JP4713705B2 - Three-dimensional laser processing machine positioning method and apparatus, and storage medium storing a three-dimensional laser processing machine positioning method program - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、3次元レーザ加工機の位置決め方法及びその装置に係り、さらに詳細には、3次元レーザ加工機のノズルの回転軸の回りの回転がストロークオーバを起こさないようにする方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、例えば、製品に含まれる切断形状を切断する場合、この切断形状の加工開始点において、レーザ光を照射するノズルの姿勢を複数種類とることができる。
【0003】
そして、ある切断経路の加工開始点におけるノズルの姿勢を決める時、その前の切断終了時の姿勢(ノズルの回転した角度)を考慮し、例えば回転軸の回りを回転するノズルの回転移動時間の短縮等が図れるように前回の加工終了点から今回の加工開始点までの移動の間に回転量が少なくなるように今回の加工開始点におけるノズルの姿勢を決定していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の3次元レーザ加工機の位置決め方法には、例えば、以下のような問題があった。
【0005】
上述の方法では、中心軸が回転軸と平行な円筒の輪切りなどを行う場合、加工開始点におけるノズルの姿勢は、以下の姿勢から選択できる。
【0006】
例えばノズルの姿勢が第1の回転軸に対して0度で、第2の回転軸に対して90度の場合である。次に第1の回転軸に対して180度で、第2の回転軸に対して−90度の場合である。さらに第1の回転軸に対して−180度の場合と第2の回転軸に対して−90度の場合である。
【0007】
ところが、この輪切りの加工の前のノズルの姿勢が、第1の回転軸に対して120度と、第2の回転軸に対して90度で終わっていた場合、従来技術では、第1の回転軸の回りに回転する値が最小になるように選択されるので第1の回転軸に対して180度と、第2の回転軸に対して−90度の場合が選択される。
【0008】
そして、このノズルの姿勢から輪切りを行うと、第1の回転軸の回りに360度回転する必要があり、3次元レーザ加工機の第1の回転軸の回りに回転するストローク(回転角度の制限)が、−360度から360度の場合、途中で第1の回転軸の回りに回転する値がストロークオーバとなってしまうという問題があった。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、請求項1に係る発明は、直交3軸であるXYZ軸と、2つの回転軸とを有する3次元レーザ加工機の位置決め方法において、加工開始点でのレーザ光を照射するノズルの向きのデータ等である基本データを読み込み、この加工開始点で前記ノズルの向きを同一の向きに向かせる複数の姿勢を算出する複数方向算出工程と、加工開始点から加工終了点にいたる間に第1の回転軸の回りを前記ノズルがどれだけの相対角度回転するかを算出する相対回転角度算出工程と、前記相対回転角度算出工程で求めた相対回転角度の中の最大の相対回転角度をもとに前記複数方向算出工程で求めた加工開始点での複数のノズルの姿勢の中から、ノズルをどの姿勢にすれば第1の回転軸の回りに回転するノズルの回転がストロークオーバを起こさないかを決定する姿勢決定工程とを含み、前記加工開始点から前記加工終了点にいたる各加工点にて、前記第1の回転軸の回りをノズルが回転した相対回転角度を求め、前記各相対回転角度の中から最大の相対回転角度が記憶され、当該最大の相対回転角度と前記複数の姿勢とに基づきストロークオーバか否かを判断する3次元レーザ加工機の位置決め方法である。
【0010】
請求項2に係る発明は、前記相対回転角度算出工程は切断の対象となる製品の立体モデルである立体形状に含まれる切断形状を構成する線分の端点ごとに加工開始点からの相対的な回転を算出する請求項1記載の3次元レーザ加工機の位置決め方法である。
【0011】
請求項3に係る発明は、直交3軸であるXYZ軸と、2つの回転軸を有する3次元レーザ加工機の位置決め装置において、加工開始点でのレーザ光を照射するノズルの向きのデータ等である基本データを読み込み、この加工開始点で前記ノズルの向きと同一の向きに向かせる複数の姿勢を算出する複数方向算出手段と、加工開始点から加工終了点にいたる間に第1の回転軸の回りを前記ノズルがどれだけの相対角度回転するかを算出する相対回転角度算出手段と、前記相対回転角度算出工程で求めた相対回転角度の中の最大の相対回転角度をもとに前記複数方向算出工程で求めた加工開始点での複数のノズルの姿勢の中から、ノズルをどの姿勢にすれば第1の回転軸の回りに回転するノズルの回転がストロークオーバを起こさないかを決定する姿勢決定手段とを備え、前記加工開始点から前記加工終了点にいたる各加工点にて、前記第1の回転軸の回りをノズルが回転した相対回転角度を求め、前記各相対回転角度の中から最大の相対回転角度が記憶され、当該最大の相対回転角度と前記複数の姿勢とに基づきストロークオーバか否かを判断する3次元レーザ加工機の位置決め装置である。
【0012】
