JP2003316409A

JP2003316409A - 数値制御工作機械

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Publication number: JP2003316409A
Application number: JP2002122780A
Authority: JP
Inventors: Tsunehiko Yamazaki; 恒彦山崎; Naotomi Miyagawa; 直臣宮川; Toshihiko Inoue; 利彦井上; Akira Iiriyouda; 晃飯領田
Original assignee: Yamazaki Mazak Corp
Current assignee: Yamazaki Mazak Corp
Priority date: 2002-04-24
Filing date: 2002-04-24
Publication date: 2003-11-07
Anticipated expiration: 2022-04-24
Also published as: JP3578274B2

Abstract

(57)【要約】【課題】加工ズレを防止して、正確な加工を行うことが
できる。【解決手段】数値制御を用いたレーザ加工機において、
加工プログラム中に、ギャップ長（トーチとワークとの
距離）を変更する指令（Ｓ２，Ｓ３参照）と、トーチの
姿勢を変更する旨の指令（Ｓ５，Ｓ６参照）とがなされ
ている場合、ギャップ長変更後にアーム長が自動的に補
正され（Ｓ４参照）、該変更されたアーム長によって姿
勢制御が行われる。したがって、レーザ加工（Ｓ９参
照）の際に加工点のズレが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オフセットタイプ
の工具を有する数値制御工作機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、種々の機械加工を行う場合におい
て、ＮＣ（数値制御）の可能な数値制御工作機械が一般
的に用いられている。

【０００３】図３は、そのような数値制御工作機械の一
例としてレーザ加工機の外観を示す斜視図であり、図４
は、該レーザ加工機の内部構造を示す詳細図であるが、
このような工作機械においては、工具２３がＸ，Ｙ，Ｚ
軸に沿って駆動されると共に（図３参照）、Ａ，Ｂ軸の
回りに回転されるように構成されている（図４参照）。

【０００４】ところで、図に示す工具２３はオフセット
タイプのものであって、工具２３の加工点が回転軸（Ａ
軸，Ｂ軸）からオフセットしているため、Ａ軸やＢ軸の
回りに単に回転させただけでは加工点が適正位置からず
れてしまうことになる。そこで、このような工作機械に
おいては、工具２３の旋回中心から加工点までの距離
（図９(a) の符号ｌ_１＋ｌ_２参照）をパラメータで定義
することにより、工具２３の姿勢をどのように変更した
としても加工点の位置がずれないような制御（姿勢制
御）が行われるようになっている。これにより、工具２
３の姿勢を変更する場合、図９(a) に符号Ｍ_２で示すよ
うに、工具２３は加工点Ｐ２を中心として回転されるこ
とになる。図において、点Ｐ１は、工具２３によって加
工できる点を意味し、点Ｐ２は、ワーク上の加工点を意
味する。このような姿勢制御によれば、Ｐ１＝Ｐ２が達
成されることとなる。

【０００５】一方、上述した工作機械においては、ワー
クＷと工具２３との間の距離（以下、本明細書において
“ギャップ長”とする）ｄ_１を一定に保つために倣い装
置が使用されている。なお、加工するワークの材質や板
厚によっては該ギャップ長を変更したい場合もあるが
（図９(b) の符号Ｍ_１及びｄ_２参照）、その場合には加
工プログラム中で指令できるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
なギャップ長変更や工具姿勢変更は図１０（ＰＲＯ２）
に示すように加工プログラムで行うようになっている。
同図において、ブロックＮ００１はギャップ長変更指令
を示し、ブロックＮ００２は姿勢変更指令を示す。

【０００７】このようなギャップ長変更と姿勢変更とを
連続して行おうとすると、姿勢制御のアーム長（工具の
旋回中心と加工点間との距離）は初期設定値のままであ
って変更されていないため、工具２３はギャップ長変更
指令に基づき図１１(a) に符号Ｍ_１で示すように移動さ
れ、姿勢変更指令に基づき当初に指定した点Ｐ１を中心
に回転され（同図の符号Ｍ_２参照）、その結果、加工点
が点Ｐ２から点Ｐ３にずれてしまうという問題があっ
た。

