CN106794552A - 激光加工机及数控程序制作软件 - Google Patents

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Abstract

激光加工机(100)具有高度控制部(17)，该高度控制部(17)进行如下接近动作，即，在喷嘴(28)和工件(12)之间的距离大于或等于比第1距离大的第2距离的情况下，以接近速度将加工头(7)向工件(12)靠近，如果喷嘴(28)和工件(12)之间的距离变得小于或等于第2距离，则基于增益而使每1个控制周期的加工头(7)的移动量变得比以接近速度进行移动时小，将加工头(7)向工件(12)靠近至喷嘴(28)和工件(12)之间的距离成为第1距离为止，在工件(12)的非周缘部处进行接近动作的情况下，高度控制部(17)使用第1接近速度及第1增益，在工件(12)的周缘部处进行接近动作的情况下，高度控制部(17)使用比第1接近速度小的第2接近速度以及比第1增益小的第2增益，从而防止在工件(12)的周缘部进行接近动作时喷嘴(28)与工件(12)的碰撞，并且将在工件(12)的非周缘部处进行接近动作的情况下所需的时间，变得比在工件(12)的周缘部处进行接近动作的情况下所需的时间短。

Description

激光加工机及数控程序制作软件
技术领域
本发明涉及激光加工机及数控程序制作软件。
背景技术
当前，在对作为板状被加工物的工件进行激光加工而切割出多个产品的激光加工装置中，在每完成一个产品的激光加工时，使加工头向下一个产品的加工位置移动而依次进行激光加工。
将向加工位置移动后的加工头向工件靠近的动作被称为接近动作。在接近动作中，通过对与在加工头处设置的喷嘴和工件之间的距离相对应地变化的静电仿形电压进行监视，由此将加工头定位于喷嘴与工件相距第1距离的位置处。
在接近动作时，如果加工头向工件靠近至喷嘴和工件之间的距离成为比第1距离大的第2距离，则随着与工件之间的距离变小而使每1个控制周期的加工头的移动量变小，由此能够高精度地将加工头定位在喷嘴与工件相距第1距离的位置处。喷嘴与工件相距大于或等于第2距离时的加工头的移动速度被称为接近速度，用于对喷嘴和工件之间的距离变得小于第2距离之后的每1个控制周期的移动量进行决定的倍率被称为增益。
静电仿形电压的检测范围固定在以加工头为中心的规定大小的圆形形状的区域。因此，在工件的周缘部处进行接近动作等的情况下，成为在仅检测范围之中的局部存在工件的状态。在仅检测范围之中的局部存在工件的状态下，与在工件的中央部处进行接近动作的情况相比，即使加工头和工件之间的距离相同，静电仿形电压也会变小。因此，如果将接近速度及增益设为相同而在工件的周缘部处进行接近动作，则会将加工头以喷嘴和工件之间的距离比第1距离小的状态定位，如果发生过冲，则喷嘴会与工件发生碰撞。如果喷嘴与工件发生碰撞，则需要将加工头暂时远离工件之后再次向工件靠近，因此接近动作会花费时间。
在专利文献1中公开了以防止接近动作时的过冲为目的的技术。
在专利文献1所公开的发明中，为了避免由于过冲而导致的喷嘴向工件的碰撞，求出位置指令与实际的伺服电动机的位置之差即位置偏差量，基于位置偏差量将位置增益变更为校正位置增益。
专利文献1：日本特开2013-86172号公报
发明内容
在接近动作时，为了提高生产效率，希望尽可能快地移动加工头。在工件的中央部处的接近动作时，基于静电仿形电压，能够准确地检测出加工头和工件之间的距离，因此即使将加工头快速地移动，也难以出现由于过冲而导致喷嘴与工件发生碰撞的情况。在专利文献1所公开的发明中，无论进行接近动作的位置是工件的非周缘部还是周缘部，都进行相同的接近动作。因此，在专利文献1所公开的发明中，如果以不发生喷嘴与工件的碰撞的条件进行接近动作，则在工件的非周缘部处接近动作会花费超过所需的时间，因此希望生产效率的进一步提高。
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于防止在工件的周缘部处进行接近动作时的喷嘴与工件的碰撞，且将在工件的非周缘部处进行接近动作的情况下所需的时间变得比在工件的周缘部处进行接近动作的情况下所需的时间短。
为了解决上述的课题、实现目的，本发明涉及一种激光加工机，其进行使具有喷嘴的加工头向工件靠近而使喷嘴和工件之间的距离成为第1距离的接近动作，在喷嘴与工件相距第1距离的状态下，从喷嘴向工件发出由激光振荡器振荡形成的激光，从工件切出部件，
该激光加工机的特征在于，具有：传感器，其对喷嘴和工件之间的距离进行测定；以及高度控制部，该高度控制部进行如下接近动作，即，在喷嘴和工件之间的距离大于或等于比第1距离大的第2距离的情况下，以接近速度将加工头向工件靠近，如果喷嘴和工件之间的距离变得小于或等于第2距离，则基于增益而使每1个控制周期的加工头的移动量变得比以接近速度进行移动时小，将加工头向工件靠近至喷嘴和工件之间的距离成为第1距离为止，在传感器的检测范围的整体存在工件而在工件的非周缘部处进行接近动作的情况下，高度控制部使用第1接近速度及第1增益，在检测范围的局部存在工件而在工件的周缘部处进行接近动作的情况下，高度控制部使用比第1接近速度小的第2接近速度以及比第1增益小的第2增益。
发明的效果
本发明涉及的激光加工机取得下述效果，即，防止在工件的周缘部处进行接近动作时的喷嘴与工件的碰撞，且能够将在工件的非周缘部处进行接近动作的情况下所需的时间变得比在工件的周缘部处进行接近动作的情况下所需的时间短。
附图说明
图1是本发明的实施方式1涉及的激光加工机的结构图。
图2是表示在工件的非周缘部处进行接近动作的情况下，距离传感器的检测范围所包含的工件的示意图。
图3是表示在工件的周缘部处进行接近动作的情况下，距离传感器的检测范围所包含的工件的示意图。
图4是表示每1个控制周期的加工头的移动量的说明图。
图5是表示每1个控制周期的加工头的移动量的说明图。
图6是表示加工头的高度校正的一个例子的示意图。
图7是表示激光加工时的动作的流程的流程图。
图8是表示工件的外轮廓的机械坐标位置的测定位置的一个例子的概念图。
图9是表示工件的外轮廓的尺寸测定的一个例子的概念图。
图10是表示非周缘部与周缘部的边界的一个例子的示意图。
图11是表示每1个控制周期的加工头的移动量的说明图。
图12是表示每1个控制周期的加工头的移动量的说明图。
图13是本发明的实施方式3涉及的激光加工机的结构图。
图14是表示加工完成区域的一个例子的示意图。
图15是表示激光加工时的动作的流程的流程图。
图16是表示使用周缘部用的参数进行接近动作的区域的一个例子的示意图。
图17是本发明的实施方式4涉及的数控程序制作装置的结构图。
图18是适用于数控程序制作装置的计算机的结构图。
图19是数控程序制作装置的功能结构图。
图20是表示数控程序制作装置的动作的流程的流程图。
图21是表示加工路径的一个例子的示意图。
图22是表示数控程序制作部制作出的数控程序的一个例子的说明图。
具体实施方式
下面，基于附图对本发明涉及的激光加工机及数控程序制作软件的实施方式进行详细说明。此外，本发明并不限定于本实施方式。
实施方式1.
