JPH04128906A - レーザ加工装置 - 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］ この発明は、レーザ加工装置に関し、例えば治真座標に
基づいて加工ヘッドの座標を表示するティーチングボッ
クスに関するものである。

［従来の技術］ 加工装置として三次元レーザ加工装置を例にとって説明
する。

レーザ加工装置は主に、レーザ光を導くための光路系や
駆動系を有する加工機本体およびレーザ光の出力や加工
機をプログラムに従って動作させる制御装置から構成さ
れている。上記加工機本体は、直交３軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）
と、レーザ光を集束させるためのレンズを有する加工ヘ
ッドの姿勢を決める旋回と回転の２軸（α、β）の計５
軸で構成されており、これらを駆動制御することにより
立体ワークの任意形状の加工が可能となる。

そして、レーザ加工を行うためには、所望の加工形状を
得るための加工機の動作軌跡データである加工形状デー
タ（即ちポイントデータ）と良好な加工を行う上で必要
となる対象ワークの板厚・材質に対する加工速度および
加工条件（レーザ出力や出力形態、アシストガスの圧力
・種類など）データとからなる加ニブログラムが必要と
なる。

第６図は加工機本体の軸構成を説明する図である。

図において、（１）はワーク上の加工線Ｋにレーザ光り
を照射する加工ヘッド、（２）はモータ（Ｍ５）により
矢印β方向に回転させるβ軸受、（３）はモータ（Ｍ４
）により矢印α方向に回転させるα軸受、（４）はモー
タ（Ｍ３）により加工ヘッド（１）を矢印２方向に移動
させるＺ軸受、（５）はモータ（Ｍ２）により加工ヘッ
ド（１）を矢印Ｙ方向に移動させるＹ軸受、（６）はモ
ータ（Ｍｌ）により加工ヘッド（１）を矢印Ｘ方向に移
動させるＸ軸受、（７）はα、β、Ｚ軸から成るアーム
、（８）はアーム（７）の駆動端に位置するβ軸、（９
）はβ軸（８）に接続されたα軸、（１０）はα軸（９
）に接続されたｚ軸であり、これらはアーム（７）を構
成している。（１１）は被加工物Ｗが載置された治具で
ある。

また加工ヘッド（１）は、β軸（８）の先端につけられ
ており、ワークＷ上の加工線Ｋに沿って進行するように
制御される。

第７図は従来の三次元レーザ加工装置の概略構成図であ
る。

図において、（１）及び（１１）は上記第６図と同様な
ものであり、（１２）はＮＣ装置であり、加工線にの加
工形状データや加工条件のデータベース等を格納し、Ｃ
ＰＵおよびメモリ、モータを駆動するアンプ等を備え、
加ニブログラムの指令に基づいて加工機本体（１１）を
駆動する信号Ｍや、レーザ発振器（１３）の出力等の加
工条件を制御する信号Ｎを出力するものである。

（１４）は所定の操作キーやＣＲＴ画面を備えた操作部
で、加ニブログラムの初期設定、動作指令等を手動操作
よりＮＣ装置（１２）に入力し、またそれらのデータを
ＣＲＴ画面に表示する機能を有したものである。

（１５）はティーチングボックスであり、加工機本体（
１１）に対する駆動指令等をＮＣ装置（１２）に入力す
る複数のキーを有すると共に、加工用プログラムを作成
するときに用いるもので、表示画面を有するものである
。

