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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Laserbearbeitungssystem mit einer Funktion zum Einstellen der Zeitfolge beim Schalten eines Laserstrahlabgabebefehls mit Bezug auf die Bewegung einer Achse.
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2. Zum Stand der Technik
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Bei der Bearbeitung mit einem Laser ist es im Allgemeinen erforderlich, dass eine Antriebsachse für eine Bearbeitungsdüse zum Ausstrahlen eines Laserstrahls synchron mit der Abgabe des Laserstrahls bewegt wird. Deshalb wird im Stand der Technik ein Laseroszillator durch eine numerische Steuerung (CNC) gesteuert, ein Laserstrahlabgabebefehl mit der gleichen Periode berechnet wird ein Bewegungsbefehl bezüglich der Achse und der Laseroszillator an einen Servoverstärker so angeschlossen, dass der Bewegungsbefehl bezüglich der Achse und der Laserstrahlabgabebefehl im gleichen Verlauf abgegeben werden, wodurch die Synchronisierung zwischen dem Bewegungsbefehl der Achse und dem Laserstrahlabgabebefehl aufrechterhalten wird.
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Als Dokument des zu erwähnenden Standes der Technik beschreibt die
JP H10-128564 A eine automatische Programmiervorrichtung mit einer Registriereinheit für einen Code bezüglich Start/Ende, die versehen ist mehreren Arten von NC-Codes für einen Start von ”Strahl EIN” und mit einer ”Strahl EIN/AUS”-Änderungseinheit zum individuellen Ändern von Strahleigenschaften mit einer Form, die auf einem Bildschirm aufgrund der Eingabe einer Bedienungsperson in die Maschine innerhalb eines Bereiches von registrierbaren Arten von NC-Codes dargestellt wird.
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Die
JP H09-108863 A beschreibt eine Laserbearbeitungsmaschine mit einer Verzögerungszeit-Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer Verzögerungszeit, bevor ein Bewegungsweg eines Bearbeitungskopfes eine Zielkoordinate in einem Bewegungsbefehl erreicht, wobei die Berechnung erfolgt auf Basis von Daten bezüglich eines Bewegungsbefehls und einer Zeitkonstanten der Beschleunigung, wenn ein ”Strahl EIN/AUS”-Befehl abgegeben wird; sowie eine Laserstrahl-Ausgabesteuerungseinrichtung zum Steuern der Ausgabe des Laserstrahls eines Laseroszillators und zum Ausführen des ”Strahl EIN/AUS”-Befehls nach Zählung der Zeit über die mit der Verzögerungszeitberechnungseinheit berechnete Verzögerungszeit, wenn die Laserstrahlabgabesteuereinheit den ”Strahl EIN/AUS”-Befehl empfängt.
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Die
WO 2000/053363 A1 beschreibt eine Laserbearbeitungsvorrichtung mit einer Programmanalyseeinheit zum Analysieren eines Bearbeitungsprogrammes und zum Ausgeben eines Bewegungsbefehls für jede Achse und eines Ein/Aus-Befehls zum Ein- und Ausschalten eines Laserstrahls; eine Interpolationseinrichtung zum Ausführen einer Interpolation entsprechend dem Bewegungsbefehl und zum Ausgeben einer Bewegungsdistanz an einen Servoverstärker; eine Bewegungsdistanz-Einstelleinrichtung zum Einstellen einer Bewegungsdistanz für eine Verzögerungsbewegung; und eine Strahl-Ein/Aus-Verzögerungseinrichtung zur Verzögerung des Strahl-Ein/Aus-Befehls, welcher an einen Laseroszillator gegeben wird, entsprechend der tatsächlichen Bewegungsdistanz nach Ausgabe des Ein/Aus-Befehls und der Bewegungsdistanz für die Verzögerungsbewegung.
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Bei den herkömmlichen Laserbearbeitungsvorrichtungen, wie oben erläutert, sind der Bewegungsbefehl für die Achse und der Laserstrahlabgabebefehl miteinander synchronisiert. Allerdings ist eine Verzögerung bezüglich der Reaktion einer Anregungsenergiezufuhr zum Laseroszillator, eine Verzögerungszeit vom Zeitpunkt der Einstrahlung des Laserstrahls auf das Werkstück bis zum Zeitpunkt, zu dem das Werkstück tatsächlich geschnitten wird, und eine Verzögerung bei der Datenübertragung von einer CNC zu dem Oszillator etc. bei den herkömmlichen Bearbeitungsvorrichtungen nicht berücksichtigt, wodurch die Laserbearbeitungsgenauigkeit beeinträchtigt sein kann.
