JP2003181674A - Laser processing machine and method for copying control - Google Patents

Laser processing machine and method for copying control

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JP2003181674A
JP2003181674A JP2001383831A JP2001383831A JP2003181674A JP 2003181674 A JP2003181674 A JP 2003181674A JP 2001383831 A JP2001383831 A JP 2001383831A JP 2001383831 A JP2001383831 A JP 2001383831A JP 2003181674 A JP2003181674 A JP 2003181674A
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JP
Japan
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laser processing
processing head
axis
work
axis direction
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JP2001383831A
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Japanese (ja)
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Takehiko Shigefuji
毅彦 重藤
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AMADA DENSHI KK
Amada Co Ltd
Original Assignee
AMADA DENSHI KK
Amada Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate a collision of a laser processing head with an opening edge of a work by surely conducting cancelling of a Z-axis copying control at a work opening passing time even when a Z-axis operation is accelerated in association with acceleration of a feeding speed of an X-axis or a Y-axis such as high-speed cutting or the like. <P>SOLUTION: A method for copying control comprises the steps of cancelling the Z-axis copying control at the work opening passing time, and moving the laser processing head 11 in the Z-axis direction removing from a work surface at the copying control cancelling time. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、レーザ加工機お
よび倣い制御方法に関し、特に、Z軸倣い制御を行うレ
ーザ加工機および倣い制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing machine and a copying control method, and more particularly to a laser processing machine and a copying control method for performing Z-axis copying control.

【0002】[0002]

【従来の技術】切断加工等を行うレーザ加工機において
は、レーザ加工ヘッドとワークテーブル上のワーク(材
料)とをX軸方向、Y軸方向に相対的に移動させつつ、
レーザ加工ヘッドよりレーザビームが、合焦状態等、所
定の状態で、ワークに照射されるように、レーザ加工ヘ
ッドの先端ノズルとワーク上面とのZ軸方向の間隙(上
下方向間隙)を所定値に保つ必要がある。
2. Description of the Related Art In a laser processing machine for cutting and the like, a laser processing head and a work (material) on a work table are relatively moved in the X-axis direction and the Y-axis direction.
The Z-axis gap (up-down gap) between the tip nozzle of the laser processing head and the upper surface of the work is set to a predetermined value so that the work is irradiated with the laser beam from the laser processing head in a predetermined state such as a focused state. Need to keep.

【0003】このため、レーザ加工機では、従来より、
レーザ加工ヘッドに設けられた静電容量式や渦電流式の
非接触型の距離センサによってレーザ加工ヘッドの先端
ノズルとワーク面との距離(Z軸方向の距離)を計測
し、この計測値に基づくレーザ加工ヘッドのZ軸制御に
より、レーザ加工ヘッドの先端ノズルとワーク上面との
間隙を所定値に保ってレーザ切断等のレーザ加工を行う
Z軸倣い制御が行われている。
Therefore, in the laser processing machine,
The distance between the tip nozzle of the laser processing head and the work surface (distance in the Z-axis) is measured by a capacitance type or eddy current type non-contact type distance sensor provided in the laser processing head. Based on the Z-axis control of the laser processing head based on this, Z-axis scanning control is performed to perform laser processing such as laser cutting while maintaining the gap between the tip nozzle of the laser processing head and the upper surface of the work at a predetermined value.

【0004】このZ軸倣い制御により、ワークに、反
り、うねり、歪み等があってワーク上面位置が安定して
いなくても、レーザ加工ヘッドの先端ノズルとワーク上
面とのZ軸方向の間隙を所定値に保って安定した良好な
レーザ加工が行われるようになる。
By this Z-axis scanning control, even if the workpiece has warp, undulation, distortion, etc. and the workpiece upper surface position is not stable, a gap in the Z-axis direction between the tip nozzle of the laser processing head and the workpiece upper surface is obtained. Stable and good laser processing can be performed while maintaining the predetermined value.

【0005】ワークに孔などの開口部があり、その開口
部を横切ってレーザ加工ヘッドが移動する場合、開口部
ではワーク上面が存在しないから、開口部通過時もZ軸
倣い制御が行われると、レーザ加工ヘッドが異常降下す
るので、距離センサの計測値よりワーク開口の端縁(開
口縁)を検出し、ワークの開口部通過時にはZ軸倣い制
御をキャンセルすることが行われる。
When the workpiece has an opening such as a hole and the laser processing head moves across the opening, the workpiece upper surface does not exist at the opening, so that the Z-axis copying control is performed even when passing through the opening. Since the laser processing head drops abnormally, the edge of the workpiece opening (opening edge) is detected from the measurement value of the distance sensor, and the Z-axis scanning control is canceled when the workpiece passes through the opening.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】高速切断の場合、X
軸、Y軸の送り速度が速くなった分、Z軸動作も速くし
なくては、遅れのないZ軸倣い制御が行われなくなる。
In the case of high speed cutting, X
The Z-axis copying control without delay will not be performed unless the Z-axis operation is also increased by the amount of increase in the feed rate of the axis and the Y-axis.

