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JP4313296B2 - Blank piercing method - Google Patents

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JP4313296B2
JP4313296B2 JP2004362689A JP2004362689A JP4313296B2 JP 4313296 B2 JP4313296 B2 JP 4313296B2 JP 2004362689 A JP2004362689 A JP 2004362689A JP 2004362689 A JP2004362689 A JP 2004362689A JP 4313296 B2 JP4313296 B2 JP 4313296B2
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猛司 大島
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Description

板金の穴抜き加工において、二種類の単能機を使って加工精度とともに生産性を高めるようにしたブランクピアス加工方法に関する。詳しくは、板金から製品の輪郭内に備える丸とか角等の小穴を打ち抜くピアス加工および製品の外周輪郭とか大穴等を切り抜くブランク加工を組合せた加工方法であって、製品の丸とか角等の小穴を打ち抜くピアス加工をパンチプレス加工機により行い、次いで、製品の外周輪郭と大穴を切り抜くブランク加工をレーザ切断加工機により行なうもので、レーザ切断加工の際ワークの熱膨張による加工精度の悪化を極力抑制し、かつ、レーザ切断加工機の生産性を向上させるためにブランク加工用治具を採用したブランクピアス加工方法に関する。
The present invention relates to a blank piercing method that uses two types of single-function machines to improve productivity as well as processing accuracy in punching a sheet metal . Specifically, it is a processing method that combines piercing for punching small holes such as rounds and corners in the product outline from sheet metal and blanking for cutting out the outer contours of the product and large holes, etc., and small holes such as product rounds and corners. Piercing processing is performed with a punch press processing machine, and then blank processing is performed with a laser cutting processing machine to cut out the outer peripheral contour and large holes of the product, and as much as possible the deterioration of processing accuracy due to thermal expansion of the workpiece during laser cutting processing The present invention relates to a blank piercing method that employs a blank processing jig to suppress and improve the productivity of a laser cutting machine.

板金から製品の外周輪郭、大穴および小穴の穴抜き加工(以下ブランクピアス加工とする)をする方法として、金型による穴の打ち抜き接触加工(以下パンチプレス加工とする)と、レーザによる穴の切り抜き非接触加工(以下レーザ切断加工とする)の方法がある。 Hole punching contact processing (hereinafter referred to as “punch press processing”) using a die and laser hole cutting as methods for punching the outer peripheral contour of a product, large holes and small holes (hereinafter referred to as blank piercing processing) from sheet metal There is a method of non-contact processing (hereinafter referred to as laser cutting processing).

図1に示すように、パンチプレス加工機Pの要部は、テーブル7の上にワーク1が載置され、このワーク1が前後(以下Y軸方向とする)および左右(以下X軸方向とする)に動き、そして、高速に上下するツールヘッド3およびこれに取付ける金型31等から構成される。パンチプレス加工機による穴抜き加工の長所は、金型を上下(以下Z軸方向とする)に高速で動かすことにより、穴抜きが可能である。また、金型による接触加工であるため、外形連続ノッチ切断と成形型によるフォーミング成形加工が可能である。小穴のパンチプレス加工の場合、一分間に60〜300個の穴を打ち抜き加工処理する能力があり生産性が高い。また、丸穴をパンチプレス加工する際、穴径の精度は使用する金型の外径精度に依存し、穴径の精度を安定して維持することができる。一方、パンチプレス加工の短所は、金型を使用するため、加工する物件の形状毎に金型を交換、セットし直し等、その型換えに多大の時間を要する。また、製品の外周輪郭の切断を行なう際は、連続的に上下方向のノッチ切断を行なうため、切断面に刻み目のノッチ跡が生じる。更に、穴抜きされた製品を取り出す際に、4〜10秒の間機械が停止するので外周輪郭の切断においては生産性が落ちる。 As shown in FIG. 1, the main part of the punch press machine P has a work 1 placed on a table 7, and the work 1 is moved back and forth (hereinafter referred to as Y-axis direction) and left and right (hereinafter referred to as X-axis direction). And a tool head 3 that moves up and down at high speed and a mold 31 attached to the tool head 3. The advantage of punching with a punch press is that it can be punched by moving the die up and down (hereinafter referred to as the Z-axis direction) at high speed. Further, since the contact processing is performed using a mold, the outer shape continuous notch cutting and the forming molding processing using a molding die are possible. In the case of punch press processing of a small hole, there is an ability to punch and process 60 to 300 holes per minute, and productivity is high. Further, when punching a round hole, the accuracy of the hole diameter depends on the outer diameter accuracy of the mold to be used, and the hole diameter accuracy can be stably maintained. On the other hand, the disadvantage of punch press processing is that a die is used, so that it takes a lot of time to change the die, such as changing or resetting the die for each shape of the property to be processed. Further, when cutting the outer peripheral contour of the product, since the notch is continuously cut in the vertical direction, notch marks are formed on the cut surface. Furthermore, when the punched product is taken out, the machine stops for 4 to 10 seconds, so that productivity is reduced in cutting the outer contour.

図2にレーザ切断加工機を示す。レーザ切断加工機Rの要部は、テーブル7の上にワーク1が載置され、この上をX、Y軸方向に動くレーザヘッド4等から構成される。レーザ切断加工機による穴抜きの長所は、金型を使用しないので加工する物件毎の段取り時間が短くて済む。また、非接触加工なので、ワークが変形せず加工精度が良い。更に、製品の外周輪郭あるいは、窓形状のレーザ切断加工をする際、切断面に刻み目のノッチ跡が生じないため、切断面の外観と精度が良い。レーザ切断加工機は通常ワークのオートチェンジャー(図示せず)を備えているので、ワーク1を取り出す際に機械を停止する必要がない。短所は、穴の形状を光走査してレーザ切断加工するためその分加工時間が長くなる。このため、一分間に40個の穴抜き加工をする能力しかないことである。また、小穴加工においては、素材の組成の影響を受け易く穴径精度は悪い。 FIG. 2 shows a laser cutting machine. The main part of the laser cutting machine R is composed of a laser head 4 and the like on which a workpiece 1 is placed on a table 7 and moves on the table 1 in the X and Y axis directions. The advantage of drilling with a laser cutting machine is that a die is not used, so that the setup time for each property to be processed is short. Moreover, since it is non-contact machining, the workpiece is not deformed and machining accuracy is good. Further, when laser cutting is performed on the outer peripheral contour of a product or a window shape, notch marks are not formed on the cut surface, so that the appearance and accuracy of the cut surface are good. Since the laser cutting machine is usually provided with a workpiece autochanger (not shown), it is not necessary to stop the machine when the workpiece 1 is taken out. The disadvantage is that the laser cutting process is performed by optically scanning the shape of the hole, so that the processing time is increased accordingly. For this reason, it has only the ability to punch 40 holes per minute. Further, small hole processing is easily affected by the composition of the material, and the hole diameter accuracy is poor.

以上のことを踏まえると、ブランクピアス加工では、製品の外周輪郭内の小穴およびレーザ切断によるブランク加工に入る前に必要な捨て穴をパンチプレス加工機による打ち抜き加工により処理し、外周輪郭および外周輪郭内の大穴はレーザ切断加工機による切り抜き加工で処理するという、それぞれの得意とする加工方法を製品の穴部位に適用することが望ましい。以上の加工を複合加工といい、複合加工は機能の異なる2台の単能機を使う場合と二つの機能を一台の機械に備える複合機を使う場合とがある。 Based on the above, in blank piercing processing, small holes in the outer peripheral contour of the product and the discarded holes necessary before entering the blank processing by laser cutting are processed by punching with a punch press machine, and the outer peripheral contour and outer peripheral contour are processed. It is desirable to apply each of the processing methods that are good at processing the inner large hole by cutting with a laser cutting machine to the hole portion of the product. The above processing is referred to as composite processing, and there are cases where two single-function machines having different functions are used and composite machines having two functions in one machine.