【０００８】このような加工点ズレを回避する方法とし
ては、図１１(b) （ＰＲＯ３）に示すように、ギャップ
長変更指令Ｇ１３（符号Ｎ００１参照）と姿勢変更指令
Ｇ０１（符号Ｎ００２参照）との間でアーム長変更指令
Ｇ７１（符号Ｎ００３参照）を行う方法がある。かかる
方法によれば、姿勢変更指令Ｇ０１がなされる時には既
にアーム長（姿勢制御のパラメータであるアーム長）が
変更されているために加工点ズレは防止されるものの、
そのようなアーム長変更指令を加工プログラム中で逐一
行わなければならず、そのため、加工プログラム作成作
業が煩雑となって、加工時間も長くなってしまうという
問題があった。

【０００９】また、非接触式ならい装置の場合であっ
て、工具を別の形状のものに取り替えたような場合に
は、工具姿勢が傾いた場合におけるギャップ変化量を求
めること自体が困難となる。したがって、かかる場合に
は上述のようなアーム長変更指令時に正確な補正値を入
力できないという問題がある。また、オペレータが、こ
のような複雑な制御を理解しなければ、機械の使用及び
プログラミングできないことは問題である。

【００１０】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、工具とワークとの間のギャップ長を変更し、さら
に工具姿勢を変更する場合であっても加工点ズレを防止
できる、数値制御工作機械を提供することを目的とする
ものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、オフ
セットタイプの工具（２３）を駆動手段（１０３Ｘ，１
０３Ｙ，１３，１７，１９）によって回転させると共に
３軸方向に移動駆動させながらワーク（Ｗ）の加工を行
う数値制御工作機械（１）において、前記駆動手段（１
０３Ｘ，…）を駆動して前記工具とワークとの間の距離
（ｄ_１）を変更するギャップ長変更部（１０５）と、前
記工具とワークとの間の距離（ｄ_１）に基づき、工具姿
勢変更のための回転中心位置を求める回転中心位置演算
部（１０６）と、前記駆動手段（１０３Ｘ，…）を駆動
して前記工具（Ｗ）を前記回転中心位置の回りに回転さ
せることに基づき前記工具（Ｗ）の姿勢を変更する姿勢
制御部（１０７）と、を備え、加工プログラム（ＰＲＯ
１）中でギャップ長変更指令（Ｎ００１）がなされてい
る場合には、前記ギャップ長変更部（１０５）によって
前記工具とワークとの間の距離を（ｄ_１）変更すると共
に、前記回転中心位置演算部（１０６）によって前記回
転中心位置を求め、加工プログラム（ＰＲＯ１）中で姿
勢変更指令（Ｎ００２）がなされている場合には、前記
姿勢制御部（１０７）によって前記工具（Ｗ）の姿勢を
変更する、ことを特徴とする。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１に記載の数値
制御工作機械（１）において、前記工具とワークとの間
の距離（ｄ_１）を検知する距離検知手段（２７）と、該
距離検知手段（２７）の出力電圧と前記距離（ｄ_１）と
の関係を前記工具（２３）の姿勢との関連で記憶するメ
モリ手段（１１０）と、を備え、かつ、前記ギャップ長
変更部（１０５）は、前記距離検知手段（２７）と前記
メモリ手段（１１０）に記憶された前記距離検知手段の
出力電圧と前記距離との関係とに基づき前記工具とワー
クとの距離（ｄ_１）を変更する、ことを特徴とする。

【００１３】請求項３の発明は、請求項１又は２に記載
の数値制御工作機械（１）において、前記工具（２３）
はレーザ光を出射するトーチであって、前記数値制御工
作機械（１）は、ワーク（Ｗ）のレーザ加工を行うレー
ザ加工機である、ことを特徴とする。

【００１４】請求項４の発明は、請求項１乃至３のいず
れか１項に記載の数値制御工作機械（１）において、前
記工具（２３）は、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの３軸方
向に移動駆動され、かつ、それら３軸の内のいずれか２
軸の回りに回転される、ことを特徴とする。

【００１５】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、ギャップ長変
更指令（Ｎ００１）及び姿勢変更指令（Ｎ００２）の両
方を行う場合においても、工具（２３）の加工点ズレを
防止できる。その結果、加工精度が向上される。また、
加工点ズレ防止のためにアーム長変更指令（図１１(b)
のブロックＮ００２参照）等の指令を別途行う必要が無
く、加工プログラム作業が容易となる。

