JP2000317665A - 三次元レーザ加工機による加工方法 - Google Patents

三次元レーザ加工機による加工方法

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JP2000317665A
JP2000317665A JP11126133A JP12613399A JP2000317665A JP 2000317665 A JP2000317665 A JP 2000317665A JP 11126133 A JP11126133 A JP 11126133A JP 12613399 A JP12613399 A JP 12613399A JP 2000317665 A JP2000317665 A JP 2000317665A
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JP
Japan
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laser processing
processing
work
machining
head
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JP11126133A
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English (en)
Inventor
Asami Morino
浅実 森野
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Amada Co Ltd
Amada Engineering Center Co Ltd
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Amada Co Ltd
Amada Engineering Center Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 三次元レーザ加工におけるアプローチで、ワ
ークの成形誤差や段取り誤差による加工用ノズルとワー
クの干渉を回避することのできる三次元レーザ加工機に
よる加工方法を提供する。 【解決手段】 倣いながら行う三次元レーザ加工におい
てレーザ加工ヘッド3をワークWに近づけるアプローチ
の際に、レーザ加工ヘッド3の位置決めを行うための倣
い軸を一旦ワークWと反対方向に移動させてからレーザ
加工ヘッド3のアプローチを開始するので、加工用ノズ
ル5とワークWが干渉するのを確実に防止することがで
きる。これにより、成形誤差や材料段取り誤差等にかか
わらず安定した加工を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、加工開始の際に
レーザ加工ヘッドをワークに対して接近(アプローチ)
した後に加工を開始する三次元レーザ加工機による加工
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、三次元レーザ加工機で三次元
加工を行う際には、材料に対して面直交方向の姿勢で倣
いを行うため、図7に示されているような倣い軸(0
軸)を具備した三次元倣い装置1を使用する。この倣い
軸はレーザ加工ヘッド3の先端に設けられているため、
移動量は数mm程度であり、ワークWとのギャップ量は
静電容量センサーで検出される。
【0003】また、三次元加工プログラムは、三次元テ
ィーチングにより作成することができる。この三次元テ
ィーチングでは、レーザ加工ヘッド3の先端に取り付け
られている加工用ノズル5の代わりに図8に示されてい
るようなティーチング用チップ7を取り付けて、材料W
Tの加工ポイントにティーチング用チップ7の先端を位
置決めし、この加工ポイントの機械座標を加工点として
順次図示省略のNC装置に登録する。ティーチングを行
うとき、倣いはオフとし、倣い軸は座標値ゼロにしてお
く。
【0004】図9には三次元加工の動作が示されてい
る。すなわち、加工をスタートすると(ステップS
S)、レーザ加工ヘッド3をプログラムスタート位置に
移動させ倣い軸座標ゼロに移動し(ステップS101、
図10中)、早送りで加工開始点に移動(アプロー
チ)させて(ステップS102)、レーザ加工ヘッド3
を加工開始点に位置決めする(ステップS103、図1
0中)。
【0005】そして、倣い制御をオンとし(ステップS
104)、倣い軸を移動させる(ステップS105)。
適正ギャップで倣い軸を停止し(ステップS106)、
