JP3035366B2 - レーザ加工機の数値制御方法 - Google Patents
レーザ加工機の数値制御方法Info
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- JP3035366B2 JP3035366B2 JP3037773A JP3777391A JP3035366B2 JP 3035366 B2 JP3035366 B2 JP 3035366B2 JP 3037773 A JP3037773 A JP 3037773A JP 3777391 A JP3777391 A JP 3777391A JP 3035366 B2 JP3035366 B2 JP 3035366B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ加工機の制御方
法に関する。
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図９はレーザ加工機のプログラム座標を
示す。レーザ加工機は、Ｘ軸，Ｙ軸に沿って移動するテ
ーブル１０と、Ｚ軸に配設するトーチ２０を備え、レー
ザビームの焦点をテーブル１０上の加工物の表面近傍に
合わせて、切削等の加工を施す。Ｘ軸，Ｙ軸に沿う切削
経路は、直線、曲線等を含む複雑な経路を選択すること
ができるが、鋭角なコーナ部等の加工においては、コー
ナ部に照射されるレーザによる熱エネルギ密度が高くな
り、溶融やバーニング等の不具合の原因となることがあ
る。この不具合を避けるためには、ＮＣの加工プログラ
ムを作成する際に、鋭角部を発見し、この鋭角部に対応
する送り速度の低減や出力の低下を指令する必要があ
る。しかしながら、切削経路毎に加工条件を変更するこ
とは、プログラミングを複雑かつ困難なものとする。
示す。レーザ加工機は、Ｘ軸，Ｙ軸に沿って移動するテ
ーブル１０と、Ｚ軸に配設するトーチ２０を備え、レー
ザビームの焦点をテーブル１０上の加工物の表面近傍に
合わせて、切削等の加工を施す。Ｘ軸，Ｙ軸に沿う切削
経路は、直線、曲線等を含む複雑な経路を選択すること
ができるが、鋭角なコーナ部等の加工においては、コー
ナ部に照射されるレーザによる熱エネルギ密度が高くな
り、溶融やバーニング等の不具合の原因となることがあ
る。この不具合を避けるためには、ＮＣの加工プログラ
ムを作成する際に、鋭角部を発見し、この鋭角部に対応
する送り速度の低減や出力の低下を指令する必要があ
る。しかしながら、切削経路毎に加工条件を変更するこ
とは、プログラミングを複雑かつ困難なものとする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明はプログラム中
に特別のコードを用意しておくことにより、切削経路の
任意の箇所でエネルギ密度を低減し、従来の不具合を解
消する制御方法を提供する。
に特別のコードを用意しておくことにより、切削経路の
任意の箇所でエネルギ密度を低減し、従来の不具合を解
消する制御方法を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】プログラム作成のために
用意される第１のコードは、加工条件の変更を指令する
コードであり、第２のコードは加工条件の変更の解除を
指令するコードである。第１のコードで変更される加工
条件の要件は、レーザ出力、レーザ周波数、レーザデュ
ーティ比、アシストガス圧である。加工プログラム中に
第１のコードと第２のコードを挿入することにより、第
１のコードと第２のコードとの間で、軸速度に応じてレ
ーザ出力等を低減し、良好な切削条件を得る。
用意される第１のコードは、加工条件の変更を指令する
コードであり、第２のコードは加工条件の変更の解除を
指令するコードである。第１のコードで変更される加工
条件の要件は、レーザ出力、レーザ周波数、レーザデュ
ーティ比、アシストガス圧である。加工プログラム中に
第１のコードと第２のコードを挿入することにより、第
１のコードと第２のコードとの間で、軸速度に応じてレ
ーザ出力等を低減し、良好な切削条件を得る。
【０００５】
【実施例】図１は、本発明を実施する制御装置のダイア
グラムである。主制御部１００は、ライン１１０を介し
てキーボード１２０に連結され、キーボード１２０を利
用してオペレータは加工プログラムの入力、操作を実行
する。入力された加工プログラムは、加工プログラムメ
モリ１３０に書き込まれる。ライン１１０に連結される
パラメータメモリ１４０は、各種のパラメータを記憶
し、軸制御部１５０は、主制御部１００から送られてく
る動作指令に基いて、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の移動を制御す
