JP7312925B1 - レーザ加工経路割付方法、レーザ加工方法、及びレーザ加工経路割付装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ノッチを有する製品のレーザ加工中に加工ヘッドとワークのスクラップとが干渉することを抑制することができるレーザ加工経路割付方法を提供する。【解決手段】レーザ加工経路割付方法は、板取データのノッチの部分に、ノッチ形成加工経路における一部の加工経路として、製品の外周端部におけるノッチの部分の線分を除く製品の内側へと切り込むための製品の外側に向かって開いている開経路(OP11~OP13)を割り付ける。レーザ加工経路割付方法は、ノッチ形成加工経路における残りの一部の加工経路である外周端部におけるノッチの部分の線分(CL11~CL13)を切断するための第1の外周加工経路と、外周端部におけるノッチの部分以外の線分の少なくとも一部を切断するための第2の外周加工経路とを連結した外周経路(OU)を割り付ける。【選択図】図5
Description
本開示は、レーザ加工経路割付方法、レーザ加工方法、及びレーザ加工経路割付装置に関する。
特許文献1は、レーザ加工によってワークから切り出してワーク残材であるスケルトンから分離された製品が、スキッドによって傾いて支持されると、製品の取り出しの際に問題が生じることを指摘している。
製品がノッチを有している場合、ワークに対してノッチの抜き落とし加工を行うと、ノッチの内側のワークから抜き落とされたスクラップが、スキッド間の隙間に落下せずスキッド間に引っ掛かることがある。スキッド間に引っ掛かったスクラップがワークよりも上方に起き上がると、ノッチ以外のワークの外周端部を切断する際にワークの上方を移動する加工ヘッドがスクラップと干渉することがある。加工ヘッドとノッチの抜き落とし加工によるスクラップとが干渉を抑制することが求められている。
1またはそれ以上の実施形態の第1の態様は、ワークから外周端部にノッチを有する製品をレーザ加工によって切り出すレーザ加工経路のうち、前記ワークを示す形状に前記製品の形状を配置した板取データの前記ノッチの部分に、前記ノッチを形成するためのノッチ形成加工経路における一部の加工経路として、前記外周端部における前記ノッチの部分の線分を除く前記製品の内側へと切り込むための前記製品の外側に向かって開いている開経路を割り付け、前記板取データに、前記レーザ加工経路のうち、前記ノッチ形成加工経路における残りの一部の加工経路である前記外周端部における前記ノッチの部分の前記線分を切断するための第1の外周加工経路と、前記外周端部における前記ノッチの部分以外の線分の少なくとも一部を切断するための第2の外周加工経路とを連結した外周経路を割り付けるレーザ加工経路割付方法を提供する。
1またはそれ以上の実施形態の第2の態様は、スキッドによって支持されたワークより、外周端部にノッチを有する製品をレーザ加工によって切り出すに際し、前記ワークに、前記ノッチを形成するためのノッチ形成加工経路における一部の加工経路として、前記外周端部における前記ノッチの部分の線分を除く前記製品の内側へと切り込むための前記製品の外側に向かって開いている開経路に沿ってレーザビームを照射して、前記ワークにおける前記開経路を切断し、前記ワークにおける前記開経路を切断する前または後に、前記ワークに、前記ノッチ形成加工経路における残りの一部の加工経路である前記外周端部における前記ノッチの部分の前記線分を切断するための第1の外周加工経路と、前記外周端部における前記ノッチの部分以外の線分の少なくとも一部を切断するための第2の外周加工経路とを連結した外周経路に沿ってレーザビームを照射して、前記ワークにおける前記外周経路を切断するレーザ加工方法を提供する。
1またはそれ以上の実施形態の第3の態様は、中央処理装置と、ワークを示す形状に外周端部にノッチを有する製品の形状を配置した板取データに、前記ワークから前記製品をレーザ加工によって切り出すレーザ加工経路を割り付けるレーザ加工経路割付プログラムを記憶する記憶部とを備え、前記中央処理装置は、前記レーザ加工経路割付プログラムを実行することによって、前記レーザ加工経路のうち、前記板取データの前記ノッチの部分に、前記ノッチを形成するためのノッチ形成加工経路における一部の加工経路として、前記外周端部における前記ノッチの部分の線分を除く前記製品の内側へと切り込むための前記製品の外側に向かって開いている開経路を割り付け、前記板取データに、前記レーザ加工経路のうち、前記ノッチ形成加工経路における残りの一部の加工経路である前記外周端部における前記ノッチの部分の前記線分を切断するための第1の外周加工経路と、前記外周端部における前記ノッチの部分以外の線分の少なくとも一部を切断するための第2の外周加工経路とを連結した外周経路を割り付けるレーザ加工経路割付装置を提供する。
1またはそれ以上の実施形態によれば、製品の外周端部を切断するために加工ヘッドがワークの上方を移動するときにノッチがワークから抜き落されていないから、ノッチの抜き落とし加工によるスクラップがスキッド間に引っ掛かってワークよりも上方に起き上がることはない。よって、加工ヘッドがノッチの抜き落とし加工によるスクラップと干渉することはない。
1またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工経路割付方法、レーザ加工方法、及びレーザ加工経路割付装置によれば、ノッチを有する製品のレーザ加工中に加工ヘッドとワークのスクラップとが干渉することを抑制することができる。
以下、1またはそれ以上の実施形態について、添付図面を参照して説明する。各図面を通じて同一あるいは同等の部位または構成要素には、同一の符号を付している。
以下に示す1またはそれ以上の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置等を例示するものである。本発明の技術的思想は、各構成要素の下記の材質、形状、構造、配置、機能等に限定されない。
[レーザ加工システムの構成]
図1は、1またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工経路割付方法を実行するレーザ加工経路割付装置を含むレーザ加工システム1の全体的な構成例を示している。図1に示すように、レーザ加工システム1は、コンピュータ機器10及びレーザ加工機20を有する。1またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工経路割付装置は、コンピュータ機器10によって構成することができる。1またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工方法は、コンピュータ機器10が割り付けたレーザ加工経路で、レーザ加工機20が板状のワークWから製品をレーザ加工により切り出すことで実行される。典型的には、ワークWは板金である。製品とはパーツであることがある。
図1は、1またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工経路割付方法を実行するレーザ加工経路割付装置を含むレーザ加工システム1の全体的な構成例を示している。図1に示すように、レーザ加工システム1は、コンピュータ機器10及びレーザ加工機20を有する。1またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工経路割付装置は、コンピュータ機器10によって構成することができる。1またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工方法は、コンピュータ機器10が割り付けたレーザ加工経路で、レーザ加工機20が板状のワークWから製品をレーザ加工により切り出すことで実行される。典型的には、ワークWは板金である。製品とはパーツであることがある。
レーザ加工機20は、加工機本体30、操作部40、NC(Numerical Control:数値制御)装置50、加工プログラムデータベース60、加工条件データベース70、及び表示部80を備える。NC装置50は、レーザ加工機20の各部を制御する制御部の一例である。NC装置50は、ネットワークを介して加工プログラムデータベース60及び加工条件データベース70と接続されていてもよい。加工プログラムデータベース60及び加工条件データベース70は、レーザ加工機20の外部の構成であってもよい。
加工機本体30は、ベース31、フレーム32、キャリッジ33、及び加工ヘッド34を有している。
ベース31上には、ワークWを載置するためのテーブル311が設けられている。テーブル311内には、例えば鉄板よりなる複数の列のスキッド312が配列されている。スキッド312の上端部には、複数の三角形状の突起が並んで形成されている。テーブル311上のワークWは、スキッド312の複数の突起によって支えられる。ベース31の両側面には、テーブル311の長手方向Xに延在するレール313がそれぞれ突設されている。
フレーム32は、テーブル311を跨ぐ門型に形成されており、サイドフレーム321及び322と上部フレーム323とを有する。サイドフレーム321及び322は、ベース31のレール313にスライド可能に構成されている。フレーム32は、レール313にガイドされて、ベース31に対しテーブル311の長手方向Xに移動することができる。
