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技術 加工装置の加工条件自動補正システム

出願人 株式会社アマダホールディングス
発明者 岡野寛
出願日 1993年10月5日 (27年9ヶ月経過) 出願番号 1993-249541
公開日 1995年4月18日 (26年2ヶ月経過) 公開番号 1995-100674
状態 未査定
技術分野 レーザ加工
主要キーワード ディジタルマルチメータ ワッシャ形 パルスデューティ比 自動補償 省消費電力 サイドテーブル ガラスコート 加工順序
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1995年4月18日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

目的

レーザ加工装置等において、加工物の加工部の温度に応じて加工条件最適値自動補正し、加工部の温度上昇による加工精度の低下、加工不良の発生を未然に回避することにある。

構成

加工物の加工部の温度を検出する温度センサ29と、温度センサ29により検出された温度に応じて加工装置に与える加工条件を帰還制御式に自動補正する加工条件変換部27とを設ける。

概要

背景

レーザ加工装置などの加工装置においては、レーザ光などにより加工物の加工部の温度が上昇し、この温度上昇加工精度の低下、加工不良の発生の原因になる。

このため、従来は、加工部に冷却水を与えて水冷するか、作業者が、随時、加工部の温度上昇に見合った加工条件パラメータに変更するか、熱がこもっていない部位が順に加工されるよう加工順序を熱対策として意図的に変更することなどが行われている。

概要

レーザ加工装置等において、加工物の加工部の温度に応じて加工条件を最適値自動補正し、加工部の温度上昇による加工精度の低下、加工不良の発生を未然に回避することにある。

加工物の加工部の温度を検出する温度センサ29と、温度センサ29により検出された温度に応じて加工装置に与える加工条件を帰還制御式に自動補正する加工条件変換部27とを設ける。

目的

本発明は、従来の加工装置に於ける上述の如き問題点に着目してなされたものであり、加工物の加工部の温度に応じて加工条件を最適値に自動補正し、加工部の温度上昇による加工精度の低下、加工不良の発生を未然に回避する加工装置の加工条件自動補正システムを提供することを目的としている。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

加工物の加工部の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段により検出された温度に応じて加工装置に与える加工条件帰還制御式に自動補正する加工条件変換部とを有していることを特徴とする加工装置の加工条件自動補正システム

技術分野

0001

本発明はレーザ加工装置などの加工装置加工条件自動補正ステムに関するものである。

背景技術

0002

レーザ加工装置などの加工装置においては、レーザ光などにより加工物の加工部の温度が上昇し、この温度上昇加工精度の低下、加工不良の発生の原因になる。

0003

このため、従来は、加工部に冷却水を与えて水冷するか、作業者が、随時、加工部の温度上昇に見合った加工条件のパラメータに変更するか、熱がこもっていない部位が順に加工されるよう加工順序を熱対策として意図的に変更することなどが行われている。

発明が解決しようとする課題

0004

冷却水による加工部の冷却は、加工物を発錆させる原因になり、対象加工物に制限があり、また加工後に加工物より冷却水を拭き取るなどの後処理が必要なる。また加工装置には冷却水供給系が必要になる共に、加工装置より冷却水を排出することも必要になる。

0005

作業者による加工条件のパラメータ変更においては、作業者に与える負担が大きく、このパラメータ変更にはNCプログラムなどの知識が必要であるばかりでなく、パラメータ変更の都度、作業を一旦停止しなければならないため、加工装置の稼動率が低下し、またこれは自動化の推進において障害になる。

0006

加工順序を変える場合は、効率のよい順序で加工が行われなくなることにより加工に要する時間が長くなり、またこの加工順序による熱対策には限界があり、加工物の端部の加工においては熱の逃げ場がないため、加工不良が生じることを回避できない。

0007

この他、レーザ加工装置においては、発振器に与えるパルス信号条件設定の変更により入熱を抑えてレーザ加工することが考えられているが、しかしこの場合は加工速度を通常時より遅くしなけばならず、また切断可能な板厚が通常時より小さくなる。

0008

本発明は、従来の加工装置に於ける上述の如き問題点に着目してなされたものであり、加工物の加工部の温度に応じて加工条件を最適値に自動補正し、加工部の温度上昇による加工精度の低下、加工不良の発生を未然に回避する加工装置の加工条件自動補正システムを提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0009

上述の如き目的は、本発明によれば、加工物の加工部の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段により検出された温度に応じて加工装置に与える加工条件を帰還制御式に自動補正する加工条件変換部とを有していることを特徴とする加工装置の加工条件自動補正システムによって達成される。

0010

上述の如き構成によれば、温度検出手段により加工物の加工部の温度がリアルタイムに検出され、この温度検出手段により検出される加工物の加工部の温度に応じて加工条件変換部が加工装置に与える加工条件を帰還制御式に自動補正する。

