JP2589683B2 - レーザ加工機の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 鉄板等の加工機として利用され、特にタレットパンチ
プレスに置き換わるレーザ加工機用の制御装置に関す
る。

従来の技術 従来のレーザ加工機用制御装置では、例えば第３図に
示す円の形状を加工する場合、まずＡ点の位置への移動
を指令し、穿孔用のレーザの出力、周波数、デューテ
ィ、アシストガスの種類と圧力を指令し、シャッターを
開けることを指令し、一定時間待つことを指令して穿孔
し、次に加工用のレーザの出力、周波数、デューティ、
アシストガスの種類と圧力、加工速度を指令し、Ｂ点の
位置への移動を指令し、その後円弧移動を指令し、再び
Ｂ点に戻った時点でシャッタを閉じるように指令する。
これら一連の指令はすべてレーザ加工機を使用するユー
ザがレーザ加工プログラムにより行なっていた。

発明が解決しようとする間題点 前述のように単に１ヶの円を加工するのに多くのプロ
グラムを要し、その操作が複雑になってしまうという問
題を有していた。そこで本発明は、タレットパンチプレ
ス並みに簡単に操作できるレーザ加工機の制御装置を提
供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 そこで本発明は、キー入力装置と、表示装置と、レー
ザ発信器を制御するレーザ制御用入出力装置と、モータ
を含む駆動システムを制御するモータ制御用入出力装置
と、前記各装置を制御する中央処理装置とを備え、前記
中央処理装置は、被加工材の材質および厚さ毎に、穿孔
時においては少なくとも平均レーザ出力、レーザ光照射
時間、加工時においては少なくとも最大平均レーザ出
力、最大加工速度とを加工条件として設定したレーザ加
工条件テーブルと、加工形状の種類および大きさならび
に加工時における加工速度の減速係数とに対応した所定
の記号で指定される標準加工形状を持つ標準加工形状テ
ーブルと、前記所定の記号により標準加工形状を指定す
るレーザ加工プログラムとを有し、被加工材の材質およ
び厚さの指定により、前記中央処理装置において前記レ
ーザ加工条件テーブルから適切な加工条件を選択し、前
記レーザ加工プログラムにより所定の記号に対応して選
択された標準加工形状により、所望の加工形状に加工す
るように前記レーザ制御用入出力装置および前記モータ
制御用入出力装置に実際の動作指令を与える構成とした
ものである。

作用 本発明は上記構成により被加工材の材質と厚さの指定
だけで適切な加工条件を得ることができ、さらに簡単な
操作で所望の加工形状を得ることができる。

実施例 以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明のレーザ加工機用制御装置の処理の流
れを示したものであり、レーザ加工条件をテーブル１、
標準加工形状テーブル３は、第２図で示す中央処理装置
10内にあらかじめ設定されているか、または、第２図で
示す入出力装置６により中央処理装置10内のRAMに登録
される。

本発明のレーザ加工機用制御装置は第１図に示すよう
に、被加工材の材質と厚さの指定によりレーザ加工条件
テーブル１より加工条件２を決定する。該当する厚さが
ない場合、外挿、内挿により求める。この加工条件２と
標準加工形状テーブル３内の標準加工形状とを利用する
ことによりレーザ加工プログラム４では、標準加工形状
の所定の記号とその中心の位置を指定するだけで、所望
の加工形状を得るための実際の動作指令５が得られる。

穿孔位置決定方法は、標準加工形状として登録された
形状における図形中心を通る複数の線の内、最も短い長
さである最短長の半分が板厚のパラメータ倍（システム
で定める）よりも小さいときは標準加工形状の中心と
し、長いときは端から板厚のパラメータ倍の位置と自動
決定する。

穿孔時のレーザ出力、周波数、デューティ、加工時の
レーザ出力、加工速度などの、必要とする都度加工条件
２を参照すれば良い。

加工形状に沿った動作指令も、都度レーザ加工プログ
ラム４で指令しなくとも標準加工形状のデータを参照す
れば得られる。

第２図は本発明のレーザ加工機用制御装置を含むレー
ザ加工機システムのブロック図であり、６はキー入力装
置、７は表示装置、８はレーザ制御用入出力装置、９は
モータ制御用入出力装置、10はこれらの装置を制御する
中央処理装置、11はレーザ発振器、12はモータを含む駆
動システムである。