【0007】したがって、高速切断の場合、Z軸倣い制
御も高速で敏感なものになり、図6に示されているよう
に、ワーク開口Whの端縁Wefの検出からZ軸倣い制
御キャンセルまでのタイムラグ期間TrにおけるZ軸降
下量がZ軸速度の高速化に伴い大きくなり、Z軸倣い制
御キャンセル後のレーザ加工ヘッド100のZ軸位置Z
hがワーク上面位置Zwより下回る。このため、レーザ
加工ヘッド100がワーク開口Whを通過した後に、レ
ーザ加工ヘッド100の先端ノズル部が対向するワーク
開口端縁Weoに衝突することになる。
Therefore, in the case of high-speed cutting, the Z-axis scanning control becomes fast and sensitive, and as shown in FIG. 6, from the detection of the edge Wef of the workpiece opening Wh to the cancellation of the Z-axis scanning control. The Z-axis descending amount in the time lag period Tr increases as the Z-axis speed increases, and the Z-axis position Z of the laser processing head 100 after the Z-axis scanning control is canceled.
h is lower than the workpiece upper surface position Zw. Therefore, after the laser processing head 100 passes through the work opening Wh, the tip nozzle portion of the laser processing head 100 collides with the facing work opening end edge Weo.

【0008】このことは、Z軸倣い制御の制御速度と各
軸の動作速度とのバランス変動と、ワーク開口端縁が不
均一であることのため、距離センサによるワーク開口端
のセンシングを鋭敏なものにできないことにより、より
顕著なものになる。
This is because the balance variation between the control speed of the Z-axis scanning control and the operating speed of each axis and the non-uniformity of the edge of the work opening make the distance sensor sensitive to the sensing of the work opening end. What can't be done becomes more prominent.

【0009】この発明は、上述の如き問題点を解消する
ためになされたもので、高速切断等、X軸、Y軸の送り
速度の高速化に伴いZ軸動作が速くなっても、Z軸倣い
制御、特に、ワーク開口部通過時におけるZ軸倣い制御
のキャンセルを的確に行い、ワーク開口端縁にレーザ加
工ヘッドが衝突することがないレーザ加工機および倣い
制御方法を提供することを目的としている。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and even if the Z-axis operation becomes faster as the X-axis and Y-axis feed rates become faster due to high-speed cutting and the like, the Z-axis operation becomes faster. It is an object of the present invention to provide a laser processing machine and a copying control method in which scanning control, in particular, Z-axis scanning control when passing through a workpiece opening is accurately canceled, and a laser processing head does not collide with the edge of the workpiece opening. There is.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明によるレーザ加工機は、レーザ加工ヘッ
ドとワークテーブル上のワークとをX軸方向、Y軸方向
に相対的に移動させつつ、前記レーザ加工ヘッドの先端
ノズルとワーク面との距離を計測し、この計測値に基づ
く前記レーザ加工ヘッドのZ軸制御により、前記先端ノ
ズルとワーク面との間隙を所定値に保つ倣い制御を行っ
てレーザ加工を行うレーザ加工機において、ワークの開
口部通過時には倣い制御をキャンセルし、倣い制御キャ
ンセル時に前記レーザ加工ヘッドをワーク面より遠ざか
るZ軸方向に移動させるものである。
To achieve the above object, a laser beam machine according to the present invention moves a laser beam machining head and a workpiece on a work table relatively in the X axis direction and the Y axis direction. At the same time, the distance between the tip nozzle of the laser processing head and the work surface is measured, and the Z-axis control of the laser processing head based on the measured value is performed to perform a copy control for maintaining the gap between the tip nozzle and the work surface at a predetermined value. In the laser processing machine for performing the laser processing, the copying control is canceled when the work passes through the opening, and the laser processing head is moved in the Z-axis direction away from the work surface when the copying control is canceled.

【0011】また、上述の目的を達成するために、この
発明による倣い制御方法は、レーザ加工ヘッドとワーク
テーブル上のワークとをX軸方向、Y軸方向に相対的に
移動させつつ、前記レーザ加工ヘッドの先端ノズルとワ
ーク面との距離を計測し、この計測値に基づく前記レー
ザ加工ヘッドのZ軸制御により、前記先端ノズルとワー
ク面との間隙を所定値に保つ倣い制御を行ってレーザ加
工を行う倣い制御方法において、ワークの開口部通過時
には倣い制御をキャンセルし、倣い制御キャンセル時に
前記レーザ加工ヘッドをワーク面より遠ざかるZ軸方向
に移動させる。
In order to achieve the above object, the scanning control method according to the present invention is such that the laser machining head and the workpiece on the workpiece table are moved relatively in the X-axis direction and the Y-axis direction while the laser processing head is being moved. The distance between the tip nozzle of the processing head and the work surface is measured, and the laser beam is controlled by the Z-axis control of the laser processing head based on the measured value so that the gap between the tip nozzle and the work surface is kept at a predetermined value. In the copying control method for processing, the copying control is canceled when the work passes through the opening, and the laser processing head is moved in the Z-axis direction away from the work surface when the copying control is canceled.

