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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laserbearbeitungsvorrichtung, die eine Steuerung ausführt, um die aufgenommene Leistung eines Laseroszillators zu verringern.
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2. Beschreibung des verwandten Stands der Technik
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In der Vergangenheit war eine Laserbearbeitungsvorrichtung bekannt, die auf einen Grundentladezustand mit einer niedrigen Entladespannung in einem Standardbereitschaftszustand gesetzt wird, bevor die Laserbearbeitung ausgeführt wird, und die die Grundentladung anhält und zu einem Energiesparmodus übergeht, wenn dieser Basisentladezustand für eine vorbestimmte Zeit andauert, um dadurch die Energieaufnahme in der Bereitschaftspanne einer Laserbearbeitungsmaschine klein zu halten. Diese Vorrichtung wird zum Beispiel in der japanischen ungeprüften Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 2012-64636 (
JP 2012-064636 A ) beschrieben. Im Allgemeinen wird in dieser Art von Laserbearbeitungsvorrichtung der Vorgang zum Abbrechen des Energiesparmodus in einem Zustand begonnen, in dem Vorgänge zum Auswählen des Drucks des Hilfsgases, das dem Laserbearbeitungskopf zuzuführen ist, und zum Auswählen der Bearbeitungsbedingungen usw. vollendet wurden. Deshalb liegen Probleme dahingehend vor, dass eine vergleichsweise lange Zeit erforderlich ist, bis der Vorgang zum Abbrechen des Energiesparmodus begonnen wird, der Energiesparmodus lang andauert und sich der Betrag an Energieaufnahme erhöht.
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Demgegenüber ist in einer zusammengesetzten Bearbeitungsmaschine, die sukzessive ein Stanzen und eine Laserbearbeitung ausführt, eine Vorrichtung bekannt, die die Zeit voreinstellt, die zum Zurückkehren aus dem Energiesparmodus in den Standardbereitschaftszustand (Wiederherstellungszeit) erforderlich ist, in den Energiesparmodus zu dem Zeitpunkt des Stanzens übergeht und den Vorgang zum Abbrechen des Energiesparmodus zu einem Zeitpunkt beginnt, der exakt um die Wiederherstellungszeit früher liegt als der Beginnzeitpunkt der Laserbearbeitung. Diese Vorrichtung ist zum Beispiel in der japanischen ungeprüften Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 2012-171084 A (
JP 2012-171084 A ) beschrieben.
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Der Zeitpunkt zum Beginn der Laserbearbeitung ist jedoch nicht notwendigerweise ein konstanter Zeitpunkt. Wird zum Beispiel eine Wartungsarbeit oder eine andere Arbeit außerhalb der Routine ausgeführt und wird der Startzeitpunkt der Laserbearbeitung verschoben, dann fällt es schwer, den Vorgang zum Beenden des Energiesparmodus mit einer guten Zeitgabe zu beginnen.
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Ferner schildert „ALBRECHT, Volker: Effizient zum Blechteil. In: Industrieanzeiger, 2010, H. 25, S. 50–53, ISSN 0019-9036” Varianten des Einsatzes von Laserstrahlquellen bei der Blechbearbeitung.
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Die vorliegende Erfindung stellt sich demnach die Aufgabe, die vorstehend genannten Nachteile des Standes der Technik zu beheben und den Betrag an Energieaufnahme einer Laserbearbeitungsvorrichtung zu reduzieren.
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Kurzfassung der Erfindung
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Eine Gaslaserbearbeitungsvorrichtung, als eine Ausgestaltung der Erfindung, umfasst einen Laseroszillator, der ein Laserlicht erzeugt, wobei der Laseroszillator eine Entladeröhre, an die eine Entladeröhrenspannung angelegt wird, und einen Schließabschnitt aufweist, der bei einer Abgaberoute des Laserlichts vorgesehen ist, eine Laserbearbeitungsmaschine, die eine Laserbearbeitung unter Verwendung des Laserlichts ausführt, das durch die Ausgaberoute aus dem Laseroszillator ausgegeben ist, und einen Steuerabschnitt, der den Laseroszillator und die Laserbearbeitungsmaschine gemäß einem Bearbeitungsprogramm steuert. Der Steuerabschnitt umfasst einen Vorbereitungsmaßnahmenabschnitt, der die Laserbearbeitungsmaschine steuert, um eine Vorbereitungsmaßnahme für die Laserbearbeitung zu beginnen, falls ein Vorbereitungsmaßnahmenbefehl vor einem Laserausgabebefehl ausgegeben wird, und umfasst einen Modusumschaltabschnitt, der die Entladeröhrenspannung steuert, die an die Entladeröhre angelegt ist, und der einen Betriebsmodus des Laseroszillators zwischen einem Standardbereitschaftsmodus vor Ausführung der Laserbearbeitung und einem Energiesparmodus mit geringerer aufgenommener Leistung als in dem Standardbereitschaftsmodus umschaltet, während der Modusumschaltabschnitt die Entladeröhrenspannung derart steuert, um den Betriebsmodus in den Energiesparmodus umzuschalten, bevor der Vorbereitungsmaßnahmenbefehl ausgegeben ist, und um einen Umschaltvorgang des Betriebsmodus aus dem Energiesparmodus in den Standardbereitschaftsmodus zu beginnen, wenn der Vorbereitungsmaßnahmenbefehl ausgegeben wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Relation zu den beiliegenden Zeichnungen deutlicher werden. Es zeigen:
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1 eine Ansicht, die eine Gesamtkonfiguration einer Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
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2 eine Ansicht, die eine prinzipielle Konfiguration eines Laseroszillators und einer Laserbearbeitungsmaschine gemäß 1 zeigt;
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3 eine Ansicht, die ein Zeitdiagramm zeigt, das ein Beispiel des Betriebs einer Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
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4 eine Ansicht, die eine Modifikation gemäß 3 zeigt;
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5 eine Ansicht, die eine weitere Modifikation gemäß 3 zeigt; und
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6 eine Ansicht, die eine weitere Modifikation gemäß 3 zeigt.
