JPH06210481A - レーザ加工制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 羽車の回転に関する指令を加工プログラム上
に一々明示しなくても、光学部品の保護のために必要と
される羽車の回転を適確に制御でき、レーザ加工作業を
効率よく行なうことのできるレーザ加工制御方法を提供
すること。 【構成】 レーザ加工開始位置への位置決めを行うため
の軸補間処理を行う間に、加工プログラムを解析して実
行データを作成する先実行処理を実施し、レーザ加工指
令が検出された時点でモータＭに回転駆動指令を出力し
て羽車７の加速回転を開始させることにより、回転速度
達成のための実質的なロスタイムを短縮する。また、レ
ーザ加工プログラムの作成に必須とされるレーザ加工開
始指令で羽車７の回転制御を直接行うことにより、羽車
７が未回転のままレーザ加工が開始されるといった事故
を未然に防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ加工制御方法の
改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】導光路を構成する光学部品と被加工物と
の間に高速で回転する羽車を設け、加工時に生じるスパ
ッタやオイルミスト等の汚染物質がレーザ加工装置の光
学部品に付着するのを防止するようにしたレーザ加工装
置が既に公知である。図７は高速回転する羽車を備えた
レーザ加工装置の要部を概略で示す側断面図である。図
７の例では、レーザ発振器より出射されたレーザビーム
が加工ヘッド１内のミラー２で反射されて放物鏡３に進
み、更に放物鏡３で集光されて被加工物４に照射され
る。また、図示しない供給手段から配管５を介して加工
ヘッド１内に導かれたアシストガスが加工ヘッド１の先
端に取り付けられたノズル６で絞られて被加工物４に供
給され、レーザビームとアシストガスとの相互作用によ
り被加工物４が溶融されてレーザ加工作業が行われるよ
うになっている。回転駆動手段となるモータＭで高速回
転される羽車７は、レーザビーム出射のための最終的な
光学部品を構成する放物鏡３と被加工物４との間に設け
られており、被加工物４の表面から飛散する汚染物質８
を払い除けて、該汚染物質８が放物鏡３に付着するのを
防止する。即ち、加工時に被加工物４の表面から飛散す
る汚染物質８が羽車７の回転面を通過するまでの間に、
少なくとも、羽車７の軸９に放射状に取り付けられた羽
１０，１０，…の配設ピッチの角度に相当する分だけ羽
車７を回転させ、該羽車７の回転面内に被加工物４側か
ら突入した汚染物質８を羽１０，１０，…で払い除ける
ことにより、この汚染物質８が放物鏡３に到達するのを
防止するわけである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のレーザ
加工装置においては、外部機器をＯＮ／ＯＦＦ制御する
ための独立した汎用指令を用いて羽車７の回転を制御す
るようにしていたため、加工プログラム中にこの指令を
明示しないと羽車７の回転を制御することができない。
次に示す例は、羽車７を備えた従来のレーザ加工装置の
ための加工プログラムの一例である。

【０００４】 １．チョクセン Ｐ［１］１００mm/sec イチギメ ２． ＤＯ［１］＝オン ３． レーザカコウ カイシ ４．チョクセン Ｐ［２］１００mm/sec ナメラカ１０
０ ５．チョクセン Ｐ［３］１００mm/sec イチギメ ６． レーザカコウ シュウリョウ ７． ＤＯ［１］＝オフ ８．［シュウリョウ］ 行番号１，４，５のステートメントは該加工プログラム
上で予め定義された目標位置Ｐ［１］，Ｐ［２］，Ｐ
［３］への移動指令と移動速度および補間形式等を指令
する宣言文、行番号３のステートメントはプリフロー
（アシストガスの予備出力）およびレーザビームの出射
開始を指令する宣言文、行番号６のステートメントはレ
ーザビームの出射終了およびアフタフロー（アシストガ
スの所定時間継続出力）を指令する宣言文、また、行番
号８のステートメントはプログラムの終了を示す宣言文
である。行番号２，７のステートメントは外部機器をＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御するための独立した汎用指令であり、こ
の場合、モータＭの駆動がＯＮ／ＯＦＦ制御されるよう
になっている。レーザ加工作業が行われて被加工物から
汚染物質８が飛散する間はモータＭを駆動して羽車７を
回転させる必要があるので、“レーザカコウ カイシ”
のステートメントの前にＤＯ［１］＝オンを定義する必
要がある。また、特定の加工部分に対するレーザ加工作
業が終了するか、全ての加工プログラムが終了するかし
た段階でＤＯ［１］＝オフを定義して羽車７の回転を停
止させる必要があるが、これらＯＮ／ＯＦＦ制御のため
のステートメントの設定作業は加工プログラムを作成す
るオペレータの側に全て一任されている。従って、オペ
レータが回転開始指令ＤＯ［１］＝オンの設定を失念し
たりすると羽車７が回転しないままレーザ加工作業が行
われて放物鏡３に汚染物質８が付着する恐れがある。ま
た、適切な箇所に回転開始指令を設定したとしても、羽
車７の回転が所定の回転速度に達する前にレーザ加工作
業が開始されてしまったりすると汚染物質８を十分に払
い除けることができず、やはり、放物鏡３に汚れが付着
する恐れがある。また、羽車７の回転が所定の回転速度
に達したことを確認してからレーザ加工作業を開始させ
るような場合にＯＮ／ＯＦＦ制御のためのステートメン
トを頻繁に利用すると、回転速度達成までのロスタイム
が累積して全体の加工所要時間が長くなるといった問題
が生じることもある。

