JPH0825075A - 三次元レーザ加工機 - Google Patents
三次元レーザ加工機Info
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- JPH0825075A JPH0825075A JP6160152A JP16015294A JPH0825075A JP H0825075 A JPH0825075 A JP H0825075A JP 6160152 A JP6160152 A JP 6160152A JP 16015294 A JP16015294 A JP 16015294A JP H0825075 A JPH0825075 A JP H0825075A
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- workpiece
- laser beam
- lens
- machining
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 立体的な被加工物を、レーザ加工機側と衝突
することなく、また高速高精度に加工できる三次元レー
ザ加工機を得ること。 【構成】 三次元レーザ加工機において、レーザ光を屈
折させるレンズ９と、このレンズ９をレーザ光の光軸方
向に移動するレンズ駆動手段１０と、レンズ９を通過し
たレーザ光を被加工物に反射するミラー５と、このミラ
ー５を第１の回転方向に回転させる第１のミラー駆動手
段６と、ミラーを第２の回転方向に回転させる第２のミ
ラー駆動手段８と、被加工物を載置するＸＹテーブル１
と、このＸＹテーブル１を第１の方向に平行移動する第
１のテーブル駆動手段１ａと、ＸＹテーブル１を水平面
上で上記第１の方向と異なる第２の方向に平行移動する
第２のテーブル駆動手段１ｂとを備えたもの。
することなく、また高速高精度に加工できる三次元レー
ザ加工機を得ること。 【構成】 三次元レーザ加工機において、レーザ光を屈
折させるレンズ９と、このレンズ９をレーザ光の光軸方
向に移動するレンズ駆動手段１０と、レンズ９を通過し
たレーザ光を被加工物に反射するミラー５と、このミラ
ー５を第１の回転方向に回転させる第１のミラー駆動手
段６と、ミラーを第２の回転方向に回転させる第２のミ
ラー駆動手段８と、被加工物を載置するＸＹテーブル１
と、このＸＹテーブル１を第１の方向に平行移動する第
１のテーブル駆動手段１ａと、ＸＹテーブル１を水平面
上で上記第１の方向と異なる第２の方向に平行移動する
第２のテーブル駆動手段１ｂとを備えたもの。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、立体的な被加工物を加
工することが出来る三次元レーザ加工機に関するもので
ある。
工することが出来る三次元レーザ加工機に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】図１４は、従来の三次元レーザ加工機の
構成の一例を示す概略図である。図１４の三次元レーザ
加工機の構成は、加工テーブル１全体をＸ軸方向に駆動
するＸ軸駆動モータ、加工ヘッド２全体をＸ軸方向と直
交するＹ軸方向に移動するＹ軸駆動モータ、加工ヘッド
２全体をＸ軸、Ｙ軸の両軸に直交するＺ軸方向に移動す
るＺ軸駆動モータ、Ｚ軸回りに加工ヘッド２全体を回転
させるα軸駆動モータ、前記α軸に直交する方向に回転
させるβ軸駆動モータ、そして図示しないレーザ発振
器、前記三次元レーザ加工機本体とレーザ発振器を制御
する制御装置から構成されている。
構成の一例を示す概略図である。図１４の三次元レーザ
加工機の構成は、加工テーブル１全体をＸ軸方向に駆動
するＸ軸駆動モータ、加工ヘッド２全体をＸ軸方向と直
交するＹ軸方向に移動するＹ軸駆動モータ、加工ヘッド
２全体をＸ軸、Ｙ軸の両軸に直交するＺ軸方向に移動す
るＺ軸駆動モータ、Ｚ軸回りに加工ヘッド２全体を回転
させるα軸駆動モータ、前記α軸に直交する方向に回転
させるβ軸駆動モータ、そして図示しないレーザ発振
器、前記三次元レーザ加工機本体とレーザ発振器を制御
する制御装置から構成されている。
【０００３】また、図１５は別の従来の三次元レーザ加
工機の構成の一例を示す図である。図１５の三次元レー
ザ加工機の構成は加工テーブル１全体を駆動するＸ軸、
加工ヘッド２全体をＸ軸に直交する水平面に移動するＹ
軸、加工ヘッド２全体をＸ軸、Ｙ軸の両軸に直交する方
向に移動するＺ軸、Ｚ軸回りに加工ヘッド２全体を回転
させるα軸、前記α軸を４５゜の角度を持った軸回りに
回転させるβ軸、そして図示しないレーザ発振器、前記
三次元レーザ加工機本体とレーザ発振器を制御する制御
装置から構成されている。
工機の構成の一例を示す図である。図１５の三次元レー
ザ加工機の構成は加工テーブル１全体を駆動するＸ軸、
加工ヘッド２全体をＸ軸に直交する水平面に移動するＹ
軸、加工ヘッド２全体をＸ軸、Ｙ軸の両軸に直交する方
向に移動するＺ軸、Ｚ軸回りに加工ヘッド２全体を回転
させるα軸、前記α軸を４５゜の角度を持った軸回りに
回転させるβ軸、そして図示しないレーザ発振器、前記
三次元レーザ加工機本体とレーザ発振器を制御する制御
装置から構成されている。
【０００４】図１４、図１５のどちらの三次元レーザ加
工機も、加工プログラムにより立体的な被加工物表面の
各ポイント間を加工ヘッド２の先端をほぼ面直に制御し
ながら加工するものである。
工機も、加工プログラムにより立体的な被加工物表面の
各ポイント間を加工ヘッド２の先端をほぼ面直に制御し
ながら加工するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の図１４の三次元
レーザ加工機において、加工ヘッド２先端の移動量が少
