JPH07185848A - Laser beam machining control device - Google Patents

Laser beam machining control device

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JPH07185848A
JPH07185848A JP5330185A JP33018593A JPH07185848A JP H07185848 A JPH07185848 A JP H07185848A JP 5330185 A JP5330185 A JP 5330185A JP 33018593 A JP33018593 A JP 33018593A JP H07185848 A JPH07185848 A JP H07185848A
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laser
acceleration
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function table
laser output
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武二 新井
Yasumasa Doi
泰正 土井
Seiji Kato
誠司 加藤
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Amada Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To realize the laser beam machining with excellent precision of the machined shape without sacrificing the machining speed by preventing generation of melt-down due to the excessive energy at a corner part or the like. CONSTITUTION:A function table storage 31 having a plurality of function tables of the laser beam output command value with the function of the machining speed command value as the accelerating function table 31a and the decelerating function table 31b is prepared, and selection of either of the accelerating function table 31a or the decelerating function table 31b is made by a laser beam output command selecting part 29 according to the acceleration detected by acceleration detecting means 21, 23. The laser beam output command value by the machining speed command value according to the relative moving speed to be detected by speed detecting means 17, 19 is read out of the selected function tables 31a, or 31b, and outputted to a laser beam oscillator 3.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はレーザ加工制御装置に関
し、特にレーザ出力を加工状態に応じて可変制御するレ
ーザ加工制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing control device, and more particularly to a laser processing control device for variably controlling a laser output according to a processing state.

【0002】[0002]

【従来の技術】数値制御装置により動作制御されるレー
ザ加工装置において、数値制御装置が解釈するNCプロ
グラムコードに従い、レーザの出射光軸に直交する平面
上にて、予め設定されたレーザ出力と送り速度のもと
に、位置制御を行って所定形状の切断などのレーザ加工
を行う場合、加工形状精度をよくするためには、CW
(連続)発振モードよりパルス発振モードが使用され
る。これは、パルス発振モードによる場合、被加工物に
対する平均入熱量がCW発振モードより少ないことか
ら、加工速度が必然的に遅くなり、これに応じて送り系
のサーボモータの追従遅れが減少し、このことによって
加工形状精度が向上するからである。
2. Description of the Related Art In a laser machining apparatus whose operation is controlled by a numerical control device, a laser output and a preset laser output are set on a plane orthogonal to an emission optical axis of a laser according to an NC program code interpreted by the numerical control device. When performing laser processing such as cutting a predetermined shape by performing position control under speed, in order to improve the processing shape accuracy, CW
The pulse oscillation mode is used rather than the (continuous) oscillation mode. This is because, in the pulse oscillation mode, the average heat input to the workpiece is smaller than that in the CW oscillation mode, so the machining speed is inevitably slowed, and the tracking delay of the servomotor of the feed system is reduced accordingly. This is because the processed shape accuracy is improved.

【0003】また位置制御は、一般に閉ループ制御方式
にて行われ、遅れ時間を含むから、精密加工において
は、遅れ時間に起因する加工誤差を低減すべく、コーナ
部や微小円弧部など、加工方向が急激に変化する部分の
加工に際して加工速度を変更することがある。またこの
加工速度の変更は、数値制御装置の演算速度、サーボモ
ータの追従遅れなどによる制限によっても行われること
がある。
The position control is generally performed by a closed loop control method and includes a delay time. Therefore, in precision machining, in order to reduce a machining error caused by the delay time, a machining direction such as a corner portion or a minute arc portion is reduced. The machining speed may be changed during the machining of the portion where a sharp change occurs. Further, the change of the machining speed may be performed due to the limitation due to the calculation speed of the numerical control device, the tracking delay of the servo motor, or the like.

【0004】またこの加工速度の変化に対応してNCプ
ログラムによりレーザ出力を変更することが行われてい
る。
Further, the laser output is changed by an NC program in response to the change in the processing speed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】複雑な形状の加工や高
い加工形状精度が必要な場合には、パルス発振モードに
て加工速度応答のレーザ出力制御が行われればよいが、
しかしこの場合には、加工速度が犠牲になり、自由度の
高い加工速度制御を行うことができない。
When a complex shape is machined or high machined shape accuracy is required, the laser output control in response to the machining speed may be performed in the pulse oscillation mode.
However, in this case, the processing speed is sacrificed, and the processing speed control with a high degree of freedom cannot be performed.

【0006】当然の結果として、高い加工形状精度を得
るためには加工速度が遅くなり、これによって加工面精
度もよくなり、これとは反対に加工形状精度が悪くても
よい場合には、加工速度を速く設定できるが、加工面精
度が悪くなる。この相関関係により、加工形状精度がよ
くて加工速度が速い加工は困難とされている。
As a natural result, in order to obtain a high processed shape accuracy, the processing speed becomes slower, which improves the processed surface accuracy. On the contrary, when the processed shape accuracy may be poor, The speed can be set faster, but the precision of the machined surface becomes worse. Due to this correlation, it is considered difficult to perform machining with high machining accuracy and high machining speed.