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Bei der Technik gemäß der
JP H10-128564 A kann zwar eine Bedingung für das Lochen mit der automatischen Programmiervorrichtung eingestellt werden, jedoch ist eine Verzögerung im Ansprechverhalten der Laser-Anregungsenergiezufuhr nicht berücksichtigt. Auch ist in der
JP H09-108863 A oder der
WO 2000/053363 A1 eine Verzögerung hinsichtlich der Reaktion der Laser-Anregungsenergiezufuhr nicht berücksichtigt.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Laserbearbeitungssystems, das in der Lage ist, eine Zeitfolge zum Schalten eines Laserstrahlabgabebefehls passend abzustimmen auf die Bewegung einer Achse zum Verbessern der Synchronisationsgenauigkeit zwischen der Bewegung der Achse und einer Schneidposition.
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Hierfür stellt die Erfindung ein Laserbearbeitungssystem bereit mit: einer Laserbearbeitungsmaschine, die entlang einer Steuerachse bewegbar ist; einer Achsenantriebseinrichtung, welche die Steuerachse antreibt; einem Laseroszillator, welcher einen Laserstrahl zu der Laserbearbeitungsmaschine abgibt; und eine Steuerung, welche die Achsenantriebseinrichtung und den Laseroszillator steuert, wobei die Steuerung aufweist: eine Datenerzeugungseinrichtung, welche Bewegungsdaten zum Befehlen der Achsenantriebseinrichtung und Laserabgabebefehlsdaten zum Instruieren des Laseroszillators auf Basis eines gegebenen Laserbearbeitungsprogrammes erzeugt; und eine Datenübertragungseinrichtung, welche die Bewegungsdaten und die Laserstrahlabgabebefehlsdaten, wie durch die Datenerzeugungseinrichtung erzeugt, an die Achsenantriebseinrichtung bzw. den Laseroszillator gemäß einer vorgegebenen Zeitperiode überträgt, wobei die Datenerzeugungseinrichtung das Laserbearbeitungsprogramm analysiert und einen Laserstrahlabgabebefehl in einem Block des ausgeführten Laserbearbeitungsprogrammes sowie einen Laserstrahlabgabebefehl im auf den gerade ausgeführten Block nachfolgenden Block des Laserbearbeitungsprogrammes erzeugt, und wobei die Datenerzeugungseinrichtung zumindest eine der nachfolgenden Maßnahmen ausführt: eine erste Schaltprozedur, bei der eine verbleibende Zeit des ausgeführten Blockes berechnet wird auf Basis der Bewegungsgeschwindigkeit der Steuerachse und einer verbleibenden Bewegungsdistanz des ausgeführten Blockes und der in den Laserstrahlabgabebefehlsdaten, die zum Laseroszillator übertragen werden, enthaltene Laserstrahlabgabebefehl umgeschaltet wird von dem Laserstrahlabgabebefehl im ausgeführten Block in den Laserstrahlabgabebefehl im nachfolgenden Block, wenn die verbleibende Zeit kleiner ist als eine vorgegebene Umschaltzeitspanne; und eine zweite Schaltprozedur, bei welcher eine Ausführungszeit des ausgeführten Blockes berechnet wird auf Basis der Bewegungsgeschwindigkeit der Steuerachse und der Bewegungsdistanz des ausgeführten Blockes und der in den zum Laseroszillator übertragenen Laserstrahlabgabebefehlsdaten enthaltene Laserstrahlabgabebefehl umgeschaltet wird vom Laserstrahlabga-bebefehl im Block vor dem ausgeführten Block in den Laserstrahlabgabebefehl in dem ausgeführten Block, wenn die Ausführungszeit kleiner ist als eine vorgegebene Umschaltzeit.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Umschaltzeit bestimmt auf Basis zumindest einer der folgenden Größen: Anstiegszeit der Laseranregungsenergiezufuhr; eine Zeitspanne vom Zeitpunkt der Einstrahlung des Laserstrahles auf das Werkstück bis zum Zeitpunkt, zu dem das Werkstück tatsächlich geschnitten wird; eine Verzögerungszeit bezüglich der Datenübertragung von der Steuerung zu dem Laseroszillator; und eine Verzögerungszeit des Servo beim Antrieb der Steuerachse.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden eine Umschaltzeit beim Start der Einstrahlung des Laserstrahls und eine Umschaltzeit beim Stoppen der Einstrahlung des Laserstrahls individuell bestimmt.
