DE102011108896B4

DE102011108896B4 - System zum Erfassen von Bearbeitungsinformationen in einer Bearbeitungsvorrichtung, die an einer Bearbeitungsposition Energie oder Material zuführt

Info

Publication number: DE102011108896B4
Application number: DE102011108896.6A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Mori; Akinori Ohyama; Junichi Tezuka
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2010-08-06
Filing date: 2011-07-29
Publication date: 2022-11-03
Anticipated expiration: 2031-07-30
Also published as: JP5709173B2; US9541917B2; DE102011108896A1; US9535417B2; CN102375429B; CN102375429A; JP2012076150A; JP2012035300A; US20120035745A1; JP5091287B2; US9104194B2; US20150174680A1; US20150177739A1

Abstract

Bearbeitungsinformationserfassungssystem (1) in einer Bearbeitungsvorrichtung (2), die dazu eingerichtet ist, an einer Bearbeitungsposition Energie oder Material zuzuführen, wobei das Bearbeitungsinformationserfassungssystem umfasst:eine Positionsinformationserfassungseinheit (5), die dazu eingerichtet ist, die Positionsinformation einer Zufuhreinheit (3) für Energie und Material zu erfassen,einer Zufuhrratensteuereinheit (6), die dazu eingerichtet ist, einen Zufuhrzustandsbefehl für Energie oder Material zu empfangen, den Zufuhrzustandsbefehl in einen Steuerbefehl umzuwandeln, der die Zufuhr von Energie oder Material steuert, und den umgewandelten Steuerbefehl zum Steuern einer Zufuhrrate für Energie oder Material der Zufuhreinheit (3) zu verwenden,einer Zufuhrratenschätzeinheit (7), die dazu eingerichtet ist, den Steuerbefehl von der Steuereinheit für die Zufuhrrate (6) zu erfassen und eine geschätzte Zufuhrrate von Energie oder Material, die an einer Bearbeitungsposition auf der Grundlage des Steuerbefehls geleitet wird, zu errechnen, undeiner Ausgabeeinheit (8), die dazu eingerichtet ist, die Positionsinformation, die die Positionsinformationserfassungseinheit (5) erfasst hat, und die die geschätzte Zufuhrrate, die Zufuhrratenschätzeinheit (7) errechnet hat, auszugeben, wenn die Zufuhreinheit sich in einer der Positionsinformation entsprechenden Position befindet,wobei die Zufuhrratenschätzeinheit (7) zuvor zwischen dem Steuerbefehl und der geschätzten Zufuhrrate für Energie oder Material ermittelte zugehörige Informationen aufweist und dazu eingerichtet ist, die geschätzte Zufuhrrate aus dem Steuerbefehl und den zugehörigen Informationen zu errechnen,wobei die zugehörigen Informationen eine Berechnungsformel oder ein Parameter oder ein Plan sind,wobei die Bearbeitungsvorrichtung (2) eine Laserbearbeitungsvorrichtung ist und die Energie oder das Material ein Laserstrahl oder ein Hilfsgas ist, undwobei die Ausgabeeinheit (8) die Positionsinformation, die die Positionsinformationserfassungseinheit (5) erfasst hat, und die geschätzte Zufuhrrate, die die Zufuhrratenschätzeinheit (7) errechnet hat, als sich die Zufuhreinheit an einer der Positionsinformation entsprechenden Position befunden hat, an eine Anzeigeeinheit oder eine Speichereinheit ausgibt.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Erfassen von Bearbeitungsinformationen in einer Bearbeitungsvorrichtung bzw. -maschine, die an einer Bearbeitungsposition bzw. -stelle Energie oder Material zuführt bzw. an diese (heran)bringt.
2. Beschreibung des Standes der Technik
In einer Laserschneidvorrichtung, einer Laserschweißmaschine, einer Plasmaschneidmaschine, einer Drahtschneidmaschine, einer Maschine zum Aufbringen von Dichtmittel, einem Anstrichautomaten und in vielen anderen Bearbeitungsvorrichtungen erfolgt die Bearbeitung durch Zünden eines Laserstrahls, Erzeugen eines Lichtbogens oder durch Aufbringen eines Dichtungsmittels, d.h. Versorgen einer Be- bzw. Verarbeitungsposition mit Energie oder Material bzw. Werkstoff, während die Bearbeitungsposition oder-stelle über das Werkstück bewegt wird. Ferner werden zum Zeitpunkt der Bearbeitung - gleichzeitig mit dieser - manchmal ein Schutzgas oder ein Schweißdraht zugeführt.
In einer solchen Bearbeitungsvorrichtung wird die Position der Bearbeitungsstelle mit einer Servosteuervorrichtung bzw. einer Vorsteueranlage aufgrund von Positionsinformationen, die von einem Pulscodierer, einem linearen Maßstab o. dgl. von einem die Positionierung vornehmenden Servomotor gewonnen werden, geregelt.
Ferner werden hinsichtlich der Zufuhr des Laserstrahls, des Dichtmittels oder anderer Energie oder weiterer Materialien die optimale Zufuhrrate und andere Bearbeitungsbedingungen in Abhängigkeit von der Bearbeitungsgeschwindigkeit und der zu verarbeitenden Form oder Gestalt verändert, so dass die Befehlswerte für die Bearbeitungsbedingungen, die an das Steuergerät übermittelt werden, ebenfalls entsprechend verändert werden müssen. Zum Beispiel werden beim Zünden eines Laserstrahls, beim Zuführen eines Schweißdrahts und beim Aufbringen eines Dichtmittels die Energiezufuhrleistung zur Lasererregung, die Abzugsgeschwindigkeiten von der Drahtspule, der Öffnungsgrad des Ventils zur Dichtmittelzufuhr oder andere Bearbeitungsbedingungen verändert.
Nachdem die Steuer-bzw. Regelwerte der Bearbeitungsbedingungen an die Steuer-bzw. Regelvorrichtung übermittelt worden sind, nimmt der tatsächliche Zustand der Bearbeitung an der Bearbeitungsstelle nicht sogleich die Anpassung an die gewünschten Bearbeitungsbedingungen an. So ist zum Beispiel bei einer Laserbearbeitungsvorrichtung eine bestimmte Zeitspanne vom Zeitpunkt der Stromzufuhr an den Lasergenerator bis zum Zeitpunkt des Zündens des Laserstrahls erforderlich. Auf diese Weise ergibt sich eine gewisse Verzögerung des Ansprechens. Ferner ist die durchschnittliche Laserausgangsleistung des gerade gezündeten Laserstrahls nicht proportional zum Steuerwert. Weiterhin sind in einem anderen Fall bei der Zufuhr eines Gases oder einer Flüssigkeit zu einem Bearbeitungspunkt der Steuerwert bezüglich des Öffnungsgrades des Ventils und die gerade an den Bearbeitungspunkt zugeführte Menge nicht streng proportional.
Bei diesen verschiedenen Typen von Bearbeitungsmaschinen würde die Ausgabe von Bearbeitungsinformationen bezüglich des jeweiligen Bearbeitungszustandes am Bearbeitungspunkt einschließlich der Positionsinformation des Bearbeitungspunkts in Echtzeit gleichzeitig an eine Flüssigkristallanzeige oder andere Anzeigevorrichtung oder an ein Festplattenlaufwerk oder eine andere Speichervorrichtung beim Überwachen, bei der Entwicklung, bei der Fehlerbehebung usw. äußerst wirkungsvoll sein. Bei der Erzeugung von Laserstrahlen oder Lichtbögen und bei der Zufuhr vom Dichtmittel wird anstelle einer Regelung manchmal eine Steuerung eingesetzt. Deshalb sind das Erfassen von Bearbeitungsinformationen und das Ausgeben der Bearbeitungsinformationen in Echtzeit schwierig.
JP 2001 - 075 622 A offenbart ein Servosystem, das mit einem Servo- Steuervorrichtung ausgestattet ist, die mit einer Antriebseinrichtung, die ein gesteuertes Objekt antreibt, und mit einer Vielzahl von Servokompensationseinheiten versehen ist und die eine Anzeigevorrichtung aufweist, die die Steuerbedingungen eines gesteuerten Objekts anzeigt. Die Servo-Steuervorrichtung der JP 2001 - 075 622 A ermöglicht ein gleichzeitiges Bestätigen der Wirkung einer Servoabgleichsverarbeitung und der Zulässigkeit einer Operation und ermöglicht eine schnelle und leichte Bestimmung der Servokompensationsparameter für die Positionssteuerung. Ferner offenbart JP H07 - 204 942 A eine Überwachungseinrichtung einer Funkenerodiermaschine, die den Zustand der Änderung eines überwachten Wertes überwacht, der den Bearbeitungszustand der Funkenerodiermaschine angibt. Weiterhin offenbart JP H07 - 5 908 A ein Mess- und Überwachungssystem, das die zu messenden Signale des ausgemessenen Systems erfasst, und diese in festgelegten Zeitintervallen abfragt (sampled) und sie durch arithmetische Verarbeitung misst und überwacht und dadurch die Position, Geschwindigkeit und andere analoge und digitale Signale des Betriebs der Maschine misst und überwacht. Schließlich offenbart JP H07 - 294 558 A ein Verfahren zur Korrektur des Datentimings einer Aufzeichnungs- und Anzeigevorrichtung für eine Wellenform, die automatisch Zeitabweichungen aufgrund von Differenzen von Signalübertragungswegen von analogen Eingabe-Wellenformen und logischen Eingabe-Wellenformen entsprechend der Abfragegeschwindigkeit korrigieren.