【００１６】請求項２の発明によれば、より一層確実に
加工点ズレを防止できる。

【００１７】請求項３の発明によれば、加工点ズレを起
こすことなくレーザ加工ができる。

【００１８】請求項４の発明によれば、軸制御の数値制
御工作機械に本発明を適用することができる。

【００１９】なお、括弧内の番号等は、図面における対
応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述
は図面上の記載に限定拘束されるものではない。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
乃至図７に基づき説明する。ここで、図１(a) は、加工
プログラムの一例を示す図であり、図１(b) は、その加
工プログラムによってトーチが制御される様子を示す模
式図であり、図２は、レーザ加工方法の一例を示すフロ
ーチャート図である。また、図３は、レーザ加工機の外
観を示す斜視図であり、図４は、該レーザ加工機のサド
ル部分の内部構造を示す詳細図であり、図５は、トーチ
部分の構造を示す詳細図である。さらに、図６は、本発
明に係る数値制御工作機械（レーザ加工機）の構造の一
例を示すブロック図である。

【００２１】本実施の形態に係るレーザ加工機（数値制
御工作機械）１は、図３に示すように、ワークＷを±Ｘ
方向に移動できるように構成されたワーク載置部１Ａ
と、レーザ光照射のためのトーチ（工具）２３を有する
レーザ光照射部１Ｂと、からなる。

【００２２】まず、ワーク載置部１Ａの構造について説
明する。

【００２３】ワーク載置部１Ａはベッド２を有してお
り、そのベッド２の上面側には、レール（図示せず）が
±Ｘ方向に延設された状態に取り付けられている。この
ベッド２の上側にはテーブル３が配置されているが、そ
のテーブル３は、該レールに支持された状態で後述の駆
動手段（例えば、サーボモータで回転駆動されるボール
ねじ等）１０３Ｘによって±Ｘ方向に移動されるように
なっている。したがって、テーブル３に載置されたワー
クＷは、±Ｘ方向に自在に移動されることになる。

【００２４】次に、レーザ光照射部１Ｂの構造について
説明する。

【００２５】レーザ光照射部１Ｂは、２本のコラム５
１，５１とクロスアーム５２とからなる門型フレーム５
を有しているが、この門型フレーム５は、上述したテー
ブル３の移動を阻害しないようにその移動経路を跨ぐよ
うな状態で（２本のコラム５１，５１が上述したベッド
２に固定された状態で）配置されている。

【００２６】そして、クロスアーム５２は、下方が開口
された内部空間を有しており、その内壁（ＹＺ面に平行
な内壁）にはクロスレール５ａ，５ａが±Ｙ方向に延設
された状態に取り付けられている。この内部空間にはサ
ドル６が配置されているが、該サドル６は、クロスレー
ル５ａ，５ａに支持された状態で後述の駆動手段（例え
ば、サーボモータで回転駆動されるボールねじ等）１０
３Ｙによって±Ｙ方向に移動されるようになっている。
なお、このサドル６の上部には、図４に示すように、符
号２０で示す部品（以下、“レーザ受光部”とする）が
取り付けられている（詳細は後述する）。

【００２７】一方、この門型フレーム５の近傍にはレー
ザ発振器（図示せず）が配置されており、そのレーザ発
振器のレーザ光出射部にはレーザ光路管が接続されてい
る。このレーザ光路管は、図３に符号７ａで示すよう
に、クロスアーム５２の内壁に配置されており、該光路
管７ａと上述したレーザ受光部２０とはレーザ光路管７
ｂを介して接続されている。なお、レーザ受光部２０
は、上述したようにサドル６の側に取り付けられている
ことからサドル６の移動に伴って±Ｙ方向に移動する
が、レーザ光路管７ｂは、伸縮自在かつレーザ受光部２
０を中心に水平面内で回動自在に構成されているため
に、サドル６の移動を阻害したりレーザ受光部２０から
外れたりすることは無い。このような構成に基づき、レ
ーザ発振器により発振されたレーザ光は、レーザ光路管
７ａ及び７ｂを経由してレーザ受光部２０に到達するこ
ととなる。

