JPH01228693A - ティーチング機能を備えたレーザ加工機 - 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、ティーチング機能を備えたレーザ加工機に関
し、加工ラインのティーチング時に、インタロック手段
により被加工物の加工面に対するレーザトーチ角度及び
距離（高さ）を固定することができるようにしたもので
ある。

「従来の技術」 Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向移動と該３軸の廻りの旋回移動及び前
記各移動を合成した移動が可能なリストにレーザトーチ
を備えるとともに、ティーチング機能を有する三次元レ
ーザ加工機により、加工ラインをティーチングする場合
は、ティーチングボックスにより手動で加工ラインをト
レースするラフティーチングを行った後、オペレーティ
ングボックスの座標入力キー等により、工具座標系に対
する座標及びレーザトーチの姿勢を制御するためのデー
タ等を入力して、前記ラフティーチングを補完するよう
にしている。

前記三次元レーザ加工機により、平板の切断加工等を行
う場合にも、加工ラインのテイーチングは必要である。

この場合レーザトーチから照射されるレーザ光の照射角
度は、被加工物たる平板に対して垂直に固定でき、トー
チと平板との距離も一定に固定することができ、Ｚ軸方
向の座標入力及びレーザトーチの姿勢制御入力が行われ
た後は、そのデータ値を変更する必要はない、また、被
加工物たる平板がワークテーブル上に斜めにセットされ
た場合は、レーザトーチの姿勢制御入力を行って、斜角
にセットされた平板に対してレーザ光の照射角度を垂直
にセットした後は、レーザトーチの姿勢を変更する必要
はない。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、前記の座標入力及びレーザトーチの姿勢
制御入力は、オペレーティングボックスのキーにより入
力されるものであって、Ｘ、Ｙ。

Ｚ各軸に対する座標入力キー５姿勢制御入カキー等が近
接して配置されていたりすると、前記した平板加工のテ
ィーチング作業のように、−旦初期設定位置を入力した
後は変更する必要のないＺ軸層の座標入力キー等を誤撞
作して、レーザトーチが移動して平板と干渉したり、加
工ラインのトレース中に平板と当なって、レーザトーチ
等を損傷する虞れがある。

このため、特に平板上に示される加工ラインをティーチ
ングする場合には、前記した不具合の発生を回避するた
めの手段を講じる必要があり、解決すべき課題となって
いた。

本発明は、加工ラインのティーチング時に、インタロッ
ク手段により被加工物の加工面に対するレーザトーチの
距離（高さ）または、レーザトーチの姿勢と前記距離を
固定することができるようにした、ティーチング機能を
備えたレーザ加工機を提供することを目的とするもので
ある。

「課題を解決するための手段」 前記目的を達成するための具体的手段は、オペレーティ
ングボックスからの工具座標系に対する座標入力及び姿
勢制御入力により、ｘ、ｙ、ｚ１方向移動と該３軸の廻
りの旋回移動及び前記各移動を合成した移動を制御され
るリストを備え、該リストに支持したレーザト−チによ
り加工ラインをトレースして該加工ラインを教示するテ
ィーチング作業時に、被加工物の加工面に対するレーザ
トーチの姿勢及び距離を固定するため、前記Ｚ軸方向の
移動または、前記レーザトーチのｘ、ｙ。

Ｚ輪廻りの旋回移動と前記レーザトーチの中心軸線方向
の移動を不能にすることができるインタロック手段を設
けたことを特徴とするものである。

「作用」 本発明は、前記具体的手段の説明で明らかにしたように
、−旦Ｚ軸に対する座標入力及び姿勢制御入力若しくは
姿勢制御入力を行った後に、レーザトーチの中心軸線方
向とＺ軸の軸線方向が同じ場合には、インタロック手段
により、レーザトーチを支持するリストのＺ軸方向の移
動を不能にし、レーザトーチのＸ、Ｙ、Ｚ軸の廻りの旋
回移動を変更し姿勢が変わり、レーザトーチの中心軸線
方向とＺ軸方向が異なる場合には、レーザトーチのｘ、
ｙ、ｚ軸の廻りの旋回移動とレーザトーチの中心軸線方
向の移動を不能にすることができ、加工面までの距離ま
たは、レーザトーチの姿勢と加工面までの距離を一定に
保つことができる。