請求項4に係る発明は、コンピュータにより、3次元レーザ加工機の位置決め装置を制御するための制御プログラムを記憶したコンピュータ読みとり可能の記憶媒体であって、この制御プログラムは、加工開始点でのレーザ光を照射するノズルの向きのデータ等である基本データを読み込み、この加工開始点で前記ノズルの向きと同一の向きに向かせる複数の姿勢を算出させる複数方向算出プログラムと、加工開始点から加工終了点にいたる間に第1の回転軸の回りを前記ノズルがどれだけの相対角度回転するかを算出させる相対回転角度算出プログラムと、前記相対回転角度算出工程で求めた相対回転角度の中の最大の相対回転角度をもとに前記複数方向算出工程で求めた加工開始点での複数のノズルの姿勢の中から、ノズルをどの姿勢にすれば第1の回転軸の回りに回転するノズルの回転がストロークオーバを起こさないかを決定させる姿勢決定プログラムとを記憶し、さらに、前記加工開始点から前記加工終了点にいたる各加工点にて、前記第1の回転軸の回りをノズルが回転した相対回転角度を求め、前記各相対回転角度の中から最大の相対回転角度が記憶され、当該最大の相対回転角度と前記複数の姿勢とに基づきストロークオーバか否かを判断するプログラムを記憶している3次元レーザ加工機の位置決め方法のプログラムを記憶したコンピュータ読みとり可能の記憶媒体である。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図1に本実施に係る3次元レーザ加工機31の位置決め装置を備えたCAD/CAMシステム1の概略の構成図を示す。なお、ノズルNZの回転といった場合、回転の軸線である第1の回転軸、第2の回転軸等の回りに切断形状を加工するために回転する加工ヘッドに備えられたノズルNZの回転のことで便宜上使用しているものである。すなわち、レーザ光はこのノズルNZから照射されるためにノズルNZの向きとレーザ光が照射される向きは同一である。
【0014】
前記CAD/CAMシステム1は、コンピュータよりなるものであって、例えば、図示しないコンピュータ本体とマウス、キーボード等の入出力装置を備えている。なお、以下の説明において、立体形状MD、切断形状等に対する処理は、これらのデータをプログラムが処理するものである。
【0015】
前記CAD/CAMシステム1は、立体形状MDの作成等を行うCAD/CAM部3と、この立体形状MDを表示する表示部5と、前記CAD/CAM部3により作成した立体形状MD等の図形データと、この立体形状を加工するNCデータ等を格納するCAD/CAMデータファイル7と、立体形状MDに含まれる切断形状の加工開始点P1でのノズルNZの姿勢を決定する各処理を総合的に管理する位置決定制御部9と、を備えている。
【0016】
そして、前記CAD部/CAM3と、前記位置決定制御部9は、リンク制御部13により結合されている。これにより、プログラムはCAD/CAM部3の機能を使いながらCAD/CAMデータAiの編集を行うことができる。例えば加工開始点P1での立体形状MDの面に垂直な単位ベクトルVT等を生成させて、この単位ベクトルVTから加工開始点P1におけるノズルNZの姿勢を求めることができるようになる。
【0017】
一方、前記位置決定制御部9はさらに基本データ抽出部13と、複数姿勢算出部15と、相対回転角度算出部17と、姿勢決定部19とを備えている。
【0018】
前記基本データ抽出部13は、CAD/CAMデータファイル7より、例えば立体形状MDを読み込み、この立体形状MDに含まれる切断形状の情報より加工開始点P1、切断形状に含まれる線分の端点の座標値及び、これらの点におけるレーザ光を照射するノズルNZの向きのデータ等である基本データBiを抽出して基本データファイル21に格納する処理を行う。ここでノズルNZの向きのデータを生成するには立体形状MD上の各点における面に垂直な単位ベクトルVTの向きのデータが必要であるが前述したようにCAD/CAM部3とリンクしているのでこのCAD/CAM部3の機能を利用して単位ベクトルVTを生成させることができる。
【0019】
前記複数姿勢算出部15は、基本データファイル21から基本データBiを読み込み、第1の回転軸と第2の回転軸との回転の組み合わせから加工開始点P1においてノズルNZの方向が同一になるような複数の姿勢を算出して複数姿勢データファイル23に格納する処理を行う。
【0020】
前記相対回転角度算出部17は、例えば、本例では、加工開始点P1から加工終了点P9に至るまでの各加工点におけるノズルNZが回転軸の回りを回転した相対回転角度を算出して、この相対回転角度が最大になるときの角度をプログラム内に一時的に格納しておく処理を行う。
【0021】
前記姿勢決定部19は加工開始点P1における前記複数姿勢算出部15で求めたノズルNZの複数の姿勢に対してストロークオーバが生じるかどうかを判断する。そして、ストロークオーバが生じない加工開始点P1におけノズルNZの姿勢を決定して適正姿勢データSiとして適正姿勢データファイル25に格納する処理を行う。
【0022】
その後、加工データ更新部27は前記適正姿勢データSiを適正姿勢データファイル25より読み込みNCデータを変更する処理を行う。このNCデータが通信ケーブル29を介して3次元レーザ加工機31に送信され実際の製品に対して加工を行うことができるようになる。
【0023】
図2、図3、図4及び図5を参照して、3次元レーザ加工機31の位置決め方法を説明する。初めに、図2を参照して3次元レーザ加工機31の座標軸について説明する。図2(a)に示すように一般の工作機械の座標軸はXYZ座標軸と、X軸の回りに回転するA軸と、Y軸の回りに回転するB軸と、Z軸の回りに回転するC軸が定義されている。なお、A軸、B軸、C軸共に矢印の方向がプラスの回転方向である。
【0024】
