JP2017131897A - Laser processing device and copying control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ加工装置及び倣い制御方法に係る。特に、開口部を有するワーク表面に対してレーザ加工ヘッドの倣い移動を実行させるレーザ加工装置及び倣い制御方法に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus and a scanning control method. In particular, the present invention relates to a laser processing apparatus and a scanning control method for performing a scanning movement of a laser processing head with respect to a workpiece surface having an opening.
レーザ加工装置によるワークの切断加工では、レーザ加工ヘッドを、切断加工終了位置から次の切断加工の前加工となるピアス加工位置まで移動させる際の移動を、退避移動ではなく倣い移動を基本の移動動作とする場合がある。
退避移動は、レーザ加工ヘッドを、そのノズル先端をワーク表面から十分に離隔させた位置で、早送り速度で直線移動させる移動である。
倣い移動は、レーザ加工ヘッドを、そのノズル先端のワーク表面からの距離を、例えば切断加工時と同じ近接した所定距離に維持し、ワーク表面の形状に沿って移動させる移動態様である。
When cutting a workpiece with a laser processing device, the movement when moving the laser processing head from the cutting end position to the piercing position that will be the pre-processing of the next cutting processing is based on copying instead of retracting movement. It may be an action.
The retreat movement is a movement in which the laser processing head is linearly moved at a rapid feed speed at a position where the nozzle tip is sufficiently separated from the workpiece surface.
The copying movement is a movement mode in which the laser machining head is moved along the shape of the workpiece surface while maintaining the distance from the workpiece surface at the nozzle tip to the same predetermined distance as that at the time of cutting, for example.
倣い移動の速度は、ノズルとワークの衝突を回避するため、退避移動の速度よりも遅くされるが、ワークへの加工箇所が多い場合に、その都度退避動作を実行すると、レーザ加工ヘッドをワーク表面から離接させる移動時間でのロスの方が大きくなる場合がある。 The scanning movement speed is slower than the retraction movement speed to avoid collision between the nozzle and the work. However, if there are many parts to be processed on the work, if the retraction operation is executed each time, the laser machining head is moved to the work. There may be a case where the loss in the moving time for moving away from the surface becomes larger.
このように、切断終了位置から次のピアス加工位置までの移動を倣い移動で行う場合、ワーク表面に開口部があると、開口部の通過において、制御上、レーザ加工ヘッドを開口部内へ進入させる方向にも移動させてしまう。
そのため、開口部を通過する際には、開口部内に向かう移動を考慮した工夫が必要になる。
例えば、レーザ加工ヘッドを、孔を有するワークに対して倣い移動させる制御方法が特許文献1に記載されている。
As described above, when the movement from the cutting end position to the next piercing position is performed by copying, if there is an opening on the workpiece surface, the laser processing head is caused to enter the opening for control when passing through the opening. It will also move in the direction.
For this reason, when passing through the opening, it is necessary to devise a method that considers movement toward the opening.
For example,
特許文献1に記載された制御方法は、レーザ加工ヘッドに備えられ水平配置されたワーク表面との鉛直距離を測定する変位センサの検出値又はその検出値から算出した速度値と、予め設定された基準検出値とを比較し、加工ヘッドの先端側のワークの存在有無(孔か否か)を判断する。そして、ワークの存在無(孔である)と判断した場合にレーザ加工ヘッドの上下移動を禁止し、ワークの存在有(孔から脱した)と判断したら上下移動の禁止を解除して倣い移動を実行する、という方法である。
ここで、開口部は、倣い移動の制御において実質的に開口部とみなされる深い凹部も含む。
The control method described in
Here, the opening includes a deep recess that is substantially regarded as an opening in the control of the copying movement.
ところで、レーザ加工装置は、稼動効率向上のため、切断加工終了位置から次のピアス加工位置までのレーザ加工ヘッドの倣い移動がより高速であることが望まれる。
特許文献1に記載された技術は、倣い移動の経路上に、複数の開口部がある場合、その開口部毎に判定動作を実行する。そのため、倣い移動を実行するワークが、パンチングメタルなどのような多数の小孔を有する場合、移動距離に対する判定動作の回数が多くなって制御装置の処理の負荷が重くなって制御の確実性が低下する虞があり、高速化が難しい、という点で改善の余地があった。
By the way, in order to improve the operation efficiency of the laser processing apparatus, it is desired that the scanning movement of the laser processing head from the cutting end position to the next piercing position is faster.
In the technique described in
そこで、本発明が解決しようとする課題は、開口部を有するワークに対するレーザ加工ヘッドの倣い移動を、高速に、かつ確実に行えるレーザ加工装置及び倣い制御方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a laser processing apparatus and a scanning control method capable of performing a scanning movement of a laser processing head with respect to a workpiece having an opening at a high speed and reliably.
上記の課題を解決するために、本発明は次の構成、手順を有する。
1) レーザ光をワークに照射するレーザ加工ヘッドと、
前記レーザ加工ヘッドをXYZの三軸方向に移動させるヘッド駆動部と、
前記レーザ加工ヘッドを前記ワークに対して倣い移動させるよう前記ヘッド駆動部を制御する倣い制御部と、
を備え、
前記倣い制御部は、
前記レーザ加工ヘッドの所定の移動経路の前記ワークへの投影である移動投影経路が複数の開口部を横切る場合に、それぞれの開口部に前記移動投影経路が掛る距離である孔掛距離の中から最大孔掛距離を求め、前記最大孔掛距離を与える前記開口部を前記レーザ加工ヘッドが倣い移動で通過可能か否かを判定し、通過可能と判定した場合に、前記複数の開口部のすべてを倣い移動で通過させるよう制御するレーザ加工装置である。
2) 前記倣い制御部は、
前記孔掛距離の中から最小孔掛距離を求め、前記最小孔掛距離を与える前記開口部を前記レーザ加工ヘッドが倣い移動で通過可能か否かを判定し、倣い移動で通過不能と判定した場合に、前記レーザ加工ヘッドを、前記複数の開口部のすべてについて、前記倣い移動よりも前記ワークから遠い位置で移動させる退避移動によって通過させることを特徴とする1)に記載のレーザ加工装置である。
3) 前記倣い制御部は、
前記複数の孔の内の隣接する第1の開口部及び第2の開口部を、前記第1の開口部と前記第2の開口部との離隔距離が所定の距離よりも小さい場合に一つの開口部とみなして、前記倣い移動での通過可能か否かを判定することを特徴とする1)又は2)に記載のレーザ加工装置である。
4) レーザ光をワークに照射するレーザ加工ヘッドを、前記ワークに対し倣い移動させるための倣い制御方法であって、
前記レーザ加工ヘッドの所定の移動経路の前記ワークへの投影である移動投影経路が複数の開口部を横切る場合に、
それぞれの開口部に前記移動投影経路が掛る距離である孔掛距離の中から最大孔掛距離を求めるステップと、
前記最大孔掛距離を与える前記開口部を前記レーザ加工ヘッドが倣い移動で通過可能か否かを判定するステップと、
通過可能と判定した場合に、前記複数の開口部のすべてを倣い移動で通過させる、と決定するステップと、
を含むことを特徴とする倣い制御方法である。
5) 前記孔掛距離の中から最小孔掛距離を求めるステップと、
前記最小孔掛距離を与える前記開口部を前記レーザ加工ヘッドが倣い移動で通過可能か否かを判定するステップと、
倣い移動で通過不能と判定した場合に、前記レーザ加工ヘッドを、前記複数の開口部のすべてについて、前記倣い移動よりも前記ワークから遠い位置で移動させる退避移動によって通過させる、と決定するステップと、
を含むことを特徴とする4)に記載の倣い制御方法である。
6) 前記複数の開口部の内の隣接する第1の開口部及び第2の開口部との離隔距離が所定の距離よりも小さいか否かを判定するステップと、
小さいと判定した場合に前記第1の開口部と前記第2の開口部とを一つの開口部とみなして、前記倣い移動での通過可能か否かを判定することを特徴とする4)又は5)に記載の倣い制御方法である。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration and procedure.
1) a laser processing head for irradiating a workpiece with laser light;
A head drive unit that moves the laser processing head in three axial directions of XYZ;
A scanning control unit that controls the head driving unit to move the laser machining head in accordance with the workpiece;
With
The copying control unit
When a movement projection path, which is a projection of the predetermined movement path of the laser processing head onto the workpiece, crosses a plurality of openings, from among the punching distances that are the distances that the movement projection path is applied to each opening. Finding the maximum perforation distance, determining whether the laser processing head can pass through the opening that gives the maximum perforation distance, and if it is determined that it can pass, all of the plurality of openings Is a laser processing apparatus that controls to pass through by copying movement.
2) The copying control unit
The minimum hole contact distance is obtained from the hole contact distances, and it is determined whether or not the laser processing head can pass through the scanning movement through the opening that gives the minimum hole contact distance. In this case, in the laser processing apparatus according to 1), the laser processing head is allowed to pass through all of the plurality of openings by a retreating movement that moves at a position farther from the workpiece than the scanning movement. is there.
3) The copying control unit
The first opening and the second opening that are adjacent to each other among the plurality of holes are separated by one when the separation distance between the first opening and the second opening is smaller than a predetermined distance. The laser processing apparatus according to 1) or 2), wherein the laser processing apparatus is regarded as an opening and determines whether or not the copying movement is possible.
