JP3031985B2 - レーザ加工機の制御装置 - Google Patents

レーザ加工機の制御装置

Info

Publication number
JP3031985B2
JP3031985B2 JP2259850A JP25985090A JP3031985B2 JP 3031985 B2 JP3031985 B2 JP 3031985B2 JP 2259850 A JP2259850 A JP 2259850A JP 25985090 A JP25985090 A JP 25985090A JP 3031985 B2 JP3031985 B2 JP 3031985B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
axis
torch
processing
stylus
nozzle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2259850A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04138886A (ja
Inventor
良久 山岡
稔 田代
正樹 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamazaki Mazak Corp
Original Assignee
Yamazaki Mazak Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamazaki Mazak Corp filed Critical Yamazaki Mazak Corp
Priority to JP2259850A priority Critical patent/JP3031985B2/ja
Publication of JPH04138886A publication Critical patent/JPH04138886A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3031985B2 publication Critical patent/JP3031985B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

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の制御装置に関する。
[従来の技術] レーザ加工機は、水平面内に配設するテーブルと、テ
ーブルに対して垂直に配設するレーザトーチとを備え、
テーブル上に載置するワークとトーチの相対位置は、テ
ーブル平面上で直交する2軸(X軸,Y軸)と、トーチの
軸線に平行な1軸(Z軸)に沿つてNC装置によつて制御
される。例えば、板状のワークを加工する場合には、テ
ーブル上に載置したワーク上にトーチを近接させ、トー
チ先端のノズルから照射されるレーザビームの焦点をワ
ーク表面近傍に合せて加工を施す。
レーザビームの焦点位置とワーク表面との距離は、加
工条件により異なり、また、加工条件に合わせてノズル
からアシストガスを噴射して加工を助成する。
加工個所においては、ノズルの先端からワーク表面ま
でのZ軸方向の距離を正確に設定する必要がある。ま
た、加工中一定に保つ必要があるが、板状のワークのそ
り等によつて寸法の誤差が生ずる場合がある。
そこで、トーチに一体に倣い装置を設けて、倣い装置
によりワーク表面を検知し、トーチ先端のノズルとワー
クの間隙を制御し、一定に保つ装置が提案されている。
倣い装置は、ワーク表面を検知するスタイラスを備
え、ノズルをワーク表面近傍に位置決めする際に、ワー
ク表面のZ軸方向の位置を検知してノズルをワーク表面
上の所定の高さ位置まで下降させ、また、加工中も常時
ワーク表面に倣うことでノズルとワークの関隙を一定に
保つ機能を有する。
[発明が解決しようとする課題] 第4図は、ノズルのZ軸方向の位置制御を示す説明図
である。
点P0は、トーチ10のノズル12の先端の原点位置を示
し、点P0のテーブル100の表面からのZ軸方向の距離Z0
は予め与えられる。テーブル100上に載せられたワーク1
10の厚さ寸法(Z軸方向の高さ)も加工条件として与え
られる。
ワーク110の第1の加工始点を点P3とすると、原点位
置P0にあるノズル12の先端を第1の加工始点P3まで移動
する必要がある。
従来、このプログラムは、第1の加工始点P3のX座
標、Y座標を与えて、ノズルを点P3の直上の点P1まで経
路S1により早送りし、次に、Z座標を与えて、ノズルを
点P3の所定の上空に設定する倣い開始位置P2まで経路S2
に沿つて早下降させる。この位置で、倣い装置をオンに
してスタイラスを下降させてワーク表面を検知し、その
後は倣い装置に制御されて経路S3に沿つてノズルを第1
の加工始点P3まで下降させる。
この移動をアプローチと称するが、アプローチ完了後
にレーザ加工はスタートし、NC制御により第1の加工の
終点P4まで加工を実行する。通常、加工中は倣い装置を
オンにしておき、ワークの表面高さの変化に対応する。
第1の加工を完了すると、倣い装置をオフにしてスタ
イラスを上昇させ、ノズルをZ軸に沿つて経路S5を上昇
させて、逃げ位置P5まで逃がす。
所定の逃げ位置P5までノズルが上昇すると、次に、第
2の加工始点P7までのアプローチのプログラムを与え
る。
このプログラムは、第1の加工始点までのアプローチ
と同様であつて、まず、第2の加工始点のX座標、Y座
標を与えて、ノズルを第2の加工始点の直上位置P4まで
S1を早送りする。次いで、ノズルをZ軸上の倣い開始位
置P6まで経路S2に沿つて早下降させ、その後、倣い送り
によつて第2の加工始点P7まで案内する。
従来の制御装置にあつては、経路S1で示すX座標,Y座
標の指定と、これに次ぐ経路S2のZ軸の倣い開始位置ま
での指定を加工位置毎にくり返してプログラムする必要
があり、プログラムに工数を要した。
また、ノズルの移動も、たとえワーク上に干渉する物
がなくても、逃げ位置まで経路S5を上昇し、次の加工位
