JPH01192491A - レーザ加工機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はレーザ加工機の制御装置に関する。

［従来の技術］ 第５図は焦点追従機能を有する従来のレーザ加工機の加
工ヘッド部分の概要図である。第５図において、（２１
）は加工ヘッド、（２２）は集光レンズ、（２３）はレ
ーザ光、（２４）はワーク、（２５）はハイドセンサで
ある。このレーザ加工機は加工ヘッド（２１）に設けら
れた集光レンズ（２２）によりレーザ光（２３）を集光
して、ワーク（２４）に照射するとともに、駆動手段（
図示せず）が加工ヘッド（２１）とワーク（２４）とを
相対移動させ、ワーク（２４）を所定の加工形状に加工
する。

この場合、集光されるレーザ光（２３）の焦点をワーク
（２４）に対して一定の高さ（例えば、ワーク（２４）
の表面上）に保つことは、加工品質を良くするために重
要なことである。このため、従来のレーザ加工機はハイ
ドセンサ（２５）により加工ヘッド（２１）とワーク（
２４）との距離を測定することにより、ワーク（２４）
に対するレーザ光（２３）の焦点位置を測定し、駆動装
置（図示せず）によって加工ヘッド（２１）を動かし、
焦点を調整する焦点追従機能を有していた。

ハイドセンサ（２５）は第５図に示した非接触式のもの
（非接触式のものには、さらに静電容量式、光学式及び
磁気式等のものがある）及び接触式のもの等さまざまな
方式のものがあり、既に特開昭５９−２２３１８９号公
報等に記載されている。

なお、焦点追従機能の実行及び実行停止は、通常レーザ
加工機を駆動する数値制御プログラム（以下、ＮＣプロ
グラムという）の命令コード又は操作盤（図示せず）上
のスイッチによって行なう。

第６図は上述した従来のレーザ加工機を動作させるＮＣ
プログラム及びＮＣプログラムにより動作する加工ヘッ
ド（２１）の動作通路の説明図である。

第６図（ａ）はブロック（８）が焦点追従開始コード、
ブロック群（９）が直線補間コード、ブロック（１０）
が焦点追従終了コード、ブロック（１１）が位置決めコ
ードをそれぞれ示している。

このようなＮＣプログラムによりレーザ加工機を動作さ
せた場合、ＮＣプログラムを■、■、■、■及び■とい
うように実行するのに対応して、加工ヘッド（２１）は
第６図（ｂ）に示すようにＸＹＺ空間上の位置（０，０
，０）　、（１００，０，０）　、＜２００．０．０）
、（３００，０，０）及び（３５０，０，５０）へと移
動する。

従って、加工ヘッド（２■）は点線矢印に示すようなＮ
Ｃプログラムに基づく通路（以下、プログラム通路とい
う）Ｒ１とは違い、実線矢印に示すような通路（以下、
動作通路という）Ｒ２を通ることになる。即ち、加工ヘ
ッド（２１）は焦点追従開始後、焦点位置のずれを修正
しながら加工を行なうことになる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記構成の従来のレーザ加工機は、上述したように、焦
点追従終了後においてプログラム通路Ｒと動作通路Ｒ２
とにずれが生じる。従って、次の加工開始点に移動する
と、このずれがそのまま残ってしまい、ＮＣプログラム
で指定した加工開始点に正確に位置決めができなくなり
、不良加工が生じてしまうという問題があった。

特に、三次元加工では平面から側面又は斜面から平面へ
と、加工面が変わる場合等に不良加工が生じてしまう。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
不良加工が生じないレーザ加工機の制御装置を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係るレーザ加工機のａｍ装置は、数値制御プロ
グラムで示される焦点追従手段による所定区間の加工終
了後に、この焦点追従手段によりて追従した量の累積量
により、レーザ照射手段とワークとの実際の相対位置を
、数値制御プログラムが示す相対位置に戻すずれ修正手
段を備えている。

［作　用］ 上記構成のレーザ加工機の制御装置は、数値制御プログ
ラムで示される焦点追従手段による所定区間の加工終了
後に、ずれ修正手段がこの焦点追従手段によって追従し
た量の累積値により、レーザ照射手段とワークとの実際
の相対位置を、数値制御プログラムが示す相対位置に戻
す。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を添付図面を参照して詳細に説
明する。

