JPH0437496A - レーザ加工機のノズル移動方式 - Google Patents
レーザ加工機のノズル移動方式Info
- Publication number
- JPH0437496A JPH0437496A JP2141946A JP14194690A JPH0437496A JP H0437496 A JPH0437496 A JP H0437496A JP 2141946 A JP2141946 A JP 2141946A JP 14194690 A JP14194690 A JP 14194690A JP H0437496 A JPH0437496 A JP H0437496A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzle
- movement
- coordinate system
- axis
- movement command
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 7
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 5
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/41—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by interpolation, e.g. the computation of intermediate points between programmed end points to define the path to be followed and the rate of travel along that path
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/0869—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
- B23K26/0876—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions
- B23K26/0884—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions in at least in three axial directions, e.g. manipulators, robots
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/408—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by data handling or data format, e.g. reading, buffering or conversion of data
- G05B19/4086—Coordinate conversions; Other special calculations
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/45—Nc applications
- G05B2219/45165—Laser machining
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
- G05B2219/49231—Keep tool, probe at constant distance from workpiece surface
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
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。
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３次元加工を行うＣＮＣレーザ加工機のノズル
を加工面に対して移動させるレーザ加工機のノズル移動
方式に関し、特にワークの平面に沿ってノズルを簡単に
移動できるレーザ加工機のノズル移動方式に関する。
を加工面に対して移動させるレーザ加工機のノズル移動
方式に関し、特にワークの平面に沿ってノズルを簡単に
移動できるレーザ加工機のノズル移動方式に関する。
レーザ発振器と数値制御装置（ＣＮＣ）を結合したＣＮ
Ｃレーザ加工機が広く使用されるようになってきた。特
に、レーザ加工機の高速加工と、複雑な輪郭制御のでき
る数値制御装置（ＣＮＣ）の特徴を結合して、複雑な形
状の加工を非接触で、高速に加工することが可能になっ
てきている。特に、従来のパンチプレス、ニブリングマ
シン等では不可能であった３次元加工のできるＣＮＣレ
ーザ加工機が実用に供されるようになってきた。
Ｃレーザ加工機が広く使用されるようになってきた。特
に、レーザ加工機の高速加工と、複雑な輪郭制御のでき
る数値制御装置（ＣＮＣ）の特徴を結合して、複雑な形
状の加工を非接触で、高速に加工することが可能になっ
てきている。特に、従来のパンチプレス、ニブリングマ
