JPH04135084A - レーザ加工機における加工制御装置 - 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】 （ａ）、産業上の利用分野 本発明は、ワークの円弧加工を種々の精度で適正に行な
うように加工制御することが出来るレーザ加工機におけ
る加工制御装置に関する。

（ｂ）、従来の技術 第６図はレーザ加工機によるワークの丸穴加工の切断経
路の一例を示す図である。

従来、レーザ加工機を用いて、第６図に示すように、板
状のワークに対して所定の送り速度Ｖ１で加工半径Ｒ１
の丸穴加工を行なう際には、必然的にサーボ応答の遅れ
に起因して半径減少が生じる。即ち、実際に切断加工さ
れる丸穴の加工半径Ｒ１’が、第６図に示すように、指
令された丸穴の加工半径Ｒ１より小さくなってしまう。

この際の半径減少量、即ち加工誤差ΔＲ（＝Ｒ１−Ｒ１
”）は、一般に ＡＲ＝に−Ｖ１２／Ｒ１・−−−−−■と表わされる。

ここで、ｋはレーザ加工機に固有の定数である。即ち、
丸穴加工時の加工誤差ΔＲは、送り速度ｖ１の２乗に比
例し、加工半径Ｒ１に反比例する。従って、切断加工す
べき丸穴の加工半径Ｒ１が小さくなる程、送り速度ｖ１
を遅くしなければ加工誤差ΔＲが大きくなって所定の許
容値ＡＶを越えてしまうこととなる。そこで、丸穴加工
時の加工誤差ΔＲを許容値ＡＶ以下に抑えるため、切断
加工すべき丸穴の加工半径Ｒ１に応じて送り速度ｖ１に
リミットをかけていた。

（Ｃ）０発明が解決しようとする問題点しかし、許容値
ＡＶはパラメータ設定であり、作業者が該許容値ＡＶを
任意に変更することは出来ず、丸穴加工時の加工誤差Δ
Ｒを規制する許容値ＡＶは常に一定の値となる。従って
、高精度を要求されるワークの丸穴加工の場合も、あま
り高精度を必要としないワークの丸穴加工の場合も、同
じ加工誤差ΔＲで加工されてしまい、１台のレーザ加工
機では多様なニーズに対応出来ない不都合があった。

また、特に、切断加工すべき丸穴の加工半径Ｒ１が小さ
い場合には、加工誤差ΔＲを許容値ＡＶ以下に抑えるた
めに送り速度ｖ１が遅くなるので、レーザ出力値、レー
ザ周波数、デユーティ等のレーザ出力条件がそのままで
は、レーザ光の単位面積当りの照射エネルギー量が増大
し、入熱過多が原因でドロス等の加工不良が発生する危
険性があった。

本発明は、上記事情に鑑み、レーザ加工機によるワーク
の丸穴加工等の円弧加工に際して、要求される種々の加
工精度に対応することが出来ると共に、入熱過多に起因
する加工不良の発生を未然に防止し得るように加工制御
することが出来るレーザ加工機における加工制御装置を
提供することを目的とする。

（ｄ）１問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、所定の加工半径（Ｒ１）の円弧加工を
指示する円弧加工指令（ＣＵ　Ｃ２）の格納された加工
プログラム（ＰＲＧ）を格納したメモリ手段（２５）を
青し、前記メモリ手段（２５）に格納された加工プログ
ラム（ＰＲＧ）中の円弧加工指令（ＣＵ　Ｃ２）に基づ
いてワークの円弧加工を実行する加工手段（３，１１，
１２）を設けたレーザ加工機（１）において、ワークの
円弧加工の際の加工精度（ＰＡ）を任意に設定・指令し
得る円弧加工精度設定指令手段（２３，２５）を設け、
前記円弧加工精度設定指令手段（２３，２５）により設
定・指令された加工精度（ＰＡ）に基づいて、前記メモ
リ手段（２５）に格納された加工プログラム（ＰＲＧ）
中の円弧加工指令（ＣＵ　Ｃ２）に基づく円弧加工の加
工半径（Ｒ１）に対応した切断速度（ｖｌ）を演算する
切断速度演算手段（３２）を設け、前記切断速度演算手
段（３２）により演算された切断速度（ｖｌ）に基づい
て前記メモリ手段（２５）に格納された加工プログラム
（ＰＲＧ）中の円弧加工指令（ＣＵＣ２）に基づく円弧
加工の際の加工条件（ＣＤ）を設定する加工条件設定手
段（３５）を設け、前記加工条件設定手段（３５）によ
り設定された加工条件（ＣＤ）で前記メモリ手段（２５
）に格納された加工プログラム（ＰＲＧ）中の円弧加工
指令（ＣＵ　Ｃ２）に基づく円弧加工をワークに対して
実行するように前記加工手段（３，１１，１２）に対し
て指令する加工制御手段（２６，２７，２９）を設けて
構成される。

なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を
示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記
載に限定拘束されるものではない。以下のｒ（ｅ）、作
用ｊの欄についても同様である。

（ｅ）１作用 上記した構成により、本発明は、レーザ加工機（１）に
よりワークの円弧加工を行なう際に、任意に設定・指令
された加工精度（ＰＡ）に基づいて円弧加工の加工半径
（Ｒ１）に対応した切断速度（ｖｌ）が決定され、該決
定された切断速度（ｖｌ）に基づいて円弧加工時の加工
条件（ＣＤ）が設定されるように作用する。

（ｆ）、実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明によるレーザ加工機における加工制御装
置の一実施例を示す制御ブロック図、第２図は第１図に
示す加工制御装置が装着されたレーザ加工機の一例を示
す斜視図、第３図は加工条件ファイルの一例を示す模式
第４図は加工プログラムの一例を示す図、第５図はワー
クの円弧加工の際の切断経路の一例を示す図である。