【0012】この発明によるレーザ加工機および倣い制
御方法によれば、倣い制御キャンセル時に前記レーザ加
工ヘッドをワーク面より遠ざかるZ軸方向に移動させる
から、ワーク開口の端縁検出から倣い制御キャンセルま
でのタイムラグ期間におけるレーザ加工ヘッドの移動量
が倣い制御速度の高速化に伴い大きくなっても、倣い制
御キャンセル後のレーザ加工ヘッド位置(ノズル先端面
位置)がワーク面位置より下回ること(オーバラップす
ること)が回避される。
According to the laser processing machine and the copying control method of the present invention, when the copying control is canceled, the laser processing head is moved in the Z-axis direction away from the work surface. Therefore, from the detection of the edge of the work opening to the cancellation of the copying control. Even if the movement amount of the laser processing head during the time lag period increases as the scanning control speed increases, the laser processing head position (nozzle tip surface position) after canceling the scanning control falls below the work surface position (overlap). ) Is avoided.

【0013】倣い制御キャンセル時に前記レーザ加工ヘ
ッドをワーク面より遠ざかるZ軸方向に移動する移動量
はX軸方向、Y軸方向の軸送り速度に応じて決定するこ
とができ、また、前記レーザ加工ヘッドがワーク側に所
定量以上、変位した場合に限って、すなわち、ワーク開
口端縁にレーザ加工ヘッドが衝突する虞れがある場合に
限って、倣い制御キャンセル時に前記レーザ加工ヘッド
をワーク面より遠ざかるZ軸方向に移動させることもで
きる。
When canceling the copying control, the amount of movement of the laser processing head in the Z-axis direction away from the work surface can be determined according to the axis feed speed in the X-axis direction and the Y-axis direction. Only when the head is displaced toward the work side by a predetermined amount or more, that is, only when there is a possibility that the laser processing head collides with the work opening edge, the laser processing head is moved from the work surface at the time of canceling the copying control. It can also be moved away from the Z-axis.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照してこの発
明の実施の形態を詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

【0015】図1はこの発明によるレーザ加工機の一つ
の実施形態を示している。レーザ加工機1はコの字形の
フレーム3を備えている。フレーム3は、下部フレーム
5と、上部フレーム7と、下部フレーム5と上部フレー
ム7とを連結するサイドフレーム9とで構成されてい
る。
FIG. 1 shows one embodiment of a laser processing machine according to the present invention. The laser processing machine 1 includes a U-shaped frame 3. The frame 3 includes a lower frame 5, an upper frame 7, and a side frame 9 connecting the lower frame 5 and the upper frame 7.

【0016】上部フレーム7にはレーザ加工ヘッド11
がZ軸方向(垂直方向)に軸移動可能に設けられてい
る。レーザ加工ヘッド11には図示省略のレーザ発振装
置よりレーザビームを与えられ、図示省略のアシストガ
ス供給源よりアシストガスを供給される。
A laser processing head 11 is provided on the upper frame 7.
Are provided so as to be axially movable in the Z-axis direction (vertical direction). A laser beam is applied to the laser processing head 11 from a laser oscillator (not shown), and an assist gas is supplied from an assist gas supply source (not shown).

【0017】下部フレーム5上にはワーク支持移動装置
13が設けられている。ワーク支持移動装置13は、下
部フレーム5上に固定配置されたセンタテーブル15
と、センタテーブル15の両側に配置されてY軸方向に
移動自在なサイドテーブル17と、センタテーブル15
を跨いでX軸方向に延在して両側のサイドテーブル17
に固定連結されたキャレッジベース19とを含んでい
る。
A work supporting and moving device 13 is provided on the lower frame 5. The work supporting / moving device 13 includes a center table 15 fixedly arranged on the lower frame 5.
A side table 17 arranged on both sides of the center table 15 and movable in the Y-axis direction;
Side tables 17 on both sides extending in the X-axis direction
And a carriage base 19 fixedly connected to.

【0018】キャレッジベース19にはキャレッジ21
がX軸方向に移動可能に設けられており、キャレッジ2
1にはテーブル上においてワーク(板材)Wをクランプ
するワーククランプ23が取り付けられている。
The carriage 21 has a carriage 21.
Is provided so as to be movable in the X-axis direction, and the carriage 2
A work clamp 23 for clamping a work (plate material) W on the table is attached to the table 1.