图1是本发明的实施方式1涉及的激光加工机的结构图。激光加工机100具有数控单元10、传感器数据处理部18、距离传感器19、X伺服控制部20、Y伺服控制部21、Z伺服控制部22、X伺服电动机23、Y伺服电动机24、Z伺服电动机25以及激光振荡器26。数控单元10具有主控制部13、加工机控制部14、位置控制部15以及高度控制部17。
主控制部13对激光加工机100的整体动作进行控制。加工机控制部14对激光振荡器26发送指令，对激光的产生/停止进行控制。位置控制部15及高度控制部17将XYZ各轴方向的位置指令输出至X伺服控制部20、Y伺服控制部21以及Z伺服控制部22。
距离传感器19为静电电容式的传感器，对与喷嘴28和工件12之间的静电电容相对应的电压值即静电仿形电压进行测定。传感器数据处理部18从距离传感器19读取电压值，对喷嘴28和工件12之间的距离L进行计算。距离传感器19及传感器数据处理部18构成对喷嘴28和工件12之间的距离进行测定的传感器。
X伺服控制部20将X轴方向的移动量输出至X伺服电动机23，使加工头7沿X轴进行移动。Y伺服控制部21将Y轴方向的移动量输出至Y伺服电动机24，使加工头7沿Y轴进行移动。Z伺服控制部22将Z轴方向的移动量输出至Z伺服电动机25，使加工头7沿Z轴进行移动。X伺服电动机23、Y伺服电动机24、Z伺服电动机25具有XYZ各轴的位置检测器，按照从X伺服控制部20、Y伺服控制部21或者Z伺服控制部22输入的XYZ各轴的移动量而使加工头7进行移动。
激光振荡器26基于来自加工机控制部14的指令，使在工件12的加工中使用的激光产生/停止。
基于图1对按照数控程序进行加工的情况下的控制进行说明。主控制部13对激光加工用的数控程序进行解析，对加工机控制部14、位置控制部15以及高度控制部17发送与程序的指令内容相对应的信息。
在程序指令为针对激光振荡器26的指令的情况下，主控制部13对加工机控制部14发送指令。举出针对激光振荡器26的指令的具体例子，为激光的产生/停止。来自激光振荡器26的信号经由加工机控制部14而传递至主控制部13。因此，数控单元10能够得知激光振荡器26的状况。
在程序指令为位置指令的情况下，主控制部13对位置控制部15发送移动位置及移动速度的信息。位置控制部15基于发送来的信息而计算移动距离，分配给X、Y轴，将移动量输出至X伺服控制部20及Y伺服控制部21。另外，位置控制部15还基于所输出的移动位置和来自X伺服控制部20及Y伺服控制部21的信息，进行加工头7的实际位置的管理。X伺服控制部20及Y伺服控制部21驱动X伺服电动机23及Y伺服电动机24，使加工头7相对于工件12进行相对移动。加工头7在按照数控程序的指令从喷嘴28发出激光的状态下进行移动，由此进行激光加工。另外，位置控制部15将移动位置、移动量以及剩余的移动距离的信息传递至主控制部13。
在程序指令为跟踪功能的开启/关闭的指令的情况下，主控制部13对高度控制部17发送指令信息。如果高度控制部17指示跟踪功能开启，则执行使喷嘴28和工件12之间的距离保持第1距离的跟踪功能。在执行跟踪功能的情况下，高度控制部17将从传感器数据处理部18输入的距离L的信息与预设的第1距离进行对比，为了消除距离差而对Z轴伺服控制部22输出移动量。Z伺服控制部22驱动Z伺服电动机25，使加工头7沿上下进行移动。距离传感器19输出与喷嘴28和工件12之间的距离L相对应的传感器数据，传感器数据经由传感器数据处理部18而反馈至高度控制部17。如上所述，如果由于工件12的歪斜而导致距离L变化，则传感器数据变化，基于传感器数据的变化而使Z轴位置进行变化，由此加工头7和工件12之间的距离L始终保持为第1距离。另外，高度控制部17将跟踪状况的信息传递至主控制部13。
在程序指令为接近动作的执行指令的情况下，主控制部13对高度控制部17发送接近速度及喷嘴高度的信息。高度控制部17基于发送来的信息而计算移动距离，如果指示接近动作的执行，则将Z轴方向的移动量输出至Z伺服控制部22。Z伺服控制部22基于从高度控制部17发送来的Z轴方向的移动量而驱动Z伺服电动机25，使加工头7向下进行移动。距离传感器19输出与喷嘴28和工件12之间的距离L相对应的传感器数据，传感器数据经由传感器数据处理部18而反馈至高度控制部17。高度控制部17基于从传感器数据处理部18反馈的传感器数据，使加工头7下降至喷嘴28和工件12之间的距离L成为第1距离。
在接近动作中，高度控制部17从传感器数据处理部18接收喷嘴28和工件12之间的距离L的测定结果，喷嘴28向工件12靠近至成为比第1距离大的第2距离，然后使加工头7的每1个控制周期的移动量变小。由此，即使在第1距离小于将加工头7以接近速度进行移动时的每1个控制周期的加工头7的移动量的情况下，也能够使喷嘴28与工件12相距第1距离而停止加工头7。
在激光加工的开始之前，在激光加工机100设定用于执行接近动作的参数即接近速度及增益。接近速度为将加工头7向工件12靠近的移动速度。增益为喷嘴28向工件12靠近至第2距离之后将加工头7减速时的每1个控制周期的移动量的倍率。
在实施方式1中，在工件12的周缘部处进行接近动作的情况下，将接近速度及增益两者设为比在工件12的非周缘部处进行接近动作的情况小的值。即，在工件12的非周缘部处进行接近动作的情况下，高度控制部17使用第1接近速度及第1增益，在工件12的周缘部处进行接近动作的情况下，高度控制部17使用比第1接近速度小的第2接近速度以及比第1增益小的第2增益。
