JP6731464B2 - アシストガス流量の計算装置及び計算方法 - Google Patents
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Description
<レーザ加工機>
以下、アシストガス流量の計算装置及び計算方法の一実施形態を、添付図面を参照して説明する。アシストガス流量の計算装置及び計算方法を説明する前に、アシストガスを用いてレーザ加工を行うレーザ加工機の一例を説明する。もちろん、ここで説明するレーザ加工機は、アシストガス流量の計算装置及び計算方法を適用することができる装置の一例であって、レーザ加工機を限定するものではない。
次に、図1及び図2に示すレーザ加工機において使用されるアシストガスの流量を計算する装置及び計算方法を説明する。
傾き計算記憶装置70には、ノズル36の先端から板金Wの表面までのギャップ(G)を変数とする関数(F2)を用いて、前記した一次関数(F1)の傾き(α)を計算する第2コンピュータプログラム(第2アルゴリズム)が記憶されている。(2)式は、ギャップ(G)を変数とする関数(F2)の一般式を示す。(2)式に表すように、一実施形態において、計算装置は、一次関数(F1)の傾き(α)を、ギャップ(G)のn次の多項式を用いて計算する。ここで、「ak」は、ギャップ(G)のk次の項の係数である。「n」は、ゼロ又は正の正数である。ギャップ(G)が一定の値(閾値GTH)未満である場合、(2)式の「n」は正の正数となる。一方、ギャップ(G)が所定の値(閾値GTH)以上である場合、(2)式の「n」はゼロとなる。すなわち、(3)式に示すように、一次関数(F1)の傾き(α)は定数(a0)となる。
第1実施形態で示した計算装置及び計算方法は、一次関数(F1)及び関数(F2)のパラメータ、即ち、一次関数(F1)の比例切片β、関数(F2)のak(k=0〜n)、及び閾値(GTH)が、予め二次記憶装置に記憶されているノズル36(これを、「既知ノズル」という)に適用することができる。
(a−1)未知ノズルと同じタイプの既知ノズルの開口36aの断面積(CO)
(b)未知ノズルの開口36aの断面積(CI)
(c)未知ノズルと同じタイプの既知ノズルを用いた時のアシストガスの流量(HO)
に基づいて計算する。
(a−2)二次記憶装置に記憶されている既知ノズルのうち、未知ノズルと同じタイプであり、且つ、開口36aの断面積の大きさが未知ノズルのそれに最も近い既知ノズルの開口36aの断面積
(b)未知ノズルの開口36aの断面積
(c)未知ノズルと同じタイプの既知ノズルを用いた時のアシストガスの流量
第2実施形態では、未知ノズルについて、その開口36aの断面積を基準としてアシストガスの流量を計算する例を示した。しかし、開口36aの断面積の代わりに、開口36aの径を用いても構わない。
(d−1)未知ノズルと同じタイプの既知ノズルの開口36aの径
(e)未知ノズルの開口36aの径
(f)未知ノズルと同じタイプの既知ノズルを用いた時のアシストガスの流量
に基づいて計算する。
(d−2)二次記憶装置に記憶されている既知ノズルのうち、未知ノズルと同じタイプであり、且つ、開口36aの径の大きさが未知ノズルのそれに最も近い既知ノズルの開口36aの径
(e)未知ノズルの開口36aの径
(f)未知ノズルと同じタイプの既知ノズルを用いた時のアシストガスの流量
第2実施形態及びその変形例で説明した未知ノズルの流量計算方法は、シングルノズル及び多重ノズルのいずれにも適用可能である。つまり、未知ノズルがシングルノズルであるか多重ノズルであるかを問わず、第2実施形態及びその変形例の双方の計算方法を適用することができる。
10 レーザ発振器
17 ノズル口(ノズルの開口)
26 ダブルノズル(ノズル)
35 加工ヘッド
36 シングルノズル(ノズル)
36a ノズルの開口
50 NC装置(制御部)
60 流量計算記憶装置(記憶部)
70 傾き計算記憶装置(記憶部)
F1 一次関数
F2 関数
G ギャップ
H アシストガスの流量
LB レーザビーム
P アシストガスの圧力
Rd 開口の径
W 板金(被加工物)
α 傾き
Claims (14)
- 制御部と記憶部とを備え、レーザ発振器から加工ヘッドに導かれたレーザビームを被加工物に照射して所望の加工を行うレーザ加工において、前記加工ヘッドに取り付けられたノズルの先端から噴出されるアシストガスの流量を計算する装置であって、
前記記憶部には、
