JPH01218789A - Laser beam machining method - Google Patents

Laser beam machining method

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JPH01218789A
JPH01218789A JP63045290A JP4529088A JPH01218789A JP H01218789 A JPH01218789 A JP H01218789A JP 63045290 A JP63045290 A JP 63045290A JP 4529088 A JP4529088 A JP 4529088A JP H01218789 A JPH01218789 A JP H01218789A
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JP
Japan
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laser processing
data
laser beam
external device
axis
Prior art date
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Pending
Application number
JP63045290A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Morikawa
森川 和裕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippei Toyama Corp
Original Assignee
Nippei Toyama Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To eliminate the loss of the time required for laser beam machining and to improve a working efficiency by forming pentaaxial control data by an external device and feeding the formed data via a medium to a laser beam device, then executing the laser beam machining. CONSTITUTION:All the teaching operations of the pentaaxial control data of orthogonal triaxes X, Y, Z and rotating biaxes alpha, beta are executed by the external device 2. The data on various processing conditions are formed by the external device 2 as well. These sets of the formed data are fed as they are via the medium 3 to the laser beam device 1, by which the laser beam machining is executed. Since the teaching operation and the laser beam machinin are executable in parallel by the devices separate from each other, the laser beam device 1 is usable as the machine to be exclusively used for the machining.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、直交3軸と回転2軸とからなる5軸同時制御
による三次元レーザ加工方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a three-dimensional laser processing method using simultaneous five-axis control consisting of three orthogonal axes and two rotational axes.

(従来の技術) 従来の三次元レーザ加工において、その加工データの作
成手段として、例えばダイレクトティーチングを用いた
ものでは、同一のレーザ加工装置にティーチングヘッド
と加工ヘッドの両方を用いてティーチングおよびこのテ
ィーチングデータに基づく三次元レーザ加工を行ってい
た。
(Prior art) In conventional three-dimensional laser processing, when direct teaching is used as a means of creating processing data, teaching and this teaching are performed using both a teaching head and a processing head in the same laser processing device. Three-dimensional laser processing was performed based on data.

(発明が解決しようとする問題点) しかし、レーザ加工機にティーチング機能も併用するこ
とは、装置を複雑にするばかりか、ティーチング作業に
時間を費やして本来のレーザ切断のための稼働時間が減
り、レーザ加工効率を低下させるものであった。
(Problem to be solved by the invention) However, using a laser processing machine with a teaching function not only complicates the equipment, but also requires time for teaching work, which reduces the operating time for laser cutting. , which reduced laser processing efficiency.

一方、三次元或は二次元CAD/CAM等の外部装置を
用いて、X、Y、Z軸の位置データをCRTによるグラ
フィック人力により作成し、NCテープ或はICカード
等の媒体を介して、レーザ加工装置へ上記作成データを
送り込む方法も行なわれているが、この場合、上記外部
装置にてX、Y、Z’の位置データは作成できるが、回
転2軸の各回転角データ・・βは・や(よりレーザハロ
1.±装置側でダイレクトティーチングにより作成しな
ければならなかった。
On the other hand, using an external device such as a three-dimensional or two-dimensional CAD/CAM, the position data of the X, Y, and Z axes is created manually using graphics using a CRT, and is transmitted via a medium such as an NC tape or an IC card. Another method is to send the created data to a laser processing device. In this case, the external device can create X, Y, and Z' position data, but each rotation angle data of the two rotational axes...β (Laser halo 1.±) It had to be created by direct teaching on the equipment side.

したがって、この方法でもレーザ加工装置にてティーチ
ング作業を要し、本来のレーザ切断のための稼働率を低
下させるものであった。
Therefore, this method also requires teaching work in the laser processing device, which lowers the operating rate for the original laser cutting.