【0019】ワーククランプ23によってクランプされ
たワークWは、キャレッジ21のX軸方向の軸移動によ
ってX軸方向へ移動し、サイドテーブル17のY軸方向
の軸移動によってY軸方向移動する。このX軸移動とY
軸移動により、ワークWの被加工位置をレーザ加工ヘッ
ド11の真下位置に移動させることができ、レーザ加工
ヘッド11の先端ノズル25(図2参照)よりレーザビ
ームがアシストガス噴射と共にワークWの被加工位置に
向けて照射されることにより、レーザ切断が行われる。
The work W clamped by the work clamp 23 moves in the X-axis direction when the carriage 21 moves in the X-axis direction, and moves in the Y-axis direction when the side table 17 moves in the Y-axis direction. This X axis movement and Y
By the axial movement, the processing position of the work W can be moved to a position directly below the laser processing head 11, and the laser beam is emitted from the tip nozzle 25 (see FIG. 2) of the laser processing head 11 along with the assist gas injection and the processing of the work W. Laser cutting is performed by irradiation toward the processing position.

【0020】サイドフレーム9側にはレーザ加工機1の
制御を行う数値制御装置(CNC)31のキャビネット
33がプレス本体に隣接して設けられている。キャビネ
ット33には、NC操作盤35、タッチセンサパネル付
きのディスプレイ37が取り付けられている。
On the side frame 9 side, a cabinet 33 of a numerical controller (CNC) 31 for controlling the laser beam machine 1 is provided adjacent to the press body. An NC operation panel 35 and a display 37 with a touch sensor panel are attached to the cabinet 33.

【0021】レーザ加工機1の制御系を図2を参照して
説明する。レーザ加工機1は、キャレッジ21をX軸方
向に駆動するX軸サーボモータ39と、サイドテーブル
17をY軸方向に駆動するY軸サーボモータ41と、レ
ーザ加工ノズル11をZ軸方向に駆動するZ軸サーボモ
ータ43とを有している。各軸のサーボモータ39、4
1、43には、ロータリエンコーダ等によるモータ位置
検出器45、47、49が取り付けられている。
The control system of the laser processing machine 1 will be described with reference to FIG. The laser processing machine 1 drives an X-axis servomotor 39 that drives the carriage 21 in the X-axis direction, a Y-axis servomotor 41 that drives the side table 17 in the Y-axis direction, and drives the laser processing nozzle 11 in the Z-axis direction. It has a Z-axis servomotor 43. Servo motors 39 and 4 for each axis
Motor position detectors 45, 47, 49 such as rotary encoders are attached to the motors 1, 43.

【0022】CNC31は、モータ位置検出器45、4
7、49の各々よりモータ位置信号を入力し、加工プロ
グラムに従ってフィードバック制御式に各制御軸(X
軸、Y軸、Z軸)の軸制御を行うと共に、レーザ出力制
御部51、アシストガス制御部53へ制御信号を出力す
る。
The CNC 31 has motor position detectors 45, 4
A motor position signal is input from each of 7 and 49, and each control axis (X
(Axis, Y-axis, Z-axis), and outputs a control signal to the laser output control unit 51 and the assist gas control unit 53.

【0023】レーザ加工ヘッド11の先端ノズル25に
は先端ノズル25とワーク上面とのZ軸方向の距離を静
電容量や渦電流等によって非接触式に計測する距離セン
サ55を取り付けられている。CNC31は倣い制御部
57を含んでいる。
A distance sensor 55 is attached to the tip nozzle 25 of the laser processing head 11 to measure the distance between the tip nozzle 25 and the upper surface of the work in the Z-axis direction in a non-contact manner by electrostatic capacitance or eddy current. The CNC 31 includes a copying control unit 57.

【0024】倣い制御部57は、距離センサ55によっ
て計測された先端ノズル25とワーク上面とのZ軸方向
距離の計測値に基づいて、レーザ加工ヘッド11のZ軸
サーボモータ43によるZ軸制御により、先端ノズル2
5とワーク上面との間隙を予めパラメータ設定されてい
る所定値に保つZ軸倣い制御を行う。
The copying control unit 57 performs Z-axis control by the Z-axis servo motor 43 of the laser processing head 11 on the basis of the measured value of the distance between the tip nozzle 25 and the workpiece upper surface measured by the distance sensor 55 in the Z-axis direction. , Tip nozzle 2
The Z-axis scanning control is performed to keep the gap between the workpiece 5 and the upper surface of the work at a predetermined value set in advance by a parameter.