置までの経路S1,S2のアプローチをくり返す等、アプロ
ーチの動線が長く、アプローチに要する時間がかかると
いつた不具合があつた。
そこで本発明は上述した従来の不具合を解消する制御
装置を提供するものである。
[課題を解決するための手段] 本発明のレーザ加工機の制御装置は、プログラム時間
・加工時間の短縮を達成する為に、倣い動作中の各動作
をいちいちプログラム指令することなく、補助機能手段
により、種々な動作・パターンを選択しうるように体系
づけることにより、倣い開始装置へのアプローチ、加工
終了後の倣い逃げ動作等の選択を可能とするものであ
る。
[作用] 補助機能手段の作動を選択すると、トーチは通常の動
作経路より短縮された経路を通つて目標位置まで移動し
たり、倣い装置を不作動にした状態で加工を行なう。
[実施例] 以下、図面に基いて本発明の実施例を説明する。
第1図は、本発明を実施する倣い装置付のレーザ加工
機の制御装置の概要を示す。
レーザ加工機は、レーザビームとアシストガスを先端
のノズル12から放射するトーチ10と、テーブル100を備
える。テーブル100はベツド上に摺動自在に支持され、
例えば、長手方向であるX軸に沿つて制御される。トー
チ10は、テーブル上方に配設したコラムに案内されるサ
ドルにとりつけられてY軸に沿つて制御される。さら
に、トーチ10はサドルに対してテーブルに対して垂直軸
であるZ軸に沿つて制御される。
NC制御装置60は、3個のサーボ制御装置70,72,74を有
し、第1のサーボ制御装置70はX軸のサーボ手段に出力
信号を送る。サーボ手段としては、例えば、サーボモー
タが利用される。
第2のサーボ制御装置72はY軸のサーボ手段に出力信
号を送り、第3のサーボ制御装置74は、ライン76を介し
てサーボモータ80へ出力信号を送る。
トーチ10は、サドル等によりZ軸方向に摺動自在に支
持される。トーチ10には送りナツト14を設け、送りネジ
82に螺合してある。送りネジには、例えば、ボールネジ
を採用する。コラム等の固定側にとりつけられたサーボ
モータ80は、ボールネジ82を回動し、ボールネジ82の回
転速度に応じた速度でトーチ10はZ軸に沿つて移動し、
ボールネジ82の回転量に応じた距離だけ変位する。
トーチ10には、ブラケツト30が固着され、ブラケツト
30内に倣い装置のスタイラス20が上下動自在に配設され
る。スタイラス20は、ブラケツト30内に摺動自在に支持
されるシヤフト部22と、シヤフト部22の下端部にとりつ
けた接触子24を有する。
第2図及び第3図は接触子24の詳細を示す。接触子は
半球状の形状を有し、中心部に円形の開口26を設けてあ
る。そして、開口26の中心がトーチ10のノズル12の中心
軸と一致するようにシヤフト部22にとりつけられる。
スタイラス20のシヤフト部22は、例えば、ソレノイド
50等の昇降手段によつて、Z軸に平行した軸に沿つて矢
印Nに示す方向に駆動可能に支えられている。
ソレノイド50は、ライン52を介してNC制御装置60に連
結される。ソレノイド50が付勢されると、シヤフト部22
は上方へ向けて付勢され、スタイラス20全体を引き上げ
る。第3図はスタイラス20が引き上げられた状態を示し
ており、接触子24は、その開口26がノズル12に嵌入し、
ノズル12の先端部12Aは接触子24を貫通して下方へ突出
する。
ソレノイド50を消勢すると、スタイラス20は自重で下
降する。必要に応じてスタイラスを下向きに付勢する手
段を設けてもよい。
ブラケツト30内にはスタイラスのシヤフト部22の変位
検知手段40が配設され、変位検知手段40からの電気信号
は、ライン42を介してNC制御装置60へ送られる。
スタイラスを下降させて、倣い制御が開始されると、
スタイラス20の矢印N方向の変位は、変位検知手段40に
より検知されてNC制御装置60へ送られる。この信号を受
けてNC制御装置60はZ軸のサーボ制御装置74へ指令を出
し、サーボ制御装置74の出力はサーボモータ80を移動し
てトーチ10をZ軸に沿つて移動させる。
第4図で、倣い制御開始位置P2にノズル12の先端が達
すると、スタイラス20を下降させ、ワーク110の表面に
接触させる。この状態からNC制御装置60はトーチ10を経
路S3に沿つて倣い速度で下降させ、スタイラス20の変位
を検知しつつ加工始点P3まで正確に案内する。
ワーク110の第1の加工始点P3から加工終点P4まで加
工を施す際に、スタイラス20の接触子24をワーク110の
表面に接触させた状態でノズル12とワーク110とを相対
移動させれば、ワーク110の表面に凹凸等があつても、
スタイラス20はこれを検知してトーチ10はスタイラスの
動きに倣う。したがつて、ノズル12の先端とワーク110
の表面は常に一定の間隙に維持される。
本発明は以上のような構成を有するレーザ加工機の制
御装置において、加工プログラム作成と加工時間を短縮
する補助機能手段を付加するものである。
すなわち、本発明により付加される第1の補助機能手
段は、第4図の経路S10で示すもので、プログラム上で
この補助機能を指定したときには、ノズル12の先端位置
は、原点P0から倣いアプローチ開始位置P2まで、X,Y,Z
軸が同時に制御されて、早送りされる。
この第1の補助機能によれば、従来の経路S1,S2をた
どるものに比べて最短距離を移動するので、アプローチ
に要する時間は大幅に短線される。もつとも、この補助
機能を指定する場合には、経路S10上に干渉物がないこ
とを確認することは当然に必要である。
倣い制御を開始するときのノズル先端の位置P2のZ軸
の座標位置は、 Z0−(Z1+Z2) で算出される。
ここで、 Z0:テーブル100の上面からZ軸の原点までの距離で、
機械により特定される。
Z1:ワーク110の厚さ寸法で、加工条件により与えられ
る。
Z2:スタイラス20を用いてノズルを案内する距離で、
パラメータとして指定される。
点P1,P2,P3のX座標,Y座標は同一であつて、この座標
は加工位置として与えられる。
したがつて、第1の補助機能を選択すれば、経路S10
は、自動的に演算されて直線的な経路が形成される。
