JP4828374B2 - Laser processing equipment - Google Patents

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Description

本発明は、ワークに対して加工ヘッドの退避およびアプローチを行いながら所定位置でワークのレーザ加工を行なうレーザ加工装置に関するものである。   The present invention relates to a laser processing apparatus that performs laser processing of a workpiece at a predetermined position while retracting and approaching the workpiece with respect to the workpiece.

レーザ加工装置では、ワーク上の複数の位置でレーザ加工を行なう場合、現在の加工位置から次の加工位置へ加工ノズル(加工ヘッド)を移動させてワークをレーザ加工している。ワーク上で現在の加工位置から次の加工位置へ加工ノズルを移動させる場合、まず加工ノズルを現在の加工位置から退避させて加工ノズルをワークから遠ざけた後、加工ノズルを次の加工位置へアプローチさせている。加工ノズルを次の加工位置へアプローチさせる際には、例えば加工ノズルを次の加工位置の近傍に近づけ、その後、静電容量型の非接触式センサ(加工ノズルとワークとの間の距離に応じた静電容量を測定するセンサ)を用いて加工ノズルとワークの衝突を回避しながら加工ノズルを所望の加工位置に移動(直下に下降)させている。   In a laser processing apparatus, when laser processing is performed at a plurality of positions on a workpiece, the workpiece is laser processed by moving a processing nozzle (processing head) from the current processing position to the next processing position. When moving the machining nozzle from the current machining position to the next machining position on the workpiece, first move the machining nozzle away from the current machining position and move the machining nozzle away from the workpiece, then approach the machining nozzle to the next machining position. I am letting. When approaching the machining nozzle to the next machining position, for example, the machining nozzle is brought close to the next machining position, and then a capacitive non-contact sensor (depending on the distance between the machining nozzle and the workpiece) The machining nozzle is moved to a desired machining position (lowered immediately below) while avoiding collision between the machining nozzle and the workpiece using a sensor for measuring the electrostatic capacity.

特許文献1に記載のレーザ加工機は、加工形状の加工終了点に加工ノズルが到達するとZ軸を所定速度で所定量だけ移動させ、その後X,Y軸を次の加工形状の加工開始点方向へ移動させている。そして、加工終了点と加工開始点の中間点でZ軸の送り方向を反転させ、ワークと加工ノズルのギャップが所定量に達するとギャップセンサを有効にしてギャップ制御(ワークに倣う処理)を開始している。   The laser processing machine described in Patent Document 1 moves the Z axis by a predetermined amount at a predetermined speed when the processing nozzle reaches the processing end point of the processing shape, and then moves the X and Y axes to the processing start point direction of the next processing shape. Has been moved to. Then, the Z-axis feed direction is reversed between the machining end point and the machining start point, and when the gap between the workpiece and the machining nozzle reaches a predetermined amount, the gap sensor is activated and gap control (processing following the workpiece) is started. is doing.

特開2004−1067号公報JP 2004-1067 A

しかしながら、上記従来の技術では、ワークの反り返りや沈み込み等によって、ワークに対する加工ヘッド(加工ノズル)の退避開始位置(現在の加工位置)と次の加工位置とでワークの高さが異なる場合、ギャップ制御を行なう前に加工ヘッドをワークに衝突させてしまう場合があるといった問題があった。このため、ワークの安定した加工の実現が困難であるといった問題があった。   However, in the above conventional technique, when the workpiece height differs between the retreat start position (current machining position) of the machining head (machining nozzle) with respect to the workpiece and the next machining position due to warping or sinking of the workpiece, There is a problem that the machining head may collide with the work before performing the gap control. For this reason, there is a problem that it is difficult to realize stable machining of the workpiece.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、加工ヘッドとワークの衝突を回避してワークの安定したレーザ加工を行なうレーザ加工装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a laser processing apparatus that performs stable laser processing of a workpiece while avoiding a collision between the processing head and the workpiece.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、レーザ光を照射する加工ヘッドをワーク上の加工ポイントに移動させてレーザ加工を行なうとともに、前記加工ポイントのレーザ加工を完了した後に次の加工ポイントをレーザ加工する場合には、前記加工ポイントのレーザ加工が完了した加工ヘッドを前記ワークの上部側に位置する退避位置に退避させてから次の加工ポイントにアプローチさせて前記次の加工ポイントをレーザ加工するレーザ加工装置において、前記ワークと前記加工ヘッドの相対位置を制御するとともに、前記アプローチの際には、前記加工ヘッドを前記次の加工ポイント上へ斜め下降させる斜め下降制御を用いる位置制御部と、前記ワークの加工面と前記加工ヘッドとの間の最短距離を距離情報として検出する距離検出部と、を備え、前記位置制御部は、前記斜め下降制御を開始する際に、前記距離検出部が検出した距離情報に基づいて前記加工ヘッドの位置制御を開始して前記加工ヘッドを前記次の加工ポイントにアプローチさせることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention performs laser processing by moving a processing head that irradiates a laser beam to a processing point on a workpiece and completes laser processing of the processing point. When the next machining point is to be laser machined later, the machining head that has completed the laser machining of the machining point is retracted to the retreat position located on the upper side of the workpiece, and then approached to the next machining point to perform the next machining point. In a laser processing apparatus that performs laser processing of a machining point, the relative position between the workpiece and the machining head is controlled, and at the time of the approach, the oblique descent control is performed so that the machining head is obliquely lowered onto the next machining point. A position control unit that uses the shortest distance between the machining surface of the workpiece and the machining head as distance information. Comprising a distance detection unit, wherein the position control unit, when starting the oblique lowering control, the machining head starts position control of the machining head on the basis of the distance information which the distance detection unit detects The next machining point is approached.

この発明によれば、退避位置から次の加工ポイントへアプローチさせる際に、ワークの加工面と加工ヘッドとの間の距離情報を用いて加工ヘッドの倣い制御を行なうので、加工ヘッドとワークの衝突を回避することが可能となり、安定したレーザ加工を開始できるという効果を奏する。   According to the present invention, when approaching the next machining point from the retreat position, the scanning information of the machining head is controlled using the distance information between the machining surface of the workpiece and the machining head. Can be avoided and stable laser processing can be started.

以下に、本発明にかかるレーザ加工装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of a laser processing apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態
図1は、本発明の実施の形態にかかるレーザ加工装置を示す斜視図である。レーザ加工装置は、X軸方向に移動可能な加工テーブル2、レーザビームをワーク104へ照射する加工ヘッド3、加工ヘッド3の先端に取り付けられ静電センサとしての機能を有する加工ノズル4、加工ヘッド3をZ軸方向に移動させるZ軸ユニット5、Z軸ユニット5をY軸方向に移動させるY軸ユニット6、を備えた加工機本体1と、レーザビームを出射するレーザ発振器8と、加工機本体1およびレーザ発振器8を制御するNC制御部7と、からなり、加工テーブル2に載置されたワーク104の加工を行なうものである。
Embodiment FIG. 1 is a perspective view showing a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention. The laser processing apparatus includes a processing table 2 movable in the X-axis direction, a processing head 3 that irradiates a workpiece 104 with a laser beam, a processing nozzle 4 that is attached to the tip of the processing head 3 and functions as an electrostatic sensor, and a processing head 3, a processing machine body 1 having a Z-axis unit 5 that moves the Z-axis unit 5 in the Z-axis direction, and a Y-axis unit 6 that moves the Z-axis unit 5 in the Y-axis direction, a laser oscillator 8 that emits a laser beam, and a processing machine The NC control unit 7 that controls the main body 1 and the laser oscillator 8 is used to process the workpiece 104 placed on the processing table 2.

本発明の実施の形態にかかるレーザ加工装置は、倣い退避機能(加工ノズル4とワーク104の衝突を回避しながら倣い動作を行なう機能)を備えている。ここでの倣い退避機能は、NC制御部7に実装された倣い制御部(後述の倣い制御部25)により実施される一機能(加工ノズル4とワーク104の距離(ギャップ量)を検知しながら、この検知結果を用いて加工ノズル4をワーク104へ近づける動作)である。   The laser processing apparatus according to the embodiment of the present invention has a copying retreat function (a function of performing a copying operation while avoiding a collision between the processing nozzle 4 and the workpiece 104). The copying evacuation function here is one function (a distance (gap amount) between the machining nozzle 4 and the workpiece 104) that is implemented by a copying control unit (a copying control unit 25 described later) mounted on the NC control unit 7. The operation of bringing the machining nozzle 4 closer to the workpiece 104 using the detection result).

レーザ発振器8から出射されたレーザビームは、図示省略した光学系にて加工ヘッド3に導かれ、加工ヘッド3に設けられた加工ノズル4の先端よりワーク104に照射される。レーザ加工装置では、NC制御部7の指令により、ワーク104を載置した加工テーブル2をX軸方向に移動させ、Y軸ユニット6にて加工ヘッド3をY軸方向に移動させることで、ワーク104に所望の2次元形状を加工する。   The laser beam emitted from the laser oscillator 8 is guided to the machining head 3 by an optical system (not shown), and is irradiated onto the workpiece 104 from the tip of the machining nozzle 4 provided in the machining head 3. In the laser machining apparatus, the machining table 2 on which the workpiece 104 is placed is moved in the X-axis direction by the command of the NC control unit 7, and the machining head 3 is moved in the Y-axis direction by the Y-axis unit 6. 104 processes a desired two-dimensional shape.

つぎに、レーザ加工装置の詳細な構成について説明する。図2は、レーザ加工装置の構成を示す機能ブロック図である。レーザ加工装置は、操作部110、加工機本体1、NC制御部(位置制御部)7、レーザ発振器8を備えている。   Next, a detailed configuration of the laser processing apparatus will be described. FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the laser processing apparatus. The laser processing apparatus includes an operation unit 110, a processing machine main body 1, an NC control unit (position control unit) 7, and a laser oscillator 8.

操作部110は、タッチパネル、マウス、キーボードなどの情報入力手段を備えて構成され、オペレータから入力される所定の指示情報(ワーク104を加工するための加工プログラムやワーク104に関する情報など)を受け付ける。操作部110は、オペレータから入力された指示情報をNC制御部7に入力する。   The operation unit 110 includes information input means such as a touch panel, a mouse, and a keyboard, and receives predetermined instruction information (such as a processing program for processing the workpiece 104 and information regarding the workpiece 104) input from the operator. The operation unit 110 inputs instruction information input from the operator to the NC control unit 7.

NC制御部7は、オペレータが操作部110から入力した加工プログラムに基づいて、レーザ発振器8や加工機本体1の動作制御を行なう。具体的には、NC制御部7では、オペレータが操作部110から入力した加工プログラムに基づいて、レーザ発振器8のON/OFFの制御、加工機本体1に設けられた加工テーブル2の動作制御、加工ヘッド3を移動させるZ軸ユニット5やY軸ユニット6の動作制御などを行なう。   The NC control unit 7 controls the operation of the laser oscillator 8 and the processing machine main body 1 based on the processing program input from the operation unit 110 by the operator. Specifically, the NC control unit 7 controls the ON / OFF of the laser oscillator 8 based on the machining program input from the operation unit 110 by the operator, the operation control of the machining table 2 provided in the machine body 1, Operation control of the Z-axis unit 5 and the Y-axis unit 6 for moving the machining head 3 is performed.