首先，对针对工件12的周缘部和非周缘部而改变接近动作的条件的理由进行说明。距离传感器19的检测范围19a在以喷嘴28为中心的圆形的范围内。图2是表示在工件的非周缘部处进行接近动作的情况下，距离传感器的检测范围所包含的工件的示意图。由于在距离传感器19的检测范围19a整体存在工件12，因此由距离传感器19检测与下述静电电容相对应的静电仿形电压，即，该静电电容产生在与检测范围的面积相当的工件12和喷嘴28之间。
图3是表示在工件的周缘部处进行接近动作的情况下，距离传感器的检测范围所包含的工件的示意图。在工件12的边缘的周边处进行接近动作的情况下，仅在距离传感器19的检测范围19a的一半存在工件12。因此，如果喷嘴28和工件12之间的距离相同，则在喷嘴28和工件12之间产生的静电电容成为一半。因此，在工件12的边缘的周边处进行接近动作时，喷嘴28和工件12之间的实际距离成为基于距离传感器19的传感器数据由传感器数据处理部18检测出的距离的一半。
在这里，举例说明了在工件12的边缘的周边处的接近动作，在工件12的四角的周边处进行接近动作的情况下，喷嘴28和工件12之间的实际距离成为基于距离传感器19的传感器数据由传感器数据处理部18检测出的距离的4分之1。由此，如果以在距离传感器19的检测范围19a的局部不存在工件12的状态进行接近动作，则喷嘴28和工件12之间的实际距离成为比基于距离传感器19的传感器数据由传感器数据处理部18检测出的距离小的值。
图4是表示每1个控制周期的加工头7的移动量的说明图，示出了以接近速度＝20m/分钟、增益＝1.0进行接近动作时的每1个控制周期的加工头7的移动量。此外，在实施方式1中，激光加工机100的控制周期设为0.0050秒。在这里列举的例子中，第2距离设定为10mm，如果喷嘴28和工件12之间的距离变得小于10mm，则高度控制部17对每1个控制周期的加工头7的移动速度进行变更。以喷嘴28和工件12之间的距离大于或等于3mm且小于4mm的情况为例对图4的情况进行说明，示出喷嘴28和工件12之间的距离从4mm变为3mm期间的每1个控制周期的加工头7的移动量为0.67mm。
在喷嘴28和工件12之间的距离大于或等于10mm的情况下，加工头7以接近速度、即20m/分钟的速度进行移动。因此，在喷嘴28和工件12之间的距离大于或等于10mm的情况下的每1个控制周期的加工头7的移动量为1.67mm。
高度控制部17在由传感器数据处理部18基于距离传感器19的传感器数据检测出喷嘴28和工件12之间的距离L变得小于第2距离即10mm的时刻，开始加工头7的移动速度的减速控制。但是，在增益＝1.0的情况下，由于喷嘴28和工件12之间的距离L大于或等于9mm且小于10mm的情况下的每1个控制周期的加工头7的移动量与喷嘴28和工件12之间的距离大于或等于10mm的情况相同，因此实际上，在喷嘴28和工件12之间的距离L变得小于9mm的时刻，加工头7的移动速度发生变化。
通常，在伺服电动机相对于位置指令而产生追随延迟。因此，在将加工头7沿Z方向驱动的Z伺服电动机25，也相对于位置指令而产生追随延迟。在以接近速度＝20m/分钟、增益＝1.0进行接近动作的情况下，每1个控制周期的加工头7的移动量为喷嘴28和工件12之间的距离L的6分之1稍多，因此如果Z伺服电动机25相对于位置指令的追随延迟小于或等于5个控制周期，则即使加工头7发生过冲，喷嘴28也不会与工件12发生碰撞。
在工件12的非周缘部处进行接近动作的情况下，喷嘴28和工件12之间的距离L能够由距离传感器19及传感器数据处理部18准确地检测。因此，在工件12的非周缘部处，以接近速度＝20m/分钟、增益＝1.0这样的条件进行接近动作的情况下，如果是Z伺服电动机25相对于位置指令的追随延迟小于或等于5个控制周期的过冲，则喷嘴28不会与工件12发生碰撞。
但是，在工件12的边缘的周边处进行接近动作的情况下，喷嘴28和工件12之间的距离L成为基于距离传感器19的传感器数据由传感器数据处理部18检测出的距离的一半。因此，在工件12的边缘的周边处进行接近动作的情况下，高度控制部17在喷嘴28和工件12之间的距离L变得小于4.5mm的时刻使加工头7的移动速度进行减速。如果以接近速度＝20m/分钟、增益＝1.0这样的条件进行接近动作，则由于Z伺服电动机25相对于位置指令的追随延迟了3个控制周期，与此相应地导致喷嘴28会与工件12发生碰撞。如果喷嘴28与工件12发生碰撞，则使加工头7暂时上升之后再次重新进行接近动作，因此接近动作所需的时间会变长。
因此，在工件的周缘部处进行接近动作的情况下，需要以与非周缘部不同的条件进行接近动作，防止由于过冲而导致喷嘴28与工件12发生碰撞的情况。
在实施方式1中，在工件12的周缘部处进行接近动作的情况下，将接近速度及增益两者设得比在工件12的非周缘部处进行接近动作的情况小。
即，在工件12的周缘部处的接近动作时，将接近速度及增益两者设为比非周缘部处的接近动作所使用的值小的值。举一个例子，在非周缘部处的接近动作使用第1接近速度＝20m/分钟、第1增益＝1.0，在周缘部处的接近动作使用第2接近速度＝10m/分钟、第2增益＝0.5。