【００２８】さらに、このサドル６には、図４に示すよ
うに、レール１０，１０が±Ｚ方向に延設された状態に
取り付けられており、これらのレール１０，１０にはヘ
ッド枠体１２が移動自在に支持されている。そして、サ
ドル６とヘッド枠体１２との間には、符号１３に示すよ
うに駆動装置（サーボモータと、該モータにて回転駆動
されるボールねじとからなるもの）が介装されていて、
該駆動装置１３によってヘッド枠体１２が±Ｚ方向に駆
動されるように構成されている。なお、このヘッド枠体
１２には第１モータ（駆動手段）１７及び第２モータ
（駆動手段）１９が取り付けられており、それらの出力
軸にはそれぞれ第１駆動歯車１７ａ及び第２駆動歯車１
９ａが嵌め込まれていて、後述する外スリーブ部材１５
や内スリーブ部材１６を回転駆動するように構成されて
いる（詳細は次述）。

【００２９】上述したレーザ受光部２０の下方には、該
受光部２０に対向するように、略円筒状の部材（以下、
“内スリーブ部材”という）１６がヘッド枠体１２の側
に取り付けられた状態で配置されている。そして、レー
ザ受光部２０の下部（符号２０ａで示す部分）と内スリ
ーブ部材１６の上部（符号１６ｂで示す部分）とは、±
Ｚ方向に伸縮自在な光路管２１によって接続されてい
る。なお、レーザ受光部２０の内部には反射鏡が配置さ
れていて、レーザ光路管７ｂからのレーザ光は、光路管
２１を介して内スリーブ部材１６の内部空間ＫＲ１に導
かれるようになっている（図５の符号ＲＺ参照）。

【００３０】ところで、この内スリーブ部材１６は、軸
ＣＴ１（すなわち、Ａ軸）の回りに回転できるように支
持されており、その一部には内スリーブ歯車１６ａが形
成されている。そして、この内スリーブ歯車１６ａは上
述した第２駆動歯車１９ａに噛合されており、第２モー
タ１９を駆動することにより内スリーブ部材１６が回転
されるようになっている。なお、内スリーブ部材１６の
下端には傘歯車（図５の符号１６ｃ参照）が形成されて
いる（詳細は後述）。

【００３１】この内スリーブ部材１６の外側には、内ス
リーブ部材１６よりも大径の略円筒状部材（以下、“外
スリーブ部材”という）１５が配置されている。この外
スリーブ部材１５は、軸ＣＴ１の回りに、しかも内スリ
ーブ部材１６の回転とは無関係に回転できるように支持
されている。この外スリーブ部材１５にも外スリーブ歯
車１５ａが形成されており、その外スリーブ歯車１５ａ
は上述した第１駆動歯車１７ａに噛合され、第１モータ
１７を駆動することにより外スリーブ部材１７が回転さ
れるようになっている。

【００３２】ところで、図５に示すように、上述した外
スリーブ部材１５の下端部分の側壁には、符号２２で示
す部品を介してトーチ２３が取り付けられている。これ
により、トーチ２３は、軸ＣＴ１からオフセットした位
置に配置されると共に、外スリーブ部材１５が回転され
ることに基づき軸ＣＴ１（Ａ軸）の回りに回転されるよ
うになっている。

【００３３】この部品２２は、トーチ２３を軸ＣＴ２
（すなわち、Ｂ軸）の回りに回転できるように支持して
いる。符号２２ａに示す傘歯車は、トーチ２３と一体的
に軸ＣＴ２の回りに回転するように構成されているもの
であって、内スリーブ部材側の傘歯車１６ｃに噛合され
ている。これにより、上述した第２モータ１９によって
内スリーブ部材１６が回転されると、傘歯車１６ｃ，２
２ａを介してトーチ２３が軸ＣＴ２の回りに回転される
こととなる。

【００３４】つまり、本実施の形態においては、第１モ
ータ１７によって外スリーブ部材１５を回転させるとト
ーチ２３を軸ＣＴ１（Ａ軸）の回りに回転でき、第２モ
ータ１９によって内スリーブ部材１６を回転させるとト
ーチ２３を軸ＣＴ２（Ｂ軸）の回りに回転できる。な
お、本実施の形態におけるトーチ２３は、加工点がトー
チ回転軸（Ａ軸，Ｂ軸）からオフセットしているオフセ
ットタイプである。