第１図は本発明の一実施例に係るレーザ加工機の制御装
置のブロック図である。第１図において、（１）は第５
図に示した加工ヘッド（２１）にレーザ光（２３）を出
力するレーザ発振器、（２）はレーザ光（２３）により
ピアシングされるワーク（２４）に対して加工ヘッド（
２■）を相対移動させる駆動装置、（３）はＮＣプログ
ラムが記憶されているメモリ、（４）は加工＼ラド（２
１）とワーク（２４）との距離を測定するハイドセンサ
（４ａ）、レーザ光（２３）の焦点位置を予め設定する
焦点設定器（４ｂ）及び測定した加工ヘッド（２１）と
ワーク（２４）との間の距離と設定された焦点位置とを
比較する比較器（４）から構成される装置 追従器、（５）は焦点追従信号をデジタル変換するイン
ターフェイス、（６）は焦点追従信号によりレーザ光の
焦点位置を定めるとともに、メモリ（３）に記憶されて
いるＮＣプログラムに従って、レーザ発振器（１）が出
力するレーザ光（２１）をワーク（２４）に照射すると
ともに、加工ヘッド（２ｌ）とワーク（２４）とを相対
移動させて、ワーク（２４）のピアシングを行ない、さ
らにアブソリュート制御（以下、ＡＢＳ制御という）を
行なう中央処理装置（以下、ＣＰＵという）である。

次に、本発明の一実施例に係るレーザ加工機の制御装置
の動作について第２図のフローチャートを参照して説明
する。

（１）ステップＳＬ Ｃ　Ｐ　Ｕ　（８）はメモリ（３）からＮＣプログラム
を読み出して解析する。このとき、ＡＢＳ制御コード及
び焦点追従制御コードがあれば、これらを有効とする旨
を記憶する。

（２）ステップＳ２ Ｃ　Ｐ　Ｕ　（６）は読み出した１ブロツクのＮＣプロ
グラムがプログラム完了コードであるときは、ＮＣプロ
グラムの実行を終了する。

（３）ステップＳ３ Ｃ　Ｐ　Ｕ　（６）は読み出しな１ブロツクのＮＣプロ
グラムより、現在の位置から指令された終点までの移動
量を算出する。

（４）ステップ８４〜ＳＩＯ Ｃ　Ｐ　Ｕ　（Ｂ）は１ブロツク分の移動が完了したか
否か、即ち１ブロツクの終点に到達したか否かを判断し
（ステップＳ４）、終点に到達していないときは、単位
当たりの補間量を算出する（ステップ３５）。次いで、
焦点追従制御が有効であるか否かを判断し（ステップＳ
６）、有効であるときは追従量を算出して（ステップＳ
７）、この算出した追従量を単位時間当たりの補間量に
加えて補間量を行進し（ステップＳ８）、さらに追従量
を追従累積量に加えて追従累積量を更新することにより
（ステップＳ９）、追従量を累積する（ステップＳ１０
）。

（５）ステップＳｌｌ　−８１４ Ｃ　Ｐ　Ｕ　（８）は１ブロツク分の移動を完了すると
（ステップ３４）、ＡＢＳ制御が有効であり（ステップ
Ｓｌｌ　）　、かつ焦点追従制御が無効のときは（ステ
ップＳ１２）、プログラム終点を追従累積量だけ更新し
た後（ステップ３１３　）　、追従累積量をクリアする
（ステップＳ１４）。

この処理により、プログラム終点を実際の加工ヘッドの
終点と内部的に一致させ、この点を現在値として次のブ
ロックの移動量計算に反映させ（ステップＳ３）、その
ブロックの移動により、動作通路とプログラム通路とを
一致させることができる。

なお、焦点追従制御が有効であるときは（ステップＳ１
２　）　、上記処理を行なっても焦点追従制御により、
プログラム通路と動作通路とがずれるので行なわない。

第３図は第２図のフローチャートに対応するＮＣプログ
ラム及びＮＣプログラムに基づく加工ヘッド（２１）と
ワーク（２４）との相対移動を示す図である。第３図（
ａ）のＮＣプログラムはブロック（７）がＡＢＳ制御を
有効とするＡＢＳ制御の開始を示すコード、ブロック（
８）が焦点追従制御の開始を示す焦点追従開始コード、
ブロック群（９）がワーク（２４）の加工通路を指令す
る直線補間コード、ブロック（ＩＯ）が焦点追従制御の
終了を示す焦点追従終了コード、ブロック（１ｌ）が次
の加工開始点に位置決めする位置決めコード、ブロック
（ｌ２）がＡＢＳ　ＩＩＩ御を無効にするＡＢＳ制御終
了コードである。