サイドフレーム321には、NC装置50と接続された操作ペンダント324が取り付けられている。操作ペンダント324は、タッチパネル325及び操作キー部326を有する。タッチパネル325は、例えば、液晶パネルとタッチパッドとを組み合わせて構成することができる。
上部フレーム323内には、テーブル311の長手方向Xと直交するフレーム32の幅方向Yにスライド可能なキャリッジ33が設けられている。キャリッジ33には、レーザビームとアシストガスとを射出する加工ヘッド34が、テーブル311の長手方向X及びフレーム32の幅方向Yと直交する昇降方向Zにスライド可能に支持されている。
操作部40及び表示部80は、ワークWを切断加工する際にNC装置50への入力が必要となる加工条件の入力、及び入力された加工条件に基づいて決定されたレーザ加工機20の設定値をオペレータに提示するためのユーザインターフェイスである。
操作部40は、例えば、タッチパネル325のタッチパッド及び操作キー部326によって構成することができる。オペレータが、液晶パネルに表示されたキー等をタッチパッド上でタッチ操作し、または、操作キー部326を操作することで、NC装置50に対して情報を入力することができる。表示部80は、例えば、タッチパネル325の液晶パネルによって構成することができる。液晶パネルは、各種の情報を表示することができる。
加工プログラムデータベース60は、NC装置50がレーザ加工機20の各構成を動作させるための加工プログラムを記憶する。加工プログラムは、レーザ加工機20の動作の手順を規定するプログラムコードである。
加工条件データベース70は、ワークWを切断加工する際に必要となる複数のパラメータが登録された複数の加工条件ファイルを記憶する。加工条件ファイルは、加工プログラム内の各パラメータを規定するファイルである。
NC装置50は、加工プログラムデータベース60より加工プログラムを読み出し、加工条件データベース70に記憶されている複数の加工条件のいずれかを選択する。NC装置50は、読み出した加工プログラム及び選択した加工条件に基づいてワークWを加工するよう、レーザ加工機20を制御する。
コンピュータ機器10の構成及び動作を詳細に説明する。コンピュータ機器10は、中央処理装置(以下、CPU(Central Processing Unit))11と、CAM(Computer Aided Manufacturing)プログラムを記憶する記憶部12を備える。記憶部12は、非一時的な記憶媒体である。コンピュータ機器10は、CAMプログラムを実行するCAM機器である。記憶部12に記憶されているCAMプログラムは、ワークWから製品をレーザ加工によって切り出すレーザ加工経路を板取データに割り付けるレーザ加工経路割付プログラムである。
CAD(Computer Aided Design)プログラムを実行する図示していないコンピュータ機器は、ワークWを示す形状にワークWから切り出そうとする1またはそれ以上の製品の形状を配置したCADデータよりなる板取データを作成する。CADプログラムを実行するコンピュータ機器は、CAD機器である。コンピュータ機器10には、CAD機器が作成した板取データが入力される。コンピュータ機器10は、CADプログラムを実行するコンピュータ機器を兼ねたCAD/CAM機器であってもよい。
CPU11は、記憶部12に記憶されているCAMプログラムを実行することによって、入力された板取データにレーザ加工経路を割り付ける。コンピュータ機器10は、割り付けたレーザ加工経路に従って、加工ヘッド34から射出されるレーザビームによって、スキッド312上のワークWから1またはそれ以上の製品を切り出す加工プログラムを作成する。コンピュータ機器10は、加工プログラムを加工プログラムデータベース60に記憶させる。
厳密には、コンピュータ機器10は板取データにレーザ加工経路を割り付けるものの、以下、コンピュータ機器10はワークW、製品、または製品上の線分にレーザ加工経路を割り付ける、と記載することがある。
[比較例のレーザ加工経路割付方法]
1またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工経路割付方法を説明する前に、図2を用いて比較例のレーザ加工経路割付方法を説明する。図2は、外周端部にノッチN1を有する製品P1を、ノッチN1の内側のスクラップをワークW1から抜き落とした後にワークW1から切り出す場合に、ワークW1に割り付けるレーザ加工経路の一例を示している。ここでは、ノッチN1を三角形状としているが、ノッチN1は矩形状であってもよい。
1またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工経路割付方法を説明する前に、図2を用いて比較例のレーザ加工経路割付方法を説明する。図2は、外周端部にノッチN1を有する製品P1を、ノッチN1の内側のスクラップをワークW1から抜き落とした後にワークW1から切り出す場合に、ワークW1に割り付けるレーザ加工経路の一例を示している。ここでは、ノッチN1を三角形状としているが、ノッチN1は矩形状であってもよい。
図2において、ワークW1からノッチN1を有する製品P1を切り出す場合、コンピュータ機器10は、ワークW1に、ノッチN1の内側のピアスPI1からアプローチAP1を経てノッチN1の内側のスクラップSC1をワークW1から抜き落とす加工経路PR1を割り付ける。コンピュータ機器10は、ワークW1に、ノッチN1の加工に続けて製品P1の外周端部を切断し、ワークW1の残材であるスケルトンSK1から製品P1を切り離す加工経路PR2及びPR3を割り付ける。
加工経路PR1のレーザ加工後に加工経路PR2及びPR3をレーザ加工することで、ノッチN1の内側のスクラップSC1をワークW1から先に抜き落としてから、外周端部にノッチN1を有する製品P1をワークW1から切り出すことができる。
加工経路PR1のレーザ加工によりスクラップSC1をワークW1から抜き落とすと、抜き落としたスクラップSC1が、ワークW1を支持するスキッド312間の隙間に落下せずスキッド312間に引っ掛かることがある。スキッド312間に引っ掛かったスクラップSC1がワークW1の上方に起き上がると、次の加工経路PR2のレーザ加工で、加工ヘッド34がワークW1のノッチN1の上方を通過する際に、加工ヘッド34がスクラップSC1と干渉することがある。加工ヘッド34がスクラップSC1と干渉すると、ワークW1のレーザ加工が異常停止したり、加工不良が発生したりする。
[1またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工経路割付方法]
図3は、図1のレーザ加工機20によってワークWから切り出される製品Pの一例を示している。製品Pは外周端部に3つのノッチN11~N13を有している。外周端部上で、ノッチN11とノッチN12とが隣り合っており、ノッチN12とノッチN13とが隣り合っており、ノッチN13とノッチN11とが隣り合っている。ノッチN11~N13は、外周端部に位置する互いに対向する一対の角部C111及びC112、C121及びC122と、C131及びC132から、製品Pの内側に深さDdと、幅Dwを有する。
図3は、図1のレーザ加工機20によってワークWから切り出される製品Pの一例を示している。製品Pは外周端部に3つのノッチN11~N13を有している。外周端部上で、ノッチN11とノッチN12とが隣り合っており、ノッチN12とノッチN13とが隣り合っており、ノッチN13とノッチN11とが隣り合っている。ノッチN11~N13は、外周端部に位置する互いに対向する一対の角部C111及びC112、C121及びC122と、C131及びC132から、製品Pの内側に深さDdと、幅Dwを有する。
ノッチN11~N13における深さDd及び幅Dwは互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。図3に示す製品Pにおいては、ノッチN13の幅DwはノッチN11及びN12の幅Dwよりも狭い。ノッチN11~N13をノッチNと総称する。また、任意のノッチをノッチNと称することがある。図3に示す製品Pにおいては、ノッチNを矩形状としているが、ノッチNは三角形状であってもよい。
コンピュータ機器10は、板取データに、図2に示すレーザ加工経路とは異なるパターンで、図3に示す製品Pをレーザ加工によりワークWから切り出すレーザ加工経路を割り付ける。コンピュータ機器10は、ワークWより外周端部にノッチNを有する製品Pを切り出す際の板取データに対して割り付けるレーザ加工経路のパターンを、複数のタイプから選択することができる。
図4A、図4B、及び図5を用いて、コンピュータ機器10がタイプ1を選択したときのレーザ加工経路を説明する。図4Aに示すように、コンピュータ機器10は、板取データに対して、製品Pの外側に向かって開いている開経路OPを割り付ける。開経路OPは、製品Pの内側へと切り込むための加工経路である。開経路OPが製品Pの外側に向かって開いているとは、ノッチNを形成するためのノッチ形成加工経路において、製品Pの外周端部におけるノッチNの部分の線分に、その線分を切断するための外周加工経路(第1の外周加工経路)を割り付けていないということである。このように、コンピュータ機器10は、ノッチ形成加工経路における一部の加工経路として、製品Pの外周端部におけるノッチNの部分の線分を除く開経路OPを割り付ける。二点鎖線で示す外周経路OUは、製品Pの外周端部に位置する。
