JP2872709B2 - レーザ加工機用数値制御装置 - Google Patents
レーザ加工機用数値制御装置Info
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- JP2872709B2 JP2872709B2 JP1265401A JP26540189A JP2872709B2 JP 2872709 B2 JP2872709 B2 JP 2872709B2 JP 1265401 A JP1265401 A JP 1265401A JP 26540189 A JP26540189 A JP 26540189A JP 2872709 B2 JP2872709 B2 JP 2872709B2
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- laser
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、レーザ加工機用数値制御装置に関するもの
である。
である。
従来の技術 従来の倣いセンサまたはギヤツプセンサを利用して加
工面とトーチ先端との距離を一定に保ちながらレーザ加
工を行うレーザ加工機の例を第２図に示す。第２図にお
いて、レーザ加工機用数値制御装置（以下レーザ用NCと
いう）１は入力された加工プログラムに従い、レーザ発
振器２に出力指令を行うとともに、テーブル駆動サーボ
モータ３を駆動し、テーブル４を移動させる。レーザ発
振器２より発生したレーザ光５は反射ミラー６およびト
ーチ７に内蔵された集光レンズ８を介して被加工物９に
照射され、加工が行われる。このとき集光レンズ８の焦
点位置と被加工物９とを一定に保つため倣いセンサまた
はギヤツプセンサ10から出力されるアナログ入力信号を
アナログデジタル変化部11によりデジタル変位量に変換
し、レーザ用NC1の位置制御部に取込み、トーチ駆動サ
ーボモータ12によりトーチ案内スクリュー13を駆動し、
トーチ７の上下位置の調節が行なわれる。14はトーチ位
置検出器、15はテーブル位置検出器15である。
工面とトーチ先端との距離を一定に保ちながらレーザ加
工を行うレーザ加工機の例を第２図に示す。第２図にお
いて、レーザ加工機用数値制御装置（以下レーザ用NCと
いう）１は入力された加工プログラムに従い、レーザ発
振器２に出力指令を行うとともに、テーブル駆動サーボ
モータ３を駆動し、テーブル４を移動させる。レーザ発
振器２より発生したレーザ光５は反射ミラー６およびト
ーチ７に内蔵された集光レンズ８を介して被加工物９に
照射され、加工が行われる。このとき集光レンズ８の焦
点位置と被加工物９とを一定に保つため倣いセンサまた
はギヤツプセンサ10から出力されるアナログ入力信号を
アナログデジタル変化部11によりデジタル変位量に変換
し、レーザ用NC1の位置制御部に取込み、トーチ駆動サ
ーボモータ12によりトーチ案内スクリュー13を駆動し、
トーチ７の上下位置の調節が行なわれる。14はトーチ位
置検出器、15はテーブル位置検出器15である。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、第３図のレーザ加工説明図に示される
ように、トーチ７が（ａ）から（ｂ）に移動したとき
に、被加工物９のそり、曲り、あるいは形状によりトー
チ７の先端と被加工物９との勾配が急になつた場合に
は、板厚が見掛け上厚くなつたのと同じなり、同一の加
工条件では加工不良を発生していた。特に倣いの方法が
接触式の場合は更に焦点位置の変化も加わり、同一の加
工条件ではドロス付着や切断不良などの加工不良を発生
していた。
ように、トーチ７が（ａ）から（ｂ）に移動したとき
に、被加工物９のそり、曲り、あるいは形状によりトー
チ７の先端と被加工物９との勾配が急になつた場合に
は、板厚が見掛け上厚くなつたのと同じなり、同一の加
工条件では加工不良を発生していた。特に倣いの方法が
接触式の場合は更に焦点位置の変化も加わり、同一の加
工条件ではドロス付着や切断不良などの加工不良を発生
していた。
以上のような問題点があるが、一方、このレーザ用NC
では、同時に、第４図に示すように、以下のような数値
が物理的に存在している。すなわち、加工上の板厚であ
り、この値について第４図を用いて説明する。いま、前