る。レーザ発振器制御部１６０は、レーザ発振器を制御
し、システムプログラムメモリ１７０は、レーザ加工機
全体の制御プログラムを記憶する。加工制御部１８０
は、トーチ先端の加工部の動作を制御する。キーボード
１２０等から入力される加工プログラムには、種々のコ
ードが用意され、コードの指示によりレーザ加工機の各
要素は規定された動作を実行する。
グラムである。主制御部１００は、ライン１１０を介し
てキーボード１２０に連結され、キーボード１２０を利
用してオペレータは加工プログラムの入力、操作を実行
する。入力された加工プログラムは、加工プログラムメ
モリ１３０に書き込まれる。ライン１１０に連結される
パラメータメモリ１４０は、各種のパラメータを記憶
し、軸制御部１５０は、主制御部１００から送られてく
る動作指令に基いて、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の移動を制御す
る。レーザ発振器制御部１６０は、レーザ発振器を制御
し、システムプログラムメモリ１７０は、レーザ加工機
全体の制御プログラムを記憶する。加工制御部１８０
は、トーチ先端の加工部の動作を制御する。キーボード
１２０等から入力される加工プログラムには、種々のコ
ードが用意され、コードの指示によりレーザ加工機の各
要素は規定された動作を実行する。
【０００６】図２は実際の加工プログラムに使用される
コードと、そのコードに対応する動作を示す。Ｎ１のＧ
９２Ｘ０．Ｙ０．は、座標系の基準点を指令するもの
で、トーチの位置が基準点と一致する。Ｎ２のＧ００Ｘ
０．Ｙ０．は、トーチを加工開始点へ早送りして、位置
決めをする指令である。Ｎ３のＭ２０は、レーザのシャ
ッターを開き、レーザ放電を可能な状態とする。Ｎ４の
Ｇ８２ Ｐ５００ Ｑ２５０ Ｒ２５は、レーザの出力
を指令するコードで、例えば、ピアシングの出力を設定
する。Ｐはレーザ出力、Ｑは周波数、Ｒはデューティ比
を与える。Ｎ５のＭ３２は、トーチ２０のＺ軸方向の倣
い制御をオンにする。トーチ２０の先端は、ワーク表面
との間に常時一定の間隔を有する必要がある。そこで、
トーチ２０に倣い装置を装備して、ワーク表面に接触子
（スタイラス）を降し、ワーク表面に倣ってトーチのＺ
軸方向の位置を制御する。Ｎ６のＧ８８ Ｐ２０ Ｍ５
６は、アシストガスの設定を指令する。Ｎ７のＭ２２
は、レーザ放電の開始を指令する。Ｎ８のＧ０４ Ｘ
０．５はピアシングのドウェルを指令する。Ｘ０．５
は、０．５秒間のドウェル時間を与える。Ｎ９のＧ８２
Ｐ１０００ Ｑ５００ Ｒ１００ Ｃ１０ Ｆ３００
０は、送り速度がＦ３０００時の、レ−ザ出力、周波数
デュ−ティ比、アシストガス圧をＧ８２の指令で与えら
れる高出力指令値に指示するものである。Ｐはレーザ出
力（ワット）、Ｑは周波数（ヘルツ）、Ｒはデューティ
比（１００％）、Ｃはアシストガス圧（１気圧）、Ｆは
速度（ミリメートル／分）を示す。Ｎ１０のＧ８１ Ｐ
６００ Ｑ５０ Ｒ５ Ｃ３０は、本発明の制御手段が
用意する指令であって、レーザ出力、周波数、デュ−テ
イ比、アシストガス圧をＧ８１の指令で与えられる低出
力指令値まで低減させる指令（ランピング指令）を与え
る。このコードにおいては、Ｐ，Ｑ，Ｒ、Ｃの値は実速
度に応じて自動的に演算されるが、レーザ出力は６００
ワット、周波数は５０ヘルツ、デューティ比は５％、ア
シストガス圧は３気圧に設定される場合を示す。Ｎ１１
のＧ０１Ｘ ．Ｙ ．は、Ｘ軸，Ｙ軸の移動を指令し、
Ｎ１０でスタートしたランピング状態における軸移動を
指令する。以下、順次に移動指令を与えることによって
ランピング状態での軸移動が実行される。例えば、鋭角
のコーナ部の通過経路を与えることにより、過剰な熱エ
ネルギを照射することなく、コーナ部の良好な切削加工
を施すことができる。Ｎ２０のＧ８３は、Ｇ８１で指令
したランピングのキャンセルを指令する。したがって、
コードＧ８１とＧ８３の間のプログラムは、レーザ出力
を低減したランピング状態で実行されることになる。コ
ードＧ８１を与える場合としては、鋭角のコーナ部をは
じめとして、軸速度が低下する加工箇所のいずれにも適
用することができる。以下、コードＧ８１を与えるだけ
で、実移動速度に応じたランピング条件が自動的に設定
される。したがって、プログラム作成時に、パワーラン
ピングが必要と判断される軸移動指令コードの前後に、
コードＧ８１とＧ８３を挿入することで、良好な切削を
達成するプログラムを容易に作成することができる。
コードと、そのコードに対応する動作を示す。Ｎ１のＧ
９２Ｘ０．Ｙ０．は、座標系の基準点を指令するもの
で、トーチの位置が基準点と一致する。Ｎ２のＧ００Ｘ
０．Ｙ０．は、トーチを加工開始点へ早送りして、位置
