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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine numerische Steuerung zum Steuern einer einen Laser einsetzenden Bearbeitungsmaschine.
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2. Zum Stand der Technik
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5 zeigt eine herkömmliche Laserbearbeitungsmaschine. Eine Abstandssteuerung in der Laserbearbeitungsmaschine erfolgt derart, dass ein Abstandssensor 13 zur Detektion des Abstandes zwischen einem Werkstück 14 und einer Düsenspitze 12 am Laserbearbeitungskopf 10 angebracht ist und ein Signal dieses Sensors in eine numerische Steuerung (nicht gezeigt) eingegeben wird, woraufhin die numerische Steuerung einen Bewegungsbefehl an eine Abstandssteuerachse gibt derart, dass der Abstand zwischen der Düsenspitze und dem Werkstück konstant gehalten wird (auf einem eingestellten Wert). Mit einer solchen Funktion wird die Abstandssteuerachse auch dann automatisch so gesteuert, dass die relativen Positionen der Düsenspitze (Strahlfokus) und des Werkstückes sich nicht ändern, auch wenn das Werkstück eine Krümmung aufweist, zum Beispiel aufgrund einer „Verbiegung“, oder eine „Kurve“, wodurch eine gleichmäßige Laserbearbeitung erreicht wird.
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Das Dokument
JP 2003 - 236 691 A zeigt eine Technik mit einem Abstandssensor, welcher einen momentanen Abstandswert zwischen einer Düse und einem Werkstück in der Z-Achsenrichtung detektiert, und eine Steuerung, welche einen Z-Achsenmotor steuert und einen Motor für eine (dazu) orthogonale Achse. Mit dieser Technik wird die Verstärkung der Steuerung dann, wenn ein thermischer Schneidkopf nach oben in einem Leerlauf zurückgezogen wird, wobei der Kopf mit einer Leerlaufgeschwindigkeit bewegt wird, die schneller ist als die Schneidgeschwindigkeit, vergrößert und sie ist dann größer als die normale Verstärkung der Steuerung in einem thermischen Schneidprozess, in welchem ein thermischer Schneidstrahl von der Düse aus eingestrahlt wird.
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6 erläutert ein Problem, welches bei dem herkömmlichen Laserbearbeitungsverfahren entstehen kann. Kommt die Düsenspitze 12 dem Werkstück 14 bei der Bearbeitung irregulär nahe in einem Bereich des Werkstückes 14, wo eine Biegung aufgrund einer „Verkrümmung“ oder einer „Kurve“ vorliegt, wird die Abstandssteuerachse gemäß der Abstandssteuerung so angehoben, dass der Abstand zwischen der Düsenspitze 12 mit dem Werkstück 14 konstant bleibt. Wenn aber die Bearbeitungsgeschwindigkeit schneller ist als die Folgegeschwindigkeit der Abstandssteuerachse, kollidiert die Düsenspitze 12 mit dem Werkstück 14 aufgrund ihrer horizontalen Bewegung bevor der Abstand zwischen der Düsenspitze 12 und dem Werkstück 14 auf den konstanten Wert gebracht ist. Insbesondere dann, wenn eine Bearbeitungsgeschwindigkeit schneller ist als eine Folgegeschwindigkeit der Abstandssteuerachse, mit welcher der Abstand zwischen der Düsenspitze 12 und dem Werkstück 14 auf einem vorgegebenen Wert gehalten werden soll, kann die Düsenspitze 12 dem Werkstück 14 irregulär nahe kommen in einem Bereich, wo das Werkstück 14 eine Krümmung aufweist durch eine „Verbiegung“ oder eine „Kurve“, sodass die Düsenspitze 12 mit dem Werkstück 14 kollidiert bevor der Abstand zwischen der Düsenspitze 12 und dem Werkstück 14 wieder den vorgegebenen Wert hat. E0 ist ein Bezugsversatzbetrag.
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Soll eine Kollision vermieden werden durch Erhöhung der Folgegeschwindigkeit der Abstandseinstellachse, muss die Abstandsteuerverstärkung sehr hoch eingestellt werden. Allerdings ist die Verstärkung auch so einzustellen, dass die Achse stabil arbeitet ohne Oszillationen und dies setzt der Verstärkungseinstellung Grenzen.