回計測位置をとし、今回計測位置をとしたとき、位
置から位置へのトーチ移動方向のベクトル移動量を
Δｌとし、その間の被加工物９に対するトーチ７の相対
遠近移動量をΔｈとすると、移動に対する勾配θは次の
ようにあらわせる。
では、同時に、第４図に示すように、以下のような数値
が物理的に存在している。すなわち、加工上の板厚であ
り、この値について第４図を用いて説明する。いま、前
回計測位置をとし、今回計測位置をとしたとき、位
置から位置へのトーチ移動方向のベクトル移動量を
Δｌとし、その間の被加工物９に対するトーチ７の相対
遠近移動量をΔｈとすると、移動に対する勾配θは次の
ようにあらわせる。
また、被加工物９の板厚をｔとすると、加工上の板厚
ｘは次のようにあらわせる。
ｘは次のようにあらわせる。
（１）式と（２）式より ただしt :被加工物の板厚 x :被加工物の加工上の板厚 Δl:前回計測位置から今回計測までのテーブル移
動方向のベクトル移動量 Δh:トーチの相対遠近移動量 これを利用して、本発明では、レーザ加工機用NCの移
動に対する加工上の板厚の変化であるx/tを演算し、そ
れによつてレーザ発振器のパワー出力、出力周波数、デ
ユーテイを制御することによつてレーザ加工を円滑に行
なわせることのできるレーザ加工機用数値制御装置を提
供することを目的とするものである。
動方向のベクトル移動量 Δh:トーチの相対遠近移動量 これを利用して、本発明では、レーザ加工機用NCの移
動に対する加工上の板厚の変化であるx/tを演算し、そ
れによつてレーザ発振器のパワー出力、出力周波数、デ
ユーテイを制御することによつてレーザ加工を円滑に行
なわせることのできるレーザ加工機用数値制御装置を提
供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するために、本発明のレーザ加工機用
数値制御装置は、NCコードをテーブル位置制御データと
トーチ位置制御データ及びレーザ出力値に区分して出力
する位置・レーザ司令部と、被加工物とトーチ先端との
位置を検出し、かつこの位置とNCコードで指示される制
御位置との差を示すトーチ位置変化量を算出するトーチ
位置検出部と、前記トーチ位置検出部によって算出した
トーチ位置変化量を被加工物とトーチ先端との距離を一
定に保つために位置制御データに変換し、これを、前記
NCコードで指令されたトーチ位置制御データに重畳し
て、トーチをその位置が変化するように駆動するための
サーボモータに出力する速度指令部と、テーブルの位置
制御にともない前記トーチ位置検出部によって算出した
前記トーチ位置変化量に基づいて、加工上の板厚を演算
する板厚演算部と、前記位置・レーザ指令部からのレー
ザ出力値に前記板厚演算部からの加工上の板厚の変化分
を重畳したデータに基づいて、レーザ発振器の出力制御
を行なうレーザ制御部とを具備したものである。
数値制御装置は、NCコードをテーブル位置制御データと
トーチ位置制御データ及びレーザ出力値に区分して出力
する位置・レーザ司令部と、被加工物とトーチ先端との
位置を検出し、かつこの位置とNCコードで指示される制
御位置との差を示すトーチ位置変化量を算出するトーチ
位置検出部と、前記トーチ位置検出部によって算出した
トーチ位置変化量を被加工物とトーチ先端との距離を一
定に保つために位置制御データに変換し、これを、前記
NCコードで指令されたトーチ位置制御データに重畳し
て、トーチをその位置が変化するように駆動するための
サーボモータに出力する速度指令部と、テーブルの位置
制御にともない前記トーチ位置検出部によって算出した
前記トーチ位置変化量に基づいて、加工上の板厚を演算
する板厚演算部と、前記位置・レーザ指令部からのレー
ザ出力値に前記板厚演算部からの加工上の板厚の変化分
を重畳したデータに基づいて、レーザ発振器の出力制御
を行なうレーザ制御部とを具備したものである。
作用 上記構成により、被加工物の加工上の板厚が変化して
も板厚の変化分に対応するレーザ出力を制御することが
でき、ドロス付着や切断不良といつた加工不良をなくす
ことが可能となつた。
も板厚の変化分に対応するレーザ出力を制御することが
でき、ドロス付着や切断不良といつた加工不良をなくす
ことが可能となつた。
実施例 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明のレーザ加工機用NCのレーザ制御部の