このＮＣプログラムを■、■、■及び■と実行するのに
対応して、加工ヘッド（２ｌ）は第３図（ｂ）に示すよ
うにＸＹＺ空間上の位置（０．０．０）、（１００．０
．０）　、（２００．０．０）及び（３００．０．０）
へと移動する。この場合、前述したように加工ヘッド（
２１）は点線矢印に示すプログラム通路Ｒ１とは違い、
実線矢印に示す動作通路Ｒ２を通り終点位置（３５０、
０．５０）に到達する。

この場合、ＮＣプログラムによる加工面（以下、プログ
ラム加工面という）Ａ上の加工ヘッド（２１）の加工終
点に対して、加工ヘッド（２１）は点線で示す実際の加
工面（以下、実加工面というＡ’）上にある。このまま
加工を続行すると、プログラム加工面Ａで焦点追従制御
を行ない、そのままプログラム加工面Ｂに移動すると、
加工始点位置がαだけずれてしまうことになる。

そこで、上述した処理により、ブロック（１１）の位置
決めを実行することにより、プログラム通路Ｒと動作通
路Ｒ２とのずれを修正し、同一点で位置決めを行なう。

なお、本実施例では、ＡＢＳ制御の開始及び終了をｒＭ
７５　Ｊ、ｒＭ７４　ＪなるＮＣコードで示したが、他
のＮＣコードであってもよい。

又、操作盤のスイッチ操作によりＮＧプログラムを実行
する前に、ＡＢＳ制御開始を指令してプログラム終了後
、ＡＢＳ制御終了を指令してもよい。

又、ＡＢＳ制御開始及び終了の指令は、ＮＣコードと操
作盤からのスイッチによる指令を組み合わせて行っても
よく、ＡＢＳ制御開始及び終了の指令タイミングとして
は、プログラム通路へ戻したい位置決めブロックの前で
あれば、どこで指令してもよい。

さらに、本発明の一実施例に係るレーザ加工機の制御装
置は、平板加工用のレーザ加工機であっても、立体加工
用の３次元レーザ加工機であっても、同様の効果を奏す
ることはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、ずれ検出手段が数
値制御プログラムが示すレーザ照射手段とワークとの相
対位置と、実際の相対位置とのずれを検出すると、ずれ
修正手段が実際の相対位置を数値制御プログラムが示す
相対位置に戻すようにしたので、次の加工開始点まで正
確に位置決めができ、不良加工のない、精度の良い加工
ができるレーザ加工機の制御装置が得られるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るレーザ加工機の制御装置のブロッ
ク図、第２図は第１図に示したレーザ加工機の制御装置
の動作を示すフローチャート、第３図は第２図に示した
フローチャートに対応する数値制御プログラム及び数値
制御プログラムにより動作する加工ヘッドの通路の説明
図、第４図はＡＢＳ１１＠の説明図、第５図は焦点追従
機能を有する従来のレーザ加工機の加工ヘッド部の概略
図、第６図は従来のレーザ加工機の数値′Ｍ御プログラ
ム及び数値制御プログラムにより動作する加工ヘッドの
通路の説明図である。 各図中、１はレーザ発振器、２は駆動装置、３はメモリ
、４はハイドセンサ、５はインターフェイス、６はＣＰ
Ｕ　（中央処理装置）。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示すもので
ある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ光を出力するレーザ発振器と、前記レーザ
   光をワークに照射する照射手段と、前記照射手段と前記
   ワークとの距離を測定する距離測定手段と、前記測定距
   離に基づいて、前記レーザ光の焦点位置を予め設定され
   た所定の焦点位置に調整する焦点追従手段と、前記レー
   ザ光の照射に対応して、数値制御プログラムに従って、
   前記照射手段と前記ワークとを相対移動させ、該ワーク
   を所定の加工形状に加工させる駆動手段とを備えたレー
   ザ加工機の制御装置において、 前記数値制御プログラムによる所定区間の加工終了後に
   、前記焦点追従手段によって追従した量の累積量に基づ
   いて、前記実際の相対位置を前記数値制御プログラムが
   示す相対位置に戻すずれ修正手段を備えたことを特徴と
   するレーザ加工機の制御装置。
2. （２）ずれ修正手段は、前記数値制御プログラムにより
   、入切が指令される第１項記載のレーザ加工機の制御装
   置。