【００３５】一方、上述した傘歯車１６ｃ，２２ａや部
品２２の内部は空洞であり（符号ＫＲ２参照）、スリー
ブ部材１５，１６の下方や部品２２の内部には反射鏡２
５，２６が配置され、傘歯車２２ａの内部には集光レン
ズ７０が配置されている。したがって、内スリーブ部材
１６の内部空間ＫＲ１に導かれたレーザ光ＲＺは、反射
鏡２５にて反射された上で集光レンズ７０を透過し、さ
らに反射鏡２６にて反射されて、トーチ２３の先端（射
出口２３ａ）から出射されることとなる。

【００３６】ところで、図５において、符号２７は、ト
ーチ先端とワークＷとの間の距離（ギャップ長）を測定
するギャップセンサ（距離検知手段）を示し、符号３０
は、各種の演算を行う演算装置を示し、符号２９は、ギ
ャップセンサ２７と演算装置３０とを接続するケーブル
を示す。

【００３７】また、符号４０，４０は、ヘッド枠体１２
と外スリーブ部材１５との間に配置されたＯリングを示
す。これにより、ヘッド枠体１２と外スリーブ部材１５
との間には、これらのＯリング４０，４０にて仕切られ
た環状空間部３９が形成されることとなる。

【００３８】さらに、符号４１は、ヘッド枠体１２に形
成されて環状空間部３９に開口されたガス輸送路を示
す。なお、上述した門型フレーム５の近傍には不図示の
ガスボンベが設置されており、そのガスボンベとガス輸
送路４１とはガス管（図示せず）等にて接続されてい
て、ガスボンベから環状空間部３９にアシストガスが供
給されるようになっている。また、符号４２は、外スリ
ーブ部材１５に形成されたガス輸送路を示す。このガス
輸送路４２は、符号４２ｂに示すように環状空間部３９
に開口され、下方（すなわち、−Ｚ方向）に延設された
後、外スリーブ部材１５の円筒壁に沿うように円弧状に
湾曲され、符号４２ａに示す部分で開口されている。さ
らに、符号４３は、その開口部分４２ａと部品２２とを
接続するガス管を示す。これにより、ガスボンベからの
アシストガスは、ガス輸送路４１、環状空間部３９、ガ
ス輸送路４２、ガス管４３を通って部材２２に供給さ
れ、トーチ射出口２３ａから放出されることとなる。

【００３９】ところで、上述したレーザ加工機１は、図
６に示す構成であって、トーチ２３（又はワークＷ）を
移動・回転させるための５つの駆動手段１０３Ｘ、１０
３Ｙ，１３，１７，１９を備えている。このうちの駆動
手段１３は、既に述べているように、トーチ２３をヘッ
ド枠体１２と共に±Ｚ方向に移動するためのものであ
り、駆動手段（すなわち、第１モータ）１７は、トーチ
２３を軸ＣＴ１（Ａ軸）の回りに回転させるためのもの
であり、駆動手段（すなわち、第２モータ）１９は、ト
ーチ２３を軸ＣＴ２（Ｂ軸）の回りに回転させるための
ものである。また、駆動手段１０３Ｘは、上述したテー
ブル３を±Ｘ方向に移動するためのものであり、駆動手
段１０３Ｙは、トーチ２３をサドル６と共に±Ｙ方向に
移動するためのものである。そして、これらの５つの駆
動手段１０３Ｘ，…は軸制御部１０２によって駆動制御
されるように構成されている。

【００４０】一方、符号１０１は、ティーチング等のた
めに用いられる操作ボックスを示すが、このボックス１
０１は、ジョグ送り用レバーや各種スイッチ類を有して
いる。符号１０４は、トーチ２３の位置データ等をメモ
リするための加工プログラムメモリを示し、符号１０５
は、前記駆動手段１０３Ｘ，…を駆動してギャップ長
（つまり、ワークＷとトーチ２３との間の距離）を変更
するためのギャップ長変更部を示し、符号１０６は、ギ
ャップ長が変更された場合や、トーチを交換した場合
や、トーチを傾けた際に倣い特性が変わった時に姿勢制
御のアーム長を演算するアーム長演算部を示す。つま
り、このアーム長演算部１０６は、工具姿勢変更のため
の回転中心位置をギャップ長に基づき求める回転中心位
置演算部に相当する。また、符号１０７は、アーム長演
算部１０６等の演算結果に基づいて前記駆動手段１０３
Ｘ，…を駆動してトーチ２３を前記回転中心位置の回り
に回転させることに基づき、その姿勢を変更する姿勢制
御部を示し、符号１０９はシステムメモリを示す。

