JPH0749129B2 - Laser compound machine - Google Patents
Laser compound machineInfo
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- JPH0749129B2 JPH0749129B2 JP62253350A JP25335087A JPH0749129B2 JP H0749129 B2 JPH0749129 B2 JP H0749129B2 JP 62253350 A JP62253350 A JP 62253350A JP 25335087 A JP25335087 A JP 25335087A JP H0749129 B2 JPH0749129 B2 JP H0749129B2
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- JP
- Japan
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- punch
- die
- laser
- ball screw
- light receiving
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
- Punching Or Piercing (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はレーザ切断加工とパンチ加工とを１台の加工
機で行うレーザ複合加工機に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a laser composite processing machine that performs laser cutting processing and punching processing with a single processing machine.
第３図は従来のレーザ加工機におけるパンチヘッド駆動
系の正面図と第４図はその断面図を示す。図において、
（１）はパンチ、（２）はダイであり、パンチ（１）と
ダイ（２）一対でパンチヘッド部を構成する。（３）は
ボールねじ、（４）はサーボモータ（５）とボールねじ
（３）を直結するカップリング、（６）は移動径路を規
定するリニアガイドである。（７）はリニアガイド
（６）上をスライドするリニアベアリング、（８）はボ
ールねじ（３）と駆動部となるパンチ（１）またはダイ
（２）を連接するナット、（９）はパンチ（１）にプレ
ス力を与える油圧シリンダー、（10）はパンチ部とダイ
部との負荷調整を実施するためのダミ負荷、（11）はレ
ーザ加工ヘッドである。FIG. 3 is a front view of a punch head drive system in a conventional laser processing machine, and FIG. 4 is a sectional view thereof. In the figure,
(1) is a punch, (2) is a die, and a pair of punch (1) and die (2) constitutes a punch head section. (3) is a ball screw, (4) is a coupling that directly connects the servomotor (5) and the ball screw (3), and (6) is a linear guide that defines a movement path. (7) is a linear bearing that slides on the linear guide (6), (8) is a nut that connects the ball screw (3) and the punch (1) or the die (2) that is the drive unit, and (9) is the punch ( 1) is a hydraulic cylinder that applies a pressing force, 10 is a damaging load for adjusting the load on the punch part and the die part, and 11 is a laser processing head.
パンチ（１）とダイ（２）は同一のNCデータ（移動位置
指令）に対し、それぞれ独立した駆動系により駆動され
る。即ち、NCデータ指令により数値制御装置（NC装置）
を介してサーボモータ（５）に所要の回転指令が与えら
れ、カップリング（４）により連接されたボールねじ
（３）を回転し、例えばパンチ（１）をリニアガイド
（６）に沿って所定位置に移動させる。この場合、ボー
ルねじ（３）にはナット（８）との回転摩擦により、次
式で表わされる熱が発生する。The punch (1) and the die (2) are driven by independent drive systems for the same NC data (movement position command). That is, numerical control device (NC device) by NC data command
A required rotation command is given to the servo motor (5) via the ball screw (3) connected by the coupling (4) to rotate the punch (1) along the linear guide (6). Move to position. In this case, heat represented by the following equation is generated in the ball screw (3) due to rotational friction with the nut (8).
Ｑ＝ωＴ ………（１） ここで Q:発熱量（ｗ） ω：回転角速度（rad/sec） T:ナットの摩擦トルク（Ｎ・ｍ） 鋼製のボールねじ（３）は長さ1m当り100℃の温度上昇
で1mm伸びる。パンチヘッドを構成するパンチ（１）と
ダイ（２）は被加工物の打抜加工を実施した場合の“か
えり”の問題からパンチ（１）とダイ（２）の機械的な
クリアランス2/100mm程度に押える必要がある。通常の
加工機は３′×６′、４′×８′など定尺材を取り扱う
ためパンチ（１）とダイ（２）の移動距離は1.5m〜2.0m
の範囲である。従って、パンチ（１）を駆動するボール
ねじ（３）とダイ（２）を駆動するボールねじ（３）の
温度差が１℃あっても1.5/100〜2.0/100mmの位置ずれが
生ずる。Q = ωT ……… (1) where Q: heat value (w) ω: rotational angular velocity (rad / sec) T: nut friction torque (N ・ m) steel ball screw (3) has a length of 1 m The temperature rises by 100 ° C and the length increases by 1 mm. The punch (1) and the die (2) that make up the punch head have a mechanical clearance of 2/100 mm between the punch (1) and the die (2) due to the problem of "burrs" when punching a workpiece. It is necessary to hold down to a certain degree. Normal processing machines handle standard length materials such as 3'x6 'and 4'x8', so the distance traveled by the punch (1) and die (2) is 1.5m to 2.0m.
