JP2742959B2

JP2742959B2 - レーザ加工装置

Info

Publication number: JP2742959B2
Application number: JP2248766A
Authority: JP
Inventors: 久保　　学; 浩子高田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-09-20
Filing date: 1990-09-20
Publication date: 1998-04-22
Anticipated expiration: 2013-04-22
Also published as: JPH04128906A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、レーザ加工装置に関し、例えば治具座標
に基づいて加工ヘッドの座標を表示するティーチングボ
ックスに関するものである。

［従来の技術］加工装置として三次元レーザ加工装置を例にとって説
明する。

レーザ加工装置は主に、レーザ光を導くための光路系
や駆動系を有する加工機本体およびレーザ光の出力や加
工機をプログラムに従って動作させる制御装置から構成
されている。上記加工機本体は、直交３軸（X,Y,Z）
と、レーザ光を集束させるためのレンズを有する加工ヘ
ッドの姿勢を決める旋回と回転の２軸（α，β）の計５
軸で構成されており、これらを駆動制御することにより
立体ワークの任意形状の加工が可能となる。

そして、レーザ加工を行うためには、所望の加工形状
を得るための加工機の動作軌跡データである加工形状デ
ータ（即ちポイントデータ）と良好な加工を行う上で必
要となる対象ワークの板厚・材質に対する加工速度およ
び加工条件（レーザ出力や出力形態、アシストガスの圧
力・種類など）データとからなる加工プログラムが必要
となる。

第６図は加工機本体の軸構成を説明する図である。

図において、（１）はワーク上の加工線Ｋにレーザ光
Ｌを照射する加工ヘッド、（２）はモータ（M5）により
矢印β方向に回転させるβ軸受、（３）はモータ（M4）
により矢印α方向に回転させるα軸受、（４）はモータ
（M3）により加工ヘッド（１）を矢印Ｚ方向に移動させ
るＺ軸受、（５）はモータ（M2）により加工ヘッド
（１）を矢印Ｙ方向に移動させるＹ軸受、（６）はモー
タ（M1）により加工ヘッド（１）を矢印Ｘ方向に移動さ
せるＸ軸受、（７）はα，β,Z軸から成るアーム、
（８）はアーム（７）の駆動端に位置するβ軸、（９）
はβ軸（８）に接続されたα軸、（10）はα軸（９）に
接続されたＺ軸であり、これらはアーム（７）を構成し
ている。（11）は被加工物Ｗが載置された治具である。

また加工ヘッド（１）は、β軸（８）の先端につけら
れており、ワークＷ上の加工線Ｋに沿って進行するよう
に制御される。

第７図は従来の三次元レーザ加工装置の概略構成図で
ある。

図において、（１）及び（11）は上記第６図と同様な
ものであり、（12）はNC装置であり、加工線Ｋの加工形
状データや加工条件のデータベース等を格納し、CPUお
よびメモリ、モータを駆動するアンプ等を備え、加工プ
ログラムの指令に基づいて加工機本体（11）を駆動する
信号Ｍや、レーザ発振器（13）の出力等の加工条件を制
御する信号Ｎを出力するものである。

（14）は所定の操作キーやCRT画面を備えた操作部
で、加工プログラムの初期設定、動作指令等を手動操作
よりNC装置（12）に入力し、またそれらのデータをCRT
画面に表示する機能を有したものである。

（15）はティーチングボックスであり、加工機本体
（11）に対する駆動指令等をNC装置（12）に入力する複
数のキーを有すると共に、加工用プログラムを作成する
ときに用いるもので、表示画面を有するものである。

上記のように構成された三次元レーザ加工装置は、モ
ータ（M1）〜（M5）にNC装置（12）からの駆動信号Ｍに
より駆動され、加工プログラムに従って、ワークＷに対
する加工ヘッド（１）の距離を一定に保持しながら、レ
ーザ光Ｌのスポットが加工線Ｋに倣うと共に、加工ヘッ
ド（１）の姿勢がワークＷの表面に対してほぼ垂直とな
るように制御され、治具（20）が加工機本体（11）に対
して所定の位置関係に基づいて設置され、その加工形状
データ（即ちポイントデータ）作成のためのティーチン
グ作業の手順は、治具（20）に固定されたワークＷの表
面の加工線Ｋに対応したケガキ線が描かれており、オペ
レータは上記ティーチングボックス（15）に備えてある
X,Y,Z軸の駆動キーやα，β軸の駆動キーを操作するこ
とにより、加工ヘッド（１）をケガキ線に対して所定の
高さまで移動させ、同時にワークＷの表面に対してほぼ
垂直となるようにその姿勢を定め、目視にて確認後にテ
ィーチングボックス（15）の中の教示キーを押すことに
より、NC装置（12）のメモリに、その点の加工機本体
（11）の固有の絶対座標系（ΣＯ−XYZ）での座標値
（X,Y,Z）と姿勢角（α，β）を記憶する。