NC制御部7は、ワーク104に対する加工ヘッド3の倣い動作を制御する機能(後述の倣い制御部25)を備えており、この倣い制御部25が、レーザ加工装置の倣い動作(加工テーブル2の動作制御、加工ヘッド3の動作)を制御する。具体的には、加工ヘッド3を下降させながら加工テーブル2へ近づける動作の開始と同時に倣い制御部25が倣い動作の制御を開始する。倣い制御部25は、加工ヘッド3が所定の位置(後述の倣い開始可能位置L,M)に到達した後、加工ヘッド3をZ軸方向へ下降させながら加工テーブル2上の加工位置(XY位置)へ加工ヘッド3を移動(X軸方向、Y軸方向、Z軸方向への同時移動)させる(以下、斜め下降移動という)。その後、倣い制御部25は、加工ヘッド3のZ軸方向への下降動作のみで加工テーブル2(ワーク104)上の加工位置に加工ヘッド3を近づける(以下、直下下降移動という)。   The NC control unit 7 has a function of controlling the copying operation of the machining head 3 with respect to the workpiece 104 (a copying control unit 25 described later). The copying control unit 25 performs a copying operation of the laser machining apparatus (of the machining table 2). Operation control, operation of the machining head 3). Specifically, the copying control unit 25 starts controlling the copying operation simultaneously with the start of the operation of moving the processing head 3 close to the processing table 2 while lowering the processing head 3. The copying control unit 25 moves the machining head 3 on the machining table 2 (XY position) while lowering the machining head 3 in the Z-axis direction after the machining head 3 reaches a predetermined position (possible copy start possible positions L and M described later). ) Is moved (simultaneously moved in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction) (hereinafter referred to as an oblique downward movement). Thereafter, the copying control unit 25 moves the machining head 3 closer to the machining position on the machining table 2 (work 104) only by the lowering operation of the machining head 3 in the Z-axis direction (hereinafter, referred to as a direct downward movement).

加工機本体1は、NC制御部7からの指示に基づいて、加工テーブル2の動作制御(加工テーブル2のX軸方向の移動制御)、Y軸ユニット6の動作制御(加工ヘッド3のY軸方向の移動制御)、Z軸ユニット5の動作制御(加工ヘッド3のZ軸方向の移動制御)などを行なう。   Based on an instruction from the NC control unit 7, the processing machine body 1 controls the operation of the processing table 2 (movement control of the processing table 2 in the X-axis direction), and the operation control of the Y-axis unit 6 (Y-axis of the processing head 3). Direction movement control), operation control of the Z-axis unit 5 (movement control of the machining head 3 in the Z-axis direction), and the like.

レーザ発振器8は、NC制御部7からの指示に基づいて、レーザのON/OFF処理などを行なう。レーザ発振器8から出射されたレーザビームは、加工機本体1へ送られ、加工機本体1の加工ヘッド3(加工ノズル4)からワーク104へ出斜される。   The laser oscillator 8 performs laser ON / OFF processing and the like based on an instruction from the NC control unit 7. The laser beam emitted from the laser oscillator 8 is sent to the processing machine main body 1 and is obliquely emitted from the processing head 3 (processing nozzle 4) of the processing machine main body 1 to the workpiece 104.

つぎに、ワーク104に対する加工ヘッド3の相対位置を移動させるための移動軸(加工ヘッド3の移動軸、加工テーブル2の移動軸)の構成について説明する。図3は、レーザ加工装置が備える各移動軸の構成を示す斜視図である。   Next, the configuration of the movement axis (the movement axis of the machining head 3 and the movement axis of the machining table 2) for moving the relative position of the machining head 3 with respect to the workpiece 104 will be described. FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of each moving shaft provided in the laser processing apparatus.

加工ヘッド3(加工ノズル4)は、Z軸ユニット5の先端部(ワーク104側)に取り付けられており、加工ヘッド3をZ軸方向に移動させるZ軸ユニット5は、Y軸24に接続されている。   The machining head 3 (machining nozzle 4) is attached to the tip of the Z-axis unit 5 (on the workpiece 104 side), and the Z-axis unit 5 that moves the machining head 3 in the Z-axis direction is connected to the Y-axis 24. ing.

Z軸受103はサーボモータSM3の駆動により加工ヘッド3をZ方向(図内の矢印Z方向)に移動させ、Y軸受102はサーボモータSM2の駆動により加工ヘッド3をY方向(図内の矢印Y方向)に移動させ、X軸受101はサーボモータSM1の駆動により加工テーブル2をX方向(図内の矢印X方向)に移動させる。   The Z bearing 103 moves the machining head 3 in the Z direction (arrow Z direction in the figure) by driving the servo motor SM3, and the Y bearing 102 drives the machining head 3 in the Y direction (arrow Y in the figure by driving the servo motor SM2). The X bearing 101 moves the machining table 2 in the X direction (arrow X direction in the figure) by driving the servo motor SM1.

静電センサは、ワーク104と加工ノズル4と間の静電容量を電圧として検出する。サーボモータSM1〜SM3は、NC制御部7からの駆動信号や静電センサからのセンサ信号(検出信号)に基づいて駆動する。加工ヘッド3や加工テーブル2は、静電センサからのセンサ信号に基づいて、ワーク104と加工ノズル4との距離が所定距離(ワーク104に対する加工ヘッド3の位置に応じた距離)よりも近付かないようサーボモータSM1〜SM3によって駆動される。これにより、レーザビームのスポットが加工線105を倣うよう、加工テーブル2に対する加工ノズル4の位置(移動経路)が制御される。本実施の形態では、直下下降移動のみで倣い動作を行なうのではなく、斜め下降移動および直下下降移動の両方で倣い動作(アプローチ動作)を行なう。すなわち、X軸Y軸移動時に斜めにアプローチしてくる際も倣いながら加工ノズル4を下降させる。   The electrostatic sensor detects the capacitance between the workpiece 104 and the processing nozzle 4 as a voltage. The servo motors SM1 to SM3 are driven based on a drive signal from the NC control unit 7 or a sensor signal (detection signal) from the electrostatic sensor. In the machining head 3 and the machining table 2, the distance between the workpiece 104 and the machining nozzle 4 is not closer than a predetermined distance (a distance corresponding to the position of the machining head 3 with respect to the workpiece 104) based on a sensor signal from the electrostatic sensor. It is driven by servo motors SM1 to SM3. Thus, the position (movement path) of the machining nozzle 4 with respect to the machining table 2 is controlled so that the laser beam spot follows the machining line 105. In the present embodiment, the copying operation is not performed only by the downward movement just below, but the copying operation (approach operation) is performed by both the diagonal downward movement and the direct downward movement. That is, the machining nozzle 4 is lowered while following the oblique approach when moving the X axis and the Y axis.

つぎに、図2に示したNC制御部7に含まれる倣い制御部25の詳細な構成について説明する。図4は、倣い制御部の詳細な構成を示すブロック図である。倣い制御部25は、加工ノズル4の近傍に配設される静電センサを用いてワーク104と加工ノズル4との距離(加工ノズル4のZ軸方向の位置)を制御する機能を有しており、A/D変換部11、ノズル高さデータ変換部12、指令移動量作成部13、サーボアンプ14を備えている。   Next, a detailed configuration of the copying control unit 25 included in the NC control unit 7 shown in FIG. 2 will be described. FIG. 4 is a block diagram illustrating a detailed configuration of the copying control unit. The copying control unit 25 has a function of controlling the distance between the workpiece 104 and the machining nozzle 4 (the position of the machining nozzle 4 in the Z-axis direction) using an electrostatic sensor disposed in the vicinity of the machining nozzle 4. And an A / D converter 11, a nozzle height data converter 12, a command movement amount generator 13, and a servo amplifier 14.

A/D変換部11は、静電センサが検出したセンサ信号(ワーク104と加工ノズル4の距離に関する信号(静電容量を示す電圧))をA/D(Analogue/Digital)変換し、変換後のデジタル信号をノズル高さデータ変換部12に入力する。   The A / D converter 11 performs A / D (Analogue / Digital) conversion on the sensor signal (signal related to the distance between the workpiece 104 and the machining nozzle 4 (voltage indicating the capacitance)) detected by the electrostatic sensor, and after the conversion Is input to the nozzle height data converter 12.

ノズル高さデータ変換部12は、A/D変換部11から入力された信号を、ワーク104に対する加工ノズル4の高さ(距離)のデータに変換(算出)する。ノズル高さデータ変換部12は、例えば図5に示した電圧とノズル高さの関係図を用いてワーク104に対する現在の加工ノズル4の高さ(ワーク104と加工ノズル4の距離)を算出する。   The nozzle height data converter 12 converts (calculates) the signal input from the A / D converter 11 into data of the height (distance) of the machining nozzle 4 with respect to the workpiece 104. The nozzle height data converter 12 calculates the current height of the machining nozzle 4 (distance between the workpiece 104 and the machining nozzle 4) with respect to the workpiece 104 using, for example, the relationship between the voltage and the nozzle height shown in FIG. .

指令移動量作成部13は、ノズル高さデータ変換部12が算出した加工ノズル4の高さと、加工プログラムにて指定された加工中の加工ノズル4とワーク104との間の設定距離(ノズル高さデータ)(倣い高さデータ)との差分を入力する。指令移動量作成部13は、入力された差分のデータと、加工ノズル4の移動動作毎に予め設定された退避量データ(加工ノズル4に必要な退避量のデータ)とを用いて、加工ノズル4の移動量を指令する情報(指令移動量)を作成する。指令移動量作成部13は、加工ノズル4の高さが予め設定されたノズル高さデータに一致するよう(加工ノズル4の高さとノズル高さデータの差が0となるよう)指令移動量を作成する。指令移動量作成部13は、作成した指令移動量をサーボアンプ14に入力する。   The command movement amount creation unit 13 calculates the height of the machining nozzle 4 calculated by the nozzle height data conversion unit 12 and the set distance (nozzle height) between the machining nozzle 4 being processed and the workpiece 104 specified by the machining program. Difference) (copy height data). The command movement amount creation unit 13 uses the input difference data and the retraction amount data set in advance for each movement operation of the processing nozzle 4 (retraction amount data necessary for the processing nozzle 4) to process the processing nozzle. Information (command movement amount) for commanding the movement amount 4 is created. The command movement amount creation unit 13 sets the command movement amount so that the height of the machining nozzle 4 matches the preset nozzle height data (so that the difference between the height of the machining nozzle 4 and the nozzle height data becomes zero). create. The command movement amount creation unit 13 inputs the created command movement amount to the servo amplifier 14.

サーボアンプ14は、指令移動量をサーボモータSM3へと伝える。サーボモータSM3は、指令移動量に応じた距離だけZ軸方向に加工ヘッド3を移動させる。倣い制御部25は、加工ヘッド3の制御処理を所定の周期で繰り返すことによって加工ノズル4の倣い高さの制御を行なう。なお、ここでの静電センサ、A/D変換部11、ノズル高さデータ変換部12が特許請求の範囲に記載の距離検出部に対応する。   The servo amplifier 14 transmits the command movement amount to the servo motor SM3. The servo motor SM3 moves the machining head 3 in the Z-axis direction by a distance corresponding to the command movement amount. The scanning control unit 25 controls the scanning height of the machining nozzle 4 by repeating the control process of the machining head 3 at a predetermined cycle. Here, the electrostatic sensor, the A / D conversion unit 11, and the nozzle height data conversion unit 12 correspond to the distance detection unit described in the claims.