第1の加工の終点P4からZ軸に沿つてノズルは上昇
し、逃げ位置P5に達し、その後にX軸,Y軸のみが制御さ
れる経路S1と、Z軸のみが制御される経路S2によつて第
2の倣いアプローチ開始位置P6までアプローチを行う。
このアプローチにおいても、第1の補助機能を指定す
ることによりX,Y,Z軸が同時制御され、2点を結ぶ直線
経路S10に沿つて早送りされ、アプローチ時間が短縮さ
れる。
次に、第2の補助機能手段は、第1の加工の終点から
第2の加工の始点までのアプローチ時間の短縮と、アプ
ローチのプログラムの簡素化を達成する。
第4図において、第1の加工は位置P3が始点であり、
位置P4が終点となる。加工終点P4に達すると、ノズル12
は逃げ位置P5まで上昇し、この位置P5から第2の加工の
始点P7まで、経路S1,S2又は経路S10を経由する早送りに
よるアプローチと、倣いアプローチ始点P6から加工始点
P7までの倣いアプローチ経路S3を経由して、第2の加工
始点P7に到達する。
第2の補助機能を指定すると、第1の加工終点P4に達
しても、ノズル12は上昇せず、レーザの照射とアシスト
ガスの噴射のみを停止する。そして、ノズル先端をワー
ク表面の直上に近接したままで、第2の加工始点P7まで
送る。
この際には、スタイラス20を下降して倣い制御をオン
とし、ワーク表面の変化に応じてノズルをZ軸に沿つて
制御する。この倣い制御を利用することにより、ノズル
12の先端がワーク表面に干渉することが防止できる。
この補助機能により指令される経路S20によれば、ノ
ズル12のZ軸方向の移動は必要なく、次の加工始点まで
のアプローチ時間を大幅に短縮することができる。
第5図は、例えばワーク110上に3個の穴H1,H2,H3
加工する場合を示している。
第1の穴H1と第2の穴H2との距離D1が長く、ノズル先
端が移動する経路K1上に部材等が配設されている場合に
は、第1の穴H1の加工終点から第2の穴H2の加工始点ま
での移動経路は、 (1)S5→S1→S2→S3 (2)S5→S10→S3 のいずれかを状況により選択する。
しかし、第2の穴H2と第3の穴のH3のように、位置が
近接していて、経路上に障害が無い場合には、 (1)S5→S1→S2→S3 (2)S5→S10→S3 の経路にかえて、 (3)S20 の経路により直接に第3の穴のH3の加工始点まで移動す
ることができる。
次に、本発明の第3の補助機能手段は、加工送り中
に、スタイラス20を引き上げる機能を発揮する。
第3図は、ノズル12の先端12Aが、ワーク110の表面11
0Aから所定の間隙Gを保つた状態で、スタイラスの接触
子24を非接触位置まで引き上げた状態を示す。
倣い装置付のレーザ加工機にあつては、加工中におい
ては、第2図に示すように、スタイラスを下降して倣い
装置をオンとし、接触子24がワーク110の表面110Aに接
触しつつ加工を行うのが一般的であるが、ワーク110の
材質によつては、表面110Aに接触子24の跡が残る場合が
ある。この跡の発生が望ましくない場合には、第3の補
助機能を指定して、倣い制御をオフとし、スタイラスを
引き上げる。
この場合には、加工中にノズルのZ軸位置はワーク表
面に倣うことができないので、ワーク表面の平坦度等を
事前に確認する必要がある。
第4図において、第1の加工始点P3から第1の加工終
点P4までの倣い加工送りを経路S4で示し、補助機能を作
動して倣い制御をオフとし、スタイラスを上昇させた状
態での加工送りを、第2の加工始点P7から第2の加工終
点P8までの経路S30として示す。
[発明の効果] 本発明は以上のように、トーチのZ軸方向の倣い装置
を備えたレーザ加工機にあつて、補助機能を発揮する制
御手段を付加することにより、加工時間を短縮し、プロ
グラム作成の工数を低減する効果を得ることができる。
すなわち、第1の補助機能手段は、加工始点の直上位
置に設定するZ軸方向の倣い開始位置までトーチを早送
りする際に、X軸,Y軸及びZ軸の3軸を同時に制御する
ものである。この機能を選択することにより、トーチを
現在地点から次の加工始点直上の倣い開始位置まで直線
的に早送りすることができ、時間を短縮し、プログラム
を容易にする。
第2の補助機能手段は、加工終点から次の加工始点ま
でトーチをZ軸方向に積極的に移動させることなく、送
るものである。この際に、倣い装置を作動させて、ワー
ク表面の凹凸に倣つてトーチをZ軸方向に従動させる。
したがつて、トーチとワークの表面との干渉は防止さ
れ、短縮経路で次の加工始点までトーチを送ることがで
きる。
第3の補助機能手段は、加工送り時に、倣い装置をオ
フとし、スタイラスをワーク表面から引き上げて加工を
施すものである。
この機能を選択することにより、スタイラスがワーク
表面と接触することがなくなり、ワーク表面に跡を残す
ことが防止される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施する倣い装置付のレーザ加工機の
制御装置を示す説明図、 第2図は倣い装置の作動状態を示す説明図、 第3図は倣い装置の非作動状態を示す説明図、 第4図はトーチのワークの移動経路を示す線図、 第5図はワーク上の加工個所を示す平面図である。 10……トーチ、12……ノズル 20……スタイラス、22……シヤフト部 24……接触子、30……ブラケツト 40……変位検知手段、50……ソレノイド 60……NC制御装置 70,72,74……サーボ制御装置 80……サーボモータ、82……ボールネジ 100……テーブル、110……ワーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 正樹 愛知県丹羽郡大口町大字小口字乗船1番 地 ヤマザキマザック株式会社本社工場 内 (56)参考文献 特開 昭63−33193(JP,A) 特開 昭59−127989(JP,A) 特開 平1−169608(JP,A) 特開 平1−170589(JP,A) 実開 昭62−179186(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 26/00 B23Q 35/04