图5是表示每1个控制周期的加工头7的移动量的说明图，示出了以接近速度＝10m/分钟、增益＝0.5进行接近动作时的每1个控制周期的加工头7的移动量。如上所述，激光加工机100的控制周期为0.0050秒。在设为接近速度＝10m/分钟、增益＝0.5的情况下，直至基于距离传感器19的传感器数据由传感器数据处理部18检测出的喷嘴28和工件12之间的距离L变得小于9mm为止，加工头7在1个控制周期中，加工头7移动0.83mm。因此，在加工头7的移动速度的减速即将开始之前的时刻，加工头7每1个控制周期移动0.83mm，因此如果是Z伺服电动机25的追随延迟小于或等于10个控制周期的过冲，则喷嘴28不会与工件12发生碰撞。
在设为接近速度＝10m/分钟、增益＝0.5的情况下，在喷嘴28和工件12之间的距离L大于或等于1mm且小于2mm的状态下的每1个控制周期的加工头7的移动量为0.083mm，因此如果第1距离为1mm，则能够以0.083mm的精度进行定位。
此外，如果在工件12的周缘部处进行接近动作，则喷嘴28和工件12之间的距离会变得比作为目标的距离小。因此，在工件12的周缘部处进行接近动作的情况下，通过在最后使加工头7进行上升，由此对喷嘴28和工件12之间的距离L进行校正。
举出具体例子进行说明，在仅距离传感器19的检测范围19a的一半存在工件12的情况下，基于距离传感器19的传感器数据由传感器数据处理部18检测出的距离成为实际距离的2倍。因此，如果试图使加工头7移动至喷嘴28和工件12之间的距离L成为第1距离，则加工头7停止于喷嘴28和工件12之间的距离L成为第1距离的一半的位置处。因此，通过在接近动作的最后使加工头7上升第1距离的1/2，由此使喷嘴28和工件12之间的距离成为第1距离。
图6是表示加工头的高度校正的一个例子的示意图。在本例中，第1距离设为H。在仅距离传感器19的检测范围19a的一半存在工件12、加工头7停止于喷嘴28和工件12之间的距离L为第1距离H的一半的位置处的情况下，在接近动作的最后，进行使加工头7上升第1距离H的1/2的校正动作。由此，校正后的喷嘴28和工件12之间的距离成为第1距离H。
同样地，在仅距离传感器19的检测范围19a的4分之1存在工件12的情况下，基于距离传感器19的传感器数据由传感器数据处理部18检测出的距离成为实际距离的4倍。因此，如果试图使加工头7移动至喷嘴28和工件12之间的距离L成为第1距离，则加工头7停止于喷嘴28和工件12之间的距离L成为第1距离的4分之1的位置处。因此，通过在接近动作的最后使加工头7上升第1距离的3/4，由此使喷嘴28和工件12之间的距离成为第1距离。通过在接近动作的最后进行基于距离传感器19的检测范围19a所包含的工件12的比例而使加工头7上升的校正动作，从而即使在工件12的周缘部处的接近动作中，也能够以喷嘴28和工件12之间的距离为第1距离的状态将加工头7定位。
图7是表示激光加工时的动作的流程的流程图。此外，图7所示的流程图中的一系列动作是以工件12为矩形形状为前提的。
在这里，假设工件12的非周缘部处的接近动作用的参数即第1接近速度及第1增益设定为接近速度＝20m/分钟、增益＝1.0。另一方面，假设工件12的周缘部处的接近动作用的参数即第2接近速度及第2增益设定为接近速度＝10m/分钟、增益＝0.5。此外，周缘部尺寸是比距离传感器19的检测范围19a的直径小的值，举一个例子，设定为与距离传感器19的检测范围19a的半径相同的值。因此，在工件12的周缘部处，在距离传感器19的检测范围19a的局部存在工件12，在工件12的非周缘部处，在距离传感器19的检测范围19a的整体存在工件12。在本例中，距离传感器19的检测范围的半径为10mm，假设周缘部尺寸设定为10mm。
如果开始激光加工，则主控制部13通过对工件12的外轮廓的3处的机械坐标位置进行测定，由此对在XY平面内的工件12的倾斜度进行计算(步骤S101)。由于工件12为矩形形状，因此通过对相邻的2个边缘的3处进行测定，能够计算出在XY平面内的倾斜度。图8是表示工件的外轮廓的机械坐标位置的测定位置的一个例子的概念图。在图8所示的例子中，对工件12长边上的P1点及P2点、短边上的P3点的机械坐标位置进行了测定。此外，机械坐标位置是通过向X伺服电动机23及Y伺服电动机24发送的指令而表示的激光加工机100的机械性坐标位置。由此，在下面的处理中，主控制部13一边对工件12在XY平面内的倾斜度进行校正一边进行处理。
接下来，主控制部13对工件12的尺寸进行测定(步骤S102)。图9是表示工件的外轮廓的尺寸测定的一个例子的概念图。如图9所示，由于工件12为矩形形状，因此能够对纵横的尺寸进行测定。在对工件12的尺寸进行测定时，对在步骤S101中计算出的工件12在XY平面内的倾斜度进行校正，对工件12的实际纵横尺寸进行测定。
在工件12的测定结束的时刻，能够将工件12区别为非周缘部和周缘部。图10是表示非周缘部与周缘部的边界的一个例子的示意图。在本例中，由于周缘部尺寸设定为10mm，因此工件12的从外轮廓起10mm的外框状的区域即外周部分251成为周缘部，除去外周部分251后的矩形形状的区域即中央部252成为非周缘部。
主控制部13按照数控程序中的加工头移动命令使加工头7向加工开始位置进行移动(步骤S103)。