Is the range. Therefore, even if the temperature difference between the ball screw (3) that drives the punch (1) and the ball screw (3) that drives the die (2) is 1 ° C., a displacement of 1.5 / 100 to 2.0 / 100 mm occurs.
パンチとダイはそれぞれ独立したNC装置により制御され
るため、ボールねじ固有のピッチ誤差はそれぞれのNC装
置により補正することが可能であるが、温度上昇に帰因
する誤差は吸収できない。。パンチ（１）とダイ（２）
のボールねじ（３）の回転角速度ωは同一であるため、
温度上昇を同一値に押えるためには、ナットの摩擦トル
クＴを同一に保つ必要がある。Since the punch and die are controlled by independent NC devices, the pitch error peculiar to the ball screw can be corrected by each NC device, but the error due to the temperature rise cannot be absorbed. . Punch (1) and die (2)
Since the ball screw (3) has the same rotational angular velocity ω,
In order to suppress the temperature rise to the same value, it is necessary to keep the friction torque T of the nut the same.
このナットの摩擦トルクＴは Ｔ α ｆ（負荷荷重、予圧荷重） …（２） の関係があるため、パンチ（１）とダイ（２）の負荷荷
重差がそのままボールねじ（３）の温度上昇差となって
表われる。第４図から明らかなようにパンテ部とダイ部
は部品の構成からその重量比は概略パンチ部：ダイ部＝
4:1程度の差があり、かつ、パンチ（１）にはプレス力
を与えるための油圧シリンダー（９）が共に動くため、
パンチ部のナット（８）に対する負荷荷重はダイ部のナ
ット（８）に対する負荷荷重に比べ約７〜８倍となる。
実測によれば、パンチ（１）を駆動するボールねじ
（３）とダイ（２）を駆動するボールねじ（３）の温度
差が最大2.6℃となった。このため温度上昇値を同一値
に押える必要からダイ部にはダミー負荷（10）を取り付
け重量バランスを保つ必要があった。Since the friction torque T of this nut has a relationship of T α f (load load, preload load) (2), the difference in load load between the punch (1) and the die (2) directly increases the temperature of the ball screw (3). It appears as a difference. As is clear from FIG. 4, the weight ratio of the pante section and the die section is roughly the punch section: die section =
Since there is a difference of about 4: 1 and the hydraulic cylinder (9) for giving the pressing force to the punch (1) moves together,
The load applied to the punch nut (8) is about 7 to 8 times the load applied to the die nut (8).
According to the actual measurement, the maximum temperature difference between the ball screw (3) driving the punch (1) and the ball screw (3) driving the die (2) was 2.6 ° C. For this reason, it is necessary to keep the weight balance by attaching a dummy load (10) to the die part because it is necessary to keep the temperature rise value at the same value.
従来のレーザ複合加工機は以上のように構成されている
ので、重量の増加と部品点数増によるコストアップなど
多大な欠点があった。Since the conventional laser multi-tasking machine is configured as described above, it has great drawbacks such as an increase in weight and an increase in cost due to an increase in the number of parts.