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Die Umschaltzeit kann bestimmt sein durch einen Parameter oder sie kann bestimmt sein durch einen im Laserbearbeitungsprogramm enthaltenen Befehl.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Obige sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die Figuren:
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1 ist ein funktionales Blockdiagramm hauptsächlicher Komponenten eines Laserbearbeitungssystems gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2 zeigt schematisch den Aufbau eines Laserbearbeitungsprogrammes gemäß 1;
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3 zeigt einen Zusammenhang zwischen einem Laserstrahlausgabebefehl und einem Geschwindigkeitsbefehl;
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4 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Beispiels für eine erste Prozedur im Laserbearbeitungssystem gemäß der Erfindung; und
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5 ist ein Flussdiagramm eines Beispiels für eine zweite Prozedur in einem Laserbearbeitungssystem gemäß der Erfindung.
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BESCHREIBUNG VON EINZELHEITEN
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1 ist ein funktionales Blockdiagramm hauptsächlicher Komponenten eines Laserbearbeitungssystems gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel.
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Das Laserbearbeitungssystem 10 hat eine Laserbearbeitungsmaschine 12, die entlang einer Steuerachse bewegbar ist, eine Achsenantriebseinrichtung 14, welche die Steuerachse der Laserbearbeitungsmaschine 12 antreibt, einen Laseroszillator 16, welcher einen Laserstrahl zur Laserbearbeitungsmaschine 12 abgibt, und eine Steuerung (CNC) 18, welche die Achsenantriebseinrichtung 14 und den Laseroszillator 16 steuert.
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Die Steuerung 18 hat eine Datenerzeugungseinrichtung 22, welche ein gegebenes Bearbeitungsprogramm 20 ausliest und analysiert und Bewegungsdaten erzeugt zum Instruieren der Achsenantriebseinrichtung 14 und von Laserstrahlausgangsbefehlsdaten zum Instruieren des Laseroszillators 16, und eine Datenübertragungseinrichtung 24 zum Übertragen der Bewegungsdaten und der Laserstrahlabgabebefehlsdaten, wie durch die Datenerzeugungseinrichtung 22 erzeugt, an die Achsenantriebseinrichtung 14 bzw. den Laseroszillator 16, und zwar gemäß einer vorgegebenen Zykluszeit. Optional kann die Steuerung 18 eine Datenwandlungseinrichtung 26 aufweisen, welche das Format von mit der Datenerzeugungseinrichtung 22 erzeugten Daten in ein anderes Format wandelt, welches geeignet ist für eine Datenübertragung durch die Datenübertragungseinrichtung 24.
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2 zeigt schematisch und beispielhaft den Aufbau des Laserbearbeitungssystems 10. Die Laserbearbeitungsmaschine 12 hat drei Linearachsen (eine X-Achse 28, eine Y-Achse 30 und eine Z-Achse 32), die orthogonal zueinander stehen, einen X-Y-Tisch 34, der mittels X-Achse 28 und der Y-Achse 30 in der X-Y-Ebene bewegbar ist, und eine Düse 36, welche in Zweifachinertialsystem-Richtung (im Allgemeinen vertikal) relativ zum X-Y-Tisch 34 mittels der Z-Achse 32 verschiebbar ist. In der Laserbearbeitungsmaschine 12 kann durch Abgabe eines Laserstrahls aus der Düse 36 eine gewünschte Laserbearbeitung in Bezug auf einen Gegenstand (Werkstück) 38 ausgeführt werden, welcher zu bearbeiten ist und auf dem X-Y-Tisch 34 angeordnet ist.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß 2 hat die Achsenantriebseinrichtung 14 einen X-Achsen-Verstärker 40, einen Y-Achsen-Verstärker 42 und einen Z-Achsen-Verstärker 44 zum Antreiben und Steuern (von Servomotoren) der X-Achse 28, der Y-Achse 30 bzw. der Z-Achse 32. Die Steuerung 18 hat eine CPU 46, ein ROM 48, ein RAM 50, einen nicht-flüchtigen Speicher 52, eine Daten-Eingabe/Ausgabe-Einrichtung (I/O) 54 und eine manuelle Dateneingabeeinrichtung (MDI) 56 mit einer Anzeigeeinrichtung. In der Steuerung 18 können die Bewegungsdaten und die Laserstrahlabgabebefehlsdaten, wie oben beschrieben, zu jedem Verstärker und zum Laseroszillator 16 über die I/O 54 übertragen werden.