加工条件として、16種の材質について各々12種の板厚
のテーブルを用意する。各材質、各板厚についてピーク
レーザ出力、穿孔時の周波数、デューティ、アシストガ
スの種類、アシストガスの圧力、レーザ光照射時間、加
工時の周波数、デューティ、アシストガスの種類、アシ
ストガスの圧力、加工速度、レーザビームの径の補正値
をあらかじめ備えておくか入出力装置６を用いて登録す
る。きめの細かい加工条件を実現させるために以上の項
目を用意したが、穿光時の平均レーザ出力、レーザ光照
射時間、加工時の最大平均レーザ出力、最大加工速度を
登録し、周波数等は常に一定にしても満足できる加工が
得られる。

標準加工形状の種類として、第４図に示すように、
丸、四角、長円、シングルＤ、ダブルＤ、スポットＲ、
スポットＬを用意し、丸については径を、四角及び長円
については縦及び横の長さ、シングルＤ、ダブルＤにつ
いては径及び横の長さを登録する。スポットＲ、スポッ
トＬについては、その大きさは存在せず、丸等の形状で
登録不可能な形状を加工する際に用いるもので、スポッ
トＲは加工条件のレーザビーム径補正値を右側にとり、
スポットＬは同じく左側にとるものである。形状の種
類、大きさ、加工速度の減速係数の異なる標準加工形状
として最大96個を登録する。

以上のようなレーザ加工機制御装置により第５図の形
状を加工する際の手順を述べる。材質はSPCCとし板厚は
1.2mmとしその加工条件は既に登録されているものとす
る。

レーザ加工プログラム新規作成モードにて、材質をSP
CC板厚を1.2mmと指定する。

加工条件テーブルから材質SPCC板厚1.2mmの加工条件
が表示装置上に現われる。一部条件を変えたい場合入力
装置により変更できる。

標準加工形状No01として（番号01で指定される標準加
工形状で）径７の円（以下標準加工形状NoをＴと置き換
えて表現する）、T02として横10縦５の四角、T03として
横12縦32の長円を登録する。

もちろん他の加工形状を加工するレーザ加工プログラ
ムでT01〜T03を番号に登録していたとすると再度登録す
る必要はない。

次の加工する指令、すなわちレーザ加工プログラムを
作成する。

G00Xx Yy Tt1 座標（x,y）の位置を中心としてt1の標準加工形状に
従って加工する命令とすると、第５図の形状を加工する
レーザ加工プログラムは G00X10.Y10.T01; X90.; Y70.; X10.; X10.Y57.5T02; Y22.5; X50.Y40.C90T03 以上により実現できる。

なおG00は作業を開始するプログラムを示すもので、
一旦設定すると各行でもG00が入っているものと見なし
ている。また最終行のＣは加工形状の回転を示してお
り、T03の標準加工形状を90゜回転して加工する。

以上の手順により作成されたレーザ加工プログラムを
本発明のレーザ加工機制御装置を備えたレーザ加工機シ
ステムで加工すると第５図に示す形を加工できるが、従
釆の技術の項で述べたものが単に１個の円を加工するに
も多くのレーザ加工プログラムによる指令が必要になる
のに対し、本発明による前記レーザ加工プログラムが極
端に短かくなる理由について以下に述べる。

その理由の１つ目は、レーザ加工条件テーブルを登録
し、被加工材の材質と板厚を指定するだけで適切な加工
条件を選択できるレーザ加工機制御装置であるからであ
る。

２つ目は、適切な加工条件が選択されたら、加工のた
びごとにレーザ加工プログラムで加工条件を指定する従
釆の装置に対し、指定せずとも自動的に選択された加工
条件を参照し、加工を実行するレーザ加工機制御装置で
あるからである。

３つ目は、レーザ加工機のノズル軌跡を逐次指令する
従来の装置に対し、必要とする標準加工形状を番号に登
録し、標準加工形状の番号とその中心の位置を指令する
だけで標準加工形状に加工するレーザ加工機制御装置だ
からである。

次に前記、G00Xx Yy Tt1により番号t1で指定される標
準加工形状で位置（x,y）を中心に加工されるしくみに
ついて手順を追って詳しく説明する。説明を簡単にする
ために番号t1で指定される標準加工形状は径ｒの円であ
るものとする。シングルＤのような形状の場合でかつ形
状の回転を伴なう場合、軌跡の計算が複雑になるが、高
校程度の数学でその計算は可能である。