Die in den Patentveröffentlichungen JP 2001 - 075 622 A , JP H07 - 204 942 A , JP H07 - 5 908 A und JP H07 - 294 558 A beschriebenen Vorrichtungen sind solche, die einen gemessenen Wert an eine Anzeigevorrichtung oder eine Speichervorrichtung abgeben. Es sind nicht solche, die Bearbeitungsinformationen bezüglich des aktuellen Bearbeitungszustandes an einem Bearbeitungspunkt schätzen und in Echtzeit an eine Anzeigevorrichtung oder an eine Speichervorrichtung weiterleiten. Zur Ausgabe von Bearbeitungsinformationen bezüglich des aktuellen Bearbeitungszustandes an einem Bearbeitungspunkt in Echtzeit muss einer Abschätzung zur Berechnung der Werte ausgeführt werden.
Das Dokument EP 0 442 059 A2 offenbart eine numerische Steuerung für eine Elektroerosions-Bearbeitungsvorrichtung. Es wird eine Anzeige beschrieben, die eine Bearbeitungsspur zusammen mit einer Bearbeitungsspannung anzeigt. Nach einer Auswahl eines Teils der angezeigten Bearbeitungsspur durch Festlegen eines Auswahlrechtecks werden entsprechend vergrößerte Ansichten angezeigt. Sowohl die Bearbeitungsspur als auch die Bearbeitungsspannung werden in regelmäßigen Abständen während der Durchführung eines Fertigungsprozesses abgetastet.
Das Dokument DE 695 03 810 T2 offenbart eine elektrische Entladungsvorrichtung. Eine Überwachungseinheit ist vorgesehen zum Messen einer aktuellen (elektrischen) Entladungsspannung, einer aktuellen Verarbeitungsgeschwindigkeit und einer Entladungsfehlerrate. Eine Anzeige ist vorgesehen zur Darstellung verschiedener Überwachungsmessungen von Arbeitsdaten, die mit Punkten entlang eines Bearbeitungspfades verbunden sind. Die Überwachungsmessungen können eine Messung eines Bearbeitungsortes, eine aktuelle Bearbeitungsgeschwindigkeit, eine Entladespannung, eine Aus-Zeit und eine Ein-Zeit einer an einen Draht angelegten Spannung, einen Bearbeitungsstatus, eine Gesamtzahl von Entladungen, eine Anzahl oder Rate von Entladungsfehlern und eine Entladungsleistung umfassen.
Aus dem Dokument DE 44 00 198 A1 ist eine Laserschneidmaschine bekannt. Diese umfasst einen Sensor, welcher eingerichtet ist, eine Entfernung zwischen einem Schneidkopf und einem Werkstück zu messen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist in Anspruch 1 definiert.
Gemäß einem Aspekt wird ein System zum Erfassen von Bearbeitungsinformationen (Bearbeitungsinformationserfassungssystem) in einer Bearbeitungsvorrichtung bereitgestellt, die zu einer Bearbeitungsposition Energie oder Material zuführt bzw. sie (heran)bringt, wobei das System Informationen bezüglich eines aktuellen Bearbeitungszustandes an einem Bearbeitungspunkt einschließlich der Positionsinformation des Bearbeitungspunkts schätzt und ausgibt.
Gemäß einem Aspekt wird ein System zum Erfassen von Bearbeitungsinformationen in einer Bearbeitungsvorrichtung, die zu einer Bearbeitungsposition Energie oder Material zuführt, zur Verfügung gestellt, welches System ausgestattet ist mit einer Einheit zum Erfassen einer Positionsinformation (Positionsinformationserfassungseinheit), die die Positionsinformation einer Zufuhreinheit für Energie und Material erfasst, einer Steuereinheit für eine Zufuhrrate (Zufuhrratensteuereinheit), die einen Zufuhrzustandsbefehl für Energie oder Material empfängt, die den Zufuhrzustandsbefehl in einen Steuerbefehl umwandelt, der die Zufuhr von Energie oder Material steuert, und die den umgewandelten Steuerbefehl zum Steuern einer Zufuhrrate für Energie oder Material der Zufuhreinheit verwendet, einer Schätzeinheit zum Schätzen der Zufuhrrate (Zufuhrratenschätzeinheit), die den Steuerbefehl von der Steuereinheit für die Zufuhrrate erfasst und eine geschätzte Zufuhrrate von Energie oder Material, die an einer Bearbeitungsposition auf der Grundlage des Steuerbefehls geleitet wird, errechnet, und einer Ausgabeeinheit, die die Positionsinformation, die die Einheit zum Erfassen einer Positionsinformation erfasst hat, und die die geschätzte Zufuhrrate, die die Schätzeinheit zum Schätzen der Zufuhrrate errechnet hat, ausgibt, wenn die Zufuhreinheit sich in einer der Positionsinformation entsprechenden Position befindet.
Figurenliste
Die Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden mit der nachfolgenden Erläuterung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht, in denen

1 ein Blockdiagramm ist, das den Aufbau eines Systems zum Erfassen von Bearbeitungsinformationen gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine Übersicht ist, die den speziellen Aufbau einer Laserbearbeitungsmaschine mit einem System zum Erfassen von Bearbeitungsinformationen gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen einem Stromsteuerungswert und einem Ausgangsleistungshöchstwert gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen einer Pulsfrequenz, einer relativen Einschaltdauer und einer durchschnittlichen Laserausgangsleistung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 eine Darstellung ist, die den Weg einer Laserbearbeitung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung an einem speziellen Beispiel zeigt;
6 eine Darstellung ist, die die Bearbeitung, die während der Laserbearbeitung längs des in 5 gezeigten Wegs für einen speziellen numerischen Wert erfolgt, zeigt;
7 ein Schaubild ist, das ein Beispiel der Anzeige von Bearbeitungsinformationen, die während der Bearbeitung längs des in 5 gezeigten Wegs erhalten wurden, zeigt;
8 eine Darstellung ist, die einen Weg einer Laserbearbeitung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung für ein anderes spezielles Beispiel zeigt;
9 eine Ansicht ist, das ein Beispiel einer Anzeige von Bearbeitungsinformationen, die durch Bearbeitung längs des in 8 gezeigten Wegs erhalten wurden, zeigt;
10 eine Ansicht ist, die ein Fließschaltbild für die Bearbeitung der Schätzung der Zufuhrrate gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt, und
11 eine Darstellung ist, die den speziellen Aufbau eines Systems zum Erfassen von Bearbeitungsinformationen gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung zeigt.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
1 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Systems zum Erfassen von Bearbeitungsinformationen 1 (Bearbeitungsinformationserfassungssystem) gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt. Das System zum Erfassen von Bearbeitungsinformationen 1 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in einem Teil einer Be- bzw. Verarbeitungsvorrichtung bzw. -maschine 2 vorgesehen, die an einem Bearbeitungspunkt bzw. an einer Bearbeitungsstelle Energie oder Material zuführt bzw. an diese(n) (heran)bringt.
Die Bearbeitungsmaschine 2 ist z.B. mit Bauteilen ausgestattet, die miteinander über einen bidirektionalen Bus mit z.B. einer CPU (central processing unit, Hauptrechner), einem ROM (read only memory, Festwertspeicher bzw. Nur-Lese-Speicher) und einem RAM (random access memory, Speicher mit wahlfreiem/direktem Zugriff bzw. Direktzugriffsspeicher) verbunden sind. Ferner hat die Bearbeitungsmaschine 2 eine Zufuhreinheit 3, die einem Bearbeitungspunkt mit Energie oder Material zuführt, z.B. auf einem Werkstück, und eine Steuereinheit 4 für die Zufuhrposition zum Steuern der relativen Position der Zufuhreinheit 3 mit Bezug auf den Bearbeitungspunkt.
Das System zum Erfassen von Bearbeitungsinformationen 1 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung hat eine Einheit zum Erfassen einer Positionsinformation 5 (Positionsinformationserfassungseinheit), welche die Positionsinformation der Zufuhreinheit 3 erfasst, die durch die Steuereinheit 4 an die Zufuhrposition gesteuert wird, und eine Steuereinheit für eine Zufuhrrate 6 (Zufuhrratensteuereinheit), die einen Zustandsbefehl der Bearbeitung bezüglich der Zugabe empfängt, die ihre Eingaben direkt von außen her unter Verwendung einer Tastatur, einer Maus oder dergleichen erhält oder die mit Hilfe eines Programms oder dergleichen erzeugt werden, wie dem für die Leistung einer Stromquelle für die Laseranregung, der Zufuhrrate an ein Bauteil mit einer Drahtspule, oder den Grad der Öffnung eines Zufuhrventils für Dichtmittel, und wandelt diesen Zufuhrzustandsbefehl in einen Steuerbefehl um, der die Zufuhr von Energie oder Material steuert, und verwendet den konvertierten Steuerbefehl zur Steuerung der Zufuhrrate von Energie oder Material aus der Zufuhreinheit. Ferner hat das System zum Erfassen von Bearbeitungsinformationen 1 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Schätzeinheit 7 zum Schätzen der Zufuhrrate (Zufuhrratenschätzeinheit), die den Steuerbefehl von der Steuereinheit für die Zufuhrrate 6 erfasst und diesen Steuerbefehl als die Basis für das Errechnen einer geschätzten Zufuhrrate von Energie oder Material verwendet, die geschätzt wird als die aktuell an einem Bearbeitungspunkt herrschende, und eine Ausgabeeinheit 8, die die Positionsinformation, die von der Einheit zum Erfassen der Positionsinformation erfasst worden ist, und die geschätzte Zufuhrrate, die die Schätzeinheit zum Schätzen der Zufuhrrate errechnet hat, wenn sich die Zufuhreinheit an einer Position befindet, die dieser Positionsinformation entspricht, die diese einer Betriebsperson visuell anzeigt, einem Festplattenlaufwerk oder einer anderen Speichereinheit, welche die geschätzte Zufuhrrate speichert, oder einem Ausgabegerät an einen Drucker oder ein anderes Medium ausgibt.