この発明は上記のような問題点を解消することを目的に
なされたもので、パンチとダイの一方に半導体レーザ
を、他方に位置検出装置（PSD）を備え、パンチとダイ
の相対的位置ずれを検出するための位置検出センサとす
ることにより、ボールねじの温度上昇差によるパンチと
ダイの位置ずれ検出、その値に応じダイ部の駆動系に付
加的な移動位置指令を与え位置ずれを吸収することを目
的とするものである。The present invention has been made to solve the above problems, and a semiconductor laser is provided on one side of the punch and the die, and a position detection device (PSD) is provided on the other side. By using a position detection sensor to detect the position deviation of the punch and die due to the difference in temperature rise of the ball screw, an additional movement position command is given to the drive system of the die section according to that value to absorb the position deviation. The purpose is to do.
この発明に係るレーザ複合加工機は、パンチとダイのい
づれか一方に半導体レーザを有する投光部を、他方に位
置検出装置を有する受光部を装備するようにしたもので
ある。The laser combined processing machine according to the present invention is equipped with a light projecting section having a semiconductor laser on one of the punch and the die and a light receiving section having a position detecting device on the other.
この発明におけるレーザ複合加工機は投光部からのレー
ザ光を受光部で受け光像の位置に比例し作動電流が流れ
るようになっている。この値を基準値と比較し、パンチ
とダイの位置ずれを検知し位置ずれを修正制御する。In the laser composite processing machine according to the present invention, the operating current flows in proportion to the position of the received light image of the laser light from the light projecting portion at the light receiving portion. This value is compared with the reference value, the positional deviation between the punch and the die is detected, and the positional deviation is corrected and controlled.
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はその発明の一実施例による位置検出センサを装備し
たパンチヘッド駆動系の正面図を第２図はこの位置検出
センサの概念図を示す。第１図において（12）はパン
チ、（13）はダイであり、パンチ（12）とダイ（13）一
対でパンチヘッド部を構成する。（14）はボールねじ、
（15）はサーボモータ（16）とボールねじ（14）を直結
するカップリング（17）は移動径路を規定するリニアガ
イド、（18）はパンチ部（12）に取り付けられた位置検
出センサの受光部、（19）はダイ部（13）に取り付けら
れた位置検出センサの投光部であり、投光部（19）と受
光部（18）一対で位置検出センサを構成する。また、第
２図において、（20）は半導体レーザ（LED）、（21）
は投光レンズであり、半導体レーザ（20）と投光レンズ
（21）で位置検出センサの投光部（19）を構成する。ま
た、（22）は位置検出装置（PSD）、（23）は受光レン
ズであり、位置検出装置（22）と受光レンズ（23）で位
置検出センサの受光部（18）を構成する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First
FIG. 1 is a front view of a punch head drive system equipped with a position detection sensor according to an embodiment of the invention, and FIG. 2 is a conceptual view of this position detection sensor. In FIG. 1, (12) is a punch, and (13) is a die. The punch (12) and the die (13) make up a pair of punch heads. (14) is a ball screw,
Reference numeral (15) is a coupling (17) that directly connects the servomotor (16) and the ball screw (14), a linear guide that regulates the movement path, and (18) is light reception of a position detection sensor attached to the punch section (12). The part (19) is a light emitting part of the position detecting sensor attached to the die part (13), and the light emitting part (19) and the light receiving part (18) constitute a position detecting sensor. Further, in FIG. 2, (20) is a semiconductor laser (LED), (21)
Is a light projecting lens, and the semiconductor laser (20) and the light projecting lens (21) constitute a light projecting section (19) of the position detection sensor. Further, (22) is a position detecting device (PSD), (23) is a light receiving lens, and the position detecting device (22) and the light receiving lens (23) form a light receiving section (18) of the position detecting sensor.
その動作は従来装置と全く同様であるが、本発明の装置
においては位置検出センサの信号によりフィードバック
制御ループを構成し、ボールねじの温度上昇や摩耗によ
るパンチとダイの位置ずれを防止し、常に正常な抜加工
を可能としたものである。すなわち、半導体レーザ（2
0）より照射されたレーザ光は投光レンス（21）を介
し、受光部（18）へと導びかれる。The operation is exactly the same as the conventional device, but in the device of the present invention, a feedback control loop is formed by the signal of the position detection sensor to prevent the displacement of the punch and the die due to the temperature rise and wear of the ball screw, This enables normal punching. That is, the semiconductor laser (2
The laser light emitted from (0) is guided to the light receiving section (18) via the projection lens (21).