つぎに、レーザ加工装置の倣い動作の処理手順について説明する。図6は、レーザ加工装置の倣い動作の処理手順を示すフローチャートである。レーザ加工装置は、所定の加工位置でのレーザ加工を終了すると、NC制御部7が加工プログラム(NCプログラム)の中から退避コード(加工ヘッド3の退避動作(移動経路や移動速度)を示す情報)を読み込む(ステップS10)。ここでの退避コード(M199やM189など)は、ワーク104の表面形状(凹凸など)や加工ヘッド3の移動距離などに基づいて予め設定される情報である。   Next, the processing procedure of the copying operation of the laser processing apparatus will be described. FIG. 6 is a flowchart showing the processing procedure of the copying operation of the laser processing apparatus. When the laser processing apparatus finishes laser processing at a predetermined processing position, the NC control unit 7 stores a retreat code (information indicating a retreat operation (movement path or movement speed) of the machining head 3) from the machining program (NC program). ) Is read (step S10). The retreat code (M199, M189, etc.) here is information set in advance based on the surface shape (unevenness, etc.) of the workpiece 104, the movement distance of the machining head 3, and the like.

つぎに、NC制御部7は、予めユーザに設定された斜め退避および斜めアプローチを行なうか否かを示す情報(斜め退避および斜めアプローチの有効/無効)に基づいて、ワーク104に対する加工ヘッド3の斜め退避動作およびワーク104への加工ヘッド3の斜めアプローチ動作(斜め下降移動、直下下降移動)が有効である否かを判断する(ステップS20)。   Next, the NC control unit 7 determines whether the machining head 3 with respect to the workpiece 104 is based on information indicating whether or not to perform oblique evacuation and oblique approach preset by the user (valid evacuation and oblique approach valid / invalid). It is determined whether or not the oblique retraction operation and the oblique approach operation of the machining head 3 to the workpiece 104 (oblique downward movement, direct downward movement) are effective (step S20).

ここでの斜め退避動作は、ワーク104上の加工終了ポイントから加工ヘッド3を斜め方向(Z軸方向と非平行な方向)へ上昇させて退避させる動作であり、加工ヘッド3は加工終了ポイントからZ軸方向の移動を行いながらX軸方向やY軸方向への移動も行なう。   The oblique retracting operation here is an operation in which the machining head 3 is lifted in an oblique direction (a direction not parallel to the Z-axis direction) from the machining end point on the workpiece 104 and retracted, and the machining head 3 is moved from the machining end point. While moving in the Z-axis direction, movement in the X-axis direction and the Y-axis direction is also performed.

また、ここでの斜めアプローチ動作は、加工終了ポイントから退避した後の加工ヘッド3(後述の加工開始可能位置L,Mに位置する加工ヘッド3)を、次の加工開始ポイントへ移動させる動作であり、加工ヘッド3は退避位置からZ軸方向の移動を行いながらX軸方向やY軸方向への移動(斜め下降移動)を行ない、その後、Z軸方向の移動(直下下降移動)のみを行なう。   The oblique approach operation here is an operation of moving the machining head 3 (the machining head 3 located at machining start possible positions L and M described later) after retreating from the machining end point to the next machining start point. Yes, the machining head 3 moves in the X-axis direction and the Y-axis direction (slanting downward movement) while moving in the Z-axis direction from the retracted position, and then only moves in the Z-axis direction (directly downward movement). .

NC制御部7は、ワーク104に対する加工ヘッド3の斜め退避動作およびワーク104への加工ヘッド3の斜めアプローチ動作は有効であると判断すると(ステップS20、Yes)、アラームや手動停止によるレーザ加工装置の加工処理ストップ後の再スタートであるか否かを判断する(ステップS30)。   When the NC control unit 7 determines that the oblique retraction operation of the machining head 3 with respect to the workpiece 104 and the oblique approach operation of the machining head 3 with respect to the workpiece 104 are effective (Yes in step S20), the laser machining apparatus with an alarm or manual stop It is determined whether or not it is a restart after the machining process is stopped (step S30).

レーザ加工装置の加工処理ストップ後の再スタートでなければ(ステップS30、No)、NC制御部7は、サーボモータSM1〜SM3を制御して加工ヘッド3や加工テーブル2を移動させ、加工ヘッド3に斜め退避動作を行なわせる。さらに、NC制御部7は、サーボモータSM1〜SM3を制御して加工ヘッド3や加工テーブル2を移動させ、加工ヘッド3に斜めアプローチ動作を行なわせる。   If the restart is not performed after the processing of the laser processing apparatus is stopped (No at Step S30), the NC control unit 7 controls the servo motors SM1 to SM3 to move the processing head 3 and the processing table 2 so that the processing head 3 To perform an oblique retreat operation. Further, the NC control unit 7 controls the servo motors SM1 to SM3 to move the machining head 3 and the machining table 2, and causes the machining head 3 to perform an oblique approach operation.

斜めアプローチ動作のうち斜め下降移動を行なう際には、NC制御部7がサーボモータSM1,SM2を制御して加工ヘッド3や加工テーブル2をXY方向へ移動させながら、倣い制御部25がサーボモータSM3を制御して加工ヘッド3をZ方向に移動(倣い動作を伴う下降)させる。また、斜めアプローチ動作のうち直下下降移動を行なう際には、NC制御部7の倣い制御部25がサーボモータSM3を制御して加工ヘッド3をZ軸方向に移動(倣い動作を伴う下降)させる(ステップS40)。   When performing the oblique downward movement in the oblique approach operation, the NC control unit 7 controls the servo motors SM1 and SM2 to move the machining head 3 and the machining table 2 in the XY directions, while the scanning control unit 25 moves the servo motor. SM3 is controlled to move the machining head 3 in the Z direction (lowering with a copying operation). In addition, when performing a downward downward movement in the oblique approach operation, the scanning control unit 25 of the NC control unit 7 controls the servo motor SM3 to move the machining head 3 in the Z-axis direction (lowering with the scanning operation). (Step S40).

NC制御部7は、ワーク104に対する加工ヘッド3の斜め退避動作およびワーク104への加工ヘッド3の斜めアプローチ動作は有効でないと判断すると(ステップS20、No)、通常の倣い動作(直下下降移動の際にのみ倣い動作する従来までの倣い動作)を行なう。すなわち、斜め下降移動の際には加工ノズル4の倣い動作(ワーク104に対する加工ノズル4の距離を検出しながらのアプローチ)を行なわず、予め設定した所定の座標値まで加工ノズル4を移動させる。そして、直下下降移動の際にのみ倣い制御部25が加工ノズル4の倣い動作を行なう(ステップS50)。   When the NC control unit 7 determines that the oblique retraction operation of the machining head 3 with respect to the workpiece 104 and the oblique approach operation of the machining head 3 with respect to the workpiece 104 are not effective (No in step S20), the normal copying operation (directly downward movement) The conventional copying operation is performed only when the copying operation is performed. That is, during the oblique downward movement, the machining nozzle 4 is moved to a predetermined coordinate value set in advance without performing the copying operation of the machining nozzle 4 (approach while detecting the distance of the machining nozzle 4 with respect to the workpiece 104). Then, the copying control unit 25 performs the copying operation of the machining nozzle 4 only during the downward and downward movement (step S50).

また、レーザ加工装置の加工処理ストップ後の再スタートの場合も(ステップS30、Yes)、通常の倣い動作(直下下降移動のみの倣い動作)を行なう(ステップS50)。斜め退避した後の斜めアプローチ処理や通常の倣い動作を終えると、NC制御部7は、加工ヘッド3の倣い動作を終了し、ワーク104のレーザ加工を開始する。   Also, in the case of restarting after stopping the processing process of the laser processing apparatus (step S30, Yes), a normal copying operation (a copying operation with only a downward movement) is performed (step S50). When the oblique approach process and the normal copying operation after the oblique retreat are finished, the NC control unit 7 ends the copying operation of the machining head 3 and starts laser machining of the workpiece 104.

つぎに、斜め退避処理、斜めアプローチ処理の詳細な処理手順について説明する。図7は、斜め退避処理および斜めアプローチ処理の処理手順を示すフローチャートである。レーザ加工装置は、所定の加工位置でのレーザ加工を終了すると、次の加工位置への加工ノズル4の移動処理として、まず斜め退避処理を行なう(ステップS110)。加工ノズル4の斜め退避処理は、NC制御部7がサーボモータSM1〜SM3を制御することによって行なう。   Next, detailed processing procedures of the diagonal evacuation process and the diagonal approach process will be described. FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure of the diagonal retreat process and the diagonal approach process. When the laser processing at the predetermined processing position is completed, the laser processing apparatus first performs an oblique retreat process as a process for moving the processing nozzle 4 to the next processing position (step S110). The oblique withdrawal process of the machining nozzle 4 is performed by the NC control unit 7 controlling the servo motors SM1 to SM3.

ここで斜め退避処理の際の加工ノズル4の移動経路について説明する。斜め退避処理の際の加工ノズル4の移動経路は、加工ノズル4がワーク104に衝突する可能性があるエリア(加工ノズル4の侵入を許可しないエリア(侵入禁止エリア))、加工ノズル4の最大移動速度、加工テーブル2の最大移動速度などに基づいて設定される。   Here, the movement path of the processing nozzle 4 during the oblique retraction process will be described. The moving path of the machining nozzle 4 during the oblique retraction process is an area where the machining nozzle 4 may collide with the workpiece 104 (an area where the machining nozzle 4 is not allowed to enter (intrusion prohibited area)), and the maximum of the machining nozzle 4 It is set based on the moving speed, the maximum moving speed of the machining table 2, and the like.

図8および図9は、加工ヘッドの侵入を許可しないエリアを説明するための図である。加工ノズル4の侵入を許可しない侵入禁止エリアZ1,Z2は、ワーク104の表面形状、加工終了ポイント(斜め退避を開始する位置)A1や加工開始ポイント(斜めアプローチ処理を終了する位置)B1などに基づいて設定される。侵入禁止エリアZ1,Z2は、加工終了ポイントA1から次の加工開始ポイントB1までの上部に設定される。   FIG. 8 and FIG. 9 are diagrams for explaining an area where entry of the machining head is not permitted. The entry prohibition areas Z1 and Z2 that do not allow entry of the machining nozzle 4 are formed on the surface shape of the workpiece 104, the machining end point (position where oblique retraction starts) A1, the machining start point (position where oblique approach processing ends) B1, and the like. Set based on. Invasion prohibition areas Z1 and Z2 are set in the upper part from machining end point A1 to the next machining start point B1.

侵入禁止エリアZ1,Z2は、斜め退避処理の際に加工ノズル4がワーク104に衝突する可能性のある移動角度、斜めアプローチ処理の際に加工ノズル4がワーク104に衝突する可能性のある移動角度、加工ノズル4をXY平面方向(ワーク104の加工面と平行な面内方向)で移動させる際の高さh1(倣い退避位置)に基づいて設定する。   The intrusion prohibited areas Z1 and Z2 are movement angles at which the machining nozzle 4 may collide with the work 104 during the oblique retreat process, and movements at which the machining nozzle 4 may collide with the work 104 during the oblique approach process. The angle and the processing nozzle 4 are set based on the height h1 (following retraction position) when moving the processing nozzle 4 in the XY plane direction (in-plane direction parallel to the processing surface of the workpiece 104).

図8の侵入禁止エリアZ1は、斜め退避処理の際に侵入が許可されないエリア上部の経路(R1)、高さh1で加工ノズル4をXY平面方向内に移動させる際の経路(R2)、斜めアプローチ処理の際に侵入が許可されないエリア上部の経路(R3)、直下下降移動の経路(R4)、加工開始ポイントB1と加工終了ポイントA1とを結ぶ直線で囲まれる領域となる。   The intrusion prohibited area Z1 in FIG. 8 is a path (R1) above the area where intrusion is not permitted during oblique retraction processing, a path (R2) when moving the processing nozzle 4 in the XY plane direction at a height h1, This is an area surrounded by a straight line connecting the path (R3) at the upper part of the area where entry is not permitted during the approach process, the path (R4) of the downward movement and the machining start point B1 and the machining end point A1.