Ferner kann das System zum Erfassen von Bearbeitungsinformationen 1 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weiterhin eine Messvorrichtung 9 für die Zufuhrrate (Zufuhrratenmessvorrichtung) aufweisen, die im Voraus eine Beziehung zwischen einem Steuerbefehl und einer geschätzten Zufuhrrate von Energie oder Material ermittelt, z.B. eine Berechnungsformel, ein Parameter oder einen Plan (Anweisung). Für die Messvorrichtung 9 zur Bestimmung der Zufuhrrate werden zum Auffinden der Beziehung zwischen einem Steuerbefehl und einer geschätzten Zufuhrrate von Energie oder Material Versuche durchgeführt, während der Bearbeitungspunkt eines Werkstücks zur Messvorrichtung 9 für die Zufuhrrate verändert wird und die Bearbeitungsbedingungen abgeändert werden. Durch Verwendung der Messvorrichtung 9 für die Zufuhrrate zum Auffinden der Beziehung zwischen einem Steuerbefehl und einer geschätzten Zufuhrrate von Energie oder Material im Voraus kann die Schätzeinheit zum Schätzen der Zufuhrrate 7 den erfassten Steuerbefehl und eine früher ermittelte Beziehung zum genauen Berechnen der geschätzten Zufuhrrate verwenden. Man beachte, dass die Berechnungsformel, Parameter oder der Plan in einem ROM oder einer anderen Speichervorrichtung gespeichert sein kann.
Die Energie oder das Material, die von der Zufuhreinheit 3 zugeführt werden, sind eine oder mehrere Arten von Lichtwellen, Strom, Plasmastrahl (plasma stream), Gas, Flüssigkeit, Feststoff, Pulver und fein verteiltes Fluid. Insbesondere kann die Bearbeitungsmaschine 2, die ein System zum Erfassen von Bearbeitungsinformationen 1 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Laserschneidmaschine aufweist, eine Laserschweißmaschine, eine Laserwärmebehandlungsmaschine, eine Plasmaschneidmaschine, eine Lichtbogenschweißmaschine, eine Drahtschneidemaschine, eine Maschine zum Beschichten mit Dichtmittel, eine automatische Farbbeschichtungsmaschine oder dergleichen sein. Gemäß Anspruch 1 ist die Bearbeitungsvorrichtung 2 eine Laserverarbeitungsmaschine, und die zugeführte Energie oder das Material ist ein Laserstrahl oder ein Hilfsgas. Wenn die Bearbeitungsvorrichtung 2 eine Plasmabearbeitungsmaschine ist, ist die zugeführte Energie und das Material ein Lichtbogenstrom oder ein Plasmaerzeugungsstrahl oder ein Gas oder ein Schweißzusatzwerkstoff, und, wenn die Bearbeitungsvorrichtung 2 eine Bearbeitungsvorrichtung zum Beschichten mit einem Lösungsmittel ist, ist die zugeführte Energie oder das Material eine Farbe, ein Klebstoff oder ein Dichtmittel.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 2 für den Fall, dass die Bearbeitungsvorrichtung 2 beispielhaft eine Laserbearbeitungsmaschine 10 ist, der spezielle Aufbau einer Laserbearbeitungsmaschine 10 mit einem System zum Erfassen von Bearbeitungsinformationen 11 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung erläutert. Die Laserbearbeitungsmaschine 10 hat eine numerische Steuervorrichtung 12 (CNC). Die numerische Steuervorrichtung 12 umfasst ein Eingabegerät, das als Eingabe die Laserausgangs- bzw. Betriebsbedingungen oder verschiedene Daten von z.B. einer Tastatur, Maus oder dergleichen erhält.
Die numerische Steuervorrichtung 12 (NC-Gerät) liest ein NC-Programm 13 ein, das in einem ROM, RAM oder einer nicht dargestellten Speichervorrichtung oder dergleichen gespeichert ist, entschlüsselt bzw. entnimmt den Befehl für die axiale Bewegung einschließlich der Information, die die Position des Bearbeitungspunkts bestimmt, aus dem NC-Programm 13 mit einer Entschlüsselungseinheit 14 für das NC Programm und erzeugt die Bewegungsbefehle, die die Informationen über die Beträge der Bewegungen in die verschiedenen axialen Richtungen enthalten, aus den entschlüsselten axialen Bewegungsbefehlen von einem Generator 15 für die Bewegungsbefehle. Ferner werden die erzeugten Bewegungsbefehle mit Hilfe einer Sortier- bzw. Trenneinheit 16 in die Bewegungsbefehle für die X-Richtung und die Y-Richtung sowie für die Z-Richtung sortiert bzw. voneinander getrennt. Diese werden über eine Synchronisationsschnittstelle 34 an ein Servo-Steuervorrichtung 17, die den Antrieb in die axiale X-Richtung und axiale Y-Richtung für einen nicht dargestellten beweglichen Tisch, der ein Werkstück 30 aufnimmt, und ein Servo-Steuervorrichtung 18, die den Antrieb in der axialen Z-Richtung für eine Bearbeitungsdüse steuert, gesendet.
Die Servo-Steuervorrichtungen 17 und 18 steuern entsprechende Servo-Strom- bzw. Energieversorgungen 19 und 20 in Übereinstimmung mit den Bewegungsbefehlen zum Antrieb von Servomotoren 21 und 22 und erzeugen als Ergebnis hiervon die Bewegung des beweglichen Tischs in die axiale X-Richtung oder die axiale Y-Richtung und bewirken ferner, dass die Bearbeitungsdüse in die axiale Z-Richtung bewegt wird. Die aktuellen Bewegungswege des beweglichen Tischs und der Bearbeitungsdüse werden mit Hilfe korrespondierender Pulscodierer 23 und 24 bestimmt. Die Beträge dieser Bewegungen werden an die Servosteuersysteme 17 und 18 zurückgemeldet. Die Servo-Steuervorrichtungen 17 und 18 vergleichen und verarbeiten die Werte der Bewegungsbefehle, die aus den entschlüsselten axialen Bewegungsbefehlen erzeugt und an die Servo-Stromversorgungen 19 und 20 gesendet wurden, und die aktuellen Bewegungswerte, die von den Pulscodierern, 23 und 24 aufgenommen wurden, an den Rückkopplungsschaltkreis und senden Bewegungsbefehle entsprechend den Differenzen an die Servo-Stromversorgungen 19 und 20 entsprechend den Fehlern zur Ausführung einer Regelung (feedback control).
Ferner ist ein Spalt- bzw. Abstandssensor 25, der einen Spalt bzw. Abstand zwischen einem auf dem beweglichen Tisch aufgenommenen Werkstück 30 und der Bearbeitungsdüse mit Hilfe eines Kontaktstücks, das an der Bearbeitungsdüse angebracht ist, misst. Der Weg der Übertragung des Rückkopplungssignals kann mit dem Pulscodierer 24 geschaltet werden. Man beachte, dass anstelle eines einen Kontakt verwendenden Spaltsensors 25 es auch möglich ist, einen elektrostatischen Kapazitätsspaltsensor zu verwenden.
Die numerische Steuervorrichtung 12 entschlüsselt ferner einen Laserausgangsbefehl enthaltend die Laserausgangsleistung und die Pulsfrequenz, die relative Einschaltdauer und andere Informationen über den Laserstrahl in dem NC-Programm 13 an der Entschlüsselungseinheit 14 für das NC Programm, erzeugt einen Laserausgangsleistungsinformationsbefehl an der Erzeugungseinheit 26 für den Laserausgangsleistungsinformationsbefehl und sendet diesen über die Synchronisationsschnittstelle 34 an eine Lasersteuervorrichtung 27. In der Laser-Steuervorrichtung 27 wird in Übereinstimmung mit dem Laserausgangsleistungsbefehl ein Strombefehlswert errechnet, den eine Laser-Stromversorgung 28 ausgeben sollte, und wird an die Laser-Stromversorgung 28 übermittelt. Die Laser-Stromversorgung 28 führt den Erregungsstrom entsprechend dem angegebenen Strombefehlswert an den Laser-Generator 29. Als Folge hiervon erzeugt der Laser-Generator 29 einen Laserstrahl. Der erzeugte Laserstrahl wird mit Hilfe einer nicht dargestellten Sammellinse fokussiert und auf das Werkstück 30 zur Ausführung einer Laserbearbeitung gerichtet.