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Ausführliche Beschreibung
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Nachstehend wird unter Bezugnahme auf 1 bis 6 ein Ausführungsbeispiel einer Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der Erfindung beschrieben werden. 1 zeigt eine Ansicht, die die Gesamtkonfiguration einer Laserbearbeitungsvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. Wie in 1 gezeigt, weist die Laserbearbeitungsvorrichtung 100 einen Laseroszillator 1, der ein Laserlicht erzeugt, eine Laserbearbeitungsmaschine 2, die eine Laserbearbeitung unter Verwendung des Laserlichts ausführt, das aus dem Laseroszillator 1 ausgegeben ist, und einen Steuerabschnitt 3 auf, der den Laseroszillator 1 und die Laserbearbeitungsmaschine 2 gemäß einem Bearbeitungsprogramm steuert.
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Die Laserbearbeitungsmaschine 2 ist eine zusammengesetzte Bearbeitungsmaschine, die einen Laserbearbeitungsabschnitt 2A, der die Laserbearbeitung bei einem Werkstück ausführt, und einen Stanzabschnitt 2B aufweist, der Löcher in ein Werkstück unter Verwendung eines Ausformwerkzeugs stanzt. Sie kann die Laserbearbeitung und das Stanzen selektiv und sukzessive ausführen.
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Der Steuerabschnitt 3 besteht hauptsächlich aus einer numerischen Steuervorrichtung (CNC) und weist einen Bearbeitungssteuerabschnitt 30, der die Vorgänge des Laseroszillators 1 und der Laserbearbeitungsmaschine 2 zu dem Zeitpunkt der Laserbearbeitung und zu dem Zeitpunkt des Stanzens steuert, einen Vorbereitungsmaßnahmenabschnitt 31, der den Laseroszillator 1 und die Laserbearbeitungsmaschine 2 veranlasst, Vorbereitungsmaßnahmen vor der Laserbearbeitung auszuführen, und einen Modusumschaltabschnitt 32 auf, der Betriebsmodi des Laseroszillators 2 vor und nach der Laserbearbeitung umschaltet. Der Steuerabschnitt 3 umfasst einen Lese- und Übersetzungsabschnitt, der ein vorbestimmtes Verarbeitungsprogramm (NC-Programm) liest und übersetzt, einen Interpolationsabschnitt, der einen Befehlswert interpoliert, der durch das Verarbeitungsprogramm angewiesen ist und diesen zu den XYZ-Vorschubwellen verteilt, und einen Servoverstärker, der Motorantriebsströme zur Zuführung zu Servomotoren 25A, 25B und 25C der Laserbearbeitungsmaschine 1 (2) erzeugt, usw.
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2 zeigt eine Ansicht, die die prinzipiellen Konfigurationen des Laseroszillators 1 und der Laserbearbeitungsmaschine 2 zeigt. In 2 ist in der Konfiguration der Laserbearbeitungsmaschine 2 hauptsächlich die Konfiguration des Laserbearbeitungsabschnitts 2A gezeigt. Die Beschreibung der Konfiguration des Stanzabschnitts 26, der angrenzend an den Laserbearbeitungsabschnitt 2a vorgesehen ist, wird ausgelassen.
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Wie in 2 gezeigt, weist der Laseroszillator 1 einen Gaskanal 10, durch den ein Lasergas zirkuliert, Entladeröhren 11 und 12, die mit dem Gaskanal 10 verbunden sind, einen Abgabespiegel 13 und einen hinteren Spiegel 14, die beiderseits der Entladeröhren 11 und 12 liegend angeordnet sind, eine Stromzufuhr 15, die eine Spannung (Entladeröhrenspannung) den Entladeröhren 11 und 12 zuführt, einen Wärmetauscher 16, der das Lasergas kühlt, ein Gebläse 17, das veranlasst, dass das Lasergas entlang des Gaskanals 10 zirkuliert, und einen Shutter 18 auf, der bei einer Abgaberoute PA des Laserlichts vorgesehen ist.
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Die Entladeröhren 11 und 12 weisen jeweils Hauptelektroden 11a und 12a und Hilfselektroden 11b und 12b auf. Falls die Hauptelektroden 11a und 12a mit Spannung versorgt werden, das heißt, mit einer Entladeröhrenspannung versorgt werden, wird eine Entladung in dem Lasergas in den Entladeröhren 11 und 12 begonnen. Auf Grund dieser Hauptentladung wird das Lasergas erregt und wird Licht erzeugt. Es tritt eine Resonanz zwischen dem Abgabespiegel 13 und dem hinteren Spiegel 14 auf, wodurch das Licht durch stimulierte Emission verstärkt wird. Ein Teil dessen wird als ein Laserlicht aus dem Abgabespiegel 13 entnommen. Das entnommene Laserlicht wird durch den öffnungsfähigen/schließungsfähigen Shutter 18 zu der Laserbearbeitungsmaschine 2 ausgegeben. Wird der Shutter 18 geschlossen, dann wird die Ausgabe des Laserlichts nach außerhalb blockiert und wird das Laserlicht durch einen Lichtabsorber 19 aufgenommen.
