JP5256575B2 - ガルバノ制御用コントローラ装置および制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ガルバノミラーを制御するコントローラ装置と制御方法に関する。
ガルバノミラーへの動作指令は、コントローラに入力されたモーションプログラムをモーションコントローラが解析しガルバノミラーの動作速度を出力する。モーションコントローラからガルバノミラーへ指令が出力される場合、実際にガルバノミラーが動作開始までには、指令遅れの原因から一定の遅延時間が発生する。このような場合に備えてコントローラには、遅延時間の設定ができるようになっており、実際のガルバノミラーの動作遅延時間に合わせて設定される（例えば、特許文献１参照）。
従来のガルバノ制御用コントローラ装置のソフトウェアブロックについて図４を用いて説明する。１１は、レーザの照射や、レーザの照射先の移動指令を記述するためのモーションプログラムであり、テキストコードで記述されている。１２はモーションプログラムを解析するプログラム解析部であり、モーションプログラム１１を中間データへ変換する。１３は中間データをもとに、ガルバノミラーへの指令周期毎の動作指令データを演算する指令作成部である。１４は指令作成部で演算した動作指令である。１５はレーザ出力遅延処理部が出力するレーザ出力ラインである。１６はレーザの出力遅延を管理するレーザ出力遅延処理部である。１８はガルバノミラーへの動作指令タイミングと、ガルバノミラーの実動作タイミングを遅延時間として設定したレーザ出力遅延時間である。
次に、動作について説明する。モーションプログラム１１に記述されているレーザのオン・オフ制御指令や、ガルバノミラーの動作指令を、プログラム解析部１２が、動作指令作成部１３が処理しやすい中間データへ変換し、指令作成部１３へ処理を指令すると同時に、プログラム解析部１２は、レーザ出力遅延処理部１６へレーザ出力１５を指令する。また、レーザ出力遅延処理部１６では、レーザの出力１５がレーザ出力遅延時間１８で設定された時間経過後にされるように実行する。
図５は、ガルバノミラーへの動作指令１４と、実際のガルバノミラーの動作遅延と、レーザ出力１５のタイミングについて図５を用いて説明する。３１はガルバノミラーへの速度指令波形である。３３は実際のガルバノミラーの動作速度である。３２はコントローラからガルバノミラーへの動作指令と実際のガルバノミラーの動作開始までの遅延時間である。３５はレーザの出力である。
このように、従来のコントローラは、動作指令から、実際にガルバノミラーが動作開始するまでの遅延時間を設定することにより、レーザ光線の出力開始タイミングとガルバノミラーの実動作のタイミングとが同期するように図られており、レーザは一定強度で照射されている。
特開２００４−１７４５３９号公報（７頁、図１）
従来のガルバノ制御用コントローラ装置のソフトウェアブロックについて図４を用いて説明する。１１は、レーザの照射や、レーザの照射先の移動指令を記述するためのモーションプログラムであり、テキストコードで記述されている。１２はモーションプログラムを解析するプログラム解析部であり、モーションプログラム１１を中間データへ変換する。１３は中間データをもとに、ガルバノミラーへの指令周期毎の動作指令データを演算する指令作成部である。１４は指令作成部で演算した動作指令である。１５はレーザ出力遅延処理部が出力するレーザ出力ラインである。１６はレーザの出力遅延を管理するレーザ出力遅延処理部である。１８はガルバノミラーへの動作指令タイミングと、ガルバノミラーの実動作タイミングを遅延時間として設定したレーザ出力遅延時間である。
次に、動作について説明する。モーションプログラム１１に記述されているレーザのオン・オフ制御指令や、ガルバノミラーの動作指令を、プログラム解析部１２が、動作指令作成部１３が処理しやすい中間データへ変換し、指令作成部１３へ処理を指令すると同時に、プログラム解析部１２は、レーザ出力遅延処理部１６へレーザ出力１５を指令する。また、レーザ出力遅延処理部１６では、レーザの出力１５がレーザ出力遅延時間１８で設定された時間経過後にされるように実行する。
図５は、ガルバノミラーへの動作指令１４と、実際のガルバノミラーの動作遅延と、レーザ出力１５のタイミングについて図５を用いて説明する。３１はガルバノミラーへの速度指令波形である。３３は実際のガルバノミラーの動作速度である。３２はコントローラからガルバノミラーへの動作指令と実際のガルバノミラーの動作開始までの遅延時間である。３５はレーザの出力である。
このように、従来のコントローラは、動作指令から、実際にガルバノミラーが動作開始するまでの遅延時間を設定することにより、レーザ光線の出力開始タイミングとガルバノミラーの実動作のタイミングとが同期するように図られており、レーザは一定強度で照射されている。