受光部（18）では、受光レンズ（23）を介し位置検出装
置（PSD）（22）上に光像を結ぶ。位置検出装置（22）
においては光像の位置に比例し作動電流が流れすなわ
ち、次式で表わされる作動電流が流れる。The light receiving section (18) forms an optical image on the position detecting device (PSD) (22) via the light receiving lens (23). Position detector (22)
In, the operating current flows in proportion to the position of the optical image, that is, the operating current expressed by the following equation flows.
ここで K:係数（PSDに固有の一定値） Ｘａ：光像からPSDの基準端Ａまでの距離 Ｘｂ：光像からPSDの基準端Ｂまでの距離 従って、ＩＡ＝ＩＢとなる点を位置検出センサの投光部
（19）と受光部（18）の基準点とすれば により、基準位置からの偏位すなわち、パンチとダイの
位置ずれとして検出できる。この△ｕ値は演算回路にお
いてPSDに個有の較正データにより位置情報△Ｙを出力
数値制御装置（NC装置）に伝送される。NC装置において
はこの△Ｙの値が基準値（例えば0.01mm）以上の場合ダ
イの駆動系に駆動指令を与え位置検出センサよりの出力
△Ｙが基準値以下となるようフィードバック制御を実施
する。 Here K: coefficient (constant value specific to the PSD) X a: distance from the optical image to the reference terminal A of the PSD X b: distance from the optical image to the reference terminal B of the PSD Therefore, I A = I B If the point is used as the reference point for the light emitting unit (19) and the light receiving unit (18) of the position detection sensor, Thus, the deviation from the reference position, that is, the positional deviation between the punch and die can be detected. This Δu value is transmitted to the output numerical control device (NC device) as position information ΔY by the calibration data unique to the PSD in the arithmetic circuit. In the NC device, when the value of ΔY is a reference value (for example, 0.01 mm) or more, a drive command is given to the drive system of the die and feedback control is performed so that the output ΔY from the position detection sensor becomes equal to or less than the reference value.
これにより、ボールねじの温度上昇差によるパンチとダ
イのずれ（位置誤差）は完全防止できる。As a result, the deviation (positional error) between the punch and the die due to the difference in temperature rise of the ball screw can be completely prevented.
なお、上記実施例においては、半導体レーザ（LED）と
位置検出装置（PSD）により構成された位置検出センサ
の例について説明したが、５μ以下の高分解能をもつ他
のセンサ例えば、半導体レーザとCCD素子との組み合わ
せなどでも同様の効果を奏する。In the above embodiment, the example of the position detection sensor including the semiconductor laser (LED) and the position detection device (PSD) has been described, but other sensors having a high resolution of 5 μ or less, such as the semiconductor laser and the CCD The same effect can be obtained by combining with elements.
以上のように、この発明によれば複合加工機のパンチと
ダイの駆動系に半導体レーザ（LED）と位置検出装置（P
SD）よりなる位置検出センサを使用したため、ボールね
じの温度上昇や摩耗によるパンチとダイのクリアランス
変動を完全に制御できる。よってパンチとダイを個別に
駆動するレーザ複合加工機においても安定したパンチ加
工が可能となる。As described above, according to the present invention, the semiconductor laser (LED) and the position detecting device (P
Since the position detection sensor consisting of SD) is used, it is possible to completely control the clearance variation between the punch and die due to the temperature rise and wear of the ball screw. Therefore, stable punching can be performed even in a laser compound processing machine in which a punch and a die are individually driven.