経路(R1)は、加工ノズル4を加工終了ポイントA1から高さh1の退避位置Kに到達させるまでに、加工ノズル4がワーク104に衝突する可能性のあるエリアの外側に設定される。経路(R1)とワーク104の加工面とは、角度0度〜90度内の何れかの角度を成している。ここでの退避位置Kは、ワーク104の上部側に位置し、ワーク104の加工面からの距離を指定した位置である。   The path (R1) is set outside the area where the machining nozzle 4 may collide with the workpiece 104 before the machining nozzle 4 reaches the retreat position K having the height h1 from the machining end point A1. The path (R1) and the machining surface of the workpiece 104 form any angle within an angle of 0 degrees to 90 degrees. The retreat position K here is a position that is located on the upper side of the workpiece 104 and that specifies the distance from the machining surface of the workpiece 104.

経路(R2)は、加工ノズル4をZ軸方向へ移動させることなくワーク104の加工面と平行な面内方向(XY平面方向)で移動させる際の高さh1の上部に設定される。経路(R2)が退避位置Kから斜めアプローチを開始してもよい位置(倣い開始可能位置L)までの経路となる。ここでの倣い開始可能位置Lは、高さh1から加工ノズル4を直下下降移動の許可ポイントY1(中継位置)まで最短経路で移動させた場合に、加工ノズル4がワーク104に衝突する可能性がない位置である。   The path (R2) is set at the upper portion of the height h1 when the machining nozzle 4 is moved in the in-plane direction (XY plane direction) parallel to the machining surface of the workpiece 104 without moving in the Z-axis direction. The route (R2) is a route from the retreat position K to a position where the oblique approach may be started (a position where copying can be started L). The scanning start possible position L here is a possibility that the machining nozzle 4 may collide with the workpiece 104 when the machining nozzle 4 is moved from the height h1 to the permission point Y1 (relay position) of the direct downward movement. There is no position.

経路(R3)は、加工ノズル4を倣い開始可能位置Lから次の加工開始ポイントB1の上部(後述の直下下降移動の許可ポイントY1)に到達させるまでに、加工ノズル4がワーク104に衝突する可能性のあるエリアの外側に設定される。経路(R3)とワーク104の加工面とは、角度90度〜180度内の何れかの角度を成している。   In the path (R3), the machining nozzle 4 collides with the workpiece 104 until the machining nozzle 4 reaches the upper part of the next machining start point B1 (permission point Y1 for direct downward movement described later) from the position L at which copying can be started. Set outside the possible area. The path (R3) and the machining surface of the workpiece 104 form any angle within the range of 90 to 180 degrees.

経路(R4)は、直下下降移動の開始が許可される位置(直下下降移動の許可ポイントY1)から加工開始ポイントB1までの経路である。経路(R4)とワーク104の加工面とは、角度90度を成している。   The route (R4) is a route from the position where the start of the downward movement is permitted (permission point Y1 for the downward movement) to the machining start point B1. The path (R4) and the processed surface of the workpiece 104 form an angle of 90 degrees.

加工終了ポイントA1と加工開始ポイントB1との間の距離が所定値よりも近い場合、加工終了ポイントA1と加工開始ポイントB1の略中間点(以下、加工面内中間点という)までの間に加工ノズル4が高さh1まで上昇しない場合がある。このような場合は、加工面内中間点まで加工ノズル4を上昇(斜め退避)させ、その後加工ノズル4を高さh1まで上昇させることなく斜めアプローチ処理を行なってもよい。このようなアプローチ処理を行なう場合には、例えば、図9に示す侵入禁止エリアZ2を設定する。   When the distance between the machining end point A1 and the machining start point B1 is closer than a predetermined value, machining is performed between the machining end point A1 and the machining start point B1 approximately between the machining end points A1 and the machining start point B1. The nozzle 4 may not rise to the height h1. In such a case, the oblique approach processing may be performed without raising the machining nozzle 4 to the intermediate point in the machining surface (retracting obliquely) and then raising the machining nozzle 4 to the height h1. When performing such approach processing, for example, an intrusion prohibited area Z2 shown in FIG. 9 is set.

図9に示す侵入禁止エリアZ2は、斜め退避処理の際に侵入が許可されないエリア上部の経路(R11)、斜めアプローチ処理の際に侵入が許可されないエリア上部の経路(R12)、直下下降移動の経路(R13)、加工開始ポイントB1と加工終了ポイントA1とを結ぶ直線で囲まれる領域となる。   The intrusion prohibited area Z2 shown in FIG. 9 includes a route above the area that is not allowed to enter during the oblique retreat process (R11), a route above the area that is not allowed to enter during the oblique approach process (R12), This is an area surrounded by a straight line connecting the path (R13) and the machining start point B1 and the machining end point A1.

経路(R11)は、加工ノズル4を加工終了ポイントA1から加工面内中間点上の倣い開始可能位置(退避終了位置)Mに到達させるまでに、加工ノズル4がワーク104に衝突する可能性のあるエリアの外側に設定される。経路(R11)とワーク104の加工面とは、角度0度〜90度内の何れかの角度を成している。   In the path (R11), there is a possibility that the machining nozzle 4 may collide with the workpiece 104 before the machining nozzle 4 reaches the copying start possible position (retreat end position) M on the intermediate point in the machining surface from the machining end point A1. Set outside an area. The path (R11) and the processed surface of the workpiece 104 form any angle within an angle of 0 degrees to 90 degrees.

経路(R12)は、加工ノズル4を倣い開始可能位置Mから直下下降移動の許可ポイントY1まで斜め方向に下降させる際に、加工ノズル4がワーク104に衝突する可能性のあるエリアの外側に設定される。経路(R12)とワーク104の加工面とは、角度90度〜180度内の何れかの角度を成している。経路(R13)は、直下下降移動の許可ポイントY1から加工開始ポイントB1までの経路である。経路(R13)とワーク104の加工面とは、角度90度を成している。   The path (R12) is set outside the area where the machining nozzle 4 may collide with the workpiece 104 when the machining nozzle 4 is lowered in an oblique direction from the position M at which copying can be started to the permission point Y1 for the downward movement. Is done. The path (R12) and the machining surface of the workpiece 104 form any angle within an angle of 90 to 180 degrees. The route (R13) is a route from the permission point Y1 of the downward movement to the machining start point B1. The path (R13) and the processed surface of the workpiece 104 form an angle of 90 degrees.

本実施の形態では、侵入禁止エリアZ1,Z2に加工ノズル4が進入しないよう、NC制御部7が加工ノズル4の移動経路を制御する。また、NC制御部7は、可能な限り短時間で加工ノズル4の移動が完了するよう、加工ノズル4の移動速度を制御する。   In the present embodiment, the NC control unit 7 controls the movement path of the machining nozzle 4 so that the machining nozzle 4 does not enter the entry prohibition areas Z1, Z2. The NC control unit 7 controls the moving speed of the machining nozzle 4 so that the movement of the machining nozzle 4 is completed in as short a time as possible.

NC制御部7は、斜め退避処理の際、例えばサーボモータSM3を所定値以上の大きな出力(例えば最大出力)で駆動させて加工ノズル4をZ軸方向に所定の早送り速度(NCプログラムに設定しておかなくてもよい速度)で移動させる。このとき、NC制御部7は、加工ノズル4を加工終了ポイントA1と加工開始ポイントB1のXY平面内の最短経路に沿わせながらXY平面内を所定の早送り速度で移動させる。すなわち、加工ノズル4をZ軸方向に所定の早送り速度で移動させるとともに、加工ノズル4をXY平面方向の移動経路に沿わせながら加工ノズル4のY軸方向の移動または加工テーブル2のX軸方向の移動の少なくとも一方を所定の早送り速度にする。なお、ここでの早送り速度は、レーザ加工装置の性能等に基づいて設定される速度であり、所定値以上の速度とする。NC制御部7は、例えば、加工ノズル4をZ軸方向に最大速度で移動させるとともにY軸方向またはX軸方向の少なくとも一方の方向に最大速度で移動させる。以下の説明では、加工ノズル4の早送り速度が最大速度である場合について説明する。   During the oblique retraction process, the NC control unit 7 drives the servo motor SM3, for example, with a large output (for example, maximum output) greater than or equal to a predetermined value to set the machining nozzle 4 to a predetermined rapid feed speed (in the NC program) in the Z axis direction. Move at a speed that does not need to be set). At this time, the NC control unit 7 moves the machining nozzle 4 in the XY plane at a predetermined fast feed speed along the shortest path in the XY plane between the machining end point A1 and the machining start point B1. That is, the machining nozzle 4 is moved in the Z-axis direction at a predetermined rapid feed speed, and the machining nozzle 4 is moved in the Y-axis direction or along the X-axis direction of the machining table 2 along the movement path in the XY plane direction. At least one of the movements is set to a predetermined rapid feed speed. Note that the rapid feed speed here is a speed set based on the performance of the laser processing apparatus and the like, and is a speed equal to or higher than a predetermined value. For example, the NC control unit 7 moves the machining nozzle 4 at the maximum speed in the Z-axis direction and at the maximum speed in at least one of the Y-axis direction and the X-axis direction. In the following description, a case where the rapid feed speed of the machining nozzle 4 is the maximum speed will be described.

NC制御部7は、斜め退避処理を開始した後、設定された退避量(高さh1)分だけZ軸方向に加工ノズル4が上昇したか否か(例えば退避位置Kに達したか)、加工ノズル4がZ軸方向の原点位置に到達したか否かを判断する。ここでの加工ノズル4のZ軸方向の原点位置は、Z軸方向の機械座標値が0の位置である。例えば、加工ノズル4は、原点位置よりも下(マイナスの機械座標値)で使用される。ここでのNC制御部7は、加工ノズル4が原点位置よりも上で使用されないよう、加工ノズル4がZ軸方向の原点位置に到達したか否かを判断している。   The NC control unit 7 determines whether or not the machining nozzle 4 has been raised in the Z-axis direction by the set retracting amount (height h1) after starting the oblique retracting process (for example, has reached the retracting position K), It is determined whether or not the processing nozzle 4 has reached the origin position in the Z-axis direction. The origin position in the Z-axis direction of the machining nozzle 4 here is a position where the machine coordinate value in the Z-axis direction is zero. For example, the machining nozzle 4 is used below the origin position (negative machine coordinate value). Here, the NC control unit 7 determines whether or not the machining nozzle 4 has reached the origin position in the Z-axis direction so that the machining nozzle 4 is not used above the origin position.

NC制御部7は、予め設定された退避量(高さh1)分だけZ軸方向に加工ノズル4が上昇した場合(ステップS120、Yes)、Z軸方向の加工ノズル4の移動を停止させ、加工ノズル4の移動をX軸方向やY軸方向(XY平面内)のみに限定する(ステップS130)。   The NC control unit 7 stops the movement of the machining nozzle 4 in the Z-axis direction when the machining nozzle 4 rises in the Z-axis direction by a preset retraction amount (height h1) (Step S120, Yes). The movement of the processing nozzle 4 is limited to only the X-axis direction and the Y-axis direction (in the XY plane) (step S130).

また、NC制御部7は、加工ノズル4がZ軸方向の原点位置に到達した場合(ステップS120、Yes)、Z軸方向の加工ノズル4の移動を停止させ、加工ノズル4の移動をX軸方向やY軸方向のみに限定する(ステップS130)。   In addition, when the machining nozzle 4 reaches the origin position in the Z-axis direction (step S120, Yes), the NC control unit 7 stops the movement of the machining nozzle 4 in the Z-axis direction and moves the machining nozzle 4 to the X-axis. The direction is limited only to the Y-axis direction (step S130).

