(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定テーブル上を移動・位置決めされるワークに対してレーザ加工ヘッドからレーザビームを照射してレーザ加工する際に発生するスクラップを排出するレーザ加工機におけるスクラップ排出方法において、
レーザ加工機を制御する制御装置に予め加工プログラムと、穴明け加工にともなうスクラップに対する分割切断プログラムを記憶しておき、
前記加工プログラムに基いて連続加工で生じる前記スクラップの形状および大きさを前記固定テーブルに設けられてスクラップの排出を行うカッティングプレートの径と比較して、スクラップの大きさがカッティングプレートの径よりも小さい場合には穴明け加工で生じる当該スクラップを直接カッティングプレートから排出し、スクラップの大きさがカッティングプレートの径よりも小さくない場合には当該スクラップの形状を前記分割切断プログラムにしたがってカッティングプレートの径よりも小さく分割切断すると共に穴明け加工を行い、切断されたスクラップをカッティングプレートから排出すること、を特徴とするレーザ加工機におけるスクラップ排出方法。
【請求項２】
前記スクラップの形状が、前記制御装置に記憶されている分割切断プログラムに含まれているものでない場合には、この分割切断プログラムを組合わせて前記スクラップを分割切断すること、を特徴とする請求項１記載のレーザ加工機におけるスクラップ排出方法。
【請求項３】
固定テーブル上を移動・位置決めされるワークに対してレーザ加工ヘッドからレーザビームを照射してレーザ加工する際に発生するスクラップを排出するレーザ加工機におけるスクラップ排出装置であって、
前記レーザ加工機を制御して自動運転せしめる制御装置と、この制御装置に設けられて加工プログラムを記憶する加工プログラムメモリと、穴明け加工にともなうスクラップを分割切断する分割切断プログラムを記憶する分割切断プログラムメモリと、加工により発生するスクラップの形状および大きさを前記固定テーブルに設けられているスクラップの排出に用いられるカッティングプレートの大きさと比較すると共に前記スクラップの方が小さくないと判断された場合には分割切断することにより前記カッティングプレートの径よりも小さくすべく前記分割切断プログラムメモリに記憶してある分割切断プログラムを組合わせる分割判断部と、この組み合わされた分割切断プログラムに従ってレーザ加工機に指令する指令部と、を備えてなることを特徴とするレーザ加工機におけるスクラップ排出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はレーザ加工機におけるスクラップ排出方法およびその装置に係り、さらに詳しくは、レーザ加工機の自動による連続運転に必要なスクラップの処理を行うレーザ加工機におけるスクラップ排出方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、テーブルタイプのレーザ加工機により穴明け加工する場合には、加工に伴って生じたスクラップを取出す方法として、以下のものが一般的である。
【０００３】
(1) ミクロジョイントによりスクラップを製品にくっつけておく。
【０００４】
(2) テーブルに設けられているカッティングプレートから落下させて除去する。
【０００５】
(3) ワークシュータから落下させて除去する。
【０００６】
(4) レーザ加工機を停止させて作業者がスクラップを除去する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような従来の技術にあっては、以下のような問題がある。すなわち、
(1) ミクロジョイントによりスクラップを製品にくっつけている場合には、製品を排出した後にミクロジョイントを切離して仕上げをしなければならないため、後工数が大きい。
【０００８】
(2) カッティングプレートから落下させる場合には、スクラップの形状や大きさにより落下したり、しなかったりするため、後の工程に影響する。
【０００９】
(3) ワークシュータから落下させる場合には、ワークシュータの上にうまく位置決めする必要がある。