ワークWの製品Pよりも外側の位置にピアスPIが形成され、ピアスPIにアプローチAPが接続されている。アプローチAPの終端が開経路OPの始端である。開経路OPの終端には、製品Pの外側へと伸びる逃げESが接続されている。
図4Bに示すように、コンピュータ機器10は、開経路OPの加工の後に加工される加工経路として、開経路OPを閉じる線分CLと製品Pの外周端部の線分OL1及びOL2とを連結させた外周経路OUを割り付ける。線分OL1及びOL2は、外周端部におけるノッチNを挟む線分である。開経路OPを閉じる線分CLとは、外周端部におけるノッチNの部分を切断するための線分である。外周経路OUは、外周端部におけるノッチNの部分の線分CLを切断するための第1の外周加工経路と、ノッチN以外の部分の外周端部を切断するための第2の外周加工経路とを連結したものである。第1の外周加工経路は、ノッチ形成加工経路における残りの一部の加工経路である。開経路OPと第1の外周加工経路とは、ノッチNの部分を抜き落とすためのノッチ形成加工経路である。第2の外周加工経路は、ノッチN以外の部分である製品Pの外周端部の全てを切断するための加工経路である。
図5は、図4A及び図4Bに示すタイプ1によってワークWに割り付けられたレーザ加工経路を示している。図5に示すように、コンピュータ機器10は、レーザ加工経路のうち、ノッチN11~N13の各部分に、図4Aに示す開経路OPに相当する開経路OP11~OP13をそれぞれ割り付ける。製品Pよりも外側のピアスPI11~PI13にはそれぞれアプローチAP11~AP13が接続され、アプローチAP11~AP13の終端がそれぞれ開経路OP11~OP13の始端となっている。開経路OP11~OP13の終端には、それぞれ、製品Pの外側へと伸びる逃げES11~ES13が接続されている。開経路OP11~OP13を切断する順番は限定されないが、例えば開経路OP11、OP12、OP13の順である。
コンピュータ機器10は、レーザ加工経路のうち、開経路OP11~OP13の加工の後に加工される加工経路として、ワークWに開経路OP11~OP13を閉じる線分CL11~CL13と製品Pの外周端部の線分OL10~OL13とを連結させた一点鎖線で示す外周経路OUを割り付ける。製品Pよりも外側のピアスPI14にはアプローチAP14が接続され、アプローチAP14の終端が外周経路OUの始端となっている。外周経路OUの終端は外周経路OUの始端に接続される。
線分CL11~CL13は、それぞれ、図3に示す角部C111及びC112間、C121及びC122間、C131及びC132間を結ぶ線分である。線分OL10は、アプローチAP14のピアスPI14とは反対側の端部と角部C111とを結ぶ線分である。線分OL11は、角部C112と角部C121とを結ぶ線分である。線分OL12は、角部C122と角部C131とを結ぶ線分である。線分OL13は、角部C132と外周経路OUの始端とを結ぶ線分である。外周経路OUは、製品Pの外周端部に沿って一周する一続きの加工経路である。
図3の製品Pは、3つのノッチN11~N13の他に、中央に穴H10を有している。コンピュータ機器10は、製品Pを切り出すレーザ加工経路として、穴H10に対応する図5に示す周回経路CP10を割り付ける。穴H10の内部のピアスPI10にはアプローチAP10が接続され、アプローチAP10の終端が周回経路CP10の始端となっている。周回経路CP10は穴H10に沿って一周し、周回経路CP10の終端は周回経路CP10の始端に接続される。
なお、コンピュータ機器10は、板取データに、穴H10を形成した後にノッチN11~N13を形成し、最後に製品Pの外周端部を切断して製品Pを切り出すようレーザ加工経路を割り付ける。製品Pは穴H10を有する必要はなく、外周端部に1またはそれ以上のノッチNを有すればよい。
図6A、図6B、及び図7を用いて、コンピュータ機器10がタイプ2を選択したときのレーザ加工経路を説明する。図6Aに示すように、コンピュータ機器10は、板取データに対して、製品Pの外側に向かって開いている開経路OPと製品Pの外周端部の線分OL2とをこの順で連結させた加工経路OU1を割り付ける。開経路OPは、ノッチ形成加工経路における一部の加工経路である。製品Pよりも外側のピアスPIにはアプローチAPが接続され、アプローチAPの終端が開経路OPの始端となっている。線分OL2は、ノッチN以外の部分における製品Pの外周端部の少なくとも一部である。
図6Bに示すように、コンピュータ機器10は、加工経路OU1の加工の前または後に加工される加工経路として、板取データに、製品Pの外周端部の線分OL1と開経路OPを閉じる線分CLとをこの順で連結させた外周経路OU2を割り付ける。線分OL1は、ノッチNの部分以外の製品Pの外周端部の少なくとも一部である。外周経路OU2は、第1の外周加工経路と第2の外周加工経路とを含む。第1の外周加工経路は、ノッチNのノッチ形成加工経路における残りの一部の加工経路であり、外周端部におけるノッチNの部分の線分CLを切断するため加工経路である。第2の外周加工経路は、ノッチNの部分以外の製品Pの外周端部の少なくとも一部を切断するための加工経路である。
図7は、図6A及び図6Bに示すタイプ2によってワークWに割り付けられたレーザ加工経路を示している。穴H10に対応する周回経路CP10の割り付けは図5と同様である。図7に示すように、コンピュータ機器10は、レーザ加工経路のうち、ノッチN11の部分と、ノッチN11及びN12の間の製品Pの外周端部と、ノッチN12の部分とに、図6Aに示す加工経路OU1に相当する加工経路OU11を割り付ける。加工経路OU11は、ノッチN11の部分の開経路OP11と、外周端部における角部C112と角部C121とを結ぶ線分OL11を切断する加工経路と、ノッチN12の部分の線分CL12を切断する加工経路とをこの順で連結した一続きの加工経路である。加工経路OU11は、アプローチAP11に繋がる一続きの加工経路である。
コンピュータ機器10は、レーザ加工経路のうち、ノッチN12の部分と、ノッチN12及びN13の間の製品Pの外周端部と、ノッチN13の部分とに、図6Aに示す加工経路OU1に相当する加工経路OU12を割り付ける。経路OU12は、ノッチN12の部分の開経路OP12と、外周端部における角部C122と角部C131とを結ぶ線分OL12を切断する加工経路と、ノッチN13の部分の線分CL13を切断する加工経路とをこの順で連結した一続きの加工経路である。加工経路OU12は、アプローチAP12に繋がる一続きの加工経路である。
コンピュータ機器10は、レーザ加工経路のうち、ノッチN13の部分と、ノッチN13及びN11の間の製品Pの外周端部と、ノッチN11の部分とに、図6Aに示す経路OU1に相当する経路OU13を割り付ける。経路OU13は、ノッチN13の部分の開経路OP13と、外周端部における角部C132と角部C111とを結ぶ線分OL13を切断する加工経路と、ノッチN11の部分の線分CL11を切断する加工経路とをこの順で連結した一続きの加工経路である。加工経路OU13は、アプローチAP13に繋がる一続きの加工経路である。
図7に示すレーザ加工経路より分かるように、タイプ2を選択してノッチN11、N12、N13の順で加工する場合を例とすると、ノッチN11の部分における線分CL11は開経路OP11の切断の後に切断される。ノッチN12及びN13の部分における線分CL12及びCL13は、それぞれ、開経路OP12及びOP13の切断の前に切断される。
図8を用いて、製品Pが外周端部のノッチNとしてノッチN11のみを有する場合に、コンピュータ機器10がタイプ2を選択したときのレーザ加工経路を説明する。コンピュータ機器10は、板取データに、アプローチAP11に繋がるノッチN11の部分の開経路OP11と、外周端部におけるノッチN11以外の部分である角部C112から角部C111までを結ぶ線分OL11を切断する加工経路と、ノッチN11の部分の線分CL11を切断する加工経路とをこの順で連結した一続きの加工経路OU11を割り付ける。
コンピュータ機器10は、図9に示すタイプ3によって板取データにレーザ加工経路を割り付けてもよい。穴H10に対応する周回経路CP10の割り付けは図5と同様である。図9に示すように、コンピュータ機器10は、板取データに、レーザ加工経路のうち、ピアスPI11に繋がるアプローチAP11に続けて、ノッチN11の角部C111とノッチN12の角部C121とを結ぶ線分OL31を切断する加工経路と、ノッチN12の部分の開経路OP12とを連結した実線で示す経路OU31を割り付ける。
コンピュータ機器10は、板取データに、レーザ加工経路のうち、ピアスPI12に繋がるアプローチAP12に続けて、ノッチN12の角部C121とノッチN13の角部C131とを結ぶ線分OL32を切断する加工経路と、ノッチN13の部分の開経路OP13とを連結した一点鎖線で示す経路OU32を割り付ける。コンピュータ機器10は、板取データに、レーザ加工経路のうち、ピアスPI13に繋がるアプローチAP13に続けて、ノッチN13の角部C131とノッチN11の角部C111とを結ぶ線分OL33を切断する加工経路と、ノッチN11の部分の開経路OP11とを連結した破線で示す経路OU33を割り付ける。
図9に示すレーザ加工経路より分かるように、タイプ3を選択してノッチN11、N12、N13の順で加工する場合を例とすると、ノッチN11の部分における図7の線分CL11に相当する箇所は開経路OP11の切断の前に切断される。ノッチN12及びN13の部分における図7の線分CL12及びCL13に相当する箇所は、それぞれ、開経路OP12及びOP13の切断の後に切断される。