本例の3次元レーザ加工機31では、直交3軸であるXYZ軸が定義されている。そして、図2(b)に示すようにレーザ光を照射するノズルNZを矢印AR1の方向に回転させる軸線をA軸とする。このノズルNZを矢印AR2の方向に回転させる基準となるZ軸に平行な軸線をC軸とする。そして、図2(b)に示すように、例えばC軸の回りを回転する回転角度が0度でA軸の回りを回転する回転角度が45度の場合でのレーザ光を照射するノズルNZの方向と、図2(c)に示すようにC軸の回りを回転する回転角度が180度で、A軸の回りを回転する回転角度が−45度の場合のノズルNZの方向は同一になる。このようなことを加工開始点P1におけるノズルNZの複数の姿勢ということにする。
【0025】
なお、3次元レーザ加工機31の軸の設定により上述の態様以外でも実施できることは勿論である。例えば加工機械の特徴により直交3軸であるXYZ軸と、X軸方向に平行な軸線である回転軸をA軸、Y軸方向に平行な軸線である回転軸をB軸として定義してもよい。
【0026】
本例では、図3に示す立体形状MDを処理の対象とする。この立体形状MDは、表示部5に表示されていて円柱面Aであるものとする。なお、実際の製品は板厚が存在するが便宜上省略する。そして、切断の対象となる穴HLが存在しているものとする。この穴HLは、稜線L1、稜線L2、稜線L3、稜線L4、稜線L5、稜線L6、稜線L7、及び稜線L8とを輪郭としているものである。これらの稜線の始点と終点から加工開始点P1と、各加工途中の点であるP2、P3、P4、P5、P6、P7、P8と、加工終了点P9とを含んでいる。
【0027】
初めに、ステップS401の読み込み処理では、加工開始点P1でのノズルNZの向きのデータV1x、V1y、V1zを基本データファイル21より読み込む処理を行う。
【0028】
なお、V1xはノズルNZの向きの単位ベクトルVTのX軸成分である。V1yはノズルNの向きの単位ベクトルVTのY軸成分である。及び、V1zはノズルNZの向きの単位ベクトルVTのZ軸成分である。ここで、基本データファイル21には基本データ抽出部13により立体形状MDの切断形状より生成された各点における単位ベクトル等が格納されているものである。
【0029】
そして、ステップS403の算出処理では、ステップS401で読み込んだ単位ベクトルの各成分V1x、V1y、及びV1zより加工開始点P1におけるノズルNZの姿勢を求める。すなわち、C軸に対する回転角度C1と、A軸に対する回転角度A1とを算出する。本例では、A1の値は90度で、C1の値は0度であるものとする。
【0030】
ステップS405の入力処理では、C2の値にC1−180の値を入力する。同様に、C3の値にC1+180の値を入力する。A2の値に−A1の値を入力する。同様に、A3の値に−A1の値を入力する。これにより、加工開始点P1でのレーザ光を照射するノズルNZの向きは同一であるがA軸、C軸に対する回転角度が違う複数の姿勢が生成される。すなわち、後の処理によりこの複数の姿勢からノズルNZがストロークオーバを起こさないような姿勢が選択されることになる。
【0031】
続いて、ステップS407の入力処理では、各加工点の番号であるNの値に初期値として2を入力する。併せて、N−1番目のノズルNZのC軸に対する回転角度であるCbの値に初期値としてC1の値を入力する。さらに、ノズルNZの最大の相対回転角度を格納するCzの値に初期値として0を入力する。
【0032】
ステップS409の読み込み処理では、基本データファイル21よりN点目におけるノズルNZの向きのデータであるVnx、Vny、Vnzを読み込む。本例では、加工開始点P1と、各加工点P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8と、加工終了点P9が順次読み込まれることになる。
【0033】
ここで、Vnxは、N点目における立体形状MDの面に対して垂直な単位ベクトルのX軸成分である。Vnyは同じく単位ベクトルVTのY軸成分である。及びVnzは単位ベクトルVTのZ軸成分である。
【0034】
続いて、ステップS411の算出処理ではN点目におけるC軸に対しての回転角Cn1の値をVnx、Vny、Vnzより算出する処理を行う。さらに、ステップS413の入力処理では、Cn2の値にCn1+180の値を入力する。Cn3の値にCn1−180の値を入力する。ここで、Cn1、Cn2、Cn3の値をそれぞれ求めるのは、例えばN−1点目からN点目に3次元レーザ加工機31のノズルNZのC軸の回りの回転量が最小になる値を選択するためである。
【0035】
ステップS415の選択処理では、前述の処理で求めたCn1、Cn2、Cn3の値のうちCbの値との差が最も小さいものをCnに入力する処理を行う。これにより、N−1番目の点の位置からN番目の点の位置までにレーザ光を照射するノズルNZがC軸の回りに回転する角度が最小になる。
【0036】
ステップS417の判断処理では、Czの値と、Cn−C1の値の大小を判断する。そして、ステップS417の判断処理でCzの値がCn−C1の値より小さいと判断したときは処理をステップS419の入力処理に移す。ステップS417の判断処理でCzの値がCn−C1の値より大きいと判断したときは、処理をステップ421の代入処理に移す。
【0037】
ステップS419の入力処理では、Czの値にCn−C1の値を入力する。なお、このCzの値にノズルNZが現時点までにC軸の回りを相対的に回転した最大の回転角度が格納されている。本例では、点P4、点P5において相対回転角度が最大となるのでCzの値には最終的にP4、P5におけるノズルNZが回転した角度が格納されることになる。ステップS421の代入処理では、Cbの値にCnの値を代入する。
【0038】
続いて、ステップS423の判断処理ではN点目は加工終了点P9かどうかを判断する。本例では、図3に示すように加工開始点がP1で、加工の途中の点がP2からP8で加工終了点がP9となっている。ステップS423の判断処理でN点目は加工終了点と判断したときは処理をステップS427の判断処理に移す。ステップS423の判断処理でN点目は加工終了点ではないと判断したときは処理をステップS425のカウント処理に移す。ステップS425のカウント処理ではNの値にN+1を代入する処理を行う。続いて処理をステップS409の読み込み処理に戻し前述の処理を続行する。