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Das Dokument
DE 44 00 198 C2 offenbart eine Laserbearbeitungsmaschine, welche eine zugehörige numerische Steuerungsvorrichtung umfasst. Die Steuervorrichtung ist dazu geeignet, die Positionierung eines Laserschneidkopfes und insbesondere dessen Abstand von einem zu bearbeiteten Werkstück auf der Grundlage von erfassten Sensordaten automatisiert zu steuern.
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Das Dokument
DE 10 2012 109 867 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Steuerung einer Laserbearbeitungsvorrichtung. Hierbei ist ein Controller dazu vorgesehen und eingerichtet, einen Annäherungsvorgang eines Laserbearbeitungskopfes an ein Werkstück derart zu kontrollieren, dass ein Überschwingen des Laserbearbeitungskopfes in Richtung des Werkstücks verhindert wird.
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Kurzbeschreibung der Erfindung
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Die Erfindung ist durch den Anspruch 1 definiert. Die weiteren Ansprüche definieren vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
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Die Erfindung betrifft die obigen Probleme des Standes der Technik und hat zum Ziel die Bereitstellung einer numerischen Steuerung für eine Laserbearbeitungsmaschine, die in der Lage ist, die Steuerung so durchzuführen, dass eine Kollision zwischen dem Werkstück und einer Düsenspitze dadurch vermieden ist, dass die Verstärkung bei der Abstandssteuerung vergrößert wird wenn die Düsenspitze bei der Laserbearbeitung dem Werkstück sehr nahe kommt.
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Bei einer Laserbearbeitung mit einer Bearbeitungsgeschwindigkeit, die größer ist als die Folgegeschwindigkeit der Abstandssteuerung wird die Verstärkung bei der Abstandssteuerung bei Annäherung der Düsenspitze an das Werkstück zeitweise erhöht, sodass die Folgegeschwindigkeit der Abstandssteuerachse zeitweise (kurzzeitig) erhöht wird, wodurch eine Kollision zwischen dem Werkstück und der Düsenspitze vermieden werden kann.
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Eine numerische Steuerung für eine Laserbearbeitungsmaschine gemäß der Erfindung hat eine Einheit zum Festlegen eines Bezugsabstandes, eine Einheit zum Detektieren eines Abstandswertes, eine Einheit zum Berechnen des Versatzes, eine Datenspeichereinheit, eine Einheit zum Berechnen einer Folgegeschwindigkeit für die Abstandssteuerachse, eine erste Feststellungseinheit, und eine erste Änderungseinheit. Die Bezugsabstandsbestimmungseinheit legt einen Bezugsabstand (Trennungsabstand) zwischen der Düsenspitze und dem Werkstück als Bezugsabstand fest. Die Abstanddetektionseinheit detektiert den Abstand (die Entfernung) zwischen der Düsenspitze und dem Werkstück. Die Versatzberechnungseinheit gewinnt einen Versatz aus dem von der Bezugsabstandsbestimmungseinheit bestimmten Bezugsabstand und dem durch die Abstandsdetektionseinheit detektierten Abstand. Die Datenspeichereinheit ist eingerichtet, eine Abstandssteuerverstärkung abzuspeichern. Die Abstandssteuerungsachsennachfolgegeschwindigkeitsberechnungseinheit berechnet eine Folgegeschwindigkeit für die Abstandssteuerungsachse aus dem Versatz und der Abstandssteuerungsverstärkung. Die erste Bestimmungseinheit ermittelt, dass eine Düsenspitze einen Annäherungszustand erreicht hat wenn der Abstand zwischen der Düsenspitze und dem Werkstück kleiner wird als der Bezugsabstand. Die erste Änderungseinheit ändert die Abstandsteuerverstärkung kontinuierlich entsprechend dem Betrag des Versatzes wenn die erste Bestimmungseinheit feststellt, dass die Düsenspitze den Annäherungszustand erreicht hat.
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Die numerische Steuerung der Laserbearbeitungsmaschine steuert die Düsenspitzenposition entsprechend dem Betrag des Versatzes.