【0007】サーボ系の応答遅れによる加工形状精度の
悪化は、NCプログラム上にて対処することが可能であ
るが、過剰エネルギによる溶け落ちはレーザ出力を制御
することでしか対処することができない。
The deterioration of the machining shape accuracy due to the response delay of the servo system can be dealt with on the NC program, but the burn-through due to excess energy can be dealt with only by controlling the laser output.

【0008】図4は、レーザ出力を加工速度に応じて制
御しない場合、加工速度とレーザ出力との関係において
レーザ出力が過剰になる加工域が発生することを示して
おり、図5は遅れ時間に起因する位置決め遅れによる加
工遅れ部分と過剰エネルギによる溶け落ち部分の発生例
を示している。これらの図より、特にコーナ部において
溶け落ちにより形状精度が悪化することが理解されよ
う。
FIG. 4 shows that when the laser output is not controlled in accordance with the processing speed, a processing region in which the laser output becomes excessive is generated in the relationship between the processing speed and the laser output, and FIG. 5 shows the delay time. 2 shows an example of generation of a machining delay portion due to a positioning delay due to the above and a burn-through portion due to excess energy. From these figures, it can be understood that the shape accuracy is deteriorated due to the burn-through especially at the corners.

【0009】本発明は、上述の如き問題点に着目してな
されたものであり、実加工速度を直接検出してサーボ系
の追従遅れによる影響を抑え、実加工速度に応じてレー
ザの強さ(レーザ出力)を制御し、制御量を被加工物が
有する比熱の大きさに応じた割合をもって加工部に与え
ることにより、コーナ部などにおいて過剰エネルギによ
る溶け落ちが発生することを防止し、加工形状精度がよ
いレーザ加工が加工速度を大きく犠牲にすることなく行
われるようにするレーザ加工制御装置を提供することを
目的としている。
The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned problems, and directly detects the actual machining speed to suppress the influence of the tracking delay of the servo system, and the laser intensity depending on the actual machining speed. By controlling the (laser output) and giving a controlled variable to the machined part at a rate according to the magnitude of the specific heat of the workpiece, it is possible to prevent burn-through due to excess energy at the corners, etc. An object of the present invention is to provide a laser processing control device that enables laser processing with good shape accuracy to be performed without sacrificing a large processing speed.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上述の如き目的を、本発
明によれば、レーザ発振器より被加工物へ照射されるレ
ーザの光軸と被加工物との相対移動速度を検出する速度
検出手段と、レーザの光軸と被加工物との相対移動の加
速度を検出する加速度検出手段と、加工速度指令値を関
数としたレーザ出力指令値の関数テーブルを加速時用関
数テーブルと減速時用関数テーブルとして複数個有する
関数テーブルストレージと、前記加速度検出手段によっ
て検出される加速度に応じて前記加速時用関数テーブル
と前記減速時用関数テーブルの何れを使用するかを選択
設定するレーザ出力指令選択手段と、速度検出手段によ
って検出される相対移動速度に応じた加工速度指令値に
よるレーザ出力指令値を前記レーザ出力指令選択手段に
より選択された関数テーブルより読み出して前記レーザ
発振器へ出力するレーザ出力指令値を決定するレーザ出
力指令値決定手段とを有していることを特徴とするレー
ザ加工制御装置によって達成しようとするものである。
According to the present invention, the speed detecting means for detecting the relative movement speed between the optical axis of the laser beam emitted from the laser oscillator to the workpiece and the workpiece is provided. An acceleration detecting means for detecting the acceleration of relative movement between the optical axis of the laser and the workpiece, and a function table of the laser output command value with the processing speed command value as a function. Function table storage having a plurality of tables, and laser output command selecting means for selectively setting which of the acceleration function table and the deceleration function table to be used according to the acceleration detected by the acceleration detecting means. And a laser output command value based on the processing speed command value corresponding to the relative movement speed detected by the speed detection means is selected by the laser output command selection means. It is intended to be achieved by the laser machining control apparatus characterized by reading from tables and a laser output instruction value determining means for determining the laser output command value to be output to the laser oscillator.

【0011】また本発明によるレーザ加工制御装置は、
レーザ加工装置の動作を制御する数値制御装置に加工速
度指令値を関数とした加速時用関数テーブル用と減速時
用関数テーブル用のレーザ出力指令値を被加工物の条件
に応じて演算するレーザ出力指令値演算手段が設けら
れ、前記関数テーブルストレージは前記レーザ出力指令
値演算手段によりレーザ出力指令値を与えられてもよい
(外部よりも入力も可能)。
The laser processing controller according to the present invention is
A laser that calculates laser output command values for a function table for acceleration and a function table for deceleration using a machining speed command value as a function in a numerical control device that controls the operation of the laser processing device according to the condition of the workpiece. Output command value calculation means may be provided, and the function table storage may be given a laser output command value by the laser output command value calculation means (input is possible from the outside).