【0039】
ステップS427の判断処理ではC1+Czはストロークオーバかどうかを判断する。なお、C1の値はノズルNZの加工開始点でのC軸に対する回転角度であり、Czの値はノズルNZがC軸の回りを相対的回転した最大角度である。
【0040】
ステップS427の判断処理でC1+Czはストロークオーバと判断したときは処理をステップS431の判断処理に移す。ステップS427の判断処理でC1+Czの値はストロークオーバでないと判断したときは処理をステップS439の姿勢決定処理に移す。
【0041】
続いてステップS431の判断処理ではC2+Czの値はストロークオーバかどうかを判断する。ステップS431の判断処理でC2+Czの値はストロークオーバであると判断したときは処理をステップS435の判断処理に移す。ステップS431の判断処理でC2+Czの値はストロークオーバではないと判断したときは処理をステップS439の姿勢決定処理に移す。
【0042】
さらに、ステップS435の判断処理ではC3+Czの値はストロークオーバかどうかを判断する。ステップSC3+Czの値はストロークオーバと判断したときは処理を加工不可として終了する。ステップS435の判断処理でC3+Czはストロークオーバでないと判断したときは処理をステップS439の姿勢決定処理に移す。そして、ステップS439の姿勢決定処理ではCの値と、Aの値を加工開始点P1でのノズルNZのC軸、A軸に対しての姿勢に設定して処理を終了する。ノズルNZは上述で設定された姿勢で加工開始点P1において加工を開始する。そして、C軸の回りの回転がストロークオーバを起さずに適正な加工を行うことができるようになる。
【0043】
なお、この発明は、前述の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。
【0044】
図7は、前述した3次元レーザ加工機31の位置決め装置を制御するための制御プログラムを記憶した記憶媒体の1例としてのCD−ROMを示すものである。上記CD−ROMは、コンピュータにより、レーザ加工機の位置決め装置を制御するための制御プログラムを記憶したコンピュータ読みとり可能の記憶媒体であって、この制御プログラムは、
加工開始点でのレーザ光を照射するノズルNZの向きのデータ等である基本データを読み込み、この加工開始点で前記ノズルNZの向きと同一の向きに向かせる複数の姿勢を算出させる複数方向算出プログラムと、
加工開始点から加工終了点にいたる間に第1の回転軸の回りを前記ノズルNZがどれだけの相対角度回転するかを算出させる相対角度算出プログラムと、
前記相対角度算出工程で求めた相対角度をもとに前記複数方向算出工程で求めた加工開始点での複数のノズルNZの姿勢の中から、ノズルNZをどの姿勢にすれば第1の回転軸の回りに回転するノズルNZの回転がストロークオーバを起こさないかを決定させる加工開始角度決定プログラムとを記憶しているものである。
【0045】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、例えば加工開始点における第1の回転軸であるC軸に対してのノズルの姿勢Cs及び第2の回転軸であるA軸に対してのノズルの姿勢Asを決定するときに、このノズルが加工開始点から加工終了点までのC軸の回りを回転する相対的な最大回転角Czを求め(途中の点が最大になる事もある)、Cs+Czが第1の回転軸の回りを回転する回転角度の制限内に収まるようにCsを設定するのでストロークオーバが起きにくくなり適正な3次元レーザ加工が行えるという効果がある。
【0046】
そして、ストロークオーバになる場合も実際の加工の前にチェックできるので実際の加工でストロークオーバを起こすということがなくなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】3次元レーザ加工機の位置決め方法及びその装置の概略の構成を示す概略図である。
【図2】3次元レーザ加工機の座標軸を説明する説明図である。
【図3】立体形状の加工軌跡を説明する説明図である。
【図4】3次元レーザ加工機の位置決め方法のプログラムのフローチャート図である。
【図5】図4の続きのフローチャート図である。
【図6】図5の続きのフローチャート図である。
【図7】記憶媒体の説明図である。
【符号の説明】
1 CAD/CAMシステム
3 CAD/CAM部
5 表示部
7 CAD/CAMデータファイル
9 位置決定制御部
11 リンク制御部
13 基本データ抽出部
15 複数姿勢算出部
17 相対回転角度算出部
19 姿勢決定部
21 基本データファイル
23 複数姿勢データファイル
25 適正姿勢データファイル
27 加工データ更新部
29 通信ケーブル
31 3次元レーザ加工機[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a positioning method and apparatus for a three-dimensional laser processing machine, and more particularly, a method and apparatus for preventing rotation around a rotation axis of a nozzle of a three-dimensional laser processing machine from causing a stroke over. About.