4) A scanning control method for moving a laser processing head that irradiates a workpiece with a laser beam in accordance with the workpiece,
When a movement projection path that is a projection of the predetermined movement path of the laser processing head onto the workpiece crosses a plurality of openings,
Obtaining a maximum hole distance from a hole distance that is a distance that the moving projection path is applied to each opening; and
Determining whether or not the laser processing head can pass by scanning movement through the opening that gives the maximum punching distance;
A step of determining that all of the plurality of openings are allowed to pass by copying movement when it is determined that they can pass;
Is a copying control method characterized by including:
5) obtaining a minimum hole contact distance from the hole contact distances;
Determining whether or not the laser processing head can pass by scanning movement through the opening that gives the minimum punching distance;
Determining that the laser processing head is allowed to pass through a retreating movement that moves the laser processing head at a position farther from the workpiece than the copying movement when it is determined that the scanning movement is impossible. ,
The scanning control method according to 4), including:
6) determining whether or not a separation distance between the adjacent first opening and second opening of the plurality of openings is smaller than a predetermined distance;
4) or wherein the first opening and the second opening are regarded as one opening when it is determined to be small, and it is determined whether or not the scanning movement is possible. The scanning control method according to 5).
本発明によれば、開口部を有するワークに対するレーザ加工ヘッドの倣い移動を、高速に、かつ確実に行える、という効果が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain an effect that the scanning movement of the laser processing head relative to the workpiece having the opening can be performed at high speed and reliably.
本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置の実施例であるレーザ加工装置51の構成を、図1のブロック図を参照して説明する。
レーザ加工装置51は、レーザ加工機61及びレーザ加工機61の動作を制御する制御装置71を備えている。
レーザ加工機61は、ワークWをワークテーブル(不図示)上で相対的にX軸及びY軸に移動させるX軸モータM1及びY軸モータM2を有する。以下、単にモータM1及びモータM2と称する。
A configuration of a
The
The
レーザ加工機61は、下部にノズル1nを有するレーザ加工ヘッド1を備える。
ノズル1nの先端部1npからは、レーザ光LZを、ワークWの表面Wsに対し直交方向に照射する。
以下の説明では、ワークWが水平配置され、レーザ光Lzが鉛直方向に照射されるものとして、表面Wsを上面Wsとも称する。
レーザ加工ヘッド1は、ノズル1nの先端部1npとワークWの上面Wsとの距離(高さ)であるギャップGを測定する距離センサ2を有する。
The
Laser light LZ is irradiated in a direction orthogonal to the surface Ws of the workpiece W from the tip 1np of the
In the following description, the surface Ws is also referred to as the upper surface Ws, assuming that the workpiece W is horizontally disposed and the laser light Lz is irradiated in the vertical direction.
The
レーザ加工機61は、さらに、レーザ加工ヘッド1にレーザ光を供給するレーザ光源3と、レーザ加工ヘッド1にアシストガスを供給するアシストガス源4と、レーザ加工ヘッド1をワークWに対し離接するよう鉛直方向に移動するZ軸モータM3(以下、モータM3)と、を有する。
モータM1〜M3は、レーザ加工ヘッド1をXYZの三軸方向に移動させるヘッド駆動部KDを構成している。
The
The motors M1 to M3 constitute a head drive unit KD that moves the
距離センサ2は、測定した距離をギャップ情報J1として制御装置71に向け出力する。
モータM1〜M3には、それぞれエンコーダM1e〜M3eが取り付けられ、それぞれのモータM1〜M3の駆動量が制御装置71に出力される。
The
Encoders M1e to M3e are attached to the motors M1 to M3, respectively, and driving amounts of the motors M1 to M3 are output to the
制御装置71は、CPU(中央処理装置)72と、記憶部73と、倣い制御部74とを有する。
CPU72は、主にレーザ加工装置51の全体の動作を制御する。
記憶部73は、制御装置71に対し外部から供給された加工プログラムPGと、加工プログラムPGで加工するワークWの形状や材質等の情報を含むワーク情報J2と、が記憶される。
The
The
The
倣い制御部74は、レーザ加工ヘッド1を、ワークWの表面Wsに対し、所定のギャップGを維持しつつ表面形状に倣って移動させる倣い移動の制御を行う。また、ここでは、倣い移動の位置よりも高い(ワークWから遠い)位置である上下移動のストローク上端位置で高速に移動させる退避移動の動作も倣い制御部74が制御するものとして説明するが、退避移動は、主にCPU72が制御するものであってもよい。
The copying
記憶部73に記憶される加工プログラムPGは、レーザ光LZの出力,レーザ加工ヘッド1の加工時における移動速度,及び加工時のギャップGなどのレーザ加工に関連する加工条件、並びに、各軸方向の移動指令,レーザ光LZのON/OFF指令,及び倣い制御の実行指令などの指令を含む。
The machining program PG stored in the
次に、上述の構成を有するレーザ加工装置51が行う倣い移動の動作について説明する。
まず、図2を参照し、レーザ加工ヘッド1を、ある形状の切断加工を終えた切断終了位置Eeから、次の切断加工の前加工であるピアス加工を行う位置であるピアス加工位置Epまで、移動経路Raで移動させる動作について説明する。
Next, the operation of the scanning movement performed by the
First, referring to FIG. 2, the
以下の説明において、移動経路Raは、高さ成分を含む三次元的経路を意味し、移動経路Raの水平方向成分をワークWの上面Wsに投影した経路を、移動投影経路Rb(図4参照)と称する。 In the following description, the movement path Ra means a three-dimensional path including a height component, and a path obtained by projecting the horizontal component of the movement path Ra onto the upper surface Ws of the workpiece W is referred to as a movement projection path Rb (see FIG. 4). ).
図2は、この移動投影経路Rbに沿った模式的鉛直断面図である。
図2は、ワークWにおいて、移動投影経路Rb上に開口部(凹部を含む)が存在せず、移動投影経路Rbが平坦な場合を示している。
図2おいて、水平方向をH、鉛直方向をVとして矢印で規定している。ワークWは、水平方向に延在するよう配置され、レーザ加工ヘッド1のノズル1nからレーザ光LZ(図2には不図示)は、既述のように、ワークWの上面Wsに向け、その上面Wsに直交する方向で照射される。
FIG. 2 is a schematic vertical sectional view along the moving projection path Rb.
FIG. 2 shows a case where an opening (including a recess) does not exist on the movement projection path Rb and the movement projection path Rb is flat in the workpiece W.
In FIG. 2, the horizontal direction is H and the vertical direction is V, which is defined by arrows. The workpiece W is arranged to extend in the horizontal direction, and the laser beam LZ (not shown in FIG. 2) from the
レーザ光LZによる切断加工とピアス加工とでは、レーザ光LZの最適な焦点距離が異なる。具体的には、ピアス加工の方が最適な焦点距離が長いため、ワークWの上面Wsからノズル1nの先端部1npまでの距離(高さ)は、切断加工時よりもピアス加工時の方が長く(高く)設定制御される。
すなわち、ギャップGは、切断加工時の切断ギャップGcに対し、孔加工の最初に行うピアス加工時のピアスギャップGpの方が大きい。
The optimum focal length of the laser beam LZ is different between the cutting process using the laser beam LZ and the piercing process. Specifically, since the optimum focal length is longer in the piercing process, the distance (height) from the upper surface Ws of the workpiece W to the tip 1np of the
That is, the gap G is larger in the piercing gap Gp in the piercing process performed at the beginning of the hole processing than the cutting gap Gc in the cutting process.
CPU72は、レーザ加工ヘッド1を、切断加工を経て切断終了位置Eeに移動したら、レーザ光源3及びアシストガス源4からのレーザ光及びアシストガスの供給を停止する。
CPU72は、レーザ加工ヘッド1のピアス加工位置Epへの移動を、倣い制御部74と協働で制御する。
When the
The
倣い制御部74は、レーザ加工ヘッド1が切断加工を行って切断終了位置Eeに達する前に、記憶部73に記憶された加工プログラムPG及びワーク情報J2を参照し、次のピアス加工位置Epまでの移動投影経路Rbに対応するワークWの表面形状の情報を取得する。
倣い制御部74は、取得した情報から、フロー図である図3に示される手順で、ピアス加工位置Epへの移動をモードA,B1〜B3のどのモードで実行するかを、予め決定しておく。
The copying
The copying
倣い制御部74は、まず移動投影経路Rb上に開口部があるか否かを判定する(S1)。
ここで、開口部は、ワークが存在していない部分であり、孔、切り込み部などを含む。また、距離センサ2の測定範囲を超える深い凹部も、実質的に孔とみなされるので、ここでは開口部に含むものとする。以下の説明では、開口部が孔である場合を説明する。
孔が無いと判定したら、モードAでの移動実行を決定する(S2)。
孔が有ると判定したら、孔の数を次のように分岐判定する(S3)。
孔数が1と判定した場合、モードB1での移動実行を決定する(S4)。
孔数が2と判定した場合、モードB2での移動実行を決定する(S5)。
孔数が3以上と判定した場合、モードB3での移動実行を決定する(S6)。
The copying
Here, the opening is a portion where no workpiece exists, and includes a hole, a cut portion, and the like. Moreover, since the deep recessed part exceeding the measurement range of the
If it is determined that there is no hole, execution of movement in mode A is determined (S2).