【0025】倣い制御部57は、距離センサ55による
計測値よりワークWの開口部の端縁を検出し、開口部通
過時には倣い制御をキャンセルし、この倣い制御キャン
セル時には、レーザ加工ヘッド11をワーク上面より遠
ざかるZ軸方向、すなわち、レーザ加工ヘッド11が上
昇移動する+Z軸方向に移動させる制御を行う。
The copying control unit 57 detects the edge of the opening of the work W from the value measured by the distance sensor 55, cancels the copying control when passing through the opening, and when canceling this copying control, the laser machining head 11 is moved to the work. Control is performed to move in the Z-axis direction away from the upper surface, that is, the + Z-axis direction in which the laser processing head 11 moves upward.

【0026】倣い制御キャンセル時にレーザ加工ヘッド
11を+Z軸方向に移動させる移動量は、X軸方向、Y
軸方向の軸送り速度に応じて決定することができ、X軸
方向、Y軸方向の軸送り速度が速いほど、+Z軸方向移
動量を大きく設定すればよい。
The amount of movement for moving the laser processing head 11 in the + Z-axis direction when canceling the copying control is in the X-axis direction and the Y-axis direction.
It can be determined according to the axial feed speed in the axial direction. The higher the axial feed speed in the X-axis direction and the Y-axis direction, the larger the + Z-axis direction movement amount may be set.

【0027】また、レーザ加工ヘッドがワーク側(−Z
軸方向)に所定量以上、降下変位した場合に限って、倣
い制御キャンセル時にレーザ加工ヘッド11を+Z軸方
向に移動させてもよい。
Further, the laser processing head is located on the work side (-Z
The laser processing head 11 may be moved in the + Z-axis direction at the time of canceling the scanning control, only when it is displaced downward by a predetermined amount in the axial direction).

【0028】つぎに、Z軸倣い制御処理を、図3、図4
を参照して説明する。
Next, the Z-axis scanning control process will be described with reference to FIGS.
Will be described with reference to.

【0029】図3に示されている倣い制御ルーチンは所
定時間(数msec)毎に繰り返し実行される。
The scanning control routine shown in FIG. 3 is repeatedly executed every predetermined time (several msec).

【0030】まず、Z軸倣いセンシング情報を読み取る
(ステップS11)。Z軸倣いセンシング情報は距離セ
ンサ55による計測値であり、距離センサ55による計
測値の取り込みが所定のサンプリングタイム間隔で行わ
れ、その計測値がZ軸倣いセンシング情報として時系列
にストアされる。
First, the Z-axis scanning sensing information is read (step S11). The Z-axis scanning sensing information is a measurement value by the distance sensor 55, the measurement value is fetched by the distance sensor 55 at predetermined sampling time intervals, and the measurement value is stored in time series as Z-axis scanning sensing information.

【0031】つぎに、Z軸倣いセンシング情報より材料
上面に変位がある否かを判別する(ステップS12)。
材料上面に変位があれば、倣い制御フラグがオンである
か否かを判別する(ステップS13)。倣い制御フラグ
は、図4に示されている倣い制御オン・オフルーチンに
よってオン、オフされるものであり、倣い制御フラグが
オンである場合には、Z軸倣い制御を実行し、倣い制御
フラグがオフである場合には、Z軸倣い制御を停止、す
なわち、キャンセルする。
Next, it is judged from the Z-axis scanning sensing information whether or not the upper surface of the material is displaced (step S12).
If there is displacement on the upper surface of the material, it is determined whether or not the copying control flag is on (step S13). The copying control flag is turned on and off by the copying control on / off routine shown in FIG. 4. When the copying control flag is on, Z-axis copying control is executed and the copying control flag is set. If is off, the Z-axis scanning control is stopped, that is, cancelled.

【0032】倣い制御フラグがオンであれば、従来のZ
軸倣い制御と同様に、Z軸倣いセンシング情報より、先
端ノズル25のワーク上面に対する高さ位置(Z軸位
置)が、定常位置より高いか否かの判別を行い(ステッ
プS14)、定常位置より高ければ(即ち、ワークWと
加工ヘッド25との間隔が所定値より大きい場合)、レ
ーザ加工ヘッド11を−Z軸方向(Z軸−方向)に移動
させ(ステップS15)、これに対し、定常位置より低
ければ(即ち、ワークWと加工ヘッド25との間隔が所
定値より小さい場合)、レーザ加工ヘッド11を+Z軸
方向(Z軸+方向)に移動させる(ステップS16)制
御を行う。これにより、倣い制御フラグがオンである期
間は、レーザ加工ヘッド11のZ軸方向位置が定常位置
に収束する。
If the copying control flag is on, the conventional Z
Similar to the axis scanning control, it is determined from the Z axis scanning sensing information whether the height position (Z axis position) of the tip nozzle 25 with respect to the work upper surface is higher than the steady position (step S14). If it is high (that is, if the distance between the work W and the processing head 25 is larger than a predetermined value), the laser processing head 11 is moved in the −Z axis direction (Z axis − direction) (step S15). If it is lower than the position (that is, the distance between the work W and the processing head 25 is smaller than a predetermined value), the laser processing head 11 is moved in the + Z-axis direction (Z-axis + direction) (step S16). As a result, the position of the laser processing head 11 in the Z-axis direction converges to the steady position while the scanning control flag is on.