ピアス加工を行って(ステップS107)、切断加工を
開始する(ステップS108)。
【0006】加工が終了するとレーザ光をオフとし、倣
い制御をオフとして(ステップS109)、レーザ加工
ヘッド3をプログラム終了位置に移動させ(ステップS
110)、次の加工がある場合にはステップS101に
戻って次の加工を行う(ステップS111)。次の加工
がない場合には加工を終了する(ステップSE)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の技術にあっては、前述のステップS103にお
いてレーザ加工ヘッド3を図10中位置に位置決めし
た後、倣い制御がオンとなるため、このときに加工用ノ
ズル5がワークWと干渉して加工機やワークWを破損さ
せるおそれがあるという問題がある。
【0008】これは、図11に示されているように、テ
ィーチングを行ったワーク(WT)に対して、加工を行
うワークWが加工用ノズル5側に位置することにより生
じる。このティーチングのときと加工のときでワークW
の位置が異なる原因としては、成形誤差やワーク段取り
の誤差が考えられる。
【0009】このようなワークWとの干渉を回避するた
めに、ワークWから数mm程度はなした位置でティーチ
ングを行うようにすると、逆にワークWがティーチング
用チップ7と反対側にずれた場合に、倣い軸のストロー
クが足りなくなって加工を行うことができない。
【0010】この発明の目的は、以上のような従来の技
術に着目してなされたものであり、三次元レーザ加工に
おけるアプローチで、ワークの成形誤差や段取り誤差に
よる加工用ノズルとワークの干渉を回避することのでき
る三次元レーザ加工機による加工方法を提供することに
ある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1による発明の三次元レーザ加工機による
加工方法は、ワークに対して所定のギャップを保持して
レーザ加工ヘッドに装着された加工用ノズルにより加工
を行う三次元レーザ加工機による加工方法において、前
記レーザ加工ヘッドをワークに対してアプローチする際
に、一旦ワークと反対方向へ移動し、移動した点からワ
ークにアプローチして位置決めすること、を特徴とする
ものである。
【0012】従って、加工用ノズルを装着したレーザ加
工ヘッドをワークにアプローチして加工を開始する際
に、一旦ワークと反対方向へレーザ加工ヘッドを離反さ
せてからアプローチを開始する。
【0013】請求項2による発明の三次元レーザ加工機
による加工方法は、請求項1記載の三次元レーザ加工機
による加工方法において、前記レーザ加工ヘッドのワー
クに対する接近および離反を、倣い軸であるO軸制御で
行うこと、を特徴とするものである。
【0014】従って、レーザ加工ヘッドをワークにアプ
ローチして加工を開始する際に、倣い軸であるO軸移動
により一旦ワークと反対方向へレーザ加工ヘッドを離反
させてからアプローチを開始する。
【0015】請求項3による発明の三次元レーザ加工機
による加工方法は、請求項1記載の三次元レーザ加工機
による加工方法において、前記レーザ加工ヘッドのワー
クに対する接近・離反を、X軸、Y軸、Z軸に分配して
制御すること、を特徴とするものである。
【0016】従って、レーザ加工ヘッドをワークにアプ
ローチして加工を開始する際に、X軸、Y軸、Z軸に分
配してレーザ加工ヘッドを一旦ワークと反対方向へレー
ザ加工ヘッドを離反させてからアプローチを開始する。
【0017】請求項4による発明の三次元レーザ加工機
による加工方法は、請求項1〜3のいずれかに記載の三
次元レーザ加工機による加工方法において、前記レーザ
加工ヘッドのワークに対する接近・離反する工程を、N
C装置により自動的に追加・実行することを特徴とする
ものである。
【0018】従って、レーザ加工ヘッドのアプローチの
際に、一旦離反させた後にアプローチを行う工程は、N
C装置により自動的に追加し、実行される。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。
【0020】図1および図2を参照するに、加工をスタ
ートすると(ステップSS)、レーザ加工ヘッド3をプ
ログラムスタート位置に移動させて倣い軸座標ゼロに移
動し(ステップS1、図2中)、倣い軸+方向(図2
中上方向)に設定量だけ移動する(ステップS2、図2
中)。
【0021】そして、早送りで加工開始点に移動(アプ
ローチ)させて(ステップS3)、レーザ加工ヘッド3
を加工開始点に位置決めする(ステップS4、図2中