上記のように構成された三次元レーザ加工装置は、モー
タ（Ｍｌ）〜（Ｍ５）にＮＣ装置（１２）からの駆動信
号Ｍにより駆動され、加ニブログラムに従って、ワーク
Ｗに対する加工ヘッド（１）の距離を一定に保持しなが
ら、レーザ光りのスポットが加工線Ｋを倣うと共に、加
工ヘッド（１）の姿勢がワークＷの表面に対してほぼ垂
直となるように制御され、治具（２０）が加工機本体（
１１）に対して所定の位置関係に基づいて設置され、そ
の加工形状データ（即ちポイントデータ）作成のための
ティーチング作業の手順は、治具（２０）に固定された
ワークＷの表面の加工線Ｋに対応したケガキ線が描かれ
ており、オペレータは上記ティーチングボックス（１５
）に備えであるｘ、ｙ、ｚ軸の駆動キーやα、β軸の駆
動キーを操作することにより、加工ヘッド（１）をケガ
キ線に対して所定の高さまで移動させ、同時にワークＷ
の表面に対してほぼ垂直となるようにその姿勢を定め、
目視にて確認後にティーチングボックス（１５）の中の
教示キーを押すことにより、ＮＣ装置（１２）のメモリ
に、その点の加工機本体（１１）の固有の絶対座標系（
Σｏ−ｘｙＺ）での座標値（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と姿勢角（α
、β）を記憶する。

そして、その点での補間（直線補間、円弧補間、曲線補
間など）情報と各種命令（丸穴加工、角穴加工など）の
情報も入力して記憶させる。

同様の操作をケガキ線全体に対して順次続けて行くこと
により、所望の加工形状データを完成させるようにして
いた。また、上記のように構成されたレーザ加工装置で
は、加工線Ｋに対するケガキ線がすべて描かれている場
合について説明したが、ワークのある部分に対しては治
具（２０）を基準として穴の加工位置とそのピッチ等を
図面上に指示されているだけでケガキ線作業を省略して
いる場合も少なくない。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように構成されたレーザ加工装置では、ケガキ線
作業を省略している場合は、穴の位置関係を治具が設置
されている位置と加工機本体の直交軸（ＸＹＺ）に対す
る治具の回転量を考慮して、絶対座標系（Σ０−ＸＹＺ
）で算出し、その算出された座標位置へティーチングボ
ックスを操作して加工ヘッド（１）を移動させるので、
この絶対座標系（Σ０−ＸＹＺ）で所望の位置を算出す
る作業はオペレータにとっては非常に時間を有し、また
作業ミスの要因ともなるという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、治具を基準とした新しい治具座標系（ｏ−ｘ
ｙｚ）を定義し、ティーチングボックスの駆動キーある
いは操作部の駆動キーを押すことにより、それぞれ対応
した新しい座標軸（Ｘ＋　　Ｙ＋　　Ｚ）方向へ加工ヘ
ッド（１）を動作することにより、所望の加工位置まで
の移動を容易にして、ティーチング作業時間の短縮を図
ることができるレーザ加工装置を得ることを目的とする
。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るレーザ加工装置は、被加工物を治具に固
定し、被加工物の教示点を加工ヘッドを備えたアームを
移動させて、加工機本体の絶対座標に基づいて教示し、
その教示点を絶対座標でティーチングボックスに表示す
るレーザ加工装置において、ティーチングボックスから
の所定のキー押下により、被加工物を固定する治具を基
準に座標系を設定（以下治具モードという）する治具モ
ード設定手段と、治具モードの場合に、加工ヘッドが治
具の基準点、その基準点からのＸ方向の第１の点及び基
準点からのＸ方向の第２の点が教示されれば、絶対座標
での３点の加工ヘッドの座標位置を治具ポイントとして
設定する治具ポイント設定手段と、治具ポイントが設定
されると、その治具ポイントに対応する絶対座標を読み
、治具座標系のＸ５Ｖ１Ｚ軸の単位ベクトル方向を求め
て絶対座標から治具座標に変換する変換式に基づいて治
具座標系を設定する治具座標系設定手段と、治具座標系
が設定された後に、加工ヘッドが移動し、その加工ヘッ
ドの位置が教示されれば、治具座標系に基づいて加工ヘ
ッドの位置を治具座標として求める治具座標算出手段と
、ティーチングボックスの座標表示キーがおされれば、
加工ヘッドの位置を絶対座標と治具座標と共に、ティー
チングボックスに表示させる表示制御手段とを備えたも
のである。

また、治具モードの場合に、加工ヘッドの移動速度が設
定されれば、治具座標系に基づいて加工ヘッドを移動さ
せる移動手段を備えたものである。

［作用］ この発明においては、被加工物を固定する治具モードが
設定されて、加工ヘッドが移動して治具の３点が教示さ
れると、絶対座標での３点の加工ヘッドの座標位置を治
具ポイントとして設定する。