シン等では不可能であった３次元加工のできるＣＮＣレ
ーザ加工機が実用に供されるようになってきた。
ＣＮＣレーザ加工機で３次元加工を行うには、ｘＳｙ、
ｚ軸の制御以外に先端のノズルの姿勢制御を行う必要が
あり、このための制御軸をα軸及びβ軸と称する。ノズ
ルの姿勢制御には、ゼロオフセット型と、オフセット型
がある。
ｚ軸の制御以外に先端のノズルの姿勢制御を行う必要が
あり、このための制御軸をα軸及びβ軸と称する。ノズ
ルの姿勢制御には、ゼロオフセット型と、オフセット型
がある。
このような３次元レーザ加工機では、ノズルを実際のワ
ーク面上を移動させて、加工点を教示して加ニブログラ
ムを作成する。このとき、ノズルはワークの加工面に垂
直で、かつノズルと加工面の距離が一定になるように姿
勢制御される。これはレーザビームの焦点がワーク平面
の一定位置に当たるようにするた約である。
ーク面上を移動させて、加工点を教示して加ニブログラ
ムを作成する。このとき、ノズルはワークの加工面に垂
直で、かつノズルと加工面の距離が一定になるように姿
勢制御される。これはレーザビームの焦点がワーク平面
の一定位置に当たるようにするた約である。
このために、加工点を教示していくときは、ノズルをワ
ークの加工面方向に加工面との距離を一定に保って移動
する必要がある。また、ノズルとワークの距離を調整す
るときは、ノズルを加工面に対して垂直に移動させる必
要がある。
ークの加工面方向に加工面との距離を一定に保って移動
する必要がある。また、ノズルとワークの距離を調整す
るときは、ノズルを加工面に対して垂直に移動させる必
要がある。
しかし、３次元加工を行うときのワーク平面がＸＹ平面
と平行でなければ、ノズルの姿勢は基本座標の軸と一致
していない、すなわちノズルは傾いている。従って、基
本座標系でのＸ５ＹＳＺ軸方向の移動を操作する通常の
操作盤で、ノズルとワーク加工面との距離を一定に保っ
てノズルを移動させるのは極めて困難である。また、ノ
ズルと加工面との距離を調整するときも通常の操作盤で
操作することは極めて困難である。
と平行でなければ、ノズルの姿勢は基本座標の軸と一致
していない、すなわちノズルは傾いている。従って、基
本座標系でのＸ５ＹＳＺ軸方向の移動を操作する通常の
操作盤で、ノズルとワーク加工面との距離を一定に保っ
てノズルを移動させるのは極めて困難である。また、ノ
ズルと加工面との距離を調整するときも通常の操作盤で
操作することは極めて困難である。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ノ
ズルをワーク加工面との距離を一定に保って移動させる
ことのできるレーザ加工機のノズル移動方式を提供する
ことを目的とする。
ズルをワーク加工面との距離を一定に保って移動させる
ことのできるレーザ加工機のノズル移動方式を提供する
ことを目的とする。
本発明では上記課題を解決するために、３次元加工を行
うＣＮＣレーザ加工機のノズルを加工面に対して移動さ
せるレーザ加工機のノズル移動方式において、前記ノズ
ルの軸方向及び、前記ノズルの垂直平面からなるハンド
座標系で、前記ノズルを手動送りして、前記ハンド座標
系での移動指令を出力する移動指令手段と、前記ノズル
の姿勢を制御するα軸と、β軸の回転位置情報から、前
記移動指令を基本座標系の移動量に変換するマトリクス
を生成するマトリクス生成手段と、前記マトリクスを使
用して、前記移動指令を前記移動量に変換する座標変換
手段と、を有することを特徴とするレーザ加工機のノズ
ル移動方式が、提供される。
うＣＮＣレーザ加工機のノズルを加工面に対して移動さ
せるレーザ加工機のノズル移動方式において、前記ノズ
ルの軸方向及び、前記ノズルの垂直平面からなるハンド
座標系で、前記ノズルを手動送りして、前記ハンド座標
系での移動指令を出力する移動指令手段と、前記ノズル
の姿勢を制御するα軸と、β軸の回転位置情報から、前
記移動指令を基本座標系の移動量に変換するマトリクス
を生成するマトリクス生成手段と、前記マトリクスを使
用して、前記移動指令を前記移動量に変換する座標変換
手段と、を有することを特徴とするレーザ加工機のノズ
ル移動方式が、提供される。
移動指令手段は、ノズルの軸方向とノズルの軸に垂直な
平面からなるハンド座標系を設け、このようなハンド座
標系での移動指令を出力する。移動指令手段は機械操作
盤として構成することができる。マ） ＩＪクス生成手
段は、ノズルの姿勢を示すα軸とβ軸の回転位置情報か
ら、ハンド座標系から基本座標系への変換マ） ＩＪク
スを生成する。
平面からなるハンド座標系を設け、このようなハンド座
標系での移動指令を出力する。移動指令手段は機械操作
盤として構成することができる。マ） ＩＪクス生成手
段は、ノズルの姿勢を示すα軸とβ軸の回転位置情報か
ら、ハンド座標系から基本座標系への変換マ） ＩＪク
スを生成する。
座標変換手段はこの変換マトリクスを使用して、ハンド
座標系での移動指令を基本座標系の移動量に変換して、
ノズルを移動させる。これによって、簡単にノズルをワ
ーク加工面との距離を変えないで移動させることができ
る。また、ノズルを加工面に垂直に移動させて、ノズル
とワークの距離を調整することができる。
座標系での移動指令を基本座標系の移動量に変換して、