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Beim Beispiel gemäß 2, kann die CPU 46 Funktionen der Datenerzeugungseinrichtung 22 und der Datenwandeleinrichtung 26 übernehmen und die I/O 54 kann die Funktion der Datenübertragungseinrichtung 24 übernehmen. Das Laserbearbeitungsprogramm 20 kann im RAM 50 oder im nicht-flüchtigen Speicher 52 gespeichert sein, oder es kann in einer anderen Einrichtung gespeichert sein, welche an die Steuerung 18 angeschlossen ist.
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Nunmehr wird mit Bezug auf die 3 bis 5 ein Beispiel einer Prozedur im Laserbearbeitungssystem 10 näher erläutert. 3 zeigt graphisch den Geschwindigkeitsbefehl an die Steuerachse (oder die Bewegung der Achse) und den Laserstrahlabgabebefehl an den Laseroszillator (oder die Laserstrahlabgabe), so dass die beiden Befehle miteinander mit Bezug auf dieselbe Zeitachse verglichen werden können. Der Graph 58 zeigt den Zusammenhang zwischen der Zeit und dem Geschwindigkeitsbefehl und der Graph 60 zeigt den Zusammenhang zwischen der Zeit und dem Laserstrahlbefehl. Im Allgemeinen wird in der Steuerung (CNC) 18, während ein bestimmter Block im Bearbeitungsprogramm ausgeführt wird (normalerweise entsprechend einer Zeile des Programms und entsprechend einer Befehlseinheit bezüglich der Achsenantriebseinrichtung 14 oder des Laseroszillators 16), Blockinformation eines nachfolgenden oder späteren Blockes ausgelesen, so dass ein Bewegungsbetrag der Achse etc. berechnet werden kann. Beim Beispiel gemäß 3 wird ein Abschnitt (Fläche) eines Werkstückes 38 mit einem Laserstrahl bearbeitet mit Laserausgang (Emission) ”P”, während die Steuerachse mit der Geschwindigkeit ”V” bewegt wird. Sodann wird in einem Block 64 die Laserbestrahlung gestoppt und nur die Achse mit der Geschwindigkeit V weiter bewegt, während in einem Block 66 ein weiterer Abschnitt (Fläche) des Werkstückes 38 mit dem Laserstrahl bearbeitet wird, der einen Laserausgang (Emission) P hat, während die Steuerachse mit der Geschwindigkeit V bewegt wird.
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Hierbei wird gemäß der Erfindung während eines bestimmten Blockes (dem gerade laufenden Block) bei Ausführung des Bearbeitungsprogrammes ein Befehl im nachfolgenden Block vorab abgerufen, um so einen Laserstrahlabgabebefehl im anschließenden Block zu erzeugen und abzuspeichern und es wird eine verbleibende Zeit im laufenden Block (d. h. dem gerade ausgeführten Block) auf Basis einer Vorschubgeschwindigkeit der Achse und einer verbleibenden Bewegungsdistanz des laufenden Blockes berechnet. Wenn dann die verbleibende Zeit kürzer ist als eine vorgegebene Umschaltzeit, kann der mit der Datenerzeugungseinrichtung 22 generierte Laserstrahlabgabebefehl umgeschaltet werden von dem Befehl des laufenden Blockes in den Befehl des nachfolgenden Blockes, wodurch der Laserstrahl-Ausgabebefehl umgeschaltet wird, bevor der Block im Bearbeitungsprogramm umgeschaltet wird (von Block 64 zu Block 62 gemäß 3). Nachfolgend wird diese Prozedur auch als ”erste Umschaltprozedur” bezeichnet. Beim Beispiel nach 3 wird die erste Umschaltprozedur ausgeführt, wenn die Umschaltzeit einen negativen Wert hat und die Laserstrahlabgabebedingung oder der -befehl ausgegeben werden sollte, bevor der Block umgeschaltet wird, unter Berücksichtigung der Reaktionsverzögerungszeit der Laser-Anregungsenergieversorgung und der Zeitspanne vom Beginn der Laserstrahl-Einstrahlung auf das Werkstück bis zum Zeitpunkt, zu dem das Werkstück tatsächlich geschnitten wird etc.