従来のガルバノ制御用コントローラ装置は、ガルバノミラーへ動作指令と同時にレーザの出力指令を行うが、このとき、加減速時間を考慮しないため、加速時と、減速時においても同じレーザ強度で出力されているので、加速および減速している区間ではレーザ照射時間は、速度一定区間部分より長時間レーザが照射されるため、加減速区間には、レーザの照射ムラができてしまうという問題が生じていた。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、加減速区間においても、レーザの照射ムラが生じることなく、高精度な加工が可能なガルバノ制御用コントローラを提供することを目的とする。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、加減速区間においても、レーザの照射ムラが生じることなく、高精度な加工が可能なガルバノ制御用コントローラを提供することを目的とする。
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、ガルバノミラーの動作指令およびレーザ光線の照射指令を記述するモーションプログラムと、前記モーションプログラムを解析するプログラム解析部と、前記プログラム解析部から前記動作指令に関するデータを受け付けて前記ガルバノミラーへの動作指令データを演算する指令作成部と、前記プログラム解析部から前記照射指令に関するデータを受け付けて前記レーザ光線の出力遅延を前記ガルバノミラーの実動作の開始時間に同期するように管理するレーザ出力遅延処理部とを備え、前記モーションプログラムに基づいて前記ガルバノミラーの前記動作指令およびレーザ装置の前記レーザ光線の前記照射指令を制御するガルバノミラーの制御用コントローラにおいて、前記指令作成部が所定周期毎に演算した前記動作指令データと、前記プログラム解析部が前記レーザ装置へレーザ照射中は一定のレーザ出力強度を指令するレーザ出力指令と、前記プログラム解析部から指示された前記ガルバノミラーの最大速度とを受け、最新の前記周期に対応する前記動作指令データに含まれる前記ガルバノミラーの速度である現在速度を前記最大速度で除した値に前記レーザ出力指令を乗じた補正レーザ出力指令を前記レーザ出力遅延処理部へ指令するレーザ強度演算部を備えたものである。
請求項２に記載の発明は、モーションプログラムでガルバノミラーの動作指令およびレーザ光線の照射指令を記述し、前記モーションプログラムをプログラム解析部で解析し、前記プログラム解析部から前記動作指令に関するデータを受け付けた指令作成部で前記ガルバノミラーへの動作指令データを演算し、前記プログラム解析部から前記照射指令に関するデータを受け付けたレーザ出力遅延処理部で前記レーザ光線の出力遅延を前記ガルバノミラーの実動作の開始時間に同期するように管理し、前記モーションプログラムに基づいて前記ガルバノミラーの前記動作指令およびレーザ装置の前記レーザ光線の前記照射指令を制御するガルバノミラーの制御用コントローラの制御方法において、前記指令作成部が所定周期毎に演算した前記動作指令データと、前記プログラム解析部が前記レーザ装置へレーザ照射中は一定のレーザ出力強度を指令するレーザ出力指令と、前記プログラム解析部から指示された前記ガルバノミラーの最大速度とを受け、最新の前記周期に対応する前記動作指令データに含まれる前記ガルバノミラーの速度である現在速度を前記最大速度で除した値に前記レーザ出力指令を乗じた補正レーザ出力指令を前記レーザ出力遅延処理部へ指令するものである。
請求項１に記載の発明は、ガルバノミラーの動作指令およびレーザ光線の照射指令を記述するモーションプログラムと、前記モーションプログラムを解析するプログラム解析部と、前記プログラム解析部から前記動作指令に関するデータを受け付けて前記ガルバノミラーへの動作指令データを演算する指令作成部と、前記プログラム解析部から前記照射指令に関するデータを受け付けて前記レーザ光線の出力遅延を前記ガルバノミラーの実動作の開始時間に同期するように管理するレーザ出力遅延処理部とを備え、前記モーションプログラムに基づいて前記ガルバノミラーの前記動作指令およびレーザ装置の前記レーザ光線の前記照射指令を制御するガルバノミラーの制御用コントローラにおいて、前記指令作成部が所定周期毎に演算した前記動作指令データと、前記プログラム解析部が前記レーザ装置へレーザ照射中は一定のレーザ出力強度を指令するレーザ出力指令と、前記プログラム解析部から指示された前記ガルバノミラーの最大速度とを受け、最新の前記周期に対応する前記動作指令データに含まれる前記ガルバノミラーの速度である現在速度を前記最大速度で除した値に前記レーザ出力指令を乗じた補正レーザ出力指令を前記レーザ出力遅延処理部へ指令するレーザ強度演算部を備えたものである。