図3に複合機を示す。複合機Jの要部は、テーブル7の上にワーク1が載置され、ワーク1がX、Y軸方向に動く。そして、高速に上下運動するツールヘッド3およびレーザヘッド4、そして、ツールヘッド3に取付ける金型31等から構成される。複合機によりブランクピアス加工する際のメリットは、二種類の穴抜き用加工ヘッドが一台の機械上に設けられるので、それぞれのヘッドの機械座標原点が同一となり、加工テーブルへワークの載せ替えが一回で済む。 FIG. 3 shows the multifunction machine. The main part of the multi-function machine J is that the work 1 is placed on the table 7 and the work 1 moves in the X and Y axis directions. The tool head 3 and the laser head 4 move up and down at high speed, and a mold 31 attached to the tool head 3. The advantage of blank piercing with a compound machine is that two types of drilling processing heads are provided on one machine, so the machine coordinate origin of each head is the same, and the workpiece can be transferred to the processing table. Just one time.

一方、複合機により穴抜き加工する際のデメリットもあり、以下の通りである。一台の機械に二種類の加工ヘッドを有するために、パンチプレス加工する際はレーザヘッドが休止し、一方、レーザ切断加工する際はパンチプレス加工機のツールヘッドが休止するので、それぞれの加工ヘッドの稼働率が低くなる。また、ワークの板厚が3.2〜9.0mm程度の中間厚の場合、ワーク全面においてツールヘッドによりパンチプレス加工を施すと、ワークが大きく変形し、次にレーザヘッドによりレーザ切断加工をする際に精度上、加工上の支障がある。一方、ワーク全面に一度にレーザ切断加工を施すと、ワークが熱膨張して既にプリパンチされた穴の位置が機械座標からずれる。これ等の対策として、一例として、一枚のワークから100個の製品を、X軸方向に20個、Y軸方向に5列製作する場合、先ず、製品20個分だけX軸方向にツールヘッド3によりパンチプレス加工を行い、次いでその20個分をレーザヘッド4によるレーザ切断加工を行なう。これらの加工の組合せを五回繰り返す。この様にして、レーザ切断加工によるワークの熱膨張の影響を抑制する工夫が必要である。この場合、製品に三種類の穴を備えるならば三種類の金型が必要であり、Y軸方向20個の穴加工に三回の金型交換を行い(5秒/回)、そのために一回あたり15秒を要する。よって、ワーク一枚を加工する際に、これを五回繰り返すので、合計75秒を金型交換のために要する。更に、製品の取り出しの際に製品一個あたり4〜6秒を要し、これを100個取り出すので製品の取り出しのため合計400〜600秒の処理時間を必要とする。この様に、複合機によりブランクピアス加工するには金型交換および製品の取り出しのためのために多大の時間を必要とし、生産性が悪くなる。 On the other hand, there are also disadvantages when punching with a multifunction machine. Since there are two types of processing heads in one machine, the laser head is paused during punch press processing, while the tool head of the punch press processing machine is paused during laser cutting. The operating rate of the head is lowered. In addition, when the thickness of the workpiece is an intermediate thickness of about 3.2 to 9.0 mm, when the punch press processing is performed on the entire surface of the workpiece by the tool head, the workpiece is greatly deformed, and then the laser cutting processing is performed by the laser head. However, there is a problem in processing due to accuracy. On the other hand, when laser cutting is performed on the entire surface of the workpiece at once, the position of the hole that has already been pre-punched is shifted from the machine coordinates due to thermal expansion of the workpiece. As a countermeasure against this, as an example, when manufacturing 100 products from a single workpiece in 20 rows in the X-axis direction and 5 rows in the Y-axis direction, first, the tool head in the X-axis direction is equivalent to 20 products. 3 is punch-pressed, and then 20 of them are laser-cut by the laser head 4. These processing combinations are repeated five times. In this way, it is necessary to devise a technique for suppressing the influence of the thermal expansion of the workpiece caused by laser cutting. In this case, if the product has three types of holes, three types of dies are required, and the die is changed three times (5 seconds / time) for drilling 20 holes in the Y-axis direction. It takes 15 seconds per time. Therefore, when processing one piece of work, this is repeated five times, so that a total of 75 seconds is required for die replacement. Furthermore, it takes 4 to 6 seconds per product when taking out the product, and since 100 of these are taken out, a total processing time of 400 to 600 seconds is required for taking out the product. As described above, blank piercing by a multi-function machine requires a great deal of time for mold exchange and product removal, and productivity is deteriorated.

ところで、レーザ切断加工においては、ワークの材質、板厚、表面処理等の仕様に応じて予め設定された加工条件に基づいてレーザ切断加工される。レーザ切断加工条件は例えばレーザ光発振周波数、加工速度、アシストガス種類、ガス圧、レーザ光最大出力値の設定等があり、これらは加工プログラムに組み込まれ、このプログラムに基づいて大穴あるいは外周輪郭の切断加工が行なわれる。また、穴抜き加工を開始する前に、光電子センサーを使用してワークの加工基準位置を検出する。 By the way, in laser cutting processing, laser cutting processing is performed based on processing conditions set in advance according to specifications such as workpiece material, plate thickness, and surface treatment. The laser cutting processing conditions include, for example, setting of the laser light oscillation frequency, processing speed, assist gas type, gas pressure, laser light maximum output value, etc., which are incorporated into the processing program, and based on this program, the large hole or outer contour Cutting is performed. In addition, before starting the punching process, the processing reference position of the workpiece is detected using an optoelectronic sensor.

この様に、レーザ切断加工機によるブランク加工では、一枚のワーク上に互いに接近した穴抜き加工を継続するような場合、切り抜き穴軌跡部分でレーザ切断加工時の熱が残留し、ワークの温度が上昇した状態で次の加工が行なわれることになる。このため、この蓄熱によるワークの熱膨張が原因でワークが大きく変位し、穴位置がずれて加工不良が生じる。また、ワークの材質、表面処理、厚さが変わると、光電子センサーのビームの反射率が異なるのでその都度光電子センサーの感度およびワークの位置を調整する必要があり、重量100キログラムを超えるワークをプラス、マイナス5ミリメートルの誤差範囲内にセットすることは非常に時間がかかった。 As described above, in the blank processing by the laser cutting machine, when the punching processing close to each other is continued on one workpiece, the heat at the laser cutting processing remains in the cut hole locus portion, and the temperature of the workpiece The next machining is performed in a state in which is raised. For this reason, the workpiece is greatly displaced due to the thermal expansion of the workpiece due to this heat storage, the hole position is shifted, and processing defects occur. Also, if the workpiece material, surface treatment, and thickness change, the reflectivity of the photoelectric sensor's beam will change, so it is necessary to adjust the sensitivity of the photoelectric sensor and the position of the workpiece each time. It took a very long time to set within an error range of minus 5 millimeters.

以上のとおり、パンチプレス加工用単能機あるいはレーザ切断加工用単能機によるブランクピアス加工および複合機によるブランクピアス加工には、まとめるとそれぞれ以下のような問題点がある。 As described above, blank piercing using a single machine for punch press processing or a single machine for laser cutting and blank piercing using a compound machine have the following problems.