Wie bereits oben erläutert, kann der Betragswert der mit Hilfe des Pulscodierer erzeugten Bewegung im Wesentlichen in Echtzeit gewonnen werden. Aber für die Laserausgangsleistung sind der Wert des Strombefehls, der durch die Laser-Stromversorgung 28 gefordert wird und die durchschnittliche Laserausgangsleistung des aktuell erzeugten Laserstrahls nicht proportional. Ferner ist die in 2 dargestellte Laser-Bearbeitungsvorrichtung 10 mit einem Leistungsmonitor 31 zur Überwachung der Laserausgangsleistung für einen Vergleich mit einem später erhaltenen geschätzten Wert der Laserausgangsleistung ausgestattet. Ein solcher Leistungsmonitor 31 misst den Wärmefluss aufgrund des Lasers, so dass die Zeitkonstante etwa 1 Sekunde beträgt, was bedeutet, dass die Antwortzeit niedrig ist. Aus diesem Grund ist die Gewinnung der durchschnittlichen Laserausgangsleistung in Echtzeit schwierig.
Dies wird nun an einem Beispiel erläutert. Die Zeitkonstante des Leistungsmonitors 31 beträgt etwa 1 Sekunde, während die Zufuhrrate der Laserbearbeitung im Fall einer Hochgeschwindigkeitsbearbeitung manchmal 30 m/min erreicht. Selbst bei einer durchschnittlichen Bearbeitungsgeschwindigkeit beträgt die Zufuhrrate etwa 9 m/min. Man betrachte den Fall, dass sich die Laserausgangsleistung oder andere Bearbeitungsbedingungen an einem bestimmten Punkt längs des Weges verändern, wenn die Laserbearbeitung mit einer Zufuhrrate von 9 m/min ausgeführt wird. Der Laserausgang selbst wird elektrisch in Licht gewandelt, so dass der Ausgang innerhalb von 1 ms in Übereinstimmung mit einem Wechsel der Bearbeitungsbedingungen geschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt ist die Geschwindigkeit des Bearbeitungspunktes, der über das Werkstück 30 hinweg bewegt wird, 150 mm/s, so dass 1 Sekunde nach einem Wechsel der Bearbeitungsbedingungen, wenn der Wert des Leistungsmonitors 31 den aktuellen Wert angibt, sich der Bearbeitungspunkt um 150 mm weiter bewegt hat. Durch Aufnehmen und Anzeigen der Positionsinformation der Bearbeitungsdüse und des Werts des Leistungsmonitors 31 hiermit, würde es schwer für die Bedienungsperson sein, einen Eindruck von dem Bearbeitungszustand zu gewinnen, der aktuell am Bearbeitungspunkt herrscht. Es gibt zwar nahezu in Echtzeit arbeitende sehr schnelle, genaue Hochgeschwindigkeitsleistungsmessgeräte, diese sind aber kostspielig und die Messgeräte selbst sind groß.
Üblicherweise erzeugt eine Bedienungsperson ein NC-Programm für einen gepulsten Laserausgang mit einer vorgegebenen Ausgangsleistungshöchstwert, Pulsfrequenz und relativen Einschaltdauer unter Berücksichtigung der durchschnittlichen Laserleistung. Ferner hat der Erregungsstrom, der von der Laserstromversorgung 28 an den Lasergenerator 29 gesendet wird, eine gepulste Wellenform. Es ist schwer, die Pulsfrequenz und die relative Einschaltdauer aus den analogen Daten rückzurechnen.
In den Recheneinheiten 32 und 33 für die Schätzung der Zufuhrrate wird die durchschnittliche Laserausgangsleistung, das ist die durchschnittlich vom Laser abgegebene Leistung, die aktuell von der Bearbeitungsdüse an das Werkstück zugeführt wird, geschätzt und wird über eine Synchronisationsschnittstelle 34 mit einer Einheit 35 zum Sammeln von Bearbeitungsinformationen gesammelt. Gleichzeitig hiermit wird Information über die geregelte Position zur Zeit des Abgebens des Lasers über die Synchronisationsschnittstelle 34 mit der Einheit 35 zum Sammeln von Bearbeitungsinformationen gesammelt. Schließlich wird die Bearbeitungsinformation, die mit Hilfe der Sammeleinheit 35 für Bearbeitungsinformationen gesammelt wurde, mit Hilfe einer Anzeigegerät 36 für Bearbeitungsinformationen sichtbar dargestellt.
Als nächstes wird die Schätzungsverarbeitung der durchschnittlichen Laserausgangsleistung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, die in den Recheneinheiten 32 und 33 für die Schätzwertberechnung der Zufuhrrate ausgeführt wird, erläutert. 3 ist eine Ansicht, die die Beziehung bzw. das Verhältnis zwischen einem Strombefehlswert Ic der Laser-Stromversorgung 28 an den Lasergenerator 29 und dem Ausgangshöchstwert Pc gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Abszisse gibt den Strombefehlswert Ic an, während die Ordinate den Ausgangshöchstwert Pc wiedergibt. Ferner ist 4 eine Ansicht, die die Beziehung zwischen einer Pulsfrequenz Fr, der mittleren Einschaltdauer und der durchschnittlichen Laserausgangsleistung Pas gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt. Auf der Abszisse ist die Pulsfrequenz Fr aufgetragen, während auf der Ordinate die durchschnittliche Laserausgangsleistung Pas aufgetragen ist. Die durchschnittliche Laserausgangsleistung stimmt nicht notwendigerweise mit dem Produkt aus dem Ausgangshöchstwert Pc und der relativen Einschaltdauer über der Betriebsdauer entsprechend den Werten usw. des Lasergenerators 29 überein. Die durchschnittliche Laserausgangsleistung Pas wird durch Interpolation zwischen der Pulsfrequenz Fr und der relativen Einschaltdauer über die Betriebszeit aus der in 4 dargestellten Abhängigkeit errechnet. Die durchschnittliche Laserausgangsleistung Pas zur Zeit der relativen Einschaltdauer der Betriebsdauer = 100 % entspricht dem Ausgangsleistungshöchstwert Pc. Diese in den 3 und 4 dargestellten Beziehungen werden durch zuvor ausgeführte Versuche oder mit Hilfe von Berechnungen unter Verwendung der oben erwähnten Messvorrichtung 9 für die Zufuhrrate, z.B. das Hochgeschwindigkeits-Leistungsmessgerät 37 (siehe 2), ermittelt und werden in einem ROM oder dergleichen gespeichert.
5 ist eine Darstellung, die einen Weg der Laserbearbeitung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines speziellen Beispiels zeigt, während 6 eine Darstellung ist, die die ausgeführte Bearbeitung während der Zeit der Laserbearbeitung längs des in 5 dargestellten Wegs unter Verwendung spezieller numerischer Werte zeigt. Der in 5 gezeigte Weg ist eine gerade Linie aus den Abschnitten M und N. Die Bearbeitungsdüse bewegt sich mit der gleichen Geschwindigkeit und dem gleichen Vektor vom Abschnitt M zum Abschnitt N. In den Abschnitten M und N unterscheiden sich jedoch die Bearbeitungsbedingungen des Laserausgangs.
Der Strom der Befehlswerte wird entsprechend 6 der Nachfolgende: Die numerische Steuervorrichtung 12 entschlüsselt das NC-Programm 13 und erzeugt zu festgelegten Perioden, in 6 alle 16 ms, einen Informationswert über die Laserausgangsleistung und einen Informationswert über die Axialbewegung (A). Der Informationswert über die Laserausgangsleistung umfasst einen Satz von Werten über den Ausgangshöchstwert Pc = 500 W, die Pulsfrequenz Fr = 1000 Hz und die durchschnittliche Einschaltdauer der Betriebsdauer = 100% (Abschnitt M) und einen Satz von Werten über den Ausgangshöchstwert Pc = 1000 W, die Pulsfrequenz Fr = 2000 Hz und die durchschnittliche Einschaltdauer über die Betriebsdauer = 75 % (Abschnitt N). Die Befehle für die axialen Bewegungen sind die gleichen hinsichtlich der Geschwindigkeit der Bewegung und umfassen somit die axiale X-Richtung = 1,073 und die axiale Y-Richtung = 2,147, das bedeutet feste Werte. Ferner bezeichnet Tc das Timing des Veränderns der Bearbeitungsbedingungen. Beim fünften Befehl von oben nach 10/16/16 ms, d.h. nach 10 ms, werden die Bearbeitungsbedingungen umgeschaltet bzw. verändert. Man beachte, dass zur Vereinfachung der Erläuterung der Wert des Werts der axialen Bewegung in Z-Richtung den Wert 0 zugewiesen hat.
Der Informationsbefehl für die Laserausgangsleistung (Laseroutput) wird über die Synchronisationsschnittstelle 34 an die Laser-Steuervorrichtung 27 gesendet, während der Befehl für die axiale Bewegung über die Sortiereinheit 16 und die Synchronisationsschnittstelle 34 an die Servo-Steuervorrichtung 17 (B) gesendet werden. Zu diesem Zeitpunkt wird der Informationswert über die Laserausgangsleistung, der aus dem Ausgangshöchstleistungswert Pc, der Pulsfrequenz Fr und der relativen Einschaltdauer der Betriebsdauer besteht, in einen Strombefehlswert Ic für den Abgabestrom an die Laserstromversorgung 28, die Puls-Einschaltzeit Ton und die Puls-Ausschaltzeit Toff konvertiert und dann übertragen. Die Konvertierung des Werts der Laserausgangshöchstleistung Pc = 1000 W in den Strombefehlswert Ic = 7 V wird auf der Grundlage der in 3 dargestellten Abhängigkeit ausgeführt. Ferner werden die Puls-Einschaltzeit Ton und die Puls-Ausschaltzeit Toff durch Auffinden der Periode der Pulsfrequenz Fr unter Berücksichtigung der relativen Einschaltzeit mit dieser ermittelt. Das bedeutet, wenn man sich auf den fünften Befehl von oben konzentriert, da die Pulsfrequenz Fr 2000 Hz beträgt, die Periode 0,5 ms ist. Im Gegensatz hierzu wird unter Berücksichtigung des Umstandes, dass die relative Einschaltzeit der Einschaltung 75 % ist, die Puls-Einschaltzeit Ton = 0,375 ms und die Puls-Ausschaltzeit Toff = 0,125 ms. Hier wird, da es sich um eine digitale Berechnung handelt, die dritte Dezimalstelle nach unten unberücksichtigt gelassen und wird das Ergebnis der Puls-Einschaltzeit Ton = 0,37 ms und die Puls-Ausschaltzeit Toff = 0,12 ms.