ノズルを移動させる。これによって、簡単にノズルをワ
ーク加工面との距離を変えないで移動させることができ
る。また、ノズルを加工面に垂直に移動させて、ノズル
とワークの距離を調整することができる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第２図はワークとノズルの関係を示す図である。
ワーク１０２の加工面１０２ａは基本座標系のＸＹ平面
１０１に対して傾いている。従って、ノズル１０３は加
工面１０２ａに垂直になるように姿勢制御されている。
１０１に対して傾いている。従って、ノズル１０３は加
工面１０２ａに垂直になるように姿勢制御されている。
ここで、加工面１０２ａとノズル１０３の軸で構成され
る座標系をハンド座標として、その座標軸をＸｈ、Ｙｈ
、Ｚｈで表す。一方、基本座標系の座標軸をｘ、ｙ、ｚ
で表す。
る座標系をハンド座標として、その座標軸をＸｈ、Ｙｈ
、Ｚｈで表す。一方、基本座標系の座標軸をｘ、ｙ、ｚ
で表す。
例えば、加工面１０２ａ上を軌跡１０４に沿って加工を
行うときは、ノズル１０３を加工面との距離Δ！が一定
になるように移動する必要がある。
行うときは、ノズル１０３を加工面との距離Δ！が一定
になるように移動する必要がある。
これはレーザビームの焦点が、常に加工面１０４から一
定の深さにするためである。従って、ハンド座標系で、
ノズル１０３を移動させることができれば、ノズルはハ
ンド座標系のｘｈ−ｙｈ平面上を単に移動すればよい。
定の深さにするためである。従って、ハンド座標系で、
ノズル１０３を移動させることができれば、ノズルはハ
ンド座標系のｘｈ−ｙｈ平面上を単に移動すればよい。
また、ノズルと加工面との距離Δβを変更したときは、
座標軸ｚｈ力方向移動させればよい。すなわち、本発明
ではハンド座標上でノズルＩ（１３を移動させ、これを
基本座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）に変換して、ノズルの移動を
制御する。
座標軸ｚｈ力方向移動させればよい。すなわち、本発明
ではハンド座標上でノズルＩ（１３を移動させ、これを
基本座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）に変換して、ノズルの移動を
制御する。
第３図は３次元レーザ加工機を制御する数値制御装置（
ＣＮＣ）のハードウェアのブロック図である。図におい
て、１０は数値制御装置（ＣＮＣ）である。プロセッサ
１１は数値制御装置（ＣＮＣ）１０全体の制御の中心と
なるプロセッサであり、バス２１を介して、ＲＯＭ１２
に格納されたシステムプログラムを読み出し、このシス
テムプログラムに従って、数値制御装置（ＣＮＣ）１０
全体の制御を実行する。ＲＡＭ１３には一時的な計算デ
ータ、表示データ等が格納される。ＲＡＭ１３にはＳＲ
ＡＭが使用される。ＣＭＯ５１４にはレーザ加工条件、
ピッチ誤差補正量、加ニブログラム及びパラメータ等が
格納される。ＣＭＯ５１４は、図示されていないバッテ
リでバックアップされ、数値制御装置（ＣＮＣ）１０の
電源がオフされても不揮発性メモリとなっているので、
それらのデータはそのまま保持される。
ＣＮＣ）のハードウェアのブロック図である。図におい
て、１０は数値制御装置（ＣＮＣ）である。プロセッサ
１１は数値制御装置（ＣＮＣ）１０全体の制御の中心と
なるプロセッサであり、バス２１を介して、ＲＯＭ１２
に格納されたシステムプログラムを読み出し、このシス
テムプログラムに従って、数値制御装置（ＣＮＣ）１０
全体の制御を実行する。ＲＡＭ１３には一時的な計算デ
ータ、表示データ等が格納される。ＲＡＭ１３にはＳＲ
ＡＭが使用される。ＣＭＯ５１４にはレーザ加工条件、
ピッチ誤差補正量、加ニブログラム及びパラメータ等が
格納される。ＣＭＯ５１４は、図示されていないバッテ
リでバックアップされ、数値制御装置（ＣＮＣ）１０の
電源がオフされても不揮発性メモリとなっているので、
それらのデータはそのまま保持される。
インタフェース１５は機械操作盤３１が接続される。機
械操作盤は教示データをハンド座標系の移動指令として
出力する。機械操作盤３１の操作と移動指令の詳細につ
いては後述する。
械操作盤は教示データをハンド座標系の移動指令として
出力する。機械操作盤３１の操作と移動指令の詳細につ
いては後述する。
ＰＭＣ（７”ログラマブル・マシン・コントローラ）１
６はＣＮＣｌ０に内蔵され、ラダー形式で作成されたシ
ーケンスプログラムで機械を制御する。すなわち、加ニ
ブログラムで指令された、補助ガスの指令等をシーケン
スプログラムで機械側で必要な信号に変換し、Ｉ１０ユ
ニッ）１７から機械側に圧力する。この出力信号は機械
側のマグネット等を駆動し、油圧バルブ、空圧バルブ及
び電気アクチュエイタ等を作動させる。また、機械側の
リミットスイッチ及び機械操作盤のスイッチ等の信号を
受けて、必要な処理をして、プロセッサ１１に渡す。
６はＣＮＣｌ０に内蔵され、ラダー形式で作成されたシ
ーケンスプログラムで機械を制御する。すなわち、加ニ
ブログラムで指令された、補助ガスの指令等をシーケン
スプログラムで機械側で必要な信号に変換し、Ｉ１０ユ
ニッ）１７から機械側に圧力する。この出力信号は機械