「実施例」 以下本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例を例示するレーザ加工機の構
成を示した構成図である。

レール１２は、レール１０．１１に案内されて、図略の
サーボモータにより駆動されて１軸（Ｘ）方向に移動す
る。キャリア１３は、レール１２上に摺動自在に配設さ
れており、サーボモータＭ２の回転により回転する送り
螺子１４により、２軸（Ｙ）方向に移動する。キャリア
１３の先端部には、それぞれ４軸、５軸、６軸の回りに
旋回するりスト１５が配設されている。そのリスト１５
には、レーザ光を照射するレーザトーチ等の加工工具Ｔ
及びセンサＳが設けられている。１は、レーザ発振装置
であり、それにより発振されたレーザ光は、導光路５，
６によってキャリア１３に導かれ、加工工具Ｔから加工
物に対して照射される。前記導光路５は伸縮自在として
、レーザ発振装置の側部に前記レール１１．１２と平行
に形成したガイド３内を滑動するスライダ４により導光
路６と連結する。

第２図は、前記レーザ加工機の電気的装置の構成を示し
たものである。第２図において、２０はマイクロコンピ
ュータ等から成る中央処理装置である。この中央処理装
置２０には、メモリ２５、サーボモータを駆動するため
のサーボＣＰＵ２２ａ〜２２ｆ、ジョグ運転の指令、工
具座標系に対する座標入力、教示点の教示等を各キー人
力により行うオペレーティングボックス２６が接続され
ている。レーザ加工機の各軸１〜６軸を駆動するための
サーボモータＭ１〜Ｍ６は、それぞれサーボＣＰＵ２２
ａ〜２２ｆによって駆動される。

前記サーボＣＰＵ２２ａ〜２２ｆのそれぞれは、中央処
理装置２０から出力される回転角指令データθ１〜θ６
に基づいて２次補間して得られる目標回転角と、サーボ
モータＭ１〜Ｍ６に連結されたエンコーダＥ１〜Ｅ６の
出力α１〜α６との間の偏差を演算し、この演算された
偏差の大きさに応じた速度で各サーボモータＭ１〜Ｍ６
を回転させるように作動する。

前記メモリ２５には、前記オペレーティングボックス２
６から、座標入カキ−及び姿勢制御入力キー等により入
力される加工工具１゛の位置決め点と該ヘッドの向きを
表すデータと定常移動速度を記憶する記憶エリアＰＤＡ
が設けられており、教示モードにおいて、複数の位置決
め点における位置データと向きデータと移動速度が記憶
される。

又、本装置の動作を規定したプログラムを記憶する記憶
エリアＰＡが設けられている。さらにセンサＳは、セン
サコントローラＳＣを介して中央処理装置２０に接続さ
れる。

第３図は、前記中央処理装置２０に接続されるオペレー
ティングボックス２６の各入カキ−の配置の概要を示し
たもので、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸に対する座標入カキ−３１，３
２，３３，４軸、５軸、６軸の旋回角を入力する姿勢制
御入カキ−３４，３５，３６、教示モード指定キー３７
、前記各軸のジョグ運転指令キー３８、前記各キー人力
モードのリセットキー３９、Ｚ軸ロックキー４０、姿勢
制御入力ロックキー４１、前記各ロックキーのリセット
キー４２、数値入力用のテンキー４３及びクリアキー４
４、レーザトーチＴの中心軸線方向を新たなＺ軸とし、
このＺ軸に垂直な平面上のこのＺ軸に互いに直角な方向
をＸ軸、Ｙ軸として、座標人カキ−３１，３２，３３の
指令を入力するツールモードキー４５等が設けられてい
る。

第４図は、ワークテーブルＳの面と平行にセットされた
平板Ｗ上に示される加工ラインを、加工機にティーチン
グする場合（レーザトーチＴの中心軸線方向とＺ軸（３
軸）方向が同一（第５図参照））の、中央処理装置２０
の処理ルーチンを示すフローチャートである。

ステップ１００で、前記オペレーティングボックス２６
の教示モード指示キー３７を押してティーチングを開始
する。続いてステップ１０１で加工ラインをティーチン
グするための初期位置に、ティーチングボックスにより
手動でレーザトーチＴを合わせ、該トーチＴの姿勢及び
加工面までの距離を、姿勢制御入カキ−３４，３５，３
６、Ｚ軸に対する座標入カキ−３３により決定する。ス
テップ１０２では、レーザトーチＴの姿勢及び加工面ま
での距離Ｈを固定するなめ、Ｚ軸ロックキー４０及び姿
勢制御入力ロックキー４１により、Ｚ軸及び４．５．６
軸の各軸をインタロックする。