Es ist zu beachten, dass die axialen Bewegungsbefehle für die axiale X-Richtung 1,073 und für die axiale Y-Richtung 2,147 bleiben.
Das 16 ms-Intervall des Laserausgangsleistungs-Informationsbefehls und die Axialbewegungsbefehle werden in der Laser-Steuervorrichtung 27 und der Servo-Steuervorrichtung 17 auf noch kürzere Zeitspannen konvertiert, in 6 auf ein 1 ms-Intervall, für den Informationsbefehl der Laserausgangsleistung und die axialen Bewegungsbefehle (C). Ferner werden diese Informationsbefehle für die Laserausgangsleistung und für die Axialbewegungsbefehle an die Laser-Stromversorgung 28 und den Laser-Generator 29 und an die Servo-Stromversorgung 19 und den Servomotor 21 gesendet, wodurch ein Laserstrahl ausgesendet und der bewegliche Tisch bewegt wird. In der Laser-Stromversorgung 28 wird der gesendete Strombefehlswert Ic durch eine eingebaute Zeitschaltung für z.B. die Puls-Anschaltzeit Ton angeregt und wird die Zufuhr von Strom für exakt die Puls-Ausschaltzeit Toff unterbrochen. Durch Wiederholung hiervon wird eine gepulste Abgabe realisiert.
Zu beachten ist, dass die axialen Bewegungsbefehle, wenn sie zu Intervallen von 1 ms konvertiert sind, zu einer axialen X-Richtung von 0,067 und einer axialen Y-Richtung von 0,134 werden.
Im Anschluss hieran wird bezüglich des Werts einer axialen Bewegung ein Rückkopplungssignal von einem Pulscodierer 23, der mit dem Servomotor 21 mechanisch gekoppelt ist und sich mit ihm dreht, als aktueller Betrag einer axialen Bewegung durch die Einheit zum Sammeln von Bearbeitungsinformationen 35 (D) aufgenommen. Der Betrag der axialen Bewegung dieses aufgenommenen Rückkopplungssignals ist der gleiche wie jener, der für die Rückkopplungssteuerung der Servo-Steuervorrichtung verwendet wurde. Ferner wird als Referenzinformation der Leistungsüberwachungswert Pa = 500 W, gemessen mit Hilfe des Leistungsmonitors 31, auf gleiche Weise mit Hilfe der Aufnahmeeinheit 35 für Bearbeitungsinformationen aufgenommen. Wie bereits oben erläutert wurde, gibt der Leistungsüberwachungswert Pa nicht exakt die Laserausgangsleistung wieder. Man beachte daher, dass vor der Aufnahme dieser Werte durch die Aufnahmeeinheit zum Sammeln von Bearbeitungsinformationen 35, die an späterer Stelle erläuterte Verzögerung ausgeführt wird.
Auf der anderen Seite sammelt die Aufnahmeeinheit 35 zum Sammeln von Bearbeitungsinformationen Ergebnisse der Schätzwertberechnung aus dem Laserausgangsleistungsinformationsbefehl/wert, der von der Lasersteuervorrichtung 27 an die Laserstromversorgung 28 übertragen wurde, für die Laserausgangsleistung. Das bedeutet, dass in den Recheneinheiten 32 und 33 für die Schätzung der Zufuhrrate die Konvertierung umgekehrt zu der oben erwähnten Bearbeitung erfolgt.
Zunächst wird der geschätzte Höchstwert der Laserausgangsleistung Pcs = 1000 W aus dem Strombefehlswert Ic = 7 V des Entladungsstroms an die Laserstromversorgung auf der Grundlage von 3 berechnet. Dieser geschätzte Wert entspricht gerade dem ursprünglichen Höchstwert der Laserausgangsleistung Pc = 1000 W, d.h., dem unmittelbar nachfolgenden aus dem NC Programm 13 dechiffrierten Wert. Da aber diese Konvertierungen oder Berechnungen mit Hilfe digitaler Berechnungen erfolgen, tritt manchmal ein Fehler auf. Wenn die Berechnung aus der Puls-Einschaltzeit Ton und der Puls-Ausschaltzeit Toff der Pulsfrequenz Fr und der relativen Einschaltdauer der Betriebsdauer erfolgen, sind die geschätzte Pulsfrequenz Frs = 2041 Hz und die geschätzte relative Einschaltdauer der Betriebsdauer 75,5 %. Im ursprünglichen Laserausgangsleistungsinformationsbefehl sind die Pulsfrequenz Fr = 2000 Hz und die relative Einschaltdauer der Betriebszeit = 75 % und folglich tritt ein Fehler auf. Dieser Fehler ergibt sich, da ursprünglich die Puls-Einschaltdauer Ton = 0,375 ms und die Puls-Ausschaltdauer Toff = 0,125 ms waren, aber durch diese die Puls-Einschaltzeit Ton = 0,37 ms und die Puls-Ausschaltzeit Toff = 0,12 ms wurden. Man beachte, dass die Schätzung bis hierher durch die Recheneinheit 32 (E) für die Schätzung der Zufuhrrate ausgeführt wird.
Das Rückkopplungssignal vom Pulscodierer und der geschätzte errechnete Wert des Laserausgangsleistungsbefehls werden in dieser Stufe durch die Synchronisationsschnittstelle 34 gesammelt, so dass sie über eine gewisse Zeitspanne, in der das gegenseitige Timing zwischen der Positionsinformation der Bearbeitungsdüse und des Laserausgangs garantiert sind, aufgezeichnet werden können.
Als nächstes werden der geschätzte Ausgangshöchstwert Pc, die Pulsfrequenz Fr und die relative Einschaltdauer der Betriebsdauer zur Berechnung durch Schätzung der durchschnittlichen Laserausgangsleistung Pas herangezogen. Diese Schätzungsberechnung wird durch Interpolationsrechnung der in 4 dargestellten Beziehung durchgeführt. Das bedeutet, wenn die relative Einschaltdauer der Betriebsdauer = 100 % ist, die durchschnittliche Laserausgangsleistung die gleiche wird wie der Ausgangshöchstwert Pc = 1000 W. Wenn die früher ermittelte geschätzte Pulsfrequenz Frs = 2041 Hz und die geschätzte relative Einschaltdauer der Betriebsdauer = 75,5 % sind und als Basis für die Interpolationsrechnung der in 4 gezeigten Beziehung dienen, wird die durchschnittliche Laserausgangsleistung Pas zu 805 W berechnet (F). Die Schätzung bis hierher wird durch die Recheneinheit 33 für die Zufuhrratenschätzung ausgeführt.
Verglichen mit dem Bestimmen des aktuellen Werts der Axialbewegung dauert es Zeit zur Durchführung der Schätzberechnung der durchschnittlichen Laserausgangsleistung, weshalb zur Korrektur des Zeitunterschieds eine verzögerte Berechnung für die Daten vorgenommen wird. Das Ausmaß der Korrektur wird zuvor aufgrund von Untersuchungen oder dergleichen herausgefunden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird es, wie bereits oben beschrieben, durch Sammeln der Rückkopplungssignale der Pulscodierer 23 und 24 und der geschätzten Werte aufgrund der Werte des Laserausgangsleistungsinformation durch die Synchronisationsschnittstelle 34 mit der Sammeleinheit 35 für Prozessinformationen möglich, die Werte für die Axialbewegung und das Timing der durchschnittlichen Laserausgangsleistung zu korrigieren und die Ergebnisse auf einer Anzeigegerät 36 für Bearbeitungsinformationen anzuzeigen oder diese auf ein Festplattenlaufwerk oder ein anderes Speichergerät auszugeben. Aufgrund dessen ist es möglich, auf der Anzeigevorrichtung anzuzeigen, in welchem Ausmaß ein aktueller tatsächlicher Weg von dem beabsichtigten Weg (Sollweg) des Bearbeitungspunktes abweicht, ist es auch möglich, die Abweichung zwischen der beabsichtigten Laserausgangsleistung und der tatsächlichen Laserausgangsleistung anzuzeigen, und ist es schließlich möglich, all dies an ein Speichergerät auszugeben.
7 ist ein Schaubild, das ein Beispiel der Anzeige von Bearbeitungsinformationen zeigt, die durch Bearbeitung längs des in 5 gezeigten Weges erhalten wurden. Die Abszisse zeigt die Zeit t. Die durchschnittliche Laserausgangsleistung Pas, die für eine Position X der Bearbeitungsdüse geschätzt ist, ist dargestellt. Zur Bezugnahme sind auch der Leistungsmonitorwert Pa und der Messwert Pr, der mit Hilfe des Hochgeschwindigkeits- Leistungsmessgeräts gemessen wurde, ebenfalls angezeigt. Als Ergebnis hiervon lernt man, dass der Leistungsmonitorwert Pa, obwohl er aktuell gemessene Daten angibt, nicht das Umschalten der Ausgangsleistung des Lasers gut wiedergibt, während die durchschnittliche Laserausgangsleistung Pas, die gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung geschätzt wurde, die gleiche Tendenz wie der Messwert Pr, der mit Hilfe des Hochgeschwindigkeits-Leistungsmessgeräts gemessen wurde, hat und das Schalten der aktuellen Laserausgangsleistung gut reproduziert.
