JP3088218B2

JP3088218B2 - レーザ加工機の制御装置

Info

Publication number: JP3088218B2
Application number: JP05145293A
Authority: JP
Inventors: 寛文西垣
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-06-17
Filing date: 1993-06-17
Publication date: 2000-09-18
Anticipated expiration: 2015-09-18
Also published as: JPH0716773A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ加工機の制御装
置におけるレーザ光の焦点と被加工物との位置制御に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザ加工における加工面の品質を確保
するためには、レーザ光の焦点と被加工物との相対位置
を一定に保つことが重要である。しかしながら、被加工
物が平坦であることはまれであり、被加工物毎に異なっ
た反りがある。また、被加工物は、レーザ加工にともな
う熱影響によっても反りが発生してくる。したがって、
従来よりレーザ加工時には、このレーザ光の焦点と被加
工物との相対位置を一定に保つために、Ｘ，Ｙ軸の加工
面上を移動させながらＸ，Ｙ軸の加工面に垂直方向のＺ
軸を被加工物の反り状態に追従させる位置制御を行って
いる。このＺ軸を被加工物の反り状態に追従させて位置
制御を行いながらＸ，Ｙ軸の加工面上を移動させる動作
を倣い動作と呼んでいる。

【０００３】しかし、レーザ加工においては、被加工物
に穴が開いていたり、すでに行ったレーザ切断加工のた
めに被加工物が存在しない領域が存在したりする。この
ような被加工物が存在しない領域上を加工ヘッドが倣い
動作状態で通過すると、加工ヘッドが落ち込んで加工ヘ
ッドを破損する危険がある。また、レーザ加工による切
断加工を行わないで移動する空走動作時には、被加工物
の反りの起伏以上に加工ヘッドを逃がしておかないと加
工ヘッドが被加工物の反りの起伏に衝突して破損する危
険がある。このような上記の問題を解決するために、レ
ーザ加工する場合のみ倣い動作を行なっている。レーザ
加工の加工終了点から次の加工開始点までの動作は、倣
い動作を停止させてＺ軸の機械原点方向に加工ヘッドを
逃がす操作を行い、加工ヘッドを逃がした状態を維持し
て次の加工開始点まで早送り移動を行い、そして倣い動
作を開始してレーザ光の焦点と被加工物との相対位置が
一定になるようにＺ軸の加工ヘッドの位置決めを行い、
そして倣い動作を行いながら次のレーザ加工を開始して
いく。

【０００４】従来においては、この倣い動作を停止して
Ｚ軸の機械原点方向に加工ヘッドを逃がす操作を、Ｚ軸
の機械原点方向に一定の移動量をプログラムやパラメー
タなどの手段で指令して行っていた。

【０００５】図13は従来のレーザ加工装置におけるＺ軸
の位置制御の構成図である。位置制御部３とモータ制御
部４とサーボドライバ５とモータ６と位置検出器７とに
より閉ループを構成してＺ軸方向の加工ヘッドの位置制
御を行っている。倣い動作時には、ギャップセンサ11の
ギャップ情報とギャップ基準値９の目標ギャップ情報と
の比較をギャップ比較器10が行い、その比較情報をもと
に目標のギャップを維持するように倣い動作時移動指令
生成器８が位置制御部３に移動指令を行っている。通常
動作時の移動には通常動作時移動距離生成部１が移動距
離を、倣い退避動作時の移動には倣い退避時移動距離格
納部24が移動距離を通常動作時移動指令生成部２に対し
て指示し、指示された移動距離を移動するように通常動
作時移動指令生成部２が位置制御部３に移動指令を行っ
ている。倣い退避時移動距離格納部24が無い場合は、Ｎ
Ｃのパートプログラムの中にＺ軸の相対移動距離の形で
記述し退避動作指示を行っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近年、レーザ加工機に
おいては、レーザ加工がいろいろな加工物にも使用され
るようになり、加工単価を安くするためにレーザ加工時
間を短縮する要望が高くなってきている。この要望を解
決するためには、余分な移動を極力なくすことが重要に
なってくる。

