JP6655692B1 - Laser processing machine and laser processing method - Google Patents

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Abstract

【課題】レーザビームを予め設定した振動パターンで高精度に振動させることができるレーザ加工機を提供する。【解決手段】移動機構22及び23は、レーザビームを射出する加工ヘッドを板金の面に沿って板金に対して相対的に移動させる。ビーム振動機構(ルバノスキャナユニット32)は、移動機構22及び23によって加工ヘッドを相対的に移動させながら、板金に照射するレーザビームを所定の振動パターンで振動させる。移動機構制御部505は、加工ヘッドを第1の制御周期で相対的に移動させるよう移動機構22及び23を制御する。振動制御部504は、第1の制御周期より短い第2の制御周期で、レーザビームを所定の振動パターンで振動させるようビーム振動機構を制御する。【選択図】図6An object of the present invention is to provide a laser beam machine capable of vibrating a laser beam with a predetermined vibration pattern with high accuracy. A moving mechanism moves a processing head for emitting a laser beam along a surface of the sheet metal relative to the sheet metal. The beam vibration mechanism (Lubano scanner unit 32) vibrates the laser beam irradiated on the sheet metal in a predetermined vibration pattern while relatively moving the processing head by the moving mechanisms 22 and 23. The moving mechanism control unit 505 controls the moving mechanisms 22 and 23 to relatively move the processing head at the first control cycle. The vibration control unit 504 controls the beam vibration mechanism so as to vibrate the laser beam in a predetermined vibration pattern in a second control cycle shorter than the first control cycle. [Selection diagram] FIG.

Description

本発明は、レーザ加工機及びレーザ加工方法に関する。   The present invention relates to a laser beam machine and a laser beam machining method.

レーザ発振器より射出されたレーザビームによって板金を切断して、所定の形状を有する製品を製作するレーザ加工機が普及している。非特許文献1には、レーザビームを所定の振動パターンで振動させながら板金を切断することが記載されている。   2. Description of the Related Art A laser processing machine that cuts a sheet metal with a laser beam emitted from a laser oscillator to produce a product having a predetermined shape has become widespread. Non-Patent Document 1 describes cutting a sheet metal while vibrating a laser beam in a predetermined vibration pattern.

JANUARY 2017 The FABRICATOR 67, Shaping the beam for the best cutJANUARY 2017 The FABRICATOR 67, Shaping the beam for the best cut

レーザ加工機がレーザビームを所定の振動パターンで振動させながら板金を切断するとき、レーザビームを予め設定した振動パターンで高精度に振動させることが求められる。本発明は、レーザビームを予め設定した振動パターンで高精度に振動させることができるレーザ加工機及びレーザ加工方法を提供することを目的とする。   When a laser beam machine cuts a sheet metal while vibrating a laser beam in a predetermined vibration pattern, it is required to vibrate the laser beam with a predetermined vibration pattern with high accuracy. An object of the present invention is to provide a laser beam machine and a laser beam machining method that can vibrate a laser beam with a preset vibration pattern with high accuracy.

本発明は、板金を切断して所定の形状を有する製品を製作するために、レーザビームを射出する加工ヘッドを板金の面に沿って前記板金に対して相対的に移動させる移動機構と、前記移動機構によって前記加工ヘッドを相対的に移動させながら、前記製品を製作するために前記板金に照射するレーザビームを所定の振動パターンで振動させるビーム振動機構と、前記加工ヘッドを第1の制御周期で相対的に移動させるよう前記移動機構を制御する移動機構制御部と、前記第1の制御周期より短い第2の制御周期で、レーザビームを前記所定の振動パターンで振動させるよう前記ビーム振動機構を制御する振動制御部とを備えるレーザ加工機を提供する。 The present invention provides a moving mechanism that moves a processing head that emits a laser beam relative to the sheet metal along a surface of the sheet metal , in order to cut a sheet metal to produce a product having a predetermined shape , A beam vibrating mechanism for vibrating a laser beam irradiating the sheet metal to produce the product in a predetermined vibration pattern while relatively moving the processing head by a moving mechanism; and a first control cycle for the processing head. A movement mechanism control unit that controls the movement mechanism so as to relatively move the laser beam, and a beam vibration mechanism that vibrates the laser beam in the predetermined vibration pattern in a second control cycle shorter than the first control cycle. And a vibration control unit for controlling the laser processing.

本発明は、移動機構が、板金を切断して所定の形状を有する製品を製作するために、レーザビームを射出する加工ヘッドを板金の面に沿って前記板金に対して相対的に移動させ、前記移動機構によって前記加工ヘッドを相対的に移動させながら、ビーム振動機構が、前記製品を製作するために前記板金に照射するレーザビームを所定の振動パターンで振動させ、移動機構制御部が、前記加工ヘッドを第1の制御周期で相対的に移動させるよう前記移動機構を制御し、振動制御部が、前記第1の制御周期より短い第2の制御周期で、レーザビームを前記所定の振動パターンで振動させるよう前記ビーム振動機構を制御するレーザ加工方法を提供する。 The present invention is a moving mechanism, in order to cut a sheet metal to produce a product having a predetermined shape , to move a processing head that emits a laser beam along the surface of the sheet metal relative to the sheet metal, While relatively moving the processing head by the moving mechanism, a beam vibration mechanism vibrates a laser beam irradiating the sheet metal to produce the product in a predetermined vibration pattern, the moving mechanism control unit, The movement mechanism is controlled so as to relatively move the processing head in a first control cycle, and a vibration control unit causes the laser beam to move in the predetermined vibration pattern in a second control cycle shorter than the first control cycle. A laser processing method for controlling the beam vibration mechanism so as to vibrate the laser beam.

本発明のレーザ加工機及びレーザ加工方法によれば、レーザビームを予め設定した振動パターンで高精度に振動させることができる。   According to the laser beam machine and the laser beam machining method of the present invention, a laser beam can be vibrated with a preset vibration pattern with high accuracy.