側のマグネット等を駆動し、油圧バルブ、空圧バルブ及
び電気アクチュエイタ等を作動させる。また、機械側の
リミットスイッチ及び機械操作盤のスイッチ等の信号を
受けて、必要な処理をして、プロセッサ１１に渡す。
グラフィック制御回路１８は各軸の現在位置、アラーム
、パラメータ、画像データ等のディジタルデータを画像
信号に変換して出力する。この画像信号はＣＲＴ／ＭＤ
Ｉユニット２５の表示装置２６に送られ、表示装置２６
に表示される、インタフェース１９はＣＲＴ／ＭＤＩユ
ニット２５内のキーボード２７からのデータを受けて、
プロセッサ１１に渡す。
、パラメータ、画像データ等のディジタルデータを画像
信号に変換して出力する。この画像信号はＣＲＴ／ＭＤ
Ｉユニット２５の表示装置２６に送られ、表示装置２６
に表示される、インタフェース１９はＣＲＴ／ＭＤＩユ
ニット２５内のキーボード２７からのデータを受けて、
プロセッサ１１に渡す。
インタフェース２０は手動パルス発生器３２に接続され
、手動パルス発生器３２からのパルスを受ける。
、手動パルス発生器３２からのパルスを受ける。
軸制御回路４１〜４５はプロセッサ１１からの各軸の移
動指令を受けて、各軸の指令をサーボアンプ５１〜５５
に出力する。サーボアンプ５１〜５５はこの移動指令を
受けて、各軸のサーボモータ６１〜６５を駆動する。こ
こで、サーボモータ６１〜６５はそれぞれＸ軸、Ｙ軸、
Ｚ軸、α軸、β軸を駆動する。サーボモータ６１〜６５
には位置検出用のパルスコーダが内蔵されており、この
パルスコーダから位置信号がパルス列としてフィードバ
ックされる。また、このパルス列をＦ／Ｖ（周波数／速
度）変換することにより、速度信号を生成することがで
きる。図ではこれらの位置信号のフィードバックライン
及び速度フィードバックは省略しである。
動指令を受けて、各軸の指令をサーボアンプ５１〜５５
に出力する。サーボアンプ５１〜５５はこの移動指令を
受けて、各軸のサーボモータ６１〜６５を駆動する。こ
こで、サーボモータ６１〜６５はそれぞれＸ軸、Ｙ軸、
Ｚ軸、α軸、β軸を駆動する。サーボモータ６１〜６５
には位置検出用のパルスコーダが内蔵されており、この
パルスコーダから位置信号がパルス列としてフィードバ
ックされる。また、このパルス列をＦ／Ｖ（周波数／速
度）変換することにより、速度信号を生成することがで
きる。図ではこれらの位置信号のフィードバックライン
及び速度フィードバックは省略しである。
インタフェース７１を介して、レーザ発振装置８０が接
続されており、数値制御装置１０からレーザ発振出力、
発振周波数、パルスデューティ等が出力される。レーザ
発振装置８０はこれらの指令に従って、レーザ光を出力
し、このレーザ光はノズルに導かれ、ワークに出射され
、ワークを加工する。
続されており、数値制御装置１０からレーザ発振出力、
発振周波数、パルスデューティ等が出力される。レーザ
発振装置８０はこれらの指令に従って、レーザ光を出力
し、このレーザ光はノズルに導かれ、ワークに出射され
、ワークを加工する。
第４図はオフセット型のノズルヘッド機構の部分構成図
である。α軸用サーボモータ１はα軸を駆動し、β軸用
サーボモータ２はβ軸を駆動するる。レーザビーム３は
図示されていない反射ミラーによってノズルの先端まで
導かれ、ワークに照射される。
である。α軸用サーボモータ１はα軸を駆動し、β軸用
サーボモータ２はβ軸を駆動するる。レーザビーム３は
図示されていない反射ミラーによってノズルの先端まで
導かれ、ワークに照射される。
α軸はＺ軸に対する回転軸であり、α軸用サーボモータ
１の回転が、ギア４ａ、４ｂによって、部材５を回転さ
せることによって回転制御される。
１の回転が、ギア４ａ、４ｂによって、部材５を回転さ
せることによって回転制御される。
β軸用サーボモータ２の回転はギア６ａ、６ｂによって
軸７を回転させ、本書歯車８ａ、８ｂによって軸９を回
転させて制御する。９ａは軸９に固定されたノズルであ
る。
軸７を回転させ、本書歯車８ａ、８ｂによって軸９を回
転させて制御する。９ａは軸９に固定されたノズルであ
る。
第５図はハンド座標系を基本座標系に変換する変換マト
リクスを求めるための説明図である。ここで、ノズルは
ＸＹ平面上でα度回転し、この位置でβ軸がβ度だけ回
転したものとする。
リクスを求めるための説明図である。ここで、ノズルは
ＸＹ平面上でα度回転し、この位置でβ軸がβ度だけ回
転したものとする。
ここで、ハンド座標系のｘｈ、ｙｈＳｚｈ軸の基本座標
系での単位ベクトルを、それぞれ、ｕ （ｕＸｌ ｕ
ｙ、ｕア） ｖ （ｖＸ、ｖｙ、ｖ、’） ｗ （ｗ、、ｗｙ、ｗ、） とすると各要素は、 ｕ、＝ｃＯ５α ｕ、 ＝９１ ｎα ｕ ｇ ” Ｏ ｗＸ＝ｓｉｎβ＊ｓｉｎα ｗｙ＝ｓｉｎβ＊ｃｏｓα ｗ、＝ｃｏｓβ Ｙｈ軸の単位ベクトルＶは単位ベクトルＵと単位ベクト
ルＷの外積として計算することができる。
系での単位ベクトルを、それぞれ、ｕ （ｕＸｌ ｕ
ｙ、ｕア） ｖ （ｖＸ、ｖｙ、ｖ、’） ｗ （ｗ、、ｗｙ、ｗ、） とすると各要素は、 ｕ、＝ｃＯ５α ｕ、 ＝９１ ｎα ｕ ｇ ” Ｏ ｗＸ＝ｓｉｎβ＊ｓｉｎα ｗｙ＝ｓｉｎβ＊ｃｏｓα ｗ、＝ｃｏｓβ Ｙｈ軸の単位ベクトルＶは単位ベクトルＵと単位ベクト