そして、治具ポイントが設定されると、その治具ポイン
トに対応する絶対座標を読み、治具の座標系のｘ、ｙＳ
ｚ軸の単位ベクトル方向を求めて絶対座標から治具座標
に変換する変換式に基づいて治具座標系を設定し、その
後に、加工ヘッドが移動し、その加工ヘッドの位置が教
示されれば、設定した治具座標系に基づいて加工ヘッド
の位置を治具座標として求める。

そして１、ティーチングボックスの座標表示キーがおさ
れれば、加工ヘッドの位置を絶対座標と治真座標と共に
表示させる。

また、治具モードの場合に、加工ヘッドの移動速度が設
定されれば、治具座標系に基づいて加工ヘッドが移動す
る。

加工線や穴加工位置関係が指示されている図面と同様の
座標系が定義でき、その定義された座標系の直交軸（ｘ
、ｙ、ｚ）の方向に手動操作で加工ヘッド（１）を動作
させ、所望の位置へ移動させる。

［実施例］ 第１図は第１の発明の一実施例を示すレーザ加工装置の
概略構成図である。

図において、（１）〜（１０）、Ｍ１〜Ｍ５、は上記従
来例と同様なものであり、（２５）は加工機本体（１１
）の各モータ等を制御するサーボ制御部、（２Ｂ）はＸ
軸のモータＭ１の回転数をカウントするＸ軸位置検出器
、（２７）はＹ軸のモータＭ２の回転数をカウントする
Ｙ軸位置検出器、（２８）はＺ軸のモータＭ３の回転数
をカウントするＺ軸位置検出器、（２９）はα軸のモー
タＭ４の回転数をカウントするα角位置検出器、（３０
）はβ軸のモータＭ４の回転数をカウントするβ角位置
検出器、（３１）はＸ軸位置検出器（２６）、Ｙ軸位置
検出器（２７）、Ｚ軸位置検出器（２８）、α角位置検
出器（２９）、β角位置検出器（３０）の値が記憶され
る第１のメモリである。また、各カウンタは例えばエン
コーダでもよい。

（３２）は各種データ及びプログラム等が記憶されたＲ
ＯＭ、（３３）は後述する絶対座標算出手段により算出
された座標が記憶される第２のメモリ、（３３）は後述
する治具座標算出手段により算出された治具座標が記憶
される第３のメモリである。

（３５）はティーチングボックス（以下Ｔ／Ｂという）
であり、少なくとも以下に説明するキーを有したもので
ある。

（３Ｂ）はメインメニューをＴ　／　Ｂ　（３５）の液
晶表示部（３７）に表示させる機能選択キー　（３７）
は表示部であり、各種表示をすると共に、半分の領域に
絶対座標系（Σ０−ＸＹＺ）での座標が表示され、もう
半分の領域に治具座標系（ｏ−ｘｙｚ）の座標が表示さ
れるものである。

（＋Ｘ〜−Ｚ）は加工機の軸を移動させる軸移動キー　
（３８）はテンキー　（３９）は表示部（３７）の表示
を移動させる表示移動キー　（４０）は治具座標有効キ
ーであり、１回押してテンキー（３０）及び表示移動キ
ー（３９）が押されると表示部に表示されたものを原点
（０，０，０）にし、また１回おされて、軸移動キーが
押されると治具座標系での動作モードとなり、さらに２
回押すと治具座標系での動作モードが解除され通常の絶
対座標系（Σｏ−ｘｙＺ）の動作モードにされるもので
ある。

（４１）はポイントセフティキー　（４２）はインプッ
トキー　（４３）は教示キー　（４４）は座標表示キー
であり、押すことにより、絶対座標系（Σｏ−ｘｙ２）
での表示または治具モードであれば治具座標系（ｏ−ｘ
ｙｚ）での表示をさせるものである。