【０００５】そこで、本発明の目的は、前記従来技術の
欠点を解消し、羽車の回転に関する指令を加工プログラ
ム上に一々明示して設定しなくても、光学部品の保護の
ために必要とされる羽車の回転を適確に制御でき、レー
ザ加工作業を効率よく行なうことのできるレーザ加工制
御方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のレーザ加工制御
方法は、加工プログラムを解析してレーザ加工動作を行
うための実行データを作成する前処理工程でレーザ加工
指令が検出されると羽車の回転駆動手段に回転駆動指令
を出力し、所定時間内に前記羽車が所定回転速度に達し
たことが検出されるとレーザ加工を開始させる一方、前
記所定時間が経過しても羽車が所定回転速度に達しない
とアラームを出すことを特徴とする構成により前記目的
を達成した。

【０００７】

【作用】レーザ加工装置の制御部は前処理工程で加工プ
ログラムを解析し、レーザ加工動作のための実行データ
を作成する。この前処理工程でレーザ加工指令が検出さ
れると、レーザ加工装置の制御部は羽車の回転駆動手段
に回転駆動指令を出力し、所定時間内に羽車が所定回転
速度に達したか否かを判別する。所定時間内に羽車が所
定回転速度に達したことが確認されると加工プログラム
に基づいてレーザ加工を開始し、また、前記所定時間が
経過しても羽車が所定回転速度に達しないとアラームを
出力して異常を知らせる。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図５は本実施例のレーザ加工装置１１１におけ
る加工ヘッド１１２の周辺を概略で示す側断面図であ
り、該加工ヘッド１１２は、図７に示される従来例と同
様、導光路を構成するミラー２および放物鏡３を有し、
レーザ発振器より出射されたレーザビームが加工ヘッド
１１２内のミラー２で反射されて放物鏡３に進み、更に
放物鏡３で集光されて被加工物４に照射される。また、
配管５を介して加工ヘッド１１２内に導かれたアシスト
ガスが加工ヘッド１１２のノズル６で絞られて被加工物
４に供給され、レーザビームとアシストガスとの相互作
用により被加工物４が溶融されてレーザ加工作業が行わ
れる。回転駆動手段としてのモータＭで高速回転される
羽車７は、レーザビーム出射のための最終的な光学部品
を構成する放物鏡３と被加工物４との間に設けられ、加
工時に被加工物４の表面から飛散する汚染物質８が羽車
７の回転面を通過するまでの間に、少なくとも、羽車７
の軸９に放射状に取り付けられた羽１０，１０，…の配
設ピッチの角度に相当する分だけ羽車７を回転させ、該
羽車７の回転面内に被加工物４側から突入した汚染物質
８を羽１０，１０，…で払い除けることにより、この汚
染物質８が放物鏡３に到達するのを防止するようになっ
ている。

【０００９】羽車７の近傍には該羽車７の回転が所定の
回転速度に達したことを検出するための回転速度検出セ
ンサＲＳが設けられており、この点、図７に示されるよ
うな従来例とは異なる。本実施例における回転速度検出
センサＲＳは、軸９の外周の一部に固着された鉄片１１
４および該鉄片１１４の接離を検出して反応する近接セ
ンサ１１５等によって構成され、軸９の回転に伴って近
接センサ１１５に接離する鉄片１１４の接離周期を近接
センサ１１５や周波数／速度変換器等を介して検出する
ことにより、軸９の回転速度、即ち、羽車７の回転速度
を検出するようになっている。回転速度検出センサＲＳ
からの最終出力は、羽車７の回転速度が被加工物４側か
ら飛散してくる汚染物質７を羽１０，１０，…で払い除
けることが可能な速度（所定の回転速度）に達した場合
にのみＯＮとなる。レーザ加工装置１１１は、前述の加
工ヘッド１１２ならびにアシストガスの供給手段やレー
ザ発振器（共に図示せず）等によって構成され、産業用
ロボット１１３にエンドエフェクタとして取り付けられ
ている。