図1は、一実施形態のレーザ加工機の全体的な構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration example of a laser processing machine according to an embodiment. 図2は、一実施形態のレーザ加工機におけるコリメータユニット及び加工ヘッドの詳細な構成例を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a detailed configuration example of a collimator unit and a processing head in the laser processing machine of one embodiment. 図3は、ビーム振動機構によるレーザビームの板金への照射位置の変位を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the displacement of the irradiation position of the laser beam on the sheet metal by the beam vibration mechanism. 図4Aは、レーザビームの平行振動パターンを示す図である。FIG. 4A is a diagram illustrating a parallel vibration pattern of a laser beam. 図4Bは、レーザビームの直交振動パターンを示す図である。FIG. 4B is a diagram showing an orthogonal vibration pattern of a laser beam. 図4Cは、レーザビームの円振動パターンを示す図である。FIG. 4C is a diagram showing a circular vibration pattern of the laser beam. 図4Dは、レーザビームのC字状振動パターンを示す図である。FIG. 4D is a diagram showing a C-shaped vibration pattern of the laser beam. 図4Eは、レーザビームの8の字状振動パターンを示す図である。FIG. 4E is a diagram showing a figure 8 vibration pattern of the laser beam. 図5は、図4Bに示す直交振動パターンを用いたときの実際の振動パターンを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an actual vibration pattern when the orthogonal vibration pattern shown in FIG. 4B is used. 図6は、一実施形態のレーザ加工機が備えるNC装置の機能的な構成例を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a functional configuration example of an NC device included in the laser processing machine of one embodiment. 図7は、加工プログラムの一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the machining program. 図8は、加工条件ファイルの一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the processing condition file. 図9は、各振動パターンを決定するための第1のパラメータを示す表である。FIG. 9 is a table showing first parameters for determining each vibration pattern. 図10は、各加工条件番号に対応して振動パターン番号と各振動パターンを決定するための第2のパラメータとを設定する設定リストを示す表である。FIG. 10 is a table showing a setting list for setting a vibration pattern number and a second parameter for determining each vibration pattern corresponding to each processing condition number. 図11は、移動機構が加工ヘッドを移動させる際の制御周期と、ビーム振動機構がレーザビームを振動させるときの制御周期との関係を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a relationship between a control cycle when the moving mechanism moves the processing head and a control cycle when the beam vibration mechanism vibrates the laser beam.

以下、一実施形態のレーザ加工機及びレーザ加工方法について、添付図面を参照して説明する。図1において、レーザ加工機100は、レーザビームを生成して射出するレーザ発振器10と、レーザ加工ユニット20と、レーザ発振器10より射出されたレーザビームをレーザ加工ユニット20へと伝送するプロセスファイバ12とを備える。   Hereinafter, a laser processing machine and a laser processing method according to an embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. In FIG. 1, a laser processing machine 100 includes a laser oscillator 10 that generates and emits a laser beam, a laser processing unit 20, and a process fiber 12 that transmits the laser beam emitted from the laser oscillator 10 to the laser processing unit 20. And

また、レーザ加工機100は、操作部40と、NC装置50と、加工プログラムデータベース60と、加工条件データベース70と、アシストガス供給装置80と、表示部90とを備える。NC装置50は、レーザ加工機100の各部を制御する制御装置の一例である。   In addition, the laser processing machine 100 includes an operation unit 40, an NC device 50, a processing program database 60, a processing condition database 70, an assist gas supply device 80, and a display unit 90. The NC device 50 is an example of a control device that controls each unit of the laser beam machine 100.

レーザ発振器10としては、レーザダイオードより発せられる励起光を増幅して所定の波長のレーザビームを射出するレーザ発振器、またはレーザダイオードより発せられるレーザビームを直接利用するレーザ発振器が好適である。レーザ発振器10は、例えば、固体レーザ発振器、ファイバレーザ発振器、ディスクレーザ発振器、ダイレクトダイオードレーザ発振器(DDL発振器)である。   As the laser oscillator 10, a laser oscillator that amplifies the excitation light emitted from the laser diode and emits a laser beam of a predetermined wavelength, or a laser oscillator that directly uses the laser beam emitted from the laser diode is preferable. The laser oscillator 10 is, for example, a solid-state laser oscillator, a fiber laser oscillator, a disk laser oscillator, or a direct diode laser oscillator (DDL oscillator).

レーザ発振器10は、波長900nm〜1100nmの1μm帯のレーザビームを射出する。ファイバレーザ発振器及びDDL発振器を例とすると、ファイバレーザ発振器は、波長1060nm〜1080nmのレーザビームを射出し、DDL発振器は、波長910nm〜950nmのレーザビームを射出する。   The laser oscillator 10 emits a 1 μm band laser beam having a wavelength of 900 nm to 1100 nm. Taking a fiber laser oscillator and a DDL oscillator as examples, the fiber laser oscillator emits a laser beam having a wavelength of 1060 nm to 1080 nm, and the DDL oscillator emits a laser beam having a wavelength of 910 nm to 950 nm.

レーザ加工ユニット20は、加工対象の板金Wを載せる加工テーブル21と、門型のX軸キャリッジ22と、Y軸キャリッジ23と、Y軸キャリッジ23に固定されたコリメータユニット30と、加工ヘッド35とを有する。X軸キャリッジ22は、加工テーブル21上でX軸方向に移動自在に構成されている。Y軸キャリッジ23は、X軸キャリッジ22上でX軸に垂直なY軸方向に移動自在に構成されている。X軸キャリッジ22及びY軸キャリッジ23は、加工ヘッド35を板金Wの面に沿って、X軸方向、Y軸方向、または、X軸とY軸との任意の合成方向に移動させる移動機構として機能する。   The laser processing unit 20 includes a processing table 21 on which a sheet metal W to be processed is placed, a gate-shaped X-axis carriage 22, a Y-axis carriage 23, a collimator unit 30 fixed to the Y-axis carriage 23, and a processing head 35. Having. The X-axis carriage 22 is configured to be movable on the processing table 21 in the X-axis direction. The Y-axis carriage 23 is configured to be movable on the X-axis carriage 22 in the Y-axis direction perpendicular to the X-axis. The X-axis carriage 22 and the Y-axis carriage 23 serve as a moving mechanism for moving the processing head 35 along the surface of the sheet metal W in the X-axis direction, the Y-axis direction, or any combined direction of the X-axis and the Y-axis. Function.

加工ヘッド35を板金Wの面に沿って移動させる代わりに、加工ヘッド35は位置が固定されていて、板金Wが移動するように構成されていてもよい。レーザ加工機100は、板金Wの面に対して加工ヘッド35を相対的に移動させる移動機構を備えていればよい。   Instead of moving the processing head 35 along the surface of the sheet metal W, the processing head 35 may be configured so that the position of the processing head 35 is fixed and the sheet metal W moves. The laser processing machine 100 only needs to have a moving mechanism that moves the processing head 35 relative to the surface of the sheet metal W.

加工ヘッド35には、先端部に円形の開口36aを有し、開口36aよりレーザビームを射出するノズル36が取り付けられている。ノズル36の開口36aより射出されたレーザビームは板金Wに照射される。アシストガス供給装置80は、アシストガスとして窒素、酸素、窒素と酸素との混合気体、または空気を加工ヘッド35に供給する。板金Wの加工時に、アシストガスは開口36aより板金Wへと吹き付けられる。アシストガスは、板金Wが溶融したカーフ幅内の溶融金属を排出する。   The processing head 35 has a circular opening 36a at the tip, and a nozzle 36 for emitting a laser beam through the opening 36a is attached. The sheet metal W is irradiated with the laser beam emitted from the opening 36 a of the nozzle 36. The assist gas supply device 80 supplies nitrogen, oxygen, a mixed gas of nitrogen and oxygen, or air to the processing head 35 as an assist gas. During processing of the sheet metal W, the assist gas is blown onto the sheet metal W from the opening 36a. The assist gas discharges the molten metal within the kerf width where the sheet metal W has melted.