第１図はこの発明の一実施例を示すパンチヘッド駆動部
の正面図、また第２図は本発明による位置検出センサの
概念図、第３図は従来の複合加工機のパンチヘッド駆動
部を示す正面図、第４図は同じく断面図である。 図中、（１）はパンチ、（２）はダイ、（３）はボール
ねじ、（４）はカップリング、（５）はサーボモータ、
（６）はリニアガイド、（７）はリニアベアリング、
（８）はナット、（９）は油圧シリンダ、（10）はダミ
ー負荷、（11）はレーサ加工ヘッド、（12）はパンチ、
（13）はダイ、（14）はボールねじ、（15）はカップリ
ング、（16）はサーボモータ、（17）はリニアガイド、
（18）は位置検出センサの受光部、（19）は位置検出セ
ンサの投光部、（20）は半導体レーザ、（21）は投光レ
ンズ、（22）は位置検出装置、（23）は受光レンズであ
る。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。FIG. 1 is a front view of a punch head driving unit showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a conceptual view of a position detecting sensor according to the present invention, and FIG. 3 is a punch head driving unit of a conventional multi-task machine. The front view and FIG. 4 are sectional views of the same. In the figure, (1) is a punch, (2) is a die, (3) is a ball screw, (4) is a coupling, (5) is a servomotor,
(6) is a linear guide, (7) is a linear bearing,
(8) Nut, (9) Hydraulic Cylinder, (10) Dummy Load, (11) Racer Head, (12) Punch,
(13) is a die, (14) is a ball screw, (15) is a coupling, (16) is a servomotor, (17) is a linear guide,
(18) is a light receiving part of the position detection sensor, (19) is a light emitting part of the position detection sensor, (20) is a semiconductor laser, (21) is a light projecting lens, (22) is a position detection device, and (23) is It is a light receiving lens. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
るレーザビームを集光し、被加工物の切断加工を行うと
共に、一軸方向に往復移動し得るレーザ加工ヘッドと、
このレーザ加工ヘッドと背中合せに配置され、上記レー
ザ加工ヘッドと同軸方向にリニアガイドに沿って往復移
動し得るパンチ及びダイを有するパンチヘッドとを備え
たレーザ複合加工機において、上記パンチとダイのいず
れか一方に投光部を、他方に受光部を装備し、パンチと
ダイとの相対的位置ずれを検知するようにしたことを特
徴とするレーザ複合加工機。1. A laser oscillator, and a laser processing head capable of converging a laser beam output from the oscillator to cut a workpiece and reciprocating in a uniaxial direction.
A laser compound processing machine provided with a punch head having a punch and a die which are arranged back to back with the laser processing head and can reciprocate along a linear guide in a coaxial direction with the laser processing head, wherein either the punch or the die is used. A laser multi-tasking machine characterized in that a light projecting unit is provided on one side and a light receiving unit is provided on the other side to detect relative positional deviation between the punch and the die.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62253350A JPH0749129B2 (en) | 1987-10-06 | 1987-10-06 | Laser compound machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62253350A JPH0749129B2 (en) | 1987-10-06 | 1987-10-06 | Laser compound machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0195828A JPH0195828A (en) | 1989-04-13 |
| JPH0749129B2 true JPH0749129B2 (en) | 1995-05-31 |
Family
ID=17250106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62253350A Expired - Lifetime JPH0749129B2 (en) | 1987-10-06 | 1987-10-06 | Laser compound machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0749129B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104492937A (en) * | 2014-10-15 | 2015-04-08 | 上海众大汽车配件有限公司 | A mold for producing an automobile angle plate |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4765464B2 (en) * | 2005-07-29 | 2011-09-07 | 村田機械株式会社 | Tool position detector for punch press |
-
1987
- 1987-10-06 JP JP62253350A patent/JPH0749129B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104492937A (en) * | 2014-10-15 | 2015-04-08 | 上海众大汽车配件有限公司 | A mold for producing an automobile angle plate |
| CN104492937B (en) * | 2014-10-15 | 2018-06-26 | 上海众大汽车配件有限公司 | A kind of mold for being used to produce automobile gusset |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0195828A (en) | 1989-04-13 |
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