ルＷの外積として計算することができる。
従って、
ｖＸ＝ｗｙ＊ｕ、−ｗ、＊ｕ。
Ｖ ｙ ” Ｗ ｚ ＊ ｕ Ｘ Ｖ／ Ｈ＊ ｕ
ｚＶ、：Ｗ、＊ｕ、−ｗｙ＊ｕ。
ｚＶ、：Ｗ、＊ｕ、−ｗｙ＊ｕ。
である。この結果変換マトリクスＡは以下の式となる。
ハンド座標系から基本座標系への変換は、〔ΔＸ △ｙ
△ｚ〕Ｔ ＝Ａ［Δｘｈ Δｙｈ △ｚｈ〕”で表すことがで
きる。
△ｚ〕Ｔ ＝Ａ［Δｘｈ Δｙｈ △ｚｈ〕”で表すことがで
きる。
第１図はハンド座標系の移動指令を基本座標系の移動量
に変換するためのブロック図である。機械操作盤３１に
は、それぞれの座標軸方向へノズルを動かすジョグボタ
ン３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ、３４ａ及び３１ｂ
がある。これらのボタンは切り換えスイッチ３５が左側
（Ｈ）にセットされているときは、ハンド座標系の移動
指令となる。逆に、右側（Ｂ）にセットされているとき
は、基本座標系での移動指令となる。
に変換するためのブロック図である。機械操作盤３１に
は、それぞれの座標軸方向へノズルを動かすジョグボタ
ン３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ、３４ａ及び３１ｂ
がある。これらのボタンは切り換えスイッチ３５が左側
（Ｈ）にセットされているときは、ハンド座標系の移動
指令となる。逆に、右側（Ｂ）にセットされているとき
は、基本座標系での移動指令となる。
ここでは、スイッチ３５は左側（Ｈ）にセットされてい
るものとして、ジョグボタン３２ａ（＋Ｘ）を操作する
と、ノズルを加工面上をｘｈ軸方向に、ノズルと加工面
の距離を変えないで移動させる移動指令△ｘｈを指令す
ることができる。また、スイッチ３４ａ（＋２）を操作
すれば、ノズルを加工面に垂直なｚｈ軸方向に移動させ
る移動指令Δｚｈを指令することができる。
るものとして、ジョグボタン３２ａ（＋Ｘ）を操作する
と、ノズルを加工面上をｘｈ軸方向に、ノズルと加工面
の距離を変えないで移動させる移動指令△ｘｈを指令す
ることができる。また、スイッチ３４ａ（＋２）を操作
すれば、ノズルを加工面に垂直なｚｈ軸方向に移動させ
る移動指令Δｚｈを指令することができる。
ここで、次の加工点までジョグボタン３２ａ等を操作し
て、ノズルを移動させる。次にスイッチ３６を押すと、
機械操作盤３１に内蔵されたマイクロプロセッサによっ
て、ハンド座標系上の移動指令△ｘｈ、△ｙｈ、△ｚｈ
が出力される。
て、ノズルを移動させる。次にスイッチ３６を押すと、
機械操作盤３１に内蔵されたマイクロプロセッサによっ
て、ハンド座標系上の移動指令△ｘｈ、△ｙｈ、△ｚｈ
が出力される。
一方、α軸とβ軸の回転角度はレジスタ３９ａ及び３９
ｂに格納されており、マトリクス生成手段３８はこの回
転角度から、先に述べた変換マトリクスＡを計算して求
める。座標変換手段３７は機械操作盤３１からの移動指
令△ｘｈ、△ｙｈ、△ｚｈをマ） ＩＪクスＡを使用し
て、基本座標系での移動量△Ｘ１△ｙ１△２に変換し、
それぞれ軸制御回路５１．５２．５３に出力する。
ｂに格納されており、マトリクス生成手段３８はこの回
転角度から、先に述べた変換マトリクスＡを計算して求
める。座標変換手段３７は機械操作盤３１からの移動指
令△ｘｈ、△ｙｈ、△ｚｈをマ） ＩＪクスＡを使用し
て、基本座標系での移動量△Ｘ１△ｙ１△２に変換し、
それぞれ軸制御回路５１．５２．５３に出力する。
このように、教示操作はハンド座標系で指令し、これを
変換マ） ＩＪクスで基本座標系での移動量に変換する
ことにより、ノズルと加工面の距離をかえないで、簡単
に教示を行うことができる。また、ノズルを加工面に対
して垂直方向に移動させることができ、ノズルと加工面
の距離を簡単に調整することができる。
変換マ） ＩＪクスで基本座標系での移動量に変換する
ことにより、ノズルと加工面の距離をかえないで、簡単
に教示を行うことができる。また、ノズルを加工面に対
して垂直方向に移動させることができ、ノズルと加工面
の距離を簡単に調整することができる。
上記の説明では、機械操作盤から移動指令が出力される
ことで説明したが、機械操作盤から単なるジョグボタン
の操作信号を出力して、数値制御装置内部でハンド座標
系の移動指令を生成し、これを基本座標系の移動量に変
換するようにすることもできる。
ことで説明したが、機械操作盤から単なるジョグボタン
の操作信号を出力して、数値制御装置内部でハンド座標
系の移動指令を生成し、これを基本座標系の移動量に変
換するようにすることもできる。
また、上記の説明ではオフセット型のノズルで説明した
が、ゼロオフセット型のノズルでも同様に行うことがで
きる。ただし、変換マトリクスはゼロオフセット型用の
変換マトリクスを用意する必要がある。
が、ゼロオフセット型のノズルでも同様に行うことがで
きる。ただし、変換マトリクスはゼロオフセット型用の
変換マトリクスを用意する必要がある。
以上説明したように本発明では、機械操作盤からの移動
指令をハンド座標系で指令し、これを変換マトリクスで
基本座標系に変換するようにしたので、加工面とノズル
の距離を変えないで簡単にノズルの位置を制御できる。
