JP2003280712A - 数値制御装置とその制御方法とレーザ加工機 - Google Patents

数値制御装置とその制御方法とレーザ加工機

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JP2003280712A
JP2003280712A JP2002085288A JP2002085288A JP2003280712A JP 2003280712 A JP2003280712 A JP 2003280712A JP 2002085288 A JP2002085288 A JP 2002085288A JP 2002085288 A JP2002085288 A JP 2002085288A JP 2003280712 A JP2003280712 A JP 2003280712A
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Japan
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processing
machining
speed
program
speed gain
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JP2002085288A
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Masafumi Ishiguro
雅史 石黒
Masaki Hashikawa
正喜 橋川
Hitoshi Motomiya
均 本宮
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ加工時の軸移動を行う場合に、あらか
じめ設定した速度ゲインを用いてレーザ加工を行ってお
り、加工精度が均一となる制御を行っていたため、加工
精度を下げることにより加工速度を向上させて加工時間
を短縮することができないという問題を有していた。 【解決手段】 レーザ加工時の軸移動を行った場合に、
プログラムにて指令した加工精度を判定し、その判定結
果に基づいてあらかじめ設定した複数の速度ゲインの中
から最適な速度ゲインを選択し、その選択した速度ゲイ
ンを用いて加工を行うことにより、指令した加工精度に
応じた最短の加工時間にてレーザ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】本発明は、数値制御装置とそ
の制御方法とレーザ加工機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】以下に従来の数値制御装置について説明
する。図5は、従来の数値制御装置を示すものである。
図5において、101はNC制御装置の各処理部を統括
的に管理して実行する制御手段としてのNCメイン処理
部、102は自動運転プログラムの内容を読み込み、分
割した実行ブロックの解析手段としてのプログラム解析
処理部、103はレーザ加工運転を自動実行するための
自動運転用プログラムの記憶手段としての自動運転用プ
ログラム記憶部、104は加工精度に対応した複数の速
度ゲインデータの記憶手段としての速度ゲインデータ記
憶部、105は加工送り移動時に速度ゲインデータを読
み込む手段としての加工送り処理部、106は軸移動時
に加工送り処理部から受け取ったゲインデータに基づい
て周期的に速度フィードバック制御を行う軸制御手段と
しての軸制御処理部、107は数値制御装置に接続され
るサーボモータ駆動用ドライバ、108はサーボモータ
駆動用ドライバに接続されるサーボモータである。軸移
動を行う場合に、あらかじめ設定した速度ゲインを用い
て加工精度が一定となる数値制御装置であった。
【0003】以下に従来の制御方法について説明する。
図6と図7は、従来の制御方法を示すものである。図6
は、ステップS60として、自動運転用プログラム読み
込み処理、自動運転用プログラム解析処理、があり、ス
テップS61として、速度ゲインデータ読み込み処理が
あり、ステップS62として、速度ゲインデータを軸制
御処理部へ転送する処理がある。図7は、ステップS7
0として、速度ゲインデータを解析処理部から取得する
処理があり、ステップS71として、位置分配パルス出
力制御を実行する処理があり、ステップS72として、
速度フィードフォワード制御を実行する処理があり、ス
テップS73として、速度フィードバック制御を実行す
る処理がある。図6において、ステップS60にて、自
動運転用プログラムを読み込んで解析を行い、実行ブロ
ック単位に分割した後に、ステップS61にて、速度ゲ