図7に示すタイプ2または図9に示すタイプ3を選択すると、図5に示すタイプ1を選択する場合を比較して、ワークWに形成するピアス及びアプローチの数を減らすことができる。図7に示すタイプ2または図9に示すタイプ3によれば、図5に示すピアスPI14及びアプローチAP14を省略することができる。
コンピュータ機器10は、板取データに、外周端部にノッチを有する製品を切り出すレーザ加工経路を、自動割付または手動割付によって割り付けることができる。例えば、図1の操作ペンダント324のタッチパネル325に表示される製品の加工条件の設定画像における操作で自動割付を選択することができる。
[自動割付]
図10A及び図10Bは、タッチパネル325に表示される製品の加工条件の設定画像を示している。図10Aの設定画像327では、「処理」の項目で「処理なし(開経路)」を選択することで、コンピュータ機器10に対して、自動割付による割り付けを行うように指定することができる。
図10A及び図10Bは、タッチパネル325に表示される製品の加工条件の設定画像を示している。図10Aの設定画像327では、「処理」の項目で「処理なし(開経路)」を選択することで、コンピュータ機器10に対して、自動割付による割り付けを行うように指定することができる。
設定画像327の「処理」の項目で「処理なし(開経路)」を選択すると、図10Bに示す設定画像327の「X/Y」の項目で、製品のノッチの互いに直交する外周端部からの深さ及び幅のどちらかを、プルダウンメニューで選択することができる。選択した深さ及び幅の寸法は、設定画像327の「値1」、「値2」の項目で設定することができる。
例えば、図3の製品Pの加工条件として、設定画像327で自動割付による割り付けを選択した場合は、設定画像327の「X/Y」の項目で、各ノッチN11~N13の深さDd及び幅Dwの寸法を設定することができる。ノッチN11~N13の各深さDd及び各幅Dwの寸法は、設定画像327の「値1」、「値2」の項目で個別に設定することができる。
例えば、各ノッチN11~N13の寸法を、設定画像327の「X/Y」の項目で、既存のX及びY方向で設定しようとすると、ノッチN11~N13の形状が同じであっても製品Pの外周端部にどのような向きで開いているかによって、各ノッチN11~N13の寸法の設定内容が変わることがある。開いている方向が異なるノッチN11~N13に対して形状が同じでも異なる設定内容で寸法を設定する必要があると、開いている方向に応じて寸法の設定内容を考えなければならず、操作性がよくない。
レーザ加工システム1では、ノッチN11~N13の寸法を深さDd及び幅Dwで設定することで、製品Pの外周端部に対して開いている向きが異なっても、ノッチN11~N13の形状が同じであれば同じ設定内容で寸法を設定することができる。
レーザ加工システム1においては、コンピュータ機器10が板取データにレーザ加工経路を割り付けるパターンを複数のタイプから選択することができる。レーザ加工システム1は、タイプ1とタイプ2からいずれかのタイプを選択してもよいし、タイプ1~3からいずれかのタイプを選択してもよい。設定画像327の「処理」の項目で「処理なし(開経路)」を選択すると、「条件名」の項目においてタイプを選択することができる。図10A及び図10Bにおいては、タイプ1(Type1)が選択されている。
[開経路を閉じる線分の割り付け位置]
コンピュータ機器10は、開経路OPを割り付けるノッチNの形状に応じて、第1の外周加工経路を割り付ける線分CLの位置を決定する。図11A~図11Cは、開経路OPを割り付けるノッチNの角部C1及びC2が面取りされていないエッジ形状である場合の線分CLの位置を示している。図11A~図11Cに示すノッチNは、図3に示すノッチN11~N13のいずれでもよい。角部C1及びC2は、角部C111及びC112、C121及びC122、C131及びC132のうちのいずれかに相当する。
コンピュータ機器10は、開経路OPを割り付けるノッチNの形状に応じて、第1の外周加工経路を割り付ける線分CLの位置を決定する。図11A~図11Cは、開経路OPを割り付けるノッチNの角部C1及びC2が面取りされていないエッジ形状である場合の線分CLの位置を示している。図11A~図11Cに示すノッチNは、図3に示すノッチN11~N13のいずれでもよい。角部C1及びC2は、角部C111及びC112、C121及びC122、C131及びC132のうちのいずれかに相当する。
図11Aは、製品Pの外周端部における角部C1と連結する線分OL1(第1の線分)と、角部C2と連結する線分OL2(第2の線分)とが一直線上にある場合を示している。図11Bは、線分OL1と線分OL2とが一直線上になく、線分OL2が線分OL1よりもノッチNの底部BTから離れている場合を示している。図11Cは、線分OL1と線分OL2とが一直線上になく、線分OL1が線分OL2よりも底部BTから離れている場合を示している。ここでのノッチNは矩形状であるので、底部BTはノッチNの底辺である。
図11Aに示すように、コンピュータ機器10は、開経路OPの始端である角部C1と開経路OPの終端である角部C2とを結ぶ線分CLに第1の外周加工経路を割り付ける。図11B及び図11Cに示すように、線分OL1と線分OL2とが一直線上にない場合であっても、コンピュータ機器10は、原則的に、角部C1と角部C2とを結ぶ線分CLに第1の外周加工経路を割り付ける。但し、コンピュータ機器10は、ノッチNの形状が後述する条件を満たすとき、角部C1と角部C2とを結ぶ線分CLに第1の外周加工経路を割り付けず、位置を変更した線分CLに第1の外周加工経路を割り付けることが好ましい。
図12を用いて、ノッチNの角部C1及びC2が面取りされていないエッジ形状であって、線分CLの位置を変更することが好ましい条件を説明する。角部C1と角部C2とのうち、ノッチNの底部BTに近い方を第1の角部、底部BTから離れている方を第2の角部とする。図12においては、角部C1が第1の角部であり、角部C2が角部C1よりも底部BTから離れている第2の角部である。第1の角部と第2の角部とを連結する仮の線分DL(第3の線分)と、第2の角部から底部BTに向かう側辺SDとがなす製品P側の角度を角度θとする。
コンピュータ機器10は、角度θが所定の角度以上であれば、仮の線分DLを図11Bに示すようにそのまま線分CLとして、線分CLに第1の外周加工経路を割り付ける。所定の角度は例えば45度である。
図13Aは、角部C1が第1の角部であり、角部C2が角部C1よりも底部BTから離れている第2の角部であって、仮の線分DLと第2の角部から底部BTに向かう側辺SDとがなす角度θが所定の角度未満である場合に、線分CLの位置を変更した状態を示している。図13Aに示すように、コンピュータ機器10は、角度θが所定の角度未満であれば、第1の角部に連結する線分OL1を第1の角部から側辺SDまで伸ばした、第1の角部から側辺SDまでの線分(第4の線分)を新たに線分CLとして、線分CLに第1の外周加工経路を割り付ける。
図13Bは、角部C2が第1の角部であり、角部C1が角部C1よりも底部BTから離れている第2の角部であって、仮の線分DLと第2の角部から底部BTに向かう側辺SDとがなす角度θが所定の角度未満である場合に、線分CLの位置を変更した状態を示している。図13Bに示すように、コンピュータ機器10は、図13Aと同様に、角度θが所定の角度未満であれば、第1の角部に連結する線分OL2を第1の角部から側辺SDまで伸ばした、第1の角部から側辺SDまでの線分(第4の線分)を新たに線分CLとして、線分CLに第1の外周加工経路を割り付ける。
角度θが例えば45度未満である場合に、角部C1と角部C2とを結ぶ線分CLに第1の外周加工経路を割り付けてノッチNの部分を抜き落とすと、角部C1またはC2に加工不良が発生することがある。図13Aまたは図13Bに示すように線分CLの位置を変更することにより、加工不良の発生を抑制することができる。
図14A~図14Cは、開経路OPを割り付けるノッチNの角部C1及びC2がC面取りされている場合の線分CLの位置を示している。図14A~図14Cは、それぞれ、図11A~図11Cにおける角部C1及び角部C2がC面取りされて、開経路OPと線分OL1及びOL2との間に線分OC1及びOC2が割り付けられている場合を示している。開経路OPの始端は、角部C1に代えて線分OC1と連結する角部C1’、開経路OPの終端は、角部C2に代えて線分OC2と連結する角部C2’とされている。
図14Aに示すように、コンピュータ機器10は、開経路OPの始端である角部C1’と開経路OPの終端である角部C2’とを結ぶ線分CLに第1の外周加工経路を割り付ける。図14B及び図14Cに示すように、線分OL1と線分OL2とが一直線上にない場合であっても、コンピュータ機器10は、原則的に、角部C1’と角部C2’とを結ぶ線分CLに第1の外周加工経路を割り付ける。但し、コンピュータ機器10は、ノッチNの形状が後述する条件を満たすとき、角部C1’と角部C2’とを結ぶ線分CLに第1の外周加工経路を割り付けず、位置を変更した線分CLに第1の外周加工経路を割り付けることが好ましい。