[0002]
[Prior art]
In general, for example, when cutting a cut shape included in a product, a plurality of types of nozzles for irradiating laser light can be taken at the processing start point of the cut shape.
[0003]
Then, when determining the posture of the nozzle at the machining start point of a certain cutting path, the posture at the end of the previous cutting (angle of rotation of the nozzle) is taken into account, for example, the rotational movement time of the nozzle rotating around the rotation axis The nozzle posture at the current machining start point is determined so that the amount of rotation decreases during the movement from the previous machining end point to the current machining start point so that shortening can be achieved.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Such a conventional positioning method for a three-dimensional laser beam machine has, for example, the following problems.
[0005]
In the above-described method, when performing circular cutting of a cylinder whose center axis is parallel to the rotation axis, the posture of the nozzle at the processing start point can be selected from the following postures.
[0006]
For example, the nozzle posture is 0 degree with respect to the first rotation axis and 90 degrees with respect to the second rotation axis. Next, 180 degrees with respect to the first rotation axis and -90 degrees with respect to the second rotation axis. Furthermore, it is the case of -180 degrees with respect to the first rotation axis and the case of -90 degrees with respect to the second rotation axis.
[0007]
However, when the posture of the nozzle before the cutting of the ring ends at 120 degrees with respect to the first rotation axis and 90 degrees with respect to the second rotation axis, in the prior art, the first rotation Since the value rotating around the axis is selected to be the minimum, the case of 180 degrees with respect to the first rotation axis and -90 degrees with respect to the second rotation axis is selected.
[0008]
When the ring is cut from the position of the nozzle, it is necessary to rotate 360 degrees around the first rotation axis, and the stroke that rotates around the first rotation axis of the three-dimensional laser processing machine (restriction of the rotation angle). However, when the angle is -360 degrees to 360 degrees, there is a problem that a value that rotates around the first rotation axis in the middle of the stroke is overstroke.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and the invention according to
[0010]
In the invention according to
[0011]
The invention according to
[0012]
The invention according to claim 4 is a computer-readable storage medium storing a control program for controlling a positioning device of a three-dimensional laser processing machine by a computer, and the control program stores a laser at a processing start point. Multi-direction calculation program that reads basic data such as the data of the direction of the nozzle that irradiates light, and calculates a plurality of postures that are directed to the same direction as the nozzle at the processing start point, and processing from the processing start point A relative rotation angle calculation program for calculating the relative rotation angle of the nozzle around the first rotation axis while reaching the end point, and a relative rotation angle calculated in the relative rotation angle calculation step . maximum relative rotation angle from the orientation of the plurality of nozzles at the machining start point obtained by the plurality of directions calculated step on the basis on which orientation the nozzle And a posture determination program for determining whether the rotation of the nozzle rotating around the first rotation axis does not cause a stroke over, and further, at each processing point from the processing start point to the processing end point. Then, a relative rotation angle obtained by rotating the nozzle around the first rotation axis is obtained, a maximum relative rotation angle is stored from among the respective relative rotation angles , and the maximum relative rotation angle and the plurality of postures are stored. Is a computer-readable storage medium storing a program for a positioning method of a three-dimensional laser beam machine that stores a program for determining whether or not the stroke is over based on the above.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a CAD /
[0014]
The CAD /
[0015]
The CAD /
[0016]
The CAD unit /
[0017]
On the other hand, the position determination control unit 9 further includes a basic
[0018]
The basic
[0019]
The plural
[0020]
For example, in this example, the relative rotation
[0021]
The
[0022]
Thereafter, the machining
[0023]
A positioning method of the three-dimensional
[0024]
In the three-dimensional
[0025]
Needless to say, the present invention can be carried out in other modes than the above by setting the axis of the three-dimensional
[0026]
In this example, the solid shape MD shown in FIG. The three-dimensional shape MD is displayed on the
[0027]
First, in the reading process of step S401, the process of reading the direction data V1x, V1y, V1z of the nozzle NZ at the processing start point P1 from the basic data file 21 is performed.