【０００７】しかしながら、上記の従来のＺ軸の倣い退
避動作のような一定の移動量の方式では、退避したＺ軸
位置でＸ，Ｙ軸の加工面上のどの位置に移動させても加
工ヘッドが被加工物に接触しないようにするためには、
被加工物の反り量を含めた移動量になる。このため、実
際に必要なＺ軸の倣い退避位置よりかなり機械原点に近
い位置まで無駄に移動させることになる。図14は従来の
倣い退避動作の移動量が一定のときの加工ヘッドの移動
動作を表わした図である。28は機械原点、29は従来の加
工ヘッドの移動軌跡である。Ｆは被加工物27の板厚、Ｇ
は加工ヘッドと被加工物27との適正ギャップ量、Ｅは加
工前の被加工物27の最大反り量、Ｈは加工により熱など
の影響で被加工物がさらに反ると予測される最大反り量
である。Ｚ軸の倣い退避動作への移行は各レーザ加工の
加工終了点に行われる。このため、加工ヘッドのＺ軸位
置は、レーザ加工時の倣い動作により被加工物27と適正
ギャップ量を保った位置となる。したがって、Ｚ軸の倣
い退避距離は、常に一定の（Ｅ＋Ｈ）の値になる。

【０００８】Ｂは予想される最適な倣い退避位置であ
る。Ｂの位置を越えた移動動作が無駄に移動した距離に
なる。このように、無駄に移動する距離の往復時間だけ
余分に加工時間が長くなってしまうという欠点があっ
た。

【０００９】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、倣い動作からの加工ヘッドを逃がす距離を一定では
なく、予想される最適な倣い退避位置にすることにより
加工時間を短くできるレーザ加工装置を提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のレーザ加工機の制御装置は、加工ヘッドのＺ
軸方向の機械原点からの位置を監視するＺ軸位置監視部
と、前記加工ヘッドを倣い動作位置から退避するための
機械原点からの位置を格納するＺ軸退避位置格納部と、
倣い動作終了時における前記Ｚ軸位置監視部の機械原点
からの位置情報と前記Ｚ軸退避位置格納部の位置情報と
をもとに退避距離を算出する倣い退避距離演算部とを備
え、加工ヘッドのＺ軸方向の機械原点からの被加工物の
下面の位置を基準位置として格納するＺ軸加工基準位置
格納部と、被加工物の材質、板厚、大きさ、反り量の情
報を格納する被加工物情報格納部と、前記被加工物情報
格納部の情報をもとに前記Ｚ軸加工基準位置格納部の位
置からのＺ軸退避距離を算出するＺ軸基準位置退避距離
演算部と、前記Ｚ軸加工基準位置格納部の基準位置情報
と前記Ｚ軸基準位置退避距離演算部より算出されたＺ軸
退避距離とによりＺ軸退避位置を算出するＺ軸退避位置
自動演算部とを付加することにより、前記Ｚ軸退避位置
格納部へ格納する位置情報を自動的に算出するように構
成したものである。

【００１１】さらに、本発明のレーザ加工機の制御装置
は、前記Ｚ軸位置監視部とＺ軸退避位置格納部と倣い退
避距離生成部とに加えて、加工前の被加工物最大反り量
を測定するための被加工物反り量測定用移動指令生成部
と、前記被加工物反り量測定用移動指令生成部により
Ｘ，Ｙ軸方向に移動させてＺ軸倣い動作を行い前記Ｚ軸
位置監視部により得られるＺ軸方向の機械原点からの位
置で原点に一番近い位置を格納する加工前Ｚ軸退避位置
格納部と、被加工物の材質、板厚、大きさの情報を格納
する被加工物情報格納部と、前記被加工物情報格納部の
情報をもとに加工による被加工物の最大反り量を算出す
る加工反り量演算部と、前記加工前Ｚ軸退避位置格納部
の加工前退避位置情報と前記加工反り量演算部より算出
された加工による被加工物の最大反り量とによりＺ軸退
避位置を算出するＺ軸退避位置自動演算部とを付加する
ことにより、前記Ｚ軸退避位置格納部へ格納する位置情
報を自動的に算出するように構成したものである。

