JP3433999B2 - レーザ加工装置 - Google Patents

レーザ加工装置

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JP3433999B2 JP03329294A JP3329294A JP3433999B2 JP 3433999 B2 JP3433999 B2 JP 3433999B2 JP 03329294 A JP03329294 A JP 03329294A JP 3329294 A JP3329294 A JP 3329294A JP 3433999 B2 JP3433999 B2 JP 3433999B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は加工プログラムに従って
レーザ加工を行うレーザ加工装置に関し、特にレーザ加
工の高速化を図ったレーザ加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】最近のレーザ加工装置には、高精度加工
を実施すべく様々な機能が標準的に装備されており、最
適な加工条件で高精度加工が行われるようになってい
る。この高精度を目的とする加工条件は、通常数値制御
装置(CNC)内のメモリに変数(パラメータ)として
記憶されている。
【0003】ところで、ワークを高精度に加工しようと
すると、一般に加工時間は長くなってしまう。また、ワ
ーク形状及び必要とされる精度レベルによっては、高精
度を必要とせず、むしろ高速に短時間で加工を完了させ
たい場合も多い。このような場合は、レーザ加工装置に
本来装備されている高精度機能を無効にし、パラメータ
を高速加工を実現するような加工条件に書き換えればよ
い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記パラメー
タは多数存在し、その書換えについては、各パラメータ
の持つ意味を理解しておかなければならず、専門的な知
識が必要となる。また、書換えのためのプロセス時間も
無視できない程度のものとなる。このため、高速化を目
的とするパラメータの書換えは、一般的には行われてい
なかった。
【0005】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、レーザ加工を容易に高速化することができる
レーザ加工装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、加工プログラムに従ってレーザ加工を行
うレーザ加工装置において、高速制御モードと高精度制
御モードを設け、前記レーザ加工の各制御モードに対応
して設けられた、前記制御モードを高精度に実行するた
めの高精度制御条件及び高速に実行するための高速制御
条件の各々を格納する制御条件格納手段と、前記加工プ
ログラムを読み取るプログラム読取り手段と、読み取っ
た前記加工プログラム中に高精度制御指令文を検出した
ときに当該加工プログラムが示す制御モードを前記高精
度制御条件で実行する高精度制御指令手段と、読み取っ
た前記加工プログラム中に高速制御指令文を検出したと
きに当該加工プログラムが示す制御モードを前記高速制
御条件で実行する高速制御指令手段と、を有することを
特徴とするレーザ加工装置が、提供される。
【0007】
【作用】制御条件格納手段は、レーザ加工の各制御モー
ドに対応して設けられた高精度制御条件と高速制御条件
とを格納する。なお、高精度制御条件は、制御モードを
高精度に実行するための加工条件であり、高速制御条件
は、制御モードを高速に実行するための加工条件であ
る。高精度制御指令手段は、プログラム読取り手段によ
って読み取られた加工プログラム中に高精度制御指令文
を検出したときに当該加工プログラムが示す制御モード
を高精度制御条件で実行する。また、高速制御指令手段
は、加工プログラム中に高速制御指令文を検出したとき
に当該加工プログラムが示す制御モードを高速制御条件
で実行する。
【0008】すなわち、レーザ加工時の制御モードに対
応して、高精度制御条件と高速制御条件とが予め設定さ
れ、ワークに必要とされる加工精度レベルに応じて、高
精度制御条件及び高速制御条件のどちらを使用するかを
指定する。レーザ加工は、その指定された制御条件で実
行される。
【0009】
【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。図2は本発明のレーザ加工装置の全体構成を示
す図である。図において、レーザ加工装置は、数値制御
装置(CNC)10、レーザ発振部20及びレーザ加工
機30から構成される。
【0010】CNC10は、プロセッサ11を中心に構
成されている。ROM12にはEPROMあるいはEE
ROMが使用され、システムプログラムが格納される。
また、不揮発性メモリ13にはバッテリバックアップさ
れたCMOSが使用され、電源切断後も保持すべき加工
プログラムや、本発明に係る高精度制御パラメータP
1、高速制御パラメータP2等の各種パラメータが格納
される。これらのシステムプログラム、加工プログラ
ム、各種パラメータ等は、CNC10の電源投入時にR
AM14に転送され格納される。プロセッサ11は、R
AM14に格納されたシステムプログラムに基づいて、
加工プログラムを読み出し、装置全体の動作を制御す
る。
【0011】また、プロセッサ11は、I/Oユニット
15を介して制御信号をレーザ発振部20に送る。レー
ザ発振部20は、受信した制御信号に従ってレーザビー
ム21を出射する。このレーザビーム21は、ベンディ
ングミラー22で反射してレーザ加工機30に送られ
