JPH0715179U - ビーム切断加工機のビーム径オフセット補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 切断方向にかかわらずに精度良く補正が行え
て加工精度の向上が図れるものとする。 【構成】 このビーム径オフセット補正装置は、レーザ
またはプラズマビームによる切断加工機１に適用され
る。この切断加工機１において、ワーク表面におけるビ
ーム断面形状を楕円として近似させた場合の長径，短
径，および傾き角度のデータＤ１，Ｄ２，αを設定する
記憶手段１９を設ける。また、ＮＣ装置１４の演算制御
部１４には、加工プログラム１３の軸送り指令１３ａを
送り方向に応じて前記設定データＤ１，Ｄ２，αにより
補正するビーム径オフセット補正手段２０を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、レーザまたはプラズマで板金等を加工するビーム切断加工機のビ ーム径オフセット補正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、レーザまたはプラズマによる切断加工機において、レーザやプラズマビ ームによる切断幅を意識して加工プログラムを作成しなくても良いように、ビー ム径のオフセット補正機能がＮＣ装置に備えられている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、従来のビーム径のオフセット機能は、ビームを真円として考えたもの であって、その直径または半径データしか入力設定できず、高精度の加工が行え ない。すなわち、ビームの断面形状は、実際には真円度が十分に高いものではな く、あるいはアシストガス等の影響により加工形状が真円にならないと考えられ る。そのため、前記のオフセット機能を用いて加工した場合、縦方向と横方向と で異なる寸法に加工される。例えば、レーザビームの直径が０．３mmである場合 に、ワーク座標の縦方向と横方向とで２０〜１００μｍ程度の差が生じることが ある。

【０００４】 この考案の目的は、切断方向にかかわらずに精度良く補正が行えて加工精度の 向上が図れるビーム切断加工機のビーム径オフセット補正装置を提供することで ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

この考案の構成を図１に基づいて説明する。このビーム径オフセット補正装置 は、レーザまたはプラズマビームによる切断加工機（１）に適用される。この切 断加工機（１）において、ワーク表面におけるビーム（ＬＢ）の断面形状を楕円 として近似させた場合の楕円形状および楕円傾き角度の特定データ（Ｄ１，Ｄ２ ，α）を設定する記憶手段（１９）と、加工プログラム（１３）の軸送り指令（ １３ａ）を送り方向に応じて前記設定データ（Ｄ１，Ｄ２，α）により補正する ビーム径オフセット補正手段（２０）とを設ける。楕円形状特定データ（Ｄ１， Ｄ２）は、例えば長径および短径データとする。

【０００６】

【作用】

この構成によると、ビーム断面形状を楕円に近似させた場合の形状，角度の特 定データ（Ｄ１，Ｄ２，α）を記憶手段（１９）に設定しておくことにより、送 り方向に応じて前記楕円近似設定データ（Ｄ１，Ｄ２，α）で軸送り量あるいは 送り速度が補正される。そのため、ビーム断面形状が一般的に生じ易い楕円状の 歪みを生じていても、切断方向にかかわらずに適正なビーム径オフセット補正が 行われる。

【０００７】

【実施例】

この考案の一実施例を図１ないし図３に基づいて説明する。ビーム切断加工機 １はレーザ加工機からなり、発振器２からダクト３で導かれたレーザビームＬＢ を板状ワークＷ上に照射するレーザヘッド４と、テーブル装置５と、ＮＣ装置６ とを備える。テーブル装置５は、前後（Ｙ軸方向）移動可能なキャリッジ７にク ロススライド８を横（Ｘ軸方向）移動可能に搭載し、クロススライド８にテーブ ル９上のワークＷを把持するワークホルダ１０を設けたものである。クロススラ イド８およびキャリッジ７は、各々ボールねじを介してＸ軸サーボモータ１１お よびＹ軸サーボモータ１２により進退駆動される。

【０００８】 ＮＣ装置６は、加工プログラム１３を演算制御部１４で実行してプログラマブ ルコントローラ（図示せず）と共にビーム切断加工機１を制御するコンピュータ 制御式のものである。演算制御部１４は、中央処理装置（ＣＰＵ）と記憶装置と で構成される。演算制御部１６における軸送り制御手段１６は、加工プログラム １３の軸送り指令１３ａに従って各軸サーボモータ１１，１２のサーボコントロ ーラ１７，１８に軸送り指令を出力する手段である。

【０００９】 このような基本構成のＮＣ装置６において、この考案のビーム径オフセット補 正装置を構成するビーム断面データ記憶手段１９と、ビーム径オフセット補正手 段２０とが設けてある。 ビーム断面データ記憶手段１９は、スタティックラムの所定の記憶領域等から なり、レーザビームＬＢのワーク表面における断面形状を楕円として近似させた 場合の長径Ｄ１（図２）、短径Ｄ２、および傾き角度αが各々設定される。設定 値は、操作盤（図示せず）からオペレータの操作で入力および更新自在としてあ る。 ビーム径オフセット補正手段２０は、加工プログラム１３の軸送り指令１３ａ を送り方向に応じて前記各設定データＤ１，Ｄ２，αにより補正する手段であり 、所定の補正演算式の記述された制御プログラムとその実行手段とからなる。

【００１０】 上記構成の動作を説明する。ビーム断面データ記憶手段１９には、予めレーザ ビーム断面の長径Ｄ１、短径Ｄ２、および傾き角度αのデータを各々設定してお く。これらのデータは、例えば実際にワークＷを各種の方向に沿って切断したと きの切断幅を計測し、その計測値から、ビーム断面が楕円であると過程して算出 した値とする。図２に示すビーム断面形状では、Ｘ軸方向に沿う切断線の場合は 切断幅（ビーム幅）がＹ１、Ｙ軸方向に沿う切断線の場合は切断幅（ビーム幅） がＸ１となるが、このような座標軸方向に沿う切断の場合の切断幅と、斜めに切 断したときの切断幅とから前記のビーム断面データＤ１，Ｄ２，αを計算する。 なお、この計算結果は、何度かの計測を行って平均値演算等の統計的処理を施し て得ることが望ましい。

【００１１】 加工プログラム１３は、ビームＬＢによる切断幅を考慮せずに、製品形状に沿 った切断線となるように各軸の送り指令１３化歩を記述し、かつ切断線の両側に おけるいずれの側が製品となるかのデータを付加しておく。 この加工プログラム１３を実行する際に、ビーム径オフセット補正手段２０は ビーム断面データ記憶手段１９の記憶データＤ１，Ｄ２，αに従って所定の補正 演算を行い、ビーム径補正、すなわちビーム径に応じた送り位置の補正を行う。 これにより、加工プログラム１３に記述した希望の形状の製品に切断加工が行わ れる。

【００１２】 例えば、図３（Ａ）に示すように、ワークＷに斜線を施した側が製品となるよ うにＸ軸方向に沿う切断線Ｌ１とＹ軸方向に沿う切断線Ｌ２の切断加工を行う場 合、この切断線Ｌ１，Ｌ２の座標による送り指令１３ａを加工プログラム１３に 記述しておく。この加工プログラム１３を実行する際に、その軸送り指令１３ａ につき、Ｙ軸方向の切断幅については、前記のＹ１のビーム幅の１／２のオフセ ット値ｙ１だけレーザビームＬＢの断面の中心が切断線Ｌ１からずれるようにビ ーム径オフセット補正が行われる。また、Ｘ軸方向の切断幅については、前記の Ｘ１のビーム幅の１／２のオフセット値ｘ１だけレーザビームＬＢの断面の中心 が切断線Ｌ２からずれるようにビーム径オフセット補正が行われる。

【００１３】 図３（Ｂ）のように、Ｘ軸から傾き角度θだけ傾いた切断線Ｌ３に沿って切断 加工する場合は、ビーム径オフセット補正手段２０は、その傾き角度θに応じた Ｘ軸方向およびＹ軸方向のオフセット値ｘ２，ｙ２をビーム断面データＤ１，Ｄ ２，αから演算し、オフセット補正を行う。これにより、ビームＬＢによる切断 幅Ｂに応じた適正な補正が行われる。曲線加工の場合は、図３（Ｂ）の斜め方向 の切断と同様なオフセット補正を、切断位置の移動に伴って行う。

【００１４】 このように、ビーム断面形状が楕円状になっていても、切断方向にかかわらず に適正なビーム径オフセット補正が行われる。そのため、切断方向による切断幅 のばらつきが改善され、加工精度が向上する。

【００１５】 なお、前記実施例は楕円形状を特定するデータとして長径Ｄ１および短径Ｄ２ を記憶するようにしたが、別の特定データ、例えば楕円の２個の焦点の座標と、 これらの焦点から楕円輪郭線までの距離の和の値を設定するようにしても良い。 また、前記実施例ではレーザ加工機の場合につき説明したが、この考案はプラズ マ切断加工機の場合にも前記と同様に適用することができる。

【００１６】

【考案の効果】

この考案のビーム径オフセット補正装置は、ビーム断面形状を楕円として近似 させた場合の楕円形状および楕円傾き角度の特定データを設定する記憶手段と、 加工プログラムの軸送り指令を送り方向に応じて前記設定データで補正するビー ム径オフセット補正手段とを設けたため、ビーム断面形状が一般的に生じ易い楕 円状の歪みを生じていても、切断方向にかかわらずに適正なビーム径オフセット 補正が行われる。そのため、切断方向による切断幅のばらつきが改善され、加工 精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例にかかるビーム径オフセッ
ト補正装置の概念構成を示すブロック図である。

【図２】そのレーザビームの断面形状の説明図である。

【図３】同ビーム径オフセット補正装置を用いた加工例
の説明図である。

【符号の説明】

１…ビーム切断加工機、４…レーザヘッド、５…テーブ
ル装置、６…ＮＣ装置、１１，１２…サーボモータ、１
３…加工プログラム、１３ａ…軸送り指令、１６…軸送
り制御部、１９…ビーム断面データ記憶手段、２０…ビ
ーム径オフセット補正手段、Ｄ１…長径、Ｄ２…短径、
Ｌ１〜Ｌ３…切断線、ＬＢ…レーザビーム、Ｗ…ワー
ク、Ｘ１，Ｙ１…切断幅、ｘ１，ｙ１…オフセット値、
α…角度、θ…角度

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザまたはプラズマビームによる切断
   加工機において、ワーク表面におけるビーム断面形状を
   楕円として近似させた場合の楕円形状および楕円傾き角
   度の特定データを設定する記憶手段と、加工プログラム
   の軸送り指令を送り方向に応じて前記各設定データによ
   り補正するビーム径オフセット補正手段とを備えたビー
   ム切断加工機のビーム径オフセット補正装置。