在使加工头7向加工开始位置移动之后，主控制部13执行数控程序中的接近命令(步骤S104)。主控制部13在执行接近命令时，判断加工头7停止的位置是否为工件12的周缘部(步骤S105)。即，判断加工头7是否停止于工件12的外周部分251。如果加工头7停止的位置为工件12的周缘部(步骤S105/Yes)，则高度控制部17基于来自主控制部13的指令而使用周缘部用的参数执行接近动作(步骤S106)。即，以接近速度＝10m/分钟、增益＝0.5而使加工头7向工件12靠近，在最后使加工头7上升，使喷嘴28和工件12之间的距离L成为第1距离。如果加工头7停止的位置不是工件12的周缘部(步骤S105/No)，则高度控制部17使用非周缘部用的参数执行接近动作(步骤S107)。即，以接近速度＝20m/分钟、增益＝1.0而使加工头7向工件12靠近，使喷嘴28和工件12之间的距离L成为第1距离。
在以喷嘴28和工件12之间的距离L成为第1距离的状态将加工头7定位之后，主控制部13按照数控程序对部件进行激光加工(步骤S108)。激光加工是通过在使激光产生的状态下使加工头7在XY平面内移动而进行的。
主控制部13在对应于一个部件的激光加工结束而使激光停止之后，按照数控程序使加工头7上升(步骤S109)。如果加工了全部部件(步骤S110/Yes)，则结束对工件12的激光加工。如果未加工完全部部件(步骤S110/No)，则主控制部13按照数控程序中的加工头移动命令使加工头7向下一个进行加工的部件的加工开始位置移动(步骤S111)。步骤S111之后，进入至步骤S104，执行接近命令。
实施方式1涉及的激光加工机100，针对在工件12的周缘部处进行接近动作的情况和在非周缘部处进行接近动作的情况，对接近速度及增益进行变更。具体地说，在工件12的非周缘部处进行接近动作的情况下使用第1接近速度及第1增益，在工件12的周缘部处进行接近动作的情况下，使用比第1接近速度小的第2接近速度以及比第1增益小的第2增益。由此，能够防止在工件12的周缘部处进行接近时喷嘴28与工件12发生碰撞，并且在工件12的非周缘部处进行接近时，与在周缘部处进行接近的情况相比使加工头7高速地进行移动，能够使接近动作所需的时间比在周缘部处进行接近动作的情况短。
另外，能够从工件12的周缘部切出部件，因此能够提高工件12的利用效率。
实施方式2.
本发明的实施方式2涉及的激光加工机的装置结构与实施方式1相同。在实施方式2中，在工件12的非周缘部处进行接近动作的情况下，高度控制部17使用工件12的非周缘部处的接近动作用的参数即第1接近速度及第1增益，在工件12的周缘部处进行接近动作的情况下，高度控制部17使用工件12的周缘部处的接近动作用的参数即第2接近速度及第1增益。即，无论是工件12的周缘部处的接近动作还是工件12的非周缘部处的接近动作，高度控制部17都使用第1增益。此外，第2接近速度是比第1接近速度小的值。举出具体例子，工件12的非周缘部处的接近动作用的参数设定为接近速度＝20m/分钟、增益＝1.0，工件12的周缘部处的接近动作用的参数设定为接近速度＝5m/分钟、增益＝1.0。
图11是表示每1个控制周期的加工头7的移动量的说明图，示出了以接近速度＝5m/分钟、增益＝1.0进行的接近动作时的每1个控制周期的加工头7的移动量。此外，在实施方式2中，激光加工机100的控制周期设为0.0050秒。基于距离传感器19的传感器数据由传感器数据处理部18检测出的喷嘴28和工件12之间的距离L变得小于9mm之后的每1个控制周期的加工头7的移动量，与图5所示的以接近速度＝10m/分钟、增益＝0.5进行的接近动作相同。即，如果以接近速度＝5m/分钟、增益＝1.0进行接近动作，则能够以与接近速度＝10m/分钟、增益＝0.5的情况相同的精度进行Z轴方向的定位。
在设为接近速度＝5m/分钟、增益＝1.0的情况下，直至基于距离传感器19的传感器数据由传感器数据处理部18检测出的喷嘴28和工件12之间的距离L变得小于9mm为止，加工头7在1个控制周期中移动0.42mm。因此，在加工头7的移动速度的减速即将开始之前的时刻，加工头7每1个控制周期移动0.42mm，因此如果是Z伺服电动机25的追随延迟小于或等于21个控制周期的过冲，则喷嘴28不会与工件12发生碰撞。
因此，在工件12的周缘部处进行接近动作的情况下，即使与在工件12的非周缘部处进行接近动作的情况相比，仅使接近速度变小，也能够防止由于过冲而导致喷嘴28与工件12发生碰撞的情况。
此外，如果仅使接近速度变小，则直至加工头7到达至喷嘴28和工件12之间的距离L成为第2距离的位置处为止的时间会变长。具体地说，在设为接近速度＝5m/分钟、增益＝1.0的情况下，在喷嘴28和工件12之间的距离L大于或等于10mm时的每1个控制周期的加工头7的移动量为0.42mm，是在接近速度＝10m/分钟、增益＝0.5的情况下的一半。因此，在设为接近速度＝5m/分钟、增益＝1.0的情况下，直至加工头7到达至喷嘴28和工件12之间的距离L成为第2距离的位置处为止所需的时间成为在接近速度＝10m/分钟、增益＝0.5的情况下的2倍。
因此，即使如实施方式2这样仅使接近速度变小，也取得防止由于过冲导致的喷嘴28与工件12的碰撞的效果，但通过如实施方式1那样使接近速度及增益两者变小，在防止由于过冲导致的喷嘴28与工件12的碰撞的效果的基础上，还取得能够使接近动作所需的时间变短这样的效果。