【0012】また本発明によるレーザ加工制御装置にお
いては、前記加速度検出手段はレーザの出射光軸と被加
工物との相対移動の加速度を直接検出する加速度センサ
により構成される。
Further, in the laser processing control apparatus according to the present invention, the acceleration detecting means is composed of an acceleration sensor for directly detecting the acceleration of relative movement between the laser emission optical axis and the workpiece.

【0013】[0013]

【作用】上述の如き構成によれば、加工速度指令値を関
数としたレーザ出力指令値の関数テーブルとして加速時
用関数テーブルと減速時用関数テーブルとを準備し、速
度検出手段によりレーザの出射光軸と被加工物との相対
移動速度、即ち実加工速度が検出され、加速度検出手段
によりレーザの出射光軸と被加工物との相対移動の加速
度、即ち速度変化量が検出され、加速度検出手段によっ
て検出される加速度に応じてレーザ出力指令選択手段に
より加速時用関数テーブルと減速時用関数テーブルが使
い分けられ、速度検出手段によって検出される相対移動
速度に応じた加工速度指令値によるレーザ出力指令値
が、選択された加速時用あるいは減速時用の関数テーブ
ルより読み出されてレーザ発振器に対し指令される。
According to the above-described structure, the function table for acceleration and the function table for deceleration are prepared as the function table of the laser output command value using the machining speed command value as a function, and the laser beam is output by the speed detecting means. The relative movement speed between the optical axis and the work piece, that is, the actual processing speed is detected, and the acceleration of the relative movement between the laser emission optical axis and the work piece, that is, the speed change amount is detected by the acceleration detecting means, and the acceleration is detected. The laser output command selecting means selectively uses the function table for acceleration and the function table for deceleration according to the acceleration detected by the means, and the laser output according to the machining speed command value according to the relative moving speed detected by the speed detecting means. The command value is read from the selected function table for acceleration or deceleration and is commanded to the laser oscillator.

【0014】これにより実加工速度の変化量を加味して
実加工速度に対応したレーザ出力制御が行われる。
As a result, the laser output control corresponding to the actual machining speed is performed in consideration of the amount of change in the actual machining speed.

【0015】[0015]

【実施例】以下に本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0016】図1は本発明によるレーザ加工制御装置の
一実施例を示している。レーザ加工装置1は、光軸固定
型のレーザ加工装置であり、レーザ発振器3と、レーザ
発振器3よりのレーザの光軸Lに垂直に交差する直交テ
ーブル面に沿って被加工物WをX軸方向とY軸方向の各
々に位置決め駆動するX軸サーボモータ5とY軸サーボ
モータ7とを有している。
FIG. 1 shows an embodiment of a laser processing controller according to the present invention. The laser processing apparatus 1 is a laser processing apparatus of a fixed optical axis, which is configured to move the workpiece W along the X axis along a laser oscillator 3 and an orthogonal table surface perpendicular to the optical axis L of the laser emitted from the laser oscillator 3. It has an X-axis servomotor 5 and a Y-axis servomotor 7 which positionally drive in each of the direction and the Y-axis direction.

【0017】レーザ発振器3は、数値制御装置9よりレ
ーザ出力指令が与えられると共にレーザ出力制御装置1
1よりレーザ出力指令値が与えられ、レーザ出力指令値
に応じたレーザ出力を行う。
The laser oscillator 3 receives a laser output command from the numerical controller 9 and the laser output controller 1
A laser output command value is given from 1, and laser output is performed according to the laser output command value.

【0018】数値制御装置9は、NCプログラムを解釈
し、X軸サーボモータ5のドライバである軸送り駆動部
13にX軸送り指令を、Y軸サーボモータ7のドライバ
である軸送り駆動部15にY軸送り指令を各々出力す
る。
The numerical controller 9 interprets the NC program, issues an X-axis feed command to the axis feed drive unit 13 which is a driver of the X-axis servo motor 5, and an axis feed drive unit 15 which is a driver of the Y-axis servo motor 7. The Y-axis feed command is output to each.

【0019】レーザ加工装置1の直交テーブル面部分に
は、レーザ発振器3より被加工物Wへ照射されるレーザ
の光軸Lと被加工物Wとの相対移動速度(実加工速度)
Vを検出する手段として、被加工物WのX軸方向の移動
速度Vxを直接検出するX軸速度センサ17と、被加工
物WのY軸方向の移動速度Vyを直接検出するY軸速度
センサ19とが設けられている。
On the orthogonal table surface portion of the laser processing apparatus 1, the relative movement speed (actual processing speed) between the optical axis L of the laser irradiated onto the workpiece W from the laser oscillator 3 and the workpiece W.
As means for detecting V, an X-axis speed sensor 17 that directly detects the moving speed Vx of the workpiece W in the X-axis direction and a Y-axis speed sensor that directly detects the moving speed Vy of the workpiece W in the Y-axis direction. And 19 are provided.