パンチプレス加工用単能機では、金型を使用するため加工する物件の形状毎に金型をセットする必要があり、その型換えに多大の時間を要する。また、製品の外周輪郭のブランク加工を行なう際は、連続的に上下方向のノッチ切断を行なうため、切断面に刻み目のノッチ跡が生じる。更に、ブランクピアス加工された製品を取り出す際に、4〜10秒の間機械が停止するので生産性が落ちる。 In a single machine for punch press processing, since a die is used, it is necessary to set a die for each shape of an object to be processed, and it takes a lot of time to change the die. Further, when performing blank processing of the outer peripheral contour of the product, the notch mark is formed on the cut surface because the notch is continuously cut in the vertical direction. Further, when removing the blank pierced product, the machine is stopped for 4 to 10 seconds, so that productivity is lowered.

また、レーザ単能機では、材質等ワークの仕様が変わるごとにワークの条件の確認と穴の精度出しに時間を要し、レーザ切断加工機の稼働率が低下する。そして、単位時間あたりの穴加工もパンチプレス加工と比較すると遅い。 Further, in the laser single-function machine, every time the workpiece specifications such as the material change, it takes time to check the workpiece condition and to obtain the accuracy of the hole, and the operating rate of the laser cutting machine decreases. And the hole processing per unit time is also slow compared with punch press processing.

また、複合機を採用する場合は、金型交換および製品の取り出しのために多大の時間を要し、生産性が悪い。 In addition, when a multi-function machine is employed, a great deal of time is required for mold replacement and product removal, and productivity is poor.

そこで、本発明のブランクピアス加工方法およびブランク加工用治具は、この様な従来の持つ問題点を解決するためになされたもので、パンチプレス加工用単能機およびレーザ切断加工用単能機のそれぞれの長所を組合せることにより、ワークの材質、表面処理等の仕様が変わる毎のワーク加工基準位置の設定作業時間を少なくして生産性を向上させ、しかもワークの熱膨張による製品外周輪郭位置のずれを極小にするブランクピアス加工方法およびブランク加工用治具を提供することを目的としている。 Therefore, the blank piercing method and the blank processing jig according to the present invention have been made in order to solve the above-described conventional problems, and are a single machine for punch press processing and a single machine for laser cutting. By combining the advantages of each, the setting time of the workpiece machining reference position every time the workpiece material, surface treatment, etc. changes, reduces work time and improves productivity, and the product outer contour due to workpiece thermal expansion An object of the present invention is to provide a blank piercing method and a blank processing jig that minimize the positional deviation.

上記目的を達成するために、請求項1の発明は、パンチプレス加工機によりピアス加工を施した後、レーザ切断加工機によりブランク加工を施す板金の加工方法において、前記ブランク加工は、ウエイティングステーションおよび加工ステーションを備えたレーザ切断加工機を使用し、前記ウエイティングステーションに前記レーザ切断加工治具を固着する工程と、前記レーザ切断加工治具に立設した丸ピンに、ワークに穿設したワーク基準穴を嵌合するとともに、前記レーザ切断加工治具に立設した他の丸ピンに、ワークに穿設した長丸穴を嵌合し、次いで、これ等が前記ウエイティングステーションから前記加工ステーションに移動された後、前記ワーク基準穴から最も離れた前記ワーク部位からブランク加工を開始する工程とを、含むことを特徴とするブランクピアス加工方法である。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a sheet metal working method in which a piercing process is performed by a punch press machine and then a blank process is performed by a laser cutting machine. And using a laser cutting machine equipped with a processing station, a step of adhering the laser cutting jig to the weighting station and a round pin standing on the laser cutting jig were drilled in the workpiece A work reference hole is fitted, and an elongated round hole drilled in the work is fitted to another round pin standing on the laser cutting jig, and these are then processed from the weighting station by the machining. A blanking process is started from the workpiece part farthest from the workpiece reference hole after being moved to the station. A blank piercing method comprising and.

ここで、本明細書でいう「ブランクピアス加工」とは、板金から製品の輪郭内に備える丸とか角穴等の小穴を打ち抜くためのピアス加工と製品の外周輪郭を切り抜くブランク加工とを組合せた加工処理である。 Here, “blank piercing” in this specification is a combination of piercing for punching a small hole such as a round or square hole provided in the contour of a product from a sheet metal and a blank processing for cutting out the outer peripheral contour of the product. Processing.

また、本明細書でいう「光電子センサー」とは、レーザヘッドの機械座標原点からのワーク位置のずれ量を検出するもので、光ファイバーから送られる赤いライトビームを集光レンズを介して透過させて物体の表面上で集光する。ビームが物体の端を通過する時、ビーム光の反射強度を測定することにより形状を決定する。この形状データを取り込み、NC制御により機械座標原点からのワーク位置の偏差量を補正する。なお、ワークとして鉄、アルミニュウーム、ステンレスは好適だが、反射率の低いセラミックは好ましくない。 In addition, the “photoelectronic sensor” in this specification is a device that detects the amount of deviation of the work position from the mechanical coordinate origin of the laser head, and transmits a red light beam transmitted from an optical fiber through a condenser lens. Focus on the surface of the object. When the beam passes the edge of the object, the shape is determined by measuring the reflection intensity of the beam light. This shape data is taken in, and the deviation amount of the workpiece position from the machine coordinate origin is corrected by NC control. Note that iron, aluminum, and stainless steel are suitable for the workpiece, but ceramics with low reflectivity are not preferred.

製品外周輪郭内の小穴および捨て穴等のピアス加工をパンチプレス加工機により行い、製品の外周輪郭および大穴のブランク加工をレーザ切断加工機により行なうものである。加工治具として光電子センサーによる治具位置測定用穴を設けることにより、材質等ワークの仕様が変わる度に実施する面倒な加工基準位置および感度設定作業の時間を短縮し、生産性を向上させることができる。また、ワークの熱膨張による製品外周輪郭のブランク加工位置のずれを防止し、加工精度を向上させることができるという効果を奏するものである。即ち、二種類の単能機の長所を利用することによって、プレス加工の能率向上およびレーザ切断加工の精度を向上できる。 Piercing processing such as small holes and disposal holes in the outer peripheral contour of the product is performed by a punch press processing machine, and blank processing of the outer peripheral contour and large holes of the product is performed by a laser cutting processing machine. By providing a hole for measuring the position of a jig with an optoelectronic sensor as a machining jig, it is possible to shorten the time required for troublesome machining reference position and sensitivity setting work each time the specifications of the workpiece such as material change, and improve productivity. Can do. Further, it is possible to prevent the blank processing position of the product outer peripheral contour from being shifted due to the thermal expansion of the workpiece and improve the processing accuracy. That is, by using the advantages of the two types of single-function machines, it is possible to improve the efficiency of press working and the accuracy of laser cutting.

本発明の実施の形態を、添付図面に例示した本発明の実施例に基づいて以下に具体的に説明する。 Embodiments of the present invention will be specifically described below based on the embodiments of the present invention illustrated in the accompanying drawings.