レーザ加工機１は、第２図に示すように、機体２を有し
ており、機体２には、上部にワーク搭載面３ａの形成さ
れたテーブル３がＸ軸方向である矢印Ａ、Ｂ方向に移動
駆動自在に支持されている。また、機体２にはコラム５
がテーブル３の上方に跨る形で設けられており、コラム
５の前面には制御盤６が装着されている。また、コラム
５にはサドル７が、Ｙ軸方向である矢印Ｃ，Ｄ方向に移
動駆動自在に支持されており、サドル７には加工ヘッド
９がＺ軸方向である矢印Ｅ、Ｆ方向、即ち上下方向に移
動駆動自在に支持されている。加工ヘッド９にはレーザ
光伝送装置１０が、コラム５内に格納されたレーザ発振
器１１と加工ヘッド９を接続する形で設けられており、
加工ヘッド９の下端には加工トーチ１２が設けられてい
る。更に、加工トーチ１２の下部には射出口１２ａが下
方、即ち前記テーブル３のワーク搭載面３ａに向けて形
成されている。

ところで、レーザ加工機１には、第２図に示すように、
本発明によるレーザ加工機における加工制御装置２０が
装着されており、該加工制御装置２０は、第１図に示す
ように、主制御部２１を有している。主制御部２１には
バス線２２を介してキーボード等の入力部２３、加工プ
ログラムメモリ２５、加工制御部２６、軸制御部２７、
レーザ発振制御部２９、送り速度演算部３２、加工条件
ファイルメモリ３３．加工条件設定部３５及びパラメー
タメモリ３４等が接続している。加工制御部２６には、
第１図に示すように、レジスタメモリ２６ａが設けられ
ており、レーザ発振制御部２９には前記レーザ発振器１
１が接続している。

また、軸制御部２７には、前記テーブル３をＸ軸方向（
矢印Ａ、Ｂ方向）に移動駆動する駆動モータ３９、前記
サドル７をＹ軸方向（矢印Ｃ，Ｄ方向）に移動駆動する
駆動モータ３６、前記加工ヘッド９をＺ軸方向（矢印Ｅ
、Ｆ方向）に移動駆動する駆動モータ３７がそれぞれ接
続している。

また、第１図に示す加工制御装置２ｏの加工条件ファイ
ルメモリ３３には、複数個の加工条件ファイルＰＣＦが
、加工すべきワークの板種（軟鋼（冷間）、軟鋼（熱間
）、アルミニウム等）及び板厚（０，８ｍｍ、１．２ｍ
ｍ、１．６ｍｍ等）に基づいて分類されて、それぞれ特
有のアドレスＡＤＲを付された形で格納されている。以
下、加工条件ファイルＰＣＦの一例として、板種が軟鋼
（冷間）で板厚が１．６ｍｍであるワークに関する加工
条件ファイルＰＣＦについて説明するが、他の加工条件
ファイルＰＣＦについても同様である。

即ち、板種が軟鋼（冷間）で板厚が１．６ｍｍのワーク
に関する加工条件ファイルＰＣＦは、第３図に示すよう
に、ｒｓＰｃｃｌ、６ＪなるアドレスＡＤＲを有してお
り、該加工条件ファイルＰＣＦはピアシング条件表ＰＴ
及び切断条件表ＣＴから構成されている。ピアシング条
件表ＰＴには。

当該ワーク（即ち、１．６ｍｍ厚の軟鋼（冷間）のワー
ク）に対してピアシング動作を行なう際の最適なピアシ
ング条件ＰＤが格納されている。即ち、該ピアシング条
件表ＰＴ中の「出力（Ｗ）」の桁にはレーザ出力値ＰＤ
、としてｒ５００Ｊが、「周波数（Ｈり　Ｊの桁にはレ
ーザ周波数ＰＤ２としてｒ２５０Ｊが、「デユーティ（
％）」の桁にはデユーティＰＤ３、即ちパルスの周期に
対するパルス幅の割合として「２０」が、「ドウエル（
Ｓ）」の桁にはピアシングの完了待ち時間ＰＤ、として
ｒｏ、５Ｊが、「ガス種」の桁にはアシストガスの種類
ＰＤ５として「酸素」が、更に「ガス圧（ｋｇ／ａｍ２
）　Ｊの桁にはアシストガスの圧力ＰＤ。

としてｒ２．ＯＪが、それぞれ格納されている。

従って、出力５００Ｗ、周波数２５０８Ｚでデユーティ
２０％のレーザ光を圧力２．０ｋｇ／ｃｍ２の酸素と共
に０．５秒間だけ照射した場合に、レーザ加工機１は前
記ワーク（即ち、１．６ｍｍ厚の軟鋼（冷間）のワーク
）に対して最適なピアシング動作を行なうことが出来る
ことを示している。

また、第３図に示す加工条件ファイルＰＣＦ中の切断条
件表ＣＴは、複数行の切断条件ステップＣ５から構成さ
れており、各切断条件ステップＣＳにおいては、「速度
（ｍｍ／ｍ１ｎ）　Ｊの桁に「５０００Ｊ、ｒ４０００
Ｊ、ｒ３０００Ｊ　、・・・「２５０」等の数値がワー
ク切断速度ＷＣ５として格納されており、更にワーク切
断速度ＷＣ８の図中右方には、当該ワーク切断速度ＷＣ
８でワークの切断動作を行なう際の最適な切断条件ＣＤ
が格納されている。例えば、「速度（ｍｍ／ｍ１ｎ）　
Ｊの桁にワーク切断速度ＷＣ８としてｒ５００］が格納
された第１切断条件ステップＣ８１には、「出力（Ｗ）
」の桁にレーザ出力値ＣＤ、としてｒｌｏｏＯＪが、「
周波数（Ｈχ）」の桁にレーザ周波数ＣＤ２としてｒ２
０００Ｊが、「デユーティ（％）」の桁にデユーティＣ
Ｄ３として「１００」が、「ガス種」の桁にアシストガ
スの種類ＣＤ４として「酸素」が、「ガス圧（ｋｌｌ／
ａｍ２）　Ｊの桁にアシストガスの圧力ＣＤｓとしてｒ
２．ＯＪが、更に「補正（ｍｍ）　Ｊの桁にビーム径補
正値ＣＤ６としてｒｏ、０７Ｊが、それぞれ格納されて
いることから、前記ワーク、即ち１．６ｍｍ厚の軟鋼（
冷間）のワークを５０００ｍｍ／ｍｉｎの速度で切断す
る際には、出力１０００Ｗ、周波数２０００Ｈｚでデユ
ーティ１００％のレーザ光を圧力２゜０ｋｇ／ｃ＋ｎ２
の酸素と共に、切断経路から０．０７ｍｍだけオフセッ
トした状態を維持しつつ照射した場合に、レーザ加工機
１は前記ワークに対して最適な切断動作を行なうことが
出来ることを示している。このことは、切断条件表ＣＴ
中の「速度（ｍｍ／ｍ１ｎ）　Ｊの桁にワーク切断速度
ＷＣＳとしてｒ５０００Ｊ以外の数値（例えば、ｒ４０
００Ｊｒ３０００Ｊ、ｒ２５０」）が格納されている切
断条件ステップＣ５についても同様である。