【0033】これに対し、倣い制御フラグがオフである
と、換言すれば、ワークWの開口部通過時には、モータ
位置検出器49のモータ位置信号より得られるZ軸位置
情報より、レーザ加工ヘッド11のZ軸位置が所定値、
例えば、ワーク上面位置より低いか否かを判別する(ス
テップS17)。
On the other hand, if the scanning control flag is OFF, in other words, when the workpiece W passes through the opening, the laser processing head 11 is obtained from the Z-axis position information obtained from the motor position signal of the motor position detector 49. Z-axis position of is a predetermined value,
For example, it is determined whether the position is lower than the work top surface position (step S17).

【0034】これは、倣い制御キャンセル時に、レーザ
加工ヘッド11がワーク側に所定量以上、変位したか否
かの判別を意味し、レーザ加工ヘッド11の先端ノズル
25のZ軸位置がワーク上面位置より低いと、レーザ加
工ヘッド11のZ軸位置を所定量、+Z軸方向(Z軸+
方向)に上昇移動させる制御を行う(ステップS1
8)。
This means to judge whether or not the laser processing head 11 is displaced toward the work side by a predetermined amount or more when the copying control is canceled, and the Z-axis position of the tip nozzle 25 of the laser processing head 11 is the work top surface position. If it is lower, the Z-axis position of the laser processing head 11 is increased by a predetermined amount in the + Z-axis direction (Z-axis +
Control to move upward in the direction (step S1)
8).

【0035】この時のレーザ加工ヘッド11の+Z軸方
向の所定量は、レーザ加工ヘッド11のZ軸位置や、X
軸方向、Y軸方向の軸送り速度に応じて、先端ノズル2
5がワーク上面位置より上方に位置する量に設定され
る。
The predetermined amount in the + Z-axis direction of the laser processing head 11 at this time is determined by the Z-axis position of the laser processing head 11 and the X-axis position.
The tip nozzle 2 according to the axial feed speed in the axial direction and the Y-axis direction
5 is set to an amount that is located above the work top surface position.

【0036】つぎに、図4に示されている倣い制御オン
・オフルーチンについて説明する。倣い制御オン・オフ
ルーチンは所定時間(数msec)毎に繰り返し実行さ
れ、まず、Z軸倣いセンシングを行う(ステップS2
1)。これは、距離センサ55による計測値の取り込み
であり、距離センサ55による計測値に基づいてレーザ
加工ヘッド11の先端ノズル25の下方位置(真下位
置)が材料端縁であるか否かを判別する(ステップS2
2)。
Next, the copying control on / off routine shown in FIG. 4 will be described. The scanning control ON / OFF routine is repeatedly executed at predetermined time intervals (several msec), and first, Z-axis scanning sensing is performed (step S2).
1). This is the acquisition of the measurement value by the distance sensor 55, and based on the measurement value by the distance sensor 55, it is determined whether or not the position below the tip nozzle 25 of the laser processing head 11 (the position directly below) is the material edge. (Step S2
2).

【0037】ここでの材料端縁の検出は、ワークWの開
口Whの開口端縁WefあるいはWeo(図5参照)の
検出であり、材料端縁が検出されると、倣い制御フラグ
がオンであるか否かの判別を行う(ステップS23)。
The detection of the material edge here is the detection of the opening edge Wef or Weo (see FIG. 5) of the opening Wh of the work W. When the material edge is detected, the scanning control flag is turned on. It is determined whether or not there is (step S23).

【0038】倣い制御フラグの初期値(加工開始時の
値)はオンである。従って、倣い制御フラグがオンであ
ると、開口部以外の通常部にレーザ加工ヘッド11が位
置することを意味する。従って、材料端縁の検出で、倣
い制御フラグ・オンであると(ステップS23)、手前
側の開口端縁Wefの検出であり、この場合には、これ
から、ワーク開口Whの通過が始まるとして、倣い制御
フラグをオフする(ステップS24)。
The initial value of the copying control flag (value at the start of processing) is ON. Therefore, when the copying control flag is turned on, it means that the laser processing head 11 is located in the normal portion other than the opening portion. Therefore, if the scanning control flag is ON in the detection of the material edge (step S23), it is the detection of the front-side opening edge Wef. In this case, it is assumed that the work opening Wh starts to pass. The copying control flag is turned off (step S24).

【0039】これに対し、材料端縁の検出で、倣い制御
フラグ・オフであると、向こう側の開口端縁Weoの検
出であり、この場合には、ワーク開口Whの通過が終わ
るとして、倣い制御フラグをオンする(ステップS2
5)。
On the other hand, when the copying control flag is off in the detection of the material edge, it means that the opening edge Weo on the other side is detected. In this case, it is assumed that the work opening Wh has passed and the copying is finished. Turn on the control flag (step S2)
5).