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Die Abstandsteuerungsverstärkung für den Annäherungszustand entspricht einer Funktion mit einem Polynom n-ter Ordnung (n ist eine natürliche Zahl) und/oder einer trigonometrischen Funktion und/oder einer Exponentialfunktion und/oder einer logarithmischen Funktion und ist stetig bei Annäherung aus der Bezugsposition.
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Weiterhin kann die numerische Steuerung für die Laserbearbeitungsmaschine eine zweite Bestimmungseinheit aufweisen und eine zweite Wechseleinheit. Die zweite Bestimmungseinheit ermittelt, dass eine extrem anormale Nähe vorliegt wenn der Abstand zwischen der Düsenspitze und dem Werkstück kleiner wird als ein „Abstand anormaler Nähe“. Die zweite Wechseleinheit (Änderungseinheit) ändert die Verstärkung unter Verwendung einer Funktion, die kontinuierlich ist im Zustand einer Annäherung an das Werkstück unterhalb einer Bezugsposition, auf eine Notfall-Abstandssteuerungsverstärkung nachdem die zweite Bestimmungseinheit festgestellt hat, dass der Abstand einer extrem anormalen Nähe vorliegt.
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Die erste Bestimmungseinheit kann feststellen, ob die Düsenspitze aus dem Annäherungszustand in die Bezugsposition zurückgekehrt ist und die numerische Steuerung kann eine Umschalteinheit aufweisen, welche in eine normale Abstandssteuerungsverstärkung umschaltet wenn die erste Bestimmungseinheit feststellt, dass die Düsenspitze in die Bezugsposition zurückgekehrt ist.
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Mit dem obigen Aufbau stellt die Erfindung eine numerische Steuerung für eine Laserbearbeitungsmaschine bereit, mit der die Steuerung so erfolgen kann, dass eine Kollision zwischen einem Werkstück und einer Düsenspitze vermieden ist durch Erhöhung der Abstandsteuerverstärkung bei Annäherung der Düsenspitze an das Werkstück während der Bearbeitung unter Verwendung der Abstandssteuerung.
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Figurenliste
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Die 1 bis 6 dienen zum besseren Verständnis der Merkmale der Erfindung.
- 1 zeigt ein Steuerverfahren;
- 2A bis 2D erläutern ein Beispiel für eine Steuerung;
- 3A und 3B erläutern ein weiteres Beispiel für eine Steuerung;
- 4 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung des Kollisionsvermeidungsverfahrens bei einer Abstandssteuerung;
- 5 zeigt ein herkömmliches Laserbearbeitungsverfahren; und
- 6 erläutert ein Problem bei einem herkömmlichen Laserbearbeitungsverfahren.
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Beschreibung der Figuren 1 bis 4 im Einzelnen
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1 erläutert ein Steuerverfahren. Eine Laserbearbeitungsmaschine hat im allgemeinen einen Bewegungsmotor für die Z-Achse, einen Bewegungsmotor für die X-Achse, einen Bewegungsmotor für die Y-Achse, und eine Steuerung sowie einen Laserbearbeitungskopf 10, mit dem ein Laserstrahl auf ein plattenförmiges Werkstück 14 gerichtet wird. Der Z-Achsenbewegungsmotor bewegt den Laserbearbeitungskopf 10 in vertikaler Richtung (Z-Achsenrichtung). Der X-Achsenbewegungsmotor und der Y-Achsenbewegungsmotor bewegen den Laserbearbeitungskopf 10 relativ zum Werkstück 14 in X-Achsenrichtung bzw. Y-Achsenrichtung, welche senkrecht stehend zur Z-Achsenrichtung. Die Steuerung steuert die drei Bewegungsmotoren (Z-Achsenbewegungsmotor, X-Achsenbewegungsmotor, und Y-Achsenbewegungsmotor) um einen Abstandswert zwischen einer Düse und dem Werkstück 14 im Wesentlichen konstant zu halten. Damit der Laserbearbeitungskopf 10 eine gleichmäßige Laserbearbeitung ausführt, hat die Laserbearbeitungsmaschine einen Abstandssensor 13, der den momentanen Abstand zwischen der Düse und dem Werkstück 13 detektiert. Diese Steuerung ist eingerichtet, einen Z-Achsen-Steuerbefehl auszugeben entsprechend dem detektierten Wert des Abstandssensors 13 und des oben erwähnten Ziel-Abstandswertes zur Steuerung des Z-Achsenbewegungsmotors.