図2に示すように、コリメータユニット30は、プロセスファイバ12より射出された発散光のレーザビームを平行光(コリメート光)に変換するコリメーションレンズ31を備える。また、コリメータユニット30は、ガルバノスキャナユニット32と、ガルバノスキャナユニット32より射出されたレーザビームをX軸及びY軸に垂直なZ軸方向下方に向けて反射させるベンドミラー33を備える。加工ヘッド35は、ベンドミラー33で反射したレーザビームを集束して、板金Wに照射する集束レンズ34を備える。   As shown in FIG. 2, the collimator unit 30 includes a collimation lens 31 that converts a divergent laser beam emitted from the process fiber 12 into parallel light (collimated light). The collimator unit 30 includes a galvano scanner unit 32 and a bend mirror 33 that reflects the laser beam emitted from the galvano scanner unit 32 downward in the Z-axis direction perpendicular to the X-axis and the Y-axis. The processing head 35 includes a converging lens 34 that converges the laser beam reflected by the bend mirror 33 and irradiates the laser beam onto the sheet metal W.

レーザビームの焦点位置を調整するために、集束レンズ34は図示していない駆動部及び移動機構によって、板金Wに近付く方向及び板金Wより離隔する方向に移動自在に構成されている。   In order to adjust the focal position of the laser beam, the focusing lens 34 is configured to be movable in a direction approaching the sheet metal W and in a direction away from the sheet metal W by a driving unit and a moving mechanism (not shown).

レーザ加工機100は、ノズル36の開口36aより射出されるレーザビームが開口36aの中心に位置するように芯出しされている。基準の状態では、レーザビームは、開口36aの中心より射出する。ガルバノスキャナユニット32は、加工ヘッド35内を進行して開口36aより射出されるレーザビームを、開口36a内で振動させるビーム振動機構として機能する。ガルバノスキャナユニット32がレーザビームをどのように振動させるかについては後述する。   The laser beam machine 100 is centered so that the laser beam emitted from the opening 36a of the nozzle 36 is located at the center of the opening 36a. In the reference state, the laser beam is emitted from the center of the opening 36a. The galvano scanner unit 32 functions as a beam vibration mechanism that vibrates the laser beam emitted from the opening 36a while traveling in the processing head 35, within the opening 36a. How the galvano scanner unit 32 vibrates the laser beam will be described later.

ガルバノスキャナユニット32は、コリメーションレンズ31より射出されたレーザビームを反射するスキャンミラー321と、スキャンミラー321を所定の角度となるように回転させる駆動部322とを有する。また、ガルバノスキャナユニット32は、スキャンミラー321より射出されたレーザビームを反射するスキャンミラー323と、スキャンミラー323を所定の角度となるように回転させる駆動部324とを有する。   The galvano scanner unit 32 includes a scan mirror 321 that reflects the laser beam emitted from the collimation lens 31, and a drive unit 322 that rotates the scan mirror 321 at a predetermined angle. Further, the galvano scanner unit 32 includes a scan mirror 323 that reflects the laser beam emitted from the scan mirror 321 and a drive unit 324 that rotates the scan mirror 323 to a predetermined angle.

駆動部322及び324は、NC装置50による制御に基づき、それぞれ、スキャンミラー321及び323を所定の角度範囲で往復振動させることができる。スキャンミラー321とスキャンミラー323とのいずれか一方または双方を往復振動させることによって、ガルバノスキャナユニット32は、板金Wに照射されるレーザビームを振動させる。   The driving units 322 and 324 can reciprocally oscillate the scan mirrors 321 and 323 in a predetermined angle range based on the control by the NC device 50, respectively. By causing one or both of the scan mirror 321 and the scan mirror 323 to reciprocate, the galvano scanner unit 32 vibrates the laser beam applied to the sheet metal W.

ガルバノスキャナユニット32はビーム振動機構の一例であり、ビーム振動機構は一対のスキャンミラーを有するガルバノスキャナユニット32に限定されない。   The galvano scanner unit 32 is an example of a beam vibration mechanism, and the beam vibration mechanism is not limited to the galvano scanner unit 32 having a pair of scan mirrors.

図3は、スキャンミラー321とスキャンミラー323とのいずれか一方または双方が傾けられて、板金Wに照射されるレーザビームの位置が変位した状態を示している。図3において、ベンドミラー33で折り曲げられて集束レンズ34を通過する細実線は、レーザ加工機100が基準の状態であるときのレーザビームの光軸を示している。   FIG. 3 shows a state in which one or both of the scan mirror 321 and the scan mirror 323 are tilted, and the position of the laser beam applied to the sheet metal W is displaced. In FIG. 3, a thin solid line bent by the bend mirror 33 and passing through the focusing lens 34 indicates the optical axis of the laser beam when the laser beam machine 100 is in the reference state.

なお、詳細には、ベンドミラー33の手前に位置しているガルバノスキャナユニット32の作動により、ベンドミラー33に入射するレーザビームの光軸の角度が変化し、光軸がベンドミラー33の中心から外れる。図3では、簡略化のため、ガルバノスキャナユニット32の作動前後でベンドミラー33へのレーザビームの入射位置を同じ位置としている。   In detail, the angle of the optical axis of the laser beam incident on the bend mirror 33 changes by the operation of the galvano scanner unit 32 located in front of the bend mirror 33, and the optical axis is shifted from the center of the bend mirror 33. Come off. In FIG. 3, for simplification, the incident position of the laser beam on the bend mirror 33 before and after the operation of the galvano scanner unit 32 is set to the same position.

ガルバノスキャナユニット32による作用によって、レーザビームの光軸が細実線で示す位置から太実線で示す位置へと変位したとする。ベンドミラー33で反射するレーザビームが角度θで傾斜したとすると、板金Wへのレーザビームの照射位置は距離Δsだけ変位する。集束レンズ34の焦点距離をEFL(Effective Focal Length)とすると、距離Δsは、EFL×sinθで計算される。   It is assumed that the optical axis of the laser beam is displaced from the position shown by the thin solid line to the position shown by the thick solid line by the action of the galvano scanner unit 32. Assuming that the laser beam reflected by the bend mirror 33 is inclined at the angle θ, the irradiation position of the laser beam on the sheet metal W is displaced by the distance Δs. Assuming that the focal length of the focusing lens 34 is EFL (Effective Focal Length), the distance Δs is calculated by EFL × sin θ.