If it is determined that there is a hole, the number of holes is determined to branch as follows (S3).
When it is determined that the number of holes is 1, the movement execution in the mode B1 is determined (S4).
When it is determined that the number of holes is 2, the movement execution in the mode B2 is determined (S5).
When it is determined that the number of holes is 3 or more, execution of movement in mode B3 is determined (S6).
すなわち、レーザ加工装置51は、レーザ加工ヘッド1の移動において、移動投影経路Rb上に孔が存在しない場合にモードAの移動を行い、孔が一つ存在する場合にモードB1の移動を行い、孔が二つ存在する場合にモードB2の移動を行い、孔が三つ以上存在する場合にモードB3の移動を行うようになっている。
以下、モードA,モードB1,モードB2,モードB3の移動を、順に詳述する。
That is, in the movement of the
Hereinafter, the movement of mode A, mode B1, mode B2, and mode B3 will be described in detail.
(モードA)
モードAは、レーザ加工ヘッド1を倣い移動させるモードである。
(Mode A)
Mode A is a mode in which the
倣い制御部74は、モータM1及びモータM2を駆動して、レーザ加工ヘッド1を、ピアス加工位置Epに向かって一定の速度V1(以下、倣い速度V1とも称する)で直線移動させる。また、この移動において、倣い制御部74は、ギャップ情報J1に基づき、ギャップGを、一定の倣いギャップGaとして維持するようモータM3を制御する。倣いギャップGaは、例えば、切断ギャップGcと等しく設定する。
The copying
倣い速度V1は、ワークWの上面Wsの予期しない急峻な凸形状にノズル1nが衝突せず、ギャップGをできるだけ維持できる程度の速度で設定される。例えば、退避移動での移動速度より低速に設定されてもよい。
The scanning speed V1 is set at a speed that can maintain the gap G as much as possible without causing the
図2において、レーザ加工ヘッド1が倣い移動で距離Laだけ移動して所定の上昇開始位置Eepに達したら、倣い制御部74は、モータM1及びモータM2に加えモータM3も駆動してレーザ加工ヘッド1を斜め上昇させる。
この斜め上昇の速度である速度Vuの水平方向の速度成分V2は、倣い速度V1とされる。また、速度Vuの鉛直方向の速度成分である上昇速度V3は、倣い制御下での上昇速度である。
レーザ加工ヘッド1が、ピアスギャップGpなるピアス加工位置Epに達したらモードAの移動を終了する。
In FIG. 2, when the
The horizontal speed component V2 of the speed Vu, which is the obliquely rising speed, is set as the scanning speed V1. A rising speed V3, which is a speed component in the vertical direction of the speed Vu, is a rising speed under the scanning control.
When the
倣い制御部74は、上昇開始位置Eepを、次のように求める。
上昇開始位置Eepとピアス加工位置Epとの間の水平距離をLpとすると、
水平距離Lpを倣い速度V1で移動する時間と、ピアスギャップGpと倣いギャップGaとの差分を上昇速度V3で移動する時間が等しいことから、
Lp=V2×(Gp−Ga)/V3 ・・・ (式1)
で示される位置として算出する。
The copying
When the horizontal distance between the rising start position Eep and the piercing processing position Ep is Lp,
Since the time for moving the horizontal distance Lp at the scanning speed V1 is equal to the time for moving the difference between the piercing gap Gp and the scanning gap Ga at the rising speed V3,
Lp = V2 * (Gp-Ga) / V3 (Formula 1)
Is calculated as the position indicated by.
(モードB1)
次に、移動投影経路Rbに孔が一つある場合に実行するモードB1での移動について説明する。
モードB1は、レーザ加工ヘッド1の移動投影経路Rb上に一つの孔がある場合に、倣い制御部74が、移動投影経路Rbにおいて孔に掛かる水平距離を求め、その孔掛距離に基づき、その孔についてレーザ加工ヘッド1を倣い移動で通過させるか退避移動で通過させるかを判定決定し、実行させるモードである。
(Mode B1)
Next, the movement in mode B1 executed when there is one hole in the movement projection path Rb will be described.
In mode B1, when there is one hole on the moving projection path Rb of the
モードB1を実行する場合の移動投影経路Rbについて、ワークWの上面図である図4を参照して説明する。
図4に示されるように、切断加工ラインCaの切断終了位置Eeから、次の切断加工におけるピアス加工位置Epまでの移動投影経路Rbは、直線経路とされ、一点鎖線矢印で示されている。
ワークWには、既に孔Wh1が形成されており、移動投影経路Rbは、孔Wh1を、位置Eh1と位置Eh2とで横切るように設定されている。
The movement projection path Rb when executing the mode B1 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 4, the movement projection path Rb from the cutting end position Ee of the cutting process line Ca to the piercing position Ep in the next cutting process is a straight path, and is indicated by a one-dot chain line arrow.
A hole Wh1 is already formed in the workpiece W, and the movement projection path Rb is set so as to cross the hole Wh1 at a position Eh1 and a position Eh2.
図5は、図4におけるSec5−Sec5位置での断面図であり、移動投影経路Rbを含む鉛直面で切断した図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view at the Sec5-Sec5 position in FIG. 4 and is a view cut along a vertical plane including the moving projection path Rb.
倣い制御部74は、加工プログラムPG及びワーク情報J2に基づいて、移動投影経路Rb上の孔Wh1に掛かる孔掛距離Lh1(図4参照)を算出する。
すなわち、移動投影経路Rbにおける孔Wh1への掛かり始めの位置Eh1と、終わりの位置Eh2と、の間の水平距離を孔掛距離Lh1として算出する。
The copying
That is, the horizontal distance between the start position Eh1 and the end position Eh2 of the movement projection path Rb on the hole Wh1 is calculated as the hole distance Lh1.
ここで倣い制御部74は、レーザ加工ヘッド1の倣い移動において、ワークWの上面Wsからノズル1nの先端部1npまでの距離(高さ)で許容される最小値として、接近限界となる距離(高さ)を、接近限界ギャップGmとして予め設定してある。
接近限界ギャップGmは、倣いギャップGaよりも小さい値で設定する。設定値例は、例えば倣いギャップGaの1/2〜1/3程度とする。
Here, the copying
The approach limit gap Gm is set to a value smaller than the scanning gap Ga. An example of the set value is, for example, about 1/2 to 1/3 of the scanning gap Ga.
レーザ加工装置51は、倣い移動で、距離センサ2からのギャップ情報J1においてギャップGが無限大になると、それに追従させるべくレーザ加工ヘッド1を下降させるようになっている。
従って、レーザ加工ヘッド1を移動経路Raで移動させる際に、ノズル1nの先端部1npの下方位置が、位置Eh1を越えて孔に掛かると、距離センサ2からのギャップ情報J1においてギャップGが実質無限大となる。
レーザ加工ヘッド1は、これに追従すべく、水平方向に倣い速度V1で移動しつつ、ほぼ一定の下降速度V4で下降する(矢指示Da参照)。
When the gap G becomes infinite in the gap information J1 from the
Therefore, when the
In order to follow this, the
そこで、倣い制御部74は、仮に、倣い速度V1で孔掛距離Lh1を移動した場合に、孔Wh1からワークWが存在する部分の縁部となる位置Eh2において、ノズル1nの先端部1npのワークWからの高さが、下降によって接近限界ギャップGm未満になるか否かを判定する。すなわち、次の(式2)を満たすか否かを判定する。
Therefore, if the
倣い速度V1で孔掛距離Lh1を移動する時間を時間T1(T1=Lh1/V1)とし、孔掛距離Lh1を移動したときのレーザ加工ヘッド1の下降距離をDd1とすると、Dd1=V4×T1であるから、
Gm>Ga−V4×T1=Ga−Dd1 ・・・(式2)
である。
Assuming that the time for moving the punching distance Lh1 at the scanning speed V1 is time T1 (T1 = Lh1 / V1) and the descending distance of the
Gm> Ga-V4 * T1 = Ga-Dd1 (Formula 2)
It is.
(式2)を満たさない場合(図5参照)は、倣い制御部74が、位置Eh2におけるノズル1nの先端部1npとワークWの上面Wsとの距離G1が、接近限界ギャップGm以上あると判定した場合である。
この場合、倣い制御部74は、レーザ加工ヘッド1が位置Eh2に達したら、モータM3を動作させ、レーザ加工ヘッド1を、先端部1npのワークWからの高さが倣いギャップGaとなる位置まで上昇させる(符号Db参照)。
その後、レーザ加工ヘッド1を、再び移動経路Raに沿って倣いギャップGaで倣い移動させ、上昇開始位置Eepに達したら、ピアスギャップGpなるピアス加工位置Epに上昇移動させる。
When (Formula 2) is not satisfied (see FIG. 5), the copying
In this case, when the
Thereafter, the
(式2)を満たす場合(図6参照)、すなわち、倣い制御部74が、位置Eh2におけるノズル1nの先端部1npとワークWの上面Wsとの距離G1が、接近限界ギャップGm未満になると判定した場合、倣い制御部74は、レーザ加工ヘッド1の移動経路Raの移動を、退避移動を含めて実行する。
退避移動の経路である退避経路Rtは、移動経路Raに対して高さ位置が異り、移動経路RaよりもワークWから遠い(高い)位置にある経路であり、移動投影経路Rbは同じである。
すなわち、図3に示されるように、モードB1では、(式2)を満たすか否かを判定し(S4−1)、満たす場合に退避移動を実行し(S4−2)、満たさない場合に、(S2)へ移行して倣い移動であるモードAを実行する。
When (Expression 2) is satisfied (see FIG. 6), that is, the
The retreat path Rt, which is a retreat movement path, is a path that has a height position different from that of the movement path Ra, is located farther (higher) than the movement path Ra than the work W, and the movement projection path Rb is the same. is there.