【００１０】図６はレーザ加工装置１１１の制御部を兼
ねるロボットコントローラ１００の要部を概略で示すブ
ロック図である。ロボットコントローラ１００はマイク
ロプロセッサ１０１を有し、マイクロプロセッサ１０１
には、制御プログラム等を格納したＲＯＭ１０２，デー
タの一時記憶等に用いられるＲＡＭ１０６，教示操作に
よって作成された動作プログラム等で構成される加工プ
ログラムを記憶する不揮発性メモリ１０７，産業用ロボ
ット１１３に動作を教示したり、該教示操作によって作
成された動作プログラムにレーザ加工装置１１１の加工
制御に必要とされるステートメント等を挿入して加工プ
ログラムを作成するための教示操作盤１０３，サーボ回
路１１０を介して産業用ロボット１１３の各軸を駆動制
御するための軸制御器１０８，入出力インターフェイス
１０９等がバス１０５で接続されている。レーザ加工装
置１１１のレーザ発振器やアシストガスの供給手段およ
び羽車７を回転するモータＭ等は入出力インターフェイ
ス１０９を介してロボットコントローラ１００のマイク
ロプロセッサ１０１により駆動制御され、また、回転速
度検出センサＲＳからの信号が入出力インターフェイス
１０９を介してマイクロプロセッサ１０１に入力される
ようになっている。

【００１１】図１〜図４はＲＯＭ１０２に格納されたプ
レイバック動作解析処理の概略を示すフローチャートで
ある。また、次のプログラムは、教示操作盤１０３から
の教示操作およびステートメントの入力操作に基づいて
作成された加工プログラムの一例を先に示した従来例に
対応させて示すものである。

【００１２】 １．チョクセン Ｐ［１］１００mm/sec イチギメ ２． レーザカコウ カイシ ３．チョクセン Ｐ［２］１００mm/sec ナメラカ１０
０ ４．チョクセン Ｐ［３］１００mm/sec イチギメ ５． レーザカコウ シュウリョウ ６．［シュウリョウ］ 本実施例のプレイバック動作解析処理によれば、羽車７
を回転するモータＭをＯＮ／ＯＦＦ制御するための指令
ＤＯ［１］＝オンやＤＯ［１］＝オフを定義して加工プ
ログラムを作成する必要はなく、オペレータは単に教示
操作盤１０３からの教示操作により目標位置Ｐ［１］，
Ｐ［２］，Ｐ［３］等を教示し、移動速度および補間形
式等に関する指令やレーザ加工の開始および終了等に関
するステートメントを該教示操作盤１０３から入力する
だけでよい。以下、プレイバックの動作モードにおいて
マイクロプロセッサ１０１により所定周期毎に繰り返し
実行される図１〜図４の処理を参照して加工実行時の処
理動作について説明する。

【００１３】プレイバック動作のための処理を開始した
マイクロプロセッサ（以下、単にＣＰＵという）１０１
は、まず、動作状態記憶フラグＦ１の値が初期値０を維
持しているか否かを判別するが（ステップＳ１）、プレ
イバック動作解析処理を開始した直後の現時点において
はＦ１＝０である。次いで、ＣＰＵ１０１は、実行対象
となっている移動指令に関する軸補間処理が完了してい
るか否か、即ち、現時点で移動目標位置となっている教
示点までの加工ヘッド１１２の送り動作が完了している
か否かを判別することとなる（ステップＳ２）。プレイ
バック動作解析処理を開始した直後の現時点では移動指
令となる目標位置の読み込みが行われておらず、送り動
作完了時と同様、現在位置と移動目標位置との偏差が０
となっているので、ステップＳ２の判別結果は真とな
る。そこで、ＣＰＵ１０１はステップＳ３の処理へと移
行し、先実行処理で作成された実行データがＲＡＭ１０
６にスタックされているか否かを判別することとなる
が、この時点では先実行処理が未実行であるので、実行
データのスタックも検出されない。そこで、ＣＰＵ１０
１は、まず、図２に詳細を示すステップＳ４の先実行処
理へと移行し、前処理工程としての先実行処理を実施す
ることとなる。