8 ist eine Darstellung, die einen Weg einer Laserbearbeitung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß einem anderen besonderen Beispiel zeigt. Die in 8 dargestellten Wege stehen in einem Eckabschnitt in einem spitzen Winkel zueinander. Die Laserbearbeitung ist eine Wärmebehandlung bzw. -bearbeitung, bei der an einem solchen spitzen Eckabschnitt ein Überhitzen leichter einmal auftritt und Bearbeitungsdefekte bzw. -fehler eher auftreten als längs eines geraden Wegabschnitts. In dem Teil des Abschnitts PQ, der vom Scheitelpunkt P des spitzwinkligen Eckabschnitts ansteigt, ändern sich die Bearbeitungsbedingungen. Vom Punkt Q, an dem davon ausgegangen wird, dass zu dem geraden Abschnitt generell zurückgekehrt wurde, wird auch zu den ursprünglichen Bearbeitungsbedingungen zurückgekehrt, wodurch Bearbeitungsdefekte vermieden sind. In dem Abschnitt PQ wird die Bearbeitungsgeschwindigkeit ebenfalls niedrig gehalten und die durchschnittliche Laserausgangsleistung wird soweit wie möglich abgesenkt, um eine Überhitzung zu vermeiden. Auf der anderen Seite ist ein Laserausgangsstrahl, der durch das Werkstück hindurchgeht, erforderlich, so dass die Technik darauf ausgerichtet ist, den Ausgangsleistungshöchstwert hoch einzustellen und die mittlere Einschaltdauer um den gleichen Betrag zu vermindern, um so die mittlere Laserausgangsleistung zu reduzieren.
Die Geschwindigkeit am Scheitelpunkt P und im Abschnitt PQ ist im Vergleich zu anderen Abschnitten geringer, so um den Abschnitt PQ herum, an dem ein Verzögerungs- und ein Beschleunigungsabschnitt vorliegen. In diesen Beschleunigungs- und Verzögerungsabschnitten wird die Laserausgangsleistung (Strahlstärke) in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit allmählich verändert, um auf diese Weise zu verhindern, dass die Menge an eingetragener Wärme je Längeneinheit besonders hoch wird.
Die oben beschriebene Schätzung wurde unter Beachtung dieser Überlegungen durchgeführt. Die Ergebnisse sind in 7 auf gleiche Weise wie für einen Vergleich verschiedener anderer Werte dargestellt. 9 ist eine Ansicht, die ein Beispiel der Anzeige von Bearbeitungsinformationen zeigt, die bei der Bearbeitung entlang des in 8 gezeigten Wegs gewonnen wurden. Die Abszisse gibt die Zeit t an.
Unter Beachtung der tangentialen Geschwindigkeit wird bei der Annäherung an den Scheitelpunkt P die Verlangsamung gestartet. An der Ecke des ansteigenden Abschnitts PQ erfolgt die Bewegung mit einer geringen Geschwindigkeit. Danach wird beim Passieren des Punkts Q die Beschleunigung begonnen und wird zur üblichen tangentialen Geschwindigkeit zurückgekehrt.
Im Gegensatz hierzu ist der geschätzte Ausgangsleistungshöchstwert Pcs, der aus dem Strombefehlswert Ic des Entladestroms zur Laserstromversorgung auf der Grundlage der in 3 gezeigten Beziehung berechnet wird, ein etwas höherer Wert nur im Abschnitt PQ im Vergleich mit den anderen Abschnitten, um so die die Platte durchdringende Kraft aufrechtzuerhalten. Auf der anderen Seite wird der geschätzte Wert der relativen Einschaltzeit über die Betriebsdauer, der aus der Pulseinschaltzeit und der Pulsausschaltzeit rückgerechnet wird, kleiner zusammen mit einer Verzögerung und ist im Abschnitt PQ bis auf die minimale Grenze verringert. Ferner vergrö-ßert er sich bei einer Beschleunigung und ändert die Ausgangsstärke des Lasers. Weiterhin sind die Veränderungen der durchschnittlichen Laserausgangsleistung Pas, die auf der Basis des geschätzten Ausgangsleistungshöchstwerts Pcs errechnet wird, die geschätzte Pulsfrequenz Frs, die geschätzte relative Einschaltdauer über der Betriebsdauer und die in 4 dargestellte Abhängigkeit ebenfalls in 9 dargestellt. Auf der anderen Seite ist gezeigt, dass der Leistungsmonitorwert Pa durch den Leistungsmonitor 31 gegenüber dem Verhalten des aktuellen Laseroutputs verzögert ist.
Aus einem Vergleich der durchschnittlichen Laserausgangsleistung Pas und des Leistungsmonitorwerts Pa wird es entsprechend der Schätzungsbearbeitung nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung möglich, einen berechneten Wert, der das Umschalten der Bearbeitungsbedingungen exakt reproduziert, zu berechnen und wird es möglich, Bearbeitungsinformationen an einem Bearbeitungspunkt, der nur schwierig zu beobachten ist, zu gewinnen.
Bei der Laserbearbeitungsmaschine 10 wird in dieser Beziehung zum Aufrechterhalten einer konstanten Lage eines Fokussierungspunkts auf dem Werkstück 30 der Abstand zwischen dem Werkstück 30 und der Bearbeitungsdüse während der Bearbeitung gemessen und wird eine Regelung in der axialen Z-Richtung mit Hilfe der Servo-Steuervorrichtung 18 in Übereinstimmung mit dieser Lage ausgeführt. Dies deshalb, weil das mit Hilfe eines Lasers bearbeitete Werkstück 30 im Allgemeinen die Form einer Platte hat. Die von dem Fokussierungspunkt überstrichenen Flächen sind nicht vollständig eben. Auch nur eine kleine Änderung des Abstandes zwischen dem Fokussierungspunkt und dem Werkstück 30 haben einen besonderen Einfluss auf die Ergebnisse der Bearbeitung. Aus diesem Grunde wird bei der beispielhaft in 9 gezeigten Anzeige die Lage in Z-Richtung ebenfalls angezeigt. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird es möglich, die durchschnittliche Laserausgangsleistung in Echtzeit genau zu schätzen, so dass durch gleichzeitiges Anzeigen hiervon und der Lage in axialer Z-Richtung in Echtzeit es ermöglicht wird, die Wirkungen einer Veränderung der Lage in Z-Richtung auf die Laserbearbeitung in Echtzeit zu erfassen.
10 ist die Ansicht eines Fließschaltbilds für den Verlauf der Schätzung der Zufuhrrate gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der obigen Laserbearbeitungsmaschine 10 als einem Beispiel. Zunächst wird im Schritt S1 das NC-Programm eingelesen. Als nächstes wird im Schritt S2 das im Schritt S1 eingelesene NC-Programm entschlüsselt bzw. dechiffriert und wird das entschlüsselte NC-Programm als Grundlage für die Erzeugung eines Informationsbefehls für die Laserleistung und die Befehle für die axialen Bewegungen eingesetzt. Daraufhin werden im Schritt S3 der im Schritt S2 erzeugte Informationsbefehl für die Ausgangsleistung und die Befehle für die axialen Bewegungen sortiert bzw. geordnet und ausgesendet. Daraufhin werden im Schritt S4 die Daten konvertiert. Das bedeutet, dass sie zu Befehlen mit kürzerer Periode gewandelt werden. Im folgenden Schritt S5 wird auf der Grundlage der in 3 dargestellten Beziehung die Rückkonvertierung der Daten zum Berechnen des geschätzten Laserausgangsleistungshöchstwerts Pcs usw. aus dem Strombefehlswert Ic, d.h. die Schätzrechnung für die Zufuhrrate ausgeführt. Im darauf folgenden Schritt S6 werden Schätzrechnungen für die Zufuhrrate für das Berechnen der durchschnittlichen Laserausgangsleistung Pas auf der Grundlage der in 4 gezeigten Abhängigkeit bzw. Beziehung ausgeführt. Als nächstes wird im Schritt S7 das Timing bzw. die zeitliche Abfolge der Positionsinformation und der durchschnittlichen Laserausgangsleistung korrigiert und werden dazu Bearbeitungsinformationen gesammelt, während im Schritt S8 die Bearbeitungsinformationen ausgegeben und z.B. auf einer Anzeigevorrichtung angezeigt werden.
11 ist eine Ansicht, die die spezielle Konfiguration eines Geräts zum Erfassen von Bearbeitungsinformationen gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung zeigt, bei der eine Klebstoffbeschichtungsvorrichtung 100 eingesetzt wird, die ein Klebemittel bzw. einen Klebstoff, zum Beispiel auf die Umfangskante eines Werkstücks, aufträgt.