That is, as shown in FIG. 3, in mode B1, it is determined whether or not (Equation 2) is satisfied (S4-1), and if satisfied, the retreat movement is executed (S4-2), and if not satisfied, , (S2) and the mode A which is a copying movement is executed.
図6は、退避経路Rtを移動する退避移動を説明するための図である。
倣い制御部74は、レーザ加工ヘッド1が位置Eh1に達したら、レーザ加工ヘッド1の移動を、倣い制御を解除して退避経路Rtを通る退避移動に移行させる。
FIG. 6 is a diagram for explaining the retreat movement that moves along the retreat path Rt.
When the
退避移動は、レーザ加工ヘッド1を、上下方向の移動ストロークの最上位置となる退避高さまで上昇させ、その後、早送り速度V5で水平移動させる移動である。
退避高さは、ノズル1nの先端部1npとワークWの上面Wsとの間の距離であって、ここでは退避ギャップGtとして示される。
The retreat movement is a movement in which the
The retreat height is a distance between the tip 1np of the
レーザ加工ヘッド1が、退避移動での水平移動によって、退避ギャップGtなるピアス加工位置Epに達したら、倣い制御部74は、倣い制御を再開し、モータM3を駆動して、ノズル1nの先端部1npとワークWの上面Wsとの距離がピアスギャップGpとなるよう下降速度V4で下降させて退避移動を終了する。
When the
上述のように、倣い制御部74は、切断終了位置Eeから次のピアス加工位置Epまでの移動投影経路Rb上に孔が一つある場合、加工プログラムPG及びワーク情報J2に基づいて、レーザ加工ヘッド1の移動を、第1の移動態様(モードA)と第2の移動態様(モードB1)との二つの態様から選択的に実行する。
第1の移動態様(モードA)は、倣い移動をそのまま継続して孔Wh1を通過させる態様である。
第2の移動態様(モードB1)は、倣い移動から退避移動に移行して孔Wh1を通過させる態様である。
As described above, when there is one hole on the movement projection path Rb from the cutting end position Ee to the next piercing processing position Ep, the
The first movement mode (mode A) is a mode in which the copying movement is continued and passed through the hole Wh1.
The second movement mode (mode B1) is a mode in which the copying movement is shifted to the retracting movement and the hole Wh1 is passed.
すなわち、倣い制御部74は、孔Wh1に掛かる孔掛距離Lh1を移動する間のレーザ加工ヘッド1の下降距離Ddが、予め設定された許容下降距離Dk以下の場合、倣い移動を継続する第1の移動態様(モードA)を選択実行する。また、許容下降距離Dkを越える場合に、倣い移動から退避移動に移行する第2の移動態様(モードB1)を選択実行する。許容下降距離Dkは、Dk=Ga−Gmとして算出される。
That is, the
(モードB2)
次に、ワークWにおける移動投影経路Rb上に孔が二つ存在する場合について、図7〜図10を参照して説明する。
モードB2は、レーザ加工ヘッド1の移動投影経路Rb上に二つの孔が有る場合に、倣い制御部74が、二つの孔それぞれの孔掛距離を求め、大きい方の孔掛距離について、倣い移動での通過が可能か否かを判定する。そして、可能であると判定した場合に、小さい方の孔掛距離での判定をせずに両方の孔を倣い移動で通過させる、などの決定をして実行させるモードである。
(Mode B2)
Next, the case where two holes exist on the movement projection path Rb in the workpiece W will be described with reference to FIGS.
In mode B2, when there are two holes on the movement projection path Rb of the
図7は、図4と同様にワークWを上方から見た上面図である。図7において、切断加工ラインCaの切断終了位置Eeから、次の切断加工のためのピアス加工位置Epまでのレーザ加工ヘッド1の移動投影経路Rbが、直線状の経路として一点鎖線矢印で示されている。
図8は、図7におけるSec8−Sec8位置での鉛直方向断面図である。
図9は、レーザ加工ヘッド1の移動経路Raでの移動において、二つの孔Wh2,Wh3の通過させる際の移動方法を判定決定する手順を説明するフロー図である。
図10は、図9に示される手順で判定決定した移動方法を説明するための図である。
FIG. 7 is a top view of the workpiece W as seen from above, as in FIG. In FIG. 7, the movement projection path Rb of the
FIG. 8 is a vertical sectional view at the Sec8-Sec8 position in FIG.
FIG. 9 is a flowchart for explaining a procedure for determining and determining a moving method when the two holes Wh2 and Wh3 are passed in the movement of the
FIG. 10 is a diagram for explaining the moving method determined and determined by the procedure shown in FIG.
以下のモードB2(及びモードB3)の説明において、レーザ加工ヘッド1を、倣いギャップGaと接近限界ギャップGmとの差分である許容下降距離Dkだけ上昇させるために必要な水平距離を復帰距離Lfとする。
Lfは、
Lf=Dk×V1/V3
で示される。
以下の説明では、理解容易のため、移動投影経路Rb及び移動投影経路Rc(後述)上の複数の孔同士の離隔距離Ldが、復帰距離Lf以上とされている場合を説明する。離隔距離Ldが復帰距離Lf未満の場合については後述する。
In the following description of mode B2 (and mode B3), the horizontal distance required to raise the
Lf is
Lf = Dk × V1 / V3
Indicated by
In the following description, for easy understanding, a case will be described in which the separation distance Ld between a plurality of holes on the moving projection path Rb and the moving projection path Rc (described later) is equal to or greater than the return distance Lf. The case where the separation distance Ld is less than the return distance Lf will be described later.
図7に示されるように、移動投影経路Rbは、切断終了位置Eeからピアス加工位置Epまで直線状に設定され、ワークWに既に形成された孔Wh2及び孔Wh3を横切るものである。
詳しくは、移動投影経路Rbは、孔Wh1については、位置Eh3と位置Eh4との間で横切り、孔Wh2については、位置Eh5と位置Eh6との間で横切るように設定されている。
孔Wh2と孔Wh3との離隔距離Ld23は、上述のように、復帰距離Lf以上とされている。
As shown in FIG. 7, the movement projection path Rb is set linearly from the cutting end position Ee to the piercing position Ep, and crosses the holes Wh2 and Wh3 already formed in the workpiece W.
Specifically, the movement projection path Rb is set so as to cross between the position Eh3 and the position Eh4 for the hole Wh1 and cross between the position Eh5 and the position Eh6 for the hole Wh2.
As described above, the separation distance Ld23 between the hole Wh2 and the hole Wh3 is equal to or greater than the return distance Lf.
図9に示されるように、倣い制御部74は、加工プログラムPG及びワーク情報J2に基づいて、各孔の孔掛距離を求める。
具体的には、図8に示される、移動投影経路Rbにおける孔Wh2への掛り開始の位置Eh3から掛り終了の位置Eh4までの水平距離である孔掛距離Lh2と、孔Wh3への掛り開始の位置Eh5から掛り終了の位置Eh6までの水平距離である孔掛距離Lh3と、を求める(S21)。
As shown in FIG. 9, the copying
Specifically, as shown in FIG. 8, in the movement projection path Rb, a hole distance Lh2 that is a horizontal distance from the position Eh3 at which the movement starts to the hole Wh2 to the position Eh4 at which the movement ends, and the start of the engagement to the hole Wh3. A hole distance Lh3, which is a horizontal distance from the position Eh5 to the position Eh6 at the end of hooking, is obtained (S21).
倣い制御部74は、孔掛距離Lh2が孔掛距離Lh3より大きいか否かを判定する(S22)。
Yesの場合、Lh2をLhmaとし、Lh3をLhmiとする(S23)。
Noの場合、Lh3をLhmaとし、Lh2をLhmiとする(S24)。
すなわち、孔掛距離Lh2,Lh3の内の大きい方をLhmaとし、小さい方をLhmiとする。
The copying
In the case of Yes, Lh2 is set to Lhma and Lh3 is set to Lhmi (S23).
In the case of No, Lh3 is set to Lhma and Lh2 is set to Lhmi (S24).
That is, the larger one of the punching distances Lh2 and Lh3 is Lhma, and the smaller one is Lhmi.
次いで、倣い制御部74は、孔掛距離Lhmaについて、モードB1の下降距離Dd1と同様にして、レーザ加工ヘッド1の下降距離Ddmaを求める(S25)。
すなわち、倣い速度V1で孔掛距離Lhmaを移動する時間Tmaは、Tma=Lhma/V1であるから、孔掛距離Lhmaにおけるレーザ加工ヘッド1の下降距離Ddmaは、Ddma=V4×Tma により求めることができる。
Next, the
That is, since the time Tma for moving the holed distance Lhma at the scanning speed V1 is Tma = Lhma / V1, the descending distance Ddma of the
倣い制御部74は、求めた下降距離Ddmaが、
Gm>Ga−Ddma ・・・(式3)
を満たすか否かを判定する(S26)。
The copying
Gm> Ga-Ddma (Formula 3)
It is determined whether or not the condition is satisfied (S26).