インデータを読み込み、ステップS62にて、読み込ん
だ速度ゲインデータを軸制御処理部へ転送する。図7に
おいて、ステップS70にて、速度ゲインデータを解析
処理部から受け取り、ステップS71にて、位置分配指
令パルスの加減速出力制御を実行し、ステップS72に
て、速度フィードフォワード制御を実行し、ステップS
73にて、速度フィードフォワード制御を実行する。こ
れにより、軸移動を行う場合に、あらかじめ設定した速
度ゲインを用いて加工精度が一定となる制御方法であっ
た。
【0004】以下に従来のレーザ加工機について説明す
る。図8は、従来のレーザ加工機を示すブロック図であ
り、111はレーザ光を出力するレーザ発振器、112
はレーザ光により加工を行う被加工物、113はレーザ
光を被加工物に導く光学手段、114は光学手段113
に接続されたレーザノズル、115は被加工物112と
光学手段113の相対位置を変化させる駆動手段、11
6はNC制御装置(数値制御装置)である。
【0005】レーザ発振器111は、光学手段113に
レーザ光を出力する。NC制御装置116は、光学手段
113に接続したレーザノズル114を駆動手段115
により駆動し、被加工物112に対してレーザ加工を行
う。これにより、軸移動を行う場合に、あらかじめ設定
した速度ゲインを用いて加工精度が一定となるレーザ加
工機であった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の数値制御装
置とその制御方法とレーザ加工機においては、レーザ加
工時の軸移動を行う場合に、あらかじめ設定した速度ゲ
インを用いてレーザ加工を行っており、加工精度が均一
となる制御を行っていたため、加工精度を下げることに
より加工速度を向上させて加工時間を短縮することがで
きないという問題を有していた。
【0007】本発明は、上記の従来の課題を解決するも
ので、レーザ加工時の軸移動を行った場合に、プログラ
ムにて指令した加工精度を判定し、その判定結果に基づ
いてあらかじめ設定した複数の速度ゲインの中から最適
な速度ゲインを選択し、その選択した速度ゲインを用い
て加工を行うことにより、指令した加工精度に応じた最
短の加工時間にてレーザ加工を行うことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の数値制御装置は、自動運転用プログ
ラムを格納するための記憶手段と、速度ゲインデータを
格納するための記憶手段と、各処理部を統括管理して実
行するNCメイン処理手段と、周期的にプログラムの内
容を解析するプログラム解析手段と、加工送り移動時に
加工精度を判定する加工精度判定手段と、加工送り移動
時に加工精度の判定結果に対応する速度ゲインデータを
記憶手段から読み込む加工送り手段と、読み込んだ速度
ゲインデータに基づいて位置分配指令パルスの加減速出
力制御を実行する軸制御処理手段とを備えたものである
ため、指令した加工精度にてレーザ加工を行うことがで
きるという作用を有する。
【0009】また、請求項2記載の数値制御装置の制御
方法は、NCメイン処理部が各処理部を統括管理して実
行し、プログラム解析処理部は自動運転用プログラム記
憶部から自動運転プログラムを読み込んだ後に、周期的
に自動運転プログラムの内容を解析し、加工精度判定処
理部は加工送り移動時に加工精度を判定し、加工送り処
理部は加工送り移動時に速度ゲイン記憶部から加工精度
の判定結果に対応する速度ゲインデータを読み込み、軸
制御処理部は読み込んだ速度ゲインデータに基づいて、
速度フィードバック制御を実行する数値制御装置の制御
方法であるため、最短の加工時間にてレーザ加工を行う
ことができるという作用を有する。
【0010】また、請求項3記載のレーザ加工機は、レ
ーザ光を出力するレーザ発振装置と、前記レーザ光を被
加工物に導く光学手段と、前記被加工物と光学手段の相
対位置を変化させる駆動手段を備え、前記駆動手段を請
求項1記載の数値制御装置で制御するレーザ加工機であ
るため、レーザ加工時の加工精度を最適にでき、それに
より、加工速度を向上することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
【0012】(実施の形態1)図1は、本発明の実施の
形態1におけるレーザ加工機用の数値制御装置の構成を
示すブロック図であり、1はNC制御装置の各処理部を
統括的に管理して実行する制御手段としてのNCメイン
処理部、2は自動運転プログラムの内容を読み込み、分
割した実行ブロックの解析手段としてのプログラム解析
処理部、3はレーザ加工運転を自動実行するための自動