レーザ加工機１は以上のような構成を有するので、レー
ザ加工機１を用いて板状のワークの加工を行なう際には
、作業者は、加工すべきワークを第２図に示すレーザ加
工機１のテーブル３のワーク搭載面３ａ上に載置し、そ
の状態で、第１図に示す入力部２３を介して、加工すべ
きワークに対応したワーク番号ＷＨＯ（例えば、「００
００１Ｊ）、加工すべきワークの板積及び板厚にそれぞ
れ対応した板積番号ＫＮ及び板厚番号ＴＮ並びに当該ワ
ークの円弧加工に際して許容し得る切断経路の最大ズレ
量、即ち円弧加工の際の加工精度ＰＡ（例えば、０．０
１ｍｍ、０．３ｍｍ等）を入力して、主制御部２１に対
して加工プログラムＰＲＧの作成及び該加工プログラム
ＰＲＧに基づく加工を指令する。すると、主制御部２１
は、前記入力された加工精度ＰＡを加工制御部２６に対
して出力し、加工制御部２６は、該出力された加工精度
ＦＡをレジスタメモリ２６ａ内に格納する。

同時に、主制御部２１は、前記入力されたワーク番号Ｗ
ＮＯに対応した加工プログラムＰＲＧを加工プログラム
メモリ２５から読み出し、該読み出された加工プログラ
ムＰＲＧ中に前記入力された板積番号ＫＮ及び板厚番号
ＴＮをパラメータとしてローディングして、ワークの板
積及び板厚に対応した加工プログラムＰＲＧを作成する
。

こうして、加工すべきワークの板積番号ＫＮ及び板厚番
号ＴＮがローディングされた加工プログラムＰＲＧは、
例えば第４図に示すように、複数個の加ニステップＰＳ
から構成されており、図中最上段の第１加ニステツプＰ
ＳＩには、当該加工プログラムＰＲＧに特有のワーク番
号ＷＨＯとしてｒｏ　　０ＯＯＩＪが格納されている。

第１加ニステツプＰＳ１の直下段の第２加ニステツプＰ
Ｓ２には、加工条件選択指令ＰＣＣとしてｒＧ２２　Ｉ
　Ｉ　Ｊ　４Ｊが格納されており、該加工条件選択指令
ＰＣＣｒＧ２２　Ｉ　Ｉ　Ｊ４Ｊ中の「Ｇ２２」は、当
該第２加ニステツプＰＳ２が加工条件の選択を指令する
ステップであることを意味する。また、■コードに続く
数字は、前記入力された板積番号ＫＮであり、「１」な
る板積番号ＫＮは、加工すべきワークの板種が軟鋼（冷
間）であることを意味する。更に、Ｊコードに続く数字
は、前記入力された板厚番号ＴＮであり、「４」なる板
厚番号ＴＮは、加工すべきワークの板厚が１．６ｍｍで
あることを意味する。

また、第４図に示す加工プログラムＰＲＧ中の第２加ニ
ステツプＰＳ２の下方には、上から５段目の第５加ニス
テツプＰＳＳから始まるピアシング指令ブロックＰＣＢ
が格納されている。ピアシング指令ブロックＰＣＢ内の
最上段の第５加ニステツプＰＳ５には、ピアシング指令
ＰＬＣとしてｒ（：、７６Ｊが格納されていることから
、当該第５加ニステツプＰＳ５は、第２加ニステツプＰ
Ｓ２中で指令された板積番号ＫＮ及び板厚番号ＴＮに基
づき、対応する加工条件ファイルＰＣＦを読み出し、該
読み出された加工条件ファイルＰＣＦのピアシング条件
表ＰＴ中の各数値等をピアシング条件ＰＤとして読み込
み、該読み込まれたピアシング条件ＰＤに基づいて、第
５図に示す第１基準点Ｐ１においてピアシング動作を行
なうことを指示している。

また、ピアシング指令ブロックＰＣＢの下方には、上か
ら８段目の第８加ニステツプＰＳＩから始まる切断指令
ブロックＣＣＢが格納されておす、切断指令ブロックＣ
ＣＢ内の最上段の第８加ニステツプＰＳ８には切断指令
ＣＵＣよとして「Ｇ０１ＸＯＹ６０Ｆ５０００Ｊが格納
されている。

該切断指令ＣＵ　Ｃ１ｒ　Ｇ　ＯＩ　Ｘ　ＯＹ　６０　
Ｆ　５０００」中のｒＧＯＩＪは直線補間動作を意味し
、Ｘコード及びＹコードに続く数字はそれぞれ、直線補
間終了点のＸ座標及びＹ座標を表わし、更に、Ｆコード
に続く数字は前記ワーク切断速度ＷＣ５を表わしている
。従って、当該第８加ニステツプＰＳ８は、前記ピアシ
ング動作を行なった第１基準点Ｐ１から第５図上方であ
る矢印Ｃ方向に、所定のプログラム原点を基準としてＹ
軸の正方向、即ち矢印Ｃ方向に６０ｍｍだけ離れた点、
即ち第５図に示す第２基準点Ｐ２まで５０００ｍｍ／ｗ
ｉｎの速度で直線状に切断することを指示している。