【００１２】

【作用】本発明は上記第１の構成により、Ｚ軸基準位置
退避距離演算部は、被加工物情報格納部の材質、板厚、
大きさ、反り量の情報をもとに、被加工物の下面の基準
位置からのＺ軸方向の退避距離を算出する。この退避距
離には、加工前の被加工物の最大反り量の他に、加工ヘ
ッドと被加工物とのギャップ、被加工物の板厚、加工に
ともなって発生する反り量も含まれている。Ｚ軸退避位
置自動演算部は、Ｚ軸加工基準位置格納部の基準位置情
報と、退避距離とをもとにＺ軸退避位置情報を算出し、
Ｚ軸退避位置格納部に格納する。倣い動作終了時、倣い
退避距離生成部は、Ｚ軸位置監視部により得られる現在
のＺ軸方向の機械原点からの位置情報と、Ｚ軸退避位置
格納部の退避位置情報とをもとに退避距離を算出し、予
想される最適な倣い退避位置Ｂへ移動させる。このよう
に、加工ヘッドを逃がす距離を最適にすることにより加
工時間を短縮することが可能となる。

【００１３】さらに、上記第２の構成により、被加工物
反り量測定用移動指令生成部は、加工前の被加工物最大
反り量を測定するために、被加工物の最大に反っている
場所の倣い動作を可能とするＸ，Ｙ軸の移動指令を生成
する。この被加工物反り量測定用移動指令生成部により
Ｘ，Ｙ軸方向に移動させてＺ軸倣い動作を行い、Ｚ軸位
置監視部により得られるＺ軸方向の機械原点からの位置
で原点に一番近い位置を加工前Ｚ軸退避位置格納部に格
納する。被加工物情報格納部の被加工物の材質、板厚、
大きさの情報をもとに加工による被加工物の最大反り量
を算出して加工反り量演算部に格納する。Ｚ軸退避位置
自動演算部は、加工前Ｚ軸退避位置格納部の位置情報
と、加工反り量演算部で算出された加工による被加工物
の最大反り量とをもとにＺ軸退避位置情報を算出し、Ｚ
軸退避位置格納部に格納する。

【００１４】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１は本発明の各実施例に関連する
参考例におけるレーザ加工装置における位置制御の基本
構成図である。図１において、１〜11は従来例における
各部と同一機能を有するので、その詳細な説明は省略す
る。12は加工ヘッドのＺ軸方向の機械原点からの位置を
監視するＺ軸位置監視部、13は加工ヘッドを倣い動作位
置から退避するための位置を格納するＺ軸退避位置格納
部、14は倣い動作終了時におけるＺ軸位置監視部12の機
械原点からの位置情報とＺ軸退避位置格納部13の位置情
報とをもとに退避距離を算出する倣い退避距離演算部で
ある。

【００１５】上記構成において、作業者はまず被加工物
の加工前の最大反り量と加工による被加工物の最大反り
量とを考慮したＺ軸退避位置情をＺ軸退避位置格納部13
に格納しておく。倣い退避距離生成部14は、倣い動作終
了時に、Ｚ軸位置監視部12による現在のＺ軸方向の機械
原点からの位置とＺ軸退避位置格納部13の退避位置情報
とをもとに退避距離を算出し、通常動作時移動指令生成
部２を介して加工ヘッドをＺ軸退避位置へ移動させる。
このＺ軸退避位置は、図５のＺ軸方向の加工ヘッドの移
動軌跡を示す図において、予想される最適な倣い退避位
置Ｂに相当し、加工ヘッドは29に示される加工ヘッドの
移動軌跡に沿って矢印のように移動する。これにより、
図14に示した従来の移動軌跡29に比べて加工時間が短縮
されることがわかる。