そして、その点での補間（直線補間、円弧補間、曲線
補間など）情報と各種命令（丸穴加工、角穴加工など）
の情報も入力して記憶させる。

同様の操作をケガキ線全体に対して順次続けて行くこ
とにより、所望の加工形状データを完成させるようにし
ていた。また、上記のように構成されたレーザ加工装置
では、加工線Ｋに対するケガキ線がすべて描かれている
場合について説明したが、ワークのある部分に対しては
治具（20）を基準として穴の加工位置とそのピッチ等を
図面上に指示されているだけでケガキ線作業を省略して
いる場合も少なくない。

［発明が解決しようとする課題］上記のように構成されたレーザ加工装置では、ケガキ
線作業を省略している場合は、穴の位置関係を治具が設
置されている位置と加工機本体の直交軸（XYZ）に対す
る治具の回転量を考慮して、絶対座標系（ΣＯ−XYZ）
で算出し、その算出された座標位置へティーチングボッ
クスを操作して加工ヘッド（１）を移動させるので、こ
の絶対座標系（ΣＯ−XYZ）で所望の位置を算出する作
業はオペレータにとっては非常に時間を有し、また作業
ミスの要因ともなるという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、治具を基準とした新しい治具座標系（σｏ
−xyz）を定義し、所望の加工位置である教示点の座標
を、絶対座標系における座標と治具座標系における座標
の両方で表示し、またティーチングボックスの駆動キー
あるいは操作部の駆動キーを押すことにより、治具座標
系の各軸に沿って加工ヘッドを動作させ、加工位置であ
る教示点までの移動を容易にしてティーチング作業時間
の短縮を図ることができるレーザ加工装置を得ることを
目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明に係るレーザ加工装置は、被加工物を治具に固
定し、該被加工物の教示点を加工ヘッドを備えたアーム
を移動させて、加工機本体の絶対座標に基づいて教示
し、その教示点を前記絶対座標でティーチングボックス
に表示するレーザ加工装置において、ティーチングボッ
クスからの所定のキー押下により、治具を基準に設定さ
れる座標系を基準（以下治具モードという）として処理
をさせる治具モード設定手段と、治具モードの場合に、
前記加工ヘッドが治具の基準点、その基準点からのｘ方
向の第１の点及び基準点からのｙ方向の第２の点が教示
されれば、絶対座標での３点の加工ヘッドの座標位置を
治具ポイントとして設定する治具ポイント設定手段と、
治具ポイントが設定されると、その治具ポイントに対応
する絶対座標を読み、治具の座標系のｘ、ｙ、ｚ軸の単
位ベクトル方向を求めて絶対座標から治具座標に変換す
る変換式に基づいて治具座標系を設定する治具座標系設
定手段と、治具座標系が設定された後に、加工ヘッドが
移動し、その加工ヘッドの位置が教示されれば、治具座
標系に基づいて加工ヘッドの位置を治具座標として求め
る治具座標算出手段と、ティーチングボックスの座標表
示キーが押されれば、加工ヘッドの位置の絶対座標及び
治具座標を共にティーチングボックスに表示させる表示
制御手段とを備えたものである。

また本発明に係るレーザ加工装置は、治具モードの場
合に、加工ヘッドの移動速度が設定されれば、治具座標
系の各軸の単位ベクトルに基づいて、移動速度を絶対座
標のｘ成分、ｙ成分及びｚ成分に分解し、加工ヘッドを
絶対座標の各軸の方向にそれぞれ各成分を分解した速度
で同時に移動させ、治具座標系の各軸に沿わせて前記移
動速度で移動させる移動手段を備えたものである。

［作用］この発明においては、治具モードが設定されて、加工
ヘッドが移動して治具の３点が教示されると、絶対座標
での３点の加工ヘッドの座標位置を治具ポイントとして
設定する。治具ポイントが設定されると、その治具ポイ
ントに対応する絶対座標を読み、治具の座標系のｘ、
ｙ、ｚ軸の単位ベクトル方向を求めて絶対座標から治具
座標系を設定する。