先ず、本発明の実施例について、図1、2および図4〜図12を参照しながら説明する。図1は、パンチプレス加工機の全体平面図である。図2は、レーザ切断加工機の全体平面図である。図4は、レーザ切断加工機の全体斜視図である。図5は、レーザヘッドの斜視図である。図6は、光電子センサーの断面図である。図7は、レーザ切断加工治具の平面図である。図8は、レーザ切断加工治具にワークをセットした状態を示す平面図である。図9は、ワークの熱膨張の状況を示す長丸および丸穴近傍の拡大図である。図10は、ブランクピアス加工される製品の平面図である。図11は、同上、ブランクピアス加工されるワーク上における製品の配列図である。図12は、ワーク上における製品のレーザ切断加工の順位を示す図である。 First, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 and FIGS. FIG. 1 is an overall plan view of a punch press machine. FIG. 2 is an overall plan view of the laser cutting machine. FIG. 4 is an overall perspective view of the laser cutting machine. FIG. 5 is a perspective view of the laser head. FIG. 6 is a cross-sectional view of the optoelectronic sensor. FIG. 7 is a plan view of the laser cutting jig. FIG. 8 is a plan view showing a state in which a workpiece is set on the laser cutting jig. FIG. 9 is an enlarged view of the vicinity of an oval and a round hole showing the state of thermal expansion of the workpiece. FIG. 10 is a plan view of a product to be blank pierced. FIG. 11 is an arrangement diagram of products on a workpiece to be blank pierced. FIG. 12 is a diagram showing the order of laser cutting processing of products on a workpiece.

図1に示すように、パンチプレス加工機Pの要部は、テーブル7の上にワーク1が載置され、テーブル7とともに、ワーク1がX、Y軸方向に移動する。また、ワーク1に対し垂直(Z軸方向)に往復運動するツールヘッド3およびこれに取付ける金型31等から構成される。 As shown in FIG. 1, the main part of the punch press machine P has a workpiece 1 placed on a table 7 and the workpiece 1 moves in the X and Y axis directions together with the table 7. The tool head 3 includes a tool head 3 that reciprocates vertically (Z-axis direction) with respect to the workpiece 1 and a die 31 attached to the tool head 3.

図2に示すように、レーザ切断加工機Rの要部は、テーブル7の上にワーク1が載置され、このワーク1に対しX、Y、Z軸方向に相対移動するレーザヘッド4等から構成される。図4に示すように、レーザ切断加工機Rの平面配置は加工ステーション91とウエイティングステーション92とに分かれ、加工ステーション91には、レーザヘッド4の移動領域をカバーできる大きさの加工テーブル71が設置され、この加工テーブル71にレーザ切断加工治具5が固着され、さらに、この上にワーク1が着脱可能に載置される。 As shown in FIG. 2, the main part of the laser cutting machine R is such that a work 1 is placed on a table 7 and a laser head 4 or the like that moves relative to the work 1 in the X, Y, and Z axis directions. Composed. As shown in FIG. 4, the planar arrangement of the laser cutting machine R is divided into a processing station 91 and a waiting station 92, and the processing station 91 has a processing table 71 having a size that can cover the moving area of the laser head 4. The laser cutting jig 5 is fixed to the machining table 71, and the workpiece 1 is detachably mounted thereon.

図4に示すように、加工ステーション91の上方において、レーザ切断加工機本体にX軸キャリッジ93およびY軸キャリッジ94がそれぞれX軸方向およびY軸方向に往復可能に架設される。X、Y軸キャリッジは、駆動手段(図示せず)によりX、Y軸方向に移動、位置決め可能に設けてある。また、X軸キャリッジ93には、駆動手段によりZ軸方向に移動、位置決め可能なZ軸キャリッジ95が設けてある。 As shown in FIG. 4, above the processing station 91, an X-axis carriage 93 and a Y-axis carriage 94 are installed on the laser cutting processing machine main body so as to be reciprocable in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively. The X and Y axis carriages are provided such that they can be moved and positioned in the X and Y axis directions by driving means (not shown). Further, the X-axis carriage 93 is provided with a Z-axis carriage 95 that can be moved and positioned in the Z-axis direction by driving means.

そして、Z軸キャリッジ95の下端部には、図5、図6に示すようにレーザヘッド4と光電子センサー6が併設され、この光電子センサー6に集光レンズ62が内蔵してあり、レーザ発振機からレーザビームがこの集光レンズ62に導かれるようになっている。また、レーザ発振機に隣接してレーザ切断加工機Rを制御するNC制御装置とレーザ発振機、サーボモータ等の電源装置が設置してある(図示せず)。ここで、レーザヘッド4は、アシストガスノズル(図示せず)を備えている。なお、光電子センサー6は、レーザ切断加工治具5およびワーク1の位置を検出するためのものである。 As shown in FIGS. 5 and 6, the laser head 4 and the photoelectric sensor 6 are provided at the lower end portion of the Z-axis carriage 95. The condenser lens 62 is built in the photoelectric sensor 6, and the laser oscillator The laser beam is guided to the condenser lens 62. Further, an NC control device for controlling the laser cutting machine R and a power supply device such as a laser oscillator and a servo motor are installed adjacent to the laser oscillator (not shown). Here, the laser head 4 includes an assist gas nozzle (not shown). The photoelectric sensor 6 is for detecting the positions of the laser cutting jig 5 and the workpiece 1.

図6に、光電子センサー6の詳細を示し、この集光レンズ62を、図7に示すレーザ切断加工治具5に備える治具位置測定用穴53の垂直上方位置に定める。次いで、光ファイバー61からの送られる赤いライトビームを集光レンズ62を介して透過させて治具位置測定用穴53の上で集光する。ビームが治具位置測定用穴53の端を通過する時、ビーム光の反射強度を測定することにより治具位置測定用穴53の形状を決定する。この形状データが取り込まれ、NC制御によりレーザヘッドの機械座標原点とレーザ切断加工治具5との偏差量が求まる。この両者の位置のずれである偏差量をレーザヘッドの機械座標に加算するだけで、レーザ切断加工治具5の定置に載置されたワーク1の位置が自動的に補正される。この様に、ワークの材質が同一仕様の場合、最初だけレーザ切断加工治具5に備える治具位置測定用穴53の位置を検出するだけで、ワーク1をレーザ切断加工治具5の上に載せ替える度に実施するワーク1の位置検出作業を省略することができる。 FIG. 6 shows details of the optoelectronic sensor 6, and the condenser lens 62 is set at a position vertically above the jig position measuring hole 53 provided in the laser cutting jig 5 shown in FIG. 7. Next, the red light beam sent from the optical fiber 61 is transmitted through the condenser lens 62 and condensed on the jig position measuring hole 53. When the beam passes through the end of the jig position measuring hole 53, the shape of the jig position measuring hole 53 is determined by measuring the reflection intensity of the beam light. This shape data is taken in, and the deviation between the machine coordinate origin of the laser head and the laser cutting jig 5 is obtained by NC control. The position of the workpiece 1 placed on the stationary position of the laser cutting jig 5 is automatically corrected by simply adding a deviation amount, which is a deviation between the two positions, to the machine coordinates of the laser head. In this way, when the workpiece material has the same specification, the workpiece 1 is placed on the laser cutting jig 5 only by detecting the position of the jig position measurement hole 53 provided in the laser cutting jig 5 only at the beginning. The work of detecting the position of the work 1 that is performed each time the work is replaced can be omitted.