ガルバノスキャナユニット32がレーザビームを図3に示す方向とは逆方向に角度θだけ傾ければ、板金Wへのレーザビームの照射位置を図3に示す方向とは逆方向に距離Δsだけ変位させることができる。距離Δsは開口36aの半径未満の距離であり、好ましくは、開口36aの半径から所定の余裕量だけ引いた距離を最大距離とした最大距離以下の距離である。   When the galvano scanner unit 32 tilts the laser beam by the angle θ in the direction opposite to the direction shown in FIG. 3, the irradiation position of the laser beam on the sheet metal W is displaced by the distance Δs in the direction opposite to the direction shown in FIG. be able to. The distance Δs is a distance less than the radius of the opening 36a, and is preferably a distance equal to or less than the maximum distance defined as the maximum distance obtained by subtracting a predetermined margin from the radius of the opening 36a.

NC装置50は、ガルバノスキャナユニット32の駆動部322及び324を制御することによって、レーザビームを板金Wの面内の所定の方向に振動させることができる。レーザビームを振動させることによって、板金Wの面上に形成されるビームスポットを振動させることができる。   The NC device 50 can vibrate the laser beam in a predetermined direction in the plane of the sheet metal W by controlling the driving units 322 and 324 of the galvano scanner unit 32. By vibrating the laser beam, a beam spot formed on the surface of the sheet metal W can be vibrated.

以上のように構成されるレーザ加工機100は、レーザ発振器10より射出されたレーザビームによって板金Wを切断して所定の形状を有する製品を製作する。レーザ加工機100は、レーザビームの焦点を、板金Wの上面、上面より所定の距離だけ上方、または上面より所定の距離だけ下方で板金Wの板厚内のいずれかの適宜の位置に位置させて、レーザビームを所定の振動パターンで振動させながら板金を切断する。   The laser processing machine 100 configured as described above cuts the sheet metal W with the laser beam emitted from the laser oscillator 10 to produce a product having a predetermined shape. The laser beam machine 100 sets the focal point of the laser beam at an appropriate position within the sheet thickness of the sheet metal W below the upper surface of the sheet metal W, a predetermined distance above the upper surface, or below the upper surface by a predetermined distance. Then, the sheet metal is cut while vibrating the laser beam in a predetermined vibration pattern.

加工プログラムデータベース60には、板金Wを切断するための加工プログラムが記憶されている。NC装置50は、加工プログラムデータベース60より加工プログラムを読み出し、加工条件データベース70に記憶されている複数の加工条件ファイルのうちのいずれかの加工条件ファイルを選択する。NC装置50は、読み出した加工プログラム及び選択した加工条件ファイルで設定されている加工条件に基づいて板金Wを切断するようレーザ加工機100を制御する。   The machining program database 60 stores a machining program for cutting the sheet metal W. The NC device 50 reads the machining program from the machining program database 60 and selects any one of the plurality of machining condition files stored in the machining condition database 70. The NC device 50 controls the laser processing machine 100 to cut the sheet metal W based on the processing program read out and the processing conditions set in the selected processing condition file.

後述するように、レーザ加工機100は、加工条件ファイルで設定されている各加工条件に対応して、レーザビームの振動パターンを設定することができるように構成されている。表示部90は、NC装置50による制御に基づき、各加工条件に対応してレーザビームの振動パターンを設定する際の設定項目を表示する。   As described later, the laser processing machine 100 is configured to be able to set a vibration pattern of a laser beam in accordance with each processing condition set in a processing condition file. The display unit 90 displays setting items for setting a laser beam vibration pattern corresponding to each processing condition based on control by the NC device 50.

図4A〜図4Eを用いて、NC装置50がガルバノスキャナユニット32によってレーザビームを振動させる振動パターンの例を説明する。板金Wの切断進行方向をx方向、板金Wの面内でx方向と直交する方向をy方向とする。加工条件データベース70に記憶されている加工条件ファイルの各加工条件には振動パターンが設定されており、NC装置50は、加工条件で設定されている振動パターンでレーザビームを振動させるようガルバノスキャナユニット32を制御する。   An example of a vibration pattern in which the NC device 50 vibrates the laser beam by the galvano scanner unit 32 will be described with reference to FIGS. 4A to 4E. The cutting direction of the sheet metal W is defined as the x direction, and the direction perpendicular to the x direction in the plane of the sheet metal W is defined as the y direction. A vibration pattern is set for each processing condition of the processing condition file stored in the processing condition database 70, and the NC device 50 operates the galvano scanner unit to vibrate the laser beam with the vibration pattern set in the processing condition. 32.

図4A〜図4Eは、振動パターンを理解しやすいよう、加工ヘッド35をx方向に移動させない状態での振動パターンを示している。図4Aは、ビームスポットBsをビームスポットBsの進行によって形成された溝Wk内でx方向に振動させる振動パターンである。図4Aに示す振動パターンを平行振動パターンと称することとする。このとき、溝Wkのカーフ幅K1はほぼビームスポットBsの径となる。ビームスポットBsを切断進行方向と平行方向に振動させる周波数をFx、切断進行方向と直交する方向に振動させる周波数をFyとすれば、平行振動パターンはFx:Fyが1:0の振動パターンである。   4A to 4E show a vibration pattern in a state where the processing head 35 is not moved in the x direction so that the vibration pattern can be easily understood. FIG. 4A is a vibration pattern in which the beam spot Bs is vibrated in the x direction in the groove Wk formed by the progress of the beam spot Bs. The vibration pattern shown in FIG. 4A is referred to as a parallel vibration pattern. At this time, the kerf width K1 of the groove Wk is substantially equal to the diameter of the beam spot Bs. If the frequency for vibrating the beam spot Bs in the direction parallel to the cutting progress direction is Fx and the frequency for vibrating in the direction perpendicular to the cutting progress direction is Fy, the parallel vibration pattern is a vibration pattern of Fx: Fy of 1: 0. .

図4Bは、ビームスポットBsをy方向に振動させる振動パターンである。ビームスポットBsをy方向に振動させることによって、溝Wkはカーフ幅K1よりも広いカーフ幅K2となる。図5に示す振動パターンを直交振動パターンと称することとする。直交振動パターンは、Fx:Fyが0:1の振動パターンである。   FIG. 4B is a vibration pattern for vibrating the beam spot Bs in the y direction. By oscillating the beam spot Bs in the y direction, the groove Wk has a kerf width K2 wider than the kerf width K1. The vibration pattern shown in FIG. 5 is referred to as an orthogonal vibration pattern. The orthogonal vibration pattern is a vibration pattern in which Fx: Fy is 0: 1.

図4Cは、ビームスポットBsが円を描くようにビームスポットBsを振動させる振動パターンである。ビームスポットBsを円形に振動させることによって、溝Wkはカーフ幅K1よりも広いカーフ幅K3となる。図4Cに示す振動パターンを円振動パターンと称することとする。円振動パターンは、Fx:Fyが1:1の振動パターンである。   FIG. 4C is a vibration pattern that vibrates the beam spot Bs so that the beam spot Bs draws a circle. By oscillating the beam spot Bs in a circular shape, the groove Wk has a kerf width K3 wider than the kerf width K1. The vibration pattern shown in FIG. 4C is referred to as a circular vibration pattern. The circular vibration pattern is a vibration pattern in which Fx: Fy is 1: 1.