第２図（ａ）〜（ｒ）は本発明に係る表示部の表示を説
明する図である。

同図（ａ）は機能選択キー（３６）が押されることによ
り、表示されるメインメニュー、同図（ｂ）はメインメ
ニューの０．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　（準備モード）
が選択されることにより表示されるＰｒｅｐａｒａｔｉ
ｏｎメニュー、同図（ｅ）はＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎメ
ニューの０．　　Ｊｌｇ　　Ｃ００ｒｄ　　：ｎａｔｅ
が選択されポイントセフティキー（４１）が押され、例
えばテンキー（３８）の１が押されたときに表示される
画面、同図（ｄ）は治具ポイントが全て設定した後に、
テンキー（３８）の１を押しインプットキー（４２）が
押されたときに表示される画面、同図（ｅ）は座標表示
キー（４４）が押されたときに表示される画面であり、
半分の領域に絶対座標系（Σ０−ＸＹＺ）での座標が表
示され、もう半分の領域に治具座標系（ｏ−ｘｙ、ｚ）
の座標が表示されることを示すものである。

同図（ｆ）は治具座標有効キー（４０）が押され、テン
キー（３８）が押され、かつ表示移動キー（３９）が押
されることにより、治具座標系の座標を原点にした画面
である。

（４５）は押下キー判別手段であり、Ｔ　／　Ｂ　（３
５）で押されたキーを判別し、判別結果に応じて各部に
その信号を出力し、必要に応じて内部状態が設定される
ものである。

（４Ｂ）はメインメニュー表示手段であり、Ｔ／Ｂ（３
５）の機能選択キー（３６）が押され、押下キー判別手
段（４５）からその信号が入力すると、ＲＯＭ（３２）
から第２図に示す（ａ）図のメインメニューをＴ／Ｂ　
（３５）に出力するものである。

（４７）は治具メニュー表示手段であり、メインメニュ
ーの０．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎが選択されると第２図
（ｂ）に示すメニューをＴ　／　Ｂ　（３５）に出力す
るものである。

（４８）は治具モード設定手段であり、第２図（ｂ）に
示す０．　　Ｊｌｇ　　Ｃ００ｒｄ　：　ｎａ　ｔ　ｅ
が選択されると治具モードと判断し、後述表示制御手段
に治具モードであることを知らせると共に、ＲＯＭ（３
２）から第２図（Ｃ）に示すメニューをＴ　／　Ｂ　（
３５）に出力し、押下キー判別手段（４５）を治具モー
ドに関係する信号のみを受付するように設定するもので
ある。

（４９）は治具ポイント設定手段であり、治具モードで
Ｔ　／　Ｂ　（３５）のポイントセフティキー（４１）
及びテンキー（３８）が押されると、番号に応じた基準
ポイントＧ　又はＸ方向の治具ポイントＧ２あるいはＸ
方向の治具ポイントＧ３とし、教示キー（４３）及びポ
イントセフティキー（４１）が押されると、絶対座標算
出手段（５０）が算出した各ポイントの座標をその番号
に対応させて第２のメモリ（３３）に記憶して設定する
ものである。

（５０）は絶対座標算出手段であり、座標表示キ（４４
）又は治具ポイント設定手段（４９）あるいは後述する
治具座標設定手段からの指令により、加工ヘッドの位置
を各カウンタから読み、絶対座標系に基づいて算出した
座標を第１のメモリ（３１）に記憶するものである。

（５４）は治具座標系設定手段であり、治具ポイント設
定手段（４９）により３点の基準ポイントＧ工、Ｘ方向
の治具ポイントＧ２及びＸ方向の治具ポイントＧ３が設
定されると、以下に説明するように治具座標系を設定す
るものである。

第３図は治具座標系算出手段の概念を説明する図である
。

図において、ｏ−ｘｙｚは加工機本体の絶対座標系Σで
あり、０は原点、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ
軸の移動方向と平行である。