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Nach Ausführung des vorangehenden Blockes des Bearbeitungsprogrammes kann der Befehl im vorangehenden Block fortgesetzt werden, auch wenn die Ausführung des laufenden Blockes gestartet wird. Wenn die Ausführungszeit des gerade ausgeführten Blockes länger wird als eine vorgegebene Umschaltzeit, kann der Laserstrahlabgabebefehl umgeschaltet werden vom Befehl des vorangehenden Blockes zum Befehl des laufenden Blockes (d. h. der Laserstrahlausgabebefehl kann später geschaltet werden als die Umschaltung der Blöcke im Bearbeitungsprogramm (von Block 62 zu Block 64 in 3)). Nachfolgend wird eine solche Prozedur auch als ”zweite Umschaltprozedur” bezeichnet. Beim Beispiel gemäß 3 wird die zweite Umschaltprozedur ausgeführt, wenn die Umschaltzeit positiv ist und die Laserstrahlabgabebedingung oder der Laserstrahlabgabebefehl später als die Umschaltung zwischen den Blöcken erfolgt, unter Berücksichtigung der Verzögerungszeit des Servo zum Antrieb der Steuerachse etc.
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4 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung der ersten Umschaltprozedur im Einzelnen. Zunächst wird in Schritt S11 die verbleibende Ausführungszeit in Block 64 berechnet (d. h. die verbleibende Distanz im Block 64 wird dividiert durch die Bewegungsgeschwindigkeit der Steuerachse). Im nachfolgenden Schritt S12 wird die berechnete verbleibende Zeit (oder die verbleibende Blockzeit) verglichen mit einer ersten vorgegebenen Umschaltzeit t1. Ist die verbleibende Zeit im Block gleich oder größer als t1, wird der Laserstrahlabgabebefehl im laufenden Block 64 fortgesetzt; im Einzelnen: von der Steuerung 18 wird an den Laseroszillator 16 ein Befehl mit Spitzenleistung, einer vorgesehenen Frequenz und einer Pulslänge gegeben zur Abstrahlung des Laserstrahles mit einer Leistung P (Schritt S13).
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Wenn andererseits die im Block verbleibende Zeit kleiner wird als t1, wird der Laserstrahlabgabebefehl an den Laseroszillator 16 umgeschaltet vom Befehl im laufenden Block 64 auf den Befehl im nachfolgenden Block 66 (Schritt S14). Beim Beispiel nach 3: obwohl der Befehl zum Starten der Laserstrahlung ausgegeben wird, kann ein Befehl zum Ausstrahlen (Emittieren) des Laserstrahls (Spitzenleistung, Frequenz und Pulslänge) mit einer Leistung an den Laseroszillator 16 gegeben werden, wobei die Leistung P unterschiedlich ist. Die Prozedur gemäß den Schritten S11 bis S14 wird entsprechend vorgegebenen Steuerintervallen wiederholt.
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Die Umschaltzeit t1 wird bestimmt auf Basis zumindest einer der folgenden Größen: der Ansprech-Verzögerungszeit der Laser-Anregungsenergieversorgung 17 (vgl. 1) des Laseroszillators 16, wobei die Ansprech-Verzögerungszeit eine Anstiegszeit (Zeit an der vorauseilenden Kante) und eine Abfallzeit (Zeit an der nacheilenden Kante) der Laser-Anregungsenergieversorgung 17 enthalten kann. Gemäß der Erfindung werden die Anstiegszeit (Zeit von der Übertragung des Befehls zum Start der Laserbestrahlung zum Laseroszillator bis zum Zeitpunkt, zu dem der Laserstrahl tatsächlich eingestrahlt wird) und die Abfallzeit (vom Zeitpunkt, zu dem der Befehl zum Stoppen der Laser-Bestrahlung zum Laseroszillator übertragen wird, bis zum Zeitpunkt, zu dem die Bestrahlung mit dem Laserstrahl tatsächlich beendet wird) in der tatsächlichen Laserbearbeitung berücksichtigt und der Laserstrahlabgabebefehl wird gemäß der Umschaltzeit umgeschaltet, bevor die Blöcke umgeschaltet werden, entsprechend der Anstiegszeit und der Abfallzeit. Damit kann die Synchronisationsgenauigkeit zwischen der Bewegung der Achse und der Schneidposition am Werkstück deutlich verbessert werden und insgesamt kann die Laserbearbeitung mit höherer Genauigkeit ausgeführt werden.