図7に示すレーザ切断加工治具5は、長方形の鋼板を窓枠状に刳り貫いたもので、ウエイティングステーション92に設けられた加工テーブル72の定位置に固着され、次いで、ワーク1が載置され、そのままの状態で加工ステーション91へ移動される。ここで、加工テーブル72では、レーザ切断加工治具5は、両側の短辺枠51、51がY軸に平行に、上下の長辺枠52、52がX軸に平行にテーブルの上にセットされる。短辺枠51、51には、それぞれ治具位置測定用穴53を備えるとともに、長辺枠52の一方に、X軸に平行で一直線上に4本の丸ピン54をレーザ切断加工治具5に直立して設ける。図8に示すように、ワーク1は矩形状の板状体で、大きさはY軸方向が枠の内寸法より小さくX軸方向が枠の内寸法より短い。レーザ切断加工治具5の上にワーク1を載置するため、レーザ切断加工治具5に備えるワーク辺Bに近い丸ピン54に、ワーク1のワーク基準穴11を嵌合する。ワーク1には長辺枠52の一方に、X軸に平行で一直線上に1箇所のワーク基準穴11の他、3箇所の長丸穴12が備えられているので、同時に、これら長丸穴12もレーザ切断加工治具5に備える他の3箇所の丸ピン54に嵌合する。 The laser cutting processing jig 5 shown in FIG. 7 is a rectangular steel plate wound through in a window frame shape, fixed to a fixed position on a processing table 72 provided in a weighting station 92, and then the workpiece 1 is mounted. And moved to the processing station 91 as it is. Here, in the processing table 72, the laser cutting processing jig 5 is set on the table with the short side frames 51, 51 on both sides parallel to the Y axis and the upper and lower long side frames 52, 52 parallel to the X axis. Is done. Each of the short side frames 51 and 51 is provided with a jig position measuring hole 53, and four round pins 54 are arranged on one straight line parallel to the X axis on one side of the long side frame 52. Provide upright. As shown in FIG. 8, the workpiece 1 is a rectangular plate-like body, and the size is smaller in the Y-axis direction than the inner dimension of the frame and shorter in the X-axis direction than the inner dimension of the frame. In order to place the workpiece 1 on the laser cutting jig 5, the workpiece reference hole 11 of the workpiece 1 is fitted to the round pin 54 near the workpiece side B provided in the laser cutting jig 5. Since the work 1 is provided with one work reference hole 11 on one side of the long side frame 52 in a straight line parallel to the X axis, and three long round holes 12 are provided at the same time. 12 is also fitted to the other three round pins 54 provided in the laser cutting jig 5.

レーザ切断加工治具5のX軸方向を長辺枠52、Y軸方向を短辺枠51としたが、レーザ切断加工治具5は長辺枠52と短辺枠51とが同じ長さであっても構わない。 The X-axis direction of the laser cutting jig 5 is the long side frame 52, and the Y-axis direction is the short side frame 51. However, in the laser cutting jig 5, the long side frame 52 and the short side frame 51 have the same length. It does not matter.

以上のレーザ切断加工治具を使用してブランク加工する例について説明する。ワーク1は、材質がSPHC鋼板で、広さは1219mm×2438mm、厚さは4.5mmである。ブランクピアス加工される製品2は、図10に示すように略矩形状の輪郭21を備え、この中に3箇所の穴22および8箇所の穴23の二種類の穴を配置する。更に、各穴22の中に穴25を1箇所と輪郭21の外に穴24を1箇所配置する。これらの穴24および穴25は、レーザ切断によるブランク加工に入る前に必要であり、製品には残らない所謂捨て穴である。図11に製品2の配列を示すように、Y軸方向に9列、X軸方向に8行の合計72個の製品2をワーク1からブランクピアス加工する。なお、図12には、捨て穴である穴24、穴25を省略する。 An example of blank processing using the above laser cutting tool will be described. The workpiece 1 is made of SPHC steel plate, the width is 1219 mm × 2438 mm, and the thickness is 4.5 mm. As shown in FIG. 10, the product 2 to be subjected to blank piercing has a substantially rectangular outline 21 in which two types of holes, three holes 22 and eight holes 23, are arranged. Further, one hole 25 is arranged in each hole 22 and one hole 24 is arranged outside the contour 21. These holes 24 and 25 are so-called disposal holes that are necessary before blanking by laser cutting and do not remain in the product. As shown in the arrangement of the products 2 in FIG. 11, a total of 72 products 2, 9 columns in the Y-axis direction and 8 rows in the X-axis direction, are blank-pierced from the workpiece 1. In FIG. 12, the hole 24 and the hole 25, which are discarded holes, are omitted.

次に、製品2をブランクピアス加工する作業手順を説明する。(1)図11に示すように、ワーク1上にブランクピアス加工される製品2を配列する。図10に示すように、製品2の輪郭21内において、穴22内に1箇所ずつの穴25と8箇所の穴23との合計11箇所および輪郭21の外に1箇所の穴24をパンチプレス加工機により打ち抜く。この打ち抜き作業をワーク1上の製品2の72箇所について繰り返す。(2)次に、このワーク1をパンチプレス加工機からレーザ切断加工機Rへ移載する。このレーザ切断加工機Rのウエイティングステーション92に備える加工テーブル72に固着されたレーザ切断加工治具5に備える4本の丸ピン54に位置を定め、ワーク基準穴11を嵌合する。この時、レーザ切断加工治具5の他3箇所の丸ピン54にワーク1の3箇所の長丸穴12をも嵌合する。ここで、丸ピン54と長丸穴12との詳細な位置決めについては後述する。(3)次に、ウエイティングテーブル72にワーク1が載置されたままの状態で、加工ステーション91へ移される。(4)そして、レーザ切断加工機Rの光電子センサー6により、レーザ切断加工治具5に設けた治具位置測定用穴53の位置を検出する。この検出値を基にNC制御によりワークのレーザヘッド機械原点からの偏差量が補正され、レーザ切断加工機により、製品の穴22を3箇所および輪郭21の切り抜きの準備に入る。(5)次に、図12に示すように、ワーク1のワーク辺Aに近い列で上から下へ、そして一列が終わったら、ワーク辺Bの方向へ列をずらしながらブランク加工する。即ち、ワーク基準穴から最も離れた略対角線上のワーク部位からブランク加工を開始する。ここで、ブランク加工位置の順位の詳細については後述する。(6)製品2の輪郭21がブランク加工されると、製品2はその都度加工テーブル72の下へ搬出される。以上の様にして、ニ種類の単能機を使って、一枚のワーク1における72箇所のブランクピアス加工が終了する。なお、次のワーク1のブランク加工ついては、上記(4)に説明した治具位置測定用穴53の位置検出作業は不要であり、(5)以降は同様に処理する。 Next, an operation procedure for blank piercing the product 2 will be described. (1) As shown in FIG. 11, the products 2 to be blank pierced are arranged on the workpiece 1. As shown in FIG. 10, in the contour 21 of the product 2, a total of eleven holes 25 and eight holes 23 in the hole 22 and one hole 24 outside the contour 21 are punch-pressed. Punched with a processing machine. This punching operation is repeated for 72 locations of the product 2 on the workpiece 1. (2) Next, the workpiece 1 is transferred from the punch press machine to the laser cutting machine R. The positions of the four round pins 54 provided in the laser cutting processing jig 5 fixed to the processing table 72 provided in the weighting station 92 of the laser cutting processing machine R are determined, and the workpiece reference hole 11 is fitted. At this time, the three elongated holes 12 of the workpiece 1 are also fitted to the other three round pins 54 of the laser cutting jig 5. Here, detailed positioning of the round pin 54 and the elongated round hole 12 will be described later. (3) Next, the workpiece 1 is moved to the processing station 91 with the workpiece 1 still placed on the weighting table 72. (4) Then, the position of the jig position measuring hole 53 provided in the laser cutting processing jig 5 is detected by the optoelectronic sensor 6 of the laser cutting processing machine R. Based on this detection value, the deviation amount of the workpiece from the origin of the laser head machine is corrected by NC control, and preparations for cutting out three holes 22 and the contour 21 of the product are started by the laser cutting machine. (5) Next, as shown in FIG. 12, blanking is performed while shifting the row in the direction of the workpiece side B from the top to the bottom in the row close to the workpiece side A of the workpiece 1 and when one row is completed. That is, blanking is started from a work part on a substantially diagonal line farthest from the work reference hole. Here, the details of the ranking of blank processing positions will be described later. (6) When the contour 21 of the product 2 is blanked, the product 2 is carried out under the machining table 72 each time. As described above, the blank piercing process at 72 locations in one workpiece 1 is completed using two types of single-function machines. In addition, for the blank processing of the next workpiece 1, the position detection work of the jig position measuring hole 53 described in the above (4) is unnecessary, and the same processing is performed from (5) onward.