【0020】またレーザ加工装置1の直交テーブル面部
分には、レーザの光軸Lと被加工物Wとの相対移動の加
速度Aを検出する手段として、被加工物WのX軸方向移
動の加速度Axを直接検出するX軸加速度センサ21
と、被加工物WのY軸方向移動の加速度Ayを直接検出
するY軸加速度センサ23とが設けられている。
On the orthogonal table surface portion of the laser processing apparatus 1, as means for detecting the relative movement acceleration A between the optical axis L of the laser and the workpiece W, the acceleration of the movement of the workpiece W in the X-axis direction is detected. X-axis acceleration sensor 21 that directly detects Ax
And a Y-axis acceleration sensor 23 that directly detects the acceleration Ay of the movement of the workpiece W in the Y-axis direction.

【0021】加速度Aの検出は、相対移動速度Vの微分
演算により求められてもよいが、高応答性を得るために
は、各軸方向の加速度を直接検出するサイズモ系などに
よる加速度センサにより行われることが好ましい。
The acceleration A may be obtained by a differential operation of the relative moving speed V, but in order to obtain high responsiveness, an acceleration sensor such as a size sensor system that directly detects the acceleration in each axial direction is used. Preferably.

【0022】レーザ出力制御装置11は、ベクトル演算
回路25と、レーザ出力指令値決定部27と、レーザ出
力指令選択部29と、関数テーブルストレージ31とを
含んでいる。
The laser output control device 11 includes a vector operation circuit 25, a laser output command value determination unit 27, a laser output command selection unit 29, and a function table storage 31.

【0023】関数テーブルストレージ31は、加工速度
指令値Vχを関数としたレーザ出力指令値の関数テーブ
ルを加速時用関数テーブル31aと減速時用関数テーブ
ル31bとして二面有し、加速時用関数テーブル31a
はレーザ出力指令値Pχを定義し、減速時用関数テーブ
ル31bはレーザ出力指令値P´χを定義している。
The function table storage 31 has two function tables of the laser output command value using the machining speed command value Vχ as a function table 31a for acceleration and a function table 31b for deceleration. 31a
Defines the laser output command value Pχ, and the deceleration function table 31b defines the laser output command value P'χ.

【0024】ベクトル演算回路25は、相対移動速度演
算部33と、加速度演算部35とを有している。
The vector calculation circuit 25 has a relative moving speed calculation section 33 and an acceleration calculation section 35.

【0025】相対移動速度演算部33は、X軸速度セン
サ17より被加工物WのX軸方向の移動速度Vxを示す
信号を入力すると共にY軸速度センサ19より被加工物
WのY軸方向の移動速度Vyを示す信号を入力し、次に
示す演算式によるベクトル演算を実行してレーザの光軸
Lと被加工物Wとの相対移動速度Vを算出する。
The relative movement speed calculation unit 33 inputs a signal indicating the movement speed Vx of the workpiece W in the X-axis direction from the X-axis speed sensor 17, and the Y-axis direction of the workpiece W from the Y-axis speed sensor 19. The signal indicating the moving speed Vy is input, and vector calculation is performed by the following calculation formula to calculate the relative moving speed V between the optical axis L of the laser and the workpiece W.

【0026】[0026]

【数1】V=√(Vx2 +Vy2 ) 加速度演算部35は、X軸加速度センサ21より被加工
物WのX軸方向の加速度Axを示す信号を入力すると共
にY軸加速度センサ23より被加工物WのY軸方向の加
速度Ayを示す信号を入力し、次に示す演算式によるベ
クトル演算を実行して被加工物の加速度Aを算出する。
## EQU1 ## V = √ (Vx 2 + Vy 2 ) The acceleration calculation unit 35 inputs a signal indicating the acceleration Ax of the workpiece W in the X-axis direction from the X-axis acceleration sensor 21 and outputs the signal from the Y-axis acceleration sensor 23. A signal indicating the acceleration Ay of the workpiece W in the Y-axis direction is input, and vector acceleration is executed by the following arithmetic expression to calculate the acceleration A of the workpiece.

【0027】[0027]

【数2】A=√(Ax2 +Ay2 ) 相対移動速度演算部33が出力する相対移動速度Vの信
号(電圧信号)はレーザ出力指令値決定部27の二つの
コンパレータ37、39に並列入力される。
## EQU2 ## A = √ (Ax 2 + Ay 2 ) The signal (voltage signal) of the relative movement speed V output from the relative movement speed calculation unit 33 is input in parallel to the two comparators 37 and 39 of the laser output command value determination unit 27. To be done.