【００１６】図２は本発明の第１の実施例のレーザ加工
装置における位置制御の基本構図である。図２におい
て、１〜14は第１の実施例における各部と同一機能を有
するので、その詳細な説明は省略する。15は加工ヘッド
のＺ軸方向の機械原点からの被加工物の下面位置を基準
位置として格納するＺ軸加工基準位置格納部、16は被加
工物の材質、板厚、大きさ、反り量の情報を格納する被
加工物情報格納部、17は被加工物情報格納部16の情報を
もとに被加工物の下面の基準位置からの加工ヘッドのＺ
軸退避距離を算出するＺ軸基準位置退避距離演算部、18
はＺ軸加工基準位置格納部15の基準位置情報とＺ軸基準
位置退避距離演算部17より算出されたＺ軸退避距離とに
より機械原点からのＺ軸退避位置を算出するＺ軸退避位
置自動演算部である。

【００１７】上記構成において、Ｚ軸基準位置退避距離
演算部17は、被加工物情報格納部16の材質、板厚、大き
さ、反り量の情報をもとに、被加工物の下面の基準位置
からのＺ軸方向の退避距離を算出する。この退避距離
は、加工前の被加工物の最大反り量の他に、加工ヘッド
と被加工物とのギャップ、被加工物の板厚、加工にとも
なって発生する反り量も含まれている。Ｚ軸退避位置自
動演算部18は、Ｚ軸加工基準位置格納部15の基準位置情
報と、Ｚ軸基準位置退避距離演算部17で算出されたＺ軸
退避距離とをもとに機械原点からのＺ軸退避位置を算出
し、これをＺ軸退避位置格納部13に格納する。以後の動
作は参考例と同じである。

【００１８】図３は本発明の第２の実施例のレーザ加工
装置における位置制御の基本構成図である。図３におい
て、１〜14は第１の実施例における各部と同一機能を有
するので、その詳細な説明は省略する。19は加工前の被
加工物最大反り量測定用移動指令生成部、20はこの被加
工物最大反り量測定用移動指令生成部19により加工ヘッ
ドをＸ，Ｙ軸方向に移動させてＺ軸倣い動作を行い、こ
のときＺ軸位置監視部12により得られるＺ軸方向の機械
原点からの位置で原点に一番近い位置を格納する加工前
Ｚ軸退避位置格納部、21は被加工物の材質、板厚、大き
さの情報を格納する被加工物情報格納部、22はこの被加
工物情報格納部21の情報をもとに加工による被加工物の
最大反り量を算出する加工反り量演算部、23は加工前Ｚ
軸退避位置格納部20の加工前退避位置情報と加工反り量
演算部22より算出された加工による被加工物の最大反り
量とにより機械原点からのＺ軸退避位置を算出するＺ軸
退避位置自動演算部である。

【００１９】上記構成において、被加工物反り量測定用
移動指令生成部19は、加工前の被加工物最大反り量を測
定するために、被加工物の最大に反っている場所の倣い
動作を可能とするＸ，Ｙ軸の移動指令を生成する。この
被加工物反り量測定用移動指令生成部19により加工ヘッ
ドをＸ，Ｙ軸方向に移動させてＺ軸倣い動作を行う。こ
のとき、Ｚ軸位置監視部12により得られるＺ軸方向の機
械原点からの位置で原点に一番近い位置を加工前Ｚ軸退
避位置格納部20に格納する。一方、被加工物情報格納部
21の被加工物の材質、板厚、大きさの情報をもとに加工
による被加工物の最大反り量を算出して加工反り量演算
部22に格納する。Ｚ軸退避位置自動演算部23は加工前Ｚ
軸退避位置格納部20の位置情報と、加工反り量演算部22
で算出された加工による被加工物の最大反り量とをもと
に機械原点からのＺ軸退避位置情報を算出し、Ｚ軸退避
位置格納部13に格納する。以後の動作は参考例と同じで
ある。