ステップ(S26)で(式3)を満たさないと判定した場合(No)、倣い制御部74は、孔Wh1及び孔Wh2の両方の孔について、レーザ加工ヘッド1を、退避移動を伴わない倣い移動のみで通過させる、と決定する(S27)。
このステップは図3にも示されている。すなわち、図3において、モードB2では、(式3)を満たすか否かを判定し(S5−1)、満たさない場合に(S2)へ移行して倣い移動であるモードAを実行する。
満たす場合には、以下に説明する退避移動又は退避移動を含む移動を実行する(S5−2)。
図3におけるステップ(S5−1)及びステップ(S5−2)は、それぞれ図9のステップ(S26)及びステップ(S29)〜(S31)に対応する。
When it is determined in step (S26) that (Equation 3) is not satisfied (No), the copying
This step is also illustrated in FIG. That is, in FIG. 3, in mode B2, it is determined whether (Equation 3) is satisfied (S5-1). If not satisfied, the process proceeds to (S2) and mode A which is a copying movement is executed.
If the condition is satisfied, a retraction movement or a movement including a retraction movement described below is executed (S5-2).
Steps (S5-1) and (S5-2) in FIG. 3 correspond to steps (S26) and steps (S29) to (S31) in FIG. 9, respectively.
このステップ(S27)に至るケースの場合、図8において、Lh3>Lh2とすると、Lhma=Lh3である。そして、図10(a)に示されるように、Ddma=Dd3であり、かつDd3>Dd2である。これにより、レーザ加工ヘッド1を、孔Wh2及び孔Wh3の両方の孔について図10(a)の軌跡Dc1で示されるように、倣い移動で通過させることができる。
軌跡Dc1は、レーザ加工ヘッド1におけるノズル1nの先端部1npの軌跡である。
In the case of reaching this step (S27), if Lh3> Lh2 in FIG. 8, Lhma = Lh3. As shown in FIG. 10A, Ddma = Dd3 and Dd3> Dd2. As a result, the
The locus Dc1 is a locus of the tip 1np of the
(式3)を満たさない場合、レーザ加工ヘッド1を、孔掛距離が最大の孔掛距離Lhmaとなる孔Whmaはもとより、最小の孔掛距離Lhmiとなる孔Whmiを倣い制御を維持した倣い移動で通過させても、ノズル1nの先端部1npの位置は、接近限界ギャップGm未満にならない。
従って、孔掛距離Lhmiなる孔Whmiについて、改めてノズル1nの先端部1npの下降距離を求めて接近限界ギャップGm未満になるか否かの判定をすることなく、レーザ加工ヘッド1を、倣い移動のみで孔Wh2及び孔Wh3を通過させピアス加工位置Epに移動することができる。
If (Equation 3) is not satisfied, the
Accordingly, for the hole Whmi, which is the hole engagement distance Lhmi, the
ステップ(S26)で(式3)を満たすと判定した場合(Yes)は、孔掛距離Lhmiについて下降距離Ddmiを求める(S28)。
すなわち、倣い速度V1で孔掛距離Lhmiを移動する時間Tmiは、Tmi=Lhmi/V1であるから、孔掛距離Lhmiにおけるレーザ加工ヘッドの下降距離Ddmiは、Ddmi=V4×Tmiにより求めることができる。
When it is determined in step (S26) that (Equation 3) is satisfied (Yes), the descent distance Ddmi is obtained for the hole-engaging distance Lhmi (S28).
That is, since the time Tmi for moving the hole distance Lhmi at the scanning speed V1 is Tmi = Lhmi / V1, the descent distance Ddmi of the laser processing head at the hole distance Lhmi can be obtained by Ddmi = V4 × Tmi. .
倣い制御部74は、求めた下降距離Ddmiが、
Gm>Ga−Ddmi ・・・(式4)
を満たすか否かを判定する(S29)。
The copying
Gm> Ga-Ddmi (Formula 4)
It is determined whether or not the condition is satisfied (S29).
ステップ(S29)で(式4)を満たさないと判定した場合(No)、レーザ加工ヘッド1を、一方の孔Whma(ここでは、孔Wh2)は退避移動で通過させ、他方の孔Whmi(ここでは、孔Wh3)は倣い移動で通過させる、と決定する(S30)。
When it is determined in step (S29) that (Expression 4) is not satisfied (No), the
このステップ(S30)に至るケースの場合、例えば図8において、Lh2>Lh3とすると、Lhma=Lh2,Lhmi=Lh3である。そして、図10(b)に示されるように、Dd2>Dk、かつDd3<Dkである。
従って、倣い制御部74は、レーザ加工ヘッド1を、孔Wh2は倣い制御を解除して退避ギャップGtでの退避移動で通過させ、孔Wh3は倣い制御による倣い移動で通過させる軌跡Dc2で移動する。軌跡Dc2は、この場合のノズル1nの先端部1npの軌跡である。
In the case of reaching this step (S30), for example, in FIG. 8, if Lh2> Lh3, Lhma = Lh2, Lhmi = Lh3. As shown in FIG. 10B, Dd2> Dk and Dd3 <Dk.
Accordingly, the
ステップ(S29)で(式4)を満たすと判定した場合(Yes)、レーザ加工ヘッド1を、孔Whma及び孔Whmi(孔Wh2及び孔Wh3)共に退避移動で通過させる、と決定する(S31)。
If it is determined in step (S29) that (Equation 4) is satisfied (Yes), it is determined that the
このステップ(S31)に至るケースの場合、例えば図8において、Lh2>Lh3とすると、Lhma=Lh2,Lhmi=Lh3である。そして、図10(c)に示されるように、Dd2>Dk、かつDd3>Dkである。
従って、レーザ加工ヘッド1を、孔Wh2及び孔Wh3共に、退避移動で通過させる軌跡Dc3で移動する。軌跡Dc3は、この場合のノズル1nの先端部1npの軌跡である。
In the case of reaching this step (S31), for example, if Lh2> Lh3 in FIG. 8, Lhma = Lh2, Lhmi = Lh3. As shown in FIG. 10C, Dd2> Dk and Dd3> Dk.
Accordingly, the
以上のモードB2の手順によれば、二つの孔を通過させる移動方法の判定が、ステップ(S26)の1回で済む場合がある。これにより、倣い制御部74の処理の負荷が低減され、レーザ加工ヘッド1の切断終了位置Eeからピアス加工位置Epへの移動の高速化が図られ、倣い移動の確実性が向上する。
According to the procedure of the above mode B2, the determination of the moving method for passing the two holes may be performed only once in step (S26). As a result, the processing load of the copying
(モードB3)
次に、ワークWにおける移動投影経路Rb上に、孔が三つ以上のn(n:3以上の整数)個存在する場合について、図11〜図13を参照して説明する。
n個の孔は、孔Wk1〜孔Wknである。
(Mode B3)
Next, a case where there are three or more holes (n: an integer of 3 or more) on the movement projection path Rb in the workpiece W will be described with reference to FIGS.
The n holes are holes Wk1 to Wkn.
モードB3は、レーザ加工ヘッド1の移動投影経路Rb上に三つ以上の孔がある場合に、倣い制御部74が、各孔の孔掛距離を求め、最大の孔掛距離及び最小の孔掛距離のいずれか一方に基づいて、又は両方に基づいて、各該当する孔を倣い移動で通過させるか退避移動で通過させるかを判定決定する。一方、他の孔掛距離については判定決定をせず、他の孔掛距離に該当する孔は、判定決定した移動に基づく移動で通過させる、などの決定をして実行させるモードである。
In mode B3, when there are three or more holes on the moving projection path Rb of the
図11は、図4及び図7と同様にワークWを上方から見た上面図である。図11において、切断加工ラインCaの切断終了位置Eeから、次の切断加工のためのピアス加工位置Epまでのレーザ加工ヘッド1の移動投影経路Rcが、直線状の経路として一点鎖線矢印で示されている。
図12は、レーザ加工ヘッド1を、各孔Wk1〜Wknを通過させる際に、倣い移動とするか、退避移動とするか、を判定する手順を説明するための表である。
図13は、図12に表で示された判定手順を説明するためのフロー図である。
FIG. 11 is a top view of the workpiece W as viewed from above, similarly to FIGS. 4 and 7. In FIG. 11, the movement projection path Rc of the
FIG. 12 is a table for explaining a procedure for determining whether the
FIG. 13 is a flowchart for explaining the determination procedure shown in the table of FIG.
ここで、図11において、隣接する孔同士の離隔距離Ldk12、Ldk23(不図示)・・・Ldk(n−1)n(不図示)は、上述のように、復帰距離Lf以上とされている。 Here, in FIG. 11, the separation distances Ldk12, Ldk23 (not shown)... Ldk (n−1) n (not shown) between adjacent holes are equal to or greater than the return distance Lf as described above. .