【0028】レーザ出力指令値決定部27は相対移動速
度Vに応答したレーザ出力指令値決定のための判別、追
従制御を行うものであり、これの二つのコンパレータ3
7、39は、ヒステリシス電圧付与部41より関数テー
ブルストレージ31の関数テーブルの所定ステップ、例
えば2ステップに相当するヒステリシス電位を与えられ
ると共に、アップダウンカウンタ43のディジタル出力
をD/Aコンバータ45によりアナログ変換して得られ
る帰還電圧を基準電圧側に与えられ、相対移動速度Vが
ヒステリシス幅以上に増加した場合にはEX−ORゲー
ト47よりアップダウンカウンタ43へアップカウント
を指令し、コンパレータ37の基準電圧が相対移動速度
Vの信号電圧より高くなれば、アップカウント指令を停
止する。これに対し相対移動速度Vがヒステリシス幅以
上に低下した場合にはEX−ORゲート49よりアップ
ダウンカウンタ43へダウンカウントを指令し、コンパ
レータ39の基準電圧が相対移動速度Vの信号電圧より
高くなれば、ダウンカウント指令を停止する。なお、こ
のヒステリシス幅は可変抵抗器の使用により外部より任
意に変更可能である。
The laser output command value determining unit 27 performs discrimination and follow-up control for determining the laser output command value in response to the relative moving speed V.
7 and 39 are given a hysteresis potential corresponding to a predetermined step, for example, two steps of the function table of the function table storage 31 from the hysteresis voltage applying section 41, and the digital output of the up / down counter 43 is analogized by the D / A converter 45. The feedback voltage obtained by the conversion is applied to the reference voltage side, and when the relative movement speed V increases beyond the hysteresis width, the EX-OR gate 47 commands the up-down counter 43 to up-count, and the reference of the comparator 37. When the voltage becomes higher than the signal voltage of the relative movement speed V, the up count command is stopped. On the other hand, when the relative movement speed V has decreased to the hysteresis width or more, the EX-OR gate 49 instructs the up-down counter 43 to down-count, and the reference voltage of the comparator 39 becomes higher than the signal voltage of the relative movement speed V. For example, stop the down count command. The hysteresis width can be arbitrarily changed from the outside by using a variable resistor.

【0029】アップダウンカウンタ43は、クロックパ
ルス発生器51によりクロックパルスを与えられ、アッ
プカウント時にはアップステップ信号によって前記関数
テーブルの所期値V0 (P1 )よりクロックパルス数だ
けレーザ出力指令値をステップアップし、これに対しダ
ウンカウント時にはダウンステップ信号によって前記関
数テーブルの所期値V0 (P1 )よりクロックパルス数
だけレーザ出力指令値をステップダウンする。
The up / down counter 43 is given a clock pulse by the clock pulse generator 51, and at the time of up-counting, the laser output command value is stepped by the number of clock pulses from the desired value V0 (P1) of the function table by the up-step signal. On the other hand, when the count is down, the laser output command value is stepped down by the number of clock pulses from the desired value V0 (P1) in the function table by the down step signal.

【0030】これにより関数テーブルストレージ31の
関数テーブル31a、あるいは31bより読み出すレー
ザ出力指令値Pχ、P´χの読み出しキーである速度信
号(ステップ)Vχが決まり、該当する速度信号Vχの
レーザ出力指令値Pχ、あるいはP´χがレーザ発振器
3へ出力される。
As a result, the speed signal (step) Vχ, which is the read key for the laser output command values Pχ and P'χ read from the function table 31a or 31b of the function table storage 31, is determined, and the laser output command of the corresponding speed signal Vχ is determined. The value Pχ or P′χ is output to the laser oscillator 3.

【0031】加速度演算部35が出力する加速度Aの信
号は、極性信号付与部53により正、負の極性を付与さ
れてレーザ出力指令選択部29の非反転増幅器55に入
力される。
The signal of the acceleration A output from the acceleration calculator 35 is given positive and negative polarities by the polarity signal adder 53 and is input to the non-inverting amplifier 55 of the laser output command selector 29.

【0032】加速度演算部35は非反転増幅器55より
増幅信号を入力する選択スイッチ部57を含んでいる。
選択スイッチ部57は、ヒステリシス電圧付与部59よ
り所定のヒステリシス電圧を与えられ、加速度Aが零以
外であれば、加速時用関数テーブル31aを選択し、加
速度Aがヒステリシス幅以上に負側(減速)にて所定値
以上になれば、減速時用関数テーブル31bを選択す
る。このヒステリシス幅は、機械系における送り速度む
らを無視することを目的として設定される。
The acceleration calculation section 35 includes a selection switch section 57 for inputting an amplified signal from the non-inverting amplifier 55.
The selection switch unit 57 receives a predetermined hysteresis voltage from the hysteresis voltage applying unit 59, and if the acceleration A is not zero, selects the acceleration function table 31a, and the acceleration A is on the negative side (deceleration or more) than the hysteresis width. If the value exceeds a predetermined value in), the function table 31b for deceleration is selected. This hysteresis width is set for the purpose of ignoring the uneven feed rate in the mechanical system.