(問題点を解決するための手段) そこで、本発明は、直交3軸X、Y、Zおよび回転2軸
α、βの5軸制御データのティーチング作業を全て外部
装置にて行わせ、さらにこの5軸制御データのみならず
各種加工条件データも外部装置によって作成し、これら
の作成データを媒体を介し、そのままレーザ加工装置側
へ送り込んでレーザ加工を行わせることにより、ティー
チング作業とレーザ加工とをたがいに別装置にて併行し
て行えるためレーザ加工装置側での時間的ロスがなくデ
ータ作成およびレーザ加工を効率良く行え、しかもレー
ザ加工装置を切断専用機とすることができるため、レー
ザ加工装置の稼働率を飛躍的に向上させようとするもの
である。
(Means for Solving the Problems) Therefore, the present invention has an external device perform all the teaching work of 5-axis control data of three orthogonal axes X, Y, Z and two rotational axes α and β, and furthermore, Not only 5-axis control data but also various machining condition data are created by an external device, and these created data are directly sent to the laser processing device via a medium to perform laser processing, making it possible to combine teaching work and laser processing. Because they can be performed in parallel using separate equipment, there is no time loss on the laser processing equipment side, and data creation and laser processing can be performed efficiently.Furthermore, the laser processing equipment can be used as a dedicated cutting machine. The aim is to dramatically improve the operating rate of

(実施例)5 以下、禾発明の具体的実施例を図面により説明する。(Example) 5 Hereinafter, specific embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.

第・′1図はレーザ加ニジステムを示すブロック図、第
2′図は5軸レーザ加工機の′制御軸構成図、第3図は
データ作成装置としての三次元計測ロボットの軸構成図
、第4図は尚上データ作成シ支テムを示すブロック図、
第5図は第4図におけるリモコンボックスの操作面を示
す図である。
Figure 1 is a block diagram showing the laser machining system, Figure 2 is a control axis configuration diagram of a 5-axis laser processing machine, Figure 3 is an axis configuration diagram of a three-dimensional measuring robot as a data creation device, Figure 4 is a block diagram showing the above data creation system.
FIG. 5 is a diagram showing the operation surface of the remote control box in FIG. 4.

第1図において、1はレーザ加工装置、2は外部装置と
してのデータ作成装置、3はこのデータ作成装置2で作
成されたデータを上記レーザ加工装置1へ伝送するため
の媒体である。
In FIG. 1, 1 is a laser processing device, 2 is a data creation device as an external device, and 3 is a medium for transmitting data created by this data creation device 2 to the laser processing device 1.

レーザ加工装置1は、入出力装置4、編集装置5、制御
装置6および5軸レーザ加工機7により構成されている
The laser processing device 1 includes an input/output device 4, an editing device 5, a control device 6, and a 5-axis laser processing machine 7.

5軸レーザ加工機7は、第2図で示すように、直交3軸
X、Y、Zと回転2軸α、βからなる5軸制御により、
立体ワークW等のレーザ切断加工等を行うものである。
The 5-axis laser processing machine 7, as shown in FIG.
It performs laser cutting of a three-dimensional workpiece W, etc.

なお、Z軸は紙面に対し直交する方向に位置する。Note that the Z axis is located in a direction perpendicular to the paper surface.

上記X、Y、Z軸はレーザヘッド8の三次元座標位置を
制御するための直線送り軸で、上記α、β軸はレーザヘ
ッド8に設けられ、とのヘッド8の角度姿勢を変化させ
てワークW加工面に対するレーザ照射方向(C軸方向)
を制御するための回転軸である。また、このヘッド8は
上記α、β軸のいかなる回転によってもレーザ光の集光
点の位置を常に一定とする一点指向形のヘッド構成とな
っている。
The X, Y, and Z axes are linear feed axes for controlling the three-dimensional coordinate position of the laser head 8, and the α and β axes are provided in the laser head 8 to change the angular posture of the head 8. Laser irradiation direction on the workpiece W processing surface (C-axis direction)
This is the rotation axis for controlling the Further, this head 8 has a one-point directional head configuration in which the position of the focal point of the laser beam is always constant regardless of the rotation of the α and β axes.

そして、とのレーザ加工機7は、位置データとしての×
、Y、Zおよび姿勢データとしでの上記回転2軸の各回
転角α、βの5つの制御データによって、5軸同時制御
される。
And the laser processing machine 7 with x as position data
, Y, Z, and attitude data, and the five axes are simultaneously controlled by five control data of rotation angles α and β of the two rotation axes.