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Die Laserbearbeitungsmaschine 2 (Laserbearbeitungsabschnitt 2a) weist eine Basis 20, eine Säule 21, die auf der Basis stehend vorgesehen ist, einen Tisch 22, der beweglich oberhalb der Basis 20 in der horizontalen Richtung (XY-Richtung) vorgesehen ist, und einen Bearbeitungskopf 23 auf, der beweglich entlang der Säule in der vertikalen Richtung (Z-Richtung) vorgesehen ist. Das Laserlicht aus dem Laseroszillator 1 wird zu dem Bearbeitungskopf 23 durch die Ausgaberoute PA geführt, um die Laserbearbeitung (Schneiden, Bohren, usw.) auf einem Werkstück W auszuführen, das auf dem Tisch gelagert ist, unter Verwendung des Laserlichts.
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Zu dem Zeitpunkt der Laserbearbeitung wird der Bearbeitungskopf 23 mit Hilfsgas durch einen Hilfsgaszuführabschnitt 24 versorgt. Der Tisch 22 wird in den XY-Richtungen entlang der X-Richtungs- und der Y-Richtungsvorschubwellen durch lineare Vorschubmechanismen angetrieben, die aus Kugelrollspindeln bestehen, die sich in der X-Richtung und der Y-Richtung erstrecken, und durch Servomotoren 25A und 25B usw., die die Drehung der Kugelrollspindeln antreiben. Der Bearbeitungskopf 23 wird in der Z-Richtung entlang einer Z-Richtungsvorschubwelle durch einen linearen Vorschubmechanismus, der aus einer Kugelrollspindel besteht, die sich in der Z-Richtung erstreckt, und einen Servomotor 25Z usw. angetrieben, der die Drehung der Kugelrollspindel treibt.
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Während des Stanzens oder während des Ersetzens des Bearbeitungsmaterials oder zu anderen Zeitpunkten, zu denen die Laserbearbeitung nicht ausgeführt wird, wird der Laseroszillator 1 durch den Modusumschaltabschnitt 32 (1) in einen Bereitschaftszustand verbracht, in dem die aufgenommene Leistung des Laseroszillators 1 von dem Zeitpunkt der Laserbearbeitung an verringert wird. Dieser Bereitschaftszustand umfasst einen Zustand, in dem Laserlicht unmittelbar emittiert werden kann (als „Standardbereitschaftsmodus” bezeichnet) und einen Zustand, in dem die aufgenommene Leistung geringer als in dem Standardbereitschaftsmodus ist (als „Energiesparmodus” bezeichnet). Der Betriebsmodus des Laseroszillators 1 zu dem Zeitpunkt der Laserbearbeitung (zu dem Zeitpunkt der Laserausgabe) wird als ein „Bearbeitungsmodus” bezeichnet.
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In dem Standardbereitschaftsmodus, selbst wenn die Laserabgabe null (0 W) beträgt, fährt die Stromzufuhr 15 fort, die Hauptelektroden 11a und 12a und die Hilfselektroden 11b und 12b mit einem bestimmten Betrag an Leistung zu versorgen. Der zugeführte Betrag an Leistung wird auf einen Zustand eingestellt, in dem die Hauptentladung durch die Hauptelektroden 11a und 12a ausgelöscht wird, und auf einen Zustand, in dem lediglich eine Hilfsentladung durch die Hilfselektroden 11b und 12b begonnen wird. Diese Hilfsentladung ist eine schwache Entladung, die somit nicht direkt zu der Laserabgabe beiträgt, wird aber als eine Hilfsentladung zum Erleichtern des Beginns einer Hauptentladung selbst in einem Zustand beibehalten, in dem die Laserausgabe null (0 W) beträgt und die Hauptentladung ausgelöscht wird (Zustand der Grundentladung). Das heißt, selbst wenn die Laserabgabe null beträgt, solange der Gaslaseroszillator 1 nicht vollständig angehalten ist, gibt die Stromzufuhr 15 eine Bereitschaftsleistung aus, wodurch die Hilfsentladung aufrechterhalten wird.
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Demgegenüber werden in dem Energiesparmodus die Hauptelektroden 11a und 12a und die Hilfselektroden 11b und 12b nicht mit einer Spannung aus der Stromversorgung 15 versorgt, so dass sowohl die Hauptentladung als auch die Hilfsentladung ausgelöscht werden. Das heißt, in dem Energiesparmodus wird die Grundentladung angehalten. Die aufgenommene Leistung ist um jenen Betrag geringer als jene des Standardbereitschaftsmodus. Wird ein Ausgabebefehl (Strahlemission) der Stromzufuhr 15 in dem Zustand des Energiesparmodus erteilt, in dem die Hilfsentladung nicht aktiviert ist, wird die Impedanz zwischen der Stromversorgung 15 und der Entladelast nicht übereinstimmen, und wird eine übermäßige Spannung an die Entladeröhren 11 und 12 angelegt werden. Im Ergebnis wird ein Überstrom zu der Stromzufuhr 15 fließen und ist wahrscheinlich, dass die Stromzufuhr 15 beschädigt wird oder in einem Alarmzustand anhält.