【００１４】先実行処理を開始したＣＰＵ１０１は、ま
ず、前述の操作により予め不揮発性メモリ１０７に保存
された加工プログラムを先頭から１ステートメント分だ
け読み込み（ステップＴ１）、この宣言文が移動指令に
関するものであるか否かを判別する（ステップＴ２）。
上述した例では、まず、行番号１の“チョクセン Ｐ
［１］１００mm/sec イチギメ”が読み込まれることと
なるが、このステートメントは教示点Ｐ［１］への直線
位置決め移動を示す移動指令であるからステップＴ２の
判別結果は真となり、ＣＰＵ１０１は加工ヘッド１１２
の現在位置から移動目標位置Ｐ［１］に至る各軸方向の
偏差を求めて実行データを作成し（ステップＴ３）、目
標位置データとしてＲＡＭ１０６にスタックする（ステ
ップＴ４）。

【００１５】このようにして実行データとなる目標位置
データを作成したＣＰＵ１０１は、一旦先実行処理を終
了し、図３に詳細を示すステップＳ５の本実行処理へと
移行する。本実行処理へと移行したＣＰＵ１０１はＲＡ
Ｍ１０６にスタックされている最初の実行データを１ブ
ロック読み込み（ステップＵ１）、この実行データが移
動指令に関するものであるか否かを判別することとなる
（ステップＵ２）。この場合、読み込まれる実行データ
は教示点Ｐ［１］への直線位置決め移動を示す移動指令
であるから、ＣＰＵ１０１はスタックされた実行データ
を目標位置データとして軸補間処理のタスクに引き渡し
（ステップＵ３）、軸補間処理のタスクにより移動目標
位置Ｐ［１］への直線位置決め移動を開始させる。ま
た、ＲＡＭ１０６に他の実行データがスタックされてい
れば、各実行データをスタック先頭に向けて１ランクず
つシフトさせる。

【００１６】ステップＳ５の本実行処理を終了したＣＰ
Ｕ１０１は当該処理周期のプレイバック動作解析処理を
終了し、再び次の処理周期でプレイバック動作解析処理
を初めから繰り返し実行するが、動作状態記憶フラグＦ
１の値に変化はないからステップＳ１の判別結果は再び
真となり、次いで、ＣＰＵ１０１は実行対象となってい
る移動指令に関する軸補間処理が完了しているか否か、
即ち、現時点で移動目標位置となっている教示点Ｐ
［１］までの加工ヘッド１１２の送り動作が完了してい
るか否かを判別することとなる（ステップＳ２）。目標
位置となっている教示点Ｐ［１］までの加工ヘッド１１
２の送り動作が完了する前に次の目標位置データを出力
してしまうと、加工ヘッド１１２の移動経路がショート
カットしてしまい、加工ヘッド１１２を教示点Ｐ［１］
に位置決めすることはできない。

【００１７】そこで、ステップＳ２の判別結果が偽とな
った場合、ＣＰＵ１０１はステップＳ３〜ステップＳ５
までの処理を非実行として新たな実行データの出力を禁
止し、ステップＳ６に移行して先実行処理を実施するこ
ととなる。図２に詳細を示す先実行処理を開始したＣＰ
Ｕ１０１は前記と同様にして不揮発性メモリ１０７の加
工プログラムから次の１ステートメントを読み込むこと
となるが（ステップＴ１）、ここで読み込まれる行番号
２のステートメントは移動指令ではなく、レーザ加工の
開始を宣言する“レーザカコウ カイシ”である。従っ
て、ＣＰＵ１０１はステップＴ２およびステップＴ５の
判別処理を経てステップＴ６の判別処理へと移行し、ベ
ーン回転フラグＦ２がセットされているか否か、即ち、
羽車７の回転駆動手段となるモータＭへの回転開始指令
が既に出力されているか否かを判別することとなる。し
かし、この時点ではベーン回転フラグＦ２は初期値０を
保持しており、ステップＴ６の判別結果が偽となるの
で、ＣＰＵ１０１は入出力インターフェイス１０９を介
してモータＭに回転開始指令を出力し、羽車７の回転を
開始させた後（ステップＴ７）、ベーン回転フラグＦ２
に１をセットする（ステップＴ８）。次いで、ＣＰＵ１
０１は、実行データとなるレーザ加工開始指令をＲＡＭ
１０６にスタックして（ステップＴ４）、当該処理周期
のプレイバック動作解析処理を終了し、再び次の処理周
期でプレイバック動作解析処理を初めから繰り返し実行
するが、動作状態記憶フラグＦ１の値に変化はないから
ステップＳ１の判別結果は再び真となり、ＣＰＵ１０１
は実行対象となっている移動指令に関する軸補間処理が
完了しているか否か、即ち、現時点で移動目標位置とな
っている教示点Ｐ［１］までの加工ヘッド１１２の送り
動作が完了しているか否かを判別することとなる（ステ
ップＳ２）。