[0028]
V1x is the X-axis component of the unit vector VT in the direction of the nozzle NZ. V1y is the Y-axis component of the unit vector VT in the direction of the nozzle N. V1z is a Z-axis component of the unit vector VT in the direction of the nozzle NZ. Here, the basic data file 21 stores unit vectors and the like at each point generated from the cut shape of the solid shape MD by the basic
[0029]
In the calculation process in step S403, the orientation of the nozzle NZ at the processing start point P1 is obtained from the components V1x, V1y, and V1z of the unit vector read in step S401. That is, the rotation angle C1 with respect to the C axis and the rotation angle A1 with respect to the A axis are calculated. In this example, it is assumed that the value of A1 is 90 degrees and the value of C1 is 0 degrees.
[0030]
In the input process in step S405, the value C1-180 is input as the value C2. Similarly, the value of C1 + 180 is input to the value of C3. Enter the value of -A1 for the value of A2. Similarly, the value of -A1 is input as the value of A3. As a result, a plurality of postures are generated in which the direction of the nozzle NZ that irradiates the laser beam at the processing start point P1 is the same, but the rotation angles with respect to the A axis and the C axis are different. That is, a posture in which the nozzle NZ does not cause a stroke over is selected from the plurality of postures by the subsequent processing.
[0031]
Subsequently, in the input process of step S407, 2 is input as an initial value to the value of N that is the number of each machining point. In addition, the value of C1 is input as an initial value to the value of Cb, which is the rotation angle of the (N-1) th nozzle NZ relative to the C axis. Further, 0 is input as an initial value to the value of Cz that stores the maximum relative rotation angle of the nozzle NZ.
[0032]
In the reading process of step S409, Vnx, Vny, and Vnz, which are data of the direction of the nozzle NZ at the Nth point, are read from the
[0033]
Here, Vnx is an X-axis component of a unit vector perpendicular to the surface of the solid shape MD at the Nth point. Vny is also the Y-axis component of the unit vector VT. And Vnz are Z-axis components of the unit vector VT.
[0034]
Subsequently, in the calculation process of step S411, a process of calculating the value of the rotation angle Cn1 with respect to the C axis at the Nth point from Vnx, Vny, and Vnz is performed. Further, in the input process of step S413, the value of Cn1 + 180 is input as the value of Cn2. The value of Cn1-180 is input to the value of Cn3. Here, the values of Cn1, Cn2, and Cn3 are respectively determined, for example, from the (N−1) th point to the Nth point when the rotation amount around the C axis of the nozzle NZ of the three-dimensional
[0035]
In the selection process of step S415, a process of inputting the smallest difference from the value of Cb among the values of Cn1, Cn2, and Cn3 obtained in the above process to Cn is performed. As a result, the angle at which the nozzle NZ that irradiates laser light from the position of the (N−1) th point to the position of the Nth point rotates about the C axis is minimized.
[0036]
In the determination process of step S417, the magnitude of the value of Cz and the value of Cn−C1 are determined. If it is determined in step S417 that the value of Cz is smaller than the value of Cn−C1, the process proceeds to input processing in step S419. If it is determined in step S417 that the value of Cz is larger than the value of Cn−C1, the process proceeds to the substitution process in
[0037]
In the input process of step S419, the value of Cn−C1 is input as the value of Cz. Note that the maximum rotation angle at which the nozzle NZ has relatively rotated about the C axis up to the present time is stored in the value of Cz. In this example, since the relative rotation angle becomes maximum at the points P4 and P5, the angle at which the nozzle NZ is finally rotated at P4 and P5 is stored in the value of Cz. In the substitution process of step S421, the value of Cn is substituted for the value of Cb.
[0038]
Subsequently, in the determination processing in step S423, it is determined whether or not the Nth point is the processing end point P9. In this example, as shown in FIG. 3, the machining start point is P1, the middle point of machining is P2 to P8, and the machining end point is P9. If it is determined in step S423 that the Nth point is the processing end point, the process proceeds to step S427. If it is determined in step S423 that the Nth point is not the processing end point, the process proceeds to the counting process in step S425. In the count process of step S425, a process of substituting N + 1 for the value of N is performed. Subsequently, the process is returned to the reading process in step S409 and the above-described process is continued.
[0039]
In the determination processing in step S427, it is determined whether C1 + Cz is a stroke over. The value of C1 is the rotation angle with respect to the C axis at the processing start point of the nozzle NZ, and the value of Cz is the maximum angle at which the nozzle NZ has relatively rotated around the C axis.