図15A及び図15Bにおいて、角部C1’と角部C2’とのうち、ノッチNの底部BTに近い方を第1の角部、底部BTから離れている方を第2の角部とする。図15Aにおいては、角部C1’が第1の角部であり、角部C2’が第2の角部である。線分OC1と第1の角部と第2の角部とを連結する仮の線分DL(第3の線分)とがなす製品Pの外側の角度を角度θ1、仮の線分DLと第2の角部から底部BTに向かう側辺SDとがなす製品P側の角度を角度θ2とする。図15Bにおいては、角部C2’が第1の角部であり、角部C1’が第2の角部である。線分OC2と仮の線分DLとがなす製品Pの外側の角度を角度θ1、仮の線分DLと側辺SDとがなす製品P側の角度を角度θ2とする。
コンピュータ機器10は、角度θ1またはθ2が所定の角度以上であれば、仮の線分DLを図14B及び14Cに示すようにそのまま線分CLとして、線分CLに第1の外周加工経路を割り付ける。所定の角度は例えば45度である。図15A及び15Bに示すように、コンピュータ機器10は、角度θ1またはθ2が所定の角度未満であれば、第1の角部から側辺SDまでの線分(第4の線分)を新たに線分CLとして、線分CLに第1の外周加工経路を割り付ける。第4の線分は、線分OL1または線分OL2と平行であり、側辺SDと直交する。
角度θ1またはθ2が例えば45度未満である場合に、角部C1’と角部C2’とを結ぶ線分CLに第1の外周加工経路を割り付けてノッチNの部分を抜き落とすと、角部C1’またはC2’に加工不良が発生することがある。図15Aまたは図15Bに示すように線分CLの位置を変更することにより、加工不良の発生を抑制することができる。
図16A~図16Cは、開経路OPを割り付けるノッチNの角部C1及びC2がR面取りされている場合の線分CLの位置を示している。図16A~図16Cは、それぞれ、図11A~図11Cにおける角部C1及び角部C2がR面取りされて、開経路OPと線分OL1及びOL2との間に線分OR1及びOR2が割り付けられている場合を示している。
図16Aにおいて、開経路OPの始端は、角部C1に代えて線分OR1と連結する角部C1”、開経路OPの終端は、角部C2に代えて線分OC2と連結する角部C2”とされている。コンピュータ機器10は、開経路OPの始端である角部C1”と開経路OPの終端である角部C2”とを結ぶ線分CLに第1の外周加工経路を割り付ける。図16Bにおいて、底部BTに近い方の線分OL1と連結する線分OR1の端部を開経路OPの始端である角部C1”とする。角部C1”から線分OL1及びOL2と平行の線分CLが、底部BTに遠い方の線分OL2と連結する線分OR2に繋がる側辺SDと連結する位置を開経路OPの終端である角部C2”とする。コンピュータ機器10は、線分CLに第1の外周加工経路を割り付ける。
図16Cにおいて、底部BTに近い方の線分OL2と連結する線分OR2の端部を開経路OPの終端である角部C2”とする。角部C2”から線分OL1及びOL2と平行の線分CLが、底部BTに遠い方の線分OL1と連結する線分OR1に繋がる側辺SDと連結する位置を開経路OPの始端である角部C1”とする。コンピュータ機器10は、線分CLに第1の外周加工経路を割り付ける。
図16A~図16Cに示すノッチNの角部C1及びC2がR面取りされている場合には、何らかの条件を満たすときに線分CLの位置を変更する必要はない。
図14Aの線分OC1及びOC2または図16Aの線分OR1及びOR2は、製品Pの外周端部の各線分OL1及びOL2と連結して、図4Bの外周経路OUまたは図6Bの外周経路OU2の一部とされてもよい。この場合、アプローチAP及び逃げESを接続する開経路OPの始端及び終端は、線分OC1及びOC2または線分OR1及びOR2の開経路OP側の端部となる。
図14Aの線分OC1及びOC2または図16Aの線分OR1及びOR2は、開経路OPと連結して開経路OPの一部とすることができる。この場合、アプローチAP及び逃げESを接続する開経路OPの始端及び終端は、線分OC1及びOC2または線分OR1及びOR2の、製品Pの外周端部の線分OL1及びOL2側の端部となる。
[アプローチ及び逃げの方向]
コンピュータ機器10は、各ノッチNの部分に、アプローチAPを割り付けて開経路OPの始端に接続し、開経路OPの終端に接続する逃げESを割り付ける。開経路OPの始端から見たときのアプローチAPの方向、開経路OPの終端から見たときの逃げESの方向を、開経路OPを割り付けるノッチNの角度の形状によって決定することができる。
コンピュータ機器10は、各ノッチNの部分に、アプローチAPを割り付けて開経路OPの始端に接続し、開経路OPの終端に接続する逃げESを割り付ける。開経路OPの始端から見たときのアプローチAPの方向、開経路OPの終端から見たときの逃げESの方向を、開経路OPを割り付けるノッチNの角度の形状によって決定することができる。
図17A~図17Cは、それぞれ、角部がエッジ形状、C面取り形状、R面取り形状であるノッチNに割り付けるアプローチAP及び逃げESを示している。図17A~図17Cは、それぞれ、図11A、図14A、16Aの場合におけるアプローチAP及び逃げESの好ましい方向を示している。
図17Aにおいて、線分OL1と開経路OPを閉じる線分CLとの開き角は180゜であり、線分OL2と線分CLとの開き角は180゜である。アプローチAPの方向は、スケルトンSK側に、開き角180゜を二等分する角度である90°の方向とするのがよい。逃げESの方向は、スケルトンSK側に、開き角180゜を二等分する角度である90°の方向とするのがよい。
図17Bにおいて、線分OC1と線分CLとの開き角は180゜未満であり、線分OC2と線分CLとの開き角は180゜未満である。アプローチAPの方向は、スケルトンSK側に、180゜未満の開き角を二等分する角度の方向とするのがよい。逃げESの方向は、スケルトンSK側に、180゜未満の開き角を二等分する角度の方向とするのがよい。
図17Cにおいて、線分OR1の角部C1”における接線と線分CLとの開き角は180゜未満であり、線分OR2の角部C2”における接線と線分CLとの開き角は180゜未満である。アプローチAPの方向は、スケルトンSK側に、180゜未満の開き角を二等分する角度の方向とするのがよい。逃げESの方向は、スケルトンSK側に、180゜未満の開き角を二等分する角度の方向とするのがよい。
アプローチAP及び逃げESの方向を図17A~図17Cに示すように設定することにより、アプローチAP及び逃げESのレーザ加工時に飛散するワークWの溶融金属が、スパッタとなって製品Pに付着することを抑制することができる。
図17Aにおいては、ピアスPIを製品Pから遠ざけて、アプローチAP及び逃げESを長くしてもよい。図17B及び図17Cにいては、アプローチAPと逃げESとが交差しない範囲でアプローチAP及び逃げESを長くしてもよい。アプローチAP及び逃げESの長さを、それぞれ、最長で、角部C1’またはC1”から両者の交点までの距離の半分、及び角部C2’またはC2”から両者の交点までの距離の半分としてもよい。
アプローチAPの長さを確定させる前に、ピアスPIが製品Pに近く、ピアシングの際に飛散するワークWの溶融金属がスパッタとなって製品Pに付着するおそれがあるときに、表示部80(タッチパネル325)にウォーニングメッセージを表示してもよい。コンピュータ機器10が製品Pにスパッタが付着するおそれがあると判定すると、NC装置50は、表示部80にウォーニングメッセージを表示する。
図17A~図17Cに示すアプローチAPの長さを、外周経路OUに対するアプローチAP14と同じ長さとしてもよい。このようにすると、ノッチNのレーザ加工の際に設定したアプローチAPの長さを、外周経路OUをレーザ加工する際のアプローチAP14の長さとして用いることができる。
[手動割付]
コンピュータ機器10は、手動割付によってレーザ加工経路を板取データに割り付けることもできる。NC装置50が、操作ペンダント324のタッチパネル325に、コンピュータ機器10が生成するパーツ画像及びパーツ編集画像を表示することにより、ユーザは製品Pに対して手動でレーザ加工経路を割り付けることができる。図18はタッチパネル325に表示されるパーツ画像328の一例を示し、図19はタッチパネル325に表示されるパーツ編集画像330の一例を示している。
コンピュータ機器10は、手動割付によってレーザ加工経路を板取データに割り付けることもできる。NC装置50が、操作ペンダント324のタッチパネル325に、コンピュータ機器10が生成するパーツ画像及びパーツ編集画像を表示することにより、ユーザは製品Pに対して手動でレーザ加工経路を割り付けることができる。図18はタッチパネル325に表示されるパーツ画像328の一例を示し、図19はタッチパネル325に表示されるパーツ編集画像330の一例を示している。
図18において、パーツ画像328には、手動割付によってレーザ加工経路を割り付ける製品Pの図形が表示されている。図18に示す製品Pは、外周端部にノッチN21及びN22を有している。パーツ画像328上で、ユーザがノッチN21及びN22の部分を触れることによって、破線の枠329で囲まれているように、ノッチN21及びN22を含む範囲が選択される。
図19に示すパーツ編集画像330において、図18に示すように選択したノッチN21及びN22に、手動割付によってレーザ加工経路を割り付けることができる。具体的には、ユーザが切り欠きタブ内の切り欠きタイプとして表示されているタイプ1を示すボタン331に触れることによって、レーザ加工経路のパターンとしてタイプ1で割り付けることを指定することができる。ユーザがボタン331に触れると、図20Aに示すように、パーツ画像328の破線の枠329で囲まれたノッチN21及びN22が破線で示す開経路OP21及びOP22へと切り替えられる。