運転用プログラムの記憶手段としての自動運転用プログ
ラム記憶部、4は加工精度が高い場合の速度ゲインデー
タ1の記憶手段としての速度ゲインデータ1記憶部、5
は加工精度が中程度の場合の速度ゲインデータ2の記憶
手段としての速度ゲインデータ2記憶部、6は加工精度
が低い場合の速度ゲインデータ3の記憶手段としての速
度ゲインデータ3記憶部、7は加工送り移動時に速度ゲ
インデータを読み込む手段としての加工送り処理部、8
は加工送り移動時に加工精度の判定手段としての加工精
度判定処理部、9は軸移動時に加工送り処理部から受け
取った速度ゲインデータに基づいて周期的に速度フィー
ドバック制御を行う軸制御手段としての軸制御処理部、
10は数値制御装置に接続されるサーボモータ駆動用ド
ライバ、11はサーボモータ駆動用ドライバ10に接続
されるサーボモータである。
【0013】NCメイン処理部1は、プログラム解析処
理部2と加工送り処理部7と軸制御処理部9を周期的に
起動する。
【0014】プログラム解析処理部2は、自動運転用プ
ログラム記憶部3に記憶した自動運転用プログラムを読
み込んで解析を行い、実行ブロック単位に分割を行った
後に、軸移動送り種類が加工送り移動であるかを判定す
る。加工送り移動の場合には、NCメイン処理部1が、
加工送り処理部7を起動する。加工精度判定処理部8
は、加工精度を判定する。加工送り処理部7は、その判
定結果をもとに、速度ゲインデータを速度ゲインデータ
1記憶部4あるいは速度ゲインデータ2記憶部5あるい
は速度ゲインデータ3記憶部6のいずれかより読み込
み、その速度ゲインデータを軸制御処理部9へ転送す
る。
【0015】軸制御処理部9は、速度ゲインを使用して
速度フィードバック制御を行い、サーボモータ駆動用ド
ライバ10にモータ駆動指令を行うことにより、モータ
10を回転させる。
【0016】これにより、指令した加工精度にてレーザ
加工を行うことができる。
【0017】(実施の形態2)図2および図3は、実施
の形態2における制御方法の処理フローチャートであ
る。
【0018】図2に示すプログラム解析処理部には、ス
テップ20(S20)として、自動運転用プログラム読
込み処理、自動運転用プログラム解析処理があり、加工
送り処理部には、ステップ21(S21)として、加工
送り移動種類判定処理があり、ステップ22(S22)
およびステップ23(S23)として、加工精度判定処
理があり、ステップ24(S24)およびステップ25
(S25)およびステップ26(S26)として、速度
ゲインデータ読み込み処理があり、ステップ27(S2
7)として、速度ゲインデータを軸制御処理部へ転送す
る処理がある。
【0019】図3の軸制御処理部には、ステップ30
(S30)として、速度ゲインデータを解析処理部から
取得する処理があり、ステップ31(S31)として、
位置分配パルス出力制御を実行する処理があり、ステッ
プ32(S32)として、速度フィードバック処理実行
処理がある。
【0020】図2において、ステップ20(S20)に
て、自動運転用プログラムを読み込んで解析を行い、実
行ブロック単位に分割した後に、ステップ21(S2
1)にて、軸移動送り種類が加工送り移動であるかを判
定し、加工送り移動の場合には、ステップ22(S2
2)およびステップ23(S23)にて、加工精度を判
定し、ステップ24(S24)およびステップ25(S
25)およびステップ26(S26)にて、加工精度の
判定結果に対応した速度ゲインデータを読み込み、ステ
ップ27(S27)にて、読み込んだ速度ゲインデータ
を軸制御処理部へ転送する。
【0021】図3において、軸制御処理部では、ステッ
プ30(S30)にて、速度ゲインデータを解析処理部
から受け取り、ステップ31(S31)にて、位置分配
指令パルスの加減速出力制御を実行し、ステップ32
(S32)速度フィードバック制御を実行する。
【0022】これにより、最短の加工時間にてレーザ加
工を行うことができる数値制御装置の制御方法を提供す
ることができる。
【0023】(実施の形態3)図4は、実施の形態3に
おけるレーザ加工機の構成を示すブロック図であり、1
1はレーザ光を出力するレーザ発振器、12はレーザ光
により加工を行う被加工物、13はレーザ光を被加工物
に導く光学手段、14は光学手段13に接続されたレー
ザノズル、15は被加工物12と光学手段13の相対位
置を変化させる駆動手段、16は実施の形態1における
NC制御装置(数値制御装置)である。
【0024】レーザ発振器11は、光学手段13にレー
ザ光を出力する。NC制御装置16は、光学手段13に
接続したレーザノズル14の機械位置に応じた応答性可