【００４１】ところで、トーチ先端には、上述のように
ギャップセンサ２７が配置されているが、このセンサ２
７の出力電圧はギャップ長が同じであってもトーチ姿
勢が変化した場合にはその影響を受けて変わってしまう
（つまり、センサ２７の出力電圧とギャップ長との関係
はトーチ姿勢によって変わる）という性質がある。そこ
で、本実施の形態では、図７に示すような、センサ２７
の出力電圧とギャップ長との関係をトーチ姿勢毎に記憶
するデータベース（メモリ手段）１１０を設けておい
て、ギャップ長変更部１０５は、前記センサ２７と前記
データベース１１０（記憶されているところのセンサ出
力とギャップ長との関係）との結果に基づきギャップ長
を補正するようになっている。

【００４２】次に、レーザ加工方法について図１及び図
２等に沿って説明する。

【００４３】上述した構成のレーザ加工機を用いて加工
を行う場合には、まず、加工プログラムを作成する（図
１(a) 参照）。そのプログラム作成に際しては、ワーク
Ｗの形状情報やトーチ２３の位置情報等は操作ボックス
１０１を用いて入力する。なお、作成された加工プログ
ラムＰＲＯ１は加工プログラムメモリ１０４中に格納さ
れる。

【００４４】そして、ワークＷを実際に加工する場合に
は、操作ボックス１０１から加工開始指令を発する（図
２の符号Ｓ１参照）。これにより、主制御部１００は加
工プログラムメモリ１０４から加工プログラムＰＲＯ１
を読み出し、該読み出された加工プログラムＰＲＯ１に
基づいてワークＷに対する加工が開始される。

【００４５】例えば、図１(a) の加工プログラムＰＲＯ
１のブロックＮ００１に示すようにギャップ長変更指令
がなされていると（Ｓ２）、主制御部１００の指令によ
りギャップ長変更部１０５は軸制御部１０２を駆動制御
する。これにより、軸制御部１０２は駆動手段１０３
Ｘ，…を駆動してトーチ位置を変更し、その結果、ギャ
ップ長が変更される（図２の符号Ｓ３、及び図１(a) の
符号Ｍ_１参照）。次に、アーム長演算部１０６は、姿勢
制御のパラメータであるアーム長を演算し補正する（図
２の符号Ｓ４、図１(a) の符号Ｐ２参照）。なお、上述
のようなギャップ長変更指令がなされない場合にはギャ
ップ長変更（Ｓ３）やアーム長補正（Ｓ４）は行われな
い。

【００４６】次に、加工プログラムＰＲＯ１のブロック
Ｎ００２に示すように工具姿勢変更指令がなされている
と（Ｓ５）、主制御部１００からの指令に基づき、姿勢
制御部１０７は軸制御部１０２を制御する。その結果、
軸制御部１０２は駆動手段１０３Ｘ，…を駆動してトー
チ姿勢を変更する（Ｓ６）。このとき、姿勢制御のアー
ム長は上述のように変更されているため、トーチ２３は
加工点（図１(b) の符号Ｐ２に示す回転中心位置）を中
心に回転されることとなり、加工点がずれることは無
い。

【００４７】次に、ギャップ長変更部１０５は、ギャッ
プセンサ２７とデータベース１１０との結果に基づきギ
ャップ長を補正する（図２のＳ７、及び図８参照）。こ
れにより、図８(b) に示すように、トーチの姿勢変化に
拘らずレーザビーム光の加工位置Ｐ１がワーク上の加工
点Ｐ２に常に一致し、加工を適正に行うことができる。

【００４８】その後、トーチ２３は、レーザ光を照射し
ながら加工線に沿って移動され、ワークＷを切断する
（Ｓ８）。そして、加工終了指令によりレーザ加工は終
了する（Ｓ９，Ｓ１０）。

【００４９】なお、上述した実施の形態では、本発明を
レーザ加工機に適用した例について述べたが、もちろん
これに限られるものではなく、レーザ加工機以外の数値
制御工作機械に適用し、トーチ以外の工具に適用しても
良い。