穿孔位置の算出：円の径ｒ、板厚ｔ、穿孔位置パラメ
ータｋ、レーザビーム径補正値ｓのデータを利用する。
ｋはシステムパラメータとして予め用意される。

r/2−ｓ≦tkのときは穿孔位置は、（ｘ、ｙ）すなわ
ち標準加工形状中心とする。

r/2−ｓ＞tkのときは、穿孔位置のＸ座標はｘ÷r/2−
ｓ−tk,Y座標はｙとする。

穿孔位置まで早送りで移動する。

穿孔：加工条件の穿孔の項を参照し、穿孔用のレーザ
ビーム周波数、デューティ、アシストガスの種類、圧力
を設定し、レーザシャッタを開け、穿孔の加工条件に含
まれるレーザ光照射時間だけ待つ。

加工（切削）用の加工条件の設定：加工条件の加工の
項を参照し、加工用のレーザビーム周波数、デューテ
ィ、アシストガスの種類、圧力を設定し、また加工速度
上限を設定する。

現在の穿孔位置から、（ｘ＋r/2−s,y）へ加工する。

標準加工形状の加工（x,y）を中心とし、半径r/2−ｓ
の円の形状に沿って加工する。

レーザシャッタを閉める。

以上に示すように本実施例のレーザ加工機制御装置は
単にG00Xx Yy Tt1のような簡単な指令を受け、加工条
件、標準加工形状のデータを駆使し、レーザ加工を実現
するものである。

そして本実施例によれば、タレットパンチプレスで用
いられるボルトホール等のような組み合せの命令の実現
も可能である。

発明の効果 本発明のレーザ加工機の制御装置は、（１）被加工材
の材質と厚さの指定によりレーザ加工条件テーブルから
適切な加工条件を選択し、標準加工形状テーブルから所
望の標準加工形状を選択することができ、タレットパン
チプレスと同様に、加工位置の指定と番号の指定とによ
り、レーザの加工条件を意識せずに加工したい加工プロ
グラムを容易に作成できる。（２）被加工材の加工に使
用される形状の種類を大きさ毎に標準加工形状テーブル
に有しているため、タレットパンチプレスの金型工具の
ように番号指定することが可能になるため、レーザ加工
プログラムのプログラムサイズが小さくなり、プログラ
ム格納領域を小さくできる等の優れた効果を奏するもの
である。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例によるレーザ加工機の制御装
置の処理の流れを示すフローチャート、第２図は同装置
を含むレーザ加工機システムのブロック図、第３図は円
の加工形状を示す説明図、第４図は本実施例の標準加工
形状に用いる形状の種類を示す説明図、第５図は本実施
例のレーザ加工方法を示す説明図である。 １……レーザ加工条件テーブル、２……加工条件、３…
…標準加工形状テーブル、４……レーザ加工プログラ
ム、５……実際の動作指令、６……キー入力装置、７…
…表示装置、８……レーザ制御用入出力装置、９……モ
ータ制御用入出力装置、10……中央処理装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 正井 耕一郎 門真市大字門真1006番地 松下電器産業 株式会社内 (72)発明者 田中 聡 門真市大字門真1006番地 松下電器産業 株式会社内 (72)発明者 西垣 寛文 門真市大字門真1006番地 松下電器産業 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−289392（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−292290（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−115390（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−46390（ＪＰ，Ａ) 「機械技術」第34巻第６号（昭和61年 ５月１日，日刊工業新聞社）第104〜109 頁

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】キー入力装置と、表示装置と、レーザ発信
   器を制御するレーザ制御用入出力装置と、モータを含む
   駆動システムを制御するモータ制御用入出力装置と、前
   記各装置を制御する中央処理装置とを備え、前記中央処
   理装置は、被加工材の材質および厚さ毎に、穿孔時にお
   いては少なくとも平均レーザ出力、レーザ光照射時間、
   加工時においては少なくとも最大平均レーザ出力、最大
   加工速度とを加工条件として設定したレーザ加工条件テ
   ーブルと、加工形状の種類および大きさならびに加工時
   における加工速度の減速係数とに対応した所定の記号で
   指定される標準加工形状を持つ標準加工形状テーブル
   と、前記所定の信号により標準加工形状を指定するレー
   ザ加工プログラムとを有し、被加工材の材質および厚さ
   の指定により、前記中央処理装置において前記レーザ加
   工条件テーブルから適切な加工条件を選択し、前記レー
   ザ加工プログラムにより所定の記号に対応して選択され
   た標準加工形状により、所望の加工形状に加工するよう
   に前記レーザ制御用入出力装置および前記モータ制御用
   入出力装置に実際の動作指令を与えるレーザ加工機の制
   御装置。