変制御を駆動手段15に対して行い、被加工物12に対
してレーザ加工を行う。
【0025】これにより、レーザ加工時の加工精度を最
適にでき、それにより、加工速度を向上することができ
るレーザ加工機を提供することができる。
【0026】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の数値制御装置は、軸移動を行った場合に、加工精度を
判定し、それらの判定結果に基づいて選択した速度ゲイ
ンを用いて速度フィードバック制御を行うことにより、
指令した加工精度に応じた最短の加工時間にてレーザ加
工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1における数値制御装置の
構成を示すブロック図
【図2】同実施の形態2における応答性可変制御処理の
フローチャート
【図3】同実施の形態3における軸制御処理のフローチ
ャート
【図4】同実施の形態3におけるレーザ加工機の構成を
示すブロック図
【図5】従来の数値制御装置の構成を示すブロック図
【図6】従来の応答性可変制御処理のフローチャート
【図7】従来の軸制御処理のフローチャート
【図8】従来のレーザ加工機の構成を示すブロック図
【符号の説明】
1 NCメイン処理部 2 プログラム解析処理部 3 自動運転用プログラム記憶部 4 速度ゲインデータ1記憶部 5 速度ゲインデータ2記憶部 6 速度ゲインデータ3記憶部 11 レーザ発振器 12 被加工物 13 光学手段 14 レーザノズル 15 駆動手段 16 NC制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本宮 均 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 4E068 CB02 CB03 CE04 5H269 AB11 BB03 GG01

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自動運転用プログラムを格納する記憶手
    段と、加工速度リミットデータを格納する記憶手段と、
    各処理部を統括管理して実行するNCメイン処理手段
    と、周期的にプログラムの内容を解析するプログラム解
    析手段と、加工送り移動時に加工精度を判定する加工精
    度判定手段と、加工送り移動時に加工精度の判定結果に
    対応する速度ゲインデータを記憶手段から読み込む加工
    送り手段と、読み込んだ速度ゲインデータに基づいて速
    度フィードバック制御を実行する軸制御処理手段とを備
    えた数値制御装置。
  2. 【請求項2】 自動運転用プログラム記憶部から自動運
    転プログラムをプログラム解析処理部に読み込んだ後、
    周期的に自動運転プログラムの内容を解析し、加工送り
    移動時に加工精度を加工精度判定処理部で判定し、加工
    送り移動時に速度ゲイン記憶部から加工精度の判定結果
    に対応する速度ゲインデータを加工送り処理部に読み込
    み、読み込んだ速度ゲインデータに基づいて、速度フィ
    ードバック制御を軸制御処理部で実行する数値制御装置
    の制御方法。
  3. 【請求項3】 レーザ光を出力するレーザ発振装置と、
    前記レーザ光を被加工物に導く光学手段と、前記被加工
    物と光学手段の相対位置を変化させる駆動手段を備え、
    前記駆動手段を請求項1記載の数値制御装置で制御する
    レーザ加工機。
JP2002085288A 2002-03-26 2002-03-26 数値制御装置とその制御方法とレーザ加工機 Withdrawn JP2003280712A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5556971B1 (ja) * 2013-05-14 2014-07-23 三菱電機株式会社 数値制御装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5556971B1 (ja) * 2013-05-14 2014-07-23 三菱電機株式会社 数値制御装置
WO2014184820A1 (ja) * 2013-05-14 2014-11-20 三菱電機株式会社 数値制御装置
US9851709B2 (en) 2013-05-14 2017-12-26 Mitsubishi Electric Corporation Numerical control device

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