此外，在上述的说明中列举了下述例子，即：在工件12的周缘部处进行接近动作的情况下，与在工件12的非周缘部处进行接近动作的情况相比仅使接近速度变小，但也可以仅使增益变小。在仅使增益变小的情况下，在工件12的非周缘部处进行接近动作时，高度控制部17使用工件12的非周缘部处的接近动作用的参数即第1接近速度及第1增益，在工件12的周缘部处进行接近动作时，高度控制部17使用工件12的周缘部处的接近动作用的参数即第1接近速度及第2增益。即，无论是工件12的周缘部处的接近动作还是工件12的非周缘部处的接近动作，高度控制部17都使用第1接近速度。此外，第2增益是比第1增益小的值。举出具体例子，工件12的非周缘部处的接近动作用的参数设定为接近速度＝20m/分钟、增益＝1.0，工件12的周缘部处的接近动作用的参数设定为接近速度＝20m/分钟、增益＝0.25。
图12是表示每1个控制周期的加工头7的移动量的说明图，示出了以接近速度＝20m/分钟、增益＝0.25进行接近动作时的每1个控制周期的加工头7的移动量。
通过使增益变小，从而每1个控制周期的加工头7的移动量变小，因此加工头7相对于目标位置的定位精度变高。即，如果以接近速度＝20m/分钟、增益＝0.25进行接近动作，则在喷嘴28和工件12之间的距离L大于或等于1mm且小于2mm的状态下的每1个控制周期的加工头7的移动量为0.083mm，因此如果第1距离为1mm，则能够以精度0.083mm进行Z轴的定位。
在工件12的周缘部处进行接近动作时，与在工件12的非周缘部处进行接近动作的情况相比，在仅使增益变小的情况下，考虑到Z伺服电动机25的追随延迟，优选将第2距离设定为即使发生过冲，喷嘴28也不会与工件12发生碰撞的大小。
实施方式2涉及的激光加工机100针对在工件12的周缘部处进行接近动作的情况和在非周缘部处进行接近动作的情况，对接近速度或者增益进行变更。具体地说，在工件12的非周缘部处进行接近动作的情况下使用第1接近速度及第1增益，在工件12的周缘部处进行接近动作的情况下，使用第1增益以及比第1接近速度小的第2接近速度、或者第1接近速度以及比第1增益小的第2增益。由此，能够防止在工件12的周缘部处进行接近时喷嘴28与工件12发生碰撞，并且在工件12的非周缘部处进行接近时，与在周缘部处进行接近的情况相比使加工头7高速地进行移动，能够使接近动作所需的时间比在周缘部处进行接近动作的情况短。
在上述的说明中列举了下述例子，即：在工件12的周缘部处进行接近动作时，与在工件12的非周缘部处进行接近动作的情况相比，增益无变化而仅使接近速度变小的例子，以及接近速度无变化而仅使增益变小的例子。但是，如果是与在工件12的非周缘部处进行接近动作的情况相比，每1个控制周期的加工头7移动量变小，则也可以与在工件12的非周缘部处进行接近动作的情况相比使接近速度变小且使增益变大，也可以使增益变小且使接近速度变大。
实施方式3.
图13是本发明的实施方式3涉及的激光加工机的结构图。对与实施方式1共通的部分标注相同的标号，省略说明。实施方式3涉及的激光加工机110与实施方式1的激光加工机100相比，还具有加工完成区域存储部29。
在实施方式3中，对在加工完成区域存储部29所存储的加工完成区域信息表示的加工完成区域进行接近动作的情况下，高度控制部17使用周缘部用的参数即第2接近速度及第2增益进行接近动作。
加工完成区域是为了切出部件而进行了激光加工的区域，是包含将部件形状沿XY方向放大周缘部尺寸后的区域在内的矩形形状的区域。图14是表示加工完成区域的一个例子的示意图。图14中的由虚线包围的部分为加工完成区域300。加工完成区域300是边缘沿着与工件12的纵横方向相同的方向延伸的矩形形状，与由激光加工切出的部件的形状及方向无关。即，不仅在切出了具有与工件12的边缘平行的边缘的矩形形状的部件301后的部分的周围，而且在切出了三角形的部件302以及具有与工件12的边缘不平行的边缘的矩形形状的部件303后的部分的周围，加工完成区域300都设定为边缘沿着与工件12的纵横方向相同的方向延伸的矩形形状。
加工完成区域信息是表示加工完成区域300在工件12之上的位置的信息。
图15是表示激光加工时的动作的流程的流程图。与实施方式1相比，在步骤S108和步骤S109之间，追加了将加工完成区域信息存储至加工完成区域存储部29的处理(步骤S121)。
在通过激光加工从工件12切出大于或等于2个部件的情况下，在对第二个及其以后的部件进行的接近动作中，如果在步骤S105的处理中，加工头7停止的位置包含于在步骤S121的处理中将信息存储至加工完成区域存储部29的加工完成区域，则判断为工件12的周缘部处的接近动作，高度控制部17使用周缘部用的参数即第2接近速度及第2增益进行接近动作。因此，在加工完成区域300处进行接近动作的情况下，能够防止喷嘴28与工件12发生碰撞。由此，能够减小部件彼此的间隔，能够提高工件12的利用效率。
图16是表示使用周缘部用的参数进行接近动作的区域的一个例子的示意图。高度控制部17在工件12的外周部分251的基础上，还将加工完成区域300视为周缘部，使用第2接近速度及第2增益进行接近动作。此外，高度控制部17将通过激光加工切落的部件部分253包含于加工完成区域300，因此切落的部件部分253也被视为工件的周缘部，但如果适当地制作数控程序，则不会对切落的部件部分253进行接近动作，因此即使高度控制部17将切落的部件部分253视为工件12的周缘部，也不会发生故障。
此外，在上述的说明中，与实施方式1相同地列举了下述例子，即：在工件12的周缘部处进行接近动作时，与在工件12的非周缘部处进行接近动作的情况相比，使接近速度及增益两者变小。但是，与实施方式2相同地，也可以仅使接近速度变小或者仅使增益变小。
实施方式4.