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Die Steuerung veranlasst die Düse, einen Laserstrahl auf das Werkstück 14 zu richten während der X-Achsenmotor und der Y-Achsenmotor so gesteuert werden, dass der Laserbearbeitungskopf 10 sich relativ zum Werkstück 14 in X-Achsenrichtung und Y-Achsenrichtung mit der Schneidgeschwindigkeit bewegt. Der Abstandssensor 13 detektiert einen momentanen Abstand (Abstandswert) zwischen der Düse und dem Werkstück 14 und die Steuerung gibt einen Z-Achsenbefehlswert auf Basis des mit dem Abstandsensor 13 detektierten Wertes und des Ziel-Abstandswertes zur Steuerung des Z-Achsenbewegungsmotors, um eine Bewegung des Laserbearbeitungskopfes in Z-Achsenrichtung zu bewirken. Damit wird der Abstand zwischen der Düse und dem Werkstück 14 im wesentlichen konstant gehalten und so eine gleichmäßige Laser-Schneidbearbeitung in dem Bereich des Werkstückes 14 erreicht, der zu bearbeiten ist.
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Mit dem Abstandssensor 13 zum Detektieren des Abstandes zwischen dem Werkstück 14 und der Düsenspitze 12, wobei der Abstandssensor 13 am Laserbearbeitungskopf 10 angebracht ist, wird der Abstand zwischen dem Werkstück 14 und der Düsenspitze 12 detektiert. Werden der detektierte Abstand und ein eingestellter Bezugsabstand miteinander verglichen und ergibt sich, dass der detektierte Abstand kleiner ist als der eingestellte Wert (Bezugsabstand), wird festgestellt, dass sich die Düsenspitze 12 in einem Annäherungszustand befindet.
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Wird also festgestellt, dass die Düsenspitze 12 sich nahe am Werkstück 14 im Annäherungszustand befindet, werden eine Abstandsteuerungsverstärkung G' (ΔE) entsprechend einem voreingestellten Versatzbetrag ΔE für den Annäherungszustand (eine Funktion entsprechend dem Versatzbetrag) und eine Abstandssteuerungsverstärkung G'' für anormale Nähe bei anormal kleinem Abstand verwendet, um von einer normalen Abstandssteuerungsverstärkung G auf die Abstandssteuerungsverstärkung G' (ΔE) umgestellt, die gewonnen wird aus der Abstandssteuerungsverstärkungsfunktion entsprechend dem Versatz (ΔE) im Annäherungszustand. Damit wird eine Folgegeschwindigkeit bezüglich der Abstandssteuerungsachse erhöht, wodurch eine Kollision vermieden ist. Wird eine extrem anormale Nähe (zum Werkstück) detektiert, wird die Abstandssteuerungsverstärkung auf die Abstandssteuerungsverstärkung G'' für anormale Nähe (festliegender Wert) umgestellt, um die Folgegeschwindigkeit bezüglich der Abstandssteuerungsachse noch weiter zu erhöhen und eine Kollision zu vermeiden. Kehrt der Abstand zwischen dem Werkstück 14 und der Düsenspitze 12 danach wieder in den Bezugsabstand zurück, wird die Abstandssteuerungsverstärkung auf die (normale) Abstandssteuerungsverstärkung G zurückgeführt. Damit kann eine Bearbeitungsunterbrechung aufgrund einer Kollision ausgeschlossen werden und die Vorschubgeschwindigkeit kann unabhängig von der Folgegeschwindigkeit der Abstandssteuerungsachse eingestellt werden.
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Bei der in dem Dokument
JP 2003 - 236 691 A beschriebenen Technik wird bei der Laserbearbeitung (während des Schneidens) eine Abstandssteuerungsverstärkung hingegen vergrößert oder verkleinert.