前記加工ヘッド内における前記アシストガスの圧力を変数とする、前記ノズル毎に記憶された一次関数を用いて、前記流量を計算する第1コンピュータプログラムと、
前記ノズルの先端から被加工物の表面までのギャップを変数とする、前記ノズル毎に記憶された関数を用いて、前記一次関数の傾きを計算する第2コンピュータプログラムと、が記憶され、
前記制御部は、
前記一次関数及び前記関数が前記記憶部に記憶されている前記ノズルである既知ノズルを用いた時の前記流量を、
前記ギャップの値を示すデータを取得し、
前記ギャップの値を前記関数に代入して前記第2コンピュータプログラムを実行することにより、前記傾きを計算し、
前記圧力の値を示すデータを取得し、
前記傾き及び前記圧力の値を前記一次関数に代入して前記第1コンピュータプログラムを実行することにより計算し、
前記一次関数及び前記関数が前記記憶部に記憶されていない前記ノズルである未知ノズルを用いた時の前記流量を、
(a−1)前記既知ノズルのうち、前記未知ノズルと同じタイプの前記既知ノズルの開口の断面積と、
(b)前記未知ノズルの開口の断面積と、
(c)前記未知ノズルと同じタイプの前記既知ノズルを用いた時の前記流量と
に基づいて計算する
ことを特徴とするアシストガス流量の計算装置。 - 前記ギャップの値が閾値未満である場合、前記ギャップの値を前記関数に代入して前記第2コンピュータプログラムを実行することにより、前記傾きを計算し、
前記ギャップの値が閾値以上である場合、前記傾きを一定値とする
ことを特徴とする請求項1に記載のアシストガス流量の計算装置。 - 前記閾値は、前記ギャップが変化すれば前記流量も変化する前記ギャップの範囲のうち最も大きな前記ギャップの値であることを特徴とする請求項2に記載のアシストガス流量の計算装置。
- 前記閾値は、前記ノズルのタイプ毎に異なることを特徴とする請求項3に記載のアシストガス流量の計算装置。
- 前記閾値は、前記アシストガスが噴出される前記ノズルの開口の大きさ毎に異なることを特徴とする請求項3又は4に記載のアシストガス流量の計算装置。
- 前記ノズルの前記タイプは、前記ノズルの先端部が単一の筒からなるシングルノズルであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のアシストガス流量の計算装置。
- 前記制御部は、前記一次関数及び前記関数が前記記憶部に記憶されている前記ノズルである既知ノズルのうち、前記未知ノズルと同じタイプであり、且つ、前記開口の断面積の大きさが前記未知ノズルのそれに最も近い前記既知ノズルの開口の断面積に基づいて、前記未知ノズルを用いた時の前記流量を計算することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のアシストガス流量の計算装置。
- 前記制御部は、前記既知ノズルを用いた時の前記流量に対して、前記既知ノズルの開口の断面積に対する前記未知ノズルの開口の断面積の割合を乗算することにより、前記未知ノズルを用いた時の前記流量を計算することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のアシストガス流量の計算装置。
- 制御部と記憶部とを備え、レーザ発振器から加工ヘッドに導かれたレーザビームを被加工物に照射して所望の加工を行うレーザ加工において、前記加工ヘッドに取り付けられたノズルの先端から噴出されるアシストガスの流量を計算する装置であって、
前記記憶部には、
前記加工ヘッド内における前記アシストガスの圧力を変数とする、前記ノズル毎に記憶された一次関数を用いて、前記流量を計算する第1コンピュータプログラムと、
前記ノズルの先端から被加工物の表面までのギャップを変数とする、前記ノズル毎に記憶された関数を用いて、前記一次関数の傾きを計算する第2コンピュータプログラムと、が記憶され、
前記制御部は、
前記一次関数及び前記関数が前記記憶部に記憶されている前記ノズルである既知ノズルを用いた時の前記流量を、
前記ギャップの値を示すデータを取得し、
前記ギャップの値を前記関数に代入して前記第2コンピュータプログラムを実行することにより、前記傾きを計算し、
前記圧力の値を示すデータを取得し、
前記傾き及び前記圧力の値を前記一次関数に代入して前記第1コンピュータプログラムを実行することにより計算し、
前記一次関数及び前記関数が前記記憶部に記憶されていない前記ノズルである未知ノズルを用いた時の前記流量を、