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Damit dies vermieden wird, schaltet der Modusumschaltabschnitt 32 den Betriebsmodus aus dem Energiesparmodus in den Standardbereitschaftsmodus um, falls ein Laserbearbeitungsbefehl von dem Steuerabschnitt 3 zu dem Zeitpunkt des Stanzens ausgegeben wird, d. h. in Zuständen, in denen die Laserbearbeitung nicht ausgeführt wird. In diesem Zustand gibt auf Grund des Befehls aus dem Bearbeitungssteuerabschnitt 30 (1) der Laseroszillator 1 Laserlicht aus. Zu dem Zeitpunkt des Ausgebens von Laserlicht wird der Betriebsmodus aus dem Standardbereitschaftsmodus in den Bearbeitungsmodus umgeschaltet.
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Die Laserbearbeitungsbefehle umfassen Vorbereitungsmaßnahmenbefehle, die Vorbereitungsmaßnahmen anweisen, um die Laserbearbeitung zu ermöglichen, und Laserausgabebefehle, die die Laserausgabe anweisen. Falls die Laserbearbeitungsbefehle ausgegeben werden, werden zuerst die Vorbereitungsmaßnahmenbefehle ausgegeben und werden dann die Laserausgabebefehle ausgegeben. Die Vorbereitungsmaßnahmenbefehle und die Laserausgabebefehle werden vorab in ein Bearbeitungsprogramm geschrieben. Ein Benutzer kann ebenso einen Schalter usw. betätigen, um diese Befehle auszugeben.
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Der Vorbereitungsmaßnahmenabschnitt 31 (1) beginnt einen Vorgang zur Vorbereitung der Laserbearbeitung gemäß einem Bearbeitungsprogramm, falls ein Vorbereitungsmaßnahmenbefehl aus dem Steuerabschnitt 3 ausgegeben wird. Im Einzelnen werden eine Einstellung von Bearbeitungsbedingungen ausgeführt, wie ein Betriebsverhältnis der Laserausgabe oder die Größe der Laserausgabe, eine Auswahl des Hilfsgasdrucks zum Einstellen des Drucks des Hilfsgases auf einen Sollwert, eine Bewegung des Tisches 22 und des Bearbeitungskopfs 23 zu den Laserbearbeitungspositionen, ein Betrieb zum Öffnen des Shutters 18, usw. Sind diese vorbereitenden Maßnahmen beendet, dann wird ein Laserbearbeitungsbetrieb möglich und wird ein Laserausgabebefehl von dem Steuerabschnitt 3 ausgegeben.
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In diesem Fall, falls der Modusumschaltabschnitt 32 das Umschalten des Betriebsmodus aus dem Energiesparmodus des Laseroszillators 1 in den Standardbereitschaftsmodus nach Vollendung der Vorbereitungsmaßnahme beginnt, dauert der Energiesparmodus länger an und wird der Beginn des Laserbearbeitungsbetriebs verzögert. Im Ergebnis erhöht sich die aufgenommene Leistung und verringert sich ebenso die Bearbeitungseffizienz.
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Im Allgemeinen dauert es ein bis zwei Sekunden an Zeit von dem Zeitpunkt an, zu dem Vorbereitungsmaßnahmenbefehle ausgegeben werden, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem Vorbereitungsmaßnahmen, wie die Bewegung der Vorschubwelle zu der Bearbeitungsposition, die Auswahl des Hilfsgasdrucks und ein Vorgang zum Öffnen des Shutters vollendet sind. Im Gegensatz dazu beträgt die Zeit, die zum Übergehen aus dem Energiesparmodus des Laseroszillators 1 (Zustand, in dem die Hauptentladung und die Hilfsentladung ausgelöscht sind) in den Standardbereitschaftsmodus (Zustand, in dem lediglich die Hilfsentladung ein ist), circa eine Sekunde. Dies ist kürzer als die Zeit, die für die Vorbereitungsmaßnahme erforderlich ist. Deshalb wird in dem Ausführungsbeispiel zu der gleichen Zeitgabe wie der Beginn der Vorbereitungsmaßnahme ein Befehl zum Umschalten des Betriebsmodus (Modusumschaltbefehl) ausgegeben, um das Umschalten des Betriebsmodus aus dem Energiesparmodus in den Standardbereitschaftsmodus zu beginnen. Ist die Vorbereitungsmaßnahme beendet, dann ist der Umschaltvorgang des Betriebsmodus auf Grund dessen bereits beendet. Nachdem die Vorbereitungsmaßnahme beendet ist, ist es deshalb möglich, den Laserbearbeitungsvorgang unmittelbar zu beginnen.