【0033】加工速度指令値Vχを関数とした加速時用
関数テーブル用と減速時用関数テーブル用のレーザ出力
指令値Pχ、Pχ´は数値制御装置9が有しているレー
ザ出力指令値演算部61より転送される。
The laser output command values Pχ and Pχ ′ for the function table for acceleration and the function table for deceleration using the machining speed command value Vχ as a function are laser output command value calculators included in the numerical controller 9. 61 is transferred.

【0034】レーザ出力指令値演算部61は、被加工物
Wの材質、板厚などの加工条件を新規に入力する度に、
レーザ加工の開始に先だって、加工速度指令値Vχを関
数とした加速時用関数テーブル用のレーザ出力指令値P
χを係数fによる関数演算式P=f(Vχ)により算出
し、また減速時用関数テーブル用のレーザ出力指令値P
´χを係数f´による関数演算式P´=f´(Vχ)に
より算出する。
The laser output command value calculation unit 61, every time the processing conditions such as the material of the workpiece W and the plate thickness are newly input,
Prior to the start of laser processing, the laser output command value P for the acceleration function table using the processing speed command value Vχ as a function.
χ is calculated by a function arithmetic expression P = f (Vχ) using a coefficient f, and the laser output command value P for the function table for deceleration is calculated.
′ Χ is calculated by the functional operation formula P ′ = f ′ (Vχ) using the coefficient f ′.

【0035】この場合の関数Vχの変域は、図2に例示
されている如く、レーザ出力を零(最低)とするV0 と
レーザ出力を最大とするVn との範囲である。
The range of the function Vχ in this case is, as illustrated in FIG. 2, a range between V0 where the laser output is zero (minimum) and Vn where the laser output is maximum.

【0036】係数f、f´は加速度と被加工物Wの材
質、板厚などに応じて定められ、これら適正値は、各々
実験等により予め求められ、レーザ出力指令値演算部6
1に上述の関数演算式と共に記憶されている。
The coefficients f and f'are determined according to the acceleration, the material of the workpiece W, the plate thickness, etc., and their proper values are obtained in advance by experiments or the like, and the laser output command value calculation unit 6 is used.
1 is stored together with the above-mentioned function calculation formula.

【0037】レーザ出力制御装置11は、ピアス加工に
おいては、数値制御装置9より指令レーザ出力指令を入
力し、X軸加速度センサ21が検出する加速度AxとY
軸加速度センサ23が検出する加速度Ayに基づく加速
度A、およびX軸速度センサ17が検出する相対移動速
度VxとY軸速度センサ19が検出する相対移動速度V
yに基づく相対移動速度Vを監視し、加速度Aおよび相
対移動速度Vが共に零であれば、指令通りにピアス加工
のためのレーザ出力指令値をレーザ発振器3へ出力す
る。これにより発振器3はピアス加工に適合した強度の
レーザを出力する。
In the piercing process, the laser output control device 11 inputs a command laser output command from the numerical control device 9, and the accelerations Ax and Y detected by the X-axis acceleration sensor 21.
The acceleration A based on the acceleration Ay detected by the axial acceleration sensor 23, the relative movement speed Vx detected by the X-axis speed sensor 17, and the relative movement speed V detected by the Y-axis speed sensor 19.
The relative movement speed V based on y is monitored, and if the acceleration A and the relative movement speed V are both zero, the laser output command value for piercing is output to the laser oscillator 3 as instructed. As a result, the oscillator 3 outputs a laser having an intensity suitable for piercing.

【0038】加工時には、レーザ出力制御装置11は、
最初はピアス加工時と同様に規定のレーザ出力指令を行
うが、上述の加速度Aが零でなくなると、加速時用の関
数テーブル31aを選択し、上述の相対移動速度Vに応
じた加工速度指令値Vχのレーザ出力指令値Pχを関数
テーブルストレージ29の加速時用関数テーブル31a
より読み出してこれをレーザ発振器3へ出力する。これ
によりレーザ発振器3はレーザ出力指令値Pχに応じた
強さのレーザ出力を行う。
At the time of processing, the laser output control device 11
Initially, a prescribed laser output command is issued as in the case of piercing processing, but when the above-mentioned acceleration A becomes non-zero, the function table 31a for acceleration is selected and the processing speed command according to the above-mentioned relative moving speed V is selected. The laser output command value Pχ of the value Vχ is used as the acceleration function table 31a of the function table storage 29.
It is read out and output to the laser oscillator 3. As a result, the laser oscillator 3 outputs a laser beam having an intensity corresponding to the laser output command value Pχ.