構成を示すブロツク図である。第１図において、16はNC
解析部よりのNCコードを、テーブル位置制御データおよ
びトーチ位置制御データからなる位置制御データとレー
ザ制御データとに区分して、これらのデータを実際に指
令する位置・レーザ指令部、17は位置・レーザ指令部16
の位置制御データとレーザ加工機のテーブルの位置およ
びトーチの位置を検出するトーチ位置検出部21により検
出された位置データに基づいてサーボモータ18へ速度デ
ータを出力する速度指令部、19は位置・レーザ指令部16
のレーザ制御データに基づいてレーザ発振器２のパワー
出力、出力周波数、デユーテイを制御するレーザ制御
部、20はトーチ位置検出部21により検出されたテーブル
位置とトーチ位置の変化から見掛けの板厚を演算する板
厚演算部である。
構成を示すブロツク図である。第１図において、16はNC
解析部よりのNCコードを、テーブル位置制御データおよ
びトーチ位置制御データからなる位置制御データとレー
ザ制御データとに区分して、これらのデータを実際に指
令する位置・レーザ指令部、17は位置・レーザ指令部16
の位置制御データとレーザ加工機のテーブルの位置およ
びトーチの位置を検出するトーチ位置検出部21により検
出された位置データに基づいてサーボモータ18へ速度デ
ータを出力する速度指令部、19は位置・レーザ指令部16
のレーザ制御データに基づいてレーザ発振器２のパワー
出力、出力周波数、デユーテイを制御するレーザ制御
部、20はトーチ位置検出部21により検出されたテーブル
位置とトーチ位置の変化から見掛けの板厚を演算する板
厚演算部である。
上記構成において、トーチ位置検出部21からの出力に
より、板厚演算部20はトーチ７のベクトル移動量Δｌと
トーチ７の相対遠近移動量Δｈを計測し、トーチ７の先
端と被加工物９とのギヤツプを一定に保つと同時に
（３）式により加工上の板厚の変化であるx/tを演算
し、x/tの比によつてレーザ制御部18のパワー出力、出
力周波数、デユーテイの比率を連続的に変化させてレー
ザ発振器２を制御し、最適なレーザ加工を行なわせる。
また、加工上の板厚の変化が大きいときはガス圧を制御
することも有効な手段である。
より、板厚演算部20はトーチ７のベクトル移動量Δｌと
トーチ７の相対遠近移動量Δｈを計測し、トーチ７の先
端と被加工物９とのギヤツプを一定に保つと同時に
（３）式により加工上の板厚の変化であるx/tを演算
し、x/tの比によつてレーザ制御部18のパワー出力、出
力周波数、デユーテイの比率を連続的に変化させてレー
ザ発振器２を制御し、最適なレーザ加工を行なわせる。
また、加工上の板厚の変化が大きいときはガス圧を制御
することも有効な手段である。
発明の効果 以上のように、本発明のレーザ加工機用NCによれば、
板厚演算機能およびレーザ制御機能を使用することによ
り特別な判定条件を必要とする加工プログラムが不要と
なり、通常入力のままで最適レーザ加工を行うことがで
きるため、その工業的利用価値は大なるものがある。
板厚演算機能およびレーザ制御機能を使用することによ
り特別な判定条件を必要とする加工プログラムが不要と
なり、通常入力のままで最適レーザ加工を行うことがで
きるため、その工業的利用価値は大なるものがある。
第１図は本発明の一実施例のレーザ加工機用数値制御装
置のブロツク構成図、第２図はレーザ加工機の一例を示
す構成図、第３図はレーザ加工の説明図、第４図は板厚
変化の説明図である。 １……レーザ加工機用数値制御装置（レーザ用NC）、２
……レーザ発振器、３……テーブル駆動サーボモータ、
４……テーブル、５……レーザ光、７……トーチ、９…
…被加工物、10……倣いセンサまたはギヤツプセンサ、
12……トーチ駆動サーボモータ、13……トーチ案内スク
リユー、14……トーチ位置検出器、15……テーブル位置
検出器、16……位置・レーザ指令部、17……速度指令
部、18……サーボモータ、18……レーザ制御部、20……
板厚演算部、21……トーチ位置検出部。
置のブロツク構成図、第２図はレーザ加工機の一例を示
す構成図、第３図はレーザ加工の説明図、第４図は板厚
変化の説明図である。 １……レーザ加工機用数値制御装置（レーザ用NC）、２
……レーザ発振器、３……テーブル駆動サーボモータ、
４……テーブル、５……レーザ光、７……トーチ、９…
