(57)【要約】【課題】  レーザ加工機において、レーザ加工工具の自動交換機能を利用してピアシング加工を優先する方法を提供する。【解決手段】  レーザ加工機は、トーチとノズルを自動的に交換する装置を備える。そこで、ＣＡＭまたはＮＣ装置によりネスティング加工データを作成した後に、ピアシング加工を優先する処理を選択できる手段を備え、ピアシング専用の工具に変更して、ピアシング加工のみを切断加工に優先して実行する。【選択図】        図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベッドと、ベッド上に配設されてワークを支持するパレットと、ベッドの長手方向の軸線であるＸ軸に沿って移動制御されるコラムと、コラムに支持されてＸ軸に直交するＹ軸に沿って移動制御されるサドルと、サドルに支持されてＸ軸とＹ軸が形成する平面に対して垂直なＺ軸に沿って移動制御される加工ヘッドを備えるレーザ加工機において、
レーザ加工の実行前に、ピアシング加工のみを優先して実行する手段を備えるレーザ加工機におけるピアシング加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工機における操作の非熟練化を可能とし、加工能力を各々の材質及び板厚に対して、品質及び生産性をそれぞれ最大限に発揮させ、長時間無人化運転を達成することができ、ピアシング専用トーチでピアシング加工が優先してできるピアシング加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の加工方法は、予め設定された加工形状に、レーザ出力、送り速度、ピアシング条件等の加工条件を付加することによって、加工プログラムを作成し、作成されたプログラムを素材上に、１個あるいは複数個配置して加工するものである。
加工を開始する際、素材の端部からではなく、素材の途中から予め所定の形状を加工する場合には、加工開始点にレーザ光線と共にアシストガスが素材を貫通して通過できる穴を穿孔し（以下、これを「ピアシング加工」という）、次に、加工プログラムに沿って所定の加工作業（以下、これを「切断加工」という）を実行する。
素材上に、複数個の加工形状を最高の歩留まり率で配置し、（以下、これを「ネスティング」という）個々の形状を加工する場合、ピアシングと切断加工が交互に行われていた。さらに、板厚が厚い場合、ピアシング時間が長くなり、素材に熱が蓄積され、加工不良が発生していた。
また、加工形状が小さい場合、ピアシング及び切断時の熱が素材に蓄積され、加工不良が発生していた。
さらに、加工プログラムに従って、ピアシング加工と切断加工で焦点距離を調整して加工できるようにしたものが知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−２２３０８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般的にピアシング加工と切断加工との最適加工条件は一致せず、ピアシング加工を最適にすれば切断加工が最適化せず、切断加工を最適にすればピアシングが最適化しないことになり、両者間での妥協点を模索し実行していたため、両者の最適値での加工は不可能になり、加工品質及び生産性の最適化は不可能であった。
また、ピアシング加工の最適化が成されていない場合、ピアシング時間が長くなり、生産性の低下はもとより、加工物の内部に熱が蓄積し、加工品質の低下等の加工不良を発生させ、更には加工不能を引き起こす。
本発明は以上の問題を解決するレーザ加工機におけるピアシング加工方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のレーザ加工機は、基本的な手段として、ベッドと、ベッド上に配設されてワークを支持するパレットと、ベッドの長手方向の軸線であるＸ軸に沿って移動制御されるコラムと、コラムに支持されてＸ軸に直交するＹ軸に沿って移動制御されるサドルと、サドルに支持されてＸ軸とＹ軸が形成する平面に対して垂直なＺ軸に沿って移動制御される加工ヘッドを備える。
そして、レーザ加工の実行前に、ピアシング加工のみを優先して実行する手段を備えるものである。
また、ピアシング加工の優先は、ネスティング加工データの作成後に選択されることができる。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は、ピアシング加工と切断加工が、各々独立して加工条件を設定できるため、個々に最適加工条件で加工ができ、生産性が大幅に向上する。
ピアシング加工の最適化が成されるので、ピアシング時間が短くなり、生産性の向上はもとより、加工物の内部に熱の蓄積が少なくなり、加工品質が向上するとともに、安定した連続加工が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、本発明のレーザ加工機の全体構成を示す斜視図、図２は平面図、図３は正面図、図４は要部の斜視図、図５は側面図である。
全体を符号１で示すレーザ加工機は、ベッド１０上に配設されるパレット（テーブル）２０を有し、板状のワークＷ１が載置される。ベッド１０の長手方向の延長線上にはパレット交換装置１２が配置され、次加工用のワークＷ２を載置したパレット２０ａが用意されている。
【０００７】