る。
【0012】CNC10にはCRT/MDI16が接続
されており、このCRT/MDI16を用いて各種のプ
ログラムやデータが対話形式で入力される。レーザ加工
機30は、レーザ加工機本体34、ワーク38にレーザ
ビーム21を照射する加工ヘッド35、及びワーク38
が固定されるテーブル37を備えている。加工ヘッド3
5に導入されて集光されたレーザビーム21は、ノズル
36からワーク38に照射される。
【0013】レーザ加工機本体34には、テーブル37
をX軸及びY軸の2方向に移動制御するためのサーボモ
ータ31及び32が設けられている。また、加工ヘッド
35をZ軸方向に移動制御するためのサーボモータ33
が設けられている。これらのサーボモータ31、32及
び33は、CNC10側のサーボアンプ17、18及び
19にそれぞれ接続されており、プロセッサ11からの
軸制御信号に従ってその回転が制御される。テーブル3
7及び加工ヘッド35は、その回転に応じて移動する。
ノズル36から照射されたレーザビーム21は、テーブ
ル37の移動に応じてワーク38上に軌跡を描き、ワー
ク38を所定形状に切断する。
【0014】図1は本発明の構成を示すブロック図であ
る。ここに示した各手段1、3及び4は、プロセッサ1
1がROM12のシステムプログラムに従って実行する
ソフトウェアによる機能である。
【0015】図において、制御条件格納手段2は、例え
ば不揮発性メモリ13であり、レーザ加工の各制御モー
ドに対応して設けられた高精度制御パラメータP1と高
速制御パラメータP2とを格納する。高精度制御パラメ
ータP1は、制御モードを高精度に実行するための加工
条件であり、高速制御パラメータP2は、制御モードを
高速に実行するための加工条件である。
【0016】高精度制御指令手段3は、プログラム読取
り手段1によって読み取られた加工プログラム101中
に高精度制御指令文を検出したときに当該加工プログラ
ム101が示す制御モードを高精度制御パラメータP1
で実行する。また、高速制御指令手段4は、加工プログ
ラム101中に高速制御指令文を検出したときに当該加
工プログラム101が示す制御モードを高速制御パラメ
ータP2で実行する。
【0017】すなわち、レーザ加工時の制御モードに対
応して、高精度制御パラメータP1と高速制御パラメー
タP2とが予め設定され、オペレータはワークに必要と
される加工精度レベルに応じて、その高精度制御パラメ
ータP1または高速制御パラメータP2のいずれかを選
択する。レーザ加工は、その選択された制御パラメータ
P1、P2に基づいて行われる。
【0018】次に、上記高精度制御パラメータP1及び
高速制御パラメータP2について図3を用いて説明す
る。図3は高精度制御パラメータP1及び高速制御パラ
メータP2の説明図である。図において、高精度制御パ
ラメータP1及び高速制御パラメータP2は、加工プロ
グラム101内の各制御モードに対応して設定される。
【0019】例えば、制御モードが先行制御の場合、ワ
ーク38を高精度に加工したいときは、高精度制御パラ
メータP1をオンに、高速制御パラメータP2をオフに
それぞれ設定する。この設定によって先行制御が実行さ
れ、高精度加工が行われる。また、ワーク38がそれほ
どの加工精度を必要とせず、むしろワーク38を高速に
加工したいときは、高精度制御パラメータP1をオフ
に、高速制御パラメータP2をオンにそれぞれ設定す
る。この設定によって先行制御は実行されず、その分だ
け高速に加工が行われる。
【0020】制御モードが補間後加減速の場合、各パラ
メータP1及びP2は時定数Tを表し、その時間ファク
タはP1の場合は例えば400msecに、P2の場合
は例えば200msecにそれぞれ設定される。ワーク
38を高精度に加工したいときは、高精度制御パラメー
タP1を用い、ワーク38がそれほどの加工精度を必要
とせずむしろ高速に加工したいときは、高速制御パラメ
ータP2を用いる。
【0021】制御モードがコーナ減速の場合、各パラメ
ータP1及びP2はコーナ角度αを表し、P1の場合は
例えば90度に、P2の場合は45度にそれぞれ設定さ
れる。ワーク38を高精度に加工したいときは、高精度
制御パラメータP1を用い、ワーク38がそれほどの加
工精度を必要とせずむしろ高速に加工したいときは、高
速制御パラメータP2を用いる。
【0022】制御モードがフィードフォワード制御の場
合、ワーク38を高精度に加工したいときは、高精度制
御パラメータP1をオンに、高速制御パラメータP2を
オフにそれぞれ設定する。この設定によってフィードフ
ォワード制御が実行され、高精度加工が行われる。ま
た、ワーク38がそれほどの加工精度を必要とせず、む
しろ高速に加工したいときは、高精度制御パラメータP
1をオフに、高速制御パラメータP2をオンにそれぞれ
設定する。この設定によってフィードフォワード制御は
実行されず、その分だけ高速に加工が行われる。
【0023】図4は本発明を実行する加工プログラム例
を示す図である。加工プログラム101aには、例えば
「G」コードで各種制御モードプログラムが記載され、
その制御モードプログラムに続けて、「A」コードが記
載されている。「A」コードは、高精度制御モードを実
行するか、または高速制御モードを実行するかの選択を
指定するコードである。「A」コードが「A1」の場合
は、その「A」コードが記載されているブロックが示す
制御モードを、高精度制御パラメータP1を用いて実行
する。また、「A」コードが「A2」の場合は、その
「A」コードが記載されているブロックが示す制御モー
ドを、高速制御パラメータP2を用いて実行する。