[0040]
If it is determined in step S427 that C1 + Cz is a stroke over, the process proceeds to step S431. If it is determined in step S427 that the value of C1 + Cz is not a stroke over, the process proceeds to the posture determination process in step S439.
[0041]
Subsequently, in the determination processing in step S431, it is determined whether the value of C2 + Cz is a stroke over. If it is determined in step S431 that the value of C2 + Cz is a stroke over, the process proceeds to the determination process in step S435. If it is determined in step S431 that the value of C2 + Cz is not a stroke over, the process proceeds to the posture determination process in step S439.
[0042]
Further, in the determination process in step S435, it is determined whether the value of C3 + Cz is a stroke over. If the value of step SC3 + Cz is determined to be a stroke over, the process is terminated as unprocessable. If it is determined in step S435 that C3 + Cz is not a stroke over, the process proceeds to the posture determination process in step S439. In the posture determination process in step S439, the value C and the value A are set to the posture of the nozzle NZ with respect to the C axis and the A axis at the machining start point P1, and the process ends. The nozzle NZ starts machining at the machining start point P1 in the posture set above. Then, proper processing can be performed without causing a stroke over rotation around the C axis.
[0043]
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It can implement in another aspect by making an appropriate change.
[0044]
FIG. 7 shows a CD-ROM as an example of a storage medium storing a control program for controlling the positioning device of the three-dimensional
Multi-direction calculation that reads basic data such as the orientation data of the nozzle NZ that irradiates the laser beam at the processing start point, and calculates a plurality of postures that are directed to the same direction as the nozzle NZ at the processing start point. Program and
A relative angle calculation program for calculating how much relative angle the nozzle NZ rotates around the first rotation axis from the processing start point to the processing end point;
Based on the relative angle obtained in the relative angle calculation step, the posture of the nozzle NZ from among the postures of the plurality of nozzles NZ at the machining start point obtained in the multi-direction calculation step is the first rotation axis. And a machining start angle determination program for determining whether or not the rotation of the nozzle NZ rotating around the position causes a stroke over.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, for example, the nozzle attitude Cs with respect to the C axis that is the first rotation axis and the nozzle attitude As with respect to the A axis that is the second rotation axis at the machining start point are set. At the time of determination, a relative maximum rotation angle Cz that the nozzle rotates around the C axis from the machining start point to the machining end point is obtained (the middle point may be maximum), and Cs + Cz is the first. Since Cs is set so as to be within the limit of the rotation angle that rotates around the rotation axis, stroke over is less likely to occur, and appropriate three-dimensional laser processing can be performed.
[0046]
In addition, even when the stroke is over, it can be checked before the actual machining, so that there is no effect that the stroke over is caused in the actual machining.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a positioning method and apparatus for a three-dimensional laser beam machine.
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining coordinate axes of a three-dimensional laser beam machine.
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a processing locus of a three-dimensional shape.
FIG. 4 is a flowchart of a program for a positioning method of a three-dimensional laser beam machine.
FIG. 5 is a flowchart subsequent to FIG. 4;
6 is a flowchart subsequent to FIG.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a storage medium.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
加工開始点でのレーザ光を照射するノズルの向きのデータ等である基本データを読み込み、この加工開始点で前記ノズルの向きを同一の向きに向かせる複数の姿勢を算出する複数方向算出工程と、
加工開始点から加工終了点にいたる間に第1の回転軸の回りを前記ノズルがどれだけの相対角度回転するかを算出する相対回転角度算出工程と、
前記相対回転角度算出工程で求めた相対回転角度の中の最大の相対回転角度をもとに前記複数方向算出工程で求めた加工開始点での複数のノズルの姿勢の中から、ノズルをどの姿勢にすれば第1の回転軸の回りに回転するノズルの回転がストロークオーバを起こさないかを決定する姿勢決定工程とを含み、
前記加工開始点から前記加工終了点にいたる各加工点にて、前記第1の回転軸の回りをノズルが回転した相対回転角度を求め、前記各相対回転角度の中から最大の相対回転角度が記憶され、当該最大の相対回転角度と前記複数の姿勢とに基づきストロークオーバか否かを判断することを特徴とする3次元レーザ加工機の位置決め方法。In a positioning method of a three-dimensional laser processing machine having an XYZ axis that is three orthogonal axes and two rotation axes,
A multi-direction calculation step of reading basic data such as data on the direction of a nozzle that irradiates laser light at a processing start point, and calculating a plurality of postures for directing the nozzle at the same processing start point; ,
A relative rotation angle calculation step of calculating how much relative angle the nozzle rotates about the first rotation axis between the processing start point and the processing end point;
Based on the maximum relative rotation angle among the relative rotation angles obtained in the relative rotation angle calculation step, the posture of the nozzle from among the postures of the plurality of nozzles at the machining start point obtained in the multi-direction calculation step A posture determining step for determining whether the rotation of the nozzle rotating around the first rotation axis does not cause a stroke over,
At the processing start point the machining end point reaches each processing point from obtains the relative rotation angle around the nozzle and the rotation of the first rotary shaft, wherein the maximum relative rotation angle from among the relative rotation angle A positioning method for a three-dimensional laser beam machine, wherein the determination is made based on the stored maximum relative rotation angle and the plurality of postures to determine whether the stroke is over.