ベッド１０上の両側には、長手方向に沿って一対のガイドレール３４が取付けられており、ガイドレール３４上には、コラム３０がＸ軸方向に移動自在に装備される。
【０００８】
コラム３０のＸ軸上の駆動手段は、例えば、リニアモータが使用されており、ガイドレール３４に設けた固定子と直動ガイド３２に設けた移動子との間でリニアモータが形成される。
【０００９】
コラム３０には、Ｘ軸に直交するＹ軸に沿ってガイドレール４４が設けてあり、サドル４０がＹ軸上で移動自在に装備される。サドル４０は、ガイドレール４４に係合する直動ガイド４２を備え、ガイドレール４４と直動ガイド４２との間でリニアモータが形成される。
【００１０】
サドル４０は、Ｘ軸、Ｙ軸が形成する平面に垂直なＺ軸方向にガイドレールが設けあり、加工ヘッド５０がＺ軸に沿って移動自在に装備される。加工ヘッド５０は、レーザ発振装置７２から送られてくるレーザ光が導入される光学系を備える。
【００１１】
加工ヘッド５０には、レーザ加工工具６０が交換自在に装備される。加工エリアは、カバー９０で覆われ、安全が確保される。ベッド１０に隣接して強電盤７０やレーザ発振装置７２が配設される。オペレータが様々な駆動を指示する操作盤８０は、ベッド１０上の長手方向の端部に配設される。ベッド１０上の操作盤８０に近い方の端部には、レーザ加工工具の段取りステーション１００が装備される。
【００１２】
図６は、レーザ加工工具の段取りステーション１００をテーブル側からみた正面図、図７は平面図である。
レーザ加工工具の段取りステーション１００は、トーチとノズルを備えたレーザ加工工具のツールチェンジマガジンを備えた工具ステーション２００とレーザ加工工具のノズルのノズルチェンジマガジンを備えたノズルステーション３００を備える。
【００１３】
図８は、パレット２０上に載置された素材の加工物Ｗ１に対して、レーザ加工すべき製品Ｗ１０，Ｗ１１…が部材取り（ネスティング）された状態を示す。
製品Ｗ１０，Ｗ１１…の加工に当っては、製品の切断線ＣＬ外側の加工開始点に開孔されるピアスホールＰｈの位置が自動的に決定される。
通常の加工にあっては、レーザ加工工具は、まずピアスホールＰｈを加工するピアシングを行い、このピアスホールＰｈから製品の切断線に移動する。
【００１４】
本発明のレーザ加工機は、複数のレーザ加工工具マガジンに予め用意されたレーザ加工工具を自動的に交換して加工を行うことができる。
そこで、ピアシング加工に最適な専用工具を用意しておき、ピアシングを集中して行うことができる。
【００１５】
図９は、ピアシング優先加工方法の処理を示すフローチャートである。
ステップＳ１０でスタートした処理は、ステップＳ１１でＣＡＭまたはＮＣ装置（数値制御装置）を選択する。ステップＳ１２でネスティング加工のデータが作成され、ステップＳ１３でピアシングの優先加工の選択が行われる。ピアシングの優先加工が選択されなければ、ステップＳ２０へ移行し、通常のピアシング→切断→ピアシング→切断の加工が繰返し実行される。
【００１６】
ピアシング優先加工が選択されると、ステップＳ１４でＣＡＭまたはＮＣ装置でネスティングデータからピアシング加工部位を優先して、加工順序を作り換える。
ステップＳ１５で、加工ヘッドはピアシング専用の加工工具を選択する。本発明のレーザ加工機は、レーザ加工工具を構成するトーチとノズルを別個に交換することができる。そこで、トーチは切断加工用のものを用いて、ノズルのみをピアシング加工に適したものを装備することもできる。
ステップＳ１６でピアシング加工を実行し、ステップＳ１７で切断加工用のトーチ又は加工工具に交換する。
ステップＳ１８で切断加工プログラムによる切断加工を実行し、ステップＳ１９で処理を終了する。
【００１７】
なお、上述した実施例にあっては、Ｘ軸とＹ軸上の駆動手段には、リニアモータの例を説明したが、ボールねじを用いても本発明を適用することができる。
【００１８】
また、ピアシング加工の優先は、ネスティング加工データの作成後に選択されているが、ネスティング加工データの作成前でＣＡＭまたはＮＣ装置の作成時でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のレーザ加工機の全体の斜視図。
【図２】本発明のレーザ加工機の平面図。
【図３】本発明のレーザ加工機の要部の正面図。
【図４】本発明のレーザ加工機の要部の斜視図。
【図５】本発明のレーザ加工機の要部の側面図。
【図６】レーザ加工工具の段取りステーションの正面図。
【図７】レーザ加工工具の段取りステーションの平面図。
【図８】ピアシング加工方法の説明図。
【図９】ピアシング加工方法の処理のフローチャート。
【符号の説明】
【００２０】
１  レーザ加工機
１０  ベッド
２０  パレット
３０  コラム
４０  サドル
５０  加工ヘッド
６０  レーザ加工工具
７０  強電盤
７２  レーザ発振装置
８０  制御盤
９０  カバー
１００  レーザ加工工具の段取りステーション
２００  レーザ加工機の工具ステーション
３００  レーザ加工機のノズルステーション
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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