JP2015208775A - 加工再開準備機能を有するレーザ加工システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】レーザ加工システム10は、レーザ加工プログラムPに従いレーザ加工機12を制御する制御装置14と、レーザ加工プログラムPの実行中断後に実行を再開するための準備処理を行う再開準備装置16とを備える。再開準備装置16は、プログラム実行中断時のレーザ加工機12の稼働状況Rがレーザ加工中であるか否かを判定する稼働状況判定部18と、稼働状況判定部18の判定結果に応じてプログラム実行再開時のレーザ加工機12の再始動条件Cを特定する再始動条件特定部20とを備える。稼働状況判定部18は、プログラム実行中断時に、所定の操作指令が制御装置14から出力されているとき、又は所定の外部情報が制御装置14に入力されているときに、稼働状況Rがレーザ加工中であると判定する。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の一態様によるレーザ加工システム10の基本構成を機能ブロックで示す。レーザ加工システム10は、レーザ加工機12と、与えられたレーザ加工プログラムPに従いレーザ加工機12を制御する制御装置14と、制御装置14がレーザ加工プログラムPの実行の中断後に実行を再開するための、準備処理を行う再開準備装置16とを備える。再開準備装置16は、レーザ加工プログラムPの実行を中断したときのレーザ加工機12の稼働状況Rが、ワークWを現実に加工しているレーザ加工中であるか否かを判定する稼働状況判定部18と、稼働状況判定部18の判定結果に応じて、レーザ加工プログラムPの実行を再開するときのレーザ加工機12の再始動条件Cを、レーザ加工プログラムPにおける既定の条件の中で特定する再始動条件特定部20とを備える。
(2)レーザ加工プログラムPの実行を中断した位置Q5を含むブロック(命令文:図では直線補間)の始点の位置Q3。
(3)レーザ加工プログラムPの実行を中断した位置Q5を含むブロックよりも前のブロック(命令文:図では直線補間)の始点の位置Q2。
(4)レーザ加工プログラムPの実行を中断した位置Q5を含む加工経路の次の加工経路の加工開始点の位置Q6。
レーザ発振に先立ち、加工ノズル46がワークWに近接し、レーザ発振器32(図2)に付設したシャッタ42が開く。
アシストガスAを加工ノズル46からワークWに吹き付け、加工ノズル46の内圧が所定ガス圧になった時点でレーザ光Lを0.3秒間ワークWに照射する。レーザ光Lにより高温になったワークWの表面は、高濃度のアシストガスの雰囲気中で燃焼する。
レーザ光の照射を止める一方、アシストガスAを継続して約0.7秒間ワークWに吹き付ける。これにより燃焼が進み、孔Hが形成される。
アシストガスの供給を停止し、燃焼反応を終了させて孔Hの形成を完了する。この状態で約0.4秒放置してワークWを冷却すると、再度アシストガスを供給しても燃焼は生じない。
ワークWへのレーザ光Lの照射とアシストガスAの供給を再開し、加工ノズル46とワークWとを相対移動させて、孔Hを起点にレーザ加工を開始する。
レーザ発振に先立ち、加工ノズル46が所定位置からワークWに近接し、レーザ発振器32(図2)に付設したシャッタ42が開く。所定位置からの加工ノズル46のワークWへの近接動作は、ギャップ制御により行われる。
ギャップGが目標値に達した後、レーザ光の照射を開始して、ギャップ制御を行いながら補間指令に従い加工ノズル46を移動し、ワークWにレーザ溶接や熱処理を行う。
1つの加工経路の加工が完了した後、レーザ発信を停止し、補間指令に従い次の加工経路の加工開始点に加工ノズル46を移動する。このとき、例えば障害物を避けるため、ギャップ制御を一端中止して、ギャップ目標値よりも大きなギャップ量が得られるまで加工ノズル46を上方へ退避させる制御を行い、障害物を通過した後にギャップ制御を再開してギャップ目標値まで加工ノズル46をワークWに近接させる。