【００１８】移動目標位置Ｐ［１］への直線位置決め移
動が完了しておらずステップＳ２の判別結果が偽であれ
ば、ＣＰＵ１０１は、軸補間処理のタスクが完了して移
動目標位置への送りが完了するまでの間、プレイバック
動作解析処理におけるステップＳ１およびステップＳ２
の判別処理とステップＳ６の先実行処理のみを繰り返し
実行し、前記と同様にして不揮発性メモリ１０７から加
工プログラムを順次１ステートメントずつ読み込んで目
標位置データ等の実行データを作成し、ＲＡＭ１０６に
スタックしてゆく。

【００１９】このようにしてステップＳ１，ステップＳ
２，ステップＳ６の処理が繰り返し実行される間に移動
目標位置Ｐ［１］への直線位置決め移動が完了してステ
ップＳ２の判別結果が真となると、ＣＰＵ１０１は、先
実行処理で作成された実行データがＲＡＭ１０６にスタ
ックされているか否かを判別するが（ステップＳ３）、
この場合、移動目標位置Ｐ［１］への直線位置決め移動
のための軸補間処理が行われる間に前述の先実行処理に
より幾つかの実行データが作成されてＲＡＭ１０６にス
タックされているのでステップＳ３の判別結果は真とな
る。そこで、ＣＰＵ１０１は図３に詳細を示すステップ
Ｓ５の本実行処理へと移行し、ＲＡＭ１０６にスタック
されている最初の実行データを１ブロック読み込み（ス
テップＵ１）、この実行データが移動指令に関するもの
であるか否かを判別することとなるが（ステップＵ
２）、この場合、読み込まれる実行データは“レーザカ
コウカイシ”のステートメントに対応するレーザ加工開
始指令である。よって、ＣＰＵ１０１はステップＵ２，
ステップＵ４の判別処理を経てステップＵ５の処理へと
移行し、入出力インターフェイス１０９を介してレーザ
加工装置１１１にプリフロー指令を出力し、アシストガ
スの供給手段を作動させてプリフローを開始させる。同
時に、ＣＰＵ１０１は経過時間測定タイマＴをスタート
させてプリフロー開始後の経過時間の測定を開始し（ス
テップＵ６）、動作状態記憶フラグＦ１にプリフローの
実行中を記憶する値１をセットして（ステップＵ７）、
当該処理周期のプレイバック動作解析処理を終了する。

【００２０】動作状態記憶フラグＦ１に１がセットされ
る結果、ＣＰＵ１０１は次周期のプレイバック動作解析
処理でステップＳ１，ステップＳ７の判別処理を経てス
テップＳ８の判別処理に移行し、羽車７の回転速度達成
のために許容された所定の待機許容時間ｔ０に経過時間
測定タイマＴの値が達しているか否かを判別する。経過
時間測定タイマＴの値が待機許容時間ｔ０の値を越えて
いなければ、ＣＰＵ１０１は、更に、経過時間測定タイ
マＴの値がプリフロー設定時間ｔ１に達しているか否か
を判別し（ステップＳ９）、プリフロー設定時間ｔ１に
も達していなければ、以下、ＣＰＵ１０１は、経過時間
測定タイマＴの値がプリフロー設定時間ｔ１に達するま
での間、次周期以降のプレイバック動作解析処理でステ
ップＳ１およびステップＳ７〜ステップＳ９の判別処理
のみを繰り返し実行する（但し、ｔ０＞ｔ１）。

【００２１】このような判別処理を繰り返し実行する間
に経過時間測定タイマＴの値がプリフロー設定時間ｔ１
に達してステップＳ９の判別結果が真となると、ＣＰＵ
１０１はステップＳ１０の判別処理へと移行して、回転
速度検出センサＲＳからの回転速度達成信号が入力され
ているか否か、即ち、羽車７の回転速度が羽１０，１
０，…で汚染物質８を払い除けるに足る回転速度に達し
ているか否かを判別する（ステップＳ１０）。この段階
で回転速度検出センサＲＳからの回転速度達成信号が入
力されていなければ、ＣＰＵ１０１は当該処理周期のプ
レイバック動作解析処理を終了し、以下、回転速度検出
センサＲＳからの回転速度達成信号の入力が検出される
か、もしくは、経過時間測定タイマＴの値が所定の待機
許容時間ｔ０を越えるまでの間、次周期以降のプレイバ
ック動作解析処理でステップＳ１およびステップＳ７〜
ステップＳ１０の判別処理のみを繰り返し実行すること
となる。