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Die 2A bis 2D erläutern ein Beispiel für eine numerische Steuerung. Zu 2D: mit einem Sensor (nicht dargestellt) zum Detektieren des Abstandes zwischen einem Werkstück 14 und der Düsenspitze 12, der am Laserbearbeitungskopf 10 angebracht ist, wird der Abstand zwischen dem Werkstück 14 und der Düsenspitze 12 detektiert. Ergibt dann ein Vergleich des detektieren Abstandes und eines eingestellten Bezugsabstandes (Versatz zum Bezugswert), dass der detektierte Abstand kleiner ist als der gesetzte Wert, wird festgestellt, dass sich die Düsenspitze 12 in einem Annäherungszustand befindet.
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Wird festgestellt, dass sich die Düsenspitze 12 in dem Annäherungszustand befindet, wird eine Exponentialfunktion gΔE+(G-1) auf die Abstandssteuerungsverstärkungsfunktion angewandt entsprechend dem Versatzbetrag ΔE im Annäherungszustand. Anzumerken ist, dass g die Basis in der exponentiellen Abstandssteuerungsverstärkungsfunktion ist, ΔE der Betrag des Versatzes ist, und G eine (normale) Abstandssteuerungsverstärkung.
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Es sei angenommen, dass der Laserbearbeitungskopf 10 einen Bereich des Werkstückes 14 erreicht, wo ein Abknicken auftritt entsprechend einer „Krümmung“ von 15 Grad und Vorteile im Vergleich zu herkömmlichen Technik werden anhand dieses Beispiels beschrieben. In dieser Situation wird die oben beschriebene Abstandssteuerungsverstärkungsfunktion eingesetzt und die Bearbeitung wird ausgeführt während der Abstand zwischen der Düsenspitze 12 und dem Werkstück 14 auf 1 mm aufrechterhalten bleibt (Bezugsabstand).
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Es werden die nachfolgend genannten Parameter eingestellt: die Basis g der Abstandssteuerungsverstärkungsexponentialfunktion ist 120, die (normale) Abstandssteuerungsverstärkung G ist 40 (1/sek), und die Bearbeitungsgeschwindigkeit ist 10000 (mm/min).
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Wie 2A zeigt, wird die Verstärkung G stetig geändert entsprechend dem Versatzbetrag ΔE. Die Verstärkung G ist in diesem Falle eine Exponentialfunktion die monoton ansteigt mit steigendem ΔE. D.h. mit Annäherung der Düsenspitze 12 an das Werkstück 14. Entsprechend dieser Änderung der Verstärkung G und mit Änderung der Folgegeschwindigkeit der Verstärkungssteuerung gemäß 2B und mit größer werdendem Versatz ΔE (d.h. die Düsenspitze 12 nähert sich dem Werkstück 14), wird die Abstandssteuerungsachse schneller als bei der herkömmlichen Technik, bei der die Verstärkung konstant ist.
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Ob die Düsenspitze 12 mit dem Werkstück 14 kollidiert kann dadurch ermittelt werden, dass geprüft wird, ob der Anstiegswinkel in Bewegungsrichtung des Laserbearbeitungskopfes 10, welcher sich ergibt aus der Beziehung zwischen der Bearbeitungsgeschwindigkeit und der Folgegeschwindigkeit der Abstandssteuerungsachse gemäß 2D, größer ist als die Krümmung entsprechend dem Verlauf des Werkstückes 14.
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2C zeigt die Beziehung zwischen dem Versatz ΔE und dem Anstiegswinkel. Bei herkömmlicher Technik mit konstanter Verstärkung ist auch dann, wenn der Versatz ΔE groß ist, der Anstiegswinkel kleiner als die Krümmung gemäß dem Verlauf des Werkstückes 14, in diesem Falle 15 Grad. Mit einer Verstärkung gemäß der Exponentialfunktion wird aber dann, wenn ΔE größer wird als 0,7 mm der Anstiegswinkel größer als 15 Grad, wodurch eine Kollision zwischen der Düsenspitze 12 und dem Werkstück 14 vermieden werden kann.
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Nachdem eine Kollision vermieden wurde wird der Abstand zwischen dem Werkstück 14 und der Düsenspitze 12 (Versatz ΔE), wie vom Sensor detektiert, rückgeführt auf den eingestellten Referenzwert (Referenzversatzwert) und die Verstärkung wird rückgeführt auf die normale Abstandssteuerungsverstärkung.