ギャップGが目標値に達した後、レーザ光の照射を開始して、ギャップ制御を行いながら補間指令に従い加工ノズル46を移動し、次の加工経路に沿ってレーザ溶接や熱処理を行う。
(i)アシストガス供給指令又はアシストガス供給モニタ信号
圧力の高いアシストガスや、純度の高いアシストガスが要求されるレーザ加工において、プログラム実行中断時の稼働状況Rの判定材料として好適である。例えば、ステンレス厚板は高圧の窒素ガスを必要とし、軟鋼厚板は高純度の酸素ガスを必要とする。高圧の窒素ガスの場合、レーザ発振の前に加工ヘッド内のアシストガスの圧力を目標値まで上昇させるのに時間を要する。また高純度の酸素ガスの場合、レーザ発振の前にアシストガス配管や加工ヘッド内の空気を排除してアシストガスの純度を上げるのに時間を要する。これらの先行動作を「レーザ加工中」と判定することで、適切な再開準備処理を行うことができる。
レーザ加工全般において、プログラム実行中断時の稼働状況Rの判定材料として好適である。但し、レーザ加工機12(図1)の機械構成に依存してレーザ加工のサイクル時間を意図的に短縮したい場合等、前述した先行動作や後続動作ではない状況(例えば加工終了点から次の加工開始点への移動)でもシャッタ42(図2)を開放する場合がある。このような場合は、シャッタ開指令又はシャッタ開モニタ信号を稼働状況Rの判定材料とはしないことが望ましい。
レーザ加工全般において、プログラム実行中断時の稼働状況Rの判定材料として好適である。但し、軟鋼厚板のピアシングに際し、ノズル退避時と同程度のギャップ量の位置でレーザ発振を開始する場合がある。また、塗装鋼板の切断に際し、切断に先立って塗装を剥がすためにノズル退避時よりも大きなギャップ量を維持しながら切断経路に沿ってレーザ光を照射する場合がある。これらのような場合は、ギャップ制御指令又はギャップ量モニタ信号を稼働状況Rの判定材料とはしないことが望ましい。
レーザ発振に関わる命令、指令やフィードバック信号は、前述したように、単独では稼働状況Rの誤判定の要因となり得るので、(i)〜(iii)のいずれかと組み合わせて用いることが好適である。但し、ワークWの素材が木材、紙、布等の場合は、(i)〜(iii)の操作指令や外部情報の状況に関わらずレーザ光を照射しさえすれば良好な切断が期待できるので、レーザ出力指令又はレーザ出力モニタ信号若しくはレーザ加工命令だけを稼働状況Rの判定材料とすることもできる。
12 レーザ加工機
14 制御装置
16 再開準備装置
18 稼働状況判定部
20 再始動条件特定部
32 レーザ発振器
34 加工ヘッド
36 駆動機構
42 シャッタ
46 加工ノズル
76 ギャップ制御部
C 再始動条件
P レーザ加工プログラム
R 稼働状況
Claims (13)
- レーザ加工機と、
与えられたレーザ加工プログラムに従い前記レーザ加工機を制御する制御装置と、
前記制御装置が前記レーザ加工プログラムの実行の中断後に該実行を再開するための、準備処理を行う再開準備装置とを具備し、
前記再開準備装置は、
前記レーザ加工プログラムの実行を中断したときの前記レーザ加工機の稼働状況が、ワークを現実に加工しているレーザ加工中であるか否かを判定する稼働状況判定部と、
前記稼働状況判定部の判定結果に応じて、前記レーザ加工プログラムの実行を再開するときの前記レーザ加工機の再始動条件を、前記レーザ加工プログラムにおける既定の条件の中で特定する再始動条件特定部とを備え、
前記稼働状況判定部は、前記レーザ加工プログラムの実行中断時に、前記レーザ加工機がワークを加工するために必要な所定の操作指令が前記制御装置から出力されているとき、又は前記レーザ加工機がワークを加工するために必要な所定の外部情報が前記制御装置に入力されているときに、前記稼働状況が前記レーザ加工中であると判定する、