移動投影経路Rcは、切断終了位置Eeからピアス加工位置Epまで直線状に設定され、この例では、ワークWに既に形成された三つ以上のn個の孔Wk1〜Wknを横切るようになっている。 The movement projection path Rc is set linearly from the cutting end position Ee to the piercing position Ep, and in this example, it crosses three or more n holes Wk1 to Wkn already formed in the workpiece W. Yes.
ステップ(S3)(図3)での判定後、倣い制御部74は、切断加工ラインCaの加工が終了する前に、記憶部73に記憶された加工プログラムPG及びワーク情報J2から、複数の孔Wk1〜Wknそれぞれの孔掛距離Lk1〜Lknを取得する(図13:S31)。
After the determination in step (S3) (FIG. 3), the copying
例えば、図11に示されるように、孔掛距離Lk1は、孔Wk1における掛り始めの位置Ek1と、終わりの位置Ek2と、の間の水平距離である。孔掛距離Lk2は、孔Wk2における掛はじめの位置Ek3と、終わりの位置Ek4と、の間の水平距離である。また、孔掛距離Lknは、孔Wknにおける掛始めの位置Ek(2n−1)と終わりの位置Ek2nとの間の水平距離である。 For example, as shown in FIG. 11, the hole hooking distance Lk1 is a horizontal distance between a hooking start position Ek1 and an end position Ek2 in the hole Wk1. The hole hooking distance Lk2 is a horizontal distance between the hook start position Ek3 and the end position Ek4 in the hole Wk2. The hole hooking distance Lkn is a horizontal distance between the hook start position Ek (2n−1) and the end position Ek2n in the hole Wkn.
倣いギャップGa,切断ギャップGc,接近限界ギャップGm,及びピアスギャップ、並びに、各速度は、モードB1,B2の場合と同じとする。 The scanning gap Ga, the cutting gap Gc, the approach limit gap Gm, the piercing gap, and the respective speeds are the same as those in the modes B1 and B2.
倣い制御部74は、取得した孔掛距離Lk1〜Lknの中から、最大値となる最大孔掛距離Lkmaと、最小値となる最小孔掛距離Lkmiと、を求める(S32)。
以下、孔Wk1〜孔Wknの内、最大孔掛距離Lkmaを有する孔を、孔Wkmaと称し、最小孔掛距離Lkmiを有する孔を、孔Wkmiと称する。
The copying
Hereinafter, of the holes Wk1 to Wkn, the hole having the maximum hole covering distance Lkma is referred to as a hole Wkma, and the hole having the minimum hole covering distance Lkmi is referred to as a hole Wkmi.
倣い制御部74は、仮に、孔Wkmaを倣い移動で通過させた場合の、最大孔掛距離Lkmaに対応するレーザ加工ヘッド1の下降距離Dmaを、モードB1の下降距離Dd1と同様にして求める(S33)。
すなわち、倣い速度V1で最大孔掛距離Lkmaを移動する時間Tmaは、Tma=Lkma/V1であるから、最大孔掛距離Lkmaにおけるレーザ加工ヘッド1の下降距離Ddmaは、Ddma=V4×Tma により求めることができる。
The
That is, since the time Tma for moving the maximum punching distance Lkma at the scanning speed V1 is Tma = Lkma / V1, the descending distance Ddma of the
倣い制御部74は、求めた下降距離Ddmaが、上述の(式3)を満たすか否かを判定する(S34)。
The copying
倣い制御部74は、(式3)を満たさないと判定した場合(No)、すべての孔Wk1〜孔Wknについて、レーザ加工ヘッド1を、退避移動を伴わない倣い移動のみで通過させる、と決定する(S35)。
このステップ(S34)からステップ(S35)に至る判定パターンを、判定パターンP1とする。
また、このステップは図3にも示されている。すなわち、図3において、モードB3では、(式3)を満たすか否かを判定し(S6−1)、満たさない場合に(S2)へ移行して倣い移動であるモードAを実行する。
満たす場合には、以下に説明する退避移動又は退避移動を含む移動を実行する(S6−2)。
図3におけるステップ(S6−1)及びステップ(S6−2)は、それぞれ図13のステップ(S34)及びステップ(S36)〜(S39)に対応する。
When it is determined that (Equation 3) is not satisfied (No), the copying
The determination pattern from step (S34) to step (S35) is referred to as determination pattern P1.
This step is also illustrated in FIG. That is, in FIG. 3, in mode B3, it is determined whether (Equation 3) is satisfied (S6-1), and if not satisfied, the process proceeds to (S2) to execute mode A which is a copying movement.
If the condition is satisfied, a retraction movement or a movement including a retraction movement described below is executed (S6-2).
Steps (S6-1) and (S6-2) in FIG. 3 correspond to steps (S34) and steps (S36) to (S39) in FIG. 13, respectively.
判定パターンP1は、図12に示されるように、倣い制御部74が、ステップ(S34)で、最大孔掛距離Lkmaについて倣い移動での通過が可能(○)と判定したら、ステップ(S35)で、すべての孔について倣い移動での通過を可能(○)と判定するパターンである。
As shown in FIG. 12, in the determination pattern P1, when the copying
倣い制御部74は、(式3)を満たすと判定した場合(Yes)、最小孔掛距離Lkmiについて、レーザ加工ヘッド1の下降距離Ddmiを求める(S36)。
すなわち、倣い速度V1で最小孔掛距離Lkmiを移動する時間Tmiは、Tmi=Lkmi/V1であるから、最小孔掛距離Lkmiにおけるレーザ加工ヘッド1の下降距離Ddmiは、Ddmi=V4×Tmi により求めることができる。
When it is determined that (Equation 3) is satisfied (Yes), the copying
That is, since the time Tmi for moving the minimum punching distance Lkmi at the scanning speed V1 is Tmi = Lkmi / V1, the descending distance Ddmi of the
倣い制御部74は、求めた下降距離Ddmiが、上述の(式4)を満たすか否か、を判定する(S37)。
The copying
倣い制御部74は、(式4)を満たさないと判定した場合、最小孔掛距離Lkmiに対応する孔Wkmiは倣い移動で通過し、他の孔は倣い制御を解除して退避移動で通過させる、と決定する(S38)。
このステップ(S34)からステップ(S36),(S37)を経てステップ(S38)に至る判定パターンを、判定パターンP2とする。
When the copying
The determination pattern from step (S34) through steps (S36) and (S37) to step (S38) is defined as determination pattern P2.
判定パターンP2は、図12に示されるように、倣い制御部74が、ステップ(S34)でYesとなる最大孔掛距離Lkmaについて倣い移動での通過が不可(△)と1回目の判定を行い、かつステップ(S37)で、最小孔掛距離LkmiについてNoとなる倣い移動での通過が可能(○)と2回目の判定を行った場合の判定パターンである。
この場合、倣い制御部74は、最小孔掛距離Lkmiに対応する孔Wkmiを倣い移動で通過させると共に、残りの孔である2番目に小さい孔掛距離Lkmi2に対応する孔から最大孔掛距離Lkmaに対応する孔Wkmaを、倣い制御を解除し退避移動で通過させる、と判定する。
In the determination pattern P2, as shown in FIG. 12, the copying
In this case, the
ステップ(S37)で、(式4)を満たすと判定した場合、倣い制御部74は、全部の孔Wk1〜Wknを、退避動作で通過させる、と決定する(S39)。
このステップ(S37)及びステップ(S39)の判定パターンを、判定パターンP3とする。
When it is determined in step (S37) that (Equation 4) is satisfied, the copying
The determination pattern of step (S37) and step (S39) is referred to as determination pattern P3.
判定パターンP3は、図12に示されるように、倣い制御部74が、ステップ(S34)でYesとなる最大孔掛距離Lkmaについて倣い移動での通過が不可(△)と1回目の判定を行い、かつステップ(S37)で、最小孔掛距離Lkmiについて倣い移動での通過が不可(△)と2回目の判定を行った場合の判定パターンである。この場合、倣い制御部74は、すべての孔Wk1〜Wknについて、倣い制御を解除して退避移動で通過させる、と判定する。
In the determination pattern P3, as shown in FIG. 12, the copying
以上のモードB3の手順によれば、三つ以上の孔を通過させる移動方法の判定が、孔の数によらず、ステップ(S34)の一回、又はステップ(S34)及びステップ(S37)の二回で済む。
これにより、倣い制御部74の処理の負荷が低減され、レーザ加工ヘッド1の切断終了位置Eeからピアス加工位置Epへの移動の高速化が図られ、倣い移動の確実性が向上する。
According to the procedure of the above mode B3, the determination of the moving method for passing three or more holes is performed once in step (S34) or in steps (S34) and (S37) regardless of the number of holes. It only takes two times.
As a result, the processing load of the copying
次に、隣接する二つの孔の離隔距離Ldが、復帰距離Lfよりも小さい場合について、図14を参照して説明する。
倣い制御部74は、モードB2におけるステップ(S21)及びモードB3におけるステップ(S31)において、孔掛距離と共に離隔距離Ldも求める。
そして、倣い制御部74は、求めた離隔距離Ldに基づき、図14に示される手順により、離隔距離Ldを与える二つの孔を、そのまま二つの孔として判定決定するか、一つの孔とみなして判定決定するか、を判定する。
Next, the case where the separation distance Ld between two adjacent holes is smaller than the return distance Lf will be described with reference to FIG.