図4Dは、ビームスポットBsがアルファベットのCを描くようにビームスポットBsを振動させる振動パターンである。ビームスポットBsをC字状に振動させることによって、溝Wkはカーフ幅K1よりも広いカーフ幅K4となる。図4Dに示す振動パターンをC字状振動パターンと称することとする。C字状振動パターンは、Fx:Fyが2:1(=1:1/2)の振動パターンである。また、FyはFxと位相差1/2π(=90°)である。   FIG. 4D is a vibration pattern that vibrates the beam spot Bs so that the beam spot Bs draws the letter C. By vibrating the beam spot Bs in a C-shape, the groove Wk has a kerf width K4 wider than the kerf width K1. The vibration pattern shown in FIG. 4D is referred to as a C-shaped vibration pattern. The C-shaped vibration pattern is a vibration pattern in which Fx: Fy is 2: 1 (= 1: 1/2). Fy has a phase difference of 1 / 2π (= 90 °) from Fx.

図4Eは、ビームスポットBsが数字の8を描くようにビームスポットBsを振動させる振動パターンである。ビームスポットBsを8の字状に振動させることによって、溝Wkはカーフ幅K1よりも広いカーフ幅K5となる。図4Eに示す振動パターンを8の字状振動パターンと称することとする。8の字状振動パターンは、Fx:Fyが2:1の振動パターンである。   FIG. 4E is a vibration pattern that vibrates the beam spot Bs so that the beam spot Bs draws the numeral 8. By vibrating the beam spot Bs in a figure-eight shape, the groove Wk has a kerf width K5 wider than the kerf width K1. The vibration pattern shown in FIG. 4E is referred to as a figure-eight vibration pattern. The figure eight-shaped vibration pattern is a vibration pattern in which Fx: Fy is 2: 1.

実際には、加工ヘッド35が切断進行方向に移動しながらレーザビームが振動するので、振動パターンは、図4A〜図4Eに示す振動パターンに切断進行方向(x方向)の変位を加えた振動パターンとなる。図4Bに示す直交振動パターンを例にすると、ビームスポットBsはx方向に移動しながらy方向に振動するので、実際の直交振動パターンは図5に示すような振動パターンとなる。   Actually, since the laser beam vibrates while the processing head 35 moves in the cutting direction, the vibration pattern is a vibration pattern obtained by adding a displacement in the cutting direction (x direction) to the vibration pattern shown in FIGS. 4A to 4E. Becomes Taking the orthogonal vibration pattern shown in FIG. 4B as an example, since the beam spot Bs vibrates in the y direction while moving in the x direction, the actual orthogonal vibration pattern becomes a vibration pattern as shown in FIG.

次に、図6〜図10を参照しながら、板金Wの加工条件に応じて適切な振動パターンがどのように設定されるかについて説明する。図6に示すように、NC装置50は、機能的な構成として、NC制御部501、パターンプログラム生成部502、パターンプログラム保持部503、振動制御部504、移動機構制御部505、発振器制御部506、加工条件設定部507、表示制御部508を有する。   Next, how an appropriate vibration pattern is set according to the processing conditions of the sheet metal W will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 6, the NC device 50 has the following functional components: an NC control unit 501, a pattern program generation unit 502, a pattern program holding unit 503, a vibration control unit 504, a movement mechanism control unit 505, and an oscillator control unit 506. , A processing condition setting unit 507, and a display control unit 508.

操作部40によって加工プログラムを読み出す指示がなされると、NC制御部501は、板金Wを切断するために予め作成された、加工プログラムデータベース60に記憶されている加工プログラムを読み出す。加工プログラムは、一例として図7に示すような、機械制御コードで表現された複数の指令によって構成される。   When an instruction to read a machining program is given by the operation unit 40, the NC control unit 501 reads a machining program stored in the machining program database 60 created in advance to cut the sheet metal W. The machining program is configured by a plurality of commands represented by machine control codes as shown in FIG. 7 as an example.

図7において、M102は加工条件ファイルを選択する指令であり、ここでは一例として、C−SUS3.0なる名称の加工条件ファイルを選択するよう指令されている。M100はレーザ加工を実行させる指令を示す。アルファベットEが付された番号(E番号)は後述する加工条件番号を示す。G01で始まる指令は、レーザビームを始点からX及びYで指定される終点までを結ぶ直線上を移動速度Fで移動させる直線補間の加工指令を示す。   In FIG. 7, M102 is a command for selecting a processing condition file. Here, for example, an instruction is given to select a processing condition file named C-SUS3.0. M100 indicates a command to execute laser processing. The number with the letter E (E number) indicates a processing condition number to be described later. The command starting with G01 indicates a processing command of linear interpolation for moving the laser beam on a straight line connecting the start point and the end point specified by X and Y at the moving speed F.

G02で始まる指令は、始点及び終点を結ぶ円弧上を移動速度Fで移動させる円弧補間の加工指令を示す。ここでは、円弧の半径を指定する円弧を特定する方法と円弧の中心を指定して円弧を特定する方法とのうち、前者の方法が示されている。   The command starting with G02 indicates a machining command of circular interpolation for moving at a moving speed F on an arc connecting the start point and the end point. Here, the former method is shown among the method of specifying an arc for specifying the radius of the arc and the method of specifying the arc by specifying the center of the arc.

加工条件データベース70には、図8に示すC−SUS3.0なる名称の加工条件ファイル、及びその他の複数の加工条件ファイルが記憶されている。図8に示す加工条件ファイルは、振動パターンを決定するための後述するパラメータを付加していない状態を示している。パラメータは、振動パターンによる具体的な振動のさせ方を決定するための要素である。まず、振動パターンを決定するためのパラメータを付加していない状態の加工条件ファイルの概略は次のとおりである。   The processing condition database 70 stores a processing condition file named C-SUS3.0 shown in FIG. 8 and a plurality of other processing condition files. The processing condition file shown in FIG. 8 shows a state in which a parameter to be described later for determining a vibration pattern is not added. The parameter is an element for determining a specific way of vibrating according to the vibration pattern. First, an outline of a processing condition file in a state where a parameter for determining a vibration pattern is not added is as follows.

図8に示すように、加工条件ファイルは、レーザ発振器10の名称、板金Wの材質及び板厚、ノズル36の種類であるノズルタイプ、開口36aの径であるノズル径、集束レンズ34の焦点距離の情報を含む。これらの情報は、加工条件ファイルに設定されているいずれの加工条件番号の加工条件を選択しても共通に適用される条件を示している。加工条件ファイルは、図8では図示が省略されている他の情報を含んでもよい。   As shown in FIG. 8, the processing condition file includes the name of the laser oscillator 10, the material and thickness of the sheet metal W, the nozzle type as the type of the nozzle 36, the nozzle diameter as the diameter of the opening 36a, and the focal length of the focusing lens 34. Including information. These pieces of information indicate conditions that are applied in common even when a processing condition of any processing condition number set in the processing condition file is selected. The processing condition file may include other information not shown in FIG.