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Ein Modusumschaltbefehl ist in den gleichen Block in dem Bearbeitungsprogramm eingebaut, der einen Vorbereitungsmaßnahmenbefehl ausgibt. Alternativ wird ein Modusumschaltbefehl als der gleiche Befehl wie der Vorbereitungsmaßnahmenbefehl ausgegeben. 3 zeigt ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel des Hauptbetriebs der Laserbearbeitungsvorrichtung 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt, d. h. den Betrieb, der durch ein Steuersignal erlangt wird, das aus dem Steuerabschnitt 3 zu dem Laseroszillator 1 und der Laserbearbeitungsmaschine 2 ausgegeben wird. Im Einzelnen sind die Zeitgabe des Umschaltens des Betriebsmodus des Laseroszillators 1 (Bearbeitungsmodus, Standardbereitschaftsmodus und Energiesparmodus) und die Zeitgabe zum Ausgeben von Befehlen gezeigt, die in dem Bearbeitungsprogramm geschrieben sind (Shutteröffnungsbefehl, Hilfsgaszuführbefehl, Bearbeitungsbedingungseinstellbefehl und Bearbeitungsumschaltbefehl).
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Endet die Laserbearbeitung zu dem Zeitpunkt t0 gemäß 3, dann wird die Hauptentladung des Laseroszillators 1 ausgelöscht, was zu dem Grundentladezustand führt, und schaltet der Betriebsmodus aus dem Bearbeitungsmodus in den Standardbereitschaftsmodus um. Danach, falls der Hilfsgaszuführbefehl zu dem Zeitpunkt t1 abgeschaltet wird, hält der Vorbereitungsmaßnahmenabschnitt 31 die Zuführung des Hilfsgases an. Falls ein Bearbeitungsumschaltbefehl aus der Laserbearbeitung zu dem Stanzen zu dem Zeitpunkt t2 ausgegeben wird, wird des Weiteren ein Modusumschaltbefehl ausgegeben, hält der Modusumschaltabschnitt 32 die Grundentladung der Entladeröhren 11 und 12 an und wird der Betriebsmodus aus dem Standardbereitschaftsmodus in den Energiesparmodus umgeschaltet. Der Shutteröffnungsbefehl wird zu dem Zeitpunkt t2 abgeschaltet, woraufhin der Vorbereitungsmaßnahmenabschnitt 31 den Shutter 18 schließt. Die Zeitgabe des Schließens des Shutters 18 kann ebenso zu dem Zeitpunkt t1 durchgeführt werden. Zu dem Zeitpunkt t2 wird ebenso der Bearbeitungsbedingungseinstellbefehl abgeschaltet.
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Nach dem Ende des Stanzens, falls ein Bearbeitungsumschaltbefehl vom Stanzen zu der Laserbearbeitung als ein Vorbereitungsmaßnahmenbefehl zu dem Zeitpunkt t3 ausgegeben wird, wird gleichzeitig ein Modusumschaltbefehl ausgegeben, wodurch der Modusumschaltabschnitt 32 einen Betrieb zum Umschalten des Betriebsmodus aus dem Energiesparmodus in den Standardbereitschaftsmodus beginnt. Der Umschaltvorgang des Betriebsmodus wird graduierlich ausgeführt, indem veranlasst wird, dass sich der Befehlswert der Entladeröhrenspannung graduierlich erhöht, der an die Entladeröhren 11 und 12 (Leistungsausgabebefehlswert) angelegt wird. Zu diesem Zeitpunkt erhöht sich die Entladeröhrenspannung, falls aber eine Entladung begonnen wird, wird das Verhältnis der Änderung der Entladeröhrenspannung relativ zu dem Leistungsausgabebefehlswert kleiner. Deshalb wird beurteilt, ob eine Entladung zu beginnen ist, auf der Grundlage des Änderungsverhältnisses der Entladeröhrenspannung relativ zu dem Leistungsausgabebefehlswert. Wird beurteilt, die Entladung zu beginnen, dann wird die Erhöhung in dem Leistungsausgabebefehlswert angehalten. In 3 wird beurteilt, die Entladung nach Δt1 von dem Zeitpunkt t3 an zu beginnen. Zu diesem Zeitpunkt nimmt der Laseroszillator 1 den Standardbereitschaftsmodus ein, in dem die Hilfsentladung begonnen wird.
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Danach wird ein Bearbeitungsbedingungseinstellbefehl zu dem Zeitpunkt t4 ausgegeben, wodurch die Bearbeitungsbedingungen der Laserbearbeitung (Laserabgabewert usw.) gesetzt werden. Falls ein Hilfsgaszuführbefehl und ein Shutteröffnungsbefehl zu dem Zeitpunkt t5 ausgegeben werden, beginnt der Vorbereitungsmaßnahmenabschnitt 31 die Zuführung des Hilfsgases und beginnt den Vorgang zum Öffnen des Shutters 18. Es ist Zeit erforderlich von dem Zeitpunkt an, zu dem der Vorbereitungsmaßnahmenbefehl zu dem Zeitpunkt t3 ausgegeben wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Vorbereitungsmaßnahme beendet ist. Zu dem Zeitpunkt t5, zu dem die Vorbereitungsmaßnahme beendet ist, wurde der Betriebsmodus bereits aus dem Energiesparmodus in den Standardbereitschaftsmodus umgeschaltet. Ist die Vorbereitungsmaßnahme für die Laserbearbeitung beendet, dann wird die Laserausgabe durch den Bearbeitungssteuerabschnitt 30 angewiesen und wird die Laserbearbeitung ausgeführt. Auf Grund dessen tritt der Laseroszillator 1 zu dem Zeitpunkt t6 in den Bearbeitungsmodus ein.
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Gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel können die folgenden Maßnahmen und Wirkungen erlangt werden.