治具座標設定後、加工ヘッドの位置が教示されれば、
設定した治具座標系に基づいて加工ヘッドの治具座標を
求める。

ティーチングボックスの座標表示キーが押されれば加
工ヘッドの位置の絶対座標を治具座標を共に表示させ
る。

また、この発明においては、治具座標モードの場合、
加工ヘッドの移動速度が入力されると、治具座標系の単
位ベクトルに基づいて、入力された移動速度を絶対座標
系の各成分に分解し、絶対座標系の軸の方向にそれぞれ
の成分の速度で同時に加工ヘッドを移動させることによ
り、治具座標系の各軸の方向に沿って移動させる。

［実施例］第１図は第１の発明の一実施例を示すレーザ加工装置
の概略構成図である。

図において、（１）〜（10）、M1〜M5、は上記従来例
と同様なものであり、（25）は加工機本体（11）の各モ
ータ等を制御するサーボ制御部、（26）はＸ軸のモータ
M1の回転数をカウントするＸ軸位置検出器、（27）はＹ
軸のモータM2の回転数をカウントするＹ軸位置検出器、
（28）はＺ軸のモータM3の回転数をカウントするＺ軸位
置検出器、（29）はα軸のモータM4の回転数をカウント
するα角位置検出器、（30）はβ軸のモータM4の回転数
をカウントするβ角位置検出器、（31）はＸ軸位置検出
器（26）、Ｙ軸位置検出器（27）、Ｚ軸位置検出器（2
8）、α角位置検出器（29）、β角位置検出器（30）の
値が記憶される第１のメモリである。また、各カウンタ
は例えばエンコーダでもよい。

（32）は各種データ及びプログラム等が記憶されたRO
M、（33）は後述する絶対座標算出手段により算出され
た座標が記憶される第２のメモリ、（33）は後述する治
具座標算出手段により算出された治具座標が記憶される
第３のメモリである。

（35）はティーチングボックス（以下T/Bという）で
あり、少なくとも以下に説明するキーを有したものであ
る。

（36）はメインメニューをT/B（35）の液晶表示部（3
7）に表示させる機能選択キー、（37）は表示部であ
り、各種表示をすると共に、半分の領域に絶対座標系
（ΣＯ−XYZ）での座標が表示され、もう半分の領域に
治具座標系（σｏ−xyz）の座標が表示されるものであ
る。

（＋Ｘ〜−Ｚ）は加工機の軸を移動させる軸移動キ
ー、（38）はテンキー、（39）は表示部（37）の表示を
移動させる表示移動キー、（40）は治具座標有効キーで
あり、１回押してテンキー（38）及び表示移動キー（3
9）が押されると表示部に表示されたものを原点（0.0.
0）にし、また１回おされて、軸移動キーが押されると
治具座標系での動作モードとなり、さらに２回押すと治
具座標系での動作モードが解除され通常の絶対座標系
（ΣＯ−XYZ）の動作モードにされるものである。

（41）はポイントセフティキー、（42）はインプット
キー、（43）は教示キー、（44）は座標表示キーであ
り、押すことにより、絶対座標系（ΣＯ−XYZ）での表
示または治具モードであれば治具座標系（σｏ−xyz）
での表示をさせるものである。

第２図（ａ）〜（ｆ）は本発明に係る表示部の表示を
説明する図である。

同図（ａ）は機能選択キー（36）が押されることによ
り、表示されるメインメニュー、同図（ｂ）はメインメ
ニューの0.Preparation（準備モード）が選択されるこ
とにより表示されるPreparationメニュー、同図（ｃ）
はPreparationメニューの0.Jig Coord:nateが選択され
ポイントセフティキー（41）が押され、例えばテンキー
（38）の１が押されたときに表示される画面、同図
（ｄ）は治具ポイントが全て設定した後に、テンキー
（38）の１を押しインプットキー（42）が押されたとき
に表示される画面、同図（ｅ）は座標表示キー（44）が
押されたときに表示される画面であり、半分の領域に絶
対座標系（ΣＯ−XYZ）での座標が表示され、もう半分
の領域に治具座標系（σｏ−xyz）の座標が表示される
ことを示すものである。

同図（ｆ）は治具座標有効キー（40）が押され、テン
キー（38）が押され、かつ表示移動キー（39）が押され
ることにより、治具座標系の座標を原点にした画面であ
る。

（45）は押下キー判別手段であり、T/B（35）で押さ
れたキーを判別し、判別結果に応じて各部にその信号を
出力し、必要に応じて内部状態が設定されるものであ
る。

（46）はメインメニュー表示手段であり、T/B（35）
の機能選択キー（36）が押され、押下キー判別手段（4
5）からその信号が入力すると、ROM（32）から第２図に
示す（ａ）図のメインメニューをT/B（35）に出力する
ものである。

（47）は治具メニュー表示手段であり、メインメニュ
ーの0.Preparationが選択されると第２図（ｂ）に示す
メニューをT/B（35）に出力するものである。

（48）は治具モード設定手段であり、第２図（ｂ）に
示す0.Jig Coord:neteが選択されると治具モードと判
断し、後述表示制御手段に治具モードであることを知ら
せると共に、ROM（32）から第２図（ｃ）に示すメニュ
ーをT/B（35）に出力し、押下キー判別手段（45）を治
具モードに関係する信号のみを受付するように設定する
ものである。

（49）は治具ポイント設定手段であり、治具モードで
T/B（35）のポイントセフティキー（41）及びテンキー
（38）が押されると、番号に応じた基準ポイントG₁又は
ｘ方向の治具ポイントG₂あるいはｙ方向の治具ポイント
G₃とし、教示キー（43）及びポイントセフティキー（4
1）が押されると、絶対座標算出手段（50）が算出した
各ポイントの座標をその番号に対応させて第２のメモリ
（33）に記憶して設定するものである。

（50）は絶対座標算出手段であり、座標表示キー（4
4）又は治具ポイント設定手段（49）あるいは後述する
治具座標設定手段からの指令により、加工ヘッドの位置
を各カウンタから読み、絶対座標系に基づいて算出した
座標を第１のメモリ（31）に記憶するものである。

（54）は治具座標系設定手段であり、治具ポイント設
定手段（49）により３点の基準ポイントG₁、ｘ方向の治
具ポイントG₂及びｙ方向の治具ポイントG₃が設定される
と、以下に説明するように治具座標系を設定するもので
ある。

第３図は治具座標系算出手段の概念を説明する図であ
る。

図において、Ｏ−XYZは加工機本体の絶対座標系Σで
あり、Ｏは原点、X,Y,ZはそれぞれＸ軸,Y軸,Z軸の移動
方向と平行である。

e_x:σ系のｘ軸方向単位ベクトル、e_y:σ系のｙ軸方向
単位ベクトル、e_z:σ系のｚ軸方向単位ベクトルであ
る。Ｐは被加工物Ｗ上の任意の点である。

これは、治具（20）またはワークＷ上に治具座標系σ
の原点Ｏとなる点G₁へ加工ヘッド（１）を移動させて、
その点G₁の座標値（X₁,Y₁,Z₁）を治具ポイント設定手段
（49）が絶対座標算出手段（50）により算出して第１の
メモリ（32）に記憶された座標を基準ポイントG₁として
設定し、次に治具座標系σのｘ軸方向を決定するための
点G₂へ加工ヘッド（１）を移動させて、その点G₂の座標
値（X₂,Y₂,Z₂）を治具ポイント設定手段（49）が絶対座
標算出手段（50）により算出して第１のメモリ（32）に
記憶された座標をｘ方向の治具ポイントG₂として設定
し、絶対座標算出手段（50）が算出して第１のメモリ
（32）に記憶させる。

そして、治具座標系σのxy平面を決定するための点G₃
へ加工ヘッド（１）を移動させて、その点G₃の座標値
（X₃,Y₃,Z₃）を同様にして記憶し、以下の式に基づいて
治具座標系（σｏ−xyz）が定義するものである。

（55）は治具座標算出手段であり、治具座標系設定手
段（54）で設定した治具座標系σに基づいて、例えば第
３図の任意の点Ｐにおける加工ヘッド（１）の治具座標
を求めてT/B（35）に出力するものである。

（56）は治具座標リセット手段であり、治具モードで
あるときにT/B（35）の治具座標有効キー（40）が押さ
れ、かつテンキー（38）により治具ポイントの番号が入
力すれば、表示するときにその番号の治具ポイントの座
標のみをクリアにさせる信号を後述する表示制御手段に
出力するものである。