この5つの制御データX、Y、Z、α、βの作成を、上
記データ作成装置2によって行う。
These five control data X, Y, Z, α, and β are created by the data creation device 2 described above.

データ作成装置2には、例えば第3図で示すような、副
側ヘッド9を備えた三次元計測ロボット10を用いる。
The data creation device 2 uses a three-dimensional measuring robot 10 equipped with a sub-head 9, as shown in FIG. 3, for example.

この三次元計測ロボット10は、上記レーザ加工機7と
5軸構成を同一とし、その計測ヘッド9の形試を上記レ
ーザヘッド8と略同一としている。なお、Z軸は紙面に
対し鹸交する方向に位置する。
This three-dimensional measurement robot 10 has the same five-axis configuration as the laser processing machine 7 described above, and the shape of the measurement head 9 is substantially the same as the laser head 8 described above. Note that the Z axis is located in a direction perpendicular to the paper surface.

すなわち、直交3軸のX、Y、Z軸および回転2軸のル
、β軸祷ついて、それぞれの位置或は回転角を計測する
エンコーダ]゛1.12.13.14.15が設けられ
、各軸の変位を測定できるようになっている。
That is, encoders 1.12.13.14.15 are provided for measuring the positions or rotational angles of three orthogonal axes, X, Y, and Z axes, and two rotational axes, R and β axes. The displacement of each axis can be measured.

そして、第4図で示すように、上記Z軸、Y軸、Z軸の
各エンコーダ11.12.13およびα軸、β軸の各エ
ンコーダ14.15からの測定データx、y、z、α、
βは、中継ボックス16を通って計測ヘッド9特有のデ
ータ処理を介じ、コントロールユニット17に送られ、
表示ユニット18にデジタル表示される。これと同時に
、必要に応じてプリンタ19から紙出力される。
As shown in FIG. 4, the measurement data x, y, z, ,
β is sent to the control unit 17 through the relay box 16 and through data processing specific to the measurement head 9.
It is digitally displayed on the display unit 18. At the same time, paper is output from the printer 19 as required.

さらに、このコントロールユニット17には、操作面2
0には、フレームに対し取り外し可能なリモコンボック
ス20が接続されている。このすモコンボックス20の
操作面には、第5図で示すように、電源キー21、テン
キー22、文字キー23および各種ファンクションキー
24が設けられ、計測ロボット10の各軸駆動部へのリ
モートコントロール用のデータ入力や外部への出力用の
データ入力が行える。
Furthermore, this control unit 17 includes an operation surface 2.
0 is connected to a remote control box 20 that is removable from the frame. As shown in FIG. 5, the operation surface of the sumo control box 20 is provided with a power key 21, a numeric keypad 22, a character key 23, and various function keys 24, which allow remote control of each axis drive unit of the measuring robot 10. You can input data for use and for output to the outside.

さらに、ここでは、上記測定データX、Y、Z、α、β
の値とともにレーザ加工用の各種加工条件に対応して設
定された加工条件コードおよびその指令値を入力する。
Furthermore, here, the above measurement data X, Y, Z, α, β
Input the processing condition code set corresponding to various processing conditions for laser processing and its command value together with the value.

例えば、送り速度なF・・、レーザパワーをB・・、出
力ポート番号なM・・、直線補間や円弧補間等をG・・
などキーによる入力が可能である。
For example, feed speed is F..., laser power is B..., output port number is M..., linear interpolation, circular interpolation, etc. is G...
It is possible to input using keys such as .

これによって、レーザ加工制御データとしてのNCデー
タが作成される。このNCデータは、各種出力手段によ
って、例えば紙テープ、Icカード或はフロッピー等の
各種媒体3へ格納することができる。
As a result, NC data as laser processing control data is created. This NC data can be stored in various media 3, such as paper tape, IC card, or floppy disk, by various output means.

このようにして、外部のデータ作成装置2にて作成され
たNCデータは上記媒体3を介して、レーザ加工装置1
へ伝送可能となる。また、有線或は通信を介することも
できる。
In this way, the NC data created by the external data creation device 2 is transferred to the laser processing device 1 via the medium 3.
It becomes possible to transmit to. It is also possible to use wires or communication.