(d−1)前記既知ノズルのうち、前記未知ノズルと同じタイプの前記既知ノズルの開口の径と、
(e)前記未知ノズルの開口の径と、
(f)前記未知ノズルと同じタイプの前記既知ノズルを用いた時の前記流量と
に基づいて計算する
ことを特徴とするアシストガス流量の計算装置。 - 前記ノズルの前記タイプは、前記ノズルの先端部に径が異なる複数の筒が配置された多重ノズルであることを特徴とする請求項9に記載のアシストガス流量の計算装置。
- 前記制御部は、前記一次関数及び前記関数が前記記憶部に記憶されている前記ノズルである既知ノズルのうち、前記未知ノズルと同じタイプであり、且つ、前記開口の径の大きさが前記未知ノズルのそれに最も近い前記既知ノズルの開口の径に基づいて、前記未知ノズルを用いた時の前記流量を計算することを特徴とする請求項9又は10に記載のアシストガス流量の計算装置。
- 前記制御部は、前記既知ノズルを用いた時の前記流量に対して、前記既知ノズルの開口の径に対する前記未知ノズルの開口の径の割合を乗算することにより、前記未知ノズルを用いた時の前記流量を計算することを特徴とする請求項9〜11のいずれか一項に記載のアシストガス流量の計算装置。
- 制御部と記憶部とを用いて、レーザ発振器から加工ヘッドに導かれたレーザビームを被加工物に照射して所望の加工を行うレーザ加工において、前記加工ヘッドに取り付けられたノズルの先端から噴出されるアシストガスの流量を計算する方法であって、
前記記憶部には、
前記加工ヘッド内における前記アシストガスの圧力を変数とする、前記ノズル毎に記憶された一次関数を用いて、前記流量を計算する第1コンピュータプログラムと、
前記ノズルの先端から被加工物の表面までのギャップを変数とする、前記ノズル毎に記憶された関数を用いて、前記一次関数の傾きを計算する第2コンピュータプログラムと、が記憶され、
前記制御部が、
前記一次関数及び前記関数が前記記憶部に記憶されている前記ノズルである既知ノズルを用いた時の前記流量を、
前記ギャップの値を示すデータを取得し、
前記ギャップの値を前記関数に代入して前記第2コンピュータプログラムを実行することにより、前記傾きを計算し、
前記圧力の値を示すデータを取得し、
前記傾き及び前記圧力の値を前記一次関数に代入して前記第1コンピュータプログラムを実行することにより計算し、
前記一次関数及び前記関数が前記記憶部に記憶されていない前記ノズルである未知ノズルを用いた時の前記流量を、
(a−1)前記既知ノズルのうち、前記未知ノズルと同じタイプの前記既知ノズルの開口の断面積と、
(b)前記未知ノズルの開口の断面積と、
(c)前記未知ノズルと同じタイプの前記既知ノズルを用いた時の前記流量と
に基づいて計算する
ことを特徴とするアシストガス流量の計算方法。 - 制御部と記憶部とを用いて、レーザ発振器から加工ヘッドに導かれたレーザビームを被加工物に照射して所望の加工を行うレーザ加工において、前記加工ヘッドに取り付けられたノズルの先端から噴出されるアシストガスの流量を計算する方法であって、
前記記憶部には、
前記加工ヘッド内における前記アシストガスの圧力を変数とする、前記ノズル毎に記憶された一次関数を用いて、前記流量を計算する第1コンピュータプログラムと、
前記ノズルの先端から被加工物の表面までのギャップを変数とする、前記ノズル毎に記憶された関数を用いて、前記一次関数の傾きを計算する第2コンピュータプログラムと、が記憶され、
前記制御部が、
前記一次関数及び前記関数が前記記憶部に記憶されている前記ノズルである既知ノズルを用いた時の前記流量を、
前記ギャップの値を示すデータを取得し、
前記ギャップの値を前記関数に代入して前記第2コンピュータプログラムを実行することにより、前記傾きを計算し、
前記圧力の値を示すデータを取得し、
前記傾き及び前記圧力の値を前記一次関数に代入して前記第1コンピュータプログラムを実行することにより計算し、
前記一次関数及び前記関数が前記記憶部に記憶されていない前記ノズルである未知ノズルを用いた時の前記流量を、
(d−1)前記既知ノズルのうち、前記未知ノズルと同じタイプの前記既知ノズルの開口の径と、
(e)前記未知ノズルの開口の径と、
(f)前記未知ノズルと同じタイプの前記既知ノズルを用いた時の前記流量と
に基づいて計算する
ことを特徴とするアシストガス流量の計算方法。
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