Z軸方向の加工ノズル4の移動を停止させ、X軸方向やY軸方向のみに加工ノズル4を移動させると、NC制御部7は、加工ノズル4のX方向の位置やY方向の位置が斜めアプローチを開始する位置(倣い開始可能位置L)にまで到達したか否かを判断する(ステップS140)。NC制御部7は、加工ノズル4が倣い開始可能位置Lにまで到達するまで、加工ノズル4が倣い開始可能位置Lにまで到達したか否かを判断し続ける。   When the movement of the machining nozzle 4 in the Z-axis direction is stopped and the machining nozzle 4 is moved only in the X-axis direction or the Y-axis direction, the NC control unit 7 determines the position of the machining nozzle 4 in the X direction or the Y direction. It is determined whether or not the position at which the oblique approach is started (the scanning start possible position L) has been reached (step S140). The NC control unit 7 continues to determine whether or not the processing nozzle 4 has reached the scanning start possible position L until the processing nozzle 4 reaches the scanning start possible position L.

ここで、加工ノズル4が斜め退避処理を行なう際の移動経路について説明する。図10は、加工ノズルの斜め退避経路を説明するための図である。図10では、侵入禁止エリアZ1が設定される場合の加工ノズルの斜め退避経路を示している。   Here, the movement path when the machining nozzle 4 performs the oblique retraction process will be described. FIG. 10 is a view for explaining an oblique retreat path of the machining nozzle. FIG. 10 shows an oblique retreat path of the machining nozzle when the entry prohibition area Z1 is set.

図10に示した経路(2)は、加工ノズル4を最大の移動速度(Z軸方向)で移動させるとともに、加工ノズル4をXY平面方向の移動経路に沿わせながら加工ノズル4のY軸方向の移動または加工テーブル2のX軸方向の移動の少なくとも一方を最大速度にした場合を示している。この場合、加工ノズル4が高さh1(退避位置)に到達すると、加工ノズル4をXY平面内で倣い開始可能位置Lまで移動させる。   The path (2) shown in FIG. 10 moves the machining nozzle 4 at the maximum movement speed (Z-axis direction) and moves the machining nozzle 4 along the movement path in the XY plane direction while moving the machining nozzle 4 in the Y-axis direction. In this case, at least one of the above movement or the movement of the machining table 2 in the X-axis direction is set to the maximum speed. In this case, when the machining nozzle 4 reaches the height h1 (retracted position), the machining nozzle 4 is moved to a position where scanning can be started L in the XY plane.

なお、加工ノズル4や加工テーブル2を最大速度にして移動させた場合に、加工ノズル4が侵入禁止エリアZ1に侵入する場合(加工ノズル4のZ軸方向の移動速度に対して加工ノズル4のX軸方向、Y軸方向の移動速度が速い場合)(速度比が所定の比率よりも大きい場合)は、侵入禁止エリアZ1(経路(1))に沿うように加工ノズル4の移動を制御する。具体的には、加工ノズル4のZ軸方向を最大の移動速度で移動させつつ、加工ノズル4をXY平面方向の移動経路に沿わせて移動させる。このとき、加工ノズル4のY軸方向の移動速度や加工テーブル2のX軸方向の移動速度を抑えて、加工ノズル4が侵入禁止エリアZ1に侵入しないようにする。そして、加工ノズル4が高さh1(退避位置)に到達すると、加工ノズル4をXY平面内で倣い開始可能位置Lまで移動させる。加工ノズル4が倣い開始可能位置Lに到達すると、NC制御部7は、加工ノズル4の斜めアプローチ処理を開始する(ステップS160)。   When the machining nozzle 4 or the machining table 2 is moved at the maximum speed, and the machining nozzle 4 enters the intrusion prohibition area Z1 (the machining nozzle 4 moves with respect to the movement speed of the machining nozzle 4 in the Z-axis direction). When the movement speed in the X-axis direction and the Y-axis direction is high) (when the speed ratio is larger than a predetermined ratio), the movement of the machining nozzle 4 is controlled along the entry prohibition area Z1 (path (1)). . Specifically, the machining nozzle 4 is moved along the movement path in the XY plane direction while moving the Z-axis direction of the machining nozzle 4 at the maximum movement speed. At this time, the moving speed of the processing nozzle 4 in the Y-axis direction and the moving speed of the processing table 2 in the X-axis direction are suppressed so that the processing nozzle 4 does not enter the intrusion prohibited area Z1. Then, when the processing nozzle 4 reaches the height h1 (retracted position), the processing nozzle 4 is moved to the scanning start possible position L in the XY plane. When the processing nozzle 4 reaches the scanning start possible position L, the NC control unit 7 starts an oblique approach process of the processing nozzle 4 (step S160).

一方、NC制御部7は、ステップS120の処理において、設定された退避量(高さh1)分だけZ軸方向に加工ノズル4が上昇していなければ(ステップS120、No)、加工ノズル4がXY平面内で加工面内中間点に到達したか否かを判断する(ステップS150)。   On the other hand, if the machining nozzle 4 does not rise in the Z-axis direction by the set retraction amount (height h1) in the process of step S120 (step S120, No), the NC control unit 7 It is determined whether or not the processing surface intermediate point has been reached in the XY plane (step S150).

NC制御部7は、加工ノズル4が移動経路中の加工面内中間点に到達していなければ(ステップS150、No)、加工ノズル4の斜め退避処理を継続する(ステップS110)。加工ノズル4が移動経路中で加工面内中間点に到達すると(ステップS150、Yes)、NC制御部7は、この加工面内中間点を倣い開始可能位置(退避終了位置)Mとして、加工ノズル4の斜めアプローチ処理を開始する(ステップS160)。なお、予め設定された退避量(高さh1)に対応する位置(高さ)、Z軸方向の原点位置、加工面内中間点と同じ高さの位置が特許請求の範囲に記載の退避位置に対応する。   If the processing nozzle 4 has not reached the intermediate point in the processing surface in the movement path (No at Step S150), the NC control unit 7 continues the oblique retraction process of the processing nozzle 4 (Step S110). When the processing nozzle 4 reaches the processing surface intermediate point in the movement path (step S150, Yes), the NC control unit 7 sets the processing surface intermediate point as a copying start possible position (retraction end position) M. 4 is started (step S160). Note that the position (height) corresponding to a preset retraction amount (height h1), the origin position in the Z-axis direction, and the position at the same height as the intermediate point in the processing surface are the retraction positions described in the claims. Corresponding to

ここで、加工ノズル4が図10とは異なる他の斜め退避処理(加工面内中間点を経由する場合の退避処理)を行なう際の移動経路について説明する。図11は、加工ノズルの他の斜め退避経路を説明するための図である。図11では、侵入禁止エリアZ2が設定される場合の加工ノズルの斜め退避経路を示している。   Here, the movement path when the machining nozzle 4 performs another oblique retraction process (retraction process when passing through the intermediate point in the processing surface) different from FIG. 10 will be described. FIG. 11 is a diagram for explaining another oblique retreat path of the machining nozzle. FIG. 11 shows an oblique retreat path of the machining nozzle when the entry prohibition area Z2 is set.

図11に示した経路(4)は、加工ノズル4を最大の移動速度(Z軸方向)で移動させるとともに、加工ノズル4をXY平面方向の移動経路に沿わせながら加工ノズル4のY軸方向の移動または加工テーブル2のX軸方向の移動の少なくとも一方を最大速度にした場合を示している。   The path (4) shown in FIG. 11 moves the machining nozzle 4 at the maximum movement speed (Z-axis direction) and moves the machining nozzle 4 along the movement path in the XY plane direction while moving the machining nozzle 4 in the Y-axis direction. In this case, at least one of the above movement or the movement of the machining table 2 in the X-axis direction is set to the maximum speed.

加工ノズル4が、加工終了ポイントA1と加工開始ポイントB1の加工面内中間点(倣い開始可能位置M)と同じ高さ(退避位置)まで到達すると、加工ノズル4のZ軸方向の移動を停止して加工ノズル4をXY平面内で倣い開始可能位置Mまで移動させる。加工ノズル4が、倣い開始可能位置Mまで到達すると、加工ノズル4の斜めアプローチ処理を開始する。   When the processing nozzle 4 reaches the same height (retracted position) as the intermediate point (processing start possible position M) in the processing surface between the processing end point A1 and the processing start point B1, the movement of the processing nozzle 4 in the Z-axis direction is stopped. Then, the machining nozzle 4 is moved to the scanning start possible position M in the XY plane. When the processing nozzle 4 reaches the scanning start possible position M, the oblique approach processing of the processing nozzle 4 is started.

なお、加工ノズル4や加工テーブル2を最大速度にして移動させた場合に、加工ノズル4が侵入禁止エリアZ1に侵入する場合(加工ノズル4のZ軸方向の移動速度に対して加工ノズル4のX軸方向、Y軸方向の移動速度が速い場合)は、侵入禁止エリアZ2(経路(3))に沿うように加工ノズル4の移動を制御する。具体的には、加工ノズル4のZ軸方向を最大の移動速度で移動させつつ、加工ノズル4をXY平面方向の移動経路に沿わせて移動させる。このとき、加工ノズル4のY軸方向の移動速度や加工テーブル2のX軸方向の移動速度を抑えて、加工ノズル4が侵入禁止エリアZ1に侵入しないようにする。そして、加工ノズル4が、加工面内中間点(倣い開始可能位置M)(退避位置)まで到達すると、加工ノズル4の斜めアプローチ処理を開始する。   When the machining nozzle 4 or the machining table 2 is moved at the maximum speed, and the machining nozzle 4 enters the intrusion prohibition area Z1 (the machining nozzle 4 moves with respect to the movement speed of the machining nozzle 4 in the Z-axis direction). When the movement speed in the X-axis direction and the Y-axis direction is high), the movement of the machining nozzle 4 is controlled along the entry prohibition area Z2 (path (3)). Specifically, the machining nozzle 4 is moved along the movement path in the XY plane direction while moving the Z-axis direction of the machining nozzle 4 at the maximum movement speed. At this time, the moving speed of the processing nozzle 4 in the Y-axis direction and the moving speed of the processing table 2 in the X-axis direction are suppressed so that the processing nozzle 4 does not enter the intrusion prohibited area Z1. Then, when the processing nozzle 4 reaches the intermediate point in the processing surface (following start possible position M) (retreat position), the oblique approach processing of the processing nozzle 4 is started.

NC制御部7は、加工ノズル4の斜めアプローチ処理として、倣い開始可能位置Lや倣い開始可能位置Mから加工ノズル4を直下下降移動の許可ポイントY1へ移動(斜め下降移動)させる。   As the oblique approach process of the machining nozzle 4, the NC control unit 7 moves the machining nozzle 4 from the scanning start possible position L or the scanning start possible position M to the permission point Y <b> 1 for the downward movement downward (oblique downward movement).

ここで斜め下降移動の際の加工ノズル4の移動経路について説明する。斜め下降移動の際の加工ノズル4の移動経路は、加工ノズル4がワーク104に衝突する可能性があるエリア(侵入禁止エリアZ1,Z2)、加工ノズル4の最大移動速度、加工テーブル2の最大移動速度などに基づいて設定される。   Here, the movement path of the machining nozzle 4 during the oblique downward movement will be described. The movement path of the machining nozzle 4 during the oblique downward movement is an area where the machining nozzle 4 may collide with the workpiece 104 (invasion prohibition areas Z1, Z2), the maximum movement speed of the machining nozzle 4, and the maximum of the machining table 2. It is set based on the moving speed.