加工開始点でのレーザ光を照射するノズルの向きのデータ等である基本データを読み込み、この加工開始点で前記ノズルの向きと同一の向きに向かせる複数の姿勢を算出する複数方向算出手段と、
加工開始点から加工終了点にいたる間に第1の回転軸の回りを前記ノズルがどれだけの相対角度回転するかを算出する相対回転角度算出手段と、
前記相対回転角度算出工程で求めた相対回転角度の中の最大の相対回転角度をもとに前記複数方向算出工程で求めた加工開始点での複数のノズルの姿勢の中から、ノズルをどの姿勢にすれば第1の回転軸の回りに回転するノズルの回転がストロークオーバを起こさないかを決定する姿勢決定手段とを備え、
前記加工開始点から前記加工終了点にいたる各加工点にて、前記第1の回転軸の回りをノズルが回転した相対回転角度を求め、前記各相対回転角度の中から最大の相対回転角度が記憶され、当該最大の相対回転角度と前記複数の姿勢とに基づきストロークオーバか否かを判断することを特徴とする3次元レーザ加工機の位置決め装置。In a positioning apparatus for a three-dimensional laser processing machine having XYZ axes that are orthogonal three axes and two rotation axes,
A plurality of direction calculation means for reading basic data such as data on the direction of a nozzle that irradiates a laser beam at a processing start point, and calculating a plurality of postures to be directed in the same direction as the nozzle at the processing start point; ,
A relative rotation angle calculation means for calculating how much relative angle the nozzle rotates around the first rotation axis between the processing start point and the processing end point;
Based on the maximum relative rotation angle among the relative rotation angles obtained in the relative rotation angle calculation step, the posture of the nozzle from among the postures of the plurality of nozzles at the machining start point obtained in the multi-direction calculation step And a posture determining means for determining whether the rotation of the nozzle rotating around the first rotation axis does not cause a stroke over,
At the processing start point the machining end point reaches each processing point from obtains the relative rotation angle around the nozzle and the rotation of the first rotary shaft, wherein the maximum relative rotation angle from among the relative rotation angle A positioning apparatus for a three-dimensional laser beam machine, wherein the positioning device stores and determines whether or not the stroke is over based on the maximum relative rotation angle and the plurality of postures.
加工開始点でのレーザ光を照射するノズルの向きのデータ等である基本データを読み込み、この加工開始点で前記ノズルの向きと同一の向きに向かせる複数の姿勢を算出させる複数方向算出プログラムと、
加工開始点から加工終了点にいたる間に第1の回転軸の回りを前記ノズルがどれだけの相対角度回転するかを算出させる相対回転角度算出プログラムと、
前記相対回転角度算出工程で求めた相対回転角度の中の最大の相対回転角度をもとに前記複数方向算出工程で求めた加工開始点での複数のノズルの姿勢の中から、ノズルをどの姿勢にすれば第1の回転軸の回りに回転するノズルの回転がストロークオーバを起こさないかを決定させる姿勢決定プログラムとを記憶し、さらに、
前記加工開始点から前記加工終了点にいたる各加工点にて、前記第1の回転軸の回りをノズルが回転した相対回転角度を求め、前記各相対回転角度の中から最大の相対回転角度が記憶され、当該最大の相対回転角度と前記複数の姿勢とに基づきストロークオーバか否かを判断するプログラムを記憶していることを特徴とする3次元レーザ加工機の位置決め方法のプログラムを記憶したコンピュータ読みとり可能の記憶媒体。A computer-readable storage medium storing a control program for controlling a positioning device of a three-dimensional laser processing machine by a computer,
A multi-direction calculation program that reads basic data such as data on the direction of a nozzle that emits laser light at a processing start point, and calculates a plurality of postures that are directed to the same direction as the nozzle at the processing start point; ,
A relative rotation angle calculation program that calculates how much relative angle the nozzle rotates around the first rotation axis from the processing start point to the processing end point;
Based on the maximum relative rotation angle among the relative rotation angles obtained in the relative rotation angle calculation step, the posture of the nozzle from among the postures of the plurality of nozzles at the machining start point obtained in the multi-direction calculation step And a posture determination program for determining whether the rotation of the nozzle rotating around the first rotation axis does not cause a stroke over,
At the processing start point the machining end point reaches each processing point from obtains the relative rotation angle around the nozzle and the rotation of the first rotary shaft, wherein the maximum relative rotation angle from among the relative rotation angle A computer storing a program for a positioning method for a three-dimensional laser processing machine, wherein the program stores a program for determining whether the stroke is over based on the maximum relative rotation angle and the plurality of postures. A readable storage medium.
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