【００２２】そして、経過時間測定タイマＴの値が所定
の待機許容時間ｔ０を越えるまでの間に回転速度検出セ
ンサＲＳからの回転速度達成信号の入力が検出された場
合、即ち、ステップＳ１０の判別結果が真となった場合
には、ＣＰＵ１０１はレーザの出射による溶融加工の開
始が可能となったものと判断し、動作状態記憶フラグＦ
１に加工ヘッド１１２の送り動作を許容する値０をセッ
トして（ステップＳ１１）、レーザ加工装置１１１にレ
ーザ加工指令を出力し、レーザ発振器を作動させてレー
ザビームの出射を開始させ（ステップＳ１２）、当該処
理周期のプレイバック動作解析処理を終了する。また、
経過時間測定タイマＴの値が所定の待機許容時間ｔ０に
達しても回転速度検出センサＲＳからの回転速度達成信
号の入力が検出されない場合、即ち、ステップＳ８の判
別結果が真となった場合には、ＣＰＵ１０１は、羽車７
や駆動手段であるモータＭに異常が生じているために所
定の回転速度を達成することができない状態となってい
るものと見做し、異常を知らせるアラームを出力して警
報装置等を作動させた後、処理を停止する。

【００２３】経過時間測定タイマＴの値が所定の待機許
容時間ｔ０を越えるまでの間に回転速度検出センサＲＳ
からの回転速度達成信号の入力が検出された場合には動
作状態記憶フラグＦ１に０がセットされるため、次周期
のプレイバック動作解析処理におけるステップＳ１の判
別結果が真となる。また、この時点では移動目標位置Ｐ
［１］への直線位置決め移動も既に完了しておりステッ
プＳ２の判別結果も真となるため、ＣＰＵ１０１は、次
いで、先実行処理で作成された実行データがＲＡＭ１０
６にスタックされているか否かを判別することとなる
（ステップＳ３）。そして、行番号３以降のステートメ
ントに対応する実行データが既に先実行処理で作成され
てＲＡＭ１０６にスタックされていればＣＰＵ１０１は
スタックされた先頭の実行データに基づき、また、スタ
ックされていなければ前記と同様にして不揮発性メモリ
１０７から次の加工プログラムを１ステートメント分だ
け読み込んで新たに実行データを作成し（ステップＳ
４）、該実行データに基づいて前記と同様にしてステッ
プＳ５の本実行処理を実行することとなる。この例では
行番号３の“チョクセン Ｐ［２］１００mm/sec ナメ
ラカ１００”に対応する実行データが読み込まれるが
（ステップＵ１）、この実行データは教示点Ｐ［２］へ
の直線加工移動を示す移動指令であるからステップＵ２
の判別結果が真となる。そこで、ＣＰＵ１０１は教示点
Ｐ［１］から教示点Ｐ［２］への直線加工移動を示す実
行データを目標位置データとして軸補間処理のタスクに
引き渡し（ステップＵ３）、軸補間処理のタスクにより
現在位置Ｐ［１］から目標位置Ｐ［２］への直線加工移
動を開始させる。また、ＲＡＭ１０６に他の実行データ
がスタックされていれば、各実行データをスタック先頭
に向けて１ランクずつシフトさせる。

【００２４】ステップＳ５の本実行処理を終了したＣＰ
Ｕ１０１は当該処理周期のプレイバック動作解析処理を
終了し、再び次の処理周期でプレイバック動作解析処理
を初めから繰り返し実行するが、動作状態記憶フラグＦ
１の値に変化はないからステップＳ１の判別結果は再び
真となる。以下、ＣＰＵ１０１は、実行対象となってい
る移動指令に関する軸補間処理が完了しているか否か
（ステップＳ２）、および、ＲＡＭ１０６内に実行デー
タがスタックされているか否かにより（ステップＳ
３）、次の移動を実施するための目標位置データの引き
渡し等に関する処理を行う本実行処理（ステップＳ５）
や、該本実行処理で用いる実行データを作成するための
先実行処理（ステップＳ４）を各処理周期毎に選択的に
実施し、教示点Ｐ［１］から教示点Ｐ［２］までの直線
加工移動および教示点Ｐ［２］から教示点Ｐ［３］への
直線位置決め移動を軸補間処理のタスクにより実施させ
ることとなる。

