JP2003285173A - レーザ加工機およびその制御装置ならびにレーザ加工機の制御方法 - Google Patents

レーザ加工機およびその制御装置ならびにレーザ加工機の制御方法

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JP2003285173A JP2002085286A JP2002085286A JP2003285173A JP 2003285173 A JP2003285173 A JP 2003285173A JP 2002085286 A JP2002085286 A JP 2002085286A JP 2002085286 A JP2002085286 A JP 2002085286A JP 2003285173 A JP2003285173 A JP 2003285173A
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Masaki Hashikawa
正喜 橋川
Hidefumi Omatsu
英文 尾松
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工移動中に速度が変化する場合に、速度変
化にかかわらず移動距離に応じてレーザ出力を行うこと
ができ、加工形状においても、任意の角度の自由直線を
被加工物上に任意の等ピッチビーム間隔で加工できるレ
ーザ加工機およびその制御装置ならびにレーザ加工機の
制御方法を提供することである。 【解決手段】 パルス状にレーザ光を被加工物へ照射す
る照射手段であるレーザ光案内筒・ミラーやレンズ類
と、この照射する時間とタイミングを制御する制御手段
と、前記照射手段と前記被加工物の少なくとも一方を移
動する移動手段と、被加工物のセット位置ずれ(平行ず
れおよび角度ずれ)補正対応用として前記被加工物の基
準位置からのずれ量を検出する検出手段とを備え、設定
移動量を移動した時点でレーザ光を出力する制御をする
ことにより等ピッチのスクライブ加工をすることができ
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、レーザ光により
加工を行うレーザ加工機およびその制御装置ならびにレ
ーザ加工機の制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来この種のレーザ加工機は、加減速時
等の同一加工ブロック内で速度が変化する場合や、コー
ナ等で形状崩れが発生しないように自動的に加工速度を
変化させ加工プログラムの指定速度と加工速度が異なる
ような場合に、レーザ光を一定速度の部分と変化させて
いなかった。
【0003】また、レーザ加工を行う形状も基準軸方向
の直線加工のみに限定されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のレーザ
加工機においては、加減速時に同一加工ブロック内で速
度が変化する場合、レーザ光を一定速度時の部分と同様
にレーザビームの出力するタイミングを変化させていな
かったため、被加工物上のビーム間隔が一定にならなか
った。セラミック基板等の切断用にスクライブ加工(ミ
シン目のようなけがき加工)する場合、スクライブ加工
が均等に施工されていないと、正しい形に折れない、ま
たは、抜けないことがある。
【0005】また、スクライブ加工は各駆動基本軸方向
の直線加工のみが可能で、軸の合成方向つまり斜線や曲
線の加工ができず、加工方向を常に基本の直線軸と並行
にする必要があった。このため、被加工物が加工装置の
基本軸に対して平行にセットされず角度がついてセット
された場合の対応ができず、回転軸の追加や機械の大き
さや加工形状に著しく制限が発生した。
【0006】したがって、この発明の目的は、上記従来
の課題を解決するもので、加工移動中に速度が変化する
場合に、速度変化にかかわらず移動距離に応じてレーザ
出力を行うことができ、加工形状においても、任意の角
度の自由直線を被加工物上に任意の等ピッチビーム間隔
で加工できるレーザ加工機およびその制御装置ならびに
レーザ加工機の制御方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のレーザ加工機お
よびその制御装置ならびにレーザ加工機の制御方法は、
上記課題を解決するために、スクライブ加工等をするた