【００２０】図４は本発明の実施例に関連する参考例２
におけるレーザ加工装置における位置制御の基本構成図
である。図４において、１〜11は従来例における各部と
同一機能を有するので、その詳細な説明は省略する。ま
た、24は加工ヘッドの倣い動作から退避するための移動
距離を格納する倣い退避時移動距離格納部であり、従来
のものと同じである。25は加工ヘッドのＺ軸方向の機械
原点からの指定位置到達を監視する位置調節可能なＺ軸
指定位置到達監視部、26は倣い退避時移動距離格納部24
の退避距離での退避動作中にＺ軸指定位置到達監視部25
よりの到達情報を認識して、倣い退避動作の打ち消しを
通常動作時移動指定生成器２を介して指示する倣い退避
動作打ち消し指示部である。

【００２１】上記構成において、倣い退避時移動距離格
納部24は、通常動作時移動指令生成器２に対して従来例
と同様な倣い退避距離を指示する。そして、倣い動作打
ち消し指示部26は、倣い退避動作中にＺ軸指定位置到達
監視部25より指定位置への到達情報を受け取ると、通常
動作時移動指令生成部２に対して倣い退避動作の打ち消
しを指示するとともに、残移動距離をキャンセルさせ
る。これにより、Ｚ軸指定位置到達監視部25で指定され
た位置の範囲内に倣い退避動作が終了できる。

【００２２】以下上記各実施例における具体例をさらに
詳細に説明する。図６は上記参考例において、Ｚ軸退避
位置を教示できるようにした例を示す構成図である。図
６では、まずＺ軸倣い退避位置教示用移動指令生成部31
を使用して、加工開始前に手動動作モードで加工ヘッド
を被加工物が一番反っている位置にＸ，Ｙ軸を移動させ
る。さらに、Ｚ軸倣い退避位置教示用移動指令生成部31
を使用して、手動モードでＺ軸方向の加工による被加工
物の最大反り量を考慮した最適な倣い退避位置と思われ
る位置に移動させる。そして、Ｚ軸位置監視部12から得
られる機械原点からの位置情報をＺ軸退避位置格納部13
に格納する。これにより、Ｚ軸退避位置格納部13への機
械原点からの位置情報の格納を簡単に実施できる。

【００２３】図７は上記参考例においてＺ軸退避位置を
教示できるようにした、さらに他の例を示す構成図であ
る。図７では、まず、レーザ加工により発生すると予想
される最大反り量を退避余裕距離格納部32に格納してお
く。そして、Ｚ軸倣い退避位置教示用移動指令生成部31
を使用して、加工開始前に手動動作モードで加工ヘッド
を被加工物が一番反っている位置にＸ，Ｙ軸を移動させ
る。このＸ，Ｙ軸の位置上でＺ軸の倣い動作を実行させ
る。この倣い動作開始によりＺ軸は、加工ヘッドと被加
工物とのギャップがギャップ基準値９に設定されている
ギャップ位置になるように位置決めされる。この位置決
めされた加工ヘッドの機械原点からの位置はＺ軸位置監
視部12に位置情報として作成される。Ｚ軸退避位置演算
部33は、Ｚ軸位置監視部12の位置情報と退避余裕距離格
納部32に格納されている距離とにより最適な倣い退避位
置を算出して、Ｚ軸退避位置格納部13に格納する。

【００２４】図８は上記第１の実施例においてＺ軸加工
基準位置を教示できるようにした例を示す構成図であ
る。ここでは、まず、Ｚ軸加工基準位置教示用移動指令
生成部34を使用して、加工開始前に手動動作モードでＺ
軸方向の被加工物の下面の基準位置に移動させる。そし
て、Ｚ軸位置監視部12から得られる機械原点からの位置
情報をＺ軸加工基準位置格納部15に格納する。