NC制御部7は、斜め下降移動処理の際、例えばサーボモータSM3を最大出力で駆動させて加工ノズル4をZ軸方向に最大速度で移動させる。このとき、NC制御部7は、加工ノズル4を加工終了ポイントA1と加工開始ポイントB1のXY平面内の最短経路に沿わせながらXY平面内を最大速度で移動させる。すなわち、加工ノズル4をZ軸方向に最大の移動速度で下降させるとともに、加工ノズル4をXY平面方向の移動経路に沿わせながら加工ノズル4のY軸方向の移動または加工テーブル2のX軸方向の移動の少なくとも一方を最大速度にする。   The NC controller 7 moves the machining nozzle 4 at the maximum speed in the Z-axis direction by, for example, driving the servo motor SM3 with the maximum output during the oblique descending movement process. At this time, the NC control unit 7 moves the machining nozzle 4 in the XY plane at the maximum speed along the shortest path in the XY plane between the machining end point A1 and the machining start point B1. That is, the machining nozzle 4 is lowered at the maximum movement speed in the Z-axis direction, and the machining nozzle 4 is moved in the Y-axis direction or along the X-axis direction of the machining table 2 along the movement path in the XY plane direction. Set at least one of the movements to maximum speed.

本実施の形態では、NC制御部7の倣い制御部25は、斜め下降移動処理の際に、倣い制御を行なう。斜め下降移動処理を開始すると、静電センサがワーク104と加工ノズル4の距離に関する信号を検出し、センサ信号としてA/D変換部11に入力する。   In the present embodiment, the scanning control unit 25 of the NC control unit 7 performs scanning control during the diagonally descending movement process. When the oblique descending movement process is started, the electrostatic sensor detects a signal related to the distance between the workpiece 104 and the machining nozzle 4 and inputs the signal to the A / D conversion unit 11 as a sensor signal.

A/D変換部11は、静電センサが検出したセンサ信号をA/D変換し、変換後のデジタル信号をノズル高さデータ変換部12に入力する。ノズル高さデータ変換部12は、A/D変換部11から入力された信号を、ワーク104に対する加工ノズル4の高さのデータに変換する。   The A / D converter 11 performs A / D conversion on the sensor signal detected by the electrostatic sensor, and inputs the converted digital signal to the nozzle height data converter 12. The nozzle height data conversion unit 12 converts the signal input from the A / D conversion unit 11 into data on the height of the machining nozzle 4 with respect to the workpiece 104.

指令移動量作成部13は、ノズル高さデータ変換部12が算出した加工ノズル4の高さと加工プログラムにて指定されたノズル高さデータとの差分と、予め設定された退避量データとを用いて、指令移動量を作成する。指令移動量作成部13は、作成した指令移動量をサーボアンプ14に入力する。サーボアンプ14は、指令移動量をサーボモータSM3へと伝える。サーボモータSM3は、指令移動量に応じた距離だけZ軸方向に加工ヘッド3を移動させる。ここでの倣い制御部25は、直下下降移動の許可ポイントY1の高さまで加工ヘッド3を倣い制御しながら下降させる。   The command movement amount creation unit 13 uses the difference between the height of the machining nozzle 4 calculated by the nozzle height data conversion unit 12 and the nozzle height data specified by the machining program, and preset retraction amount data. To create a command movement amount. The command movement amount creation unit 13 inputs the created command movement amount to the servo amplifier 14. The servo amplifier 14 transmits the command movement amount to the servo motor SM3. The servo motor SM3 moves the machining head 3 in the Z-axis direction by a distance corresponding to the command movement amount. Here, the copying control unit 25 lowers the machining head 3 while performing copying control to the height of the permission point Y1 for the downward movement.

NC制御部7は、加工ノズル4が直下下降移動の許可ポイントY1まで到達したか否かを判断する(ステップS170)。NC制御部7は、加工ノズル4が直下下降移動の許可ポイントY1まで到達していなければ(ステップS170、No)、加工ノズル4が直下下降移動の許可ポイントY1に到達するまで加工ノズル4に斜めアプローチの斜め下降移動を行わせる。   The NC control unit 7 determines whether or not the machining nozzle 4 has reached the permission point Y1 for the downward movement immediately below (step S170). If the machining nozzle 4 has not reached the permitted point Y1 for direct downward movement (step S170, No), the NC control unit 7 is inclined to the machining nozzle 4 until it reaches the permitted point Y1 for direct downward movement. Make the approach move diagonally downward.

ここで、加工ノズル4が斜め下降移動を行なう際の移動経路について説明する。図12は、加工ノズルが斜め下降移動を行なう際の移動経路を説明するための図である。図12では、侵入禁止エリアZ1が設定される場合の加工ノズル4の斜め下降移動経路を示している。   Here, the movement path when the machining nozzle 4 moves obliquely downward will be described. FIG. 12 is a diagram for explaining a movement path when the machining nozzle performs an oblique downward movement. FIG. 12 shows an oblique downward movement path of the machining nozzle 4 when the entry prohibition area Z1 is set.

加工ノズル4のZ軸方向の移動速度に対して加工ノズル4のX軸方向、Y軸方向の移動速度が遅い場合(速度比が所定の比率よりも小さい場合)に、加工ノズル4や加工テーブル2を最大速度にして移動させると、加工ノズル4が侵入禁止エリアZ1に侵入することとなる。したがって、このような場合は、侵入禁止エリアZ1(経路(5))に沿うように加工ノズル4の移動を制御する。具体的には、加工ノズル4のY軸方向への移動や加工テーブル2のX軸方向への移動を最大の移動速度で行いつつ加工ノズル4を経路(5)に沿わせて移動させる。このとき、加工ノズル4のZ軸方向の移動速度を抑えて、加工ノズル4が侵入禁止エリアZ1に侵入しないようにする。これにより、NC制御部7は、加工ノズル4を直下下降移動の許可ポイントY1まで移動させる。   When the moving speed of the processing nozzle 4 in the X-axis direction and the Y-axis direction is slower than the moving speed of the processing nozzle 4 in the Z-axis direction (when the speed ratio is smaller than a predetermined ratio), the processing nozzle 4 and the processing table When 2 is moved at the maximum speed, the processing nozzle 4 enters the intrusion prohibited area Z1. Therefore, in such a case, the movement of the machining nozzle 4 is controlled along the intrusion prohibited area Z1 (path (5)). Specifically, the machining nozzle 4 is moved along the path (5) while moving the machining nozzle 4 in the Y-axis direction and moving the machining table 2 in the X-axis direction at the maximum movement speed. At this time, the moving speed of the machining nozzle 4 in the Z-axis direction is suppressed so that the machining nozzle 4 does not enter the intrusion prohibited area Z1. As a result, the NC control unit 7 moves the machining nozzle 4 to the permission point Y1 for the downward movement right below.

なお、加工ノズル4のX軸方向、Y軸方向の移動速度に対して加工ノズル4のZ軸方向の移動速度が遅い場合(速度比が所定の比率よりも小さい場合)、加工ノズル4をXY平面方向(高さh1)で移動させる処理を延長してもよい。この場合、NC制御部7は、倣いの開始位置(倣い開始位置N1)を倣い開始可能位置Lよりも加工開始ポイントB1に近づけて、加工ノズル4を移動させる。そして、NC制御部7は、加工ノズル4を直下下降移動の許可ポイントY1まで移動させる(経路(6))。   When the movement speed of the machining nozzle 4 in the Z-axis direction is slower than the movement speed of the machining nozzle 4 in the X-axis direction and the Y-axis direction (when the speed ratio is smaller than a predetermined ratio), the machining nozzle 4 is moved to XY. The process of moving in the plane direction (height h1) may be extended. In this case, the NC control unit 7 moves the machining nozzle 4 by moving the scanning start position (the scanning start position N1) closer to the machining start point B1 than the scanning start possible position L. Then, the NC control unit 7 moves the machining nozzle 4 to the permission point Y1 for the downward movement immediately below (path (6)).

ここでの倣い開始可能位置N1は、倣い開始可能位置Lと同一のXY平面内に位置であり、例えば加工ノズル4のZ軸方向の移動速度を最大速度にしても加工ノズル4が直下下降移動の許可ポイントY1まで最短経路で移動できる位置に設定する。   The scanning start possible position N1 here is a position in the same XY plane as the scanning start possible position L. For example, even if the movement speed of the machining nozzle 4 in the Z-axis direction is set to the maximum speed, the machining nozzle 4 moves downward and downward. Is set to a position that can be moved to the permitted point Y1 by the shortest route.

また、加工ノズル4が図11の斜め退避処理(加工面内中間点を経由する場合の退避処理)を行って倣い開始可能位置Mに移動してきた場合も図12の斜め下降移動経路と同様の移動経路によって加工ノズル4を直下下降移動の許可ポイントY1まで移動させる。   Further, when the machining nozzle 4 moves to the scanning start possible position M by performing the oblique retreat process (retreat process when passing through the intermediate point in the work surface) of FIG. 11, the same as the oblique downward movement path of FIG. The machining nozzle 4 is moved to the permission point Y1 for the downward movement just below by the movement path.

図13は、加工ノズルの他の斜め下降移動を行なう際の移動経路を説明するための図である。図13では、侵入禁止エリアZ2が設定される場合の加工ノズルの斜め下降移動経路を示している。   FIG. 13 is a diagram for explaining a movement path when another oblique lowering movement of the machining nozzle is performed. FIG. 13 shows an oblique downward movement path of the machining nozzle when the entry prohibition area Z2 is set.

図13の移動経路でも図12の移動経路と同様に、加工ノズル4のZ軸方向の移動速度に対して加工ノズル4のX軸方向、Y軸方向の移動速度が遅い場合は、侵入禁止エリアZ1(経路(7))に沿うように加工ノズル4の移動を制御する。   Similarly to the movement path of FIG. 12, the movement path of FIG. 13 also has an entry prohibition area when the movement speed of the machining nozzle 4 in the X-axis direction and the Y-axis direction is slower than the movement speed of the machining nozzle 4 in the Z-axis direction. The movement of the machining nozzle 4 is controlled along Z1 (path (7)).

また、加工ノズル4のX軸方向、Y軸方向の移動速度に対して加工ノズル4のZ軸方向の移動速度が遅い場合、加工ノズル4をXY平面方向(高さh1)で移動させる処理を追加または延長してもよい。この場合、NC制御部7は、倣いの開始位置(倣い開始位置N2)を倣い開始可能位置Lよりも加工開始ポイントB1に近づけて、加工ノズル4を移動させる。そして、NC制御部7は、加工ノズル4を直下下降移動の許可ポイントY1まで移動させる。   In addition, when the movement speed of the machining nozzle 4 in the Z-axis direction is slower than the movement speed of the machining nozzle 4 in the X-axis direction and the Y-axis direction, the processing nozzle 4 is moved in the XY plane direction (height h1). It may be added or extended. In this case, the NC control unit 7 moves the machining nozzle 4 by moving the scanning start position (the scanning start position N2) closer to the machining start point B1 than the scanning start possible position L. Then, the NC control unit 7 moves the machining nozzle 4 to the permission point Y1 for the downward movement right below.

ここでの倣い開始可能位置N2は、倣い開始可能位置Lと同一のXY平面内に位置であり、例えば加工ノズル4のZ軸方向の移動速度を最大速度にしても加工ノズル4が直下下降移動の許可ポイントY1まで最短経路で移動できる位置に設定する。   The scanning start possible position N2 here is a position in the same XY plane as the scanning start possible position L. For example, even if the movement speed of the machining nozzle 4 in the Z-axis direction is the maximum speed, the machining nozzle 4 moves downward and downward. Is set to a position that can be moved to the permitted point Y1 by the shortest route.