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ワークを載置するテーブルと、テーブルに
    垂直に配設された先端にノズルを有するトーチと、テー
    ブル平面上で直交するX軸,Y軸及びトーチの軸線に沿う
    Z軸の3軸を制御するサーボ手段と、トーチに対してZ
    軸に沿つて移動自在に支持されたスタイラスと、スタイ
    ラスの昇降手段と、スタイラスの変位を検知する手段
    と、スタイラスからの信号に応じてトーチのZ軸上の位
    置を制御する倣い装置を備えたレーザ加工機の制御装置
    において、 トーチを第1の加工終点から第2の加工始点まで移動さ
    せる制御手段は、第1の加工終点に達したトーチをZ軸
    の上方に設定した逃げ位置まで移動させ、その後に第2
    の加工始点の直上に設定された倣い装置の作動開始位置
    まで移動させる制御手段に加えて、倣い装置を作動した
    状態で第1の加工終点から第2の加工始点までトーチを
    ワーク表面に倣つて移動させる補助機能手段を備えてな
    るレーザ加工機の制御装置。
JP2259850A 1990-09-27 1990-09-27 レーザ加工機の制御装置 Expired - Fee Related JP3031985B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2259850A JP3031985B2 (ja) 1990-09-27 1990-09-27 レーザ加工機の制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2259850A JP3031985B2 (ja) 1990-09-27 1990-09-27 レーザ加工機の制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04138886A JPH04138886A (ja) 1992-05-13
JP3031985B2 true JP3031985B2 (ja) 2000-04-10