…被加工物、10……倣いセンサまたはギヤツプセンサ、
12……トーチ駆動サーボモータ、13……トーチ案内スク
リユー、14……トーチ位置検出器、15……テーブル位置
検出器、16……位置・レーザ指令部、17……速度指令
部、18……サーボモータ、18……レーザ制御部、20……
板厚演算部、21……トーチ位置検出部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 修 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23K 26/00 G05B 19/18
Claims (1)
- 【請求項１】NCコードをテーブル位置制御データとトー
チ位置制御データ及びレーザ出力値に区分して出力する
位置・レーザ司令部と、被加工物とトーチ先端との位置
を検出し、かつこの位置とNCコードで指示される制御位
置との差を示すトーチ位置変化量を算出するトーチ位置
検出部と、前記トーチ位置検出部によって算出したトー
チ位置変化量を被加工物とトーチ先端との距離を一定に
保つために位置制御データに変換し、これを、前記NCコ
ードで指令されたトーチ位置制御データに重畳して、ト
ーチをその位置が変化するように駆動するためのサーボ
モータに出力する速度指令部と、テーブルの位置制御に
ともない前記トーチ位置検出部によって算出した前記ト
ーチ位置変化量に基づいて、加工上の板厚を演算する板
厚演算部と、前記位置・レーザ指令部からのレーザ出力
値に前記板厚演算部からの加工上の板厚の変化分を重畳
したデータに基づいて、レーザ発振器の出力制御を行な
うレーザ制御部とを具備したことを特徴とするレーザ加
工機用数値制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1265401A JP2872709B2 (ja) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | レーザ加工機用数値制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1265401A JP2872709B2 (ja) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | レーザ加工機用数値制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03128182A JPH03128182A (ja) | 1991-05-31 |
| JP2872709B2 true JP2872709B2 (ja) | 1999-03-24 |
Family
ID=17416655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1265401A Expired - Fee Related JP2872709B2 (ja) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | レーザ加工機用数値制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2872709B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9403238B2 (en) | 2011-09-21 | 2016-08-02 | Align Technology, Inc. | Laser cutting |
| JP6636753B2 (ja) | 2015-09-03 | 2020-01-29 | ファナック株式会社 | 姿勢による加工条件制御が可能な数値制御装置 |
| CN112975164B (zh) * | 2021-04-29 | 2021-08-13 | 湖南大捷智能装备有限公司 | 一种激光切割方法及激光切割平台 |
-
1989
- 1989-10-12 JP JP1265401A patent/JP2872709B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03128182A (ja) | 1991-05-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |