JPH0714559B2 - Ｃｎｃレーザ加工機の姿勢制御装置 - Google Patents
Ｃｎｃレーザ加工機の姿勢制御装置Info
- Publication number
- JPH0714559B2 JPH0714559B2 JP62321115A JP32111587A JPH0714559B2 JP H0714559 B2 JPH0714559 B2 JP H0714559B2 JP 62321115 A JP62321115 A JP 62321115A JP 32111587 A JP32111587 A JP 32111587A JP H0714559 B2 JPH0714559 B2 JP H0714559B2
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- JP
- Japan
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- axis
- laser beam
- control device
- nozzle
- cnc
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-
- 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
- B23K26/10—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece using a fixed support, i.e. involving moving the laser beam
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Lasers (AREA)
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の
姿勢を加工面に対して制御するCNCレーザ加工機の姿勢
制御装置に関し、特にβ軸の連れ回りを自動的に補正す
るようにしたCNCレーザ加工機の姿勢制御装置に関す
る。
姿勢を加工面に対して制御するCNCレーザ加工機の姿勢
制御装置に関し、特にβ軸の連れ回りを自動的に補正す
るようにしたCNCレーザ加工機の姿勢制御装置に関す
る。
レーザ発振器と数値制御装置（CNC）を結合したCNCレー
ザ加工機が広く使用されるようになってきた。そして、
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
おり、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。
ザ加工機が広く使用されるようになってきた。そして、
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
おり、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、Ｘ、Ｙ、Ｚ
軸の制御以外に先端のノズルの制御を行う必要がある。
このような、ノズルの制御にはノズルを直角座標系での
動きをさせる場合と、後述するα軸とβ軸を制御する方
式がある。
軸の制御以外に先端のノズルの制御を行う必要がある。
このような、ノズルの制御にはノズルを直角座標系での
動きをさせる場合と、後述するα軸とβ軸を制御する方
式がある。
直角座標系での制御方式は、機械的な機構は簡単である
が、制御が複雑で、高速加工には適していない。α軸と
β軸を制御する方式は機械的な構成はやや複雑である
が、α軸とβ軸を回転してもノズルの先端の座標が変化
しないので、制御が簡単で広く使用されている。
が、制御が複雑で、高速加工には適していない。α軸と
β軸を制御する方式は機械的な構成はやや複雑である
が、α軸とβ軸を回転してもノズルの先端の座標が変化
しないので、制御が簡単で広く使用されている。
第３図に従来のノズル部の部分構成図を示す。図におい
て、31はα軸を制御する部材であり、32はβ軸を制御す
る回転軸である。レーザビーム30はこれらの部材の中心
を通過して、図示されていない反射ミラーによって、ノ
ズル33の先端へ導かれる。
て、31はα軸を制御する部材であり、32はβ軸を制御す
る回転軸である。レーザビーム30はこれらの部材の中心
を通過して、図示されていない反射ミラーによって、ノ
ズル33の先端へ導かれる。
しかし、このような従来の構成では、一般に機構的な構
成で、α軸とβ軸を同時に指令すると、β軸がα軸の動
きによって、連れ回りを発生し、この連れ回り分を常に
補正する必要がある。このために、プログラマは常にこ
の連れ回りによる補正分を計算してプログラムを作成す
る必要があり、その計算が複雑で、時間もかかるという
問題点がある。
成で、α軸とβ軸を同時に指令すると、β軸がα軸の動
きによって、連れ回りを発生し、この連れ回り分を常に
補正する必要がある。このために、プログラマは常にこ
の連れ回りによる補正分を計算してプログラムを作成す
る必要があり、その計算が複雑で、時間もかかるという
問題点がある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、β
軸の連れ回りを自動的に補正するようにしたCNCレーザ
加工機の姿勢制御装置を提供することを目的とする。
軸の連れ回りを自動的に補正するようにしたCNCレーザ
加工機の姿勢制御装置を提供することを目的とする。
本発明では上記の問題点を解決するために、 ３次元加工を行うCNCレーザ加工機のノズルの姿勢を加
工面に対して制御するCNCレーザ加工機の姿勢制御装置
において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸を直角座標系で制御する
制御手段と、前記Ｚ軸に対する回転軸であって、ノズル
の回転のα軸を制御するα軸制御手段と、前記Ｚ軸に対
して所定の傾斜を有する軸に対する回転軸であって、ノ
ズルの姿勢用のβ軸を制御するβ軸制御手段と、前記α
軸とβ軸が同時に指令されたときに、β軸の連れ回り分
を補正する補正手段と、を具備することを特徴とするCN
Cレーザ加工機の姿勢制御装置が、提供される。
工面に対して制御するCNCレーザ加工機の姿勢制御装置
において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸を直角座標系で制御する
制御手段と、前記Ｚ軸に対する回転軸であって、ノズル
の回転のα軸を制御するα軸制御手段と、前記Ｚ軸に対
して所定の傾斜を有する軸に対する回転軸であって、ノ
ズルの姿勢用のβ軸を制御するβ軸制御手段と、前記α
軸とβ軸が同時に指令されたときに、β軸の連れ回り分
を補正する補正手段と、を具備することを特徴とするCN
Cレーザ加工機の姿勢制御装置が、提供される。
α軸の動きによるβ軸の連れ回り分は、数値制御装置
（CNC）内部の補正手段によって、自動的に補正される
ので、プログラムは連れ回り分について考慮することな
くプログラムを作成することができる。
（CNC）内部の補正手段によって、自動的に補正される
ので、プログラムは連れ回り分について考慮することな
くプログラムを作成することができる。
〔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図に本発明の一実施例のノズル部の部分構成図を示
す。図において、１はα軸を駆動するα軸用サーボモー
タ、２はβ軸を駆動するβ軸用サーボモータである。３
はレーザビームであり、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。
す。図において、１はα軸を駆動するα軸用サーボモー
タ、２はβ軸を駆動するβ軸用サーボモータである。３
はレーザビームであり、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。
β軸は、β軸用サーボモータ２の回転がギア6a、6bによ
って軸７を回転させ、傘歯歯車8a、8bによって軸９を回
転させ、さらに傘歯歯車10a、10bによって、軸11が回転
することによって制御される。
って軸７を回転させ、傘歯歯車8a、8bによって軸９を回
転させ、さらに傘歯歯車10a、10bによって、軸11が回転
することによって制御される。
しかし、α軸用サーボモータ１が回転して、部材５が回
転すると、軸９もα軸回りに回転して、傘歯歯車8aと8b
の関係が、回転していまい、α軸の動きによって、βが
連れ回りを起こす。本発明はこのような連れ回りを自動
的に補正して、指令が簡単になるようにするものであ
る。
転すると、軸９もα軸回りに回転して、傘歯歯車8aと8b
の関係が、回転していまい、α軸の動きによって、βが
連れ回りを起こす。本発明はこのような連れ回りを自動
的に補正して、指令が簡単になるようにするものであ
る。
第１図に本発明の一実施例のCNCレーザ加工機用の数値
制御装置（CNC）のブロック図を示す。図において、20
は指令であり、それぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、α軸及びβ
軸の指令（X,Y,Z,A,B）がされる。勿論、総ての軸が常
に全軸指令されるわけではないが、ここでは説明のため
に全軸が指令されているものとする。
制御装置（CNC）のブロック図を示す。図において、20
は指令であり、それぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、α軸及びβ
軸の指令（X,Y,Z,A,B）がされる。勿論、総ての軸が常
に全軸指令されるわけではないが、ここでは説明のため
に全軸が指令されているものとする。
21は分配手段であり、公知の数値制御装置（CNC）にお
けるパルス分配手段が使用される。パルス分配は微小な
一定時間ごとに、各軸の移動量ｘ、ｙ、ｚ、ａ、ｂとし
て分配パルスを出力する。
けるパルス分配手段が使用される。パルス分配は微小な
一定時間ごとに、各軸の移動量ｘ、ｙ、ｚ、ａ、ｂとし
て分配パルスを出力する。
22は分配されたパルスを一時格納するバッファである。
23はβ軸の連れ回り分を補正するための補正手段であ
り、β軸の指令ｂに対して、α軸の動きによる連れ回り
分ａを補正して、ｂ−ａをβ軸の指令とする。
23はβ軸の連れ回り分を補正するための補正手段であ
り、β軸の指令ｂに対して、α軸の動きによる連れ回り
分ａを補正して、ｂ−ａをβ軸の指令とする。
24はサーボアンプであり、指令値を増幅して、サーボモ
ータを駆動する。25はサーボモータを含めた機械であ
り、XYテーブル、Ｚ軸は制御するヘッド制御機構、α軸
及びβ軸を制御する機構から構成されている。
ータを駆動する。25はサーボモータを含めた機械であ
り、XYテーブル、Ｚ軸は制御するヘッド制御機構、α軸
及びβ軸を制御する機構から構成されている。
26は表示装置であり、バッファ22からの出力をそれぞれ
積算した、Σｘ、Σｙ、Σｚ、Σａ及びΣｂが表示され
る。従って、表示は指令値と一致している。
積算した、Σｘ、Σｙ、Σｚ、Σａ及びΣｂが表示され
る。従って、表示は指令値と一致している。
次にフォローアップについて述べる。一般に完全なクロ
ーズループで構成されていない限り、電源切断後に各軸
が完全にロックされないので、電源再投入後に原点復帰
を行う必要があるが、サーボモータ等の位置情報をフォ
ローアップしておいて、電源投入時に電源切断後の移動
量を計算して置けば原点復帰を行う必要がない。しか
し、β軸に関しては、フォローアップについて、連れ回
りによりα軸の移動を補正する必要がある。
ーズループで構成されていない限り、電源切断後に各軸
が完全にロックされないので、電源再投入後に原点復帰
を行う必要があるが、サーボモータ等の位置情報をフォ
ローアップしておいて、電源投入時に電源切断後の移動
量を計算して置けば原点復帰を行う必要がない。しか
し、β軸に関しては、フォローアップについて、連れ回
りによりα軸の移動を補正する必要がある。
従って、機械側からのα軸のフォローアップ量をa1、β
軸のフォローアップ量をb1としたとき、 a1をα軸のフォローアップ量ａ a1＋b1をβ軸のフォローアップ量ｂ とすることにより、β軸の連れ回り分を補正することが
できる。
軸のフォローアップ量をb1としたとき、 a1をα軸のフォローアップ量ａ a1＋b1をβ軸のフォローアップ量ｂ とすることにより、β軸の連れ回り分を補正することが
できる。
以上の説明では、自動運転の指令について述べたが、手
動運転の移動についても同様に処理することができる。
動運転の移動についても同様に処理することができる。
以上説明したように本発明では、CNCレーザ加工機のノ
ズルの姿勢制御で、α軸の移動によるβ軸の連れ回り分
を自動的に補正するように構成したので、プログラム作
成時に連れ回りを考える必要がなく、プログラムの作成
が簡単になる。
ズルの姿勢制御で、α軸の移動によるβ軸の連れ回り分
を自動的に補正するように構成したので、プログラム作
成時に連れ回りを考える必要がなく、プログラムの作成
が簡単になる。
第１図は本発明の一実施例のCNCレーザ加工機用の数値
制御装置（CNC）のブロック図、 第２図は本発明の一実施例のノズルを制御するための部
分構成図、 第３図は従来のノズルの部分構成図である。 １……α軸用サーボモータ ２……β軸用サーボモータ ３……レーザビーム 12……ノズル 21……分配手段 23……補正手段 25……機械 26……表示装置 Ａ……α軸の指令値 ａ……α軸の分配パルス Ｂ……β軸の指令値 ｂ……β軸の分配パルス
制御装置（CNC）のブロック図、 第２図は本発明の一実施例のノズルを制御するための部
分構成図、 第３図は従来のノズルの部分構成図である。 １……α軸用サーボモータ ２……β軸用サーボモータ ３……レーザビーム 12……ノズル 21……分配手段 23……補正手段 25……機械 26……表示装置 Ａ……α軸の指令値 ａ……α軸の分配パルス Ｂ……β軸の指令値 ｂ……β軸の分配パルス
Claims (2)
- 【請求項１】３次元加工を行うCNCレーザ加工機のノズ
ルの姿勢を加工面に対して制御するCNCレーザ加工機の
姿勢制御装置において、 Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸を直角座標系で制御する制御手段
と、 前記Ｚ軸に対する回転軸であって、ノズルの回転のα軸
を制御するα軸制御手段と、 前記Ｚ軸に対して所定の傾斜を有する軸に対する回転軸
であって、ノズルの姿勢用のβ軸を制御するβ軸制御手
段と、 前記α軸とβ軸が同時に指令されたときに、β軸の連れ
回り分を補正する補正手段と、 を具備することを特徴とするCNCレーザ加工機の姿勢制
御装置。 - 【請求項２】α軸とβ軸をフォローアップするとき、β
軸のフォローアップ量にα軸のフォローアップ量を加算
する補正を行うフォローアップ補正手段を有することを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のCNCレーザ加工
機の姿勢制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62321115A JPH0714559B2 (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | Ｃｎｃレーザ加工機の姿勢制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62321115A JPH0714559B2 (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | Ｃｎｃレーザ加工機の姿勢制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01162592A JPH01162592A (ja) | 1989-06-27 |
| JPH0714559B2 true JPH0714559B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=18128988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62321115A Expired - Fee Related JPH0714559B2 (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | Ｃｎｃレーザ加工機の姿勢制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0714559B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03281083A (ja) * | 1990-03-29 | 1991-12-11 | Fanuc Ltd | Ｃｎｃレーザ加工機の姿勢制御方式 |
| JP3267734B2 (ja) * | 1993-04-14 | 2002-03-25 | ファナック株式会社 | Ｃｎｃレーザ加工機 |
| US6617544B1 (en) | 2000-05-19 | 2003-09-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Control apparatus for a three-dimensional laser working machine and three-dimensional laser working machine |
| SE532695C2 (sv) * | 2008-02-25 | 2010-03-16 | Igems Software Ab | Verktygshållare |
| CN116213961B (zh) * | 2023-05-09 | 2023-07-07 | 深圳市恒鑫通智能精密科技有限公司 | 一种五金零部件加工用激光切割设备 |
-
1987
- 1987-12-18 JP JP62321115A patent/JPH0714559B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01162592A (ja) | 1989-06-27 |
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Legal Events
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