その後、ユーザが切り欠きタブ内の割付ボタン332に触れると、レーザ加工経路をタイプ1に確定させることができる。図20Bに示すように、ユーザが割付ボタン332に触れると、破線で示す開経路OP21及びOP22が実線で示す確定状態の開経路OP21及びOP22へと切り替えられる。コンピュータ機器10は、手動割付でノッチN21及びN22に開経路OP21及びOP22を割り付ける際に、ユーザに必要な加工条件の入力を要求してもよい。
図19に示すパーツ編集画像330において、切り欠きタイプとして、レーザ加工経路をタイプ2で割り付けることを指定するボタンを追加してもよいし、タイプ3で割り付けることを指定するボタンを追加してもよい。
コンピュータ機器10は、レーザ加工経路のパターンがタイプ1に確定したら、自動割付と同様に、板取データに対してレーザ加工経路を割り付ける。
ユーザが手動割付においてノッチN21及びN22の部分に割り付ける開経路OP21及びOP22は、ピアスPI、アプローチAP、及び逃げESを含む加工経路であってもよい。アプローチAP及び逃げESの方向及び長さは、自動割付におけるそれらと同様でよい。手動割付においても、必要に応じてタッチパネル325にウォーニングメッセージを表示してもよい。
[自動割付による処理]
図21A及び図21Bに示すフローチャートを用いて、コンピュータ機器10が自動割付によって板取データにレーザ加工経路を割り付ける処理の一例を説明する。ここでは、選択可能なレーザ加工経路のパターンはタイプ1またはタイプ2であるとする。
図21A及び図21Bに示すフローチャートを用いて、コンピュータ機器10が自動割付によって板取データにレーザ加工経路を割り付ける処理の一例を説明する。ここでは、選択可能なレーザ加工経路のパターンはタイプ1またはタイプ2であるとする。
図21Aにおいて、コンピュータ機器10は、ステップS1にて、板取データにおける製品Pの形状を示す形状データに基づいて、製品Pの内部に穴があるか否かを判定する。製品Pの内部に穴があれば(YES)、コンピュータ機器10は、ステップS2にて、穴に周回経路を割り付けて、処理をステップS3に移行させる。製品Pの内部に穴がなければ(NO)、コンピュータ機器10は処理をステップS3に移行させる。
コンピュータ機器10は、ステップS3にて、製品Pの形状データに基づいて、製品Pの外周端部の形状を認識する。コンピュータ機器10は、ステップS4にて、外周端部にノッチがあるか否かを判定する。ノッチがなければ(NO)、コンピュータ機器10は、ステップS5にて、製品Pの外周端部の線分に外周端部を切断するための外周経路を割り付けて、処理を終了させる。
ステップS4にて外周端部にノッチがあれば(YES)、コンピュータ機器10は、ステップS6にて、選択されているレーザ加工経路のパターンがタイプ1であるか否かを判定する。レーザ加工経路のパターンがタイプ1であれば(YES)、コンピュータ機器10は、ステップS7にて、ノッチの部分に開経路を割り付けて、処理をステップS8に移行させる。コンピュータ機器10は、ステップS8にて、開経路が割り付けられていないノッチがあるか否かを判定する。開経路が割り付けられていないノッチがあれば(YES)、コンピュータ機器10はステップS7及びS8の処理を繰り返す。
ステップS8にて開経路が割り付けられていないノッチがなければ(NO)、コンピュータ機器10は、ステップS9にて、外周端部の線分を連結した外周経路を割り付けて、処理を終了させる。ステップS9における外周経路は、各ノッチの部分における外周加工経路である第1の外周加工経路と、ノッチ以外の部分における全ての外周加工経路である第2の外周加工経路とを含む、製品Pの外周端部に沿って一周する一続きの加工経路である。
ステップS6にて選択されているレーザ加工経路のパターンがタイプ1でなければ(NO)(即ち、選択されているレーザ加工経路のパターンがタイプ2であれば)、コンピュータ機器10は、図21BにおけるステップS10にて、外周端部に形成されているノッチが1つであるか否かを判定する。ノッチが1つであれば(YES)、コンピュータ機器10は、ステップS11にて、ノッチに割り付けた開経路に外周経路を連結した一続きの加工経路を割り付けて処理を終了させる。ステップS11における外周経路は、ノッチ以外の部分における全ての外周加工経路である第2の外周加工経路と、ノッチの部分における外周加工経路である第1の外周加工経路とをこの順で連結した一続きの加工経路である。
ステップS10にてノッチが1つでなければ(NO)、コンピュータ機器10は、ステップS12にて、変数iを1に設定する。続けて、コンピュータ機器10は、ステップS13にて、加工順i番目のノッチの開経路に、i番目のノッチと(i+1)番目のノッチとの間の外周加工経路(第2の外周加工経路)と、(i+1)番目のノッチの開経路を閉じる外周加工経路(第1の外周加工経路)とを連結した一続きの加工経路を割り付ける。コンピュータ機器10は、ステップS14にて、次の加工順のノッチがあるか否かを判定する。次の加工順のノッチがあれば(YES)、コンピュータ機器10は、ステップS15にて、変数iを1インクリメントして、処理をステップS13に戻す。コンピュータ機器10は、ステップS14にて次の加工順のノッチがないと判定されるまで、ステップS13~S15の処理を繰り返す。
ステップS14にて次の加工順のノッチがなければ(NO)、コンピュータ機器10は、ステップS16にて、(i+1)番目のノッチの開経路に、(i+1)番目のノッチと1番目のノッチとの間の外周加工経路(第2の外周加工経路)と、1番目のノッチの開経路を閉じる外周加工経路(第1の外周加工経路)とを連結した一続きの加工経路を割り付けて処理を終了させる。
[手動割付による処理]
図22に示すフローチャートを用いて、コンピュータ機器10が手動割付によって板取データにレーザ加工経路を割り付ける処理の一例を説明する。ここでは、選択可能なレーザ加工経路のパターンはタイプ1またはタイプ2であるとする。ここでは、製品Pが図18に示す製品Pである場合を例とする。
図22に示すフローチャートを用いて、コンピュータ機器10が手動割付によって板取データにレーザ加工経路を割り付ける処理の一例を説明する。ここでは、選択可能なレーザ加工経路のパターンはタイプ1またはタイプ2であるとする。ここでは、製品Pが図18に示す製品Pである場合を例とする。
図22において、コンピュータ機器10は、ステップS21にて、ユーザがタッチパネル325を操作したことによる図18のパーツ画像328の範囲の選択を受け付ける。コンピュータ機器10は、ステップS22にて、選択範囲内の形状を認識する。コンピュータ機器10は、ステップS23にて、選択範囲内にノッチがあるか否かを判定する。選択範囲内にノッチがなければ(NO)、コンピュータ機器10は処理を終了させる。この場合、コンピュータ機器10は、ユーザによる別の手動割付によって、製品Pの外周端部の線分に外周端部を切断するための外周経路を割り付ければよい。
ステップS23にて選択範囲内にノッチがあれば(YES)、コンピュータ機器10は、ステップS24にて、選択されているレーザ加工経路のパターンがタイプ1であるか否かを判定する。レーザ加工経路のパターンがタイプ1であれば(YES)、コンピュータ機器10は、ステップS25にて、ノッチの部分に開経路を割り付けて処理を終了させる。この場合も、コンピュータ機器10は、ユーザによる別の手動割付によって、製品Pの外周端部の線分に外周端部を切断するための外周経路を割り付ければよい。
ステップS24にて、レーザ加工経路のパターンがタイプ1でなければ(NO)、コンピュータ機器10は、ステップS26にて、ノッチの開経路に、次のノッチまでの外周加工経路と次のノッチを閉じる外周加工経路とを連結した一続きの加工経路を割り付けて、処理を終了させる。
[レーザ加工処理]
図23に示すフローチャートを用いて、NC装置50が、ワークWから製品Pを切り出すようレーザ加工機20を制御するレーザ加工処理の一例を説明する。ここでは、コンピュータ機器10が自動割付によってタイプ1のレーザ加工経路をワークWに割り付けているとする。図23において、NC装置50は、ステップS31にて、ワークW上におけるレーザビームの照射位置を開経路に沿って移動させる。NC装置50は、ステップS32にて、ワークW上におけるレーザビームの照射位置を外周経路に沿って移動させて、処理を終了させる。
図23に示すフローチャートを用いて、NC装置50が、ワークWから製品Pを切り出すようレーザ加工機20を制御するレーザ加工処理の一例を説明する。ここでは、コンピュータ機器10が自動割付によってタイプ1のレーザ加工経路をワークWに割り付けているとする。図23において、NC装置50は、ステップS31にて、ワークW上におけるレーザビームの照射位置を開経路に沿って移動させる。NC装置50は、ステップS32にて、ワークW上におけるレーザビームの照射位置を外周経路に沿って移動させて、処理を終了させる。
NC装置50が図23に示すようにレーザ加工機20を制御することによってレーザ加工機20が実行するレーザ加工方法によれば、製品Pの外周端部を切断するために加工ヘッド34がワークWの上方を移動するときに、ノッチNがワークWから抜き落されておらず、ノッチNの部分にスクラップが形成されていない。よって、ノッチNの抜き落とし加工によるスクラップがスキッド312間に引っ掛かってワークWよりも上方に起き上がることはない。それゆえ、加工ヘッド34がノッチNの抜き落とし加工によるスクラップと干渉することはない。
以上説明した図5に示すタイプ1によるレーザ加工経路割付方法と、図7または図8に示すタイプ2によるレーザ加工経路割付方法と、図9に示すタイプ3によるレーザ加工経路割付方法とを総合すると、1またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工経路割付方法は、次のレーザ加工経路割付方法を開示する。
1またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工経路割付方法は、ワークWから外周端部にノッチNを有する製品Pをレーザ加工によって切り出すレーザ加工経路のうち、板取データのノッチNの部分に、製品Pの内側へと切り込むための製品Pの外側に向かって開いている開経路OPを割り付ける。開経路OPは、ノッチNを形成するためのノッチ形成加工経路における一部の加工経路であり、製品Pの外周端部におけるノッチNの部分の線分CLを除く加工経路である。
1またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工経路割付方法は、板取データに、レーザ加工経路のうち、外周経路を割り付ける。外周経路は、ノッチ形成加工経路における残りの一部の加工経路である外周端部におけるノッチNの部分の線分を切断するための第1の外周加工経路と、外周端部におけるノッチNの部分以外の線分の少なくとも一部を切断するための第2の外周加工経路とを連結した加工経路である。
1またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工経路割付方法によって板取データにレーザ加工経路を割り付けることにより、ノッチNを有する製品Pのレーザ加工中に加工ヘッド34とワークWのスクラップ(ノッチNの部分を抜き落としたスクラップ)とが干渉することを抑制することができる。
図3に示す製品Pは外周端部に1またはそれ以上のノッチN(N11~N13)を有する。図5に示すタイプ1によるレーザ加工経路割付方法は、板取データのノッチNの部分に、開経路OPとして、外周端部におけるノッチNの部分以外の線分の少なくとも一部を切断するための外周加工経路を連結させていない単独の開経路OPを割り付ける。タイプ1によるレーザ加工経路割付方法は、板取データに、外周端部におけるノッチNの部分以外の全ての線分を切断するための外周加工経路を第2の外周加工経路として割り付ける。また、タイプ1によるレーザ加工経路割付方法は、各ノッチの第1の外周加工経路と、第2の外周加工経路とを連結した一続きの外周経路を割り付ける。
タイプ1によるレーザ加工経路割付方法によれば、製品Pの外周端部を一続きの外周経路による1回のレーザ加工で切断することができる。
図8に示す製品Pは外周端部に1つのノッチN(N11)を有する。タイプ2によるレーザ加工経路割付方法は、板取データに、外周端部におけるノッチNの部分以外の全ての線分(線分OL11)を切断するための外周加工経路を第2の外周加工経路として割り付ける。タイプ2によるレーザ加工経路割付方法は、さらに、板取データに、第2の外周加工経路と第1の外周加工経路とをこの順で連結した一続きの外周経路(加工経路OU11)を割り付ける。タイプ2によるレーザ加工経路割付方法は、さらに、板取データに、開経路OP(OP11)と外周経路とをこの順で連結した一続きの加工経路を割り付ける。
図3に示す製品Pは外周端部に互いに隣り合う第1及び第2のノッチを有する。ノッチN11及びN12、ノッチN12及びN13、またはノッチN13及びN11は、第1及び第2のノッチに相当する。図7に示すタイプ2によるレーザ加工経路割付方法は、板取データに、外周端部の一部である第1のノッチと第2のノッチとの間の線分(線分OL11、OL12、またはOL13)を切断するための外周加工経路を第2の外周加工経路として割り付ける。
図7に示すタイプ2によるレーザ加工経路割付方法は、さらに、板取データに、第2の外周加工経路と第2のノッチのノッチ形成加工経路における第1の外周加工経路とをこの順で連結した一続きの外周経路を割り付ける。線分CL12、CL13、またはCL11を切断するための加工経路が、ここでの第1の外周加工経路である。図7に示すタイプ2によるレーザ加工経路割付方法は、さらに、板取データに、第1のノッチの開経路(開経路OP12、OP13、またはOP11)と外周経路とをこの順で連結した一続きの加工経路を割り付ける。
タイプ2によるレーザ加工経路割付方法によれば、タイプ1によるレーザ加工経路割付方法と比較して、ワークWに形成するピアス及びアプローチの数を減らすことができる。
1またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工方法は、レーザ加工機20が実行する次のレーザ加工方法を開示する。レーザ加工機20は、スキッド312によって支持されたワークWより、外周端部にノッチNを有する製品Pをレーザ加工によって切り出す。このとき、レーザ加工機20は、ワークWに、ノッチNを形成するためのノッチ形成加工経路における一部の加工経路として、開経路OPに沿ってレーザビームを照射してワークWにおける開経路OPを切断する。開経路OPは、外周端部におけるノッチNの部分の線分を除く製品Pの内側へと切り込むための加工経路であり、製品Pの外側に向かって開いている。
レーザ加工機20は、ワークWにおける開経路を切断する前または後に、ワークWに、第1の外周加工経路と第2の外周加工経路とを連結した外周経路に沿ってレーザビームを照射して、ワークWにおける外周経路を切断する。第1の外周加工経路は、ノッチ形成加工経路における残りの一部の加工経路である外周端部におけるノッチの部分の線分CLを切断するための加工経路である。第2の外周加工経路は、外周端部におけるノッチNの部分以外の線分の少なくとも一部を切断するための加工経路である。
1またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工方法によれば、加工ヘッド34とノッチNの部分を抜き落としたスクラップとが干渉することが抑制されるから、レーザ加工が異常停止したり、加工不良が発生したりすることを抑制することができる。
板取データに図5に示すタイプ1によるレーザ加工経路割付方法によるレーザ加工経路が割り付けられているとき、レーザ加工機20は、次のようにワークWを加工する。レーザ加工機20は、ワークWに、各ノッNチに対応して割り付けられた開経路OPに沿ってレーザビームを照射して、ワークWにおける開経路のみを単独で切断する。レーザ加工機20は、ワークWにおける開経路OPを切断した後に、ワークWに、第1の外周加工経路と第2の外周加工経路とを連結した外周経路に沿ってレーザビームを照射して、ワークWより製品Pを切り出す。第2の外周加工経路は、外周端部におけるノッチNの部分以外の全ての線分を切断するための加工経路である。
板取データに図8に示すタイプ2によるレーザ加工経路割付方法によるレーザ加工経路が割り付けられているとき、レーザ加工機20は、次のようにワークWを加工する。レーザ加工機20は、ワークWに、開経路OPに沿ってレーザビームを照射して、ワークWにおける開経路OPを切断する。レーザ加工機20は、開経路OPの切断に連続させて、ワークWに、第2の外周加工経路として外周端部におけるノッチNの部分以外の全ての線分と、第1の外周加工経路とをこの順で連結した外周経路に沿ってレーザビームを照射して、ワークWより前記製品を切り出す。
板取データに図7に示すタイプ2によるレーザ加工経路割付方法によるレーザ加工経路が割り付けられているとき、レーザ加工機20は、次のようにワークWを加工する。少なくとも2つのノッチNにおける互いに隣り合う2つのノッチNを第1及び第2のノッチとする。
レーザ加工機20は、ワークWに、第1のノッチに対応して割り付けられた開経路OPとしての第1の開経路に沿ってレーザビームを照射して、ワークWにおける第1の開経路を切断する。レーザ加工機20は、第1の開経路の切断に連続させて、ワークWに、第2の外周加工経路として、外周端部の一部である第1のノッチと第2のノッチとの間の線分を切断するための外周加工経路に沿ってレーザビームを照射して、ワークWにおける第2の外周加工経路を切断する。レーザ加工機20は、第2の外周加工経路の切断に連続させて、ワークWに、第2のノッチのノッチ形成加工経路における第1の外周加工経路に沿ってレーザビームを照射して、ワークWにおける第2のノッチの第1の外周加工経路を切断する。
1またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工経路割付装置は、コンピュータ機器10で構成することができる。コンピュータ機器10は、CPU11と記憶部12を備える。記憶部12は、ワークWを示す形状に外周端部にノッチNを有する製品Pの形状を配置した板取データに、ワークWから製品Pをレーザ加工によって切り出すレーザ加工経路を割り付けるレーザ加工経路割付プログラムを記憶している。
CPU11は、レーザ加工経路割付プログラムを実行することによって、板取データのノッチNの部分に、外周端部におけるノッチNの部分の線分を除く製品Pの内側へと切り込むための製品Pの外側に向かって開いている開経路OPを割り付ける。開経路OPは、レーザ加工経路のうち、ノッチNを形成するためのノッチ形成加工経路における一部の加工経路である。また、CPU11は、レーザ加工経路割付プログラムを実行することによって、板取データに、第1の外周加工経路と第2の外周加工経路とを連結した外周経路を割り付ける。第1の外周加工経路は、レーザ加工経路のうち、ノッチ形成加工経路における残りの一部の加工経路である外周端部におけるノッチNの部分の線分を切断するための加工経路である。第2の外周加工経路は、レーザ加工経路のうち、外周端部におけるノッチNの部分以外の線分の少なくとも一部を切断するための加工経路である。
1またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工経路割付装置によれば、板取データに、ノッチNを有する製品Pのレーザ加工中に加工ヘッド34がワークWのスクラップと干渉することを抑制することができるレーザ加工経路を割り付けることができる。
1 レーザ加工システム
10 コンピュータ機器(レーザ加工経路割付装置)
11 中央処理装置
12 記憶部
20 レーザ加工機
30 加工機本体
34 加工ヘッド
40 操作部
50 NC装置
60 加工プログラムデータベース
70 加工条件データベース
312 スキッド
N,N11~N13,N21,N22 ノッチ
OP,OP11~OP13 開経路
OU,OU2 外周経路
P 製品
W ワーク
10 コンピュータ機器(レーザ加工経路割付装置)
11 中央処理装置
12 記憶部
20 レーザ加工機
30 加工機本体
34 加工ヘッド
40 操作部
50 NC装置
60 加工プログラムデータベース
70 加工条件データベース
312 スキッド
N,N11~N13,N21,N22 ノッチ
OP,OP11~OP13 開経路
OU,OU2 外周経路
P 製品
W ワーク
Claims (10)
- ワークから外周端部にノッチを有する製品をレーザ加工によって切り出すレーザ加工経路のうち、前記ワークを示す形状に前記製品の形状を配置した板取データの前記ノッチの部分に、前記ノッチを形成するためのノッチ形成加工経路における一部の加工経路として、前記外周端部における前記ノッチの部分の線分を除く前記製品の内側へと切り込むための前記製品の外側に向かって開いている開経路を割り付け、
前記板取データに、前記レーザ加工経路のうち、前記ノッチ形成加工経路における残りの一部の加工経路である前記外周端部における前記ノッチの部分の前記線分を切断するための第1の外周加工経路と、前記外周端部における前記ノッチの部分以外の線分の少なくとも一部を切断するための第2の外周加工経路とを連結した外周経路を割り付ける
レーザ加工経路割付方法。 - 前記製品は前記外周端部に1またはそれ以上のノッチを有し、
前記板取データの前記ノッチの部分に、前記開経路として、前記外周端部における前記ノッチの部分以外の線分の少なくとも一部を切断するための外周加工経路を連結させていない単独の開経路を割り付け、
前記板取データに、
前記外周端部における前記ノッチの部分以外の全ての線分を切断するための外周加工経路を前記第2の外周加工経路として割り付け、
各ノッチの前記第1の外周加工経路と、前記第2の外周加工経路とを連結した一続きの外周経路を割り付ける
請求項1に記載のレーザ加工経路割付方法。 - 前記製品は前記外周端部に1つのノッチを有し、
前記板取データに、
前記外周端部における前記ノッチの部分以外の全ての線分を切断するための外周加工経路を前記第2の外周加工経路として割り付け、
前記第2の外周加工経路と前記第1の外周加工経路とをこの順で連結した一続きの外周経路を割り付け、
前記開経路と前記外周経路とをこの順で連結した一続きの加工経路を割り付ける
請求項1に記載のレーザ加工経路割付方法。 - 前記製品は前記外周端部に互いに隣り合う第1及び第2のノッチを有し、
前記板取データに、
前記外周端部の一部である前記第1のノッチと前記第2のノッチとの間の線分を切断するための外周加工経路を前記第2の外周加工経路として割り付け、
前記第2の外周加工経路と前記第2のノッチの前記ノッチ形成加工経路における前記第1の外周加工経路とをこの順で連結した一続きの外周経路を割り付け、
前記第1のノッチの前記開経路と前記外周経路とをこの順で連結した一続きの加工経路を割り付ける
請求項1に記載のレーザ加工経路割付方法。 - 前記ノッチの部分における前記外周端部上で第1の角部と第2の角部とが互いに対向し、前記第1の角部と連結する前記外周端部の第1の線分と、前記第2の角部と連結する前記外周端部の第2の線分とが一直線上になく、前記第2の角部が前記第1の角部よりも前記ノッチの底部から離れているとき、
前記第1の角部と前記第2の角部とを連結する第3の線分と、前記第2の角部から前記底部に向かう側辺とがなす角度が所定の角度以上であれば、前記第3の線分に前記第1の外周加工経路を割り付け、
前記第3の線分と前記側辺とがなす角度が前記所定の角度未満であれば、前記第1の線分を前記第1の角部から前記側辺まで伸ばした、前記第1の角部から前記側辺までの第4の線分に前記第1の外周加工経路を割り付ける
請求項1~4のいずれか1項に記載のレーザ加工経路割付方法。 - スキッドによって支持されたワークより、外周端部にノッチを有する製品をレーザ加工によって切り出すに際し、前記ワークに、前記ノッチを形成するためのノッチ形成加工経路における一部の加工経路として、前記外周端部における前記ノッチの部分の線分を除く前記製品の内側へと切り込むための前記製品の外側に向かって開いている開経路に沿ってレーザビームを照射して、前記ワークにおける前記開経路を切断し、
前記ワークにおける前記開経路を切断する前または後に、前記ワークに、前記ノッチ形成加工経路における残りの一部の加工経路である前記外周端部における前記ノッチの部分の前記線分を切断するための第1の外周加工経路と、前記外周端部における前記ノッチの部分以外の線分の少なくとも一部を切断するための第2の外周加工経路とを連結した外周経路に沿ってレーザビームを照射して、前記ワークにおける前記外周経路を切断する
レーザ加工方法。 - 前記製品は前記外周端部に1またはそれ以上のノッチを有し、
前記ワークに、各ノッチに対応して割り付けられた前記開経路に沿ってレーザビームを照射して、前記ワークにおける前記開経路のみを単独で切断し、
前記ワークにおける前記開経路を切断した後に、前記ワークに、前記第1の外周加工経路と、前記第2の外周加工経路として前記外周端部における前記ノッチの部分以外の全ての線分を切断するための加工経路とを連結した外周経路に沿ってレーザビームを照射して、前記ワークより前記製品を切り出す
請求項6に記載のレーザ加工方法。 - 前記製品は前記外周端部に1つのノッチを有し、
前記ワークに、前記開経路に沿ってレーザビームを照射して、前記ワークにおける前記開経路を切断し、
前記開経路の切断に連続させて、前記ワークに、前記第2の外周加工経路として前記外周端部における前記ノッチの部分以外の全ての線分と、前記第1の外周加工経路とをこの順で連結した外周経路に沿ってレーザビームを照射して、前記ワークより前記製品を切り出す
請求項6に記載のレーザ加工方法。 - 前記製品は前記外周端部に少なくとも2つのノッチを有し、前記少なくとも2つのノッチにおける互いに隣り合う2つのノッチを第1及び第2のノッチとしたとき、
前記ワークに、前記第1のノッチに対応して割り付けられた前記開経路としての第1の開経路に沿ってレーザビームを照射して、前記ワークにおける前記第1の開経路を切断し、
前記第1の開経路の切断に連続させて、前記ワークに、前記第2の外周加工経路として、前記外周端部の一部である前記第1のノッチと前記第2のノッチとの間の線分を切断するための外周加工経路に沿ってレーザビームを照射して、前記ワークにおける前記第2の外周加工経路を切断し、
前記第2の外周加工経路の切断に連続させて、前記ワークに、前記第2のノッチの前記ノッチ形成加工経路における前記第1の外周加工経路に沿ってレーザビームを照射して、前記ワークにおける前記第2のノッチの前記第1の外周加工経路を切断する
請求項6に記載のレーザ加工方法。 - 中央処理装置と、
ワークを示す形状に外周端部にノッチを有する製品の形状を配置した板取データに、前記ワークから前記製品をレーザ加工によって切り出すレーザ加工経路を割り付けるレーザ加工経路割付プログラムを記憶する記憶部と、
を備え、
前記中央処理装置は、前記レーザ加工経路割付プログラムを実行することによって、
前記レーザ加工経路のうち、前記板取データの前記ノッチの部分に、前記ノッチを形成するためのノッチ形成加工経路における一部の加工経路として、前記外周端部における前記ノッチの部分の線分を除く前記製品の内側へと切り込むための前記製品の外側に向かって開いている開経路を割り付け、
前記板取データに、前記レーザ加工経路のうち、前記ノッチ形成加工経路における残りの一部の加工経路である前記外周端部における前記ノッチの部分の前記線分を切断するための第1の外周加工経路と、前記外周端部における前記ノッチの部分以外の線分の少なくとも一部を切断するための第2の外周加工経路とを連結した外周経路を割り付ける
レーザ加工経路割付装置。
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