決めをする指令である。Ｎ３のＭ２０は、レーザのシャ
ッターを開き、レーザ放電を可能な状態とする。Ｎ４の
Ｇ８２ Ｐ５００ Ｑ２５０ Ｒ２５は、レーザの出力
を指令するコードで、例えば、ピアシングの出力を設定
する。Ｐはレーザ出力、Ｑは周波数、Ｒはデューティ比
を与える。Ｎ５のＭ３２は、トーチ２０のＺ軸方向の倣
い制御をオンにする。トーチ２０の先端は、ワーク表面
との間に常時一定の間隔を有する必要がある。そこで、
トーチ２０に倣い装置を装備して、ワーク表面に接触子
（スタイラス）を降し、ワーク表面に倣ってトーチのＺ
軸方向の位置を制御する。Ｎ６のＧ８８ Ｐ２０ Ｍ５
６は、アシストガスの設定を指令する。Ｎ７のＭ２２
は、レーザ放電の開始を指令する。Ｎ８のＧ０４ Ｘ
０．５はピアシングのドウェルを指令する。Ｘ０．５
は、０．５秒間のドウェル時間を与える。Ｎ９のＧ８２
Ｐ１０００ Ｑ５００ Ｒ１００ Ｃ１０ Ｆ３００
０は、送り速度がＦ３０００時の、レ−ザ出力、周波数
デュ−ティ比、アシストガス圧をＧ８２の指令で与えら
れる高出力指令値に指示するものである。Ｐはレーザ出
力（ワット）、Ｑは周波数（ヘルツ）、Ｒはデューティ
比（１００％）、Ｃはアシストガス圧（１気圧）、Ｆは
速度（ミリメートル／分）を示す。Ｎ１０のＧ８１ Ｐ
６００ Ｑ５０ Ｒ５ Ｃ３０は、本発明の制御手段が
用意する指令であって、レーザ出力、周波数、デュ−テ
イ比、アシストガス圧をＧ８１の指令で与えられる低出
力指令値まで低減させる指令（ランピング指令）を与え
る。このコードにおいては、Ｐ，Ｑ，Ｒ、Ｃの値は実速
度に応じて自動的に演算されるが、レーザ出力は６００
ワット、周波数は５０ヘルツ、デューティ比は５％、ア
シストガス圧は３気圧に設定される場合を示す。Ｎ１１
のＧ０１Ｘ ．Ｙ ．は、Ｘ軸，Ｙ軸の移動を指令し、
Ｎ１０でスタートしたランピング状態における軸移動を
指令する。以下、順次に移動指令を与えることによって
ランピング状態での軸移動が実行される。例えば、鋭角
のコーナ部の通過経路を与えることにより、過剰な熱エ
ネルギを照射することなく、コーナ部の良好な切削加工
を施すことができる。Ｎ２０のＧ８３は、Ｇ８１で指令
したランピングのキャンセルを指令する。したがって、
コードＧ８１とＧ８３の間のプログラムは、レーザ出力
を低減したランピング状態で実行されることになる。コ
ードＧ８１を与える場合としては、鋭角のコーナ部をは
じめとして、軸速度が低下する加工箇所のいずれにも適
用することができる。以下、コードＧ８１を与えるだけ
で、実移動速度に応じたランピング条件が自動的に設定
される。したがって、プログラム作成時に、パワーラン
ピングが必要と判断される軸移動指令コードの前後に、
コードＧ８１とＧ８３を挿入することで、良好な切削を
達成するプログラムを容易に作成することができる。
【０００７】図３は、制御処理のフローを示す。ステッ
プ１０００でスタートした制御処理は、ステップ１０１
０で移動プログラムのデータを読み取る。ステップ１０
２０では、読み取った移動プログラム内にコードＧ８１
で示されるランピングモ−ドの有無が判断される。ラン
ピングモ−ドでなければ、ステップ１０３０へ進み、軸
移動指令が実行される。ステップ１０４０で移動完了が
確認されると、ステップ１１５０へ進む。ランピングモ
−ドである場合には、ステップ１１００へ進み、軸移動
指令が実行されるとともに、ステップ１１１０で移動の
実速度が読み取られる。この実速度に基いて、ステップ
１１２０でランピングの加工条件が演算される。すなわ
ち、ランピング状態において、レーザ出力Ｐは、高出力
指令値と低出力指令値の差の値に最高速度に対する実速
度の比を掛けて算出した値に、低出力指令値を加えたも
の。レーザ周波数Ｑは、高周波数指令値と低周波数指令
値の差の値に最高速度に対する実速度の比を掛けて算出
した値に、低周波数指令値を加えたもの。レーザデュー
ティ比Ｒは、高デューティ比指令値と低デューティ比指
令値の差の値に最高速度に対する実速度の比を掛けて算
出した値に、低デューティ比指令値を加えたもの。アシ
ストガス圧Ｃは、高ガス圧指令値と低ガス圧指令値の差
の値に最高速度に対する実速度の比を掛けて算出した値
に、低ガス圧指令値をくわえたもの。として各指令値が
演算される。ステップ１１３０では、レーザ出力、周波
数、デュ−テイ比及びアシストガス圧力がステップ１１
２０で演算された値に設定される。ステップ１１４０で
は、移動の完了が確認され、ステップ１１５０で次プロ
グラムの有無が判断される。次プログラムが有れば、ス
テップ１０１０へ戻って以上の工程をくり返し、次プロ
グラムが無ければ、ステップ１１６０で処理を終了す
る。
プ１０００でスタートした制御処理は、ステップ１０１