Family

ID=17339847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2259850A Expired - Fee Related JP3031985B2 (ja) 1990-09-27 1990-09-27 レーザ加工機の制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3031985B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4433675A1 (de) * 1994-09-21 1996-03-28 Fraunhofer Ges Forschung Kompakter Laserbearbeitungskopf zur Lasermaterialbearbeitung
JP4639644B2 (ja) * 2004-05-26 2011-02-23 三菱電機株式会社 退避機能を備えた加工装置および退避方法
JP5308798B2 (ja) * 2008-12-01 2013-10-09 ファナック株式会社 レーザ加工装置
JP5201114B2 (ja) * 2009-10-07 2013-06-05 三菱電機株式会社 レーザ加工装置およびレーザ加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04138886A (ja) 1992-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9833857B2 (en) Method for teaching/testing a motion sequence of a welding robot, welding robot and control system for same
US6870130B2 (en) Laser machining method and apparatus therefor
JP5941108B2 (ja) 高速位置決め機能を有するレーザ加工装置
JP3031985B2 (ja) レーザ加工機の制御装置
JP4828374B2 (ja) レーザ加工装置
JP3722902B2 (ja) レーザ加工方法及び装置
JP3944718B2 (ja) 物品加工装置
JPH09277070A (ja) レーザ加工ヘッドの衝突防止方法及び装置
JP3077263B2 (ja) 加工具の刃先位置検出装置
JP2641476B2 (ja) 自動加工台装置
US20190134768A1 (en) Method and apparatus for water jet cutting standoff height
JPH01252399A (ja) 高圧流体噴射を用いた加工装置
JPH10328868A (ja) レーザ加工方法およびその装置
JPH0245953B2 (ja)
JP4287958B2 (ja) レーザ加工機におけるノズルの衝突防止方法及びその装置
JPH09204213A (ja) レーザ加工方法及びレーザ加工機
JP2003236691A (ja) 熱切断加工機及び熱切断加工方法
JPH0452094A (ja) レーザ加工機
JPH05220650A (ja) 板材加工機の倣い制御装置
JPS6390380A (ja) レ−ザ加工装置
JPS5828441A (ja) 自走式切削加工機
JPH01252398A (ja) 部材の切断制御装置
JPH10137963A (ja) レ−ザ加工機ト−チ軸のならい制御方法
JPS5828026B2 (ja) 自動溶接装置
JP2000343255A (ja) レーザ加工方法及びその装置

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080210

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090210

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100210

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees