(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記加工順変更部は、ヒットレート規制のかかるタイミングの前に、前記予定のワークに対して大口径の金型に代えて小口径の金型でパンチ加工を行うか又は打ち抜き抵抗の小さいパンチ加工を行うように、前記加工プログラムの加工順を変更することを特徴とする請求項1に記載のプログラム作成装置。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明の実施形態について
図1から
図7を参照して説明する。なお、
図2中、「U」は、上方向、「D」は、下方向をそれぞれ指している。
【0013】
図1及び
図2に示すように、本発明の実施形態に係る複合加工システム1は、加工プログラムに基づいて、板状のワーク(板金)Wに対してパンチ加工(打ち抜き加工)及びレーザ加工を行うシステムである。また、複合加工システム1は、板状のワークWに対してパンチ加工及びレーザ加工を行う複合加工機(電動式のパンチプレスの一例)3と、加工プログラムに基づいて複合加工機3を制御するNC装置5を具備している。複合加工システム1は、複数枚のワークWの加工スケジュールを設定するHMI(Human Machine Interface)機器7と、加工プログラムを作成するプログラム作成装置9とを具備している。
【0014】
複合加工機3は、ワークWに対してパンチ加工を行うパンチ加工部11を具備しており、このパンチ加工部11の構成について簡単に説明すると、次の通りである。パンチ加工部11は、複数のパンチ金型13を保持する上部タレット15と、上部タレット15に上下に対向しかつ複数のダイ金型17を保持する下部タレット19を有している。パンチ加工部11は、上部タレット15及び下部タレット19の同期回転によって所定のパンチ金型13及び所定のダイ金型17をパンチ加工部11のパンチ加工位置P1に割出し可能に構成されている。また、パンチ加工部11は、サーボモータ21の駆動により昇降するラム23を有している。ラム23を昇降させるための具体的な構成は、特開2006−130569号公報及び特開2009−208144号公報等に示す公知の構成からなるものである。更に、ラム23は、その下側(ラム23の下側)に、所定のパンチ金型13を押圧するストライカー25を備えている。
【0015】
複合加工機3は、ワークWに対してレーザ加工を行うレーザ加工部27を具備しており、このレーザ加工部27の構成について簡単に説明すると、次の通りである。レーザ加工部27は、ワークWに向かってアシストガスを噴出しつつレーザ光を照射するレーザ加工ヘッド29を有している。また、レーザ加工ヘッド29は、レーザ光を発振するレーザ発振器(図示省略)に光学的に接続され、かつアシストガスを供給するためのアシストガス供給源(図示省略)に接続されている。レーザ加工ヘッド29は、Y軸方向へ移動可能になっており、換言すれば、レーザ加工部27のレーザ照射位置P2は、Y軸方向へ可変可能になっている。
【0016】
複合加工機3は、ワークWをパンチ加工位置P1及びレーザ照射位置P2に対してX軸方向及びY軸方向へ移動させるワーク移動部31を具備しており、このワーク移動部31の構成について簡単に説明すると、次の通りである。ワーク移動部31は、Y軸方向へ移動可能なキャレッジベース33を有しており、このキャレッジベース33は、X軸方向へ延びている。キャレッジベース33は、その適宜位置(キャレッジベース33の適宜位置)に、X軸方向へ移動可能なキャレッジ35を備えている。キャレッジ35は、その適宜位置(キャレッジ35の適宜位置)に、ワークWの端部をクランプする複数(1つのみ図示)のクランパ37を備えている。
【0017】
NC装置5は、プログラム作成装置9からNCデータに変換された加工プログラムに基づいて、パンチ加工部11、レーザ加工部27、及びワーク移動部31を数値制御する手段である。
【0018】
HMI機器7は、メモリとCPUを有したコンピュータであって、スケジュール登録部(スケジュール作成部)39を具備している。スケジュール登録部39は、加工するワークWの枚数、及び複数枚のワークWの加工順(シート順)含む加工スケジュールを表すスケジュールデータを登録(作成)する手段である。また、HMI機器7は、オペレータによって操作される入力部41と、加工スケジュール等を表示する表示部43とを具備している。
【0019】
プログラム作成装置9は、メモリとCPUを有したコンピュータであって、プログラム記憶部45、プログラム作成部47、規制タイミング予測部49、及び加工順変更部51を有している。
【0020】
プログラム記憶部45は、プログラム作成部47によって作成された加工プログラムを異なるワークW毎に記憶(登録)する手段である。また、プログラム記憶部45は、スケジュール登録部39によって登録されたスケジュールデータを付加して、加工プログラムを記憶するようになっている。
【0021】
プログラム作成部47は、ワーク情報(ワークWの寸法、材質等を表す情報)、製品図形情報(製品の図形を表す情報)及び金型情報(金型13,17の寸法及び形状等を表す情報)等に基づいて、ワークWに対して加工を行うための加工プログラムを作成する手段である。具体的には、例えば、プログラム作成部47は、ワーク情報及び製品図形情報等に基づいて、ワークWに対してネスティング(板取り)を行うためのネスティングデータを作成するようになっている。プログラム作成部47は、製品図形情報及び金型情報に基づいて、金型13,17を割付けるため割付けデータを作成するようになっている。そして、プログラム作成部47は、ネスティングデータに、金型13,17の割付けデータ、1枚のワークWにおける複数の被加工部の加工順を表す加工順データ、及びその他の条件データを付加して、加工プログラムを作成するようになっている。なお、条件データには、スケジュールデータも含まれる。ワークWの加工内容がレーザ加工のみである場合には、加工プログラムに割付けデータは含まれない。
【0022】
規制タイミング予測部49は、加工プログラムに基づいて、複合加工機3の稼動中におけるヒットレート規制のかかるタイミングを予測する手段であって、モータ予測温度算出部53と、判定部55とを有している。ここで、ヒットレート規制のかかるタイミングとは、ヒットレートを規制するためのタイミングのことをいい、例えば、サーボモータ21の予測温度がサーボモータ21の許容温度を超えるタイミングのことをいう。ヒットレート規制のかかるタイミングは、複合加工機3の稼動中において1回だけ存在するとは限らず、
図3に示すように、複合加工機3の稼動中において複数回存在することもある。
【0023】
図1及び
図3に示すように、モータ予測温度算出部53は、加工プログラムに基づいて、パンチ数(打ち抜き回数)及び加工時間を算出し、かつパンチ数及び加工時間等に基づいて、サーボモータ21の予測温度を算出する手段である。また、判定部55は、モータ予測温度算出部53によって算出されたサーボモータ21の予測温度がサーボモータ21の許容温度をどのタイミングで超えたか否かについて判定する手段である。つまり、規制タイミング予測部49は、判定部55の判定結果に基づいて、複合加工機3の稼動中におけるヒットレート規制のかかるタイミングを予測する手段である。
【0024】
加工順変更部51は、規制タイミング予測部49によって予測されたヒットレート規制のかかるタイミングの前(直前)に、ヒットレート規制がかからない加工としてのレーザ加工を行うように、加工プログラムの加工順を変更する手段である。具体的には、加工順変更部51は、複数枚のワークWを加工スケジュールに従って加工を行う場合に、ヒットレート規制のかかるタイミングにパンチ加工を行う予定のワークWの前(直前)に、レーザ加工の割合が最も多い別のワークWの加工を行うように、加工スケジュール(加工プログラム)の加工順を変更する手段である。また、加工順変更部51は、ヒットレート規制のかかるタイミングにパンチ加工を行うワークWが1枚目(加工スケジュールの1枚目)である場合に、ヒットレート規制のかかるタイミングの前(直前)に、1枚目のワークWに対して外周切断加工(製品の外周のレーザ切断加工)を除くレーザ加工を行うように、1枚目のワークWの加工プログラムの加工順を変更する手段である。更に、加工順変更部51は、その他、後述のような機能を有している。
【0025】
ここで、レーザ加工の割合が最も多い別のワークWとは、1枚当たりの加工時間(総加工時間)に占めるレーザ加工時間(レーザ加工の時間)の割合が最も多いワークWのことをいい、加工内容がレーザ加工のみになっているワークWを含む意である。レーザ加工時間の割合が最も多いワークWが、ヒットレート規制のかかるタイミングにパンチ加工を行う予定のワークWの前(直前)に、加工を行うワークWの候補として選択される。加工プログラムの加工順には、複数枚のワークWの加工順(加工スケジュール単位のワークWの加工順)、及び1枚のワークWにおける複数の被加工部の加工順が含まれる。加工プログラムの加工順の変更には、金型13,17の割付けデータを変更することも含まれる。
【0026】
続いて、
図1、
図4から
図7を参照して、本発明の実施形態の作用について、本発明の実施形態に係る加工順変更方法を含めて説明する。本発明の実施形態に係る加工順変更方法は、複合加工機3によって板状のワークWに対してパンチ加工及びレーザ加工を行うための加工プログラムの加工順を変更する方法であって、規制タイミング予測ステップと、加工順変更ステップとを具備している。
【0027】
加工プログラムがスケジュールデータを含んでいる場合、換言すれば、加工対象のワークWの枚数が複数枚である場合には(
図4のステップS101)、規制タイミング予測部49は、ヒットレート規制のタイミングを予測する(
図4のステップS102(規制タイミング予測ステップ))。具体的には、モータ予測温度算出部53は、加工プログラムに基づいて、サーボモータ21の予測温度を算出し、判定部55は、サーボモータ21の予測温度が許容温度をどのタイミングで超えたか否かについて判定する。そして、規制タイミング予測部49は、判定部55の判定結果に基づいて、複合加工機3の稼動中におけるヒットレート規制のかかるタイミングを予測する。なお、ヒットレート規制のかかるタイミングが存在しない場合には、プログラム作成装置9のCPUは、加工プログラムの加工順を変更しない(
図4のステップS103,S104)。
【0028】
ヒットレート規制のかかるタイミングにパンチ加工を行う予定のワークWが2枚目以降である場合には(
図4のステップS103,S105)、加工順変更部51は、前記予定のワークWの前に、レーザ加工の割合が最も多い別のワークWの加工を行うように、加工プログラムの加工順を変更する(
図4のステップS106,S107(加工順変更ステップ))。そして、前記予定のワークWのパンチ加工の途中及び前記予定のワークWのパンチ加工の終了後に、ヒットレート規制のかかる次のタイミングが存在しない場合には(
図4のステップS108,S109)、プログラム作成装置9のCPUは、加工プログラムの加工順を前述のように変更した状態で決定する(
図4のステップ110)。また、前記予定のワークWのパンチ加工の途中にヒットレート規制のかかる次のタイミングが存在せず、かつ前記予定のワークWのパンチ加工の終了後にヒットレート規制のかかる次のタイミングが存在する場合には(
図4のステップS108,S109)、プログラム作成装置9のCPUは、
図4のステップS106の前に戻って、その後の処理を実行する。なお、決定した加工プログラムの加工順は、加工スケジュールデータの一部として表示部43に表示され、スケジュールデータ登録部39は、決定した加工プログラムの加工順を加工スケジュールデータの一部として登録されるが、オペレータによる入力部41の操作によって登録しないことも可能である。
【0029】
前記予定のワークWが1枚目である場合又は前記別のワークWが存在しない場合には(
図4のステップS105,S106)、加工順変更部51は、ヒットレート規制のかかるタイミングの前に、前記予定のワークWに対して外周切断加工を除くレーザ加工を行うように、加工プログラムの加工順を変更する(
図5のステップS201,S202(加工順変更ステップ))。そして、プログラム作成装置9のCPUは、
図4のステップS109の前に戻って、その後の処理を実行する。ここで、外周切断加工とは、ワークWにおける製品に相当する部分の外周のレーザ切断加工のことをいう。
【0030】
前記予定のワークWが1枚目である場合又は前記別のワークWが存在しない場合には(
図4のステップS105,S106)、前記予定のワークWの加工に外周切断加工以外のレーザ加工が存在しないことを条件として(
図5のステップS201,S202)、加工順変更部51は、ヒットレート規制のかかるタイミングの前(直前)に、金型13,17の割付けデータを変更する。具体的には、加工順変更部51は、ヒットレート規制のかかるタイミングの前に、前記予定のワークWに対して大口径の金型13,17に代えて小口径の金型13,17でパンチ加工を行うようにする。また、金型13,17の割付けを変更ができない場合には、規加工順変更部51は、ヒットレート規制のかかるタイミングの前に、前記予定のワークWに対して打ち抜き抵抗の小さいパンチ加工を行うように、加工プログラムの加工順を変更する(
図5のステップS203,S204(加工順変更ステップ))。一方、ヒットレート規制のかかるタイミングに前記予定のワークWに対して打ち抜き抵抗の小さいパンチ加工を行う場合には、プログラム作成装置9のCPUは、加工プログラムの加工順を変更しない(
図5のステップS203,S205)。そして、プログラム作成装置9のCPUは、
図4のステップS109の前に戻って、その後の処理を実行する。
【0031】
ここで、大口径の金型13,17とは、例えば、金型サイズ3.5インチ又は4.5インチの金型13,17のことをいい、小口径の金型13,17とは、例えば、金型サイズ0.5インチ、1.25インチ、又は2インチの金型13,17のことをいう。打ち抜き抵抗の小さいパンチ加工とは、例えば、金型サイズ2インチ以下の金型13,17によるパンチ加工のことをいう。
【0032】
前記予定のワークWのパンチ加工の途中に、ヒットレート規制のかかる次のタイミングが存在する場合には(
図4のステップS108)、加工順変更部51は、ヒットレート規制のかかる次のタイミングの前に、前記予定のワークWに対して外周切断加工を除くレーザ加工を行うように、加工プログラムの加工順を変更する(
図6のステップS301,S302(加工順変更ステップ))。そして、プログラム作成装置9のCPUは、
図4のステップS109の前に戻って、その後の処理を実行する。
【0033】
前記予定のワークWのパンチ加工の途中に、ヒットレート規制のかかる次のタイミングが存在する場合には(
図4のステップS108)、前記予定のワークWの加工に外周切断加工以外のレーザ加工が存在しないことを条件として(
図6のステップS301)、加工順変更部51は、ヒットレート規制のかかる次のタイミングの前(直前)に、金型13,17の割付けデータを変更する。具体的には、加工順変更部51は、ヒットレート規制のかかる次のタイミングの前に、前記予定のワークWに対して大口径の金型13,17に代えて小口径の金型13,17でパンチ加工を行うようにする。また、金型13,17の割付けを変更ができない場合には、規加工順変更部51は、ヒットレート規制のかかるタイミングの前に、前記予定のワークWに対して打ち抜き抵抗の小さいパンチ加工を行うように、加工プログラムの加工順を変更する(
図6のステップS303,S304(加工順変更ステップ))。一方、ヒットレート規制のかかる次のタイミングに打ち抜き抵抗の小さいパンチ加工を行う場合には、プログラム作成装置9のCPUは、加工プログラムの加工順を変更しない(
図6のステップS303,S305)。そして、プログラム作成装置9のCPUは、
図4のステップS109の前に戻って、その後の処理を実行する。
【0034】
加工プログラムがスケジュールデータを含んでいない場合、換言すれば、加工対象のワークWの枚数が1枚である場合には(
図4のステップS101)、規制タイミング予測部49は、ヒットレート規制のタイミングを予測する(
図7のステップS401(規制タイミング予測ステップ))。なお、ヒットレート規制のかかるタイミングが存在しない場合には、プログラム作成装置9のCPUは、加工プログラムの加工順を変更しない(
図7のステップS402,S403)。
【0035】
1枚のワークWのパンチ加工の途中に、ヒットレート規制のかかるタイミングが存在する場合には(
図7のステップS402)、加工順変更部51は、ヒットレート規制のかかるタイミングの前に、1枚のワークWに対して外周切断加工を除くレーザ加工を行うように、加工プログラムの加工順を変更する(
図7のステップS404,S405(加工順変更ステップ))。そして、1枚のワークWのパンチ加工の途中に、ヒットレート規制のかかる次のタイミングが存在しない場合には(
図7のステップS406)、プログラム作成装置9のCPUは、加工プログラムの加工順を前述のように変更した状態で決定する(
図7のステップ407)。また、1枚のワークWのパンチ加工の途中に、ヒットレート規制のかかる次のタイミングが存在する場合には(
図7のステップS406)、プログラム作成装置9のCPUは、
図7のステップS404の前に戻って、その後の処理を実行する。
【0036】
1枚のワークWの加工に外周切断加工以外のレーザ加工が存在しないことを条件として(
図7のステップS404)、加工順変更部51は、ヒットレート規制のかかるタイミングの前(直前)に、金型13,17の割付けデータを変更する。具体的には、加工順変更部51は、ヒットレート規制のかかるタイミングの前に、金型13,17の割付けデータの変更は、1枚のワークWに対して大口径の金型13,17に代えて小口径の金型13,17でパンチ加工を行うようにする。また、金型13,17の割付けを変更ができない場合には、規加工順変更部51は、ヒットレート規制のかかるタイミングの前に、1枚のワークWに対して打ち抜き抵抗の小さいパンチ加工を行うように、加工プログラムの加工順を変更する(
図7のステップS408,S409(加工順変更ステップ))。一方、ヒットレート規制のかかるタイミングに1枚のワークWに対して打ち抜き抵抗の小さいパンチ加工を行う場合には、プログラム作成装置9のCPUは、加工プログラムの加工順を変更しない(
図7のステップS403)。そして、プログラム作成装置9のCPUは、
図7のステップS406の前に移って、その処理を実行する。
【0037】
前述のように、規制タイミング予測部49は、加工プログラムに基づいて、複合加工機3の稼動中におけるヒットレート規制のかかるタイミングを予測している。そして、加工順変更部51は、ヒットレート規制のかかるタイミングにパンチ加工を行う予定のワークWの前に、ヒットレート規制がかからない加工を行うように、加工プログラムの加工順を変更している。これにより、加工順を変更した加工プログラムに基づいて、複合加工機3を動作(稼動)させると、ヒットレートを低下させることなく、かつファンによってサーボモータ21を冷却することなく、サーボモータ21の負荷が過大になることを防止することができる。
【0038】
従って、本発明の実施形態によれば、サーボモータ21のオーバーヒートを防止した上で、複合加工機3による全体の加工時間を大幅に短縮して、複合加工機3の生産性の向上を図ると共に、複合加工機3の消費電力を削減して、複合加工機3の省エネ性の向上を図ることができる。
【0039】
なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、次のように種々の態様で実施可能である。
【0040】
例えば、NC装置5とプログラム作成装置9を併せて1つの制御装置に構成してもよい。また、NC装置5がプログラム作成装置9の一部の機能(規制タイミング予測部49及び加工順変更部51としての機能)を有してもよい。この場合には、ワークWに対してパンチ加工等を行う途中に、ヒットレート規制のかかるタイミングを予測し、加工プログラムの加工順を変更してもよい。更に、複合加工システム1について適用した技術的思想を、ワークWに対してパンチ加工のみ行う電動式のパンチプレス(図示省略)に適用してもよい。
【0041】
そして、本発明に包含される権利範囲は、前述の実施形態に限定されないものである。