また、第４図に示す加工プログラムＰＲＧ中の第８加ニ
ステツプＰＳ８の直下段の第９加ニステツプＰＳ９には
切断指令ＣＵ　Ｃ２として「Ｇ０２Ｘ：３　ｏＹ’１３
０Ｒ３０Ｊが格納されており、該切断指令ＣＵＣ２ｒＧ
Ｏ２Ｘ３０Ｙ９０Ｒ３０Ｊ中の「Ｇ０２」は時計方向の
円弧補間動作を意味し、Ｘコード及びＹコードに続く数
字はそれぞれ、円弧補間終了点のＸ座標及びＹ座標を表
わし、更に、Ｒコードに続く数字は円弧補間の加工半径
Ｒ１を表わしている。従って、当該第９加ニステップＰ
Ｓ、は、前記第２基準点Ｐ２から、所定のプログラム原
点を基準としてＸ軸の正方向、即ち矢印Ｂ方向ニ３０ｍ
ｒｎ、Ｙ軸の正方向、即ち矢印Ｃ方向に９０ｍｍだけ離
れた点、即ち第５図に示す第３基準点Ｐ３まで時計方向
に３０ｍｍの加工半径Ｒ１で円弧状に切断することを指
示している。

更に、第４図に示す加工プログラムＰＲＧ中の第９加ニ
ステツプＰＳ９の直下段の第１０加ニステツプＰＳＩＯ
には切断指令ＣＵＣ３として「Ｇ０１Ｘ５０Ｆ３０００
Ｊが格納されており、該切断指令ＣＵ　Ｃ３ｒ　Ｇ　Ｏ
Ｉ　Ｘ　５０　Ｆ　３０００　Ｊ中のｒＧＯＩＪは直線
補間動作を意味し、Ｘコードに続く数字は直線補間終了
点のＸ座標を表わし、更に、Ｆコードに続く数字は前記
ワーク切断速度ＷＣ５を表わしている。従って、当該第
１０加工ステップＰＳ１０は、前記第３基準点Ｐ３から
第５図右方である矢印Ｂ方向に、所定のプログラム原点
を基準としてＸ軸の正方向、即ち矢印Ｂ方向に５０ｍｍ
、Ｙ軸の正方向、即ち矢印Ｃ方向に９０ｍｍだけ離れた
点、即ち第５図に示す第４基準点Ｐ４まで３０００ｍｍ
／ｗｉｎの速度で直線状に切断することを指示している
。

こうして、加工すべきワークの板積及び板厚に対応した
加工プログラムＰＲＧが作成されたところで、第１図に
示す主制御部２１は加工制御部２６に対して、該作成さ
れた加工プログラムＰＲＧに基づくワークの加工の実行
を指令する。これを受けて加工制御部２６は、前記作成
された加工プログラムＰＲＧで指令された加工条件選択
指令ＰＣＣ中のＩコードに続く板積番号ＫＮ及びＪ−−
ドに続く板厚番号ＴＮ（第４図に示す加工プログラムＰ
ＲＧの場合には「１」及び「４」）に対応したアドレス
ＡＤＲ（板積番号ＫＮが「１」で板厚番号ＴＮが「４」
である場合にはｒｓｐｃｃｌ、６Ｊ）を生成する。更に
、加工制御部２６は、該生成されたアドレスＡＤＲを有
する加工条件ファイルＰＣＦを加工条件ファイルメモリ
３３から読み出し、該読み出された加工条件ファイルＰ
ＣＦ中に格納されたピアシング条件ＰＤ及び切断条件Ｃ
Ｄに基づいて、前記作成された加工プログラムＰＲＧに
基づくワークの加工を実行する。

即ち、まず、第４図に示す加工プログラムＰＲＧ中の第
２加ニステツプＰＳ２においては、加工条件選択指令ｐ
ｃｃとしてｒＧ２２　Ｉ　Ｉ　Ｊ　４Ｊが格納されてい
ることから、加工制御部２６は、これから行なう加工が
板厚１．６ｍｍの軟鋼（冷間）のワークに対する加工で
あることを認識し、該加工に対応したアドレスＡＤＲで
あるｒｓＰｃｃｌ。

６」を検索キーとして、板厚１．６ｍｍの軟鋼（冷間）
のワークに関する加工条件ファイルＰＣＦ、即ち第３図
に示す加工条件ファイルＰＣＦを加工条件ファイルメモ
リ３３から読み出す。

次に、加工制御部２６は、第４図に示す加工プログラム
ＰＲＧ中のピアシング指令ブロックＰＣＢ内の最上段の
９Ｊ５加ニステツプＰＳ６に格納されたピアシング指令
ＰＬＣｒＧ７６Ｊに基づいて、前記読み出された加工条
件ファイルＰＣＦ（即ち、第３図に示す加工条件ファイ
ルＰＣＦ）中のピアシング条件表ＰＴ内に格納された複
数個のピアシング条件ＰＤ、即ち「出力（Ｗ）Ｊの桁に
レーザ出力値ＰＤ１として格納されたｒ５００Ｊ「周波
数（Ｉ（り　Ｊの桁にレーザ周波数ＰＤ２として格納さ
れた「２５０」、「デユーティ（％）」の桁にデユーテ
ィＰＤ３として格納された「２０」「ドウエル（Ｓ）」
の桁にピアシングの完了待ち時間ＰＤ４として格納され
たｒｏ、５Ｊ、「ガス種ｊの桁にアシストガスの種類Ｐ
Ｄ５として格納された「酸素」及び「ガス圧（ｋｇ／ｃ
ｍ２）　Ｊの桁にアシストガスの圧力ＰＤ、として格納
されたｒ２．０」をレーザ発振制御部２９に対して出力
して、ピアシング動作の開始を指令する。すると、レー
ザ発振制御部２９はレーザ発振器１１を介して、テーブ
ル３のワーク搭載面３ａ上のワークに対して前記出力さ
れたピアシング条件ＰＤに基づくレーザ発振動作を行な
い、その結果、第５図に示すように、ワーク上の第１基
準点Ｐ１において、これ等出力されたピアシング条件Ｐ
Ｄに基づくピアシング動作が行なわれる。