請求項２に記載の発明は、モーションプログラムでガルバノミラーの動作指令およびレーザ光線の照射指令を記述し、前記モーションプログラムをプログラム解析部で解析し、前記プログラム解析部から前記動作指令に関するデータを受け付けた指令作成部で前記ガルバノミラーへの動作指令データを演算し、前記プログラム解析部から前記照射指令に関するデータを受け付けたレーザ出力遅延処理部で前記レーザ光線の出力遅延を前記ガルバノミラーの実動作の開始時間に同期するように管理し、前記モーションプログラムに基づいて前記ガルバノミラーの前記動作指令およびレーザ装置の前記レーザ光線の前記照射指令を制御するガルバノミラーの制御用コントローラの制御方法において、前記指令作成部が所定周期毎に演算した前記動作指令データと、前記プログラム解析部が前記レーザ装置へレーザ照射中は一定のレーザ出力強度を指令するレーザ出力指令と、前記プログラム解析部から指示された前記ガルバノミラーの最大速度とを受け、最新の前記周期に対応する前記動作指令データに含まれる前記ガルバノミラーの速度である現在速度を前記最大速度で除した値に前記レーザ出力指令を乗じた補正レーザ出力指令を前記レーザ出力遅延処理部へ指令するものである。
請求項１および２に記載の発明によると、レーザの強度をガルバノミラーの動作タイミングおよび速度指令に応じてレーザ強度を調整するので、加減速区間におけるレーザの照射ムラが生ずることなく高精度な加工ができる。
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
本発明のコントローラの処理ブロックについて図１を用いて説明する。基本構成は従来のガルバノ制御用コントローラ装置と同様であるので、相違している部分について説明する。１７はレーザの強度を演算するためのレーザ強度演算部である。
次に、動作について説明するが、基本的な動作は従来のガルバノ制御用コントローラ装置と同様であるので、相違している部分について説明する。モーションプログラム１１に記述されているレーザのオン・オフ制御指令やガルバノミラーの動作指令を、プログラム解析部１２が、中間データへ変換し、指令作成部１３へ処理を指令すると同時に、レーザ強度演算部１７へ指令作成部１３から受け取った動作指令１４をもとにレーザ強度を演算し、レーザ出力遅延処理部１６へレーザ出力１５を指令する。また、レーザ出力遅延処理部１６では、レーザの出力１５がレーザ出力遅延時間１８で設定された時間経過後にされるように実行する。
本発明が特許文献１と異なる部分は、指令発生から実際にガルバノスキャナが動作開始するまでの遅延時間後にレーザ出力を開始するだけでなく、レーザ強度演算部が演算したレーザ出力強度をレーザ出力開始後に調整する機能を備えた部分である。
次に、動作について説明するが、基本的な動作は従来のガルバノ制御用コントローラ装置と同様であるので、相違している部分について説明する。モーションプログラム１１に記述されているレーザのオン・オフ制御指令やガルバノミラーの動作指令を、プログラム解析部１２が、中間データへ変換し、指令作成部１３へ処理を指令すると同時に、レーザ強度演算部１７へ指令作成部１３から受け取った動作指令１４をもとにレーザ強度を演算し、レーザ出力遅延処理部１６へレーザ出力１５を指令する。また、レーザ出力遅延処理部１６では、レーザの出力１５がレーザ出力遅延時間１８で設定された時間経過後にされるように実行する。
本発明が特許文献１と異なる部分は、指令発生から実際にガルバノスキャナが動作開始するまでの遅延時間後にレーザ出力を開始するだけでなく、レーザ強度演算部が演算したレーザ出力強度をレーザ出力開始後に調整する機能を備えた部分である。
次に、ガルバノミラー動作指令とレーザ処理制御を行う処理部のフローチャートについて図２を用いて説明する。
(1) レーザオンまたはオフを判断する。
(2) プログラム解析部の指示する最大動作速度やレーザ強度等の諸元を読み込む。
(3) 指令生成処理が実行され、動作速度が読み込まれる。
(4) レーザ遅延処理は実行され、(2)および(3)で求められた諸元からレーザ強度計算処理を実行する。
(5) レーザ出力遅延時間を参照し、補正済みレーザ強度でレーザ出力開始を行う。
(1) レーザオンまたはオフを判断する。
(2) プログラム解析部の指示する最大動作速度やレーザ強度等の諸元を読み込む。
(3) 指令生成処理が実行され、動作速度が読み込まれる。
(4) レーザ遅延処理は実行され、(2)および(3)で求められた諸元からレーザ強度計算処理を実行する。
(5) レーザ出力遅延時間を参照し、補正済みレーザ強度でレーザ出力開始を行う。