- (1) Wird ein Vorbereitungsmaßnahmenbefehl der Laserbearbeitung (Bearbeitungsumschaltbefehl zum Zeitpunkt t3 gemäß 1) ausgegeben, dann steuert der Vorbereitungsmaßnahmenabschnitt 31 den Laseroszillator (Shutter 18) und die Laserbearbeitungsmaschine 2, um die Vorbereitungsmaßnahme zum Ausführen der Laserbearbeitung zu beginnen, während der Modusumschaltabschnitt 32 die Entladeröhrenspannung steuert, um einen Umschaltbetrieb des Betriebsmodus aus dem Energiesparmodus in den Standardbereitschaftsmodus zu beginnen. Das heißt, er gibt einen Modusumschaltbefehl zu dem gleichen Zeitpunkt wie den Vorbereitungsmaßnahmenbefehl aus und beginnt, den Betriebsmodus zu dem gleichen Zeitpunkt wie der Beginn der Vorbereitungsmaßnahme umzuschalten. Auf Grund dessen ist es möglich, einen Vorgang auszuführen, um den Energiesparmodus bei einer guten Zeitgabe abzubrechen. Die Dauer des Energiesparmodus wird kürzer, die Bereitschaftsleistung wird klein gehalten und es kann die Energiesparwirkung angehoben werden.
- (2) Der Vorbereitungsmaßnahmenabschnitt 31 öffnet den Shutter 18 des Laseroszillators 1 (Zeitpunkt t5 gemäß 3), nachdem der Betriebsmodus des Laseroszillators 1 aus dem Energiesparmodus in den Standardbereitschaftsmodus umschaltet. Auf Grund dessen wird während des Betriebs zum Umschalten aus dem Energiesparmodus in den Standardbereitschaftsmodus der Shutter 18 in dem geschlossenen Zustand gehalten, so dass es möglich wird zu verhindern, dass Laserlicht nach außen abgegeben wird, wenn die Entladeröhrenspannung graduierlich erhöht wird, um die Entladung zu beginnen. Der Vorbereitungsmaßnahmenabschnitt 31 kann ebenso beurteilen, ob der Betriebsmodus des Laseroszillators 1 aus dem Energiesparmodus in den Standardbereitschaftsmodus umgeschaltet wurde, und kann den Shutter 18 des Laseroszillators 1 unter der Bedingung öffnen, dass beurteilt wurde, dass in den Standardbereitschaftsmodus geschaltet wurde.
- (3) Wird ein Bearbeitungsumschaltbefehl von der Laserbearbeitung zu dem Stanzen in dem Zustand ausgegeben, in dem der Laseroszillator 1 in den Standardbereitschaftsmodus geschaltet wird (Zeitpunkt t2 gemäß 3), dann schaltet der Modusumschaltabschnitt 32 den Betriebsmodus aus dem Standardbereitschaftsmodus in den Energiesparmodus um und schließt der Vorbereitungsmaßnahmenabschnitt 31 den Shutter 18. Das heißt, auf Grund des Bearbeitungsumschaltbefehls von der Laserbearbeitung zu dem Stanzen, der mit dem Bearbeitungsumschaltbefehl vom Stanzen zu der Laserbearbeitung verknüpft ist (Vorbereitungsmaßnahmenbefehl), wird der Betriebsmodus aus dem Standardbereitschaftsmodus in den Energiesparmodus umgeschaltet und wird der Shutter 18 geschlossen. Auf Grund dessen kann die Konfiguration des Bearbeitungsprogramms vereinfacht werden, kann der Betriebsmodus umgeschaltet, kann der Shutter durch weniger Befehle geschlossen werden, und kann die Bearbeitungszeit verkürzt werden.
- (4) Ein Bearbeitungsumschaltbefehl zum Umschalten des Bearbeitungsvorgangs vom Stanzen zu der Laserbearbeitung wird als ein Vorbereitungsmaßnahmenbefehl verwendet, so dass es möglich wird, den Laseroszillator 1 in den Standardbereitschaftsmodus zu dem Zeitpunkt zum Umschalten des Bearbeitungsvorgangs umzuschalten, und wird es möglich, ein glattes Schalten in die Laserbearbeitung zu realisieren. Des Weiteren ist der Bearbeitungsumschaltbefehl ein Befehl, der zuerst als ein Laserbearbeitungsbefehl ausgegeben wird, wenn die Laserbearbeitung ausgeführt wird, so dass ein frühes Umschalten des Betriebsmodus möglich wird. Deshalb kann der Betriebsmodus verlässlich in den Standardbereitschaftsmodus umgeschaltet werden, bevor die Vorbereitungsmaßnahme durch den Vorbereitungsmaßnahmenabschnitt 31 beendet wird, und kann der Bearbeitungsmodus unmittelbar geändert werden, nachdem die Vorbereitungsmaßnahme beendet ist.
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In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel schaltet der Modusumschaltabschnitt 32 den Betriebsmodus zwischen dem Standardbereitschaftsmodus und dem Energiesparmodus um, aber es ist ebenso möglich, eine Vielzahl von Energiesparmodi zu setzen und sukzessive Betriebsmodi zwischen dem Standardbereitschaftsmodus und der Vielzahl von Energiesparmodi umzuschalten. 4 zeigt ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs in diesem Fall zeigt. In der Figur ist ein erster Energiesparmodus ein Betriebsmodus, der eine Hilfsentladung des Laseroszillators 1 anhält, während der zweite Energiesparmodus ein Betriebsmodus ist, der weiterhin den Betrieb des Gebläses 17 des Laseroszillators 1 aus dem Zustand des ersten Energiesparmodus anhält. Deshalb ergibt der zweite Energiesparmodus einen kleineren Betrag an Leistungsaufnahme (aufgenommene Energie) als der erste Energiesparmodus.