图17是本发明的实施方式4涉及的数控程序制作装置的结构图。数控程序制作装置200是通过由计算机210执行数控程序制作软件220而构成的。换言之，执行数控程序制作软件220过程中的计算机210成为数控程序制作装置200。
图18是适用于数控程序制作装置的计算机的结构图。计算机210具有CPU(CentralProcessing Unit)211、存储部212、输入部213、显示部214、以及通信接口215。通过由CPU211执行数控程序制作软件220，由此在计算机210之上构成多个功能部。存储部212对制作数控程序时所需的信息进行存储。此外，制作数控程序时所需的信息在后面叙述。输入部213为输入装置，具体例子能够列举键盘及鼠标。显示部214为显示装置，具体例子能够列举液晶显示装置。通信接口215是用于与激光加工机120进行通信的接口。此外，激光加工机120能够应用不具备特别的结构要素的通常的装置结构。
图19是数控程序制作装置的功能结构图。在CPU 211之上形成编辑部111及数控程序制作部112。编辑部111使显示部214显示编辑画面，该编辑画面用于输入制作数控程序时所需的信息、即工件12的形状及大小、周缘部尺寸以及加工路径的信息。编辑部111将通过对输入部213的操作而输入的工件的形状及大小的信息121、周缘部的尺寸122的信息以及加工路径的信息123存储至存储部212。另外，在存储部212还存储有能够在数控程序中使用的指示124。数控程序制作部112基于在存储部212所存储的信息，制作数控程序。由数控程序制作部112制作出的数控程序经过通信接口215传输至激光加工机120。
图20是表示数控程序制作装置的动作的流程的流程图。编辑部111使显示部214显示要求输入工件12的形状及大小的画面，将通过对输入部213的操作而输入的工件的形状及大小的信息121存储至存储部212(步骤S201)。编辑部111使显示部214显示要求输入周缘部尺寸的画面，将通过对输入部213的操作而输入的周缘部尺寸122的信息存储至存储部212(步骤S202)。编辑部111使显示部214显示要求输入加工路径的画面，将通过对输入部213的操作而输入的加工路径123的信息存储至存储部212(步骤S203)。
数控程序制作部112基于在存储部212所存储的工件的形状及大小的信息121、周缘部尺寸122的信息以及加工路径的信息123而制作数控程序的命令(步骤S204)。在制作数控程序的命令时，数控程序制作部112判断所制作的命令是否为接近命令(步骤S205)。在所制作的命令不是接近命令的情况下(步骤S205/No)，使用在存储部212所登记的指示124之中的与动作相对应的指示而制作命令(步骤S206)。在所制作的命令为接近命令的情况下(步骤S205/Yes)，数控程序制作部112判断是否为工件12的周缘部处的接近命令(步骤S207)。如果是工件12的周缘部处的接近命令(步骤S207/Yes)，则数控程序制作部112使用在存储部212所存储的指示124之中的周缘部用的接近指示而制作接近命令(步骤S208)。如果是工件12的非周缘部处的接近命令(步骤S207/No)，则数控程序制作部112使用非周缘部用的接近指示而制作接近命令(步骤S209)。
在步骤S206、S208或者S209之后，数控程序制作部112基于在存储部212所存储的加工路径的信息123而判断是否直至加工结束为止制作了数控程序(步骤S210)。如果直至加工结束为止制作了数控程序(步骤S210/Yes)，则结束处理。如果没有至加工结束为止制作了数控程序(步骤S210/No)，则进入至步骤S204，继续数控程序的制作。
图21是表示加工路径的一个例子的示意图。关于例示的加工路径，在使加工头7移动至加工开始位置即A位置之后，使加工头7移动至位于工件12的周缘部的B位置，在B位置处进行接近动作，通过激光加工而切出部件。在切出部件之后，使加工头7上升而移动至位于工件12的非周缘部的C位置，在C位置处进行接近动作，通过激光加工而切出部件。在切出部件之后，使加工头7上升而使加工头7移动至位于部件的加工完成区域内的D位置，在D位置处进行接近动作，通过激光加工而切出部件。
在基于图21所例示的加工路径由数控程序制作部112制作数控程序的情况下，B位置处的接近动作为在工件12的周缘部处的接近动作，因此数控程序制作部112使用周缘部用的指示而制作接近命令。C位置处的接近动作为在工件12的非周缘部处的接近动作，因此使用非周缘部用的指示而制作接近命令。D位置处的接近动作为在加工完成区域处的接近动作，因此视为周缘部处的接近命令，使用周缘部用的指示而制作接近命令。
图22是表示数控程序制作部制作出的数控程序的一个例子的说明图，按照图21所示的加工路径进行激光加工的数控程序，即位于工件12的非周缘部的C位置处的接近命令使用了“M198”这一指示，与之相对地，位于工件12的周缘部的B位置以及位于加工完成区域的D位置处的接近命令使用了“M200”这一指示。因此，激光加工机120在执行数控程序时，能够在对M198这一指示进行处理时以第1接近速度及第1增益进行接近动作，在对M200这一指示进行处理时以第2接近速度及第2增益进行接近动作。即，激光加工机120只需基于接近命令所使用的指示的种类而改变接近速度及增益即可。
实施方式4涉及的数控程序制作装置制作下述接近命令，即：在工件12的非周缘部处进行接近动作的情况下使用第1接近速度及第1增益的接近命令；以及在工件12的周缘部处进行接近动作的情况下使用比第1接近速度小的第2接近速度以及比第1增益小的第2增益的接近命令。因此，激光加工机120只需执行数控程序，就能够针对工件12的周边部和非周缘部而变更接近速度及增益。
此外，在上述的说明中列举了下述例子，即：在制作在工件12的周缘部处进行接近动作的接近命令时，制作与在工件的非周缘部处的接近动作相比使接近速度及增益两者变小的接近命令。但是，也可以在制作在工件12的周缘部处进行接近动作的接近命令时，制作与在工件的非周缘部处进行接近动作的情况相比仅使接近速度变小或者仅使增益变小的接近命令。
标号的说明
7加工头，10数控单元，12工件，13主控制部，14加工机控制部，15位置控制部，17高度控制部，18传感器数据处理部，19距离传感器，19a检测范围，20 X伺服控制部，21 Y伺服控制部，22 Z伺服控制部，23 X伺服电动机，24 Y伺服电动机，25 Z伺服电动机，26激光振荡器，28喷嘴，29加工完成区域存储部，100、110、120激光加工机，111编辑部，112数控程序制作部，121工件的形状及大小，122周缘部的尺寸，123加工路径，124指示，200数控程序制作装置，210计算机，211 CPU，212存储部，213输入部，214显示部，215通信接口，220数控程序制作软件，251外周部分，252中央部，253部件脱落部分，300加工完成区域。