【0040】上述のZ軸倣い制御により、図5に示され
ているように、倣い制御フラグ・オフになると、すなわ
ち、Z軸倣い制御がキャンセルされると、高速加工の場
合、レーザ加工ヘッド11のZ軸位置が符合Zdで示さ
れている位置まで降下するが、すぐに、+Z軸移動制御
によってレーザ加工ヘッド11を所定量Zsetだけ上
昇移動させることが行われる。これにより、レーザ加工
ヘッド11の先端ノズル25がワークWの上面より上方
の位置に移動し、レーザ加工ヘッド11の先端ノズル2
5がワーク開口端縁Weoに衝突することが回避され
る。
When the scanning control flag is turned off as shown in FIG. 5 by the above Z-axis scanning control, that is, when the Z-axis scanning control is canceled, in the case of high-speed processing, the laser processing head 11 is used. The Z-axis position of No. 2 is lowered to the position indicated by the reference symbol Zd, but immediately the laser processing head 11 is moved upward by the predetermined amount Zset by the + Z-axis movement control. As a result, the tip nozzle 25 of the laser processing head 11 moves to a position above the upper surface of the work W, and the tip nozzle 2 of the laser processing head 11 moves.
It is avoided that 5 collides with the workpiece opening edge Weo.

【0041】そして、つぎに、開口端縁Weoが検出さ
れて倣い制御フラグ・オンなるまでの期間とZ軸倣い制
御を有効にするまでのタイムラグ期間は、レーザ加工ヘ
ッド11は、所定量Zsetだけ上昇した位置にあり、
Z軸倣い制御が有効になることで、レーザ加工ヘッド1
1は再び定常位置に位置するようになる。
Then, in the period until the scanning edge flag Weo is detected and the scanning control flag is turned on and the time lag period until the Z-axis scanning control is enabled, the laser processing head 11 moves by a predetermined amount Zset. In the elevated position,
The laser processing head 1 is enabled by enabling the Z-axis scanning control.
1 comes to be in the steady position again.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、この発
明によるレーザ加工機および倣い制御方法によれば、倣
い制御キャンセル時に前記レーザ加工ヘッドをワーク面
より遠ざかるZ軸方向に移動させるから、ワーク開口の
端縁検出から倣い制御キャンセルまでのタイムラグ期間
におけるレーザ加工ヘッドの移動量が倣い制御速度の高
速化に伴い大きくなっても、倣い制御キャンセル後のノ
ズル先端面位置がワーク面位置より下回ることがなく、
高速切断等、X軸、Y軸の送り速度の高速化に伴いZ軸
動作が速くなっても、ワーク開口端縁にレーザ加工ヘッ
ドが衝突することがない。
As can be understood from the above description, according to the laser processing machine and the copying control method of the present invention, the laser processing head is moved in the Z-axis direction away from the work surface when the copying control is canceled. Even if the movement amount of the laser processing head increases during the time lag period from the detection of the edge of the opening to the cancellation of the copy control, the nozzle tip surface position after the copy control cancellation is lower than the work surface position even if the copy control speed increases. Without
Even if the Z-axis operation becomes faster as the X-axis and Y-axis feed rates become faster, such as high-speed cutting, the laser processing head does not collide with the workpiece opening edge.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明によるレーザ加工機の一つの実施形態
を示す全体斜視図である。
FIG. 1 is an overall perspective view showing an embodiment of a laser beam machine according to the present invention.

【図2】この発明によるレーザ加工機の制御系を示すブ
ロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the laser processing machine according to the present invention.

【図3】この発明によるレーザ加工機における倣い制御
ルーチンを示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a copying control routine in the laser beam machine according to the present invention.

【図4】この発明によるレーザ加工機における倣い制御
オン・オフルーチンを示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing a copying control ON / OFF routine in the laser beam machine according to the present invention.

【図5】この発明による倣い制御方法による場合のレー
ザ加工ヘッドの運動軌跡を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a locus of movement of the laser processing head in the case of the copying control method according to the present invention.