【００２５】図９は上記第１の実施例においてＺ軸退避
位置の算出方法を説明する構成図である。被加工物情報
格納部16に格納されている材質、板厚、大きさ、最大反
り量の情報35〜38をもとに、Ｚ軸基準位置退避距離演算
部17は、倣い動作条件知識ベース格納器43に格納されて
いる内部の知識ベースにしたがって、倣い動作用ギャッ
プ演算器39、加工による反り率抽出器40、被加工物の加
工反り量演算器41、退避距離演算器42を用いて、加工基
準位置からの退避距離を演算する。Ｚ軸退避位置自動演
算部18は、Ｚ軸加工基準位置格納部15に格納されている
加工基準位置情報とＺ軸基準位置退避距離演算部17の退
避距離情報とにより最適な退避位置を算出し、Ｚ軸退避
位置格納部13に格納する。

【００２６】図10は上記第２の実施例においてＺ軸退避
位置の算出方法を説明する構成図である。被加工物情報
格納部21に格納されている材質、板厚、大きさの情報35
〜37をもとに、加工反り量演算部22は、倣い動作条件知
識ベース格納器44に格納されている内部の知識ベースに
したがって、加工による反り率抽出器40、被加工物の加
工反り量演算器41を用いて、加工によって発生すると予
想される最大反り量を演算する。Ｚ軸退避位置自動演算
部23は、後に述べる操作によって格納された加工前Ｚ軸
退避位置格納部20の位置情報と加工反り量演算部22の最
大反り量とにより最適な退避位置を算出し、Ｚ軸退避位
置格納部13に格納する。

【００２７】図11は上記第２の実施例における加工前の
被加工物反り量測定のための加工ヘッド移動パターンの
一例を説明する斜視図である。図３の被加工物加工反り
量測定用移動指令生成部19により図11のような移動パタ
ーンが作成される。加工ヘッド30のＺ軸の下方向移動
は、Ｚ軸倣い動作の開始指示により行う、ギャップセン
サ11を用いてのＺ軸のギャップ位置決め動作である。Ｚ
軸倣い動作をさせながら移動軌跡29に示すようにＸ，Ｙ
軸方向に移動させ、Ｚ軸位置監視部12により得られるＺ
軸方向の機械原点からの位置で原点に一番近いＺ軸の位
置情報を測定し、加工前Ｚ軸退避位置格納部20に格納す
る。そして、倣い動作を停止させて、もとのＺ軸位置に
移動させて終了する。図11の場合は、被加工物27の外周
と対角線上をＺ軸の倣い動作させて被加工物27の加工前
の最大反り量を決定している。

【００２８】図12は上記参考例２における加工ヘッドと
Ｚ軸指定位置到達監視部25との位置関係を説明するため
の斜視図である。Ｚ軸指定位置到達監視部25は、Ｚ軸方
向の機械原点に対して固定されているが、Ｘ，Ｙ軸方向
に関しては加工ヘッド30の移動にともなって移動する。
加工ヘッドに治具が取り付けられており、加工ヘッドが
上下するとその治具も同様に上下する。Ｚ軸指定位置到
達監視部25は、前記治具がある一定距離内に近づくとＺ
軸指定位置到達指令を出す。したがって、最適なＺ軸の
倣い退避位置に到達したときにＺ軸指定位置到達指令が
出るように前記治具とＺ軸とＺ軸指定位置到達監視部25
との位置調節を行っている。Ｚ軸の倣い退避動作に関し
ては、図４を用いて説明する。倣い退避時移動距離格納
部24には、従来と同様に一定の移動量が退避移動距離と
して格納されており、その一定移動量でＺ軸方向に退避
動作を開始させる。倣い退避動作打ち消し指示部26は、
Ｚ軸指定位置到達監視部25の指定位置到達情報を受け取
ると、通常動作時移動指令生成部２に対して倣い退避動
作の打ち消しを指示するとともに残移動距離をキャンセ
ルさせる。これにより、Ｚ軸指定位置到達監視部25で指
定された位置の範囲内に倣い退避動作を終了できる。