【００５０】また、上述した実施の形態では、工具２３
又はワークＷは、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸方向に移動され、か
つ、Ｙ軸及びＺ軸の２軸の回りに回転されるように構成
されていたが、１軸の回りにだけ回転されるようにして
も良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１(a) は、加工プログラムの一例を示す図で
あり、図１(b) は、その加工プログラムによってトーチ
が制御される様子を示す模式図である。

【図２】図２は、レーザ加工方法の一例を示すフローチ
ャート図である。

【図３】図３は、レーザ加工機の外観を示す斜視図であ
る。

【図４】図４は、該レーザ加工機のサドル部分の内部構
造を示す詳細図である。

【図５】図５は、トーチ部分の構造を示す詳細図であ
る。

【図６】図６は、本発明に係る数値制御工作機械の構造
の一例を示すブロック図である。

【図７】図７は、ギャップ長と電圧との関係（倣い特
性）を示す図である。

【図８】図８は、トーチ軸心方向に関する倣い制御の様
子を説明するための模式図である。

【図９】図９(a) は、工具姿勢変更の様子を示す模式図
であり、(b) は、ギャップ長変更の様子を示す模式図で
ある。

【図１０】図１０は、加工プログラムの一例を示す図で
ある。

【図１１】図１１(a) は、従来の問題点を説明するため
の図であって、工具姿勢変更及びギャップ長変更を行っ
た様子を説明するための模式図であり、図１１(b) は、
加工プログラムの一例を示す図である。

【符号の説明】

１……………レーザ加工機（数値制御工作機械）２３…………トーチ（工具）２７…………ギャップセンサ（距離検知手段）１００………主制御部１０２………軸制御部１０３Ｘ……駆動手段１０３Ｙ……駆動手段１０４………加工プログラムメモリ１０５………ギャップ長変更部１０６………アーム長演算部（回転中心位置演算部）１０７………姿勢制御部１１０………データベース（メモリ手段）ＰＲＯ１……加工プログラムＷ……………ワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井上利彦愛知県丹羽郡大口町大字小口字乗船１番地ヤマザキマザック株式会社本社工場内 (72)発明者飯領田晃愛知県丹羽郡大口町大字小口字乗船１番地ヤマザキマザック株式会社本社工場内Ｆターム(参考） 4E068 CA12 CB03 CC06 CE05 5H269 AB11 BB03 CC07 DD06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】オフセットタイプの工具を駆動手段によっ
て回転させると共に３軸方向に移動駆動させながらワー
クの加工を行う数値制御工作機械において、前記駆動手段を駆動して前記工具とワークとの間の距離
を変更するギャップ長変更部と、前記工具とワークとの間の距離に基づき、工具姿勢変更
のための回転中心位置を求める回転中心位置演算部と、前記駆動手段を駆動して前記工具を前記回転中心位置の
回りに回転させることに基づき前記工具の姿勢を変更す
る姿勢制御部と、を備え、加工プログラム中でギャップ長変更指令がなされている
場合には、前記ギャップ長変更部によって前記工具とワ
ークとの間の距離を変更すると共に、前記回転中心位置
演算部によって前記回転中心位置を求め、加工プログラム中で姿勢変更指令がなされている場合に
は、前記姿勢制御部によって前記工具の姿勢を変更す
る、ことを特徴とする数値制御工作機械。
【請求項２】前記工具とワークとの間の距離を検知する
距離検知手段と、該距離検知手段の出力電圧と前記距離
との関係を前記工具の姿勢との関連で記憶するメモリ手
段と、を備え、かつ、前記ギャップ長変更部は、前記距離検知手段と前記メモ
リ手段に記憶された前記距離検知手段の出力電圧と前記
距離との関係とに基づき前記工具とワークとの距離を変
更する、ことを特徴とする請求項１に記載の数値制御工
作機械。
【請求項３】前記工具はレーザ光を出射するトーチであ
って、前記数値制御工作機械は、ワークのレーザ加工を
行うレーザ加工機である、ことを特徴とする請求項１又
は２に記載の数値制御工作機械。
【請求項４】前記工具は、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの
３軸方向に移動駆動され、かつ、それら３軸の内のいず
れか２軸の回りに回転される、ことを特徴とする請求項
１乃至３のいずれか１項に記載の数値制御工作機械。