レーザ加工システム。 - 前記所定の操作指令は、アシストガス供給指令であり、前記所定の外部情報は、アシストガス供給モニタ信号である、請求項1に記載のレーザ加工システム。
- 前記所定の操作指令は、シャッタ開指令であり、前記所定の外部情報は、シャッタ開モニタ信号である、請求項1に記載のレーザ加工システム。
- 前記所定の操作指令は、ギャップ制御指令であり、前記所定の外部情報は、ギャップ量モニタ信号である、請求項1に記載のレーザ加工システム。
- 前記稼働状況判定部は、前記所定の外部情報を予め定めた閾値と比較して、前記稼働状況が前記レーザ加工中であると判定する、請求項2又は4に記載のレーザ加工システム。
- 前記稼働状況判定部は、前記レーザ加工機がワークを加工するために必要な複数の異なる操作指令のグループのうち少なくとも1つが、前記所定の操作指令として前記制御装置から実時間で出力されているときに、前記稼働状況が前記レーザ加工中であると判定する、請求項1に記載のレーザ加工システム。
- 前記グループに含まれる前記操作指令は、アシストガス供給指令とシャッタ開指令とギャップ制御指令とのうち2つ以上の指令である、請求項6に記載のレーザ加工システム。
- 前記稼働状況判定部は、前記レーザ加工機がワークを加工するために必要な複数の異なる外部情報のグループのうち少なくとも1つが、前記所定の外部情報として前記制御装置に実時間で入力されているときに、前記稼働状況が前記レーザ加工中であると判定する、請求項1に記載のレーザ加工システム。
- 前記グループに含まれる前記外部情報は、アシストガス供給モニタ信号とシャッタ開モニタ信号とギャップ量モニタ信号とのうち2つ以上の信号である、請求項8に記載のレーザ加工システム。
- 前記所定の操作指令が前記制御装置から出力されておらず、かつ前記所定の外部情報が前記制御装置に入力されていないときは、前記稼働状況判定部は、前記制御装置からレーザ発振指令が出力されているとき、又は前記制御装置にレーザ出力モニタ信号若しくはレーザ加工命令が入力されているときに、前記稼働状況が前記レーザ加工中であると判定する、請求項2〜5、7及び9のいずれか1項に記載のレーザ加工システム。
- 前記再開準備装置は、前記レーザ加工プログラムの実行を中断した事由が解消したときに、前記準備処理を自動的に行って、前記再始動条件特定部が前記再始動条件を自動的に特定し、前記制御装置は、前記レーザ加工プログラムの実行を再開する再開命令が与えられるまでの間、前記レーザ加工機を前記再始動条件で再始動する位置に待機するように制御する、請求項1〜10のいずれか1項に記載のレーザ加工システム。
- 前記稼働状況判定部が、前記稼働状況が前記レーザ加工中であると判定したときに、前記再始動条件特定部は、前記既定の条件のうち、
(1)前記レーザ加工プログラムの実行を中断した位置の直前の位置、又は
(2)前記レーザ加工プログラムの実行を中断した位置を含むブロックの始点の位置、又は
(3)前記レーザ加工プログラムの実行を中断した位置を含むブロックよりも前のブロックの始点の位置、又は
(4)前記レーザ加工プログラムの実行を中断した位置を含む加工経路の次の加工経路の加工開始点の位置を、
前記再始動条件として特定する、請求項1〜11のいずれか1項に記載のレーザ加工システム。 - 前記稼働状況判定部は、前記レーザ加工プログラムに記述されているレーザ加工の内容に応じて前記操作指令又は前記外部情報を選定し、選定した前記操作指令又は前記外部情報に基づき前記稼働状況を判定する、請求項1〜12のいずれか1項に記載のレーザ加工システム。
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