Ein Klebemittel ist in einem Flüssigkeitsspeichertank 101 gespeichert und wird mit Hilfe einer Zahnradpumpe 102 in einen Druckbehälter 103 eingeleitet. Der Druckbehälter 103 hat einen Flüssigkeitsstandregler 104 in ihm vorgesehen. Eine Flüssigkeitszufuhrregeleinrichtung 105, die ein Ventil des Flüssigkeitsstandreglers 104 überwacht, steuert die Zahnradpumpe 102, um zur Wiederauffüllung des Klebemittels in dem Druckbehälter 103 die Zahnradpumpe 102 anzuschalten, wenn der Flüssigkeitsstand fällt, und die Zahnradpumpe 102 anzuhalten, wenn der Flüssigkeitsstand eine vorgegebene Höhe erreicht. Druckluft 106 wird in den Druckbehälter 103 von außen eingeleitet. Dabei werden 0,5 bis 0,8 MPa Druck aufgebracht. Der Druck innerhalb des Druckbehälters 103 wird mit Hilfe eines Manometers 107 gemessen.
Die numerische Steuervorrichtung (CNC) 108 steuert die relativen Positionen des Werkstücks 109 und der Bearbeitungsdüse 110 durch Senden von Bewegungsbefehlen an eine Servo-Steuervorrichtung 111, die den Antrieb eines nicht dargestellten Tischs steuert, der das Werkstück 109 aufnimmt. Die Servo-Steuervorrichtung 111 steuert der Servo-Energieversorgung 112 in Übereinstimmung mit den Bewegungsbefehlen zum Antrieb eines Servomotors 113 und führt schließlich zur Bewegung des beweglichen Tischs. Der Betrag der aktuellen Bewegung des beweglichen Tischs wird mit Hilfe eines Pulscodierers 114 ermittelt und dann wird der Betrag der Bewegung zur Servo-Steuervorrichtung 111 rückgekoppelt. Die Servo-Steuervorrichtung 111 vergleicht die Werte der Bewegungsbefehle und den Betrag der aktuellen Bewegung, die von dem Pulscodierer 114 durch den Rückkopplungskreis (Rückmeldung) in der Servo-Steuervorrichtung 111 erfasst wurden, und sendet Bewegungsbefehle der Abweichung an die Servo-Strom- bzw. energieversorgung 112 in Übereinstimmung mit der Abweichung (Fehler) zur Vornahme der Regelung.
Die numerische Steuervorrichtung 108 sendet einen Befehl zum Öffnen oder Schlie-ßen eines Ventils an eine Ventilsteuervorrichtung 115. Die Ventilsteuervorrichtung 115 steuert das Öffnen und das Schließen eines Proportional-Ventils 116 in Übereinstimmung mit einem Befehl zum Öffnen bzw. Schließen des Ventils und steuert die Zufuhrrate des Klebemittels zum Werkstück 109 hin. Das Proportional-Ventil 116 ist ein Ventil mit einem Öffnungsgrad, der in Übereinstimmung mit einer Befehlsspannung eingestellt wird, die in einem Ventilöffnungs- und -schließbefehl enthalten ist. Daher ist das Proportionalventil 116 ein Ventil, in dem der Grad der Öffnung proportional gesteuert wird und ist nicht ein Ventil, in dem die Ventilöffnungsfläche oder die Fließrate des Klebemittels proportional gesteuert wird. Ferner ändert sich die Fließrate bzw. Fließgeschwindigkeit des Klebemittels auch mit dem Druck der Druckluft 106. Das Klebemittel wird auf das Werkstück 109 erst nach Erreichen der sich am Ende einer Leitung befindenden Bearbeitungsdüse 110 aufgetragen. Da darüber hinaus ein Klebemittel eine hohe Viskosität hat, ergibt sich eine Ansprechverzögerung vom Zeitpunkt, zu dem das Proportionalventil 116 öffnet, zu dem Zeitpunkt, zu dem das Klebemittel das Werkstück 109 erreicht. Ferner gibt es auch eine Ansprechverzögerung vom Zeitpunkt, zu dem das Proportionalventil 116 völlig geschlossen wird, zu dem Zeitpunkt, zu dem die Zufuhr des Klebemittels aufhört.
Wenn die Bearbeitungsdüse 110 sich gegenüber dem Werkstück 109 mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt, bevorzugt man es hier, die Fließgeschwindigkeit des Klebemittels konstant zu halten. Zum Zeitpunkt der Beschleunigung, wenn die Beschichtung gestartet wird, zum Zeitpunkt der Beschleunigung und der Verzögerung nahe dem Eckabschnitt, wenn ein Eckabschnitt längs eines Weges, wie dieser in 8 dargestellt ist, beschichtet wird, oder zum Zeitpunkt einer Verzögerung, wenn das Beschichten endet, ist es, wenn die Fließgeschwindigkeit nicht entsprechend der Geschwindigkeit angepasst wird, nicht möglich, eine bestimmte Menge Klebemittel je Längeneinheit aufzubringen. Insbesondere dann, wenn die Fließgeschwindigkeit geändert wird, ist es nötig, auch die Ansprechverzögerung vom Zeitpunkt, zu dem der Ventilöffnungsgrad des Proportionalventils 116 verändert wird, zum Zeitpunkt, zu dem sich die Fließgeschwindigkeit tatsächlich ändert, zu berücksichtigen.
Die Bedienungsperson bemüht sich, das Klebemittel gut und ohne Beschichtungsfehler durch Ändern der Betriebsbedingungen des Proportionalventils 116 auf verschiedene Weise zu beschichten und sich für die einzustellenden Bedingungen zu entscheiden, während er den Zustand der Beschichtung auf dem Werkstück 109 beobachtet. Wenn es aber möglich ist, die Menge an auf das Werkstück 109 während der Beschichtung aufgebrachten Klebemittels zu bestimmen, kann eine bedeutsame Verbesserung der Arbeitsausbeute erwartet werden.
Daher werden bei der in 11 gezeigten Ausführungsform ein Ventilöffnungs- bzw. -schließbefehl an das Proportionalventil 116 und der Wert des Drucks innerhalb des Druckbehälters 103, der am Manometer 107 angezeigt wird, als die Grundlage zum Berechnen durch Schätzung der aktuellen Zufuhrrate an Klebemittel aus der Bearbeitungsdüse 110 verwendet. Durch Synchronisieren, Sammeln und Ausgeben der geschätzten Zufuhrrate des Klebemittels und des Betrags der axialen Bewegung, d.h., der Positionsinformation, kann die Bedienungsperson die Beziehung zwischen der Geschwindigkeit der Bearbeitungsdüse 110 und der Zufuhrgeschwindigkeit des Klebemittels leicht erfassen.
Im Einzelnen: Zuerst wird die Querschnittsfläche der Ventilöffnung durch Schätzung aus der Befehlsspannung an das Proportionalventil 116 berechnet. Die Beziehung zwischen der Befehlsspannung und der Querschnittsfläche wird zunächst durch Versuche und dergleichen ermittelt. Durch Verwendung der Beziehung zwischen der Befehlsspannung und der Querschnittsfläche und unter Berücksichtigung des Druckes innerhalb des Druckbehälters 103 ist es möglich, einen Schätzwert für die Fließrate am Proportionalventil 116 zu berechnen. Die Ausflussgeschwindigkeit an der Bearbeitungsdüse 110 hat eine gewisse Ansprechverzögerung. Die Fließgeschwindigkeit wird unter der Annahme eines primären Verzögerungssystems bezüglich der Änderungen der Fließgeschwindigkeit an dem Proportionalventil 116 durch Schätzung der Fließgeschwindigkeit an der Bearbeitungsdüse 110 berechnet. Die Ergebnisse werden zusammen mit den Positionsinformationen und der Geschwindigkeitsinformation vom Pulscodierer 114 angezeigt. Somit wird es möglich, die Ausflussgeschwindigkeit des Klebemittels genau zu schätzen und es wird ferner möglich, die Bearbeitungsbedingungen leicht einzustellen.
Wie zuvor erläutert, ist nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein System zum Erfassen von Bearbeitungsinformationen in einer Bearbeitungsvorrichtung geschaffen, die an eine Bearbeitungsposition Energie oder Material zuführt bzw. (heran)bringt. Das Gerät ist ausgestattet mit einer Einheit zum Erfassen einer Positionsinformation, die die Positionsinformation einer Zufuhreinheit für Energie und Material erfasst, einer Steuereinheit für eine Zufuhrrate, die einen Zufuhrzustandsbefehl für Energie oder Material empfängt, die den Zufuhrzustandsbefehl in einen Steuerbefehl umwandelt, der die Zufuhr von Energie oder Material steuert, und die den umgewandelten Steuerbefehl zum Steuern einer Zufuhrrate für Energie oder Material der Zufuhreinheit verwendet, einer Schätzeinheit zum Schätzen der Zufuhrrate, die den Steuerbefehl von der Steuereinheit für die Zufuhrrate erfasst und eine geschätzte Zufuhrrate von Energie oder Material, die an einer Bearbeitungsposition auf der Grundlage des Steuerbefehls geleitet wird, errechnet, und einer Ausgabeeinheit, die die Positionsinformation, die die Einheit zum Erfassen einer Positionsinformation erfasst hat, und die die geschätzte Zufuhrrate, die die Schätzeinheit zum Schätzen der Zufuhrrate errechnet hat, ausgibt, wenn die Zufuhreinheit sich in einer der Positionsinformation entsprechenden Position befindet.