本発明によるパンチプレス加工機単能機とレーザ単能機とを使用してブランクピアス加工する場合、パンチプレス加工機による処理時間は10分、レーザ切断加工機による処理時間は31分で、合計41分が製品100個分の総加工時間である。なお、同一条件として、複合機を採用した場合、100個分の総加工時間として52分を要した。 In the case of blank piercing using the punch press machine single-function machine and laser single-function machine according to the present invention, the processing time by the punch press processing machine is 10 minutes and the processing time by the laser cutting machine is 31 minutes. 41 minutes is the total processing time for 100 products. In addition, when the multi-function machine was adopted as the same condition, it took 52 minutes as a total machining time for 100 pieces.

以上のように、機械が一定の条件を満たせば、二種類の単能機を採用した方が、複合機の場合より約3割程生産性が高い。ここで、一定の条件とは、複合機におけるパンチプレスのツールヘッドとレーザ切断加工機のレーザヘッドとの機械座標原点を同一にできること。また、レーザ単能機に備えるパレットチェンジャーによるワークの位置を、毎回容易に検出できること。さらに、検出された位置を基準に、第二の座標原点を想定し、そこから加工プログラムが走りブランク穴抜き加工を開始できること。そして、これ等の加工準備時間が総計2分以内の時間で速やかになされなければならない。 As described above, if the machine satisfies certain conditions, the productivity of the two types of single-function machines is about 30% higher than that of the multi-function machine. Here, the certain condition is that the machine coordinate origin of the punch press tool head and the laser cutting machine laser head in the multifunction machine can be the same. Moreover, the position of the workpiece | work by the pallet changer with which a laser single-function machine is equipped can be detected easily each time. Furthermore, the second coordinate origin is assumed based on the detected position, and the machining program can run from there to start blank punching. These processing preparation times must be made promptly within a total of 2 minutes.

以上のように穴抜き加工され、次に作用について説明する。 The punching process is performed as described above, and the operation will be described next.

レーザ切断加工治具5には、片方の長辺枠52において、X軸に平行にそれぞれ四個の丸ピン54を長辺枠52の面に直立して設ける。図8に示す最もワーク辺Bに近い丸ピン54はワーク1のワーク基準穴11との精密な嵌合を必要とし、丸ピン54は嵌合記号のh7、基準穴11は嵌合記号のH7程度の公差とすることが望ましい。また、丸ピン54と長丸穴12の短径寸法との嵌合公差も同様である。本実施例では、それぞれ、丸ピン54の直径を11.98mmに、一方、基準穴11の直径は12.05mmの寸法とした。また、長丸穴12の長径は14.00mm、短径は12.05mmとした。 In the laser cutting jig 5, four round pins 54 are provided upright on the surface of the long side frame 52 in parallel with the X axis in one long side frame 52. The round pin 54 closest to the workpiece side B shown in FIG. 8 requires precise fitting with the workpiece reference hole 11 of the workpiece 1. The round pin 54 has a fitting symbol h7, and the reference hole 11 has a fitting symbol H7. It is desirable to have a degree of tolerance. Further, the fitting tolerance between the round pin 54 and the short diameter dimension of the long round hole 12 is the same. In this embodiment, the diameter of the round pin 54 is 11.98 mm, while the diameter of the reference hole 11 is 12.05 mm. The major axis of the elongated round hole 12 was 14.00 mm, and the minor axis was 12.05 mm.

図9は、長丸穴12および穴24近傍におけるワークの熱膨張状況を示す拡大図であり、それぞれ穴の実線はブランク加工開始時の位置で、点線は加工が進行しワーク1が最大に熱膨張した時の位置を示す。ワーク1をレーザ切断加工治具5にセットするに際し、先ず、長丸穴12の長穴長径方向端部Eを丸ピン54に接するようにしてX軸方向を決める。ここで、長穴長径方向端部Eは、ワーク辺A側の部位である。前記したように、長丸穴12の長径は14.00mmで丸ピン54の直径が11.98mmなので、X軸方向のギャップが2.02mmとなり、ワーク1のX軸方向の熱膨張寸法を吸収可能である。通常、レーザ切断加工によると、経験的にワーク1のX軸方向の熱膨張寸法は最大1.5mm程度である。従って、ギャップが2.02mmの大きさは、レーザ切断加工によるワーク1の加熱による熱膨張を十分吸収可能であり、レーザ切断加工中にワーク1が熱膨張により、長穴長径方向端部Fが丸ピン54に当接して拘束されることなく自由に熱膨張する。 FIG. 9 is an enlarged view showing the state of thermal expansion of the workpiece in the vicinity of the oblong hole 12 and the hole 24. The solid line of each hole is the position at the start of blank machining, and the dotted line is the machining progress and the workpiece 1 is heated to the maximum. Indicates the position when inflated. When the workpiece 1 is set on the laser cutting jig 5, first, the X-axis direction is determined so that the long-bore long-diameter end E of the long round hole 12 is in contact with the round pin 54. Here, the long hole long-diameter direction end E is a part on the workpiece side A side. As described above, since the long diameter of the round hole 12 is 14.00 mm and the diameter of the round pin 54 is 11.98 mm, the gap in the X-axis direction is 2.02 mm, and the thermal expansion dimension of the workpiece 1 in the X-axis direction is absorbed. Is possible. Normally, according to laser cutting, the thermal expansion dimension of the workpiece 1 in the X-axis direction is about 1.5 mm at maximum. Accordingly, when the gap is 2.02 mm, the thermal expansion due to the heating of the work 1 by laser cutting can be sufficiently absorbed, and the work 1 is thermally expanded during the laser cutting, so that the long hole major axis end F is formed. It expands freely without being constrained by contacting the round pin 54.

また、長丸穴12の長穴短径方向端部Hを丸ピン54に接するようにしてY軸方向を決める。ここで、長穴短径方向端部Hは、ワーク辺C側とは反対側の部位である。前記したように、長丸穴12の短径は12.05mmで丸ピン54の直径が11.98mmであるが、Y軸方向の伸びに対しては自由状態であり、ワーク1のY軸方向の熱膨張寸法を吸収可能である。通常、レーザ切断加工によると、経験的にワーク1のY軸方向の熱膨張寸法はワーク辺Dの位置において最大であり、0.7mm程度である。 Further, the Y-axis direction is determined such that the long hole short diameter direction end H of the long round hole 12 is in contact with the round pin 54. Here, the long hole short diameter direction end portion H is a portion on the opposite side to the workpiece side C side. As described above, the short circle hole 12 has a minor axis of 12.05 mm and the round pin 54 has a diameter of 11.98 mm, but is free from elongation in the Y-axis direction. The thermal expansion dimension can be absorbed. Normally, according to laser cutting, the thermal expansion dimension of the workpiece 1 in the Y-axis direction is empirically the maximum at the position of the workpiece side D, which is about 0.7 mm.