加工条件ファイルには、複数の加工条件番号に対応して、板金Wを加工する際の各種の条件が設定されている。加工条件番号は、図7に示す加工プログラムのアルファベットEが付された番号(E番号)に相当する。図8において、速度は加工ヘッド35の移動速度である板金Wの加工速度(速度データ)を示す。出力、周波数、デューティは、それぞれレーザ発振器10のレーザ出力(レーザパワー)、パルス発振するときの周波数、デューティを示す。ガス圧及びガス種類は、それぞれアシストガス供給装置80が供給するアシストガスのガス圧及びガス種類を示す。   In the processing condition file, various conditions for processing the sheet metal W are set corresponding to a plurality of processing condition numbers. The processing condition number corresponds to the number (E number) to which the alphabet E of the processing program shown in FIG. 7 is added. 8, the speed indicates the processing speed (speed data) of the sheet metal W, which is the moving speed of the processing head 35. The output, frequency, and duty indicate the laser output (laser power) of the laser oscillator 10 and the frequency and duty at the time of pulse oscillation, respectively. The gas pressure and the gas type indicate the gas pressure and the gas type of the assist gas supplied by the assist gas supply device 80, respectively.

ノズルギャップは、ノズル36の先端から板金Wの上面までの距離を示す。工具径補正量は、製品の端部に沿ってレーザビームを走査する際にレーザビームを端部から変位させる距離を示す。工具径補正量は、ビームスポットBsの半径に相当する距離である。焦点補正量は、レーザビームの焦点を基準となる位置(0.00)から上方または下方に変位させる距離を示す。各加工条件番号に対応して、図8では図示が省略されている他の条件が設定されていてもよい。   The nozzle gap indicates the distance from the tip of the nozzle 36 to the upper surface of the sheet metal W. The tool diameter correction amount indicates a distance for displacing the laser beam from the end when scanning the laser beam along the end of the product. The tool diameter correction amount is a distance corresponding to the radius of the beam spot Bs. The focus correction amount indicates a distance by which the focus of the laser beam is displaced upward or downward from a reference position (0.00). Other conditions not shown in FIG. 8 may be set corresponding to each processing condition number.

図9に示すように、加工条件データベース70には、各振動パターンを選択するための振動パターン番号に対応させて、各振動パターンを決定するための第1のパラメータが記憶されている。振動パターン番号は、レーザビームの振動パターンを選択するパターン選択情報である。第1のパラメータは、各振動パターンの形状を決定するためのパラメータである。ここでは理解を容易にするために各振動パターン番号に対応させて振動パターン名称を示しているが、加工条件データベース70に振動パターン名称が記憶されている必要はない。   As shown in FIG. 9, the processing condition database 70 stores a first parameter for determining each vibration pattern in association with a vibration pattern number for selecting each vibration pattern. The vibration pattern number is pattern selection information for selecting a laser beam vibration pattern. The first parameter is a parameter for determining the shape of each vibration pattern. Here, the vibration pattern names are shown corresponding to the respective vibration pattern numbers for easy understanding, but it is not necessary that the processing condition database 70 store the vibration pattern names.

加工条件データベース70には、各振動パターン番号に対応させて、第1のパラメータとして、x方向に振動させる周波数とy方向に振動させる周波数との周波数比、及び、x方向の振動とy方向の振動との位相差が設定されている。   In the processing condition database 70, the frequency ratio of the frequency oscillating in the x direction to the frequency oscillating in the y direction, and the frequency in the x direction and the y direction The phase difference with the vibration is set.

操作部40によって振動パターンを決定するためのパラメータを設定する操作がなされると、加工条件設定部507は、図10に示すような設定リストを表示部90に表示するよう表示制御部508を制御する。図10に示すように、設定リストは、各E番号に対応して振動パターン番号を選択し、各振動パターン番号の振動パターンを決定するための第2のパラメータを振動パターン番号ごとに設定するためのリストである。第2のパラメータは、第1のパラメータで形状が決定した各振動パターンの振幅及び周波数を決定するパラメータである。   When an operation for setting a parameter for determining a vibration pattern is performed by the operation unit 40, the processing condition setting unit 507 controls the display control unit 508 to display a setting list as shown in FIG. I do. As shown in FIG. 10, the setting list is used to select a vibration pattern number corresponding to each E number, and to set a second parameter for determining a vibration pattern of each vibration pattern number for each vibration pattern number. Here is a list. The second parameter is a parameter that determines the amplitude and frequency of each vibration pattern whose shape is determined by the first parameter.

図10において、Qxはx方向の振幅を設定する設定値、Qyはy方向の振幅を設定する設定値を示す。例えば、E番号E2の加工条件には、x方向の振幅90(μm)、y方向の振幅90(μm)、周波数3000(Hz)の円振動パターンが設定されている。   In FIG. 10, Qx indicates a set value for setting the amplitude in the x direction, and Qy indicates a set value for setting the amplitude in the y direction. For example, a circular vibration pattern having an amplitude of 90 (μm) in the x direction, an amplitude of 90 (μm) in the y direction, and a frequency of 3000 (Hz) is set as the processing condition of the E number E2.

設定リストには図8に示す加工条件ファイルの加工条件番号に対応した全ての情報が表示される必要はない。設定リストにE番号のみが表示され、E番号に振動パターン番号及び第2のパラメータが対応付けられていてもよい。   It is not necessary for the setting list to display all information corresponding to the processing condition numbers in the processing condition file shown in FIG. Only the E number may be displayed in the setting list, and the vibration pattern number and the second parameter may be associated with the E number.

レーザ加工機100の製造メーカの設定者またはサービスマンは、操作部40を操作することによって、図10に示す設定リストを表示部90に表示して、振動パターン番号及び第2のパラメータを設定することができる。レーザ加工機100のユーザは、太実線で囲んだ設定項目を表示部90に表示する操作を行えず、太実線で囲んだ設定項目を見ることができないようにされていることが好ましい。ユーザが操作部40によってE番号のリストを表示部90に表示するよう操作したとき、太実線で囲んだ設定項目を除く加工条件の一覧が表示されるように設定されているのがよい。   By operating the operation unit 40, the setter or serviceman of the manufacturer of the laser beam machine 100 displays the setting list shown in FIG. 10 on the display unit 90, and sets the vibration pattern number and the second parameter. be able to. It is preferable that the user of the laser beam machine 100 cannot perform an operation of displaying the setting items surrounded by the thick solid line on the display unit 90 and cannot see the setting items surrounded by the thick solid line. When the user operates the operation unit 40 to display the list of E numbers on the display unit 90, it is preferable that a list of processing conditions excluding the setting items surrounded by a thick solid line be displayed.