これにより誤って、Ｚ軸に対する座標入カキ−３３とか
、姿勢制御入カキ−３４，３５，３６、或いは前記各軸
に対するジョグ運転指令キー３８を操作しても、中央処
理装置２０は受は付けない状態となり、レーザトーチＴ
はＸ−Ｙ平面上の移動のみが可能となる（ステップ１０
３）。

加工ラインのティーチングが終了すると（ステップ１０
４）、ステップ１０５でロックキーのリセットキー４２
を押して、Ｚ軸及び４，５．６軸のインタロックを解除
して、本ルーチンを終了する。

また第６図に示すように、ワークテーブルＳ上に斜めに
セットされた、平板Ｗ上の加工ラインをティーチングす
る場合（レーザトーチＴの中心軸線方向とＺ軸（３軸）
方向が異なる）には、前記姿勢制御入カキ−３４，３５
，３６を操作して４゜５．６軸を旋回し、レーザトーチ
Ｔからのレーザ光が加工面に対して垂直に照射するよう
に、該レーザトーチＴの姿勢を決定した後、ツールモー
ドキー４５を操作し、レーザトーチＴの中心軸線方向を
Ｚ軸とする座標系に変更し、姿勢制御入力ロックキー４
１により前記４，５．６軸をインタロックし、次にＺ軸
をインタロックし、加工面まで距離Ｈを一定にする。

本発明の詳細な説明に於いては、三次元レーザ加工機に
よる平板上の加工ラインのティーチングについて説明し
たが、三次元加工が可能な加工用ロボット等のティーチ
ングにも応用することができる。

「発明の効果」 本発明は、前記具体的手段及び作用の説明で明らかにし
たように、−旦Ｚ軸に対する座標入力及び姿勢制御入力
若しくは姿勢制御入力を行った後に、平板上に示される
加工ラインのティーチング作業を行う場合には、インタ
ロック手段により、レーザｌ−−チを支持するリストの
Ｚ軸方向の移動または、レーザトーチのＸ、Ｙ、Ｚ軸の
廻りの旋回移動とレーザトーチの中心軸線方向の移動を
不能にすることができるようにしたから、誤って前記各
軸に対する座標入力及び姿勢制御入力を行っても、動作
することがないから、加工工具等が加工物と当たったり
干渉したりして損傷する虞れを防止できる。さらに、誤
動作により前記入力を行っても、インタロックされた各
軸に対しては、該入力値を取消したりまた入力する必要
らないのでティーチング作業に要する時間が短縮できる
等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の実施例を示し、第１図はレーザ加工
機の全体構成図、第２図はレーザ加工機の電気的装置の
構成図、第３図はオペレーティングボックス２６の一部
の概要正面図、第４図は中央処理装置２０のティーチン
グ処理動作を示すフローチャート、第５．６図は平板上
の加工ラインのティーチング態様を示す説明図である。 １５１．。リスト、　　３１，３２．３３．、、座標入
カキ−５３４，３５，３６，、、姿勢制御入カキ−２４
０、、、Ｚ軸ロックキー、　４１　、、、姿勢制御入力
ロックキー、　４２．、、リセットキー、ｘ、ｙ、ｚ、
、、座標軸。 第３図 第４図　　　　　１００ 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. オペレーティングボックスからの工具座標系に対する座
   標入力及び姿勢制御入力により、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向移動
   と該３軸の廻りの旋回移動及び前記各移動を合成した移
   動を制御されるリストを備え、該リストに支持したレー
   ザトーチにより加工ラインをトレースして該加工ライン
   を教示するティーチング作業時に、被加工物の加工面に
   対するレーザトーチの姿勢及び距離を固定するため、前
   記Ｚ軸方向の移動または、前記レーザトーチのＸ，Ｙ，
   Ｚ輪廻りの旋回移動と前記レーザトーチの中心軸線方向
   の移動を不能にすることができるインタロック手段を設
   けたことを特徴とするティーチング機能を備えたレーザ
   加工機。