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Wie in 4 gezeigt, falls ein Bearbeitungsumschaltbefehl zu dem Zeitpunkt t2 ausgegeben wird, wird ein Modusumschaltbefehl gleichzeitig ausgegeben, wodurch der Modusumschaltabschnitt 32 den Betriebsmodus aus dem Standardbereitschaftsmodus in den ersten Energiesparmodus umschaltet. Danach, falls ein Modusumschaltbefehl zu dem Zeitpunkt t2' ausgegeben wird, schaltet der Modusumschaltabschnitt 32 den Betriebsmodus aus dem ersten Energiesparmodus in den zweiten Energiesparmodus um. Des Weiteren, falls ein Bearbeitungsumschaltbefehl (Vorbereitungsmaßnahmenbefehl) zu dem Zeitpunkt t3 ausgegeben wird, wird ein Modusumschaltbefehl gleichzeitig ausgegeben, wodurch der Modusumschaltabschnitt 32 den Betriebsmodus aus dem zweiten Energiesparmodus in den ersten Energiesparmodus umschaltet. Danach, falls ein Modusumschaltbefehl zu dem Zeitpunkt t3' ausgegeben wird, schaltet der Modusumschaltabschnitt 32 den Betriebsmodus aus dem ersten Energiesparmodus in den Standardbereitschaftsmodus um. Die Modusumschaltbefehle zu den Zeitpunkten t2' und t3' werden in das Bearbeitungsprogramm eingebaut. Ein Benutzer kann ebenso einen Schalter usw. betätigen, um diese Modusumschaltbefehle auszugeben. Es ist ebenso möglich, einen Modusumschaltbefehl zum Umschalten des Betriebsmodus aus dem zweiten Energiesparmodus in den ersten Energiesparmodus gleichzeitig mit dem Bearbeitungsumschaltbefehl (Vorbereitungsmaßnahmenbefehl) auszugeben.
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Durch Setzen einer Vielzahl von Energiesparmodi auf diese Weise ist es möglich, den Betrag an Leistungsaufnahme des Laseroszillators 1 mit Ausnahme des Zeitpunkts der Laserbearbeitung sehr viel kleiner zu halten. Wird eine Vielzahl von Energiesparmodi gesetzt, ist mehr Zeit erforderlich, um in den Standardbereitschaftsmodus zurückzukehren, als in dem Fall des Setzens eines einzelnen Energiesparmodus. Das heißt, Δt2 gemäß 4 ist länger als Δt1 gemäß 3. Deshalb ist es möglich, einem Benutzer zu erlauben auszuwählen, ob eine Vielzahl von Energiesparmodi zu setzen ist. Wird zum Beispiel gewünscht, die Energiesparwirkung zu erhöhen, ist es möglich, eine Vielzahl von Energiesparmodi zu setzen, wohingegen, falls gewünscht wird, die Laserbearbeitung so bald wie möglich zu beginnen, es ebenso möglich ist, einen einzelnen Energiesparmodus zu setzen.
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In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird der Bearbeitungsumschaltbefehl als der Vorbereitungsmaßnahmenbefehl verwendet, es kann aber ebenso der Bearbeitungsbedingungssetzbefehl als der Vorbereitungsmaßnahmenbefehl verwendet werden. 5 zeigt ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs in diesem Fall zeigt. In 5, falls ein Bearbeitungsumschaltbefehl zu dem Zeitpunkt t3 ausgegeben wird, wird dann ein Bearbeitungsbedingungssetzbefehl zu dem Zeitpunkt t4 ausgegeben, und wird der Modusumschaltbefehl gleichzeitig ausgegeben. Auf Grund dessen schaltet der Modusumschaltabschnitt 32 den Betriebsmodus aus dem Energiesparmodus in den Standardbereitschaftsmodus um. Danach werden zu dem Zeitpunkt t5 der Hilfsgaszuführbefehl und der Shutteröffnungsbefehl ausgegeben. Werden die Vorbereitungsmaßnahmen beendet, dann nimmt der Betriebsmodus zu dem Zeitpunkt t6 den Bearbeitungsmodus an. Der Bearbeitungsbedingungssetzbefehl wird nach dem Bearbeitungsumschaltbefehl ausgegeben, so dass es möglich ist, den Bearbeitungsbedingungssetzbefehl als den Vorbereitungsmaßnahmenbefehl zu verwenden und dadurch die Dauer des Standardbereitschaftsmodus gegenüber jenem der 3 zu verkürzen.