【００２９】以上の説明から明らかなように、本実施例
によるレーザ加工装置は、倣い動作から退避するとき
に、加工ヘッドをＺ軸方向の機械原点に対して一定の最
適な退避位置に移動するようにしているため、加工ヘッ
ドと被加工物との衝突を防止する倣い退避動作において
往復で発生していた無駄な移動を無くすことができ、レ
ーザ加工時間の大幅な短縮が容易に実現できる点で優れ
た効果が得られる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、倣い動作
から退避するために加工ヘッドをＺ軸方向の機械原点に
対して一定の最適な退避位置に移動する際に、被加工物
の材質、板厚、大きさ、反り量を入力するだけで自動的
にＺ軸退避位置を算出することが可能である。

【００３１】また、被加工物反り量測定用移動指令生成
部を用いて被加工物が変わる毎に自動的に被加工物の最
大反り量を測定し、被加工物の加工反り量も考慮してＺ
軸退避位置を決定する場合、被加工物の反りのバラツキ
が大きい薄板の場合は非常に有効である。また、被加工
物毎に反り量を測定するため、前述の最大反り量を毎回
設定しない場合よりは最適な退避位置に近い退避位置を
算出できる。しかし、被加工物の反り量を測定するた
め、全く加工されていないことが必要条件となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】参考例のレーザ加工装置における位置制御の基
本構成図