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Die Abstandssteuerungsverstärkung für den Annäherungszustand ist eine Funktion G(x), d.h. z.B. ein Polynom N-ter Ordnung (N ist eine natürliche Zahl), eine trigonometrische Funktion, eine Exponentialfunktion, oder eine logarithmische Funktion und ist stetig in dem Annäherungszustand, ausgehend von der Referenzposition entsprechend dem Referenzabstand.
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Die 3A und 3B erläutern ein weiteres Beispiel für eine numerische Steuerung. 3A zeigt einen Zustand vor Änderung einer Abstandssteuerungsverstärkung und 3B zeigt einen Zustand nach Änderung der Abstandssteuerungsverstärkung. Es wird angenommen, dass der Laserbearbeitungskopf 10 einen Bereich des Werkstückes 14 erreicht hat, wo ein Abknicken aufgrund einer „Krümmung“ von 15 Grad gegeben ist und dass die Bearbeitung durchgeführt wird mit einem Abstand zwischen der Düsenspitze 12 und dem Werkstück 14, der bei 1 mm aufrecht zu erhalten ist. Während der Bearbeitung wird mit einem Sensor (nicht dargestellt) am Laserbearbeitungskopf 10 der Abstand zwischen dem Werkstück 14 und der Düsenspitze 12 detektiert. In diesem Falle wird ein extrem kleiner Abstand in sehr kurzer Zeit erreicht.
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Die Parameter seien wie folgt eingestellt: die (normale) Abstandsverstärkungssteuerung ist 40 (1/sek), die Bearbeitungsgeschwindigkeit ist 101.000 (mm/min), der extrem anormale Abstand ist 0,1 (mm), und die Abstandssteuerungsverstärkung für die anormale Nähe ist 900 (1/sek).
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Bei dieser Bearbeitung beträgt die Zeitspanne zwischen Ankunft des Laserbearbeitungskopfes 10 am Beginn der Abknickung des Werkstückes 14 bis zum Erreichen der extrem anormalen Nähe 2 msek, also eine extrem kurze Zeit. Dies ist eine „Notfall“-Distanz extrem normaler Nähe und die Abstandssteuerungsverstärkung wird deshalb gewechselt auf die Abstandssteuerungsverstärkung G'' für den Fall extrem anormaler Nähe (fester Wert).
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Die Folgegeschwindigkeit der Abstandssteuerungsachse vor Änderung der Abstandssteuerungsverstärkung beträgt 60 x 40 (1/sek) x [1,0 (mm) - 0,1 (mm)] = 2.160 mm/min. Da die Bearbeitungsgeschwindigkeit 101.000 mm/min beträgt, bewegt sich der Laserbearbeitungskopf 10 in Bearbeitungsrichtung unter einem Winkel von 1,2 Grad gegen die Horizontale.
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Wird die Abstandssteuerungsverstärkung auf die Abstandssteuerungsverstärkung G'' für den Fall anormaler Nähe geändert (fester Wert), beträgt die Folgegeschwindigkeit für die Abstandssteuerungsachse 60 x 900 (1/sek) x [1,0 (mm) - 0,1 (mm)] = 48.600 mm/min. Da die Bearbeitungsgeschwindigkeit bei 101.000 mm/min liegt, liegt die Bewegungsrichtung des Laserverarbeitungskopfes 10 in einer Richtung von 25,7 Grad gegen die Horizontale. Da die Abknickung des Werkstückes 14 bei 15 Grad liegt, kann bei der Bearbeitung eine Kollision vermieden werden.
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Nach dieser Kollisionsvermeidung wird der Abstand zwischen dem Werkstück und der Düsenspitze gemäß Detektion durch den Sensor rückgeführt auf den eingestellten Referenzabstand und die Verstärkung wird wieder auf die (normale) Abstandssteuerungsverstärkung eingestellt.
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4A ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Kollisionsvermeidung mit Abstandssteuerung. Das Verfahren wird Schritt für Schritt erläutert.
- [Schritt sa01] Information des Abstandssensors wird ausgelesen und der Versatz wird berechnet.