【００２５】そして、教示点Ｐ［３］への直線位置決め
移動が完了したことが以降のプレイバック動作解析処理
におけるステップＳ２の判別処理で確認され、ステップ
Ｓ５の本実行処理が開始されると、ＣＰＵ１０１は行番
号５のステートメントである“レーザカコウ シュウリ
ョウ”に対応してステップＳ６もしくはステップＳ４の
処理で作成されたレーザ加工終了指令の実行データをＲ
ＡＭ１０６のスタックから読み込み（ステップＵ１）、
この実行データが移動指令に関するものであるか否かを
判別することとなる（ステップＵ２）。この場合、読み
込まれる実行データはレーザ加工終了指令であるから、
ＣＰＵ１０１はステップＵ２，ステップＵ４，ステップ
Ｕ８の判別処理を経てステップＵ９の処理へと移行し、
入出力インターフェイス１０９を介してレーザ加工装置
１１１にレーザ加工停止指令を出力し、レーザ発振器の
作動を停止してレーザビームの実質的な出射を停止させ
る（小出力に切り替える場合もある）。同時に、ＣＰＵ
１０１は経過時間測定タイマＴをスタートさせてレーザ
加工停止後のアフタフロー時間の測定を開始し（ステッ
プＵ１０）、動作状態記憶フラグＦ１にアフタフローの
実行中を記憶する値２をセットして（ステップＵ１
１）、当該処理周期のプレイバック動作解析処理を終了
する。

【００２６】動作状態記憶フラグＦ１に２がセットされ
る結果、ＣＰＵ１０１は次周期のプレイバック動作解析
処理でステップＳ１，ステップＳ７の判別処理を経てス
テップＳ１３の判別処理に移行し、経過時間測定タイマ
Ｔの値がアフタフロー設定時間ｔ２に達しているか否か
を判別する。経過時間測定タイマＴの値がアフタフロー
設定時間ｔ２に達していなければ、以下、ＣＰＵ１０１
は、経過時間測定タイマＴの値がアフタフロー設定時間
ｔ２に達するまでの間、次周期以降のプレイバック動作
解析処理でステップＳ１，ステップＳ７，ステップＳ１
３の判別処理のみを繰り返し実行し、アフタフロー設定
時間ｔ２が経過するまで待機する。

【００２７】そして、このような判別処理を繰り返し実
行する間に経過時間測定タイマＴの値がアフタフロー設
定時間ｔ２に達してステップＳ１３の判別結果が真とな
ると、ＣＰＵ１０１はステップＳ１４の判別処理へと移
行してレーザ加工装置１１１にフロー停止指令を出力し
てアシストガス供給手段の作動を停止させ、再び、動作
状態記憶フラグＦ１に初期値０をセットして（ステップ
Ｓ１５）、当該処理周期のプレイバック動作解析処理を
終了する。

【００２８】次周期のプレイバック動作解析処理ではス
テップＳ１およびステップＳ２の判別結果が共に真とな
るため、ステップＳ５の本実行処理では、行番号６のス
テートメントである“［シュウリョウ］”に対応してス
テップＳ６もしくはステップＳ４の処理で作成されたプ
ログラム終了指令の実行データがＲＡＭ１０６のスタッ
クから読み込まれる（ステップＵ１）。この場合、読み
込まれる実行データはプログラムエンドを示す終了指令
であるから、ＣＰＵ１０１はステップＵ２，ステップＵ
４，ステップＵ８，ステップＵ１２の判別処理を経てス
テップＵ１３の処理へと移行し、入出力インターフェイ
ス１０９を介してモータＭに回転停止指令を出力し、羽
車７の回転を停止させて全ての加工動作を完了すること
となる。

【００２９】なお、本実行処理において移動指令，レー
ザ加工開始指令，レーザ加工終了指令，プログラム終了
指令以外の実行データ、例えば、外部機器のＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御等のための実行データが読み込まれた場合には、
ステップＵ１４の処理により従来と同様にして処理され
る。

【００３０】以上に述べたように、本実施例のプレイバ
ック動作解析処理によれば、外部機器をＯＮ／ＯＦＦ制
御するための汎用指令であるＤＯ［１］＝オンやＤＯ
［１］＝オフ等を独立定義して羽車７の回転制御を行う
必要がなく、レーザ加工プログラムの作成に必須とされ
るレーザ加工開始指令やプログラム終了指令を利用して
羽車７の回転制御を行うようにしているので、指令コー
ドの未設定や設定ミス等によって光学部品の保護に必要
とされる羽車７の回転制御に不都合が生じることはな
い。