レーザ加工装置1では、上記入出力装置4に、上記媒体
3が例えば紙テープである場合には紙テープリーダーが
、ICカードである場合には、ICカードローダ−が、
フロッピーである場合にはフロッピーディスクがそれぞ
れ用いられる。
In the laser processing apparatus 1, the input/output device 4 includes a paper tape reader when the medium 3 is a paper tape, and an IC card loader when the medium 3 is an IC card.
If it is a floppy disk, a floppy disk is used.

このように、媒体3から上記入出力装置4にて読取られ
たデータは、編集装置5や制御装置6へ送られてレーザ
加工機7用の加工データに変換され、レーザ加工機7は
上記加工データに基づいてコントロールされながら5軸
同時制御により所定のレーザ加工を自動的に行う。
In this way, the data read from the medium 3 by the input/output device 4 is sent to the editing device 5 and the control device 6 and converted into processing data for the laser processing machine 7, and the laser processing machine 7 performs the processing described above. Predetermined laser processing is automatically performed using 5-axis simultaneous control while being controlled based on data.

したがって、」二記三次元計測ロボット]0によって、
ワーク加工面に対し計測ヘッド9の姿勢を常に法線方向
に維持するように調整しながら各測定点での5軸データ
を取り込むことにより、三次元レーザ加工に要求される
ワークW加工面に対し常に法線方向からレーザ照射を行
わせるための回転2軸の制御データα、βも合わせて、
三次元レーザ加工用のダイレクトティーチングを容易に
行うことができる。
Therefore, by "2 3D measurement robot] 0,
By capturing 5-axis data at each measurement point while adjusting the posture of the measurement head 9 to always maintain it in the normal direction to the workpiece processing surface, it is possible to adjust the attitude of the measurement head 9 to the workpiece W processing surface required for three-dimensional laser processing. In addition to the control data α and β for the two axes of rotation to always perform laser irradiation from the normal direction,
Direct teaching for three-dimensional laser processing can be easily performed.

さらに、このX、Y、Z、α、βの制御データとともに
各加工位置に対するヘッド送り速度等の各種加工条件デ
ータを同時に作成することにより、レーザ加工に必要な
制御データが全て外部装置にて作成でき、レーザ加工機
7側では、そのデータを取り込むだけですぐにレーザ加
工が実施できる。
Furthermore, by simultaneously creating various machining condition data such as the head feed speed for each machining position along with the X, Y, Z, α, and β control data, all the control data necessary for laser machining is created by an external device. On the laser processing machine 7 side, laser processing can be performed immediately by simply importing the data.

(発明の効果) 本発明によれば、直交3軸と回転2軸とで5軸同時制御
される三次元レーザ加工において、その5軸の制御デー
タを外部装置にて作成し、この作成されたデータを媒体
を介してレーザ加工装置側へ送り込むだけで、レーザ加
工装置ではそのままのデータを取り入れて5軸レーザ加
工が行える。
(Effects of the Invention) According to the present invention, in three-dimensional laser processing where five axes are controlled simultaneously, including three orthogonal axes and two rotational axes, the control data for the five axes is created by an external device, and the created By simply sending the data to the laser processing device via a medium, the laser processing device can take in the data as it is and perform 5-axis laser processing.

例えば、上記外部装置に5軸レーザ加工機と軸構成な略
同一とした三次元計測ロボットを用いて、ダイレクトテ
ィーチングにより直交3軸と回転2軸の5軸データを読
み取ることによって容易にレーザ加工用の制御データを
作成することができる。
For example, by using a three-dimensional measurement robot with almost the same axis configuration as the five-axis laser processing machine as the external device mentioned above, it is possible to easily perform laser processing by reading five-axis data of three orthogonal axes and two rotational axes through direct teaching. control data can be created.

また、上記5軸データのみならず、外部装置にて例えば
送り速度指令や各コマンド等の各種加工条件データも同
時に作成することにより、実際にティーチングの様子を
観察しながらの条件判断が行えるため、ワーク形状に適
した条件設定が可能となり、プログラムの作成が極めて
容易である。
In addition to the 5-axis data mentioned above, by simultaneously creating various machining condition data such as feed rate commands and various commands using an external device, conditions can be judged while actually observing the teaching process. It is possible to set conditions suitable for the shape of the workpiece, and creating programs is extremely easy.