NC制御部7は、加工ノズル4が直下下降移動の許可ポイントY1まで到達すると(ステップS170、Yes)、加工ノズル4の移動目標位置を直下下降移動の許可ポイントY1からワーク104上の加工開始ポイントB1に変更する。これにより、加工ノズル4のアプローチ位置を、実際にレーザ加工を行なう位置(レーザ加工のノズル高さ位置)に変更する(ステップS180)。   When the machining nozzle 4 reaches the right downward movement permission point Y1 (Yes in step S170), the NC control unit 7 sets the movement target position of the machining nozzle 4 from the right downward movement permission point Y1 to the machining start point on the workpiece 104. Change to B1. Thus, the approach position of the machining nozzle 4 is changed to a position where laser machining is actually performed (laser machining nozzle height position) (step S180).

NC制御部7は、レーザ加工のノズル高さ位置(新たに設定したアプローチ位置(加工開始ポイントB1))に加工ノズル4を直下下降移動(アプローチ)させる(ステップS190)。   The NC control unit 7 moves the machining nozzle 4 downward and downward (approach) to the nozzle height position for laser machining (a newly set approach position (machining start point B1)) (step S190).

NC制御部7は、加工ノズル4がレーザ加工のノズル高さ位置まで到達したか否かを判断する(ステップS200)。NC制御部7は、加工ノズル4がレーザ加工のノズル高さ位置まで到達していなければ(ステップS200、No)、加工ノズル4がレーザ加工のノズル高さ位置に到達するまで加工ノズル4に直下下降移動を行わせる。   The NC control unit 7 determines whether or not the processing nozzle 4 has reached the nozzle height position for laser processing (step S200). If the processing nozzle 4 has not reached the nozzle height position for laser processing (No in step S200), the NC control unit 7 is directly below the processing nozzle 4 until the processing nozzle 4 reaches the nozzle height position for laser processing. Move down.

図14および図15は、加工ノズル4の移動経路の一例を示す図である。図14では、図8に示した侵入禁止エリアZ1が設定された場合の斜め退避処理、斜めアプローチ処理を示している。ここでは、侵入禁止エリアZ1に沿うように加工ノズル4の移動を制御している。   14 and 15 are diagrams illustrating an example of a movement path of the processing nozzle 4. FIG. 14 shows oblique evacuation processing and oblique approach processing when the intrusion prohibited area Z1 shown in FIG. 8 is set. Here, the movement of the machining nozzle 4 is controlled along the intrusion prohibited area Z1.

具体的には、まず加工終了ポイントA1から高さh1の退避位置Kまで加工ノズル4の移動を制御して加工ノズル4の斜め退避処理を行っている。この加工終了ポイントA1から退避位置Kまでの移動経路は図10に示した経路(1)に対応している。この後、退避位置Kから倣い開始可能位置Lまで、高さh1で加工ノズル4をXY平面方向内に移動させている。   Specifically, first, the oblique retreating process of the machining nozzle 4 is performed by controlling the movement of the machining nozzle 4 from the machining end point A1 to the retreat position K having the height h1. The movement path from the processing end point A1 to the retreat position K corresponds to the path (1) shown in FIG. Thereafter, the machining nozzle 4 is moved in the XY plane direction at a height h1 from the retreat position K to the copying start possible position L.

そして、倣い開始可能位置Lから直下下降移動の許可ポイントY1まで、加工ノズル4の斜め下降移動処理を行ない、直下下降移動の許可ポイントY1から加工開始ポイントB1(レーザ加工位置)まで加工ノズル4の直下下降移動処理を行っている。   Then, the oblique lowering movement process of the machining nozzle 4 is performed from the scanning start possible position L to the permission point Y1 for the downward movement, and the machining nozzle 4 is moved from the direct downward movement permission point Y1 to the machining start point B1 (laser machining position). Directly descending movement processing is performed.

図15では、図9に示した侵入禁止エリアZ2が設定された場合の斜め退避処理、斜めアプローチ処理を示している。ここでは、侵入禁止エリアZ2に沿うように加工ノズル4の移動を制御している。   FIG. 15 shows oblique evacuation processing and oblique approach processing when the intrusion prohibited area Z2 shown in FIG. 9 is set. Here, the movement of the machining nozzle 4 is controlled along the entry prohibition area Z2.

具体的には、まず加工終了ポイントA1から倣い開始可能位置Mまで加工ノズル4の移動を制御して加工ノズル4の斜め退避処理を行っている。この加工終了ポイントA1から倣い開始可能位置Mまでの移動経路は図11に示した経路(3)に対応している。   Specifically, first, the oblique retraction process of the machining nozzle 4 is performed by controlling the movement of the machining nozzle 4 from the machining end point A1 to the scanning start possible position M. The movement path from the processing end point A1 to the copying start possible position M corresponds to the path (3) shown in FIG.

この後、倣い開始可能位置Mから直下下降移動の許可ポイントY1まで、加工ノズル4の斜め下降移動処理を行ない、直下下降移動の許可ポイントY1から加工開始ポイントB1(レーザ加工位置)まで加工ノズル4の直下下降移動処理を行っている。   Thereafter, the processing nozzle 4 is obliquely moved downward from the scanning start possible position M to the permission point Y1 for the downward movement, and the processing nozzle 4 is moved from the permission point Y1 for the downward movement to the processing start point B1 (laser processing position). The process of moving down immediately below is performed.

本実施の形態では、斜め下降移動処理と直下下降移動処理を行なう際に、倣い動作を行なっている。斜め下降移動処理の際に倣い動作を行なっているので、斜め下降移動処理の際の加工ノズル4の移動速度が斜め退避処理の際の加工ノズル4の移動速度よりも遅くなる場合がある。このため、加工ノズル4の斜め退避処理と斜め下降移動処理とでは、加工ノズル4の移動角度(上昇角度と下降角度)が異なる場合がある。この場合は、加工ノズル4の移動角度の相異量や角度比に応じて、倣い開始位置を変更してもよい。例えば、図12示した倣い開始位置N1を高さh1上のXY平面内で倣い開始可能位置Lに近づけてもよい。また、図13示した倣い開始位置N2を高さh1上のXY平面内で倣い開始可能位置Mに近づけてもよい。   In the present embodiment, the copying operation is performed when the oblique downward movement process and the direct downward movement process are performed. Since the copying operation is performed during the diagonally descending movement process, the moving speed of the machining nozzle 4 during the diagonally descending movement process may be slower than the moving speed of the machining nozzle 4 during the diagonally retracting process. For this reason, there are cases where the moving angle (the rising angle and the lowering angle) of the processing nozzle 4 is different between the oblique retraction process and the diagonally descending movement process of the processing nozzle 4. In this case, the copying start position may be changed according to the difference amount or angle ratio of the movement angle of the processing nozzle 4. For example, the copying start position N1 shown in FIG. 12 may be brought close to the copying start possible position L in the XY plane on the height h1. Further, the copying start position N2 shown in FIG. 13 may be brought close to the copying start possible position M in the XY plane on the height h1.

レーザ加工装置は、加工ノズル4がレーザ加工のノズル高さ位置まで到達すると(ステップS200、Yes)、斜め退避処理および斜めアプローチ処理を終了し、新たな加工開始ポイントB1でのレーザ加工を開始する。   When the processing nozzle 4 reaches the nozzle height position for laser processing (Yes in step S200), the laser processing apparatus ends the oblique retraction process and the oblique approach process, and starts laser processing at a new processing start point B1. .

このように、レーザ加工装置は、斜め下降移動処理と直下下降移動処理を行なう際に、倣い動作(アプローチ動作)を行なっているので、ワーク104に反り返り(沈み込み)や段差があって加工終了ポイントA1と加工開始ポイントB1との高さが異なる場合であっても、加工ノズル4とワーク104の衝突を回避することが可能となる。   As described above, the laser processing apparatus performs the copying operation (approach operation) when performing the oblique downward movement process and the direct downward movement process, so that the workpiece 104 is warped (sinked) or has a step to complete the processing. Even when the heights of the point A1 and the machining start point B1 are different, the collision between the machining nozzle 4 and the workpiece 104 can be avoided.

ここで、加工終了ポイントA1と加工開始ポイントB1との高さが異なる場合の加工ノズル4の移動経路について説明する。図16および図17は、移動ポイント間で高さが異なる場合の加工ノズルの移動経路を説明するための図である。   Here, the movement path of the machining nozzle 4 when the machining end point A1 and the machining start point B1 are different will be described. FIGS. 16 and 17 are diagrams for explaining the movement path of the machining nozzle when the height differs between the movement points.

図16では、図8に示した侵入禁止エリアZ1が設定された場合の斜め退避処理、斜めアプローチ処理を示している。ここでは、侵入禁止エリアZ1に沿うように加工ノズル4の移動を制御している。   FIG. 16 shows oblique evacuation processing and oblique approach processing when the entry prohibition area Z1 shown in FIG. 8 is set. Here, the movement of the machining nozzle 4 is controlled along the intrusion prohibited area Z1.

また、図17では、図9に示した侵入禁止エリアZ2が設定された場合の斜め退避処理、斜めアプローチ処理を示している。ここでは、侵入禁止エリアZ2に沿うように加工ノズル4の移動を制御している。   In addition, FIG. 17 shows oblique evacuation processing and oblique approach processing when the entry prohibition area Z2 shown in FIG. 9 is set. Here, the movement of the machining nozzle 4 is controlled along the entry prohibition area Z2.

図16や図17に示すように、加工終了ポイントA1よりも加工開始ポイントB1が高い場合であっても、斜め下降移動処理を行なう際に倣い動作を行なっているので、加工ノズル4とワーク104との間の距離が所定値以下(位置P)になると、加工ノズル4のZ軸方向への移動を停止して直下下降移動の許可ポイントY1に移動(XY平面内での移動)する。   As shown in FIG. 16 and FIG. 17, even when the machining start point B1 is higher than the machining end point A1, the copying operation is performed when performing the diagonally descending movement process. When the distance between and becomes a predetermined value or less (position P), the movement of the machining nozzle 4 in the Z-axis direction is stopped and moved to the permission point Y1 for the downward movement right below (movement in the XY plane).

なお、本実施の形態では、レーザ加工装置が、X軸方向にワーク104が移動し、Y軸方向、Z軸方向に加工ヘッド3が移動する場合について説明したが、ワーク104を固定するとともに、加工ヘッド3をX軸方向、Y軸方向、Z軸方向に移動させてもよい。また、加工ヘッド3を固定し、ワーク104をX軸方向、Y軸方向、Z軸方向に移動させてもよい。これらの場合も本実施の形態のレーザ加工装置と同様な効果が得られる。   In the present embodiment, the laser processing apparatus has been described with respect to the case where the workpiece 104 moves in the X-axis direction and the processing head 3 moves in the Y-axis direction and the Z-axis direction. The machining head 3 may be moved in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. Further, the machining head 3 may be fixed and the workpiece 104 may be moved in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. In these cases, the same effect as the laser processing apparatus of the present embodiment can be obtained.

また、加工ノズル4の倣い動作をレーザビームを利用したレーザ加工装置以外の装置に適用してもよい。例えば、プラズマ風を利用したプラズマ加工機や水流を利用したウォータジェット加工機等の、加工ヘッドとワークの相対位置を変化させつつワークを加工する加工機に適用しても良い。   Further, the copying operation of the processing nozzle 4 may be applied to an apparatus other than a laser processing apparatus using a laser beam. For example, the present invention may be applied to a processing machine that processes a workpiece while changing the relative position between the processing head and the workpiece, such as a plasma processing machine using plasma wind or a water jet processing machine using water flow.