)。このときのレーザ加工ヘッド3とワークWとの位
置関係は図3(A)に示されているように十分な間隔が
確保される。
【0022】次いで、倣い制御をオンとし(ステップS
5)、倣い軸を移動させてアプローチし(ステップS
6)、適正ギャップで倣い軸を停止する(ステップS
7、図2中)。このときのレーザ加工ヘッド3とワー
クWとの位置関係は図3(B)に示されているような状
態となるので、加工用ノズル5がワークWと干渉するこ
とはない。そして、ピアス加工を行って(ステップS
8)、切断加工を開始する(ステップS9)。
【0023】加工が終了するとレーザ光をオフとし、倣
い制御をオフとして(ステップS10、図2中)、倣
い軸+方向に設定量移動させ(ステップS11、図2中
)、レーザ加工ヘッド3をプログラム終了位置に移動
させる(ステップS12、図2中)。次の加工がある
場合にはステップS1に戻って次の加工を行う(ステッ
プS13)。次の加工がない場合には加工を終了する
(ステップSE)。
【0024】なお、ティーチングはすべて倣い軸の座標
0で行い、前述のステップS2(図2中)の工程およ
びステップS11(図2中)の工程は、各々ステップ
S1(図2中)の完了信号や、ステップS10(図2
中)のレーザ光オフの信号またはコードにより判断し
て図示省略のNC装置が自動で追加し、実行するように
なっている。
【0025】以上の結果から、倣いながら行う三次元レ
ーザ加工においてレーザ加工ヘッド3をワークWに近づ
けるアプローチの際に、レーザ加工ヘッド3の位置決め
を行うための倣い軸を一旦ワークWと反対方向に移動さ
せてからレーザ加工ヘッド3のアプローチを開始するの
で、加工用ノズル5とワークWが干渉するのを確実に防
止することができる。これにより、成形誤差や材料段取
り誤差等にかかわらず安定した加工を行うことができ
る。
【0026】次に、図4を参照して、この発明の別の実
施の形態について説明する。すなわち、前述の発明の実
施の形態においては倣い軸を有するレーザ加工ヘッド3
を用いた場合について説明したが、この発明の実施の形
態においては、倣い軸を持たずにX、Y、Z軸に分配し
て倣うレーザ加工ヘッド9を用いて三次元加工を行う場
合に適用するものである。
【0027】加工をスタートすると(ステップSS)、
レーザ加工ヘッド9をプログラムスタート位置に移動さ
せ(ステップS14、図5中)、早送りで加工開始点
に移動(アプローチ)させる(ステップS15)。この
ときの加工開始点は、ティーチングポイント−設定量で
決定され、レーザ加工ヘッド9を加工開始点に位置決め
する(ステップS16、図5中)。
【0028】次いで、倣い制御をオンとし(ステップS
17)、X、Y、Z軸移動によりレーザ加工ヘッド9を
移動させて(ステップS18)、適正ギャップで停止す
る(ステップS19、図5中)。このときのレーザ加
工ヘッド9の動きは、図6において実線で示されている
状態から二点鎖線で示される状態に移動する。そして、
ピアス加工を行って(ステップS20)、切断加工を開
始する(ステップS21)。
【0029】加工が終了するとレーザ光をオフとし、倣
い制御をオフとして(ステップS22、図5中)、レ
ーザ加工ヘッド9をプログラム終了位置に移動させる
(ステップS23、図5中)。次の加工がある場合に
はステップS14に戻って次の加工を行う(ステップS
24)。次の加工がない場合には加工を終了する(ステ
ップSE)。
【0030】以上の結果から、倣い軸を用いずにX、
Y、Z軸に分配して倣い加工を行う場合にも、倣い軸を
用いる場合と同様に、レーザ加工ヘッド9とワークWが
干渉するのを確実に防止することができる。これによ
り、成形誤差や材料段取り誤差等にかかわらず安定した
加工を行うことができる。
【0031】なお、この発明は前述の発明の実施の形態
に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、
その他の態様で実施し得るものである。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よる三次元レーザ加工機による加工方法では、加工用ノ
ズルを装着したレーザ加工ヘッドをワークにアプローチ
して加工を開始する際に、一旦ワークと反対方向へレー
ザ加工ヘッドを離反させてからアプローチを開始するの
で、アプローチでレーザ加工ヘッドをワークに接近させ
る際に加工用ノズルがワークに干渉するのを確実に防止
することができる。
【0033】請求項2の発明による三次元レーザ加工機
による加工方法では、レーザ加工ヘッドをワークにアプ
ローチして加工を開始する際に、倣い軸であるO軸移動
により一旦ワークと反対方向へレーザ加工ヘッドを離反
させてからアプローチを開始するので、アプローチでレ
ーザ加工ヘッドをワークに接近させる際に加工用ノズル
がワークに干渉するのを確実に防止することができる。
【0034】請求項3の発明による三次元レーザ加工機
による加工方法では、レーザ加工ヘッドをワークにアプ
ローチして加工を開始する際に、X軸、Y軸、Z軸に分
配してレーザ加工ヘッドを一旦ワークと反対方向へレー
ザ加工ヘッドを離反させてからアプローチを開始するの
で、アプローチでレーザ加工ヘッドをワークに接近させ
る際に加工用ノズルがワークに干渉するのを確実に防止
することができる。
【0035】請求項4の発明による三次元レーザ加工機
による加工方法では、レーザ加工ヘッドのアプローチの
際に、一旦離反させた後にアプローチを行う工程は、N
C装置により自動的に追加し、実行されるので、作業工
数を増加させることなくこのようなアプローチを行うこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る三次元レーザ加工機による加工
方法の実施の形態を示すフローチャートである。
【図2】この発明に係る三次元レーザ加工機による加工
方法の実施の形態におけるレーザ加工ヘッドの動きを示
す説明図である。
【図3】(A)(B)は、加工開始の際のレーザ加工ヘ
ッドの移動状態を示す説明図である。
【図4】この発明に係る三次元レーザ加工機による加工
方法の別の実施の形態を示すフローチャートである。
【図5】この発明に係る三次元レーザ加工機による加工
方法の別の実施の形態におけるレーザ加工ヘッドの動き
を示す説明図である。
【図6】(A)(B)は、加工開始の際のレーザ加工ヘ
ッドの移動状態を示す説明図である。
【図7】従来より使用されている三次元倣い装置として
のレーザ加工ヘッドを示す斜視図である。
【図8】加工用ノズルとティーチング用チップの相違点
を示す説明図である。
【図9】従来における三次元レーザ加工機による加工方
法を示すフローチャートである。
【図10】従来における三次元レーザ加工機による加工
方法でのレーザ加工ヘッドの動きを示す説明図である。
【図11】従来における三次元レーザ加工機による加工
方法の問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
3、9 レーザ加工ヘッド 5 加工用ノズル W ワーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G05B 19/18 G05B 19/18 D

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ワークに対して所定のギャップを保持し
    てレーザ加工ヘッドに装着された加工用ノズルにより加
    工を行う三次元レーザ加工機による加工方法において、
    前記レーザ加工ヘッドをワークに対してアプローチする
    際に、一旦ワークと反対方向へ移動し、移動した点から
    ワークにアプローチして位置決めすること、を特徴とす
    る三次元レーザ加工機による加工方法。
  2. 【請求項2】 前記レーザ加工ヘッドのワークに対する
    接近および離反を、倣い軸であるO軸制御で行うこと、
    を特徴とする請求項1記載の三次元レーザ加工機による
    加工方法。
  3. 【請求項3】 前記レーザ加工ヘッドのワークに対する
    接近・離反を、X軸、Y軸、Z軸に分配して制御するこ
    と、を特徴とする請求項1記載の三次元レーザ加工機に
    よる加工方法。
  4. 【請求項4】 前記レーザ加工ヘッドのワークに対する
    接近・離反する工程を、NC装置により自動的に追加・実
    行することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載
    の三次元レーザ加工機による加工方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011034501A (ja) * 2009-08-05 2011-02-17 Fanuc Ltd 加工ヘッド落下防止機能を備えた数値制御装置
WO2019003557A1 (ja) * 2017-06-28 2019-01-03 コマツ産機株式会社 三次元レーザ加工機および三次元レーザ加工機の制御方法

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