- [Schritt sa02] Es wird ermittelt, ob die Düsenspitze sich im Annäherungszustand befindet. Ist die Düsenspitze im Annäherungszustand (Ja), geht das Verfahren zu Schritt sa04. Ist die Düsenspitze nicht im Annäherungszustand (Nein), geht das Verfahren zu Schritt sa03.
- [Schritt sa03] Die Abstandssteuerungsverstärkung wird in die normale Abstandssteuerungsverstärkung gesetzt und das Verfahren geht zu Schritt sa07.
- [Schritt sa04] Es wird geprüft, ob die Düsenspitze einen Abstand in extrem anormaler Nähe erreicht hat. Hat die Düsenspitze einen Zustand in extrem anormaler Nähe erreicht (Ja), geht das Verfahren zu Schritt sa05. Hat die Düsenspitze einen Zustand extrem anormaler Nähe nicht erreicht (Nein), geht das Verfahren zu Schritt sa06.
- [Schritt sa05] Die Abstandssteuerungsverstärkung wird geändert in die Abstandssteuerungsverstärkung für den Fall extrem anormaler Nähe und das Verfahren geht zu Schritt sa07.
- [Schritt sa06] Die Abstandssteuerungsverstärkung wird geändert in eine Verstärkung entsprechend dem Versatz unter Verwendung einer stetigen Funktion.
- [Schritt sa07] Die Folgegeschwindigkeit für die Abstandssteuerungsachse wird auf Basis der Abstandssteuerungsverstärkung und des Versatzes berechnet.
- [Schritt sa08] Geschwindigkeitsdaten werden an einen Abstandsachsensteuerungsschaltkreis gegeben.
- [Schritt sa09] Es wird geprüft, ob das Programm den Endzustand erreicht hat. Ist das Programm nicht zu Ende (Nein), geht das Verfahren zu Schritt sa01. Hat das Programm das Ende erreicht (Ja), ist das Verfahren abgeschlossen.
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4B erläutert eine numerische Steuerung.
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Die numerische Steuerung weist folgendes auf: Eine Versatzberechnungseinheit 23, die eingerichtet ist, den Trennabstand zu bestimmen entsprechend einer Referenzabstandsbestimmungseinheit 21, und eine Abstandsdetektoreinheit 22 als Abstandssensor 13, eine erste Bestimmungseinheit 24, die mit der Abstandsdetektoreinheit 22 verbunden ist, eine erste Änderungseinheit 25, die eingerichtet ist, die Abstandssteuerungsverstärkung stetig entsprechend dem Versatz zu ändern und die mit der ersten Bestimmungseinheit 24 verbunden ist, eine Datenspeichereinheit 26, welche die Abstandssteuerungsverstärkung speichert und mit der ersten Änderungseinheit 25 verbunden ist, eine Berechnungseinheit 27, die eingerichtet ist, eine Folgegeschwindigkeit für die Abstandssteuerungsachse zu berechnen und die mit der Berechnungseinheit 23 für den Versatz und der Datenspeichereinheit 26 verbunden ist.
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Die numerische Steuerung kann weiter enthalten: eine zweite Bestimmungseinheit 28, die mit der Versatzdetektoreinheit 22 verbunden ist, eine zweite Änderungseinheit 29, die eingerichtet ist, im Annäherungszustand an das Werkstück kleiner als die Referenzposition die Verstärkung unter Verwendung einer stetigen Funktion in eine Notfall-Abstandssteuerungsverstärkung zu ändern nachdem die zweite Bestimmungseinheit 28 festgestellt hat, dass ein Zustand extrem anormaler Nähe vorliegt, wobei die zweite Änderungseinheit 29 mit der zweiten Bestimmungseinheit 28 und der Datenspeichereinheit 26 verbunden sein kann.
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Einige oder alle der nachfolgenden Komponenten können mit einer einzigen CPU implementiert sein: die Versatzberechnungseinheit 23, die erste Bestimmungseinheit 24, die erste Änderungseinheit 25, die Datenspeichereinheit 26, die Berechnungseinheit 27 für die Folgegeschwindigkeit der Abstandssteuerachse, die zweite Bestimmungseinheit 28, und die zweite Änderungseinheit 29.