以上のように振動パターンを決定するための振動パターン番号及び第2のパラメータが付加された加工条件ファイルは、加工条件データベース70に書き込まれる。加工条件データベース70は、振動パターン番号及び第2のパラメータが付加された加工条件ファイルを記憶する記憶部の一例である。NC装置50に接続された他の記憶部に加工条件ファイルが記憶されてもよい。   The processing condition file to which the vibration pattern number for determining the vibration pattern and the second parameter are added as described above is written in the processing condition database 70. The processing condition database 70 is an example of a storage unit that stores a processing condition file to which a vibration pattern number and a second parameter are added. The processing condition file may be stored in another storage unit connected to the NC device 50.

図7に示す加工プログラムがNC制御部501へと供給されると、図9に示す各振動パターン番号に第1のパラメータを対応付けた情報と、C−SUS3.0なる名称の加工条件ファイルが加工条件データベース70より読み出される。加工条件ファイルには、振動パターン番号及び第2のパラメータが付加されている。図9に示す情報及び加工条件ファイルは、加工条件設定部507からNC制御部501に供給される。   When the machining program shown in FIG. 7 is supplied to the NC control unit 501, information that associates the first parameter with each vibration pattern number shown in FIG. 9 and a machining condition file named C-SUS3.0 are stored. It is read from the processing condition database 70. A vibration pattern number and a second parameter are added to the processing condition file. The information and the processing condition file shown in FIG. 9 are supplied from the processing condition setting unit 507 to the NC control unit 501.

パターンプログラム生成部502は、NC制御部501が読み出した加工プログラムに含まれる全てのE番号に対応した振動パターンでレーザビームを振動させるためのパターンプログラムを生成する。パターンプログラムとはガルバノスキャナユニット32を作動させる制御コードであり、コンピュータに対する命令(処理)を記述したものである。パターンプログラム生成部502は、NC制御部501に供給された第1及び第2のパラメータに基づいてパターンプログラムを生成することができる。パターンプログラム生成部502が生成したパターンプログラムは、パターンプログラム保持部503に供給されて保持される。   The pattern program generation unit 502 generates a pattern program for vibrating the laser beam with a vibration pattern corresponding to all E numbers included in the machining program read by the NC control unit 501. The pattern program is a control code for operating the galvano scanner unit 32 and describes an instruction (process) for the computer. The pattern program generation unit 502 can generate a pattern program based on the first and second parameters supplied to the NC control unit 501. The pattern program generated by the pattern program generation unit 502 is supplied to and stored in the pattern program storage unit 503.

加工プログラムによってレーザ加工を実行させるよう指令された後、NC制御部501は、E番号ごとに振動パターン番号を振動制御部504に供給する。NC制御部501は、加工条件ファイルに含まれる情報のうち、振動パターンを決定するために必要な集束レンズ34の焦点距離の情報を抽出して振動制御部504に供給する。NC制御部501は、焦点距離の情報に加えて焦点補正量の情報を抽出して振動制御部504に供給することが好ましい。図6では図示していないが、レーザビームの焦点位置を調整するために、焦点補正量の情報は集束レンズ34の駆動部を制御するためにも用いられる。また、NC制御部501は、G01またはG02等で始まるレーザビームを移動させる加工指令に基づき、レーザビームを移動させるベクトル情報を振動制御部504に供給する。   After being instructed to execute laser processing by the processing program, the NC control section 501 supplies a vibration pattern number to the vibration control section 504 for each E number. The NC control unit 501 extracts information on the focal length of the focusing lens 34 necessary for determining the vibration pattern from the information included in the processing condition file, and supplies the information to the vibration control unit 504. It is preferable that the NC control unit 501 extracts information on the focus correction amount in addition to the information on the focal length, and supplies the information to the vibration control unit 504. Although not shown in FIG. 6, in order to adjust the focal position of the laser beam, the information on the focus correction amount is also used to control the driving unit of the focusing lens 34. Further, the NC control unit 501 supplies vector information for moving the laser beam to the vibration control unit 504 based on a processing command for moving the laser beam starting with G01 or G02 or the like.

振動制御部504は、パターンプログラム保持部503より振動パターン番号に対応したパターンプログラムを読み出す。振動制御部504は、パターンプログラム、ベクトル情報、集束レンズ34の焦点距離及び焦点補正量に基づいて、選択された振動パターンでかつ設定された条件でレーザビームを振動させるよう、ガルバノスキャナユニット32の駆動部322及び324を制御する。   The vibration control unit 504 reads a pattern program corresponding to the vibration pattern number from the pattern program holding unit 503. The vibration control unit 504 controls the galvano scanner unit 32 based on the pattern program, the vector information, the focal length of the focusing lens 34, and the focus correction amount so as to vibrate the laser beam with the selected vibration pattern under the set conditions. The driving units 322 and 324 are controlled.

加工プログラムもしくは加工条件ファイル、または操作部40による手動設定によって、ノズル36の開口36aより射出されるレーザビームを開口36aの中心からx方向とy方向との少なくとも一方にオフセットさせる距離を示すオフセット値が設定されていてもよい。この場合、NC制御部501はx方向とy方向のオフセット値を振動制御部504に供給する。   An offset value indicating a distance by which the laser beam emitted from the opening 36a of the nozzle 36 is offset from the center of the opening 36a in at least one of the x direction and the y direction by a processing program or a processing condition file, or manually set by the operation unit 40. May be set. In this case, the NC control unit 501 supplies the offset values in the x direction and the y direction to the vibration control unit 504.

X軸キャリッジ22及びY軸キャリッジ23よりなる移動機構(以下、移動機構22及び23)は、移動機構22及び23をそれぞれ駆動する駆動部220及び230を有する。移動機構制御部505は、レーザビームを移動させる加工指令に基づいて駆動部220及び230を制御して、加工ヘッド35を移動させる。移動機構制御部505は、例えば1msごとに駆動部220及び230を制御して加工ヘッド35を移動させる。よって、レーザビームが板金Wを切断する切断進行方向は1msの制御周期(第1の制御周期)で制御される。   A moving mechanism including the X-axis carriage 22 and the Y-axis carriage 23 (hereinafter, moving mechanisms 22 and 23) has driving units 220 and 230 for driving the moving mechanisms 22 and 23, respectively. The moving mechanism control unit 505 controls the driving units 220 and 230 based on a processing command for moving the laser beam, and moves the processing head 35. The moving mechanism control unit 505 controls the driving units 220 and 230 every 1 ms, for example, to move the processing head 35. Therefore, the cutting direction in which the laser beam cuts the sheet metal W is controlled at a control cycle of 1 ms (first control cycle).