ｅＸ：σ系のＸ軸方向単位ベクトル、ｅ　：σ系のＸ軸
方向単位ベクトル、ｅ　：σ系の２軸方向単位ベクトル
である。Ｐは被加工物Ｗ上の任意の点である。

これは、治具（２０）またはワークＷ上に治具座標系σ
の原点０となる点Ｇ１へ加工ヘッド（１）を移動させて
、その点Ｇ　の座標値（Ｘ、Ｙｌ、Ｚｌ　　　　　　　
　　　　　　１ １）を治具ポイント設定手段（４９）が絶対座標算出手
段（５０）により算出して第１のメモリ（３２）に記憶
された座標を基準ポイントＧ□として設定し、次に治具
座標系σのＸ軸方向を決定するための点Ｇ２へ加工ヘッ
ド（１）を移動させて、その点Ｇ２の座標値（Ｘ　　、
Ｙ２．Ｚ２）を治具ポイント設定年段（４９）が絶対座
標算出手段（５０）により算出して第１のメモリ（３２
）に記憶された座標をＸ方向の治具ポイントＧ２として
設定し、絶対座標算出手段（５０）が算出して第１のメ
モリ（３２）に記憶させる。

そして、治具座標系σのｘｙ平面を決定するための点Ｇ
３へ加工ヘッド（１）を移動させて、その点Ｇ　の座標
値（Ｘ　　、Ｙ３．Ｚ３）を同様にして記憶し、以下の
式に基づいて治具座標系（σ０−ｘｙｚ）が定義するも
のである。

（５５）ｉ＄治具座標算出手段であり、治具座標系設定
山手段（５４〉で設定した治具座標系σに基づいて、例
えば第３図の任意の点Ｐにおける加工ヘッド（１）の治
具座標を求めてＴ　／　Ｂ　（３５）に出力するもので
ある。

（５６）は治具座標リセット手段であり、治具モードで
あるときにＴ　／　Ｂ　（３５）の治具座標有効キー（
４０）が押され、かつテンキー（３Ｂ）により治具ポイ
ントの番号が入力すれば、表示するときにその番号の治
具ポイントの座標のみをクリアにさせる信号を後述する
表示制御手段に出力するものである。

（５７）は治具座標駆動手段であり、治具モードで、か
つ治具座標系σが決定している場合に、軸移動キー（＋
Ｘ〜−２）が押されれば設定した治具座標系σに基づい
て加工ヘッド（１）を移動させるものである。

（５８）は表示制御手段であり、治具モード設定手段（
４８）により、治具モードであることを知らせる信号が
あると、例えば絶対座標での座標をＴ／Ｂ（３５）の表
示部（３７）の半分の領域に、治具座標を半分の領域に
表示するように制御するものである。

上記のように構成されたレーザ加工装置について以下に
動作を説明する。

第４図はこの発明のレーザ加工装置の動作を説明するフ
ローチャートである。この場合は、Ｇ１を決定するため
に既にＴ　／　Ｂ　（３５）のＪｏｇ移動キー（＋Ｘ、
＋Ｙ、＋Ｚ、−Ｘ、Ｙ、−Ｚ等）を用いて移動させたと
する。

初めにオペレータは治具座標系σを設定するために、Ｔ
　／　Ｂ　（３５）の機能選択キー（３６）を押したと
すると、押下キー判別手段（４９）はその信号を判別し
、機能選択キー（３６）が押されたことをメインメニュ
ー表示手段（４６）に知らせる。

メインメニュー表示手段（４６）は機能選択キー（３Ｂ
）が押されたことを知らせる信号があると、上記第２図
（ａ）に示す画面をＲＯＭ　（３２）から読みＴ／　Ｂ
　（３５）に表示させる（Ｓｌ）。

そして、０９Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎが選択されたかを
判断し、選択されたと判断されればメインメニュー表示
手段（４６）はＲＯＭ　（３２）から０、Ｐｒｅｐａｒ
ａｔｉｏｎに対応する画面を読み、第２図（ｂ）のよう
にＴ　／　Ｂ　（３５）の表示部（３７）に表示させる
。

そして、０．Ｊ　ｉｇ　（ｏｏｒｄ　（治具モードコー
ド）が選択されたかを判断しくＳ３）、選択されれば、
治具モード設定手段（４８）は治具モードと判断すると
共に、表示制御手段（５８）に治具モードであることを
知らせ、Ｔ　／　Ｂ　（３５）の表示部（３７）に第２
図（ｃ）に示す治具ポイント画面を表示させる（Ｇ５）
。