【0039】微小円弧部などにおいて、速度低下がある
が、加速度Aが微少で、加速度のヒステリシス範囲内の
場合は、加速時用の関数テーブル31aの選択状態を維
持するが、加速度Aがヒステリシス幅以上に負側(減
速)にて所定値以上になれば、使用する関数テーブルが
減速時用関数テーブル31bに切り換えられる。
When there is a speed decrease in a minute arc portion, but the acceleration A is small and is within the hysteresis range of the acceleration, the function table 31a for acceleration is kept selected, but the acceleration A has a hysteresis width. When the negative side (deceleration) exceeds the predetermined value, the function table to be used is switched to the deceleration function table 31b.

【0040】これにより、このときには、減速時用関数
テーブル31bが定めているレーザ出力指令値P´χが
レーザ発振器3へ出力され、レーザ発振器3はレーザ出
力指令値P´χに応じた強さのレーザ出力を行う。
As a result, at this time, the laser output command value P'χ determined by the deceleration function table 31b is output to the laser oscillator 3, and the laser oscillator 3 has a strength corresponding to the laser output command value P'χ. Laser output.

【0041】図3は上述の如きレーザ出力制御における
相対移動速度Vおよび加速度Aとレーザ出力との関係を
時系列に示している。
FIG. 3 shows the relationship between the relative moving speed V and the acceleration A and the laser output in the laser output control as described above in time series.

【0042】以上に於ては、本発明を特定の実施例につ
いて詳細に説明したが、本発明は、これに限定されるも
のではなく、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能で
あることは当業者にとって明らかであろう。
In the above, the present invention has been described in detail with respect to a specific embodiment, but the present invention is not limited to this, and various embodiments are possible within the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、本発明
によるレーザ加工制御装置によれば、加工速度指令値を
関数としたレーザ出力指令値の関数テーブルとして加速
時用関数テーブルと減速時用関数テーブルとが準備さ
れ、加速度検出手段によって検出される加速度に応じて
レーザ出力指令選択手段により加速時用関数テーブルと
減速時用関数テーブルが使い分けられ、速度検出手段に
よって検出される相対移動速度に応じた加工速度指令値
によるレーザ出力指令値が、選択された加速時用あるい
は減速時用の関数テーブルより読み出されてレーザ発振
器に対し出力されるから、実加工速度の変化量を加味し
て実加工速度に対応したレーザ出力制御が行われ、加工
形状精度のよいレーザ加工が、加工速度を大きく犠牲に
することなく行われるようなる。
As can be understood from the above description, according to the laser processing control apparatus of the present invention, the function table for acceleration and the function table for deceleration are used as the function table of the laser output command value in which the processing speed command value is a function. A function table is prepared, and the laser output command selecting means selectively uses the function table for acceleration and the function table for deceleration in accordance with the acceleration detected by the acceleration detecting means to obtain the relative movement speed detected by the speed detecting means. The laser output command value according to the corresponding machining speed command value is read from the selected function table for acceleration or deceleration and output to the laser oscillator. Laser output control is performed according to the actual processing speed, and laser processing with high processing accuracy is performed without sacrificing processing speed significantly. Is Fame.

【0044】加速度センサを使用して加速度を検出し、
加速と減速及び定速加工を判別するから、速度信号側の
ヒステリシス幅を広くする場合の検出遅れを加速度セン
サの検出誤差以内に抑えることが可能になり、加速度信
号と速度信号は各々直接直交テーブル部に設けられたセ
ンサより取り込むため、検出遅れ時間が検出感度、検出
ステップ幅で決まり、機械系の遅れやサーボ制御の遅れ
の影響を受けることがない。
The acceleration is detected by using the acceleration sensor,
Since acceleration / deceleration and constant-speed machining are discriminated, it is possible to suppress the detection delay when the hysteresis width on the speed signal side is widened within the detection error of the acceleration sensor. Since the detection delay time is determined by the detection sensitivity and the detection step width because it is taken in from the sensor provided in the section, it is not affected by the delay of the mechanical system or the delay of the servo control.

【0045】関数テーブルは数値制御装置内の情報によ
り演算されるから、遅れ時間は関数テーブルからの読み
出しのみとなり、また関数テーブルは数値制御装置内で
作成されるからデータ変更が自由に行われ、よって、自
由度の高い速度、出力制御が可能になる。
Since the function table is calculated by the information in the numerical control device, the delay time is only read from the function table, and since the function table is created in the numerical control device, the data can be changed freely. Therefore, it is possible to control the speed and output with a high degree of freedom.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明によるレーザ加工制御装置の一実施例を
示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a laser processing control device according to the present invention.

【図2】相対移動速度とレーザ出力との関係を示すグラ
フである。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between relative moving speed and laser output.

【図3】本発明によるレーザ加工制御装置における相対
移動速度および加速度とレーザ出力との関係を時系列に
示すグラフである。
FIG. 3 is a time-series graph showing the relationship between relative output speed and acceleration and laser output in the laser processing control apparatus according to the present invention.