振動制御部504は、1msより短い制御周期で駆動部322及び324を制御して、1msより短い制御周期でレーザビームの振動を制御するのがよい。図11は、G02(またはG03)で始まる加工指令に基づき、移動機構制御部505が1msの制御周期で加工ヘッド35(レーザビーム)を円弧状に移動させる状態を概念的に示している。振動制御部504は、例えば1msを1/100した10μsの制御周期(第2の制御周期)でレーザビームの振動を制御する。このようにすれば、10μsごとに各振動パターンで設定したパターンでレーザビームを高精度に振動させることができる。   The vibration control unit 504 preferably controls the driving units 322 and 324 with a control cycle shorter than 1 ms, and controls the vibration of the laser beam with a control cycle shorter than 1 ms. FIG. 11 conceptually shows a state in which the moving mechanism control unit 505 moves the processing head 35 (laser beam) in an arc shape at a control cycle of 1 ms based on a processing command starting with G02 (or G03). The vibration control unit 504 controls the vibration of the laser beam at a control cycle of 10 μs (second control cycle), for example, 1/100 of 1 ms. By doing so, the laser beam can be vibrated with high accuracy in a pattern set in each vibration pattern every 10 μs.

なお、NC装置50、移動機構22及び23のモータアンプまたはモータの都合で、第1の制御周期と第2の制御周期における周期は任意に設定できる。また、第1の制御周期をさらに細分化するために、第1の制御周期と第2の制御周期との中間に別の制御周期を設定することも可能である。   Note that the cycles in the first control cycle and the second control cycle can be set arbitrarily due to the motor amplifiers or motors of the NC device 50 and the moving mechanisms 22 and 23. Further, in order to further subdivide the first control cycle, another control cycle can be set between the first control cycle and the second control cycle.

本発明は以上説明した本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。本実施形態においては、振動パターンによる振動のさせ方を決定するパラメータを第1のパラメータと第2のパラメータとに分けているが、各振動パターンの具体的な振動のさせ方を決定できればよく、パラメータの設定の仕方は任意である。図6に示すNC装置50内の機能的な構成は、非一時的な記憶媒体に記憶されたコンピュータプログラムをNC装置50の中央処理装置が実行することによって実現してもよい。   The present invention is not limited to the present embodiment described above, and can be variously modified without departing from the gist of the present invention. In the present embodiment, the parameters for determining how to vibrate according to the vibration pattern are divided into the first parameter and the second parameter. However, it is only necessary to determine the specific way to vibrate each vibration pattern. The way of setting the parameters is arbitrary. The functional configuration in the NC device 50 illustrated in FIG. 6 may be realized by the central processing unit of the NC device 50 executing a computer program stored in a non-transitory storage medium.

10 レーザ発振器
20 レーザ加工ユニット
22 X軸キャリッジ(移動機構)
23 Y軸キャリッジ(移動機構)
30 コリメータユニット
31 コリメーションレンズ
32 ガルバノスキャナユニット(ビーム振動機構)
33 ベンドミラー
34 集束レンズ
35 加工ヘッド
36 ノズル
40 操作部
50 NC装置
60 加工プログラムデータベース
70 加工条件データベース(記憶部)
80 アシストガス供給装置
100 レーザ加工機
321,323 スキャンミラー
220,230,322,324 駆動部
501 NC制御部
502 パターンプログラム生成部
503 パターンプログラム保持部
504 振動制御部
505 移動機構制御部
506 発振器制御部
507 加工条件設定部
508 表示制御部
W 板金
Reference Signs List 10 laser oscillator 20 laser processing unit 22 X-axis carriage (moving mechanism)
23 Y-axis carriage (moving mechanism)
Reference Signs List 30 Collimator unit 31 Collimation lens 32 Galvano scanner unit (beam vibration mechanism)
33 Bend mirror 34 Converging lens 35 Processing head 36 Nozzle 40 Operation unit 50 NC unit 60 Processing program database 70 Processing condition database (storage unit)
80 Assist gas supply device 100 Laser machine 321, 323 Scan mirror 220, 230, 322, 324 Drive unit 501 NC control unit 502 Pattern program generation unit 503 Pattern program holding unit 504 Vibration control unit 505 Moving mechanism control unit 506 Oscillator control unit 507 Processing condition setting unit 508 Display control unit W Sheet metal

Claims (2)

板金を切断して所定の形状を有する製品を製作するために、レーザビームを射出する加工ヘッドを板金の面に沿って前記板金に対して相対的に移動させる移動機構と、
前記移動機構によって前記加工ヘッドを相対的に移動させながら、前記製品を製作するために前記板金に照射するレーザビームを所定の振動パターンで振動させるビーム振動機構と、
前記加工ヘッドを第1の制御周期で相対的に移動させるよう前記移動機構を制御する移動機構制御部と、
前記第1の制御周期より短い第2の制御周期で、レーザビームを前記所定の振動パターンで振動させるよう前記ビーム振動機構を制御する振動制御部と、
を備えるレーザ加工機。
A moving mechanism that moves a processing head that emits a laser beam relative to the sheet metal along a surface of the sheet metal , in order to cut the sheet metal to produce a product having a predetermined shape ,
While relatively moving the processing head by the moving mechanism, a beam vibration mechanism that vibrates a laser beam applied to the sheet metal to produce the product in a predetermined vibration pattern,
A moving mechanism control unit that controls the moving mechanism to relatively move the processing head in a first control cycle;
A vibration control unit that controls the beam vibration mechanism so as to vibrate the laser beam in the predetermined vibration pattern in a second control cycle shorter than the first control cycle;
Laser processing machine equipped with.
移動機構が、板金を切断して所定の形状を有する製品を製作するために、レーザビームを射出する加工ヘッドを板金の面に沿って前記板金に対して相対的に移動させ、
前記移動機構によって前記加工ヘッドを相対的に移動させながら、ビーム振動機構が、前記製品を製作するために前記板金に照射するレーザビームを所定の振動パターンで振動させ、
移動機構制御部が、前記加工ヘッドを第1の制御周期で相対的に移動させるよう前記移動機構を制御し、
振動制御部が、前記第1の制御周期より短い第2の制御周期で、レーザビームを前記所定の振動パターンで振動させるよう前記ビーム振動機構を制御する
レーザ加工方法。
A moving mechanism moves a processing head that emits a laser beam relative to the sheet metal along a surface of the sheet metal , in order to cut the sheet metal to produce a product having a predetermined shape ,
While relatively moving the processing head by the moving mechanism, a beam vibration mechanism vibrates a laser beam irradiating the sheet metal to produce the product in a predetermined vibration pattern,
A moving mechanism control unit that controls the moving mechanism to relatively move the processing head in a first control cycle;
A laser processing method, wherein a vibration control unit controls the beam vibration mechanism so as to vibrate the laser beam in the predetermined vibration pattern in a second control cycle shorter than the first control cycle.
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JP5316124B2 (en) * 2009-03-13 2013-10-16 日産自動車株式会社 Laser welding equipment
JP6116757B2 (en) * 2014-04-10 2017-04-19 三菱電機株式会社 Laser processing equipment
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