以上のように、レーザ切断加工機によるブランク加工によりワーク1に熱の蓄積による熱膨張が生じる。図9に示すように、長丸穴12の位置はワーク基準穴11に嵌合する丸ピン54(ワーク辺B側のピン)を軸として矢印Kの方向に僅かに回転しながら移動し、点線で示す長丸穴12'がワークに最大の熱膨張が生じた際の位置となる。即ち、レーザ切断加工治具5において、長丸穴12の長穴短径方向端部G'が丸ピン54に接し、長丸穴12の長穴長径方向端部F'が丸ピン54に接する。まとめると、ワーク1は、丸ピン54(ワーク辺B側のピン)を軸として、X軸方向およびY軸方向の熱膨張を合成した矢印K方向へ、しかも、長丸穴12が丸ピン54に当接する等拘束されることなく自由に移動する。 As described above, thermal expansion due to heat accumulation occurs in the workpiece 1 by blank processing by the laser cutting machine. As shown in FIG. 9, the position of the oblong hole 12 moves while rotating slightly in the direction of the arrow K about the round pin 54 (pin on the work side B side) that fits into the work reference hole 11, and is shown by a dotted line. The long round hole 12 'shown in Fig. 5 becomes the position when the maximum thermal expansion occurs in the workpiece. That is, in the laser cutting jig 5, the long hole short diameter direction end G ′ of the long round hole 12 is in contact with the round pin 54, and the long hole long diameter direction end F ′ of the long round hole 12 is in contact with the round pin 54. . In summary, the workpiece 1 has the round pin 54 (the pin on the workpiece side B side) as an axis in the direction of the arrow K that combines the thermal expansion in the X-axis direction and the Y-axis direction. It moves freely without being constrained, such as coming into contact with.

同様に、穴24の位置はワーク基準穴11に嵌合する丸ピン54を軸として矢印Kの方向に僅かに回転しながら移動し、点線で示す穴24'がワークに最大の熱膨張が生じた際の位置となる。他の穴23、25もワーク1の熱膨張により、同様な挙動を示す。 Similarly, the position of the hole 24 moves while rotating slightly in the direction of the arrow K around the round pin 54 fitted in the workpiece reference hole 11, and the hole 24 ′ indicated by the dotted line causes maximum thermal expansion in the workpiece. The position when hit. The other holes 23 and 25 exhibit the same behavior due to the thermal expansion of the workpiece 1.

以上説明した理由により、レーザ切断加工機による製品外周輪郭のブランク加工の順序を次の要領により行なう。図12に示すように、ワーク1のワーク辺Aに近い列で、ワーク辺Dに近い製品2から矢印Mの方向へ加工を移す。即ち、ワーク基準穴から最も離れた対角線上のワーク部位からブランク加工を開始する。次いで、順次列を移してブランク加工を実施する。即ち、一列目が終了したら、次々に二列目へ、三列目へと、次々にワーク矢印Nの方向へと順次列を移してブランク加工する。この時、製品2を1個ブランク加工する毎に製品2の周囲360度方向に同じ量の熱量が伝導される。そして、製品2のブランク加工個数が増えるにつれ、長辺方向では、ワーク1の部位による残留熱量はワーク辺Aの方が、ワーク辺Bの方より大きい。また、短辺方向では、ワーク辺Dの方がワーク辺Cの方より残留熱量が大きい。なかでも、ブランク加工が終わった製品2の近傍が最も大きく変位し、未加工の部位は空気中への熱発散量も多く変位量が少ない。この様なワーク部位への熱影響の違いを勘案して、ワーク1の基準穴11を丸穴とし、他の3箇所を長丸穴12とすることにより、ブランク加工の際のレーザ熱によるワーク変位量を吸収することが可能である。即ち、ワーク辺Aに近い3箇所の穴を長丸穴形状とすることにより、ワーク1のワーク辺A方向およびワーク辺D方向への熱膨張による移動量を吸収することができる。この様にして、既に済んだプリパンチされた外周輪郭内の穴位置と、レーザ切断加工による製品の外周輪郭穴位置との誤差を±0.2mm以下に抑えることができる。以上のように、レーザ切断加工によるブランク加工に際し、ワーク辺Aの側からブランク加工を開始するので、ワーク辺Aの側は、レーザ切断熱の蓄積により熱膨張の影響が大きく、逆に、ワーク辺Bの側は熱膨張の影響が小さく熱変位量が少ない。即ち、レーザ切断初期の熱膨張が少ない間はワーク辺A側を穴抜き加工し、熱膨張の蓄積が多くなった頃は熱膨張の影響が少ないワーク辺B側へ加工位置が移動することになり、ワーク1の未加工部分の熱変位量を極力少なくすることができる。この様な理由により、丸ピン54の直径寸法に対し長丸穴12の長径および短径の寸法を最適に定めることにより、X、Y軸方向の熱変位を丸ピン54により拘束することなく自由に吸収することができる。 For the reasons described above, the blank machining order of the product outer peripheral contour by the laser cutting machine is performed according to the following procedure. As shown in FIG. 12, the machining is moved from the product 2 near the workpiece side D in the row near the workpiece side A of the workpiece 1 in the direction of the arrow M. That is, blanking is started from a work part on a diagonal line farthest from the work reference hole. Next, blank processing is performed by sequentially moving the columns. That is, when the first row is completed, the blanks are processed by sequentially moving the rows to the second row, the third row, and the workpiece arrow N one after another. At this time, every time the product 2 is blanked, the same amount of heat is conducted in the direction of 360 degrees around the product 2. As the number of blanks of the product 2 increases, in the long side direction, the residual heat amount due to the part of the work 1 is larger on the work side A than on the work side B. In the short side direction, the work side D has a larger amount of residual heat than the work side C. In particular, the vicinity of the product 2 after blanking is displaced the most, and the unprocessed portion has a large amount of heat dissipation into the air and a small amount of displacement. In consideration of the difference in the thermal effect on the workpiece part, the work hole due to laser heat at the time of blanking is formed by making the reference hole 11 of the work 1 a round hole and the other three places being an elongated round hole 12. It is possible to absorb the amount of displacement. That is, by making the three holes close to the workpiece side A into an oblong hole shape, the movement amount of the workpiece 1 due to thermal expansion in the workpiece side A direction and the workpiece side D direction can be absorbed. In this way, the error between the hole position in the pre-punched outer contour that has already been completed and the outer contour hole position of the product by laser cutting can be suppressed to ± 0.2 mm or less. As described above, blank processing is started from the side of the workpiece side A when performing blank processing by laser cutting processing. Therefore, the side of the workpiece side A is greatly affected by thermal expansion due to accumulation of laser cutting heat. On the side B side, the influence of thermal expansion is small and the amount of thermal displacement is small. That is, the workpiece side A side is punched while the thermal expansion at the initial stage of laser cutting is small, and when the accumulation of thermal expansion increases, the machining position moves to the workpiece side B side where the influence of thermal expansion is small. Thus, the amount of thermal displacement of the unprocessed portion of the work 1 can be reduced as much as possible. For these reasons, the long and short diameters of the round hole 12 are optimally determined with respect to the diameter of the round pin 54, so that the thermal displacement in the X and Y axis directions is not restricted by the round pin 54. Can be absorbed into.