次に、本発明のガルバノ用コントローラのレーザ照射タイミングについて図３を用いて説明する。図３において３１は、コントローラからガルバノミラーへの動作指令である。３３は実際のガルバノミラーの動作である。３２はコントローラからガルバノミラーへの動作指令開始タイミングと実際のガルバノミラーの動作開始までの遅延時間である。３５はレーザの出力状況である。レーザ光線の出力開始タイミングとガルバノミラーの実動作のタイミングとは同期しており、さらに、出力されるレーザの強度も動作速度に同期して変化する。
１１ モーションプログラム
１２ プログラム解析部
１３ 指令作成部
１４ 動作指令
１５ レーザ出力
１６ レーザ出力遅延処理部
１７ レーザ強度演算部
１８ レーザ出力遅延時間
３１ 速度指令波形
３２ ガルバノミラーの動作開始までの遅延時間
３３ ガルバノミラーの動作速度
３４ レーザ出力
３５ レーザ出力
１２ プログラム解析部
１３ 指令作成部
１４ 動作指令
１５ レーザ出力
１６ レーザ出力遅延処理部
１７ レーザ強度演算部
１８ レーザ出力遅延時間
３１ 速度指令波形
３２ ガルバノミラーの動作開始までの遅延時間
３３ ガルバノミラーの動作速度
３４ レーザ出力
３５ レーザ出力
Claims (2)
- ガルバノミラーの動作指令およびレーザ光線の照射指令を記述するモーションプログラムと、前記モーションプログラムを解析するプログラム解析部と、前記プログラム解析部から前記動作指令に関するデータを受け付けて前記ガルバノミラーへの動作指令データを演算する指令作成部と、前記プログラム解析部から前記照射指令に関するデータを受け付けて前記レーザ光線の出力遅延を前記ガルバノミラーの実動作の開始時間に同期するように管理するレーザ出力遅延処理部とを備え、前記モーションプログラムに基づいて前記ガルバノミラーの前記動作指令およびレーザ装置の前記レーザ光線の前記照射指令を制御するガルバノミラーの制御用コントローラにおいて、
前記指令作成部が所定周期毎に演算した前記動作指令データと、前記プログラム解析部が前記レーザ装置へレーザ照射中は一定のレーザ出力強度を指令するレーザ出力指令と、前記プログラム解析部から指示された前記ガルバノミラーの最大速度とを受け、最新の前記周期に対応する前記動作指令データに含まれる前記ガルバノミラーの速度である現在速度を前記最大速度で除した値に前記レーザ出力指令を乗じた補正レーザ出力指令を前記レーザ出力遅延処理部へ指令するレーザ強度演算部
を備えたことを特徴とするガルバノミラー制御用のコントローラ。 - モーションプログラムでガルバノミラーの動作指令およびレーザ光線の照射指令を記述し、前記モーションプログラムをプログラム解析部で解析し、前記プログラム解析部から前記動作指令に関するデータを受け付けた指令作成部で前記ガルバノミラーへの動作指令データを演算し、前記プログラム解析部から前記照射指令に関するデータを受け付けたレーザ出力遅延処理部で前記レーザ光線の出力遅延を前記ガルバノミラーの実動作の開始時間に同期するように管理し、前記モーションプログラムに基づいて前記ガルバノミラーの前記動作指令およびレーザ装置の前記レーザ光線の前記照射指令を制御するガルバノミラーの制御用コントローラの制御方法において、
前記指令作成部が所定周期毎に演算した前記動作指令データと、前記プログラム解析部が前記レーザ装置へレーザ照射中は一定のレーザ出力強度を指令するレーザ出力指令と、前記プログラム解析部から指示された前記ガルバノミラーの最大速度とを受け、最新の前記周期に対応する前記動作指令データに含まれる前記ガルバノミラーの速度である現在速度を前記最大速度で除した値に前記レーザ出力指令を乗じた補正レーザ出力指令を前記レーザ出力遅延処理部へ指令すること
を特徴とするガルバノミラー制御用のコントローラの制御方法。
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| JP2005302134A JP5256575B2 (ja) | 2005-10-17 | 2005-10-17 | ガルバノ制御用コントローラ装置および制御方法 |
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| JP2007108605A JP2007108605A (ja) | 2007-04-26 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2005302134A Active JP5256575B2 (ja) | 2005-10-17 | 2005-10-17 | ガルバノ制御用コントローラ装置および制御方法 |
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