【００３１】また、実行データを作成する前処理工程で
ある先実行処理でレーザ加工指令を検出した時点でモー
タＭに回転駆動指令を出力することにより、レーザ加工
開始位置への移動のための軸補間処理が行われる間の空
時間を羽車７の回転加速時間として利用するようにして
いるので、位置決め完了後に初めて羽車７の回転を開始
する従来の制御方法に比べて回転速度達成のためのロス
タイムを短縮することができる。しかも、レーザ加工終
了指令ではなくプログラム終了指令を以て羽車７の回転
を停止するようにしているため、レーザ加工終了指令に
よりレーザビームの出射が一旦停止された場合であって
も羽車７の回転はそのまま保持される。従って、レーザ
加工開始指令が検出される毎に改めて羽車７を回転加速
するといった必要がなく、全体としてのサイクルタイム
が一層短縮される。

【００３２】しかも、羽車７の回転が所定の回転速度に
達したことを確認してから実質的なレーザ加工作業を開
始するようにしているので、回転速度の不良によって光
学部品に生じる汚染の被害が未然に防止される。

【００３３】

【発明の効果】本発明のレーザ加工制御方法はレーザ加
工プログラムの作成に必須とされるレーザ加工開始指令
により羽車の回転制御を行うようにしているので、外部
機器をＯＮ／ＯＦＦ制御するための汎用指令を利用して
羽車の回転を制御する従来のレーザ加工制御方法のよう
に指令コードの未設定や設定ミス等によって生じる動作
異常、例えば、羽車が未回転のままレーザ加工が開始さ
れて光学部品に汚染物質が付着するといった事故や加工
プログラムが完了しても羽車が停止しないといった異常
の発生を未然に防止することができる。

【００３４】また、レーザ加工動作を行うための実行デ
ータを作成する前処理工程でレーザ加工指令が検出され
た時点で回転駆動手段に回転駆動指令を出力することに
より、レーザ加工開始位置への移動が行われる間の空時
間で羽車の回転を加速するようにしているので、位置決
め完了後に初めて羽車の回転を開始する従来の制御方法
に比べ、回転速度達成のための実質的なロスタイムを短
縮することができる。

【００３５】しかも、羽車の回転が所定の回転速度に達
したことを確認してから実質的なレーザ加工作業を開始
するようにしているので、羽車の回転速度の不良によっ
て光学部品に生じる汚染の被害が未然に防止され、ま
た、回転駆動指令の出力後所定の時間が経過しても羽車
の回転が所定の回転速度に達しない場合にはアラームが
出力されるようになっているので、回転駆動手段や羽車
の異常を容易に検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のレーザ加工装置によるプレ
イバック動作解析処理の概略を示すフローチャートであ
る。

【図２】プレイバック動作解析処理における先実行処理
の要部を示すフローチャートである。

【図３】プレイバック動作解析処理における本実行処理
の要部を示すフローチャートである。

【図４】プレイバック動作解析処理の概略を示すフロー
チャートの続きである。

【図５】同実施例のレーザ加工装置の要部を概略で示す
側断面図である。

【図６】同実施例のレーザ加工装置の制御部を兼ねるロ
ボットコントローラの要部を概略で示すブロック図であ
る。

【図７】高速回転する羽車を備えた従来のレーザ加工装
置の要部を概略で示す側断面図である。

【符号の説明】

２ ミラー（導光路を構成する光学部品） ３ 放物鏡（導光路を構成する光学部品） ４ 被加工物 ７ 羽車 １０ 羽 １００ ロボットコントローラ（レーザ加工装置の制御
部） １０１ マイクロプロセッサ １０２ ＲＯＭ １０６ ＲＡＭ １０７ 不揮発性メモリ １０８ 軸制御器 １０９ 入出力インターフェイス １１０ サーボ回路 １１１ レーザ加工装置 １１２ 加工ヘッド １１３ 産業用ロボット Ｍ モータ（回転駆動手段） ＲＳ 回転速度検出センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザビームの導光路を構成する光学部
   品と被加工物との間に設けられた羽車と、該羽車を高速
   で回転する回転駆動手段とを備えたレーザ加工装置のレ
   ーザ加工制御方法において、加工プログラムを解析して
   レーザ加工動作を行うための実行データを作成する前処
   理工程でレーザ加工指令が検出されると前記回転駆動手
   段に回転駆動指令を出力し、所定時間内に前記羽車が所
   定回転速度に達したことが検出されるとレーザ加工を開
   始させる一方、前記所定時間が経過しても羽車が所定回
   転速度に達しないとアラームを出すことを特徴とするレ
   ーザ加工制御方法。