【0024】高速制御パラメータP2を併用することに
より、レーザ加工が高速化する。例えば、ワーク38を
SPCC材1.0mm程度の鋼板とし、そのワーク38
にφ10穴を25.4mmピッチで10×10=100
個、開ける場合、高精度制御パラメータP1を用いる
と、その速度レートは約70個/分であるが、高速制御
パラメータP2を用いると約150個/分となる。
【0025】このように、本実施例では、制御モードに
対応して高精度制御パラメータP1及び高速制御パラメ
ータP2を設定し、ワーク38に必要とされる加工精度
レベルに応じて、高精度制御パラメータP1及び高速制
御パラメータP2のどちらを使用するかを指定するよう
にした。レーザ加工は、その指定された制御パラメータ
で実行される。
【0026】このため、加工精度を必要とする制御モー
ドの場合は、その加工精度レベルを維持することがで
き、一方加工精度を必要としない制御モードの場合は、
高速に加工を行うことができる。したがって、全体とし
て加工精度レベルを維持しながら、加工時間を短縮する
ことができる。
【0027】また、高精度制御パラメータP1及び高速
制御パラメータP2は、予め不揮発性メモリ13内に設
定されており、オペレータは、そのパラメータ指定を所
定のコード、例えば「A」コードで行うだけでよい。し
たがって、専門の知識を必要とせずに、簡単にパラメー
タ指定を行うことができ、高精度制御モードから高速制
御モードへの切り換えも非常に短時間で行うことができ
る。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、制御モ
ードに対応して高精度制御条件及び高速制御条件を設定
し、ワークに必要とされる加工精度レベルに応じて、高
精度制御条件及び高速制御のどちらを使用するかを指定
するようにした。レーザ加工は、その指定された制御条
件で実行される。
【0029】このため、加工精度を必要とする制御モー
ドの場合は、その加工精度レベルを維持することがで
き、一方加工精度を必要としない制御モードの場合は、
高速に加工を行うことができる。したがって、全体とし
て加工精度レベルを維持しながら、加工時間を短縮する
ことができる。
【0030】また、高精度制御条件及び高速制御条件
は、予めメモリ内に設定されており、オペレータは、そ
の制御条件指定を所定のコード、例えば「A」コードで
行うだけでよい。したがって、専門の知識を必要とせず
に、簡単にパラメータ指定を行うことができ、高精度制
御モードから高速制御モードへの切り換えも非常に短時
間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明のレーザ加工装置の全体構成を示す図で
ある。
【図3】高精度制御パラメータP1及び高速制御パラメ
ータP2の説明図である。
【図4】本発明を実行する加工プログラム例を示す図で
ある。
【符号の説明】
1 プログラム読取り手段 2 制御条件格納手段 3 高精度制御指令手段 4 高速制御指令手段 10 CNC 11 プロセッサ 12 ROM 13 不揮発性メモリ 14 RAM 20 レーザ発振部 30 レーザ加工機 38 ワーク 101 加工プログラム P1 高精度制御パラメータ P2 高速制御パラメータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 入江 道明 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580 番地 ファナック株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−63692(JP,A) 特開 平4−262885(JP,A) 特開 平6−47571(JP,A) 特開 平4−5706(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 26/00 - 26/42 G05B 19/4155

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加工プログラムに従ってレーザ加工を行
    うレーザ加工装置において、高速制御モードと高精度制
    御モードを設け、前記レーザ加工の各制御モードに対応
    して設けられた、前記制御モードを高精度に実行するた
    めの高精度制御条件及び高速に実行するための高速制御
    条件の各々を格納する制御条件格納手段と、前記加工プ
    ログラムを読みとるプログラム読取り手段と、読み取っ
    た前記加工プログラム中に高精度制御指令文を検出した
    ときに当該加工プログラムが示す制御モードを前記高精
    度制御条件で実行する高精度制御指令手段と、読み取っ
    た前記加工プログラム中に高速制御指令文を検出したと
    きに当該加工プログラムが示す制御モードを前記高速制
    御条件で実行する高速制御指令手段と、を有することを
    特徴とするレーザ加工装置。
  2. 【請求項2】 前記制御条件格納手段は数値制御装置
    (CNC)内のメモリであり、前記高精度制御条件及び
    前記高速制御条件はパラメータとして前記メモリに格納
    されることを特徴とする請求項1記載のレーザ加工装
    置。
  3. 【請求項3】 前記高精度制御指令文及び前記高速制御
    指令文は、前記加工プログラム中の制御モード指令文に
    続けて所定のコードで記載されることを特徴とする請求
    項1記載のレーザ加工装置。
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