【図２】本発明の第１の実施例のレーザ加工装置におけ
る位置制御の基本構成図

【図３】本発明の第２の実施例のレーザ加工装置におけ
る位置制御の基本構成図

【図４】参考例２のレーザ加工装置における位置制御の
基本構成図

【図５】本発明のレーザ加工装置における加工ヘッドの
移動軌跡説明図

【図６】本発明の第１の実施例のレーザ加工装置におい
てＺ軸退避位置を教示するようにした一例を示す構成図

【図７】参考例のレーザ加工装置においてＺ軸退避位置
を倣い動作を使用して教示するようにした他の例を示す
構成図

【図８】本発明の第１の実施例のレーザ加工装置におい
てＺ軸加工基準位置を教示するようにした一例を示す構
成図

【図９】本発明の第１の実施例のレーザ加工装置におい
てＺ軸退避位置の算出方法を説明する構成図

【図１０】本発明の第２の実施例のレーザ加工装置にお
いてＺ軸退避位置の算出方法を説明する構成図

【図１１】本発明の第２の実施例のレーザ加工装置にお
いて加工前の被加工物反り量測定のための加工ヘッド移
動パターンを説明するための斜視図

【図１２】参考例２のレーザ加工装置において加工ヘッ
ドとＺ軸指定位置到達監視部との位置関係を説明するた
めの斜視図

【図１３】従来例のレーザ加工装置における位置制御の
基本構成図

【図１４】従来例のレーザ加工装置における加工ヘッド
の移動軌跡説明図

【符号の説明】

ＡＺ軸機械原点位置Ｂ最適な倣い退避位置Ｃ加工前倣い退避位置Ｄ加工基準位置Ｅ被加工物の加工前最大反り量Ｆ被加工物の板厚Ｇ倣いギャップＨ加工による最大反り量１通常動作時移動距離生成部２通常動作時移動指令生成部３位置制御部４モータ制御部５サーボドライバ６モータ７位置検出器８倣い動作時移動指令生成部９ギャップ基準値 10 ギャップ比較器 11 ギャップセンサ 12 Ｚ軸位置監視部 13 Ｚ軸退避位置格納部 14 倣い退避距離生成部 15 Ｚ軸加工基準位置格納部 16 被加工物情報格納部 17 Ｚ軸基準位置退避距離演算部 18 Ｚ軸退避位置自動演算部 19 被加工物反り量測定用移動指令生成部 20 加工前Ｚ軸退避位置格納部 21 被加工物情報格納部 22 加工反り量演算部 23 Ｚ軸退避位置自動演算部 24 倣い退避時移動距離格納部 25 Ｚ軸指定位置到達監視部 26 倣い退避動作打ち消し指示部 27 被加工物 28 機械原点 29 加工ヘッドの移動軌跡 30 加工ヘッド 31 Ｚ軸倣い退避位置教示用移動距離生成部 32 退避余裕距離格納部 33 Ｚ軸退避位置演算部 34 Ｚ軸加工基準位置教示用移動距離生成部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ発振器からのレーザ光を、レーザ
光を集光するレンズを設けた加工ヘッドに入射させ前記
加工ヘッドにより集光されたレーザ光の焦点と被加工物
の位置関係を一定に保つ倣い動作のために、前記加工ヘ
ッドのＺ軸方向の移動を制御して加工するレーザ加工機
の制御装置において、前記加工ヘッドのＺ軸方向の機械
原点からの位置を監視するＺ軸位置監視部と、前記加工
ヘッドを倣い動作位置から退避するための機械原点から
の位置を格納するＺ軸退避位置格納部と、倣い動作終了
時における前記Ｚ軸位置監視部の機械原点からの位置情
報と前記Ｚ軸退避位置格納部の位置情報とをもとに退避
距離を算出する倣い退避距離生成部とを備え、加工ヘッ
ドのＺ軸方向の機械原点からの被加工物の下面の位置を
基準位置として格納するＺ軸加工基準位置格納部と、被
加工物の材質、板厚、大きさ、反り量の情報を格納する
被加工物情報格納部と、前記被加工物情報格納部の情報
をもとに前記Ｚ軸加工基準位置格納部の位置からのＺ軸
退避距離を算出するＺ軸基準位置退避距離演算部と、前
記Ｚ軸加工基準位置格納部の基準位置情報と前記Ｚ軸基
準位置退避距離演算部より算出されたＺ軸退避距離とに
よりＺ軸退避位置を算出するＺ軸退避位置自動演算部と
を設け、倣い動作から退避するための機械原点からの位
置を自動的に算出するレーザ加工機の制御装置。
【請求項２】レーザ発振器からのレーザ光を、レーザ
光を集光するレンズを設けた加工ヘッドに入射させ前記
加工ヘッドにより集光されたレーザ光の焦点と被加工物
の位置関係を一定に保つ倣い動作のために、前記加工ヘ
ッドのＺ軸方向の移動を制御して加工するレーザ加工機
の制御装置において、前記加工ヘッドのＺ軸方向の機械
原点からの位置を監視するＺ軸位置監視部と、前記加工
ヘッドを倣い動作位置から退避するための機械原点から
の位置を格納するＺ軸退避位置格納部と、倣い動作終了
時における前記Ｚ軸位置監視部の機械原点からの位置情
報と前記Ｚ軸退避位置格納部の位置情報とをもとに退避
距離を算出する倣い退避距離生成部とを備え、加工前の
被加工物最大反り量を測定するための被加工物反り量測
定用移動指令生成部と、Ｚ軸倣い動作を行いながら前記
被加工物反り量測定用移動指令生成部によりＸ，Ｙ軸方
向に移動させて前記Ｚ軸位置監視部により得られるＺ軸
方向の機械原点からの位置で原点に一番近い位置を格納
する加工前Ｚ軸退避位置格納部と、被加工物の材質、板
厚、大きさの情報を格納する被加工物情報格納部と、前
記被加工物情報格納部の情報をもとに加工による被加工
物の最大反り量を算出する加工反り量演算部と、前記加
工前Ｚ軸退避位置格納部の加工前退避位置情報と前記加
工反り量演算部より算出された加工による被加工物の最
大反り量とによりＺ軸退避位置を算出するＺ軸退避位置
自動演算部とを設け、加工前に被加工物の倣い動作を行
って加工中の倣い動作から退避するための機械原点から
の位置を自動的に算出するレーザ加工機の制御装置。