【００１０】
(4) レーザ加工機を停止させて作業者がスクラップを除去する場合には、オペレータが常にレーザ加工機を監視していなければならない。
【００１１】
以上のようなスクラップの取出し方法のうち、レーザ加工機を自動で運転する場合には、カッティングプレートから落下させるか、あるいはワークシュータから落下させるのが好ましいと考えられるが、前述のような問題点がある。
【００１２】
この発明の目的は、以上のような従来の技術に着目してなされたものであり、レーザ加工機において自動による連続運転を行う際に加工により発生したスクラップを確実に取出すことのできるレーザ加工機におけるスクラップ排出方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１による発明のレーザ加工機におけるスクラップ排出方法は、固定テーブル上を移動・位置決めされるワークに対してレーザ加工ヘッドからレーザビームを照射してレーザ加工する際に発生するスクラップを排出するレーザ加工機におけるスクラップ排出方法において、レーザ加工機を制御する制御装置に予め加工プログラムと、穴明け加工にともなうスクラップに対する分割切断プログラムを記憶しておき、前記加工プログラムに基いて連続加工で生じる前記スクラップの形状および大きさを前記固定テーブルに設けられてスクラップの排出を行うカッティングプレートの径と比較して、スクラップの大きさがカッティングプレートの径よりも小さい場合には穴明け加工で生じる当該スクラップを直接カッティングプレートから排出し、スクラップの大きさがカッティングプレートの径よりも小さくない場合には当該スクラップの形状を前記分割切断プログラムにしたがってカッティングプレートの径よりも小さく分割切断すると共に穴明け加工を行い、切断されたスクラップをカッティングプレートから排出すること、を特徴とするものである。
【００１４】
従って、レーザ加工に伴って発生したスクラップの形状および大きさを固定テーブルに設けられているスクラップ排出に用いられるカッティングプレートの径と比較して、スクラップがカッティングプレートから排出されないと判断された場合には、制御装置に予め記憶されている分割切断プログラムを用いてスクラップを分割切断した後に、カッティングプレートから排出する。
【００１５】
請求項２による発明のレーザ加工機におけるスクラップ排出方法は、請求項１記載のレーザ加工機におけるスクラップ排出方法において、前記スクラップの形状が、前記制御装置に記憶されている分割切断プログラムに含まれているものでない場合には、この分割切断プログラムを組合わせて前記スクラップを分割切断すること、を特徴とするものである。
【００１６】
従って、加工に伴って発生するスクラップの形状が制御装置に記憶されている分割切断プログラムに含まれていない場合には、記憶されている分割切断プログラムを組合わせてスクラップを分割切断した後に、カッティングプレートから排出する。
【００１７】
請求項３による発明のレーザ加工機におけるスクラップ排出装置は、固定テーブル上を移動・位置決めされるワークに対してレーザ加工ヘッドからレーザビームを照射してレーザ加工する際に発生するスクラップを排出するレーザ加工機におけるスクラップ排出装置であって、前記レーザ加工機を制御して自動運転せしめる制御装置と、この制御装置に設けられて加工プログラムを記憶する加工プログラムメモリと、穴明け加工にともなうスクラップを分割切断する分割切断プログラムを記憶する分割切断プログラムメモリと、加工により発生するスクラップの形状および大きさを前記固定テーブルに設けられているスクラップの排出に用いられるカッティングプレートの大きさと比較すると共に前記スクラップの方が小さくないと判断された場合には分割切断することにより前記カッティングプレートの径よりも小さくすべく前記分割切断プログラムメモリに記憶してある分割切断プログラムを組合わせる分割判断部と、この組み合わされた分割切断プログラムに従ってレーザ加工機に指令する指令部と、を備えてなることを特徴とするものである。
【００１８】