（57）は治具座標駆動手段であり、治具モードで、か
つ治具座標系σが決定している場合に、軸移動キー（＋
Ｘ〜−Ｚ）が押されれば設定した治具座標系σに基づい
て加工ヘッド（１）を移動させるものである。

（58）は表示制御手段であり、治具モード設定手段
（48）により、治具モードであることを知らせる信号が
あると、例えば絶対座標での座標をT/B（35）の表示部
（37）の半分の領域に、治具座標を半分の領域に表示す
るように制御するものである。

上記のように構成されたレーザ加工装置について以下
に動作を説明する。

第４図はこの発明のレーザ加工装置の動作を説明する
フローチャートである。この場合は、G₁を決定するため
に既にT/B（35）のJog移動キー（＋Ｘ、＋Ｙ、＋Ｚ、−
Ｘ、−Ｙ、−Ｚ等）を用いて移動させたとする。

初めにオペレータは治具座標系σを設定するために、
T/B（35）の機能選択キー（36）を押したとすると、押
下キー判別手段（49）はその信号を判別し、機能選択キ
ー（36）が押されたことをメインメニュー表示手段（4
6）に知らせる。

メインメニュー表示手段（46）は機能選択キー（36）
が押されたことを知らせる信号があると、上記第２図
（ａ）に示す画面をROM（32）から読みT/B（35）に表示
させる（S1）。

そして、0.Preparationが選択されたかを判断し、選
択されたと判断されればメインメニュー表示手段（46）
はROM（32）から0.Preparationに対応する画面を読み、
第２図（ｂ）のようにT/B（35）の表示部（37）に表示
させる。

そして、0.JigCoord（治具モードコード）が選択され
たかを判断し（S3）、選択されれば、治具モード設定手
段（48）は治具モードと判断すると共に、表示制御手段
（58）に治具モードであることを知らせ、T/B（35）の
表示部（37）に第２図（ｃ）に示す治具ポイント画面を
表示させる（S5）。

次に、治具ポイント設定手段（48）はポイントセフテ
ィキー及びテンキーが押されたかを判断し（S7）、押さ
れればテンキーの押下に応じた番号を治具ポイント番号
として設定する（S9）。この場合は、テンキーの１が押
されれば、治具基準ポイントG₁とし、２が押されれば、
ｘ方向における治具ポイントG₂とし、３が押されれば、
ｙ方向における治具ポイントG₃としてそれぞれ設定す
る。

そして、絶対座標算出手段（50）は治具ポイント番号
が設定される都度、加工ヘッドの位置を各位置検出器か
ら読み、絶対座標に基づいて算出した加工ヘッドの座標
を第１のメモリに記憶する（S11）。次に治具ポイント
設定手段（48）は、ポイントセフティキー（41）及び教
示キー（43）が押されたかを判断し（S13）、押された
と判断すれば、記憶されている現在の加工ヘッドの位置
の座標を設定した治具ポイント番号に対応させて第２の
メモリ（33）に記憶し（S15）、第２図（ｃ）に示すよ
うに表示する（S17）。即ち、治具ポイントの設定であ
る。

この場合は、G₁を（X₁、Y₁、Z₁）とし、G₂を（X₂、
Y₂、Z₂）とし、G₃を（X₃、Y₃、Z₃）として設定する。

次に、Set UP OKかを判断し（S19）、OKであれば治
具座標系設定手段（54）に、後述する治具座標系設定処
理を実行させる信号を出力する（S100）。この場合は、
テンキーの１及びインプットキーが押されることにより
Set UP OKと判断する。

第５図は治具座標設定処理を説明するフローチャート
である。この場合の絶対座標から治具座標に変換する座
標変換マトリックスＬであるから、初めに、第２のメモリに記憶されたG₁及びG₂を読み、
第３図で示した治具座標系σのｘ方向単位ベクトルe_xを
第５図の式に基づいて算出する（S101）。

次に、治具座標系σのxy平面を決定するための点G₃の
加工ヘッド（１）の座標（X₃,Y₃,Z₃）を第２のメモリ
（33）から読み、仮のＹ軸方向単位ベクトルe_y′を第５
図の式に基づいて算出する（S103）。