Das bedeutet, dass nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Wirkung beobachtet wird, dass eine Bearbeitungsvorrichtung, die an einen Bearbeitungspunkt Energie oder Material bringt, Bearbeitungsinformationen bezüglich des aktuellen Bearbeitungszustandes an einem Bearbeitungspunkt einschließlich Positionsinformationen des Bearbeitungspunkts schätzen und ausgeben kann. Darüber hinaus kann der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung in verschiedenen Situationen wie der Überwachung des Bearbeitungszustandes, der Entwicklungsstufe und der Fehlerbehebung eingesetzt werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein System zum Erfassen von Bearbeitungsinformationen geschaffen, bei dem Energie oder Material eine oder mehreren Arten von Energie oder Material, ausgewählt aus Lichtwellen, Strom, Plasmastrahl, Gas, Flüssigkeit, Feststoff, Pulver und fein verteiltes Fluid, ist.
Das bedeutet, dass der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung die Anwendung verschiedener Arten von Bearbeitungsvorrichtungen ermöglicht.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein System zum Erfassen von Bearbeitungsinformationen geschaffen, bei dem eine Schätzeinheit für die Zufuhrrate zugehörige bzw. verwandte Informationen hat, die im Voraus zwischen dem Steuerbefehl und der geschätzten Zufuhrrate von Energie oder Material aufgefunden wurden, und die geschätzte Zufuhrrate aus dem Steuerbefehl und den zugehörigen Informationen berechnet wird.
Ferner ist nach einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein System zum Erfassen von Bearbeitungsinformationen bereitgestellt, das ferner mit einer Messeinrichtung für die Zufuhrrate ausgestattet ist, die die zugehörigen Informationen vorher ermittelt.
Weiterhin ist nach einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ein System zum Erfassen von Bearbeitungsinformationen geschaffen, bei dem die zugehörigen Informationen eine Berechnungsformel oder ein Parameter oder ein Plan bzw. eine Vorgabe sind.
Das bedeutet, dass die dritten bis fünften Aspekte der vorliegenden Erfindung die Berechnung einer genau geschätzten Zufuhrrate mit zugehörigen Informationen ermöglicht, die zuvor zwischen dem Steuerbefehl und der geschätzten Zufuhrrate von Energie oder Material ermittelt wurden.
Ferner ist nach einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein System zum Erfassen von Bearbeitungsinformationen geschaffen, bei dem die Bearbeitungsvorrichtung eine Laserbearbeitungsvorrichtung ist und bei der die Energie und das Material ein Laserstrahl oder ein Hilfsgas ist.
Darüber hinaus ist nach einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein System zum Erfassen von Bearbeitungsinformationen geschaffen, bei dem die Bearbeitungsvorrichtung eine Laserbearbeitungsvorrichtung ist, und bei der bei der die Energie oder das Material ein Laserstrahl oder ein Hilfsgas ist und bei der die zugehörigen Informationen eine erste zugehörige Information, die durch einen Ausgangsleistungshöchstwert und einen Stromsteuerwert vorgegeben ist, und eine zweite zugehörige Information, die durch einen Ausgangsleistungshöchstwert, eine Pulsfrequenz und eine relative Einschaltdauer vorgegeben ist, umfasst, und bei der die Schätzeinheit zum Schätzen der Zufuhrrate einen Stromsteuerbefehl und die erste zugehörige Information zum Schätzen eines Ausgangsleistungshöchstwerts verwendet und einen geschätzten Ausgangsleistungshöchstwert, eine Pulsfrequenz, eine relative Einschaltdauer und die zweite zugehörige Information zum Schätzen einer durchschnittlichen Laserausgangsleistung verwendet.
Weiterhin ist nach einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein System zum Erfassen von Bearbeitungsinformationen geschaffen, bei dem die Bearbeitungsvorrichtung eine Plasmabearbeitungsvorrichtung ist und bei der die Energie oder das Material ein Lichtbogen, ein Plasmaerzeugungsstrahl, ein Gas oder ein Schweißzusatzwerkstoff sind.
Weiterhin ist nach einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein System zum Erfassen von Bearbeitungsinformation zur Verfügung gestellt, bei dem die Bearbeitungsvorrichtung eine Bearbeitungsvorrichtung zum Aufbringen eines Lösungsmittels ist und bei dem die Energie oder das Material eine Farbe, ein Klebemittel oder ein Abdichtmittel sind.
Darüber hinaus wird nach einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein System zum Erfassen von Bearbeitungsinformationen geschaffen, bei dem die Ausgabeeinheit die Positionsinformation ausgibt, die die Einheit zum Erfassen einer Positionsinnformation erfasst hat, und die geschätzte Zufuhrrate, die die Schätzeinheit zum Schätzen der Zufuhrrate errechnet hat, als sich die Zufuhreinheit an einer der Positionsinformation entsprechenden Position befunden hat, an eine Anzeigeeinheit oder eine Speichereinheit ausgibt.
Das beinhaltet, dass nach dem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Wirkung beobachtet wird, dass eine Bedienungsperson eine visuelle Vorstellung des Bearbeitungszustandes über das Anzeigegerät oder das Beobachten mit Hilfe eines Überwachungssystems leicht durch die Ausgabe an eine Speichereinheit gewinnt.
Nach allen Aspekten der vorliegenden Erfindung wird die allgemein vorteilhafte Wirkung erzielt, dass eine Bearbeitungsmaschine, die an einen Bearbeitungspunkt Energie oder Material zuführt, Bearbeitungsinformationen bezüglich des aktuellen Standes der Bearbeitung an einem Bearbeitungspunkt einschließlich Positionsinformationen des Bearbeitungspunktes schätzen und ausgeben kann.
Zuvor wurde die vorliegende Erfindung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert. Dennoch versteht sich für einen Fachmann auf dem vorliegenden Gebiet, dass verschiedene Verbesserungen und Abwandlungen ohne den Schutzbereich der nachfolgenden Patentansprüche zu verlassen, vorgenommen werden können.

Claims

Bearbeitungsinformationserfassungssystem (1) in einer Bearbeitungsvorrichtung (2), die dazu eingerichtet ist, an einer Bearbeitungsposition Energie oder Material zuzuführen, wobei das Bearbeitungsinformationserfassungssystem umfasst: eine Positionsinformationserfassungseinheit (5), die dazu eingerichtet ist, die Positionsinformation einer Zufuhreinheit (3) für Energie und Material zu erfassen, einer Zufuhrratensteuereinheit (6), die dazu eingerichtet ist, einen Zufuhrzustandsbefehl für Energie oder Material zu empfangen, den Zufuhrzustandsbefehl in einen Steuerbefehl umzuwandeln, der die Zufuhr von Energie oder Material steuert, und den umgewandelten Steuerbefehl zum Steuern einer Zufuhrrate für Energie oder Material der Zufuhreinheit (3) zu verwenden, einer Zufuhrratenschätzeinheit (7), die dazu eingerichtet ist, den Steuerbefehl von der Steuereinheit für die Zufuhrrate (6) zu erfassen und eine geschätzte Zufuhrrate von Energie oder Material, die an einer Bearbeitungsposition auf der Grundlage des Steuerbefehls geleitet wird, zu errechnen, und einer Ausgabeeinheit (8), die dazu eingerichtet ist, die Positionsinformation, die die Positionsinformationserfassungseinheit (5) erfasst hat, und die die geschätzte Zufuhrrate, die Zufuhrratenschätzeinheit (7) errechnet hat, auszugeben, wenn die Zufuhreinheit sich in einer der Positionsinformation entsprechenden Position befindet, wobei die Zufuhrratenschätzeinheit (7) zuvor zwischen dem Steuerbefehl und der geschätzten Zufuhrrate für Energie oder Material ermittelte zugehörige Informationen aufweist und dazu eingerichtet ist, die geschätzte Zufuhrrate aus dem Steuerbefehl und den zugehörigen Informationen zu errechnen, wobei die zugehörigen Informationen eine Berechnungsformel oder ein Parameter oder ein Plan sind, wobei die Bearbeitungsvorrichtung (2) eine Laserbearbeitungsvorrichtung ist und die Energie oder das Material ein Laserstrahl oder ein Hilfsgas ist, und wobei die Ausgabeeinheit (8) die Positionsinformation, die die Positionsinformationserfassungseinheit (5) erfasst hat, und die geschätzte Zufuhrrate, die die Zufuhrratenschätzeinheit (7) errechnet hat, als sich die Zufuhreinheit an einer der Positionsinformation entsprechenden Position befunden hat, an eine Anzeigeeinheit oder eine Speichereinheit ausgibt.
Bearbeitungsinformationserfassungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Energie oder das Material ein Laserstrahl ist und bei dem die zugehörigen Informationen eine erste zugehörige Information, die durch einen Ausgangsleistungshöchstwert und einen Stromsteuerwert vorgegeben ist, und eine zweite zugehörige Information, die durch einen Ausgangsleistungshöchstwert, eine Pulsfrequenz und eine relative Einschaltdauer vorgegeben ist, umfasst, und bei der die Zufuhrratenschätzeinheit (7) einen Stromsteuerbefehl und die erste zugehörige Information zum Schätzen eines Ausgangsleistungshöchstwerts verwendet und einen geschätzten Ausgangsleistungshöchstwert, eine Pulsfrequenz, eine relative Einschaltdauer und die zweite zugehörige Information zum Schätzen einer durchschnittlichen Laserausgangsleistung verwendet.
Bearbeitungsinformationserfassungssystem nach Anspruch 1 oder 2, das ferner mit einer Zufuhrratenmessvorrichtung (9) ausgestattet ist, die dazu eingerichtet ist, die zugehörigen Informationen vorher zu ermitteln.