従って、制御装置の加工プログラムメモリに記憶されている加工プログラムに従ってレーザ加工機が加工を行う際に発生するスクラップの形状および大きさを、分割判断部が固定テーブルに設けられているカッティングプレートの径と比較して、スクラップの方が小さくなくて排出できないと判断した場合には、分割切断プログラムメモリに記憶されている分割切断プログラムに従ってスクラップを分割するように指令部を介してレーザ加工機に指令する。この時、スクラップの形状が分割切断プログラムメモリに記憶されている分割切断プログラムに含まれていない場合には、分割判断部は分割切断プログラムの組合わせによりスクラップの分割切断プログラムを作成し、指令部を介してレーザ加工機を制御する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図２には、この発明に係るスクラップ排出方法を適用するレーザ加工機１の全体が示されている。このレーザ加工機１は、基台３の上に固定テーブル５を備え、この固定テーブル５の左右両側にはＹ軸方向へ移動自在の可動テーブル５Ｒ，５Ｌを備えている。左右の可動テーブル５Ｒ，５ＬにまたがってＹ軸方向へ移動自在のＹ軸キャレッジ７が設けられており、このＹ軸キャレッジ７に沿ってＸ軸方向へ移動自在のＸ軸キャレッジ９を有している。Ｘ軸キャレッジ９にはワークＷを把持するワーククランパ１１が設けられている。
【００２１】
前記基台３の後端には柱１３が立設され、この柱１３の上端から前方に梁１５が突設されている。この梁１５の前端にはＺ軸方向に昇降自在の加工ヘッド１７が設けられている。また、柱１３の後側にはレーザ発振器１９が取付けられている。このレーザ発振器１９により発せられたレーザビームＬＢは梁１５の内部を通って複数のベンドミラーＢＭにより前記加工ヘッド１７に導かれて、加工ヘッド１７の先端に取付けられているノズル２１からワークＷに照射される。
【００２２】
前記固定テーブル５における加工ヘッド１７の下方位置には、加工時にレーザビームＬＢが通過すると共にスクラップＳを落下させるための穴であるカッティングプレート２３（直径をＤとする）が設けられている。一方、前記Ｘ軸キャレッジ９およびＹ軸キャレッジ７の移動・位置決めや、前記レーザ発振器１９の制御を行う制御装置であるＮＣ装置２５が設けられている。
【００２３】
従って、ワークＷにレーザ加工を行う場合には、ＮＣ装置２５の制御により、ワークＷを把持しているワーククランパ１１を備えたＸ軸キャレッジ９をＸ軸方向へ移動・位置決めし、Ｙ軸キャレッジ７をＹ軸方向へ移動・位置決めすることによりワークＷを加工位置である加工ヘッド１７の下方へ移動・位置決めする。次いで、レーザ発振器１９を制御して加工ヘッド１７のノズル２１からワークＷに向けてレーザビームＬＢを照射してレーザ加工を行う。
【００２４】
次に、図１を参照して、前述のようにしてレーザ加工を行う際に発生するスクラップＳを前記カッティングプレート２３から落下させて排出すべく制御するＮＣ装置２５の構成および制御内容について説明する。
【００２５】
ＮＣ装置２５は中央処理装置であるＣＰＵ２７を有しており、種々のデータを入力するためのキーボードのごとき入力手段２９と、種々のデータを表示するためのＣＲＴのごとき出力手段３１を備えている。
【００２６】
前記ＣＰＵ２７には、ワークＷに対して行うレーザ加工の加工プログラムを記憶してある加工プログラムメモリ３３と、後述する典型的な形状のスクラップＳを分割する分割切断プログラムを記憶してある分割切断プログラムメモリ３５が接続されている。また、ＣＰＵ２７には、加工プログラムメモリ３３に記憶されているレーザ加工を行うことにより発生するスクラップＳの形状および大きさをカッティングプレート２３と比較判断して、どのような典型的な形状を組合わせてどのような大きさにスクラップＳを分割しなければならないかを判断する分割判断部３７が接続されている。
【００２７】
さらに、加工プログラムメモリ３３に記憶されている加工プログラムおよび前述の分割判断部３７により決定されたスクラップＳの分割切断プログラムに従ってＸ軸キャレッジ９、Ｙ軸キャレッジ７、レーザ発振器１９を制御する指令部３９が接続されている。
【００２８】
以上のようなＮＣ装置２５による具体的なスクラップＳの分割動作について説明する。
【００２９】
ここで、スクラップＳの直径ＤＳとカッティングプレート２３の直径Ｄを比較して、
(1) ＤＳ＜Ｄの場合には、スクラップＳをカッティングプレート２３から落下させることができる。
【００３０】
(2) ＤＳ≒Ｄの場合には、スクラップＳが落下したり、落下しなかったりする。
【００３１】
(3) ＤＳ＞Ｄの場合には、カッティングプレート２３から落下させるのが不可能であるため、ワークシュータによりスクラップを取出す。
【００３２】
従って、ＮＣ装置２５の制御によりレーザ加工機１を自動で連続運転する場合においては、前述の(2) の場合、あるいは(3) の場合においてスクラップＳをカッティングプレート２３から確実に落下させるために、前述の(1) の場合に該当するようにスクラップＳを自動的に分割するようにする。
【００３３】
すなわち、ＮＣ装置２５の分割切断プログラムメモリ３５には、いくつかの典型的な形状に対する分割切断プログラムが記憶されており、分割判断部３７はこの典型的な形状に対する分割方法を組合わせることにより種々のスクラップの分割を自動で行うよう自動プログラミング機能を有している。
【００３４】
例えば、図３を参照するに、加工形状が典型的な形状の一例である円形の場合において、スクラップＳＡの直径ＤＳがカッティングプレート２３の直径Ｄに近い場合について説明する。この場合には、指令部３９はＸ軸キャレッジ９、Ｙ軸キャレッジ７、レーザ発振器１９を制御して、まず点ＰＡにおいてピアシングし、図３中上方へ直線的に切断し、反時計方向（あるいは時計方向でもよい）に円形に切断する。これにより、ワークＷに円形の穴を明けると共に、スクラップＳＡを半円形状に分割切断することができるので、スクラップＳＡを確実にカッティングプレート２３から落下させることができる。
【００３５】
また、図４を参照するに、加工形状が典型的な形状の一例であるカッティングプレート２３の直径Ｄよりも長い長丸穴の場合には、スクラップＳＢが大きくてカッティングプレート２３から落下することができない。そこで、まず点ＰＢにおいてピアシングして、図４中上方へ直線的に切断し、反時計方向（あるいは時計方向でもよい）に長円形に切断する。これにより、ワークＷに長丸形の穴を明けると共に、スクラップＳＢをカッティングプレート２３の直径Ｄよりも小さなものに分割切断することができるので、スクラップＳＢを確実にカッティングプレート２３から落下させることができる。
【００３６】
さらに、図５を参照するに、加工形状が典型的な形状の一例であるカッティングプレート２３の直径Ｄよりも長い矩形穴の場合には、スクラップＳＣが大きくてカッティングプレート２３から落下することができない。そこで、まず点ＰＣにおいてピアシングして、図５中上方へ直線的に切断し、反時計方向（あるいは時計方向でもよい）に矩形に切断する。これにより、ワークＷに矩形の穴を明けると共に、スクラップＳＣをカッティングプレート２３の直径Ｄよりも小さな矩形に分割切断することができるので、スクラップＳＣを確実にカッティングプレート２３から落下させることができる。
【００３７】
また、例えば図６（Ａ）に示されるような異形穴の加工を行う場合には、スクラップＳＤはカッティングプレート２３の径Ｄよりも大きく、排出することができないので例えば前述した図３から図５に示される例の組合わせにより分割処理を行う。すなわち、まず図６（Ｂ）に示されるように２個の縦長の矩形穴４１、４１を前述の図５の場合と同様にして穴明け加工する。次いで、図６（Ｃ）に示されるように前述の２個の矩形穴４１、４１を連結すべく２本の直線４３、４３を切断する。これにより、カッティングプレート２３の直径Ｄよりも大きな異形穴についても、確実にカッティングプレート２３から落下させることができる。
【００３８】
以上の結果から、カッティングプレート２３の直径Ｄに近い大きさのスクラップＳ、あるいは直径Ｄよりも大きなスクラップＳについても、自動によりカッティングプレート２３の直径Ｄよりも小さなスクラップに分割切断して、確実にカッティングプレート２３から落下させて排出することができる。これにより、レーザ加工機１の自動による連続運転が可能になる。