次に、治具ポイント設定手段（４８）はポイントセフテ
ィキー及びテンキーが押されたかを判断しくＳ７）、押
されればテンキーの押下に応じた番号を治具ポイント番
号として設定する（Ｓ９）。この場合は、テンキーの１
が押されれば、治具基準ポイントＧ１とし、２が押され
れば、Ｘ方向における治具ポイントＧ２とし、３が押さ
れれば、Ｘ方向における治具ポイントＧ３としてそれぞ
れ設定する。

そして、絶対座標算出手段（５０）は治具ポイント番号
が設定される都度、加工ヘッドの位置を各位置検出器か
ら読み、絶対座標に基づいて算出した加工ヘッドの座標
を第１のメモリに記憶する（ｓｌｌ）。次に治具ポイン
ト設定手段（４８）は、ポイントセフティキー（４１）
及び教示キー（４３）が押されたかを判断しく５１３）
　、押されたと判断すれば、記憶されている現在の加工
ヘッドの位置の座標を設定した治具ポイント番号に対応
させて第２のメモリ（３３）に記憶しく８１５）　、第
２図（Ｃ）に示すように表示する（Ｓｌ７）。即ち、治
具ポイントの設定である。

この場合は、Ｇ　を（ＸＹＺ）とし、 １　　１ゝ　　１ゝ　　１ ２　　　。、　２、Ｚ２）とし、Ｇ３を（Ｘ３、Ｇ　を
（Ｘ　　Ｙ Ｙ３、Ｚ３）として設定する。

次に、Ｓｅｔ　　ＵＰ　　ＯＫかを判断しく５１９）、
ＯＫであれば治具座標系設定手段（５４）に、後述する
治具座標系設定処理を実行させる信号を出力する（Ｓ１
００）。この場合は、テンキーの１及びインプットキー
が押されることによりＳｅｔ　　ＵＰ　　ＯＫと判断す
る。

第５図は治具座標設定処理を説明するフローチャートで
ある。この場合の絶対座標がら治具座標に変換する座標
変換マトリックスＬ であるから、 初めに、第２のメモリに記憶されたＧ１及びＧ２を読み
、第３図で示した治具座標系σのＸ方向単位−ベクトル
ｅ　を第５図の式に基づいて算出する（ＳＩＯＩ）。

次に、治具座標系σのｘｙ平面を決定するための点Ｇ　
の加工ヘッド（１）の座標（Ｘ、Ｙ３゜Ｚ３）を第２の
メモリ（３３）から読み、仮のＹ軸方向単位ベクトルｅ
　′を第５図の式に基づいて算出する（３１０３）。

次に、σ系の２軸方向単位ベクトルｅ　を第５図の式に
基づいて算出する（Ｓ１０５）。

そして、実際のσ系のｙ軸方向単位ベクトルｅ　を第５
図の、 の式に基づいて算出する（Ｓ１０７）。

次に、第５図の絶対座標系Σと治具座標系σの関係式、 に基づいて治具座標系（σ−ｘｙｚ）を定義する（Ｓ１
０９）。

以上の処理で治具座標系（σ−ｘｙｚ）の定義が終了す
る。

そして、例えば第３図の被加工物Ｗの任意の位置Ｐに加
工ヘッドを移動した後に、座標表示キー（４４）が押さ
れたと判断すれば（Ｓ２１）　、治具座標算出手段（５
５）は治具座標系算出手段（５４）が定義した治具座標
系（σ−ｘｙｚ）に基づいて、Ｐ点の治具座標を算出し
て第３のメモリ（３４）に記憶すると共に、Ｔ　／　Ｂ
　（３５）に出力する。

また、座標表示キー（４４）が押されると、絶対座標算
出手段（５０）が絶対座標系Σに基づくＰ点の座標をＴ
　／　Ｂ　（３５）に出力し、結果として第２図（ｅ）
のように表示させる（３２３）。

従って、治具が絶対座標に対して傾いていても、絶対座
標系の座標値（Ｘ、Ｙ、Ｚ）から治具座標系の座標値（
Ｘ＋　　Ｙ＊　　Ｚ）が計算されるので、Ｔ／Ｂに絶対
座標と治具座標でのＰ点の座標を同時に表示することが
できる。

また、現在の加工ヘッドの位置を治具座標系の表示の原
点とする場合は、治具座標有効キー（４０）を押すこと
により、第２図（ｆ）のように表示することが可能であ
る。

次に第２の発明として治具座標系σの直交軸（ｘ、ｙ、
ｚ）の方向へ加工ヘッド（１）を動作させるものを説明
する。

この場合は、Ｘ軸の方向へ動作させる例を説明する。

■　軸の送り速度Ｆ。を選択しておく、■　ティーチン
グボックス（１５）または操作部（１４）において、治
具座標系σにて動作させるべく、モード切換スイッチを
ＯＮとする。

■　■■の状態で、絶対座標系ΣにおいてＸ軸方向に動
作させるのに使用するキーを押すとＸ軸方向へ速度Ｆ。

で加工ヘッド（１）を駆動する。

このときの、加工機本体（１１）の直交軸（ｘ、ｙ。

Ｚ）の速度ｘ、ｙ、ｚは下記のようになる。

Ｘ−ｕ　ｘＦ　。

−ｕＦ −ｙ ＝−ｕ　ｚ　Ｆ　。

（但し、下線はベクトルであることを示す。）各軸の速
度ｘ、ｙ、ｚに応じて各軸のモータＭ、Ｍ、Ｍ３へ速度
指令をＮＣ装置のサーボ制御部へ出力する。

同様にｙ軸の方向へＦ。で動作させる場合はＸ″″ｖｘ
Ｆ。

Ｙｍｖ　　　Ｆ　　　　　ｌ　　　　　　　　　　・・
・（８）−ｙ Ａ−ｖ２Ｆ。

（８）式で求まる速度λ、Ｙ、Ｚを出力すればよい。

同様にＺ軸の方向へＦ。で動作させる場合はＸ″″Ｗｘ
Ｆ。

Ｙ−ｗＦｌ　　　　　　　　　　・・・（９）−ｙ Ａ′″Ｗ２Ｆ。

（９）式で求まる速度ｘ、ｙ、ｚを出力すればよい。

上記に従ってオペレータは治具座標系σの直交軸方向に
加工ヘッド（１）を動作させ、所定の位置まで移動させ
ることが可能となる。

マタ、姿勢軸（α、β）も駆動させてワークＷの表面に
対して加工ヘッド（１）がほぼ垂直となるようにするこ
とも可能となる。

ここで、ティーチングボックス（１５）の教示キーを押
すと、その点での情報が加工形状データ即ちポイントデ
ータとしてＮＣ装置のメモリへ格納される。

ただし、格納されるデータは従来と同様にその点での絶
対座標系での座標値（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と姿勢角（α、β）
の値である。

上記実施例では、５軸構成の三次元レーザ加工装置にお
いて新しく定義された治具座標系の直交軸（ｘ、ｙ、ｚ
）方向に手動操作で加工ヘッドを動作させる方法を説明
したが、直交２軸以上で構成されている加工装置やロボ
ットに対しても全く同様の治具座標系方向の動作が可能
となる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、ワークが固定された
治具を基準に新しく座標系（軸座標系）が定義され、そ
の治具座標系での直交軸（ｘ、ｙ。