また、加工終了ポイントA1と加工開始ポイントB1の中間点である加工面内中間点を、加工ノズル4の斜め退避処理と斜め下降移動処理と移動角度の相違量や角度比に応じて設定してもよい。また、加工終了ポイントA1と加工開始ポイントB1の中間点である加工面内中間点を、直下下降移動の許可ポイントY1の高さ(ワーク104からのZ軸方向の距離)にに応じて設定してもよい。   Further, an intermediate point in the processing surface that is an intermediate point between the processing end point A1 and the processing start point B1 is set according to the amount of difference or the angle ratio of the moving angle between the slanting retreating processing and slanting descent movement processing of the processing nozzle 4. Also good. Further, an intermediate point in the processing surface, which is an intermediate point between the processing end point A1 and the processing start point B1, is set according to the height (distance in the Z-axis direction from the workpiece 104) of the permission point Y1 for the downward movement right below. May be.

また、本実施の形態では、直下下降移動の許可ポイントY1から加工開始ポイントB1までの直下下降移動処理(経路(R4))の際に、ワーク104の加工面に対して角度90度で加工ノズル4を移動させる場合について説明したが、ワーク104の加工面に対して90度以外の角度(例えば80度)で加工ノズル4を移動させてもよい。   Further, in the present embodiment, during the direct downward movement processing (path (R4)) from the direct downward movement permission point Y1 to the machining start point B1, the machining nozzle is at an angle of 90 degrees with respect to the machining surface of the workpiece 104. Although the case of moving 4 has been described, the machining nozzle 4 may be moved at an angle other than 90 degrees (for example, 80 degrees) with respect to the machining surface of the workpiece 104.

このように実施の形態によれば、斜めアプローチの際に加工ノズル4の倣い制御を行なっているので、加工終了ポイントA1と加工開始ポイントB1との高さが異なる場合であっても、加工ノズル4とワーク104の衝突を回避することが可能となる。これにより、加工ノズル4の退避動作を円滑に実施し、次の加工ポイントでワーク104の安定したレーザ加工を開始できるレーザ加工装置を得ることが可能となる。   As described above, according to the embodiment, since the scanning control of the machining nozzle 4 is performed during the oblique approach, the machining nozzle even when the machining end point A1 and the machining start point B1 are different in height. 4 and the workpiece 104 can be avoided from colliding with each other. As a result, it is possible to obtain a laser processing apparatus that can smoothly retreat the processing nozzle 4 and can start stable laser processing of the workpiece 104 at the next processing point.

また、加工ノズル4のZ軸方向の上昇速度をX軸方向やY軸方向の移動速度よりも早くすることにより、加工ノズル4が略真上(Z軸方向)に上がるため、ワーク104との衝突を回避でき、次の加工位置への迅速な移動が可能となる。   Further, since the machining nozzle 4 rises substantially directly above (Z-axis direction) by increasing the ascent speed of the machining nozzle 4 in the Z-axis direction faster than the movement speed in the X-axis direction and the Y-axis direction, Collisions can be avoided and quick movement to the next machining position is possible.

また、加工ノズル4の退避高さを設定された退避量または原点位置までに限定するので、ワーク104に対する加工ノズル4の無駄な退避処理を省くことが可能となり、効率の良い退避処理を行なうことが可能となる。   Further, since the retreat height of the machining nozzle 4 is limited to the set retreat amount or the origin position, it is possible to omit a waste retreat process of the work nozzle 4 with respect to the workpiece 104 and perform efficient retreat processing. Is possible.

また、加工面内中間点で斜め退避処理を終了して斜めアプローチ処理を開始するので、短い経路で迅速に加工ノズル4を次の加工位置(加工開始ポイントB1)に移動させることが可能となる。   Further, since the oblique retreat process is terminated at the intermediate point in the machining surface and the oblique approach process is started, the machining nozzle 4 can be quickly moved to the next machining position (machining start point B1) through a short path. .

以上のように、本発明にかかるレーザ加工装置は、ワークに対する加工ヘッドの退避処理およびアプローチ処理に適している。   As described above, the laser processing apparatus according to the present invention is suitable for the retracting process and approach process of the processing head with respect to the workpiece.

本発明の実施の形態にかかるレーザ加工装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the laser processing apparatus concerning embodiment of this invention. レーザ加工装置の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of a laser processing apparatus. レーザ加工装置が備える各移動軸の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of each moving axis with which a laser processing apparatus is provided. 倣い制御部の詳細な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed structure of a copying control part. 電圧とノズル高さの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a voltage and nozzle height. レーザ加工装置の倣い動作の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing procedure of the copying operation | movement of a laser processing apparatus. 斜め退避処理および斜めアプローチ処理の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the diagonal evacuation process and the diagonal approach process. 加工ヘッドの侵入を許可しないエリアを説明するための図(1)である。It is FIG. (1) for demonstrating the area which does not permit the penetration | invasion of a process head. 加工ヘッドの侵入を許可しないエリアを説明するための図(2)である。It is FIG. (2) for demonstrating the area which does not permit the penetration | invasion of a process head. 加工ノズルの斜め退避経路を説明するための図(1)である。It is FIG. (1) for demonstrating the diagonal evacuation path | route of a process nozzle. 加工ノズルの斜め退避経路を説明するための図(2)である。It is FIG. (2) for demonstrating the diagonal evacuation path | route of a process nozzle. 加工ノズルが斜め下降移動を行なう際の移動経路を説明するための図(1)である。It is FIG. (1) for demonstrating the movement path | route at the time of a process nozzle performing diagonally downward movement. 加工ノズルが斜め下降移動を行なう際の移動経路を説明するための図(2)である。It is FIG. (2) for demonstrating the movement path | route at the time of a process nozzle performing diagonally downward movement. 加工ノズルの移動経路の一例を示す図(1)である。It is a figure (1) which shows an example of the movement path | route of a process nozzle. 加工ノズルの移動経路の一例を示す図(2)である。It is FIG. (2) which shows an example of the movement path | route of a process nozzle. 移動ポイント間で高さが異なる場合の加工ノズルの移動経路を説明するための図(1)である。It is FIG. (1) for demonstrating the movement path | route of a process nozzle in case height differs between movement points. 移動ポイント間で高さが異なる場合の加工ノズルの移動経路を説明するための図(2)である。It is FIG. (2) for demonstrating the movement path | route of the process nozzle in case height differs between movement points.

符号の説明Explanation of symbols

1 加工機本体
2 加工テーブル
3 加工ヘッド
4 加工ノズル
5 Z軸ユニット
6 Y軸ユニット
7 NC制御部
8 レーザ発振器
11 A/D変換部
12 ノズル高さデータ変換部
13 指令移動量作成部
14 サーボアンプ
25 倣い制御部
104 ワーク
105 加工線
110 操作部
SM1〜SM3 サーボモータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Processing machine body 2 Processing table 3 Processing head 4 Processing nozzle 5 Z-axis unit 6 Y-axis unit 7 NC control part 8 Laser oscillator 11 A / D conversion part 12 Nozzle height data conversion part 13 Command movement amount creation part 14 Servo amplifier 25 Scanning control unit 104 Work 105 Processing line 110 Operation unit SM1 to SM3 Servo motor

Claims (5)

レーザ光を照射する加工ヘッドをワーク上の加工ポイントに移動させてレーザ加工を行なうとともに、前記加工ポイントのレーザ加工を完了した後に次の加工ポイントをレーザ加工する場合には、前記加工ポイントのレーザ加工が完了した加工ヘッドを前記ワークの上部側に位置する退避位置に退避させてから次の加工ポイントにアプローチさせて前記次の加工ポイントをレーザ加工するレーザ加工装置において、
前記ワークと前記加工ヘッドの相対位置を制御するとともに、前記アプローチの際には、前記加工ヘッドを前記次の加工ポイント上へ斜め下降させる斜め下降制御を用いる位置制御部と、
前記ワークの加工面と前記加工ヘッドとの間の最短距離を距離情報として検出する距離検出部と、
を備え、
前記位置制御部は、前記斜め下降制御を開始する際に、前記距離検出部が検出した距離情報に基づいて前記加工ヘッドの位置制御を開始して前記加工ヘッドを前記次の加工ポイントにアプローチさせることを特徴とするレーザ加工装置。
When the machining head for irradiating the laser beam is moved to the machining point on the workpiece for laser machining, and the next machining point is laser machined after the laser machining of the machining point is completed, the laser at the machining point is used. In a laser processing apparatus for laser processing the next processing point by approaching the next processing point after retracting the processing head that has been processed to the retreat position located on the upper side of the workpiece,
While controlling the relative position of the workpiece and the machining head, and at the time of the approach, a position control unit that uses an oblique lowering control that obliquely descends the machining head onto the next machining point;
A distance detection unit that detects, as distance information, the shortest distance between the machining surface of the workpiece and the machining head;
With
The position control unit starts position control of the processing head based on the distance information detected by the distance detection unit when starting the oblique descending control, and causes the processing head to approach the next processing point. The laser processing apparatus characterized by the above-mentioned.
前記位置制御部は、前記アプローチの際には、前記加工ヘッドを前記ワークの加工面に垂直な方向および前記ワークの加工面内方向に同時に移動させることによって前記次の加工ポイントの上部に位置する中継位置まで前記斜め下降制御で前記加工ヘッドを前記ワーク方向へ斜め下降させ、その後、前記加工ヘッドを前記中継位置から前記次の加工ポイントまで下降させて前記加工ヘッドを前記次の加工ポイントにアプローチさせ、
前記位置制御部は、前記加工ヘッドを前記斜め下降制御する際および前記加工ヘッドを前記中継位置から前記次の加工ポイントまで下降させる際に、前記距離検出部が検出した距離情報に基づいて前記加工ヘッドの位置制御を行なうことを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。
In the approach, the position control unit is positioned above the next processing point by simultaneously moving the processing head in a direction perpendicular to the processing surface of the workpiece and in a direction in the processing surface of the workpiece. The machining head is lowered obliquely toward the workpiece by the oblique lowering control to the relay position, and then the machining head is lowered from the relay position to the next machining point to approach the machining head to the next machining point. Let
The position control unit is configured to perform the processing based on the distance information detected by the distance detection unit when performing the oblique lowering control of the processing head and when lowering the processing head from the relay position to the next processing point. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the head position is controlled.
前記退避位置は、前記ワークの上部側で前記ワークの加工面からの距離を指定した位置であることを特徴とする請求項1または2に記載のレーザ加工装置。   3. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the retracted position is a position that designates a distance from a processing surface of the workpiece on an upper side of the workpiece. 前記退避位置は、レーザ加工を完了した加工ポイントと前記次の加工ポイントとの間の位置で、かつ前記加工ヘッドを前記退避位置に退避させる際の加工ヘッドの移動速度および前記退避位置から前記次の加工ポイントへ前記加工ヘッドをアプローチさせる際の加工ヘッドの移動速度に応じて設定される位置であることを特徴とする請求項1または2に記載のレーザ加工装置。   The retracted position is a position between a processing point where laser processing has been completed and the next processing point, and the moving speed of the processing head when the processing head is retracted to the retracted position and the next position from the retracted position. 3. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the position is set in accordance with a moving speed of the processing head when the processing head approaches the processing point. 前記位置制御部は、前記加工ヘッドの移動速度を所定の早送り速度に設定して前記加工ヘッドを前記退避位置に退避させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載のレーザ加工装置。   The laser according to any one of claims 1 to 4, wherein the position control unit sets the moving speed of the processing head to a predetermined rapid feed speed and retracts the processing head to the retracted position. Processing equipment.
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