次に、σ系のｚ軸方向単位ベクトルe_zを第５図の式に
基づいて算出する（S105）。

そして、実際のσ系のｙ軸方向単位ベクトルe_yを第５
図の、の式に基づいて算出する（S107）。

次に、第５図の絶対座標系Σと治具座標系σの関係
式、に基づいて治具座標系（σｏ−xyz）を定義する（S10
9）。

以上の処理で治具座標系（σｏ−xyz）の定義が終了
する。

そして、例えば第３図の被加工物Ｗの任意の位置Ｐに
加工ヘッドを移動した後に、座標表示キー（44）が押さ
れたと判断すれば（S21）、治具座標算出手段（55）は
治具座標系算出手段（54）が定義した治具座標系（σｏ
−xyz）に基づいて、Ｐ点の治具座標を算出して第３の
メモリ（34）に記憶すると共に、T/B（35）に出力す
る。

また、座標表示キー（44）が押されると、絶対座標算
出手段（50）が絶対座標系Σに基づくＰ点の座標をT/B
（35）に出力し、結果として第２図（ｅ）のように表示
させる（S23）。

従って、治具が絶対座標に対して傾いていても、絶対
座標系の座標値（X,Y,Z）から治具座標系の座標値（x,
y,z）が計算されるので、T/Bに絶対座標と治具座標での
Ｐ点の座標を同時に表示することができる。

また、現在の加工ヘッドの位置を治具座標系の表示の
原点とする場合は、治具座標有効キー（40）を押すこと
により、第２図（ｆ）のように表示することが可能であ
る。

次に第２の発明として治具座標系σの直交軸（x,y,
z）の方向へ加工ヘッド（１）を動作させるものを説明
する。

この場合は、ｘ軸の方向へ動作させる例を説明する。

軸の送り速度F₀を選択しておく、ティーチングボックス（15）または操作部（14）に
おいて、治具座標系σにて動作させるべく、モード切換
スイッチをONとする。

の状態で、絶対座標系ΣにおいてＸ軸方向に動
作させるのに使用するキーを押すとｘ軸方向へ速度F₀で
加工ヘッド（１）を駆動する。

このときの、加工機本体（11）の直交軸（X,Y,Z）の
速度Ｘ，Ｙ，Ｚは下記のようになる。

Ｘ＝u_xF₀ Ｙ＝u_yF₀ Ｚ＝u_ZF₀ （但し、下線は各軸の速度成分であることを示す。）各軸の速度Ｘ，Ｙ，Ｚに応じて各軸のモータM₅,M₄,M₃
へ速度指令をNC装置のサーボ制御部へ出力する。

同様にｙ軸の方向へF₀で動作させる場合は（８）式で求まる速度Ｘ，Ｙ，Ｚを出力すればよい。
同様にＺ軸の方向へF₀で動作させる場合は（９）式で求まる速度Ｘ，Ｙ，Ｚを出力すればよい。

上記に従ってオペレータは治具座標系σの直交軸方向
に加工ヘッド（１）を動作させ、所定の位置まで移動さ
せることが可能となる。

また、姿勢軸（α，β）も駆動させてワークＷの表面
に対して加工ヘッド（１）がほぼ垂直となるようにする
ことも可能となる。

ここで、ティーチングボックス（15）の教示キーを押
すと、その点での情報が加工形状データ即ちポイントデ
ータとしてNC装置のメモリへ格納される。

ただし、格納されるデータは従来と同様にその点での
絶対座標系での座標値（X,Y,Z）と姿勢角（α，β）の
値である。

上記実施例では、５軸構成の三次元レーザ加工装置に
おいて新しく定義された治具座標系の直交軸（x,y,z）
方向に手動操作で加工ヘッドを動作させる方法を説明し
たが、直交２軸以上で構成されている加工装置やロボッ
トに対しても全く同様の治具座標系方向の動作が可能と
なる。

［発明の効果］以上のように本発明によれば、治具上に新しく治具座
標系を設定し、元の絶対座標と治具座標とを同時に表示
させるようにしたので、精度のよい座標設定をすること
ができる。特に設計図面等で治具あるいは被加工物を基
準にして座標が設定されている場合、任意に設定できる
治具座標系の座標を表示できるので、軸上に点を設定し
た場合など座標設定が容易に行える。