めのパルス状にレーザ光を出力するレーザ出力手段であ
るレーザ発振器と、前記レーザ光を被加工物へ照射する
照射手段であるレーザ光案内筒・ミラーやレンズ類と、
この照射する時間とタイミングを制御する制御手段と、
前記照射手段と前記被加工物の少なくとも一方を移動す
る移動手段と、被加工物のセット位置ずれ(平行ずれお
よび角度ずれ)補正対応用として前記被加工物の基準位
置からのずれ量を検出する検出手段とを備えている。
【0008】この構成により、移動手段の速度にかかわ
らず移動量制御による等ピッチ加工と、セット位置ずれ
補正をし被加工物基準の加工を可能にすることとなる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1から図4を用いて説明する。
【0010】(実施の形態)図4において、レーザ加工
機のシステム構成図を示した。401は加工テーブルの
ベッドであり、402はベッド401の上を図示しない
モータにより直線方向に移動可能な加工テーブル(この
機械では、この軸をX軸とする)であり、403はX軸
と直交方向に固定されたコラムであり、404は図示し
ないモータによりコラム上を直線方向に移動可能なサド
ル(この機械では、この軸をY軸とする)であり、40
5はX軸・Y軸と直交する方向に昇降するトーチ(この
機械では、この昇降する軸をZ軸とする)であり、40
6はトーチを移動させるためのモータであり、407は
レーザ光を出力するレーザ発振器であり、408はレー
ザ光案内筒であり、409は数値制御装置を内蔵するレ
ーザ加工機の制御装置であり、410は被加工物であ
る。レーザ光はレーザ発振器407から出力され、レー
ザ光案内筒408の中を導かれ、トーチ405の内部レ
ンズにより集光され、加工テーブル401の上に位置決
め固定された被加工物410の上に照射される。この時
同時にアシストガスを噴射する。レーザ加工機の制御装
置409は、X,Y,Z軸を駆動しトーチと加工テーブ
ル401の相対位置を移動させるとともにレーザ光の出
力、周波数、デューティ等を制御し、被加工物410を
所望の形状に加工する。
【0011】図1は、ブロック図であり、従来と同様の
制御機能(加工プログラム記憶手段101と加工プログ
ラム解析処理部102と補間制御処理部103と軸制御
処理部104とレーザ制御処理部105)に加えて、X
軸移動量検出回路106とY軸移動量検出回路107が
設けられ、それぞれの検出量に対して相対移動量演算回
路108によりX軸402とY軸404の合成移動量を
演算し、軸制御処理部104から出力された設定移動量
と比較するコンパレータ109により演算され、その結
果としてレーザオンパルス発生回路110から出力タイ
ミングとレーザ出力制御処理部105からレーザのON
時間等の施工データとによりレーザ光が出力される。ま
た、同時にコンパレータ109からリセット信号がX軸
移動量検出回路106とY軸移動量検出回路107に出
力される。
【0012】図2は、前述の制御フロー図である。
【0013】図3は、1実施例の加工速度とパルス出力
の関係図であり、コーナー部の近傍において移動手段は
加減速されるが、速度に影響されず移動量でスクライブ
加工がされていることを示している。また、特異点であ
る速度0の点では、レーザ加工されていることも示され
ている。
【0014】なお、加工の軌跡が例えば円のように閉じ
ているものであれば、始端・終端で加工ピッチが合うよ
うに設定値の近似値にピッチ幅を演算し、加工する。
【0015】以上のように、本実施の形態によれば、X
軸移動量検出回路106とY軸移動量検出回路107と
相対移動量演算回路108とコンパレータ109とレー
ザオンパルス発生回路の付加により相対的移動量の算出
ができ、被加工物の基準位置検出装置の付加により被加
工物のセット位置ずれ量を認識することが可能となり、
任意の直線や曲線に対して被加工物とトーチの相対的速
度にかかわらず設定した移動量に応じてレーザビーム光
を出力し加工することと被加工物のセット位置ずれ補正
をした加工ができる。
【0016】なお、実施の形態において、X軸とY軸の
移動手段をトーチ移動と被加工物移動の2軸としたが、
被加工物固定でかつトーチ側に2軸を使用したり、トー
チ固定で被加工物側に2軸を使用したりする2軸以上の
直交座標系装置または極座標系装置としてもよい。トー
チ405の昇降手段はモータとしたが、その他の駆動機
器にしたり、固定にしたりしてもよい。