Claims (8)

1.一种激光加工机，其进行使具有喷嘴的加工头向工件靠近而使所述喷嘴和所述工件之间的距离成为第1距离的接近动作，在所述喷嘴与所述工件相距所述第1距离的状态下，从所述喷嘴向所述工件发出由激光振荡器振荡形成的激光，从所述工件切出部件，
该激光加工机的特征在于，具有：
传感器，其对所述喷嘴和所述工件之间的距离进行测定；以及
高度控制部，其进行如下所述接近动作，即，在所述喷嘴和所述工件之间的距离大于或等于比所述第1距离大的第2距离的情况下，以接近速度将所述加工头向所述工件靠近，如果所述喷嘴和所述工件之间的距离变得小于或等于所述第2距离，则基于增益而使每1个控制周期的所述加工头的移动量变得比以所述接近速度进行移动时小，将所述加工头向所述工件靠近至所述喷嘴和所述工件之间的距离成为所述第1距离为止，
在所述传感器的检测范围的整体存在所述工件而在所述工件的非周缘部处进行所述接近动作的情况下，所述高度控制部使用第1接近速度及第1增益，
在所述检测范围的局部存在所述工件而在所述工件的周缘部处进行所述接近动作的情况下，所述高度控制部使用比所述第1接近速度小的第2接近速度以及比所述第1增益小的第2增益。
2.根据权利要求1所述的激光加工机，其特征在于，
具有加工完成区域存储部，该加工完成区域存储部对从所述工件切出所述部件后的加工完成区域进行存储，
在所述加工完成区域处进行所述接近动作的情况下，所述高度控制部使用所述第2接近速度及所述第2增益。
3.一种激光加工机，其进行使具有喷嘴的加工头向工件靠近而使所述喷嘴和所述工件之间的距离成为第1距离的接近动作，在所述喷嘴与所述工件相距所述第1距离的状态下，从所述喷嘴向所述工件发出由激光振荡器振荡形成的激光，从所述工件切出部件，
该激光加工机的特征在于，具有：
传感器，其对所述喷嘴和所述工件之间的距离进行测定；以及
高度控制部，其进行如下所述接近动作，即，在所述喷嘴和所述工件之间的距离大于或等于比所述第1距离大的第2距离的情况下，以接近速度将所述加工头向所述工件靠近，如果所述喷嘴和所述工件之间的距离变得小于或等于所述第2距离，则使每1个控制周期的所述加工头的移动量变得比以所述接近速度进行移动时小，将所述加工头向所述工件靠近至所述喷嘴和所述工件之间的距离成为所述第1距离为止，
在所述传感器的检测范围的整体存在所述工件而在所述工件的非周缘部处进行所述接近动作的情况下，所述高度控制部使用第1接近速度，
在所述检测范围的局部存在所述工件而在所述工件的周缘部处进行所述接近动作的情况下，所述高度控制部使用比所述第1接近速度小的第2接近速度。
4.根据权利要求3所述的激光加工机，其特征在于，
具有加工完成区域存储部，该加工完成区域存储部对从所述工件切出所述部件后的加工完成区域进行存储，
在所述加工完成区域处进行所述接近动作的情况下，所述高度控制部使用所述第2接近速度。
5.一种数控程序制作软件，其使计算机执行制作激光加工机用的数控程序的处理，在该激光加工机中，由传感器对在加工头设置的喷嘴和所述工件之间的距离进行测定，在所述喷嘴和工件之间的距离大于或等于比第1距离大的第2距离的情况下，以接近速度将所述加工头向所述工件靠近，如果所述喷嘴和所述工件之间的距离变得小于或等于所述第2距离，则基于增益而使每1个控制周期的所述加工头的移动量变得比以所述接近速度进行移动时小，使所述加工头进行移动至所述喷嘴和所述工件之间的距离成为所述第1距离为止，由此进行接近动作，在所述喷嘴与所述工件相距所述第1距离的状态下，从所述喷嘴向所述工件发出由激光振荡器振荡形成的激光，从所述工件切出部件，
该数控程序制作软件的特征在于，
在对使所述激光加工机执行所述接近动作的接近命令进行制作的处理中，由所述计算机进行下述处理，即：
基于所述工件的大小及形状、所述工件的周缘部的尺寸以及加工路径的信息，对所述接近动作是否是在所述工件的非周缘部处进行实施判断的处理；
按照使用第1接近速度及第1增益进行所述接近动作的指示，制作在所述传感器的检测范围的整体存在所述工件而在所述工件的非周缘部处进行所述接近动作的情况下的所述接近命令的处理；以及
按照使用比所述第1接近速度小的第2接近速度以及比所述第1增益小的第2增益进行所述接近动作的指示，制作在所述检测范围的局部存在所述工件而在所述工件的周缘部处进行所述接近动作的情况下的所述接近命令的处理。
6.根据权利要求5所述的数控程序制作软件，其特征在于，
该数控程序制作软件使所述计算机执行下述处理，即，
按照使用所述第2接近速度及所述第2增益进行所述接近动作的指示，制作在从所述工件切出所述部件后的区域使所述激光加工机进行所述接近动作的接近命令的处理。
7.一种数控程序制作软件，其使计算机执行制作激光加工机用的数控程序的处理，在该激光加工机中，由传感器对在加工头设置的喷嘴和所述工件之间的距离进行测定，在所述喷嘴和工件之间的距离大于或等于比第1距离大的第2距离的情况下，以接近速度将所述加工头向所述工件靠近，如果所述喷嘴和所述工件之间的距离变得小于或等于所述第2距离，则使每1个控制周期的所述加工头的移动量变得比以所述接近速度进行移动时小，使所述加工头进行移动至所述喷嘴和所述工件之间的距离成为所述第1距离为止，由此进行接近动作，在所述喷嘴与所述工件相距所述第1距离的状态下，从所述喷嘴向所述工件发出由激光振荡器振荡形成的激光，从所述工件切出部件，
该数控程序制作软件的特征在于，
在对使所述激光加工机执行所述接近动作的接近命令进行制作的处理中，由所述计算机进行下述处理，即：
基于所述工件的大小及形状、所述工件的周缘部的尺寸以及加工路径的信息，对所述接近动作是否是在所述工件的非周缘部处进行实施判断的处理；
按照使用第1接近速度进行所述接近动作的指示，制作在所述传感器的检测范围的整体存在所述工件而在所述工件的非周缘部处进行所述接近动作的情况下的所述接近命令的处理；以及
按照使用比所述第1接近速度小的第2接近速度进行所述接近动作的指示，制作在所述检测范围的局部存在所述工件而在所述工件的周缘部处进行所述接近动作的情况下的所述接近命令的处理。
8.根据权利要求7所述的数控程序制作软件，其特征在于，
该数控程序制作软件使所述计算机执行下述处理，即，
按照使用所述第2接近速度进行所述接近动作的指示，制作在从所述工件切出所述部件后的区域使所述激光加工机进行所述接近动作的接近命令的处理。
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