こうして、ワーク上の第１基準点Ｐ１においてピアシン
グ動作が終了した後、加工制御部２６は、第４図に示す
加工プログラムＰＲＧ中の切断指令ブロックＣＣＢ内の
最上段の第８加ニステップｐｓ、において、切断指令Ｃ
ＵＣ，ｒＧｏ　Ｉ　Ｘ０Ｙ６０Ｆ５０００Ｊ中のＦコー
ドに続くワーク切断速度ＷＣ３ｒｓｏｏｏＪに基づいて
、前記読み出された加工条件ファイルＰＣＦ　（即ち、
第３図に示す加工条件ファイルＰＣＦ）中の切断条件表
ＣＴ内に格納された複数個の切断条件ステップＣ５の内
、「速度（ｍｍ／ｍ１ｎ）　Ｊの桁にワーク切断速度Ｗ
Ｃ５としてｒ５０００Ｊが格納された第１切断条件ステ
ップＣ３Ｉを選択する。次いで、加工制御部２６は、該
選択された第１切断条件ヌテップＣ８，の各切断条件Ｃ
Ｄの内、「出力（Ｗ）」の桁にレーザ出力値ＣＤ□とし
て格納された「１０００」、「周波数（Ｈり　Ｊの桁に
レーザ周波数ＣＤ２として格納されたｒ　２０００　、
ｊ、「デユーティ　（％）」の桁にデユーティｃＤ３と
して格納されたｒｌｏＯＪ、「ガス種」の桁にアシスト
ガスの種類ＣＤ、とじて格納された「酸素」及び「ｊｆ
ス圧（ｋｇ／ａｍ２）　Ｊの桁にアシストガスの圧力Ｃ
Ｄ５として格納されたｒ２．ＯＪ　をレーザ発振制御部
２９に対して出力して、レーザ発振動作の開始を指令す
る。同時に、加工制御部２６は、前記選択された第１切
断条件ステップｃｓ１の各切断条件ＣＤの内、「補正（
ｍｍ）　Ｊの桁にビーム径補正値ＣＤ６として格納され
たｒｏ、０７Ｊ及び切断指令ｃＵＣ，ｒＧＯＩＸＯＹ６
０Ｆ５０００」に基づいて、ワーク上の第１基準点Ｐ１
から第２基準点Ｐ２への切断経路を演算し、該演算され
た切断経路に基づく制御指令を軸制御部２７に対して出
力する。

すると、レーザ発振制御部２９はレーザ発振器１１を介
して、前記出力された切断条件ＣＤに基づくレーザ発振
動作を行なうと共に、軸制御部２７は、前記出力された
制御指令に基づいて、駆動モータ３６を介してサドル７
をＹ軸の正方向、即ち第２図矢印Ｃ方向に適宜移動駆動
する。その結果、テーブル３のワーク搭載面３ａ上のワ
ークに対して、第５図に示すように、第１基準点Ｐ１か
ら矢印Ｃ方向に第２基準点Ｐ２まで一直線状に、前記出
力された切断条件ＣＤに基づくワークの切断動作が行な
われ、ここで、第８加ニステツプＰＳ８内の切断指令Ｃ
Ｕ　Ｃｒ　’　Ｇ　ＯＩ　Ｘ　ＯＹ　６０　Ｆ　５００
０」に基づく切断動作が終了する。

こうして、ワークが第２基準点Ｐ２まで切断されたとこ
ろで、加工制御部２６は、第４図に示す加工プログラム
ＰＲＧ中の第９加ニステップＰＳ、に格納された切断指
令ＣＵ　Ｃｚ　ｒ　Ｇ　Ｏ２Ｘ　３０Ｙ９０Ｒ３０Ｊに
基づく切断動作に移行する。即ち、加工制御部２６は、
該切断指令ＣＵＣ２「Ｇｏ　２Ｘ３０Ｙ９０Ｒ３０Ｊ中
のｒＧＯ２Ｊに基づいて、これから円弧加工動作に移行
することを認識し、当該切断指令ＣＵＣ２ｒＧｏ　２Ｘ
３０Ｙ９０Ｒ３０Ｊ中のＲコードに続く加工半径Ｒ１（
即ち、ｒ３０」）及び前記レジスタメモリ２６ａ内に格
納された加工精度ＰＡ、即ち作業者が入力部２３を介し
て入力した加工精度ＰＡを送り速度演算部３２に対して
出力して、これから行なう円弧加工の際の適正な送り速
度Ｖ１を演算するように指令する。これを受けて送り速
度演算部３２は、レーザ加工機１のテーブル３及びサド
ル７の慣性並びにこれ等テーブル３及びサドル７をそれ
ぞれ駆動する駆動モータ３９及び３６の駆動特性に基づ
いて決定された、レーザ加工機１に固有の定数ｋをパラ
メータメモリ３４から読み出し、該読み出された定数ｋ
並びに前記出力された加工半径Ｒ１及び加工精度ＰＡに
基づいて、これから行なう円弧加工の際の適正な送り速
度ｖ１を次式７式％ により演算する。なお、この式■は、前述の「（ｂ）、
従来の技術」の欄で説明した式■、即ち加工半径Ｒ１の
円弧加工を送り速度ｖ１で行なったときに生じる加工誤
差ΔＲを表わす式■を■１について解き、ΔＲ＝ＰＡを
代入したものである。即ち、式■は、所定の加工精度Ｐ
Ａが与えられたときに、加工半径Ｒ１の円弧加工を該与
えられた加工精度ＰＡの範囲内の加工誤差ΔＲで行なう
ことが出来る最大の送り速度を当該円弧加工の際の適正
な送り速度ｖ１として定義する式である。