このように、5軸レーザ加工用のティーチングと実際の
レーザ加工とが互いに別装置にて併行して効率良く行え
、レーザ加工装置側でのレーザ加工に要する時間的ロス
がなくレーザ切断のための稼働率を大幅に向上させるこ
とができる。
In this way, the teaching for 5-axis laser processing and the actual laser processing can be efficiently performed in parallel on separate devices, and there is no time loss required for laser processing on the laser processing device side, making it easier to perform laser cutting. The operating rate can be significantly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はレーザ加ニジステムを示すブロック図、第2図
は5軸レーザ加工機の制御軸構成図、第3図はデータ作
成装置としての三次元計測ロボットに軸構成図、第4図
は同上データ作成システムを示すブロック図、第5図は
第4図におけるリモコンボックスの操作面を示す図であ
る。 1・・レーザ加工装置、2・外部装置としてのデータ作
成装置、3・媒体、7・ 5軸レーザ加工機、8・・・
レーザヘッド、9・・・計測ヘッド、10・・・三次元
計測ロボット、X、Y、Z・・・直交3軸、α、β・・
・回転2軸。 特許出願人  株式会社 日平トヤマ 手続補正書(方式) 特許庁長官 小 川 邦 夫 殿 1、事件の表示  昭和63年特許願第45290号 
、2、発明の名称  レーザ加工方法 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 置  03−435=4701
Figure 1 is a block diagram showing the laser machining system, Figure 2 is a control axis configuration diagram of a 5-axis laser processing machine, Figure 3 is an axis configuration diagram of a three-dimensional measuring robot as a data creation device, and Figure 4 is the same as above. FIG. 5 is a block diagram showing the data creation system. FIG. 5 is a diagram showing the operation surface of the remote control box in FIG. 4. 1. Laser processing device, 2. Data creation device as external device, 3. Medium, 7. 5-axis laser processing machine, 8...
Laser head, 9...Measuring head, 10...Three-dimensional measurement robot, X, Y, Z...3 orthogonal axes, α, β...
- 2 axes of rotation. Patent Applicant Nippei Toyama Co., Ltd. Procedural Amendment (Method) Commissioner of the Patent Office Kunio Ogawa 1, Indication of Case Patent Application No. 45290 of 1988
, 2. Title of the invention Laser processing method 3. Relationship with the person making the amendment case Patent applicant location 03-435=4701

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)直交3軸と回転2軸とを有して5軸同時制御され
る5軸レーザ加工機を用いた三次元レーザ加工において
、上記5軸制御データを予め外部装置によって作成し、
この外部装置によって作成されたデータを媒体を介し、
レーザ加工装置へ送り込んでレーザ加工を行わせること
を特徴とするレーザ加工方法。
(1) In three-dimensional laser processing using a five-axis laser processing machine that has three orthogonal axes and two rotational axes and is controlled simultaneously in five axes, the five-axis control data is created in advance by an external device,
The data created by this external device is transmitted through the medium,
A laser processing method characterized by feeding the laser into a laser processing device to perform laser processing.
(2)外部装置によって上記5軸制御データと各種加工
条件データを同時に作成することを特徴とする請求項1
記載のレーザ加工方法。
(2) Claim 1 characterized in that the 5-axis control data and various machining condition data are created simultaneously by an external device.
Laser processing method described.
(3)外部装置に5軸レーザ加工機と略同一の直交3軸
および回転2軸を有する三次元計測ロボットを用いたこ
とを特徴とする請求項1および2記載のレーザ加工方法
(3) The laser processing method according to Claims 1 and 2, characterized in that the external device is a three-dimensional measurement robot having three orthogonal axes and two rotational axes that are substantially the same as the five-axis laser processing machine.
JP63045290A 1988-02-27 1988-02-27 Laser beam machining method Pending JPH01218789A (en)

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Cited By (2)

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JPH02104490A (en) * 1988-10-13 1990-04-17 Amada Co Ltd Method and device for teaching for three dimensional laser beam machine
JP2006187803A (en) * 2004-12-10 2006-07-20 Yaskawa Electric Corp Robot system

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