２）方向に一つの釦で加工ヘッドを動作させることが可
能となるので、加工条件データのうち、特に治具基準で
図面されているがワーク表面上にケガキ線が描かれてい
ない加工線や穴加工に対して、容易に加工ヘッドを移動
できるようになる。そのために、ティーチング作業時間
の短縮が図れる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の一実施例を示すレーザ放電加工装
置の概略構成図、第２図（ａ）〜（ｒ）は本発明に係る
表示部の表示を説明する図、第３図は治具座標系算出手
段の概念を説明する図、第４図はこの発明のレーザ加工
装置の動作を説明するフローチャート、第５図は治具座
標設定処理を説明するフローチャート、第６図は加工機
本体の軸構成を説明する図、第７図は従来の三次元レー
ザ加工装置の概略構成図である。 図において、（１）は加工ヘッド、（２）はβ軸受、（
３）はα軸受、（４）はＺ軸受、（５）はＹ軸受、（６
）はＸ軸受、（７）はアーム、（８）はβ軸、（９）は
α軸、（１０）はＺ軸、（１１）は加工機本体、（１２
）はＮＣ装置、（１３）はレーザ発振器、（１４）は操
作部、（１５〉はティーチングボックス、（２０）は治
具、Ｋは加工線、Ｌはレーザ光、Ｗはワーク、Ｍ１〜Ｍ
５はα、β、ｚ、ｙ、ｚ軸駆動用モータ、（２５）はサ
ーボ制御部、（２６）はＸ軸位置検出器、（２７）はＹ
軸位置検出器、（２８）はＺ軸位置検出器、（２９）は
α角位置検出器、（３０）はβ角位置検出器、（３２）
はＲＯＭ、　（３３）は第２のメモリ、（３３）は第３
のメモリ、（３５）はティーチングボックス、（３６）
は機能選択キ（３７）は表示部、（＋Ｘ〜−Ｚ）は軸移
動キー（３８）はテンキー　（３９）は表示移動キー　
（４０）は治具座標有効キー　（４１）はポイントセフ
ティキー（４２）はインプットキー　（４３）は教示キ
ー　（４５）は押下キー判別手段、（４６）はメインメ
ニュー表示手段、（４７）は治具メニュー表示手段、（
４８）は治具モード設定手段、（４９）は治具ポイント
設定手段、（５０）は絶対座標算出手段、（５４）は治
具座標系設定手段、（５５）は治具座標算出手段、（５
６）は治具座標リセット手段、（５７）は治具座標駆動
手段、（５８）は表示制御手段である。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　　弁　　理　　士　　　佐　　々　　木　　宗
　　治ｅ真Ｘ方向単位ベクトル ｅｙ　　ｙ方向単位ベクトル ｅｚ　ｚ方向単位ベクトル ―Ｐ任！の点 （ｄ） （ｅ） （ｆ） 第 図 （ａ） （ｂ） （Ｃ） 第 図 第 図 手続補装置 （自発） 平成 噸１０□１１□

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被加工物を治具に固定し、該被加工物の教示点を
   加工ヘッドを備えたアームを移動させて、加工機本体の
   絶対座標に基づいて教示し、その教示点を前記絶対座標
   でティーチングボックスに表示するレーザ加工装置にお
   いて、 前記ティーチングボックスからの所定のキー押下により
   、前記被加工物を固定する治具を基準に座標系を設定（
   以下治具モードという）する治具モード設定手段と、 前記治具モードの場合に、前記加工ヘッドが前記治具の
   基準点、その基準点からのｘ方向の第１の点及び前記基
   準点からのｙ方向の第２の点が教示されれば、前記絶対
   座標での前記３点の加工ヘッドの座標位置を治具ポイン
   トとして設定する治具ポイント設定手段と、 前記治具ポイントが設定されると、その治具ポイントに
   対応する絶対座標を読み、前記治具の座標系のｘ、ｙ、
   ｚ軸の単位ベクトル方向を求めて絶対座標から治具座標
   に変換する変換式に基づいて治具座標系を設定する治具
   座標系設定手段と、前記治具座標系が設定された後に、
   前記加工ヘッドが移動し、その加工ヘッドの位置が教示
   されれば、前記治具座標系に基づいて加工ヘッドの位置
   を治具座標として求める治具座標算出手段と、前記ティ
   ーチングボックスの座標表示キーがおされれば、前記加
   工ヘッドの位置を前記絶対座標と前記治具座標と共に、
   ティーチングボックスに表示させる表示制御手段と を有することを特徴とするレーザ加工装置。
2. （２）前記治具モードの場合に、前記加工ヘッドの移動
   速度が設定されれば、前記治具座標系に基づいて前記加
   工ヘッドを移動させる移動手段を有する請求項１記載の
   レーザ加工装置。