【0017】
【発明の効果】以上のように、本発明は、移動量検出回
路等を付加することにより、移動手段の速度にかかわら
ず移動量制御による等ピッチ加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態におけるレーザ加工機の数
値制御装置のブロック図
【図2】同実施の形態におけるレーザ加工方法の処理フ
ローチャート
【図3】同実施の形態における加工速度とパルス出力の
処理内容の例を示すグラフ
【図4】同実施の形態におけるレーザ加工機のシステム
構成図
【図5】従来における数値制御装置のブロック図
【符号の説明】
101 加工プログラム記憶手段 102 加工プログラム解析処理部 103 補間制御処理部 104 軸制御処理部 105 レーザ制御処理部 106 X軸移動量検出回路 107 Y軸移動量検出回路 108 相対移動量演算回路 109 コンパレータ 110 レーザオンパルス発生回路 120 X軸 140 Y軸 150 トーチ 170 レーザ発振器 190 レーザ制御装置 401 加工テーブルのベッド 402 加工テーブル(X軸) 403 コラム 404 サドル(Y軸) 405 トーチ 406 トーチ昇降用モータ 407 レーザ発振器 408 レーザ光案内筒 409 制御装置 410 被加工物

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パルス状にレーザ光を出力するレーザ出
    力手段と、前記レーザ光を被加工物へ照射する照射手段
    と、この照射する時間を制御する制御手段と、前記照射
    手段と前記被加工物の少なくとも一方を移動する移動手
    段とを有し、前記照射時間は、前記照射手段と前記被加
    工物との相対移動量に基づいて一定に制御されるレーザ
    加工機。
  2. 【請求項2】 パルス状にレーザ光を出力するレーザ出
    力手段と、前記レーザ光を被加工物へ照射する照射手段
    と、この照射する時間を制御する制御手段と、前記照射
    手段と前記被加工物の少なくとも一方を移動する移動手
    段と、前記被加工物の基準位置からのずれ量を検出する
    検出手段とを有し、前記照射時間は、前記ずれ量ならび
    に、前記照射手段と前記被加工物との相対移動量に基づ
    いて一定に制御されるレーザ加工機。
  3. 【請求項3】 レーザ光をパルス状に発生するレーザ制
    御手段と、前記レーザ光の照射時間を制御する照射制御
    手段と、前記レーザ光と被加工物の少なくとも一方を移
    動する移動制御手段とを有し、前記照射時間は、前記レ
    ーザ光と前記被加工物との相対移動量に基づいて一定に
    制御されるレーザ加工機の制御装置。
  4. 【請求項4】 レーザ光をパルス状に発生するレーザ制
    御手段と、前記レーザ光の照射時間を制御する照射制御
    手段と、前記レーザ光と被加工物の少なくとも一方を移
    動する移動制御手段と、前記被加工物の基準位置からの
    ずれ量を算出する算出手段とを有し、前記照射時間は、
    前記ずれ量ならびに、前記レーザ光と前記被加工物との
    相対移動量に基づいて一定に制御されるレーザ加工機の
    制御装置。
  5. 【請求項5】 レーザ光をパルス状に発生するレーザ制
    御工程と、前記レーザ光の照射時間を制御する照射制御
    工程と、前記レーザ光と被加工物の少なくとも一方を移
    動する移動制御工程とを有し、前記照射時間は、前記レ
    ーザ光と前記被加工物との相対移動量に基づいて一定に
    制御されるレーザ加工機の制御方法。
  6. 【請求項6】 レーザ光をパルス状に発生するレーザ制
    御工程と、前記レーザ光の照射時間を制御する照射制御
    工程と、前記レーザ光と被加工物の少なくとも一方を移
    動する移動制御工程と、前記被加工物の基準位置からの
    ずれ量を算出する算出工程とを有し、前記照射時間は、
    前記ずれ量ならびに、前記レーザ光と前記被加工物との
    相対移動量に基づいて一定に制御されるレーザ加工機の
    制御方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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