指令をハンド座標系で指令し、これを変換マトリクスで
基本座標系に変換するようにしたので、加工面とノズル
の距離を変えないで簡単にノズルの位置を制御できる。
また、簡単にノズルと加工面の距離を調整することがで
きる。
きる。
従って、加ニブログラムの作成が簡単になり、加ニブロ
グラムの作成時間が短縮される。
グラムの作成時間が短縮される。
第１図はハンド座標系の移動指令を基本座標系の移動量
に変換するためのブロック図、第２図はワークとノズル
の関係を示す図、第３図は３次元レーザ加工機を制御す
る数値制御装置（ＣＮＣ）のハードウェアのブロック図
、第４図はオフセット型のノズルヘッド機構の部分構成
図、 第５図はハンド座標系を基本座標系に変換する変換マ）
ＩＪクスを求めるための説明図である。 α軸用サーボモータ β軸用サーボモータ レーザビーム ノズル プロセッサ ＯＭ ＡＭ ＭＯＳ インタフェース ＰＭＣ（プログラマブル・マ シン・コントローラ） Ｉ１０ユニット グラフィック制御回路 インタフェース インタフェース ４１〜４５ ５１〜５５ ６１〜６５ ０２ａ ノイス 機械操作盤 座標変換手段 マトリクス生成手段 軸制御回路 サーボアンプ サーボモータ レーザ発振装置 ワーク 加工面 ノズル
に変換するためのブロック図、第２図はワークとノズル
の関係を示す図、第３図は３次元レーザ加工機を制御す
る数値制御装置（ＣＮＣ）のハードウェアのブロック図
、第４図はオフセット型のノズルヘッド機構の部分構成
図、 第５図はハンド座標系を基本座標系に変換する変換マ）
ＩＪクスを求めるための説明図である。 α軸用サーボモータ β軸用サーボモータ レーザビーム ノズル プロセッサ ＯＭ ＡＭ ＭＯＳ インタフェース ＰＭＣ（プログラマブル・マ シン・コントローラ） Ｉ１０ユニット グラフィック制御回路 インタフェース インタフェース ４１〜４５ ５１〜５５ ６１〜６５ ０２ａ ノイス 機械操作盤 座標変換手段 マトリクス生成手段 軸制御回路 サーボアンプ サーボモータ レーザ発振装置 ワーク 加工面 ノズル
Claims (5)
- （１）３次元加工を行うＣＮＣレーザ加工機のノズルを
加工面に対して移動させるレーザ加工機のノズル移動方
式において、 前記ノズルの軸方向及び、前記ノズルの垂直平面からな
るハンド座標系で、前記ノズルを手動送りして、前記ハ
ンド座標系での移動指令を出力する移動指令手段と、 前記ノズルの姿勢を制御するα軸と、β軸の回転位置情
報から、前記移動指令を基本座標系の移動量に変換する
マトリクスを生成するマトリクス生成手段と、 前記マトリクスを使用して、前記移動指令を前記移動量
に変換する座標変換手段と、 を有することを特徴とするレーザ加工機のノズル移動方
式。 - （２）前記移動指令手段は、機械操作盤で構成し、操作
スイッチからの操作指令に従って、前記移動指令を出力
するように構成したことを特徴とする請求項１記載のレ
ーザ加工機のノズル移動方式。 - （３）前記機械操作盤は基本座標系での移動指令と、前
記ハンド座標系での移動指令を切り換える切り換えスイ
ッチを有することを特徴とする請求項２記載のレーザ加
工機のノズル移動方式。 - （４）前記移動指令手段は、機械操作盤で構成し、移動
操作信号のみを出力することを特徴とする請求項１記載
のレーザ加工機のノズル移動方式。 - （５）前記ノズルはオフセット型のノズルであることを
特徴とする請求項１記載のレーザ加工機のノズル移動方
式。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2141946A JPH0437496A (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | レーザ加工機のノズル移動方式 |
| US07/820,683 US5239159A (en) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | Nozzle movement system for laser machining equipment |
| DE69121520T DE69121520T2 (de) | 1990-05-31 | 1991-05-15 | Verfahren zum steuern der düsenbewegung einer laserstrahlmaschine |
| PCT/JP1991/000644 WO1991018706A1 (en) | 1990-05-31 | 1991-05-15 | Method of moving nozzle of laser beam machine |
| EP91909371A EP0485615B1 (en) | 1990-05-31 | 1991-05-15 | Method of moving nozzle of laser beam machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2141946A JPH0437496A (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | レーザ加工機のノズル移動方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0437496A true JPH0437496A (ja) | 1992-02-07 |