０で移動プログラムのデータを読み取る。ステップ１０
２０では、読み取った移動プログラム内にコードＧ８１
で示されるランピングモ−ドの有無が判断される。ラン
ピングモ−ドでなければ、ステップ１０３０へ進み、軸
移動指令が実行される。ステップ１０４０で移動完了が
確認されると、ステップ１１５０へ進む。ランピングモ
−ドである場合には、ステップ１１００へ進み、軸移動
指令が実行されるとともに、ステップ１１１０で移動の
実速度が読み取られる。この実速度に基いて、ステップ
１１２０でランピングの加工条件が演算される。すなわ
ち、ランピング状態において、レーザ出力Ｐは、高出力
指令値と低出力指令値の差の値に最高速度に対する実速
度の比を掛けて算出した値に、低出力指令値を加えたも
の。レーザ周波数Ｑは、高周波数指令値と低周波数指令
値の差の値に最高速度に対する実速度の比を掛けて算出
した値に、低周波数指令値を加えたもの。レーザデュー
ティ比Ｒは、高デューティ比指令値と低デューティ比指
令値の差の値に最高速度に対する実速度の比を掛けて算
出した値に、低デューティ比指令値を加えたもの。アシ
ストガス圧Ｃは、高ガス圧指令値と低ガス圧指令値の差
の値に最高速度に対する実速度の比を掛けて算出した値
に、低ガス圧指令値をくわえたもの。として各指令値が
演算される。ステップ１１３０では、レーザ出力、周波
数、デュ−テイ比及びアシストガス圧力がステップ１１
２０で演算された値に設定される。ステップ１１４０で
は、移動の完了が確認され、ステップ１１５０で次プロ
グラムの有無が判断される。次プログラムが有れば、ス
テップ１０１０へ戻って以上の工程をくり返し、次プロ
グラムが無ければ、ステップ１１６０で処理を終了す
る。
【０００８】図４は、たて軸に軸速度を、横軸に時間を
とったときの、実速度の変化を示すグラフである。図５
は、たて軸にレ−ザ出力を、図６は周波数を、図７はデ
ュ−テイ比を、図８はアシストガス圧をとったときのグ
ラフであって、実速度に対応して、それぞれの値が変更
される状態を示している。
とったときの、実速度の変化を示すグラフである。図５
は、たて軸にレ−ザ出力を、図６は周波数を、図７はデ
ュ−テイ比を、図８はアシストガス圧をとったときのグ
ラフであって、実速度に対応して、それぞれの値が変更
される状態を示している。
【０００９】
【発明の効果】本発明は以上のように、レーザ加工機の
制御において、プログラム中にレーザ出力のランピング
の開始を指令するコードと、ランピングの解除を指令す
るコードを導入し、ランピングが指令されると、レーザ
出力、レーザ周波数、デューティ比、アシストガス圧を
低減する。したがって、軸移動速度が低下する切削箇所
をプログラムする際には、このランピング開始指令コー
ドを指定することにより、レーザ出力等が適切な値に減
じられ、バーニング等のない良好な切削が達成される。
軸移動速度が上昇する位置に達する箇所では、ランピン
グ解除コードを指定して高出力、高速度の切削に戻す。
この２つの新コードを利用して、切削効率の高いプログ
ラムを容易に作成することができる。ランピングの際の
レーザ出力、レーザ周波数、デューティ比、アシストガ
ス比は実速度に応じて自動的に演算されるので、最も合
理的なランピング条件が設定され、最も短い加工時間を
得ることができる。
制御において、プログラム中にレーザ出力のランピング
の開始を指令するコードと、ランピングの解除を指令す
るコードを導入し、ランピングが指令されると、レーザ
出力、レーザ周波数、デューティ比、アシストガス圧を
低減する。したがって、軸移動速度が低下する切削箇所
をプログラムする際には、このランピング開始指令コー
ドを指定することにより、レーザ出力等が適切な値に減
じられ、バーニング等のない良好な切削が達成される。
軸移動速度が上昇する位置に達する箇所では、ランピン
グ解除コードを指定して高出力、高速度の切削に戻す。
この２つの新コードを利用して、切削効率の高いプログ
ラムを容易に作成することができる。ランピングの際の
レーザ出力、レーザ周波数、デューティ比、アシストガ
ス比は実速度に応じて自動的に演算されるので、最も合
理的なランピング条件が設定され、最も短い加工時間を
得ることができる。
【図１】本発明を実施する制御装置のブロック図。
【図２】加工プログラムの実例を示すリスト。
【図３】制御方法を示すフロー図。
【図４】軸速度の変化を示すグラフ。
【図５】レ−ザ出力の変化を示すグラフ。
【図６】周波数の変化を示すグラフ。
【図７】デュ−テイ比の変化を示すグラフ。
【図８】アシストガス圧の変化を示すグラフ。
【図９】レーザ加工機のプログラム座標を示す説明図。