【図6】従来の倣い制御による場合のレーザ加工ヘッド
の運動軌跡を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a locus of movement of a laser processing head in the case of conventional copying control.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ加工機 3 フレーム 11 レーザ加工ヘッド 31 数値制御装置(CNC) 43 Z軸サーボモータ 55 距離センサ 57 倣い制御部 1 Laser processing machine 3 frames 11 Laser processing head 31 Numerical Control Unit (CNC) 43 Z-axis servo motor 55 distance sensor 57 Copy Control Unit

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ加工ヘッドとワークテーブル上の
ワークとをX軸方向、Y軸方向に相対的に移動させつ
つ、前記レーザ加工ヘッドの先端ノズルとワーク面との
距離を計測し、この計測値に基づく前記レーザ加工ヘッ
ドのZ軸制御により、前記先端ノズルとワーク面との間
隙を所定値に保つ倣い制御を行ってレーザ加工を行うレ
ーザ加工機において、 ワークの開口部通過時には倣い制御をキャンセルし、倣
い制御キャンセル時に前記レーザ加工ヘッドをワーク面
より遠ざかるZ軸方向に移動させるレーザ加工機。
1. The distance between the tip nozzle of the laser processing head and the work surface is measured while moving the laser processing head and the work on the work table relatively in the X-axis direction and the Y-axis direction. In a laser processing machine that performs laser processing by performing a copy control that maintains a gap between the tip nozzle and a work surface at a predetermined value by Z-axis control of the laser processing head based on a value, copy control is performed when a work opening passes. A laser processing machine that cancels and moves the laser processing head in the Z-axis direction away from the work surface when the copying control is canceled.
【請求項2】 請求項1記載のレーザ加工機において、 倣い制御キャンセル時に前記レーザ加工ヘッドをワーク
面より遠ざかるZ軸方向に移動する移動量をX軸方向、
Y軸方向の軸送り速度に応じて決定するもの。
2. The laser processing machine according to claim 1, wherein when the copying control is canceled, the amount of movement for moving the laser processing head in the Z-axis direction away from the work surface is the X-axis direction.
It is decided according to the axis feed speed in the Y-axis direction.
【請求項3】 請求項1または2記載のレーザ加工機に
おいて、 前記レーザ加工ヘッドがワーク側に所定量以上、変位し
た場合に限って、倣い制御キャンセル時に前記レーザ加
工ヘッドをワーク面より遠ざかるZ軸方向に移動させる
もの。
3. The laser processing machine according to claim 1, wherein the laser processing head is moved away from the work surface when the copying control is canceled, only when the laser processing head is displaced toward the work side by a predetermined amount or more. What is moved in the axial direction.
【請求項4】 レーザ加工ヘッドとワークテーブル上の
ワークとをX軸方向、Y軸方向に相対的に移動させつ
つ、前記レーザ加工ヘッドの先端ノズルとワーク面との
距離を計測し、この計測値に基づく前記レーザ加工ヘッ
ドのZ軸制御により、前記先端ノズルとワーク面との間
隙を所定値に保つ倣い制御を行ってレーザ加工を行う倣
い制御方法において、 ワークの開口部通過時には倣い制御をキャンセルし、倣
い制御キャンセル時に前記レーザ加工ヘッドをワーク面
より遠ざかるZ軸方向に移動させる倣い制御方法。
4. The distance between the tip nozzle of the laser processing head and the work surface is measured while moving the laser processing head and the work on the work table relatively in the X-axis direction and the Y-axis direction. A Z-axis control of the laser processing head based on a value is performed to perform laser control by performing a scanning control for maintaining a gap between the tip nozzle and a work surface at a predetermined value. A copying control method of canceling and moving the laser processing head in the Z-axis direction away from the work surface when canceling the copying control.
【請求項5】 請求項4記載の倣い制御方法において、 倣い制御キャンセル時に前記レーザ加工ヘッドをワーク
面より遠ざかるZ軸方向に移動する移動量をX軸方向、
Y軸方向の軸送り速度に応じて決定する。
5. The copying control method according to claim 4, wherein when the copying control is cancelled, a movement amount for moving the laser processing head in the Z-axis direction away from the work surface is set in the X-axis direction.
It is determined according to the axis feed speed in the Y-axis direction.
【請求項6】 請求項4または5記載の倣い制御方法に
おいて、 前記レーザ加工ヘッドがワーク側に所定量以上、変位し
た場合に限って、倣い制御キャンセル時に前記レーザ加
工ヘッドをワーク面より遠ざかるZ軸方向に移動させ
る。
6. The scanning control method according to claim 4, wherein the laser processing head is moved away from the work surface when canceling the scanning control, only when the laser processing head is displaced toward the work side by a predetermined amount or more. Move in the axial direction.
【請求項7】 請求項3記載のレーザ加工機を用い、前
記レーザ加工ヘッドがワーク側に所定量以上、変位した
場合に限って、倣い制御キャンセル時に前記レーザ加工
ヘッドをワーク面より遠ざかるZ軸方向に移動させるワ
ークの端面探査方法。
7. The laser processing machine according to claim 3, wherein only when the laser processing head is displaced toward the work side by a predetermined amount or more, the laser processing head is moved away from the work surface when the copying control is canceled. End face exploration method of work to be moved in the direction.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2015155801A1 (en) * 2014-04-09 2015-10-15 三菱電機株式会社 Laser beam machine
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