こうして、これから行なう円弧加工の際の適正な送り速
度Ｖ１が演算されたところで、送り速度演算部３２は該
演算された送り速度■１を加工制御部２６に出力し、加
工制御部２６は、該出力された送り速度Ｖ１を加工条件
設定部３５に対して出力して、これから行なう円弧加工
、即ち送り速度ｖ１での円弧加工の際の最適な加工条件
を設定するように指令する。これを受けて加工条件設定
部３５は、前記読み出された加工条件ファイルＰＣＦ　
（即ち、第３図に示す加工条件ファイルＰＣＦ）に基づ
いて、前記出力された送り速度ｖ１に一致したワーク切
断速度ＷＣ８が格納された切断条件ステップＣ５内の各
切断条件ＣＤ、即ち「出力（Ｗ）」の桁に格納されたレ
ーザ出力値ＣＤ１、「周波数０ｈ）Ｊの桁に格納された
レーザ周波数ＣＤ２、「デユーティ（％）」の桁に格納
されたデユーティＣＤ３、「ガス種」の桁に格納された
アシストガスの種類ＣＤ　４、「ガス圧（ｋｇ／ｃｍ２
）　Ｊの桁に格納されたアシストガスの圧力ＣＤ　５及
び「補正（ｎｏｎ）　Ｊの桁に格納されたビーム径補正
値ＣＤ６を、これから行なう円弧加工の際の加工条件と
して読み込む。

なお、第３図に示す加工条件ファイルＰＣＦ中に、前記
出力された送り速度Ｖ１に一致したワーク切断速度ＷＣ
５が格納された切断条件ステップＯ８が存在しない場合
には、次のようにして加工条件を設定する。即ち、切断
条件ＣＤの内、アシストガスの種類ＣＤ４については、
前記出力された送り速度ｖ１に最も近いワーク切断速度
ＷＣ８が格納された切断条件ステップＣ８内のアシスト
ガスの種類ＣＤ４を読み込み、該読み込まれたアシスト
ガスの種類ＣＤ　４を加工条件として設定する。また、
切断条件ＣＤの内、レーザ出力値ＣＤ１、レーザ周波数
ＣＤ２、デユーティＣＤ３、アシストガスの圧力ＣＤ６
及びビーム径補正値ＣＤ　ｓについては、前後の切断条
件ステップｃｓ、ｃｓ内の各切断条件ＣＤに基づいて比
例配分法によリレーザ出力値ＣＤ、、レーザ周波数ＣＤ
２、デユーティＣＤ　３、アシストガスの圧力ＣＤ５及
びビーム径補正値ＣＤ６を算出し、これ等算出された値
を加工条件として設定する。例えば、前記出力された送
り速度Ｖ１が１２００ｍｍ／ｍｉｎである場合には、第
３図に示すように、ワーク切断速度ＷＣ５が１０００ｍ
ｍ／ｍｉｎであるときの最適なレーザ出力値ＣＤ１が１
００ＯＷであり、ワーク切断速度ＷＣＳが１５００ｍｍ
／ｍｉｎであるときのｉ＆適なレーザ出力値ＣＤＩが１
００ＯＷであることから、１２００ｍｍ／Ｉｎ１ｎの送
り速度■１に対応したレーザ出力値ＣＤ、を１００ＯＷ
と算出する。また、ワーク切断速度ＷＣＳが１０００ｍ
ｍ／ｍｉｎであるときの最適なレーザ周波数ＣＤ、は１
００Ｈｚであり、ワーク切断速度ＷＣＳが１５００ｍｍ
／ｍｉｎであるときの最適なレーザ周波数ＣＤ　ｚは１
５０Ｈｚであることから、１２００ｍｍ／ｗｉｎの送り
速度Ｖ１に対応したレーザ周波数ＣＤ、を （（１２００−１０００）／（１５００−１０００））
Ｘ（１５０１００）＋１００＝１２０Ｈｚと算出する。

また、ワーク切断速度ＷＣ８が１０００ｍｍ／ｗｉｎで
あるときの最適なデユーティＣＤ３は２５％であり、ワ
ーク切断速度ＷＣ５が１５００ｍｍ／ｍｉｎであるとき
の最適なデユーティＣＤ３は３０％であることから、同
様の比例配分法により、１２００ｍｍ／ｍｉｎの送り速
度ｖ１に対応したデユーティＣＤ　３を２７％と算出す
る。また、ワーク切断速度ＷＣＳが１０００ｍｍ／ｍｉ
ｎであるときの最適なアシストガスの圧力ＣＤ　ｓは４
．０ｋｇ／Ｃｍ”であり、ワーク切断速度ＷＣＳが１５
００ａ＋ｍ／ｍｎであるときの最適なアシストガスの圧
力ＣＤ５は４　、０　ｋｇ／　ｃ＋ｎ２であることから
、同様の比例配分法により、１２００ｍｍ／ｍｉｎの送
り速度ｖ１に対応したアシストガスの圧力ＣＤ　ａを４
．０ｋｇ／Ｃｍ”と算出する。更に、ワーク切断速度Ｗ
Ｃ８が１０００ｍｍ／ｍｉｎであるときの最適なビーム
径補正値ＣＤ　ａは０−０７ｍｍであり、ワーク切断速
度ＷＣ５が１５００ｍｍ／ｍｉｎであるときの最適なビ
ーム径補正値ＣＤ６は０．０７ｎｏｏであることから、
同様の比例配分法により、１２００ｍｍ／ｍｉｎの送り
速度ｖ１に対応したビーム径補正値ＣＤ、を０゜０７ｍ
ｍと算出する。

こうして、これから行なう送り速度ｖ１での円弧加工の
際の最適な加工条件が設定されたところで、加工条件設
定部３５は、該設定された加工条件を当該送り速度ｖ１
と共に加工制御部２６に対して出力する。すると、加工
制御部２６は、前記出力された加工条件の内のレーザ出
力に関する条件、即ちレーザ出力値ＣＤｌ、レーザ周波
数ＣＤ２、デユーティＣＤ３、アシストガスの種類ＣＤ
４及びアシストガスの圧力ＣＤ５をレーザ発振制御部２
９に対して出力して、レーザ発振動作の実行を指令する
と共に、前記圧力された加工条件の内のビーム径補正値
ＣＤ７及び切断指令ＣＵＣ２「Ｇｏ　２Ｘ３０Ｙ９０Ｒ
３０Ｊに基づいて、ワーク上の第２基準点Ｐ２から第３
基準点Ｐ３への切断経路を演算し、該演算された切断経
路に基づく制御指令を前記出力された送り速度ｖ１と共
に軸制御部２７に対して出力する。すると、レーザ発振
制御部２９はレーザ発振器１１を介して、前記出力され
た加工条件、即ち第２基準点Ｐ２がら第３基準点Ｐ３に
至る円弧加工の送り速度ｖ１に適合した加工条件に基づ
くレーザ発振動作を行なう。

方、軸制御部２７は前記出力された制御指令及び送り速
度Ｖ１に基づいて、駆動モータ３９を介してテーブル３
をワークと共にＸ軸の負方向、即ち第２図矢印Ｃ方向に
適宜移動駆動すると同時に、駆動モータ３６を介してサ
ドル７をＹ軸の正方向、即ち第２図矢印Ｃ方向に適宜移
動駆動する。すると、テーブル３のワーク搭載面３ａ上
のワークに対して、第５図に示すように、第２基準点Ｐ
２がら第３基準点Ｐ３まで送り速度ｖ１で加工半径Ｒ１
の円弧曲線状に、前記出力された加工条件に基づくワー
クの切断動作が行なわれる。

この際、実際に切断加工される円弧の加工半径Ｒ１’は
、サーボ応答の遅れに起因して必然的に、第５図に示す
ように、加工プログラムＰＲＧ中の第９加ニステップＰ
Ｓ、で指令された円弧加工の加工半径Ｒ１（即ち、ｒ３
０Ｊ）より小さくなってしまい、所定の加工誤差ΔＲ（
＝Ｒ１−Ｒ１′）を生じつつ第２基準点Ｐ２から第３基
準点Ｐ３まで円弧加工が行なわれていく。しかし、該円
弧加工の送り速度ｖ１は、既に述べたように、作業者が
入力部２３を介して入力して設定した加工精度ＰＡに基
づいて加工半径Ｒ１に対応した形で適正に、即ち当該加
工半径Ｒ１の円弧加工を前記設定された加工精度ＦＡの
範囲内の加工誤差ΔＲで行なうことが出来る最大速度と
なるように決定されているので、加工誤差ΔＲが該加工
精度ＰＡを越えてしまうような事態は発生せず、第２基
準点Ｐ２から第３基準点Ｐ３への加工半径Ｒ１の円弧加
工は、所望の加工精度ＦＡで迅速に行なわれる。また、
該円弧加工の際の加工条件は、当該円弧加工の送り速度
ｖ１に適合した形で設定されているので、入熱過多によ
ってワークの加工不良が発生するようなことはない。こ
うして、ワークの切断動作が第３基準点Ｐ３に達したと
ころで、第９加ニステップＰＳ、内の切断指令ＣＵＣ２
ｒＧｏ　２Ｘ３０Ｙ９０Ｒ３０Ｊに基づく円弧加工動作
が終了する。

こうして、第４図に示す加工プログラムＰＲＧ中の第９
加ニステツプＰＳ９内の切断指令ＣＵＣ２ｒＧＯ２Ｘ３
０Ｙ９０Ｒ３０Ｊに基づく円弧加工動作が終了したとこ
ろで、加工制御部２６は、第１０加ニステツプＰＳ１ｏ
に格納された切断指令ＣＵＣ３ｒＧＯＩＸ５０Ｆ３００
０Ｊに基づく切断動作に移行する。即ち、加工制御部２
６は、当該切断指令ＣＵＣ３ｒＧ０１Ｘ５０Ｆ３０００
Ｊ中のＦコードに続くワーク切断速度ＷＣ３ｒ３０００
」に基づいて、前記読み出された加工条件ファイルＰＣ
Ｆ　（即ち、第３図に示す加工条件ファイルＰＣＦ）中
の切断条件表ＣＴ内に格納された複数個の切断条件ステ
ップＣ８の内、「速度（ｍｍ／ｍ１ｎ）Ｊの桁にワーク
切断速度ＷＣ８として「３０００Ｊが格納された第３切
断条件ステップＣ５３を選択する。次いで、加工制御部
２６は、該選択された第３切断条件ステップＣ５３の各
切断条件ＣＤの内、「出力（Ｗ）」の桁にレーザ出力値
ＣＤ□として格納された「１ｏｏｏ」、「周波数（Ｈｚ
）　Ｊの桁にレーザ周波数ｃＤ２として格納されたｒ５
００Ｊ、「デユーティ　（％）」の桁にデユーティＣＤ
３として格納された「７ｏ」、「ガス種」の桁にアシス
トガスの種類ＣＤ４として格納された「酸素」及び「ガ
ス圧（１ｇ７ｃｍ２）　Ｊの桁にアシストガスの圧力Ｃ
Ｄ、として格納されたｒ２．５Ｊをレーザ発振制御部２
９に対して出力して、レーザ発振動作の開始を指令する
。同時に、加工制御部２６は、前記選択された第３切断
条件ステップＣ５３の各切断条件ＣＤの内、「補正（ｍ
ｍ）　Ｊの桁にビーム径補正値ＣＤ８として格納された
ｒＯ，０７Ｊ及び切断指令ＣＵＣ３ｒＧ０１Ｘ５０Ｆ３
０００Ｊに基づいて、ワーク上の第３基準点Ｐ３から第
４基準点Ｐ４への切断経路を演算し、該演算された切断
経路に基づく制御指令を軸制御部２７に対して出力する
。

すると、レーザ発振制御部２９はレーザ発振器１１を介
して、前記出力された切断条件ＣＤに基づくレーザ発振
動作を行なうと共に、軸制御部２７は、前記出力された
制御指令に基づいて、駆動モータ３９を介してテーブル
３をワークと共にＸ軸の負方向である矢印Ａ方向に適宜
移動駆動する。その結果、テーブル３のワーク搭載面３
ａ上のワークに対して、第５図に示すように、第３基準
点Ｐ３から矢印Ｂ方向に第４基準点Ｐ４まで一直線状に
、前記出力された切断条件ＣＤに基づくワークの切断動
作が行なわれ、ここで、第１０加ニステツプＰＳ１゜内
の切断指令ＣＵ　Ｃ３ｒ　Ｇ　ＯｌＸ５０Ｆ３０００Ｊ
に基づくワークの切断動作が終了する。