Family
ID=15303817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2141946A Pending JPH0437496A (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | レーザ加工機のノズル移動方式 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5239159A (ja) |
| EP (1) | EP0485615B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0437496A (ja) |
| DE (1) | DE69121520T2 (ja) |
| WO (1) | WO1991018706A1 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0618522A4 (en) * | 1992-10-09 | 1994-11-30 | Fanuc Ltd | NUMERIC CONTROL DEVICE. |
| JPH06254691A (ja) * | 1993-03-08 | 1994-09-13 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工機およびレーザ加工機の焦点設定方法 |
| DE9310029U1 (de) * | 1993-07-06 | 1993-12-02 | Wissner, Rolf, Dipl.-Ing., 37079 Göttingen | Fräs- oder Lasermaschine zur Herausarbeitung eines Werkstücks aus insbesondere plattenförmigem Material |
| US5444634A (en) * | 1994-04-28 | 1995-08-22 | Illinois Tool Works Inc. | Lubricant nozzle positioning system and method |
| JPH08286725A (ja) * | 1995-04-13 | 1996-11-01 | Miyachi Technos Corp | 抵抗溶接用又はレーザ加工用端末ユニット、抵抗溶接又はレーザ加工制御装置、端末ユニット稼働方法 |
| US6832547B2 (en) | 1996-10-16 | 2004-12-21 | Fort James Corporation | Embossing system including sleeved rolls |
| US6479790B1 (en) * | 2000-01-31 | 2002-11-12 | General Electric Company | Dual laser shock peening |
| JP3607259B2 (ja) * | 2002-04-16 | 2005-01-05 | ヤマザキマザック株式会社 | ３次元線状加工装置 |
| DE102008007292A1 (de) * | 2008-02-02 | 2009-08-06 | IBH Automation Gesellschaft für Steuerungstechnik mbH | Positionsregler und Verfahren zur Positionsregelung eines Werkzeugs |
| CN101887250B (zh) * | 2009-05-12 | 2012-05-30 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | Cnc工具机控制装置 |
| JP6683671B2 (ja) * | 2017-11-24 | 2020-04-22 | ファナック株式会社 | ジョグ座標系を設定するロボットの制御装置 |
| CN113467372B (zh) * | 2021-09-06 | 2021-11-02 | 成都飞机工业（集团）有限责任公司 | 一种飞机部件加工基准确定方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01224194A (ja) * | 1988-03-03 | 1989-09-07 | Fanuc Ltd | Ｃｎｃレーザ加工機の姿勢制御方式 |
| JPH02112891A (ja) * | 1988-10-24 | 1990-04-25 | Fanuc Ltd | ３次元レーザ加工方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59189415A (ja) * | 1983-04-13 | 1984-10-27 | Hitachi Ltd | 工業用ロボツトの動作教示方法および装置 |