１００ 主制御部 １２０ キーボード １３０ 加工プログラムメモリ １４０ パラメータメモリ １５０ 軸制御部 １６０ レーザ発振器制御部 １７０ システムプログラムメモリ １８０ 加工制御部 Ｇ８１ 第１の指令コード Ｇ８３ 第２の指令コード
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−178807（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−98705（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 26/00
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザ加工機の数値制御方法において、
制御プログラムに使用するコードとして、レーザ出力の
低減を含む加工条件の変更を指令する第１のコードと、
第１のコードで指令された加工条件の変更を解除する第
２のコードとを備え、プログラム中に挿入される第１の
コードと第２のコードの間でレーザ出力の低減を含む加
工条件の変更を実行するレーザ加工機の数値制御方法で
あって、レーザを照射するノズルとワークの間の実際の
加工移動速度を検出し、レーザ加工機が有する指令加工
速度に対する比をＡとしたときに、第１のコードで指令
される加工条件は、 レーザ出力は高出力指令値と低出力指令値の差にＡを掛
け、低出力指令値を加えた値、 レーザ周波数は高周波数指令値と低周波数指令値の差に
Ａを掛け、低周波数指令値を加えた値、 レーザデューティ比は高デューティ比指令値と低デュー
ティ比指令値の差にＡを掛け、低デューティ比指令値を
加えた値、 アシストガス圧は高ガス圧指令値と低ガス圧指令値の差
にＡを掛け、低ガス圧指令値を加えた値、 である レーザ加工機の数値制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3037773A JP3035366B2 (ja) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | レーザ加工機の数値制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3037773A JP3035366B2 (ja) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | レーザ加工機の数値制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0647571A JPH0647571A (ja) | 1994-02-22 |
| JP3035366B2 true JP3035366B2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=12506796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3037773A Expired - Lifetime JP3035366B2 (ja) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | レーザ加工機の数値制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3035366B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09150282A (ja) * | 1995-11-27 | 1997-06-10 | Fanuc Ltd | レーザ加工方式 |
| DE102008052006B4 (de) * | 2008-10-10 | 2018-12-20 | 3D-Micromac Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Proben für die Transmissionselektronenmikroskopie |
| JP5392943B2 (ja) * | 2009-02-13 | 2014-01-22 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | レーザ加工方法、レーザ加工装置及びソーラパネル製造方法 |
-
1991
- 1991-02-08 JP JP3037773A patent/JP3035366B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0647571A (ja) | 1994-02-22 |
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