なお、上述の実施例においては、ワークの加工に際して
、円弧加工の加工精度ＰＡを作業者が入力部２３を介し
て入力することにより設定した場合について説明したが
、加工プログラムＰＲＧ中に加工精度ＰＡを指令するス
テップを予め格納しておき、該加工プログラムＰＲＧに
より指令された加工精度ＰＡに基づいて加工半径Ｒ１に
対応した送り速度Ｖ１を設定することも勿論可能である
。

（ｇ）１発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、所定の加工半径Ｒ
１の円弧加工を指示する切断指令ＣＵＣ２等の円弧加工
指令の格納された加工プログラムＰＲＧを格納した加工
プログラムメモリ２５等のメモリ手段を有し、前記メモ
リ手段に格納された加工プログラムＰＲＧ中の円弧加工
指令に基づいてワークの円弧加工を実行するテーブル３
、レーザ発振器１１、加工トーチ１２等の加工手段を設
けたレーザ加工機１において、ワークの円弧加工の際の
加工精度ＰＡを任意に設定・指令し得る入力部２３、加
工プログラムメモリ２５等の円弧加工精度設定指令手段
を設け、前記円弧加工精度設定指令手段により設定・指
令された加工精度ＰＡに基づいて、前記メモリ手段に格
納された加工プログラムＰＲＧ中の円弧加工指令に基づ
く円弧加工の加工半径Ｒ１に対応した送り速度Ｖｌ等の
切断速度を演算する送り速度演算部３２等の切断速度演
算手段を設け、前記切断速度演算手段により演算された
切断速度に基づいて前記メモリ手段に格納された加工プ
ログラムＰＲＧ中の円弧加工指令に基づく円弧加工の際
の切断条件ＣＤ等の加工条件を設定する加工条件設定部
３５等の加工条件設定手段を設け、前記加工条件設定手
段により設定された加工条件で前記メモリ手段に格納さ
れた加工プログラムＰＲＧ中の円弧加工指令に基づく円
弧加工をワークに対して実行するように前記加工手段に
対して指令する加工制御部２６、軸制御部２７、レーザ
発振制御部２９等の加工制御手段を設けて構成したので
、レーザ加工機１によりワークの円弧加工を行なう際に
、任意に設定・指令された加工精度ＰＡに基づいて円弧
加工の加工半径Ｒ１に対応した切断速度を決定し、更に
、該決定された切断速度に適応した加工条件を設定する
ことが出来る。その結果、レーザ加工機１により加工す
べきワークに要求される種々の加工精度ＦＡに応じて、
該ワークの円弧加工を常に適正に、即ち前記加工精度Ｐ
Ａを維持し得る範囲内で最大限の切断速度で、かつ入熱
過多に起因する加工不良を生じることなく実行するよう
に制御することが可能となる。従って、例えばカメラや
時計等の精密機器を構成する部品の円弧加工のように、
高精度を要求される円弧加工の場合には、円弧加工精度
設定指令手段により加工精度を高精度に設定指令するこ
とにより所望の高精度で円弧加工を行なうことが出来、
高品位なワークを生産することが出来る。また、例えば
板金の箱の円弧加工のように、あまり高精度を必要とし
ない円弧加工の場合には、円弧加工精度設定指令手段に
より加工精度を低精度に設定指令することによりワーク
の品質よりも生産性を重視した形でワークの円弧加工を
迅速に行なうことが可能となり、１台のレーザ加工機１
で多種多様なニーズに対応可能とする加工制御装置２０
を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるレーザ加工機における加工制御装
置の一実施例を示す制御ブロック図、第２図は第１図に
示す加工制御装置が装着されたレーザ加工機の一例を示
す斜視図、第３図は加工条件ファイルの一例を示す模式
第４図は加工プログラムの一例を示す図、第５図はワー
クの円弧加工の際の切断経路の一例を示す図、 第６図はレーザ加工機によるワークの丸穴加工の切断経
路の一例を示す図である。 ２７・・・・・・加工制御手段（軸制御部）２９・・・
・加工制御手段（レーザ発振制御部）３２・・・・切断
速度演算手段（送り速度演算部）３５・・・加工条件設
定手段（加工条件設定部）ＣＤ・・・・加工条件（切断
条件） ＣＵ　Ｃ２・・・・円弧加工指令（切断指令）ＰＡ・・
・・加工精度 ＰＲＧ・・・・・加工プログラム Ｒ１・・・・・加工半径 ■１・・・・・切断速度（送り速度） １・・・・・・レーザ加工機 ３・・・・・・加工手段（テーブル） １１・・・・・加工手段（レーザ発振器）１２・・・・
・・加工手段（加工トーチ）２０・・・・・・加工制御
装置 ２３・・・・・・円弧加工精度設定指令手段（久方部）
２５・・・・・・メモリ手段、円弧加工精度設定指令手
段（加工プログラムメモリ） ２６・・・・・・加工制御手段（加工制御部）出願人　
　ヤマザキマザック株式会社 代理人　　　弁理士　　　相１）伸二 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 所定の加工半径の円弧加工を指示する円弧加工指令の格
   納された加工プログラムを格納したメモリ手段を有し、 前記メモリ手段に格納された加工プログラム中の円弧加
   工指令に基づいてワークの円弧加工を実行する加工手段
   を設けたレーザ加工機において、 ワークの円弧加工の際の加工精度を任意に設定・指令し
   得る円弧加工精度設定指令手段を設け、 前記円弧加工精度設定指令手段により設定指令された加
   工精度に基づいて、前記メモリ手段に格納された加工プ
   ログラム中の円弧加工指令に基づく円弧加工の加工半径
   に対応した切断速度を演算する切断速度演算手段を設け
   、 前記切断速度演算手段により演算された切断速度に基づ
   いて前記メモリ手段に格納された加工プログラム中の円
   弧加工指令に基づく円弧加工の際の加工条件を設定する
   加工条件設定手段を設け、 前記加工条件設定手段により設定された加工条件で前記
   メモリ手段に格納された加工プログラム中の円弧加工指
   令に基づく円弧加工をワークに対して実行するように前
   記加工手段に対して指令する加工制御手段を設けて構成
   したレーザ加工機における加工制御装置。