| JPH01113194A (ja) * | 1987-10-27 | 1989-05-01 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工機制御装置 |
| JP2807461B2 (ja) * | 1988-01-08 | 1998-10-08 | ファナック 株式会社 | 三次元形状加工レーザ装置 |
-
1990
- 1990-05-31 US US07/820,683 patent/US5239159A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-05-31 JP JP2141946A patent/JPH0437496A/ja active Pending
-
1991
- 1991-05-15 EP EP91909371A patent/EP0485615B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-15 DE DE69121520T patent/DE69121520T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-05-15 WO PCT/JP1991/000644 patent/WO1991018706A1/ja active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01224194A (ja) * | 1988-03-03 | 1989-09-07 | Fanuc Ltd | Ｃｎｃレーザ加工機の姿勢制御方式 |
| JPH02112891A (ja) * | 1988-10-24 | 1990-04-25 | Fanuc Ltd | ３次元レーザ加工方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0485615A4 (ja) | 1994-02-23 |
| EP0485615B1 (en) | 1996-08-21 |
| DE69121520D1 (de) | 1996-09-26 |
| EP0485615A1 (en) | 1992-05-20 |
| DE69121520T2 (de) | 1997-01-02 |
| US5239159A (en) | 1993-08-24 |
| WO1991018706A1 (en) | 1991-12-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH11149306A (ja) | 加工機の制御装置 | |
| JPH0437496A (ja) | レーザ加工機のノズル移動方式 | |
| US6384371B1 (en) | Laser beam machining apparatus | |
| WO2001087532A1 (fr) | Controleur pour machine a faisceau laser tridimensionnel | |
| JP2004094399A (ja) | 多関節マニピュレータの制御方法及びその制御プログラム、並びにその制御システム | |
| EP0510204A1 (en) | Method of evaluating operating accuracy in numerically controlled machine | |
| JP2005071016A (ja) | 数値制御装置 | |
| WO1994028472A1 (fr) | Procede de commande de vitesse pour dispositif de commande numerique | |
| JPH03196310A (ja) | 数値制御装置の表示方式 | |
| WO1990012348A1 (en) | Method of plotting nc program | |
| JP2011070538A (ja) | 加工制御装置およびレーザ加工装置 | |
| JPH10177406A (ja) | ５軸加工機の制御装置 | |
| JP2750739B2 (ja) | 産業用ロボットの制御装置 | |
| JPS59200306A (ja) | Ｎｃ機器の移動を図形処理する方法 | |
| JP2723570B2 (ja) | ３次元レーザのノズル制御方式 | |
| JPH03212706A (ja) | ３次元座標変換制御方式 | |
| JP2868343B2 (ja) | 三次元レーザ加工機のオフライン教示方法 | |
| JPH03109606A (ja) | 工具補正方式 | |
| JPH0474205A (ja) | 数値制御装置 | |
| JPH02280988A (ja) | ３次元レーザのノズル制御方式 | |
| JPH10337636A (ja) | ５軸加工機の制御装置 | |
| JPH0454604A (ja) | ３次元工具経補正機能を有する数値制御装置 | |
| JP2841364B2 (ja) | 加工装置の位置決め方法 | |
| JPH02112891A (ja) | ３次元レーザ加工方法 | |
| JPH08263120A (ja) | Ｃｎｃの現在位置表示方式 |