ加工機３によ
る加工が正確に行われず、結果的（ζ不良ワークが生産
されることとなる。

そこで、レーザ加工機３の主制御部１５は、加工プログ
ラムＰＲＯによる加工に先立ち、システムプログラムメ
モリ２１から加工基準位置検出プログラムＭＳＤを読み
出し、該加工基準位置検出プログラムＭＳＤに基づいて
、テーブル１９に搭載されたワーク６の各加エバターン
Ｆ　Ａ　Ｔについての加工基準位置を検出補正する動作
を行う。

即ち、主制御部１５は、第７図に示すように、加工基準
位置検出プログラムＭ　Ｓ　ＤのステップＳ１で、ワー
ク６の各加エバターンＦＡＴについて穿設された２個の
基準穴６ａ、６ｂの中心座標［第１基準穴６ａのＸ、Ｙ
平面における中心座標（ｘ、ｙ）　、直径Ｒ１第２基準
穴６ｂの中心座標（１，Ｊ）　、直径Ｑとする］を変数
＃Ａ〜＃Ｆに入れる。即ち変数＃Ａに第１基準穴６ａの
中心ＣＴ１のＸ座標、変数＃Ｂに第１基準穴６ａの中心
ＣＴ１のＹ座標、変数＃Ｃに第２基準穴６ｂの中心ＣＴ
２のＸ座標、変数＃Ｄに第２基準穴６ｂの中心ＣＴ２の
Ｙ座標、更に変数＃Ｅに第１基準穴６ａの直径Ｒ１変数
＃Ｆに第２基準穴６ｂの直径Ｑを入れて適宜なメモリ手
段にメモリしておく。

次にステップＳ２に入り、計測制御部２０に対して各基
準穴６ａ、６ｂの計測動作を指令する。これを受けて計
測制御部２０は第１基準穴６ａの加工プログラムＰＲＯ
で想定された想定中心（ワーク６上の基準穴６ａの実際
の中心位置はパンチプレス２による加工により想定中心
に対してズしている）に加工ヘッド１２に搭載されたプ
ローブ１２ａを早送りで位置決めする指令、即ちＧＯＸ
＃Ａ　　Ｙ：Ｂを生成して、軸制御部２６に出力し、軸
制御部２６はこれを受けてプローブ１２ａを加工ヘッド
１２と共に、第３図Ｙ軸方向に、更にテーブル９をＸ軸
方向に移動駆動して、プローブ１２ａの先端が所定の指
令位置になるように位置決めする。

プローブ１２ａが第１基準穴６ａの想定中心に位置決め
されたところで、ステップＳ３に入り、計測制御部２０
はテーブル９を、従ってプローブ１２ｍを−Ｘ軸方向に
計測送りで＃Ｅ／２だけ移動させる指令を生成し、プロ
ーブ１２ａにより基準穴６ａの側面−Ｘ方向における実
際のＸ座標値を計測し、その値を変数＃ａ１に入れて適
宜なメモリ手段にメモリして′おく　（ステップ３４）
。次に、ステップＳ５に入り、計測制御部２０は同様に
プローブ１２ｍを＋Ｘ軸方向に計測送りで＃Ｅ／２だけ
移動させる指令を生成し、プローブ１２ａにより基準穴
６ａの＋Ｘ方向における実際のＸ座標値を計測し、その
値を変数＃ａ２に入れてメモリしてお（（ステップ３６
）。なお、各計測に際しては、想定中心に対する移動量
は、基準穴６ａの位置ズレ等を考慮して＃Ｅ／２（＝基
準穴６ａの直径の’Ａ）に測定誤差量が加算された量の
移動指令が計測制御部２０から軸制御部２６に対して出
力され、プローブ１２ａが該指令位置に到達する以前に
基準穴６ａの側面を検出したところでプローブ１２ａの
移動動作は強制的に終了させられる。

以下の計測動作においても同様である。次に、計測制御
部２０はプローブ１２ａを基準穴６ａの想定中心に戻し
くステップＳ７）、今度はプローブ１２ｍを−Ｙ軸方向
に＃Ｅ／２だけ移動させ（ステップ３８）　　−Ｙ軸方
向の基準穴６ａの側面のＹ座標値を検出して、その値を
変数＃β　に入れてメモリ手段にメモリしておく　（ス
テップ８９）。

また、同様に、ステップ３１０．１１で＋ＹＹ軸方向基
準穴６ａの側面のＹ座標値を検出して、その値を変数＃
β２に入れてメモリしておく。次に、プローブ１２ａを
基準穴６ａの想定中心に戻す。

主制御部１５は、ステップ３１３で、加工基準位置演算
部２３に対して、ステップＳ４及びＳ６でメモリされた
Ｘ軸方向の基準穴６ａ側面のＸ座標の測定値からワーク
６上の基準穴６ａの中心ＣＴ１の実際のＸ座標Ｘ　を演
算するようし指令する。

同様に、ステップＳ１４では、ステップＳ９及びＳｌｌ
でメモリされたＹ軸方向の基準穴６ａ側面のＹ座標の測
定値からワーク６上の基準穴６ａの中心ＣＴ１の実際の
Ｙ座標Ｙ、を演算するように指令する。

こうして、基準穴６ａの中心ＣＴ１についての実際のＸ
、Ｙ座標が演算されたところで、加工基準位置検出プロ
グラムＭＳＤは第８図のステップ３１５に入り、今度は
基準穴６ｂの実際の中心位置（ｘ２、Ｙ２）を求める動
作をステップ３１５乃至ステップ３２７で行う。この動
作は、ステップＳ２乃至ステップ３１４と対応している
ので、その詳細な説明は省略する。

こうして、ある加エバターンＦＡＴについての基準穴６
ａ、６ｂの実際のＸ、Ｙ座標が演算されたところで、ス
テップ８２８及び８２９に入り、加工基準位置演算部２
３はパンチプレス加工により基準穴６ａ、６ｂ間に生じ
た相対的な回転角度θを演算する。

次に、加工基準位置演算部２３は、パンチプレス２の加
工により、ワーク６上の座標系が、レーザ加工機３によ
る加ニブ党グラムＰＲＯが想定した位置から、第１０図
及び第１１図に示すように、ｘ−ｙ平面内で（ｘｏ、Ｙ
ｏ）だけ平行移動し、更に角度θだけ回転したものと想
定し、該平行移動量を、ステップ８３０で演算する。即
ち、移動後の基準穴６ａの中心ＣＴＩの座標位置は、第
１１図に示すように、加工プログラムＰＲＯの加工基準
点ＭＰ’を基準にすると座標位置（ｘｌ、Ｙ、）に移動
しており、更に該中心位置は、ワーク６上の加工により
移動した座標系基準位置ＭＰにおいてはいまｔ！（Ｘ、
Ｙ）となっている。そこで、両者の関係を整理すると、 Ｘ、＝Ｘ０＋＃Ａ＊ｃｏｓθ−＄Ｂ＊ｓｉｎθＹ　＝Ｙ
　＋９Ｂ＊ｃｏｓθ＋＄ＡＪｓｉｎθとなり、ワーク６
上の加工基準点ＭＰの加工プログラムＰＲＯの加工基準
点ＭＰ’　　（即ち、加工プログラムＰＲＯが基準とす
る座標系）に対する座標位置（ｘｏ、Ｙｏ）は、 Ｘ０＝Ｘ１−＃Ａ＊ｅｏｓθ＋＄Ｂ＊ｓｉｎθＹ　＝Ｙ
　−＃Ｂ＊ｅｏｓθ−＄Ａ＊ｓｉｎθとなる。

こうして、レーザ加工機３の加工プログラムＰＲＯ上に
おけるワーク６の加工基準点ＭＰの座標位置（ｘｏ、Ｙ
ｏ）が求められたと４ろで、主制御部１５は加工基準位
置検出プログラムＭＳＤのステップＳ３１及びＳ３２に
入り、加工基準位置演算部２３に対して、これから実行
してワーク６の加工に使用する加工プログラムＰＲＯの
加工基準点ＭＰ’をワーク６上の基準点ＭＰに一致させ
るように加工プログラムＰＲＯの座標変換動作を行う。

即ち、ステップ３３１は、加工プログラムＰＲＯの加工
基準位置ＭＰ”、従って加工座標系を（ｘｏ、Ｙｏ）？
、！け移動させる指令であり、ステップＳ３２は、加工
プログラムＰＲＯの加工座標系をθだけ回転させる指令
である。これにより、加工プログラムＰＲＯはその加工
座標系が、ワーク６上に設定されていた加工座標系と一
致することとなり、加工プログラムＰＲＯは加工プログ
ラム変換演算部２５により、全体的に（ｘｏ、Ｙｏ）だ
け平行移動し、しかも角度θだけ回転した形に座標変換
される。こうして、座標変換の行われた加工プログラム
ＰＲＯに基づいて、加工制御部２２はワーク６に対して
加工を行うが、加工プログラムＰＲＯの加工座標系とワ
ーク６の座標系は、加工基準位置検出プログラムＭＳＤ
により正確に一致した形で変換されているので、ワーク
６にパンチプレス２で施された加エバターンＦＡＴに対
して、正確にレーザ加工を施すことが可能となる。

（ｇ）０発明の効果 以上、説明したように、本発明によれば、ワーク６に穿
設された基準穴６ａ、６ｂの位置を検出するプローブ１
２ａ等の基準穴位置検出手段を有し、該基準穴位置検出
手段により検出された基準穴６ｇ、６ｂの位置から、ワ
ーク６の、加工プログラムＰＲＯが基準とする加工座標
系に対する変形量（Ｘｏ、Ｙｏ）、θ等を演算する加工
基準位置演算部２３を設け、該加工基準位置演算部２３
により演算された変形量に基づき、加工プログラムＰＲ
Ｏの座標系を変換する加工プログラム変換演算部２５を
設け、更に該変換された加工プログラムＰＲＯに基づい
て加工を行う加工制御部２２を設けて構成したので、パ
ンチプレス２により前加工されたワーク６に対して、該
加工によるワーク６の塑性変形を考慮した形でレーザ加
工機３等の線的加工工作機械によ抄正確な線的加工を行
うことが可能となる。

また、パンチプレス２によるワーク６の前加工に際して
基準穴〇ａ、６ｂを穿設しておき、レーザ加工機３等の
線的加工工作機械によりワーク６を加工する際に、前記
基準穴６ａ、６ｂの位置を測定してワーク６、の変形を
求め、請求められたワーク６の変形状態に応じて加工プ
ログラムＰＲＯの加工座標系を変換し、該変換された加
工プログラムＰＲＯにより前記ワーク６に対して線的加
工を行うようにして構成したので、パンチプレス２によ
る加工の後に、レーザ加工機３等の線的加工工作機械に
よりワーク６を、ワーク６のパンチプレス加工により生
じた塑性変形を考慮した形で精度良く加工することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による線的加工制御装置の一実施例を示
す制御ブロック図、 第２図は本発明が適用されるパンチプレス−レーザ加工
機による複合加工設備の一例を示す図、第３図はレーザ
加工機の一例を示す斜視図、第４図はワークの一例を示
す図、 第５図はワークにおける加エバターンを示す図、 第６図はレーザ加工ヘッド部分の斜視図、第７図乃至第
９図は加工基準位置検出プログラムの一例を示すフロー
チャート、 第１０図は加工基準穴の変形状態を示す図、第１１図は
加工基準位置の補正方法を示す図である。 ２・・・・・パンチプレス ６・・・・・・ワーク ６ａ、６ｂ・・・・・・基準穴 １２ａ・・・・・基準穴検出手段（プローブ）２２・・
・・・・加工制御部 ２３・・・・・・加工基準位置演算部 ２５・・・・・・加工プログラム変換演算部ＰＲＯ・・
・・・・加工プログラム 出願人　ヤマザキマザック株式会社 第１図 第３図 第 図 第 図 ／ＰＡＴ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、ワークに穿設された基準穴の位置を検出する基
   準穴位置検出手段を有し、 該基準穴位置検出手段により検出された基 準穴の位置から、ワークの加工プログラムが基準とする
   加工座標系に対する変形量を演算する加工基準位置演算
   部を設け、 該加工基準位置演算部により演算された変 形量に基づき、加工プログラムの座標系を変換する加工
   プログラム変換演算部を設け、 更に該変換された加工プログラムに基づい て加工を行う加工制御部を設けて構成した線的加工制御
   装置。
2. （２）、パンチプレスによるワークの前加工に際して基
   準穴を穿設しておき、 線的加工工作機械によりワークを加工する 際に、前記基準穴の位置を測定してワークの変形を求め
   、 該求められたワークの変形状態に応じて加 工プログラムの加工座標系を変換し、 該変換された加工プログラムにより前記ワ ークに対して線的加工を行うようにして構成した線的加
   工方法。