0011

以下に本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

0012

図1は本発明による加工装置の加工条件自動補正システムを光軸固定型のレーザ加工装置に適用した実施例を示している。レーザ加工装置は、図示されていない下部基台上に固定配置されたセンタテーブル1と、センタテーブル1の両側に各々Y軸方向に移動可能に配置された左右のサイドテーブル3と、センタテーブル1上をX軸方向に跨いで延在し左右のサイドテーブル3と連結されてサイドテーブル3と共にY軸方向に移動するキャレッジベース5と、キャレッジベース部材5にX軸方向に移動可能に取り付けられワーククランプ部7を有するキャレッジ9と、センタテーブル1の上方部に固定配置された上部腕部11と、上部腕部11の先端に垂直軸線方向に移動可能に下向き装着されたレーザ加工ヘッド13と、レーザ加工ヘッド13にレーザビームを与えるための発振器15とを有しいる。

0013

キャレッジベース5はY軸モータ17により回転駆動されるY軸ボールねじ19によりY軸方向に駆動され、キャレッジ9はX軸モータ21により回転駆動されるX軸ボールねじ23によりY軸方向に駆動される。

0014

発振器15、Y軸モータ17、X軸モータ21は各々制御装置25より指令を受けて動作する。

0015

制御装置25は、マイクロコンピュータより数値制御を行い、また加工条件を設定し、加工条件指令として、発振器15には出力指令パルスデューティ比指令、周波数指令を出力し、Y軸モータ17およびX軸モータ21には速度指令を出力する。また制御装置25は、後述する加工条件変換部27を含んでいる。

0016

レーザ加工ヘッド13には温度センサ29が取り付けられている。温度センサ29は、NTC、CTRPTCなどのサーミスタ鉄−コンスタンタンニッケルクロム合金−ニッケル・アルミニウム合金などによる熱電対などにより構成され、レーザ加工ヘッド13に取り付けられてレーザ加工時にはテーブル上の加工物の加工部付近の表面に極く接近あるいは接触し、加工物の加工部付近の表面温度を検出する。温度センサ29は、サーミスタの場合、これは、ビード形、ロート形、ディスク形フレーク形、ワッシャ形など、適当な形のものが使用されてよいが、安定性省消費電力と熱容量の観点から、ビード形のものがよく、またこれはガラスコートされていてもよい。

0017

温度センサ29が検出した温度は温度情報フィードバック信号として制御装置25の加工条件変換部27に転送される。加工条件変換部27は 温度センサ29より入力する温度情報フィードバック信号によりレーザ加工装置の各加工条件(発振器15の出力、パルスデューティ比、周波数、Y軸モータ17およびX軸モータ21の速度)を帰還制御式に自動補正する。

0018

この場合、制御装置25はレーザ加工装置の各加工条件を読み書き可能に格納する加工条件データファイルを有し、加工条件変換部27は、温度センサ29による検出される温度に応じて温度補償のために、加工条件データファイルに書き込まれている加工条件を書き換える。制御装置25は最新の加工条件データファイルに書かれている加工条件に従って発振器15に対し出力指令、パルスデューティ比指令、周波数指令を出力し、またY軸モータ17およびX軸モータ21へ速度指令を出力する。

0019

これにより、レーザ加工装置の各加工条件が加工物の加工部の温度に応じて自動補償され、加工物の加工部の温度上昇に拘らず、最適状態にてのレーザ加工が自動的に行われる。

0020

図2はサーミスタによる温度検出ブリッジ回路の具体例を示している。この温度検出ブリッジ回路において、Rtはサーミスタを、R1 〜R4 は各々抵抗素子を、VR可変抵抗器を、Mはディジタルマルチメータ、Eは電源を各々示している。

0021

この温度検出ブリッジ回路においては、ディジタルマルチメータMによりサーミスタRtの抵抗値をダイレクト計測し、RS232Cなどによるシリアル通信により測定値を制御装置25へ送信すればよい。なお、この場合には、制御装置25は抵抗値(計測値)と温度別加工条件とを関係させたデータファイルを保有していればよい。

0022

なお、制御装置25は、温度センサ29により検出される温度により必ずしも定量的に加工条件を補正する必要はなく、たとえばバーニングが発生するであろう危険温度を温度センサ29が検出した場合に加工条件を段階的に補正してもよい。

0023

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

発明の効果

0024

以上の説明から理解される如く、本発明による加工装置の加工条件自動補正システムによれば、温度検出手段により加工物の加工部の温度がリアルタイムに検出され、この温度検出手段により検出される加工物の加工部の温度に応じて加工条件変換部が、加工装置に与える加工条件を、帰還制御式に、人為的操作を必要とすることなく、加工装置による加工作業を一旦停止させることなく、自動補正するから、人手を要することなく、また加工装置の稼動率、加工能率を低下させることなく、加工部の温度上昇による加工精度の低下、加工不良の発生が未然に回避され、信頼性の高い自動運転が行われ得るようになる。

図面の簡単な説明

0025

図1加工装置の加工条件自動補正システムを光軸固定型のレーザ加工装置に適用した実施例を示す概略構成図である。
図2サーミスタによる温度検出ブリッジ回路の具体例を示す電気回路図である。

--

0026

5キャレッジベース
9 キャレッジ
13レーザ加工ヘッド
17 Y軸モータ
21 X軸モータ
25制御装置
27加工条件変換部
29 温度センサ

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