【００３９】
なお、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、適宜な変更を行なうことにより、その他の態様で実施し得るものである。すなわち、前述の発明の実施の形態においては、丸穴、長丸穴、矩形穴を典型的な形状としたが、これに限らず種々の形状を分割切断プログラムメモリ３５に記憶させておくことが好ましい。
【００４０】
また、コ字形状の矩形穴のレーザ加工に関して説明したが、これ以外の形状の穴明け加工についても、前述の考え方を組合わせることによりカッティングプレート２３の直径Ｄよりも小さなスクラップに分割して、除去することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によるレーザ加工機におけるスクラップ排出方法では、レーザ加工に伴って発生したスクラップの形状および大きさを固定テーブルに設けられてスクラップの排出を行うカッティングプレートの径と比較して、スクラップがカッティングプレートから排出されないと判断された場合には、制御装置に予め記憶されている分割切断プログラムを用いてスクラップをカッティングプレートの径よりも小さく分割切断した後に排出するので、スクラップがカッティングプレートの径よりも大きい場合でも自動で確実に排出することができる。これに伴い、レーザ加工機による自動的・連続的な加工が可能になる。
【００４２】
請求項２の発明によるレーザ加工機におけるスクラップ排出方法では、加工に伴って発生したスクラップの形状が制御装置に記憶されている分割切断プログラムに含まれていない場合には、記憶されている分割切断プログラムを組合わせてスクラップを分割切断した後にカッティングプレートから排出するので、発生するスクラップの形状にかかわらず確実に排出することができる。
【００４３】
請求項３の発明によるレーザ加工機におけるスクラップ排出装置では、制御装置の加工プログラムメモリに記憶されている加工プログラムに従ってレーザ加工機が加工を行う際に発生するスクラップの形状および大きさを、分割判断部が固定テーブルに設けられてスクラップの排出を行うカッティングプレートの径と比較して、スクラップの方が小さくなくて排出できないと判断した場合には、分割切断プログラムメモリに記憶されている分割切断プログラムに従ってスクラップを分割するように指令部を介してレーザ加工機に指令するので、確実にスクラップの排出を行うことができる。また、スクラップの形状が分割切断プログラムメモリに記憶されていない場合には、分割判断部は分割切断プログラムの組合わせによりスクラップの切断プログラムを作成し、指令部を介して分割切断を行うので、スクラップの形状にかかわらず確実にスクラップの排出を行うことができる。これに伴い、レーザ加工機による自動的・連続的な加工が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るレーザ加工機におけるスクラップ回収装置である制御装置の内部構成を示すブロック図である。
【図２】この発明に係るレーザ加工機におけるスクラップ回収装置を適用するレーザ加工機の全体を示す斜視図である。
【図３】典型的な形状である丸穴の分割切断を示す説明図である。
【図４】典型的な形状である長穴の分割切断を示す説明図である。
【図５】典型的な形状である矩形穴の分割切断を示す説明図である。
【図６】異形状の分割切断を示す説明図である。
【符号の説明】
１  レーザ加工機
５  固定テーブル
１７  加工ヘッド
２３  カッティングプレート
２５  ＮＣ装置（制御装置）
３３  加工プログラムメモリ
３５  分割切断プログラムメモリ
３７  分割判断部
３９  指令部
Ｗ  ワーク
Ｓ  スクラップ
ＬＢ  レーザビーム
Ｄ  径
【図１】
0003825118.tif 000002
【図２】
0003825118.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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