The copying
Then, the copying
例えば、任意の移動投影経路上で隣接する孔WAと孔WBとについて、倣い制御部74は、両孔の間の離隔距離LdABを求める(S41)。
次に、求めた離隔距離LdABが、復帰距離Lf以上であるか否かを判定する(S42)。
For example, for the hole WA and the hole WB that are adjacent on an arbitrary movement projection path, the
Next, it is determined whether or not the obtained separation distance LdAB is equal to or greater than the return distance Lf (S42).
是(Yes)と判定した場合、孔WA及び孔WBはそのまま二つの孔として設定し(S43)、モードB2及びモードB3のその後の判定を行う。
否(No)と判定した場合、孔WAの孔掛距離LkAと、離隔距離LdABと、孔WBの孔掛距離LkBと、を加算して、見做し孔掛距離LkABを算出する(S44)。
倣い制御部74は、孔WAと孔WBとを、見做し孔掛距離LkABを有する一つの見做し孔WABとして設定し(S45)、モードB2及びモードB3のその後の判定を行う。
この見做し孔設定手順によれば、複数の孔を実際の数より少ない数の孔とみなして、移動方法の判定決定を行うことができる。
これにより、判定処理の回数を減らすことができ、倣い制御部74の処理の負荷が低減され、レーザ加工ヘッド1の切断終了位置Eeからピアス加工位置Epへの移動の高速化が図られ、倣い移動の確実性が向上する。
When it is determined as Yes (Yes), the hole WA and the hole WB are set as two holes as they are (S43), and the subsequent determination of the mode B2 and the mode B3 is performed.
If it is determined as No (No), the hole contact distance LkA of the hole WA, the separation distance LdAB, and the hole contact distance LkB of the hole WB are added to calculate the estimated hole contact distance LkAB (S44). .
The copying
According to this presumed hole setting procedure, it is possible to determine the moving method by regarding the plurality of holes as the number of holes smaller than the actual number.
As a result, the number of determination processes can be reduced, the processing load of the
本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよい。 The embodiment of the present invention is not limited to the above-described configuration and procedure, and may be modified as long as it does not depart from the gist of the present invention.
図15は、レーザ加工ヘッド1の移動方法を判定する手順の変形例を説明するためのワークWの上面図であり、切断終了位置Eeからピアス加工位置Epまでの移動経路Rd1のワークWへの投影である移動投影経路Rdが記載されている。
移動投影経路Rdは、孔WJ1と孔WJ2とを横切るようになっている。
FIG. 15 is a top view of the workpiece W for explaining a modified example of the procedure for determining the moving method of the
The moving projection path Rd crosses the hole WJ1 and the hole WJ2.
図15に示されるように、移動投影経路Rdは、切断終了位置Eeから孔WJ1の掛り始めの位置Ej1との間の水平距離Lj3と、孔WJ1の孔掛距離Lj1と、孔WJ1と孔WJ2との間の離隔距離Ldj1と、孔WJ2の孔掛距離Lj2と、孔WJ2の掛終わりの位置Ej4とピアス加工位置Epとの間の水平距離Lj4と、の区間に区分される。 As shown in FIG. 15, the movement projection path Rd includes a horizontal distance Lj3 between the cutting end position Ee and the position Ej1 at which the hole WJ1 starts to be engaged, a hole engagement distance Lj1 of the hole WJ1, and a hole WJ1 and a hole WJ2. Are separated into sections of a separation distance Ldj1 between the two, a hole hooking distance Lj2 of the hole WJ2, and a horizontal distance Lj4 between the hooking end position Ej4 of the hole WJ2 and the piercing position Ep.
レーザ加工ヘッド1の倣い制御下での水平方向の速度は、既述の倣い速度V1である。
一方、レーザ加工ヘッド1の倣い制御下での下降速度V4及び上昇速度V3は、それぞれ、例えば次の(式5)及び(式6)で示される速度である。
V4=C1×(C2−Ga) ・・・(式5)
V3=C1×(Ga−C3) ・・・(式6)
C1は予め決められたゲイン定数であり、C2は、予め決められたギャップGの上限値であり、C3は、予め決められたギャップGの下限値であり、Gaは、既述の倣いギャップGaである。
The speed in the horizontal direction under the scanning control of the
On the other hand, the descending speed V4 and the ascending speed V3 under the scanning control of the
V4 = C1 × (C2-Ga) (Formula 5)
V3 = C1 × (Ga−C3) (Formula 6)
C1 is a predetermined gain constant, C2 is a predetermined upper limit value of the gap G, C3 is a predetermined lower limit value of the gap G, and Ga is the scanning gap Ga described above. It is.
また、倣い制御部74は、レーザ加工ヘッド1の倣い制御下での倣い移動中の斜め上昇で、ギャップGの上限値C2に達したら上昇を停止して水平移動させる。また、倣い移動中の斜め下降でギャップGの下限値C3に達したら下降を停止して水平移動させるように制御する。
Further, the
これらの条件下で、倣い制御部74は、倣い速度V1,下降速度V4,及び上昇速度V3と、加工プログラムPG及びワーク情報J2と、を用いて、各区間のノズル1nの先端部1npの位置の軌跡を計算等により求める。
求めた軌跡のギャップGが、すべての区間で接近限界ギャップGm以上の場合は、レーザ加工ヘッド1を倣い移動させる。
また、接近限界ギャップGm未満となる場合は、接近限界ギャップGm未満となる位置で倣い制御を解除し退避動作に移行し、ピアス加工位置まで水平移動させた後、倣い制御状態としてピアスギャップGpまで下降させる。
Under these conditions, the
When the gap G of the obtained trajectory is equal to or larger than the approach limit gap Gm in all sections, the
Further, when the distance is less than the approach limit gap Gm, the copying control is canceled at the position where the distance is less than the approach limit gap Gm, the process shifts to the evacuation operation, is moved horizontally to the piercing position, and then the copying control state is set to the piercing gap Gp. Lower.
この方法によれば、レーザ加工ヘッド1の倣い移動において、孔以外のワークWが存在している部分での上昇下降が考慮されるので、高い精度での軌跡予測が可能となる。従って、レーザ加工ヘッド1を、接近限界ギャップGmをより小さくした倣い制御でピアス加工位置まで移動することができる。
これは、退避ギャップGtに対して倣いギャップGa及びピアスギャップGpが非常に小さい場合に、退避移動を含む場合よりも移動時間が短縮されて有効である。
According to this method, in the scanning movement of the
This is effective when the scanning gap Ga and the piercing gap Gp are very small with respect to the retraction gap Gt, and the movement time is shortened compared to the case where the retraction movement is included.
モードB3において、倣い制御部74は、次のように制御してもよい。
すなわち、ステップ(S37)で、最小孔掛距離Lkmiに対応する下降距離DdmiについてNoと判定したら、二番目に小さい孔掛距離に対応する下降距離ついて同様にステップ(S37)の判定を行う。
この判定がNoの場合、三番目に小さい孔掛距離に対応する下降距離について…、というように小さい方から順番にステップ(S37)の判定を行う。
そして、小さい方からq番目の孔掛距離についてステップ(S37)の判定がYesとなったら、1番目〜q−1番目までの孔である孔Wk1〜Wk(q−1)は倣い移動で通過させ、q番目からn番目までの孔である孔Wkq〜Wknを退避移動で通過させる。
In mode B3, the copying
That is, if it is determined that the descending distance Ddmi corresponding to the minimum punching distance Lkmi is No in step (S37), the determination of step (S37) is similarly performed for the descending distance corresponding to the second smallest punching distance.
If this determination is No, the determination of step (S37) is performed in order from the smallest, such as the descending distance corresponding to the third smallest hole distance.
Then, when the determination of step (S37) becomes Yes for the q-th hole engagement distance from the smallest, holes Wk1 to Wk (q-1), which are the first to q-1th holes, are passed by copying movement. And the holes Wkq to Wkn, which are the q-th to n-th holes, are allowed to pass through the retreat movement.
制御装置71は、レーザ加工装置51に備えられるものに限らず、外部に備えられていてもよい。
また、倣い制御部74は、制御装置71に備えられるものに限らず、外部に備えられていてもよい。
The
The copying
実施例のレーザ加工装置51は、ワークWを水平に位置させ、レーザ加工ヘッドからレーザ光を鉛直上方からワークWに照射するものを説明したが、これに限定されない。レーザ光がワークWに対し直交方向に照射されるものであればよい。
この場合、レーザ加工装置51の構成は、水平方向をワークWの延在方向、鉛直方向をワークWに対する直交方向と置き換えたものとされる。
Although the
In this case, the configuration of the
孔掛距離Lh1〜Lh3の対象は、孔のみではなく、既述のように、切り込み部や深い凹部を含む開口部を対象とする。
他の、孔掛距離Lk1〜Lkn,LkA,LkB,Lhma,Lhmiと、見做し孔掛距離LkABと、最大孔掛距離Lkmaと、最大孔掛距離、Lkmiと、最小孔掛距離Lkmiと、についても同様に、孔のみではなく、切り込み部や深い凹部を含む開口部を対象とする。
The target of the hole engagement distances Lh <b> 1 to Lh <b> 3 is not limited to the hole, but as described above, is an opening including a cut portion and a deep recess.