また、本発明によれば、絶対座標だけでなく、治具座
標の各軸に沿って加工ヘッドを移動できるので、安定し
た移動速度を得られ、例えば微妙な距離を制御するとき
に速度を遅くすることで正確に点の指定を行える。特に
治具モードの場合、加工図形データのうち、特に治具基
準で図面に描かれているが、被加工物上にケガキ線が描
かれていない加工線や穴加工に対して、容易に加工ヘッ
ドを移動できるようになる。したがってティーチング作
業時間の短縮が図れる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の一実施例を示すレーザ放電加工装
置の概略構成図、第２図（ａ）〜（ｆ）は本発明に係る
表示部の表示を説明する図、第３図は治具座標系算出手
段の概念を説明する図、第４図はこの発明のレーザ加工
装置の動作を説明するフローチャート、第５図は治具座
標設定処理を説明するフローチャート、第６図は加工機
本体の軸構成を説明する図、第７図は従来の三次元レー
ザ加工装置の概略構成図である。図において、（１）は加工ヘッド、（２）はβ軸受、
（３）はα軸受、（４）はＺ軸受、（５）はＹ軸受、
（６）はＸ軸受、（７）はアーム、（８）はβ軸、
（９）はα軸、（10）はＺ軸、（11）は加工機本体、
（12）はNC装置、（13）はレーザ発振器、（14）は操作
部、（15）はティーチングボックス、（20）は治具、Ｋ
は加工線、Ｌはレーザ光、Ｗはワーク、M₁〜M₅はα，
β,Z,Y,Z軸駆動用モータ、（25）はサーボ制御部、（2
6）はＸ軸位置検出器、（27）はＹ軸位置検出器、（2
8）はＺ軸位置検出器、（29）はα角位置検出器、（3
0）はβ角位置検出器、（32）はROM、（33）は第２のメ
モリ、（33）は第３のメモリ、（35）はティーチングボ
ックス、（36）は機能選択キー、（37）は表示部、（＋
Ｘ〜−Ｚ）は軸移動キー、（38）はテンキー、（39）は
表示移動キー、（40）は治具座標有効キー、（41）はポ
イントセフティキー、（42）はインプットキー、（43）
は教示キー、（45）は押下キー判別手段、（46）はメイ
ンメニュー表示手段、（47）は治具メニュー表示手段、
（48）は治具モード設定手段、（49）は治具ポイント設
定手段、（50）は絶対座標算出手段、（54）は治具座標
系設定手段、（55）は治具座標算出手段、（56）は治具
座標リセット手段、（57）は治具座標駆動手段、（58）
は表示制御手段である。なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被加工物を治具に固定し、該被加工物の教
示点を加工ヘッドを備えたアームを移動させて、加工機
本体の絶対座標に基づいて教示し、その教示点を前記絶
対座標でティーチングボックスに表示するレーザ加工装
置において、前記ティーチングボックスからの所定のキー押下によ
り、前記治具を基準に設定される座標系を基準（以下治
具モードという）として処理をさせる治具モード設定手
段と、前記治具モードの場合に、前記加工ヘッドが前記治具の
基準点、その基準点からのｘ方向の第１の点及び前記基
準点からのｙ方向の第２の点が教示されれば、前記絶対
座標での前記３点の加工ヘッドの座標位置を治具ポイン
トとして設定する治具ポイント設定手段と、前記治具ポイントが設定されると、その治具ポイントに
対応する絶対座標を読み、前記治具の座標系のｘ、ｙ、
ｚ軸の単位ベクトル方向を求めて絶対座標から治具座標
に変換する変換式に基づいて治具座標系を設定する治具
座標系設定手段と、前記治具座標系が設定された後に、前記加工ヘッドが移
動し、その加工ヘッドの位置が教示されれば、前記治具
座標系に基づいて加工ヘッドの位置を治具座標として求
める治具座標算出手段と、前記ティーチングボックスの座標表示キーがおされれ
ば、前記加工ヘッドの位置の前記絶対座標及び前記治具
座標を共にティーチングボックスに表示させる表示制御
手段とを有することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】前記治具モードの場合に、前記加工ヘッド
の移動速度が設定されれば、前記治具座標系の各軸の単
位ベクトルに基づいて、前記移動速度を前記絶対座標の
ｘ成分、ｙ成分及びｚ成分に分解し、前記加工ヘッドを
前記絶対座標の各軸の方向にそれぞれ前記各成分を分解
した速度で同時に移動させ、前記治具座標系の各軸に沿
わせて前記移動速度で移動させる移動手段を有する請求
項１記載のレーザ加工装置。