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Die erste Umschaltzeit kann bestimmt werden auf Basis der Zeit vom Zeitpunkt der Laserstrahleinstrahlung auf das Werkstück 38 bis zum Zeitpunkt, zu dem das Werkstück 38 tatsächlich geschnitten wird, und einer Verzögerungszeit bei Übertragung der Daten von der Steuerung 18 zum Laseroszillator 16, und auch auf Basis der Ansprech-Verzögerungszeit der Laser-Anregungsenergieversorgung 17. Durch Berücksichtigung dieser Zeitspannen (normalerweise eine Addition) kann die Synchronisationsgenauigkeit zwischen der Bewegung der Achse und der Schneidposition am Werkstück weiter verbessert werden.
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5 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung der zweiten Umschaltprozedur im Einzelnen. Zunächst wird in Schritt S21 die Ausführungszeit (oder abgelaufene Zeit) des gerade ausgeführten Blockes 64 berechnet (d. h. die Bewegungsdistanz gemäß Block 64 wird dividiert durch die Bewegungsgeschwindigkeit der Steuerachse). Im nachfolgenden Schritt S22 wird die berechnete Ausführungszeit (oder die Block-Ausführungszeit) mit einer zweiten vorgegebenen Umschaltzeit t2 verglichen. Ist die Blockausführungszeit gleich oder kleiner als p2, wird der Laserstrahlabgabebefehl von Block 62 vor dem laufenden Block 62 fortgesetzt (Schritt S23). Beim Beispiel nach 3 wird der Befehl für die Bestrahlung mit dem Laserstrahl fortgesetzt. Es kann aber ein Befehl sein (bezüglich Spitzenleistung, Frequenz und Pulslänge) für eine Laserbestrahlung mit dem Laseroszillator 16 mit einer Leistung, die verschieden ist von der Leistung P.
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Wenn andererseits die Blockausführungszeit länger ist als t2, wird der Laserstrahlabgabebefehl an den Laseroszillator 16 umgeschaltet vom Befehl des vorangehenden Blockes 62 auf den Befehl des laufenden Blockes 64 (Schritt S24). Beim Beispiel nach 3 wird ein Befehl zum Stoppen des Laserstrahls mit der Leistung P ausgegeben. Die Prozedur gemäß Schritten S21 bis S24 wird gemäß vorgegebenen Steuerintervallen wiederholt.
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Die zweite Umschaltprozedur hat mit der ersten Umschaltprozedur eine Gemeinsamkeit dahingehend, dass der Laserstrahlabgabebefehl vor Umschaltung der Blöcke umgeschaltet wird, unter Berücksichtigung der Ansprech-Verzögerungszeit der Laser-Anregungsenergieversorgung 17 etc. Bei der zweiten Umschaltprozedur wird aber unter Berücksichtigung der Verzögerungszeit (Zeitkonstanten) des Servo die Startzeit für den Block (Block 64 in 3) um eine Zeit früher eingestellt, die länger ist als die Ansprech-Verzögerungszeit etc. Im Ergebnis wird der Laserstrahlabgabebefehl umgeschaltet nach Beendigung des vorangehenden Blockes (Block 62) (oder nach Start des Blockes 64). Auch wenn der Geschwindigkeitsbefehl der Achse unter Berücksichtigung der Servo-Verzögerungszeit etc. eingestellt ist, kann die vorliegende Erfindung beim Laserbearbeitungssystem eingesetzt werden durch Bestimmung der zweiten Umschaltzeit unter Berücksichtigung der Servo-Verzögerungszeit als auch der Ansprech-Verzögerungszeit der Laser-Anregungsenergieversorgung 17 etc.