即ち、ワーク1のワーク基準穴11から最も離れたワーク辺端部からレーザ切断加工機によるブランク加工を施すことにより、ワーク1はワーク基準穴11が嵌合した丸ピン54を軸にしてX軸方向に熱膨張しながら、同時にY軸方向に熱膨張しながらブランク加工される。 That is, by performing blanking with a laser cutting machine from the edge of the workpiece that is farthest from the workpiece reference hole 11 of the workpiece 1, the workpiece 1 is set in the X axis with the round pin 54 fitted with the workpiece reference hole 11 as an axis. Blank processing is performed while thermally expanding in the Y-axis direction at the same time.

この様にして、ワークの熱膨張による切断加工精度の悪化を極力抑制するとともに、同じ仕様のワークにおいては、二回以降の加工基準座標値の設定作業を省略することができる。 In this way, it is possible to suppress the deterioration of the cutting accuracy due to the thermal expansion of the workpiece as much as possible, and for the workpiece having the same specification, the setting operation of the machining reference coordinate value after the second time can be omitted.

実施例では、丸ピン54は4本、長丸穴3は3箇所、治具治具治具位置測定用穴53は2箇所として説明したが、レーザ切断加工治具5に設けた丸ピン54はワーク基準穴11用と長丸穴12用との最低2箇所でよい。従って、ワーク1に備える長丸穴12は最低1個所でよい。また、光電子センサーで測定する治具治具治具位置測定用穴53は、最低2箇所必要である。 In the embodiment, four round pins 54, three long round holes 3 and three jig jig jig position measuring holes 53 are described. However, the round pins 54 provided on the laser cutting jig 5 are described. May be at least two locations for the workpiece reference hole 11 and the oblong hole 12. Accordingly, at least one oblong hole 12 provided in the work 1 may be provided. Further, at least two jig jig position measurement holes 53 for measurement by the photoelectric sensor are required.

なお、本発明の使途は、レーザ切断加工によるブランク加工方法に限るものではない。本発明は、レーザ切断加工の場合と同じく切断加工熱がワークに蓄積されることにより、ワークが熱膨張するガスあるいはプラズマ切断等のアーク切断によるブランク加工方法の用途に使っても勿論よい。
The use of the present invention is not limited to the blank processing method by laser cutting. Needless to say, the present invention may be used for a blank processing method by arc cutting such as gas or plasma cutting in which a workpiece is thermally expanded by accumulating cutting processing heat in the workpiece as in the case of laser cutting processing.

パンチプレス加工機の全体平面図である。It is a whole top view of a punch press processing machine. レーザ切断加工機の全体平面図である。It is a whole top view of a laser cutting machine. 複合機の全体平面図である。1 is an overall plan view of a multifunction machine. 本発明の実施例に係わるレーザ切断加工機の全体斜視図である。1 is an overall perspective view of a laser cutting machine according to an embodiment of the present invention. 同上、レーザヘッドの斜視図である。It is a perspective view of a laser head same as the above. 同上、光電子センサーの断面図である。It is sectional drawing of an optoelectronic sensor same as the above. 同上、レーザ切断加工治具の平面図である。It is a top view of a laser cutting processing jig same as the above. 同上、レーザ切断加工治具にワークをセットした状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which set the workpiece | work to the laser cutting processing jig same as the above. 同上、ワークの熱膨張状況を示す長丸および丸穴近傍の拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of the vicinity of a long circle and a round hole showing the thermal expansion state of the workpiece. 同上、ブランクピアス加工される製品の平面図である。It is a top view of the product by which a blank piercing process is carried out same as the above. 同上、ブランクピアス加工されるワーク上における製品の配列図である。FIG. 3 is an array diagram of products on a workpiece to be subjected to blank piercing. 同上、ワーク上における製品のレーザ切断加工の順位を示す図である。It is a figure which shows the order | rank of the laser cutting process of the product on a workpiece | work same as the above.

符号の説明Explanation of symbols

P パンチプレス加工機
R レーザ切断加工機
J 複合機
1 ワーク
11 ワーク基準穴
12 長丸穴
2 製品
21 輪郭
22 穴
23 穴
24 穴
25 穴
3 ツールヘッド
31 金型
4 レーザヘッド
5 レーザ切断加工治具
51 短辺枠
52 長辺枠
53 治具位置測定用穴
54 丸ピン
6 光電子センサー
61 光ファイバー
62 集光レンズ
7 テーブル
71 加工テーブル
72 ウエイティングテーブル
91 加工ステーション
92 ウエイティングステーション
93 X軸キャリッジ
94 Y軸キャリッジ
95 Z軸キャリッジ
A ワーク辺
B ワーク辺
C ワーク辺
D ワーク辺
E 長穴長径方向端部
E' 長穴長径方向端部
F 長穴長径方向端部
F' 長穴長径方向端部
G 長穴短径方向端部
G' 長穴短径方向端部
H 長穴短径方向端部
H' 長穴短径方向端部
K、M、N 矢印
P Punch press machine R Laser cutting machine J Multi-function machine 1 Work piece 11 Work reference hole 12 Long round hole 2 Product 21 Outline 22 Hole 23 Hole 24 Hole 25 Hole 3 Tool head 31 Mold 4 Laser head 5 Laser cutting jig 51 Short side frame 52 Long side frame 53 Jig position measurement hole 54 Round pin 6 Photoelectric sensor 61 Optical fiber 62 Condensing lens 7 Table 71 Processing table 72 Waiting table 91 Processing station 92 Waiting station 93 X-axis carriage 94 Y-axis Carriage 95 Z-axis carriage A Work side B Work side C Work side D Work side E Long hole long diameter end E 'Long hole long diameter end F Long hole long diameter end F' Long hole long diameter end G Long hole Short hole end G 'Long hole short diameter direction end H Long hole short diameter direction end H' Long hole short diameter direction end K, M, N Arrow

Claims (1)

パンチプレス加工機によりピアス加工を施した後、
レーザ切断加工機によりブランク加工を施す板金の加工方法において、
前記ブランク加工は、ウエイティングステーションおよび加工ステーションを備えたレーザ切断加工機を使用し、
前記ウエイティングステーションに前記レーザ切断加工治具を固着する工程と、
前記レーザ切断加工治具に立設した丸ピンに、ワークに穿設したワーク基準穴を嵌合するとともに、
前記レーザ切断加工治具に立設した他の丸ピンに、ワークに穿設した長丸穴を嵌合し、
次いで、これ等が前記ウエイティングステーションから前記加工ステーションに移動された後、
前記ワーク基準穴から最も離れた前記ワーク部位からブランク加工を開始する工程とを、含むことを特徴とするブランクピアス加工方法。
After piercing with a punch press machine,
In the processing method of the sheet metal which performs blank processing with a laser cutting machine,
The blanking process uses a laser cutting machine equipped with a weighting station and a processing station,
Fixing the laser cutting jig to the waiting station;
While fitting the workpiece reference hole drilled in the workpiece to the round pin standing on the laser cutting jig,
The other round pin erected on the laser cutting jig is fitted with an elongated hole drilled in the workpiece,
Then, after these are moved from the waiting station to the processing station,
A blank piercing method, comprising the step of starting blank processing from the workpiece part farthest from the workpiece reference hole.
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