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Der Hilfsgaszuführbefehl zum Starten des Zuführens des Hilfsgases aus dem Hilfsgaszuführabschnitt 24 zu dem Bearbeitungskopf 23 kann ebenso als der Vorbereitungsmaßnahmenbefehl verwendet werden. 6 zeigt ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs in diesem Fall zeigt. In 6 wird ein Bearbeitungsumschaltbefehl zu dem Zeitpunkt t3 ausgegeben, während ein Bearbeitungsbedingungssetzbefehl zu dem Zeitpunkt t4 ausgegeben wird. Danach, falls ein Hilfsgaszuführbefehl zu dem Zeitpunkt t51 ausgegeben wird, wird ein Modusumschaltbefehl gleichzeitig dazu ausgegeben. Auf Grund dessen schaltet der Modusumschaltabschnitt 32 den Betriebsmodus aus dem Energiesparmodus in den Standardbereitschaftsmodus um. Ist der Schaltvorgang des Betriebsmodus beendet, dann wird ein Shutteröffnungsbefehl zu dem Zeitpunkt t52 ausgegeben. Ist die Vorbereitungsmaßnahme beendet, dann nimmt der Betriebsmodus zu dem Zeitpunkt t6 den Bearbeitungsmodus an. Der Hilfsgaszuführbefehl wird nach dem Bearbeitungsbedingungssetzbefehl ausgegeben, so dass es möglich ist, die Dauer des Standardbereitschaftsmodus noch mehr unter Verwendung des Hilfsgaszuführbefehls als den Vorbereitungsmaßnahmenbefehl zu verkürzen.
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Es ist ebenso möglich, den Befehl zum Öffnen des Shutters 18 als den Vorbereitungsmaßnahmenbefehl zu verwenden. Selbst wenn der Shutteröffnungsbefehl ausgegeben wird, ist es in diesem Fall bevorzugt, dass der Vorbereitungsmaßnahmenabschnitt 31 den Shutter 18 derart steuert, um die Abgaberoute PA zu schließen, bis der Betriebsmodus des Laseroszillators 1 aus dem Energiesparmodus in den Standardbereitschaftsmodus umschaltet. Der Bearbeitungskopfpositionierungsbefehl, der den Bearbeitungskopf 23 bei einer vorbestimmten Position positioniert, oder der Tischpositionierungsbefehl, der den Tisch 22 bei einer vorbestimmten Position positioniert, können ebenso als der Vorbereitungsmaßnahmenbefehl verwendet werden. Sowohl der Bearbeitungskopfpositionierungsbefehl als auch der Tischpositionierungsbefehl können ebenso als der Vorbereitungsmaßnahmenbefehl verwendet werden. Der Shutteröffnungsbefehl, der Bearbeitungskopfpositionierungsbefehl und der Tischpositionierungsbefehl werden nach dem Bearbeitungsumschaltbefehl ausgegeben, so dass die Dauer des Standardbereitschaftsmodus hinsichtlich jener gemäß 3 verkürzt werden kann.
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In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel (3) wird ein Bearbeitungsumschaltbefehl vom Stanzen zu der Laserbearbeitung als der Modusumschaltbefehl aus dem Energiesparmodus in den Standardbereitschaftsmodus (erster Bewegungsbefehl) und der damit verknüpfte Bearbeitungsumschaltbefehl von der Laserbearbeitung zu dem Stanzen als der Modusumschaltbefehl aus dem Standardbereitschaftsmodus in den Energiesparmodus (zweiter Bewegungsbefehl) verwendet. Der erste und zweite Bewegungsbefehl, die sich in dieser gegenseitig verknüpften Beziehung befinden, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Es ist zum Beispiel ebenso möglich, den Hilfsgaszuführbefehl oder den Shutteröffnungsbefehl als den ersten Bewegungsbefehl zu verwenden und den Hilfsgasanhaltebefehl oder den Shutterschließbefehl als den zweiten Bewegungsbefehl zu verwenden. Das heißt, der erste Bewegungsbefehl zum Wechseln der Laserbearbeitungsmaschine 2 oder des Shutters 18 (Shutterabschnitt) von einem ersten Zustand (Stanzzustand, Hilfsgaszuführzustand oder Shutteröffnungszustand) zu einem zweiten Zustand (Laserbearbeitungszustand, Hilfsgasanhaltezustand oder Shutteröffnungszustand) und der zweite Befehl zum Wechseln derselben von einem zweiten Zustand zu einem ersten Zustand können irgendwelche Befehle sein.
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In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel ist die Laserbearbeitungsmaschine 2 als eine zusammengesetzte Bearbeitungsmaschine zum Ausführen des Stanzens und der Laserbearbeitung konfiguriert, sie kann aber ebenso als eine zusammengesetzte Bearbeitungsmaschine zum Ausführen einer Laserbearbeitung und einer anderen Bearbeitung außer Stanzen ausgestaltet werden. Die Laserbearbeitungsvorrichtung der Erfindung kann in ähnlicher Weise angewendet werden, selbst wenn die Konfiguration der Laserbearbeitungsmaschine lediglich zum Ausführen der Laserbearbeitung dient.
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Das vorstehende Ausführungsbeispiel kann mit einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Modifikationen kombiniert werden.
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Gemäß der Laserbearbeitungsvorrichtung der Erfindung, falls ein Vorbereitungsmaßnahmenbefehl der Laserbearbeitung ausgegeben wird, wird ein Umschaltbetrieb von Betriebsmodi aus einem Energiesparmodus in einen Standardbereitschaftsmodus begonnen, so dass der Betrieb zum Abbrechen des Energiesparmodus mit einer guten Zeitgabe durchgeführt werden kann.
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Während die Erfindung unter Bezugnahme auf ihre bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist für den Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Korrekturen und Modifikationen an der Erfindung durchgeführt werden können, ohne von dem Schutzbereich der Offenbarung der nachstehend beschriebenen Ansprüche abzuweichen.