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Wie oben beschrieben, wird bei der ersten Umschaltprozedur der Laserstrahlabgabebefehl vor Beendigung des gerade ausgeführten Blockes gemäß der vorgegebenen Umschaltzeit (t1) umgeschaltet. Andererseits wird bei der zweiten Umschaltprozedur der Laserstrahlabgabebefehl nach Start des auszuführenden Blockes gemäß der vorgegebenen Umschaltzeit (t2) umgeschaltet. Mit anderen Worten: die Umschaltzeit gemäß der ersten Umschaltprozedur ist negativ (minus), während die Umschaltzeit in der zweiten Umschaltprozedur positiv (plus) ist. Deshalb kann die Umschaltprozedur ausgewählt werden in Abhängigkeit von dem Plus- oder Minusvorzeichen der ermittelten Umschaltzeit (konkret: die erste Umschaltprozedur wird ausgeführt, wenn die Umschaltzeit einen negativen Wert hat und die zweite Umschaltprozedur wird ausgeführt, wenn die Umschaltzeit einen positiven Wert hat. Andererseits kann auch eine Einrichtung vorgesehen sein zum Auswählen oder Bestimmen, ob die erste oder die zweite Umschaltprozedur ausgeführt werden soll, und dann kann die Umschaltzeit als entsprechender, zum Beispiel positiver Wert festgelegt werden (oder als Absolutwert bestimmt werden).
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Beispielsweise können die Anstiegszeit und die Abfallzeit der Laser-Anregungsenergieversorgung 17 voneinander verschieden sein. Auch kann die Zeit vom Beginn der Laserstrahl-Einstrahlung auf das Werkstück bis zum tatsächlichen Schneiden des Werkstückes und die Zeit vom Stoppen der Einstrahlung des Laserstrahles bis zum Zeitpunkt, wo das Schneiden des Werkstückes tatsächlich endet, normalerweise verschieden voneinander sein. Deshalb ist es, so wie bei den ersten und zweiten Umschaltprozeduren gemäß 3, vorzuziehen, dass die Umschaltzeit individuell bestimmt wird für den Fall des Startens der Einstrahlung des Laserstrahles und für die Beendigung der Einstrahlung des Laserstrahles. Damit kann die Genauigkeit der Schneidlänge am Werkstück durch Korrektur und Berücksichtigung dieser Differenzen verbessert werden.
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In Abhängigkeit vom Material oder der Stärke des Werkstückes ist die Zeit vom Zeitpunkt, zu dem der Laserstrahl auf das Werkstück gerichtet wird, bis zum Zeitpunkt, zu dem das Werkstück tatsächlich geschnitten wird und die Zeit vom Zeitpunkt, zu dem die Einstrahlung des Laserstrahls gestoppt wird, bis zum Zeitpunkt, zu dem das Schneiden des Werkstückes tatsächlich beendet wird, unterschiedlich. Deshalb ist es vorzuziehen, dass die Bedienungsperson die Umschaltzeit als Parameter über eine geeignete Eingabeeinrichtung einstellen kann. Damit kann die Zeitfolge bezüglich EIN/AUS des Laserstrahls willkürlich eingestellt werden und somit können die Möglichkeiten bezüglich der Einstellung der Schneidposition am Werkstück verbessert werden. Andererseits kann die Umschaltzeit auch auf Basis eines Befehls bestimmt werden, der im Bearbeitungsprogramm enthalten ist. Damit kann dann, wenn die Umschaltzeit aufgrund der Verzögerungszeit des Servo (beispielsweise wenn die Verarbeitungsgeschwindigkeit geändert wird) zu korrigieren ist, das Ausmaß der Korrekturmöglichkeiten bezüglich der Umschaltzeit verbessert werden und die Umschaltzeit kann präzise bestimmt werden.
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Beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel hat die Laser-Bearbeitungsmaschine 12 drei Achsen (X-, Y- und Z-Achsen), das Werkstück 38 (oder der X-Y-Tisch 34, auf dem das Werkstück montiert ist) ist in der X-Y-Ebene bewegbar und die Bearbeitungsdüse 36 ist n Z-Richtung bewegbar. Die Erfindung ist allerdings nicht auf eine solche Konfiguration beschränkt und kann bei Laser-Bearbeitungsmaschinen eingesetzt werden, welche zumindest eine Steuerachse aufweisen, mit der die Bearbeitungsdüse relativ zum Werkstück bewegbar ist.
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Mit der Erfindung kann auch dann, wenn die Ansprechzeit der Laser-Anregungsenergieversorgung lang ist, die Synchronisationsgenauigkeit zwischen der Bewegung der Achse und der Schneidposition am Werkstück verbessert werden, wodurch die Laserbearbeitungsgenauigkeit ebenso verbessert werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 10-128564 A [0003, 0007]
- JP 09-108863 A [0004, 0007]
- WO 2000/053363 A1 [0005, 0007]