Other, the perforated distances Lk1 to Lkn, LkA, LkB, Lhma, Lhmi, the estimated perforated distance LkAB, the maximum perforated distance Lkma, the maximum perforated distance, Lkmi, and the minimum perforated distance Lkmi, Similarly, not only the hole but also an opening including a cut portion and a deep recess is targeted.
1 レーザ加工ヘッド、 1n ノズル、 1np 先端部
2 距離センサ、 3 レーザ光源、 4 アシストガス源
51 レーザ加工装置、 61 レーザ加工機、 71 制御装置
72 CPU(中央処理装置)、 73 記憶部、 74 倣い制御部
Ca 切断加工ライン
Dc1,Dc2 軌跡
Dd,Dd1〜Dd3,Ddma,Ddmi 下降距離
Dk 許容下降距離
Ee 切断終了位置、 Eep 上昇開始位置
Eh1〜Eh6,Ek1〜Ek2n,Ej1,Ej4 位置
Ep ピアス加工位置
G ギャップ
Ga 倣いギャップ、 Gc 切断ギャップ、 Gm 接近限界ギャップ
Gp ピアスギャップ、 Gt 退避ギャップ、 G1 距離
J1 ギャップ情報、 J2 ワーク情報
KD ヘッド駆動部
Ld,Ld23,Ldk12,LdAB,Ldj1 離隔距離
Lf 復帰距離、 Lh1〜Lh3 孔掛距離
Lk1〜Lkn,LkA,LkB,Lhma,Lhmi 孔掛距離
LkAB 見做し孔掛距離
Lkma 最大孔掛距離、 Lkmi 最小孔掛距離、 Lp 水平距離
LZ レーザ光
M1〜M3 モータ、 M1e〜M3e エンコーダ
PG 加工プログラム、 P1〜P3 判定パターン
Ra,Rd1 移動経路、 Rb,Rc,Rd 移動投影経路
Rt 退避経路
T1,Tma,Tmi 時間
Vu 速度、 V1 倣い速度、 V2 速度成分、 V3 上昇速度
V4 下降速度、 V5 早送り速度
W ワーク、 WAB 見做し孔、 Ws 上面(表面)
WA,WB,Wh1,Wh2,Wh3,Whma,Whmi,Wk1〜Wkn,WA,WB,WJ1,WJ2 孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser processing head, 1n nozzle, 1np tip part 2 Distance sensor, 3 Laser light source, 4 Assist gas source 51 Laser processing apparatus, 61 Laser processing machine, 71 Control apparatus 72 CPU (central processing unit), 73 Memory | storage part, 74 Copy Control part Ca Cutting process line Dc1, Dc2 Trajectory Dd, Dd1 to Dd3, Ddma, Ddmi Lowering distance Dk Permissible lowering distance Ee Cutting end position, Eep Ascent start position Eh1 to Eh6, Ek1 to Ek2n, Ej1, Ej4 Position Ep Piercing position G gap Ga scanning gap, Gc cutting gap, Gm access limit gap Gp piercing gap, Gt retraction gap, G1 distance J1 gap information, J2 work information KD head drive unit Ld, Ld23, Ldk12, LdAB, Ldj1 separation distance Lf return distance, Lh1 ~ Lh3 Hole distance Lk1 to Lkn, LkA, LkB, Lhma, Lhmi Hole distance LkAB Look-up hole distance Lkma Maximum hole distance, Lkmi Minimum hole distance, Lp Horizontal distance LZ Laser light M1 to M3 motor, M1e to M3e encoder PG machining program, P1 to P3 determination patterns Ra, Rd1 travel path, Rb, Rc, Rd travel projection path Rt retreat path T1, Tma, Tmi time Vu speed, V1 scanning speed, V2 speed component, V3 rise speed V4 fall Speed, V5 Rapid feed speed W Workpiece, WAB lookout hole, Ws Upper surface (surface)
WA, WB, Wh1, Wh2, Wh3, Whma, Whmi, Wk1-Wkn, WA, WB, WJ1, WJ2
Claims (6)
前記レーザ加工ヘッドをXYZの三軸方向に移動させるヘッド駆動部と、
前記レーザ加工ヘッドを前記ワークに対して倣い移動させるよう前記ヘッド駆動部を制御する倣い制御部と、
を備え、
前記倣い制御部は、
前記レーザ加工ヘッドの所定の移動経路の前記ワークへの投影である移動投影経路が複数の開口部を横切る場合に、それぞれの開口部に前記移動投影経路が掛る距離である孔掛距離の中から最大孔掛距離を求め、前記最大孔掛距離を与える前記開口部を前記レーザ加工ヘッドが倣い移動で通過可能か否かを判定し、通過可能と判定した場合に、前記複数の開口部のすべてを倣い移動で通過させるよう制御するレーザ加工装置。 A laser processing head for irradiating a workpiece with laser light;
A head drive unit that moves the laser processing head in three axial directions of XYZ;
A scanning control unit that controls the head driving unit to move the laser machining head in accordance with the workpiece;
With
The copying control unit
When a movement projection path, which is a projection of the predetermined movement path of the laser processing head onto the workpiece, crosses a plurality of openings, from among the punching distances that are the distances that the movement projection path is applied to each opening. Finding the maximum perforation distance, determining whether the laser processing head can pass through the opening that gives the maximum perforation distance, and if it is determined that it can pass, all of the plurality of openings Laser processing device that controls to pass through by copying movement.
前記孔掛距離の中から最小孔掛距離を求め、前記最小孔掛距離を与える前記開口部を前記レーザ加工ヘッドが倣い移動で通過可能か否かを判定し、倣い移動で通過不能と判定した場合に、前記レーザ加工ヘッドを、前記複数の開口部のすべてについて、前記倣い移動よりも前記ワークから遠い位置で移動させる退避移動によって通過させることを特徴とする請求項1記載のレーザ加工装置。 The copying control unit
The minimum hole contact distance is obtained from the hole contact distances, and it is determined whether or not the laser processing head can pass through the scanning movement through the opening that gives the minimum hole contact distance. 2. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the laser processing head is caused to pass through a retreating movement in which the plurality of openings are moved at positions farther from the workpiece than the scanning movement.
前記複数の孔の内の隣接する第1の開口部及び第2の開口部を、前記第1の開口部と前記第2の開口部との離隔距離が所定の距離よりも小さい場合に一つの開口部とみなして、前記倣い移動での通過可能か否かを判定することを特徴とする請求項1又は請求項2記載のレーザ加工装置。 The copying control unit
The first opening and the second opening that are adjacent to each other among the plurality of holes are separated by one when the separation distance between the first opening and the second opening is smaller than a predetermined distance. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the laser processing apparatus is regarded as an opening and determines whether or not the copying movement is possible.
前記レーザ加工ヘッドの所定の移動経路の前記ワークへの投影である移動投影経路が複数の開口部を横切る場合に、
それぞれの開口部に前記移動投影経路が掛る距離である孔掛距離の中から最大孔掛距離を求めるステップと、
前記最大孔掛距離を与える前記開口部を前記レーザ加工ヘッドが倣い移動で通過可能か否かを判定するステップと、
通過可能と判定した場合に、前記複数の開口部のすべてを倣い移動で通過させる、と決定するステップと、
を含むことを特徴とする倣い制御方法。 A scanning control method for moving a laser processing head that irradiates a workpiece with a laser beam in accordance with the workpiece,
When a movement projection path that is a projection of the predetermined movement path of the laser processing head onto the workpiece crosses a plurality of openings,
Obtaining a maximum hole distance from a hole distance that is a distance that the moving projection path is applied to each opening; and
Determining whether or not the laser processing head can pass by scanning movement through the opening that gives the maximum punching distance;
A step of determining that all of the plurality of openings are allowed to pass by copying movement when it is determined that they can pass;
A scanning control method comprising:
前記最小孔掛距離を与える前記開口部を前記レーザ加工ヘッドが倣い移動で通過可能か否かを判定するステップと、
倣い移動で通過不能と判定した場合に、前記レーザ加工ヘッドを、前記複数の開口部のすべてについて、前記倣い移動よりも前記ワークから遠い位置で移動させる退避移動によって通過させる、と決定するステップと、
を含むことを特徴とする請求項4記載の倣い制御方法。 Obtaining a minimum punching distance from the punching distance;
Determining whether or not the laser processing head can pass by scanning movement through the opening that gives the minimum punching distance;
Determining that the laser processing head is allowed to pass through a retreating movement that moves the laser processing head at a position farther from the workpiece than the copying movement when it is determined that the scanning movement is impossible. ,
The scanning control method according to claim 4, further comprising:
小さいと判定した場合に前記第1の開口部と前記第2の開口部とを一つの開口部とみなして、前記倣い移動での通過可能か否かを判定することを特徴とする請求項4又は請求項5記載の倣い制御方法。 Determining whether a separation distance between the first opening and the second opening adjacent to each other among the plurality of openings is smaller than a predetermined distance;
5. The apparatus according to claim 4, wherein when it is determined that the second opening is small, the first opening and the second opening are regarded as one opening, and it is determined whether or not the copying movement is possible. Alternatively, the copying control method according to claim 5.
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WO2019070055A1 (en) | 2017-10-06 | 2019-04-11 | 株式会社アマダホールディングス | Laser processing method and device |
US11052489B2 (en) | 2017-10-06 | 2021-07-06 | Amada Holdings Co., Ltd. | Method for laser processing |
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