【図4】加工速度とレーザ出力との関係においてレーザ
出力が過剰になる加工域が発生することを示すグラフで
ある。
FIG. 4 is a graph showing that a processing area in which a laser output becomes excessive occurs in a relationship between a processing speed and a laser output.

【図5】遅れ時間に起因する位置決め遅れによる加工遅
れ部分と過剰エネルギによる溶け落ち部分の発生例を示
す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of generation of a machining delay portion due to a positioning delay due to a delay time and a burn-through portion due to excess energy.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ加工装置 3 レーザ発振器 5 X軸サーボモータ 7 Y軸サーボモータ 9 数値制御装置 11 レーザ出力制御装置 17 X軸速度センサ 19 Y軸速度センサ 21 X軸加速度センサ 23 Y軸加速度センサ 25 ベクトル演算回路 27 レーザ出力指令値決定部 29 レーザ出力指令選択部 31 関数テーブルストレージ 31a 加速時用関数テーブル 31b 減速時用関数テーブル 33 相対移動速度演算部 35 加速度演算部 37、39 コンパレータ 43 アップダウンカウンタ 51 クロックパルス発生器 57 選択スイッチ部 61 レーザ出力指令値演算部 1 Laser Processing Device 3 Laser Oscillator 5 X-axis Servo Motor 7 Y-axis Servo Motor 9 Numerical Control Device 11 Laser Output Control Device 17 X-axis Speed Sensor 19 Y-axis Speed Sensor 21 X-axis Acceleration Sensor 23 Y-axis Acceleration Sensor 25 Vector Calculation Circuit 27 Laser Output Command Value Determining Section 29 Laser Output Command Selecting Section 31 Function Table Storage 31a Function Table for Acceleration 31b Function Table for Deceleration 33 Relative Movement Speed Calculator 35 Acceleration Calculator 37, 39 Comparator 43 Up / Down Counter 51 Clock Pulse Generator 57 Selection switch section 61 Laser output command value calculation section

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ発振器より被加工物へ照射される
レーザの光軸と被加工物との相対移動速度を検出する速
度検出手段と、 レーザの光軸と被加工物との相対移動の加速度を検出す
る加速度検出手段と、 加工速度指令値を関数としたレーザ出力指令値の関数テ
ーブルを加速時用関数テーブルと減速時用関数テーブル
として複数個有する関数テーブルストレージと、 前記加速度検出手段によって検出される加速度に応じて
前記加速時用関数テーブルと前記減速時用関数テーブル
の何れを使用するかを選択設定するレーザ出力指令選択
手段と、 前記速度検出手段によって検出される相対移動速度に応
じた加工速度指令値によるレーザ出力指令値を前記レー
ザ出力指令選択手段により選択された関数テーブルより
読み出して前記レーザ発振器に与えるレーザ出力指令値
を決定するレーザ出力指令値決定手段とを有しているこ
とを特徴とするレーザ加工制御装置。
1. A speed detecting means for detecting a relative moving speed of a laser and an optical axis of a laser irradiated onto a workpiece by a laser oscillator, and an acceleration of relative movement between the optical axis of the laser and the workpiece. A function table storage having a plurality of function tables of a laser output command value as a function of the machining speed command value as a function table for acceleration and a function table for deceleration, and the acceleration detection means. A laser output command selecting means for selectively setting which of the acceleration function table and the deceleration function table is used according to the acceleration, and the relative movement speed detected by the speed detecting means. The laser output command value based on the processing speed command value is read out from the function table selected by the laser output command selection means, and is read by the laser oscillator. The laser machining control apparatus characterized by and a laser output instruction value determining means for determining obtain laser output command value.
【請求項2】 レーザ加工装置の動作を制御する数値制
御装置に加工速度指令値を関数とした加速時用関数テー
ブル用と減速時用関数テーブル用のレーザ出力指令値を
被加工物の条件に応じて演算するレーザ出力指令値演算
手段が設けられ、前記関数テーブルストレージは前記レ
ーザ出力指令値演算手段によりレーザ出力指令値を与え
られることを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装
置のレーザ出力制御装置。
2. A laser output command value for a function table for acceleration and a function table for deceleration, which uses a processing speed command value as a function, is set as a condition of a workpiece in a numerical controller for controlling the operation of the laser processing device. 2. The laser processing apparatus laser according to claim 1, further comprising: laser output command value calculation means for calculating according to the function table storage, wherein the function table storage is given a laser output command value by the laser output command value calculation means. Output control device.
【請求項3】 前記加速度検出手段はレーザの光軸と被
加工物との相対移動の加速度を直接検出する加速度セン
サにより構成されていることを特徴とする請求項1また
は2に記載のレーザ加工制御装置。
3. The laser processing according to claim 1, wherein the acceleration detecting means is composed of an acceleration sensor that directly detects the acceleration of relative movement between the optical axis of the laser and the workpiece. Control device.
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