なく、加工ヘッド２の被加工物に対する姿勢が大きく変
化するような場合、加工テーブル全体を移動させたり、
加工ヘッド全体を移動させるため、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に
大きな負担がかかり、加工速度、加工精度の面で問題が
あった。この課題を解決するために、図１５に示すよう
な三次元レーザ加工機が発明された。すなわち、α軸、
β軸の移動だけで姿勢の変化にも対応できるようにし
た。しかし、この場合でも、立体的な被加工物上の、あ
る平面に対しての加工は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の合成によ
り加工されているため、やはりＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に大き
な負担が発生していた。この大きな負担による振動等の
問題で加工精度に影響を及ぼしていた。そして、上記の
図１４及び図１５に示すような従来の三次元レーザ加工
機では、以下の問題点があった。図１４、図１５に示さ
れる従来の三次元レーザ加工機の制御は、図１６に示す
ように、被加工物１０１上に教示あるいはＣＡＤで指定
されたポイントデータ（Ｐ1 〜Ｐ5 ）、姿勢データ（ｎ
1 〜ｎ5 ）間を補間することにより実施されるものであ
る。しかし、図１７に示したように、Ｐ1 〜Ｐ2 間に凸
部がある場合、そのまま補間すると被加工物１０１に加
工ヘッドが衝突し、破壊が生じる危険があった。また、
従来の三次元レーザ加工機は、安全上の理由（被加工物
１０１が存在しない場合等に誤照射すると、作業者の顔
などに損傷を与える危険性がある）及び構造上の理由
（図１５に示される三次元レーザ加工機の場合）によ
り、加工ヘッドの動作範囲を水平面内に制限していたた
め、被加工物１０１の形状によっては加工できない部位
があった。例えば図１８に示した被加工物１０１に対し
て、加工ヘッド１０２ａでの加工は可能であるが加工ヘ
ッド１０２ｂでの加工は不可能である。一方、揺動方式
として例えば特開昭６０−１７７９８４号公報等に示さ
れたものがある。揺動方式は図１７に示したような凸部
があっても焦点距離が長いため機械に与える損害の点で
は全く問題はない。しかし、上記の公報でも述べている
とおり、被加工物１０１の板厚ｔ、レーザビームの入射
角度δにより、被加工物１０１の表面と裏面とで、誤差
ｄ（ｄ＝ｔ／Ｔａｎδ）が発生する（図１９参照）もの
であった。この問題を解決するために、図２０に示すよ
うに、加工テーブル１００が半径Ｒに沿って変形する事
例が発明されている。しかし図２０のＸ方向には誤差ｄ
は存在しないが、紙面に垂直な方向（Ｙ方向）にはこの
発明のものでも誤差ｄは存在する。また材質が布のよう
に柔らかい場合には対応できるが、鉄板のように固い材
質のものでは対応できない。さらにジンバル方式とし
て、例えば特開昭５７−４７５９３号公報等に示された
ものがある。これらのものの場合、ガルバノミラー２枚
によるジンバル方式のため狭い加工エリアしか確保でき
ない。そこでＸＹステージ（テーブル）を追加すること
で、大面積に対応するようにしているが、ＸＹステージ
の駆動回数が多くなり、高速に加工することができな
い。さらに焦点位置を変えることができないため、立体
形状の被加工物には適用できないという問題点があっ
た。
レーザ加工機において、加工ヘッド２先端の移動量が少
なく、加工ヘッド２の被加工物に対する姿勢が大きく変
化するような場合、加工テーブル全体を移動させたり、
加工ヘッド全体を移動させるため、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に
大きな負担がかかり、加工速度、加工精度の面で問題が
あった。この課題を解決するために、図１５に示すよう
な三次元レーザ加工機が発明された。すなわち、α軸、
β軸の移動だけで姿勢の変化にも対応できるようにし
た。しかし、この場合でも、立体的な被加工物上の、あ
る平面に対しての加工は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の合成によ
り加工されているため、やはりＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に大き
な負担が発生していた。この大きな負担による振動等の
問題で加工精度に影響を及ぼしていた。そして、上記の
図１４及び図１５に示すような従来の三次元レーザ加工
機では、以下の問題点があった。図１４、図１５に示さ
れる従来の三次元レーザ加工機の制御は、図１６に示す
ように、被加工物１０１上に教示あるいはＣＡＤで指定
されたポイントデータ（Ｐ1 〜Ｐ5 ）、姿勢データ（ｎ
1 〜ｎ5 ）間を補間することにより実施されるものであ
る。しかし、図１７に示したように、Ｐ1 〜Ｐ2 間に凸
部がある場合、そのまま補間すると被加工物１０１に加
工ヘッドが衝突し、破壊が生じる危険があった。また、
従来の三次元レーザ加工機は、安全上の理由（被加工物
１０１が存在しない場合等に誤照射すると、作業者の顔
などに損傷を与える危険性がある）及び構造上の理由
（図１５に示される三次元レーザ加工機の場合）によ
り、加工ヘッドの動作範囲を水平面内に制限していたた
め、被加工物１０１の形状によっては加工できない部位
があった。例えば図１８に示した被加工物１０１に対し
て、加工ヘッド１０２ａでの加工は可能であるが加工ヘ
ッド１０２ｂでの加工は不可能である。一方、揺動方式
として例えば特開昭６０−１７７９８４号公報等に示さ
れたものがある。揺動方式は図１７に示したような凸部
があっても焦点距離が長いため機械に与える損害の点で
は全く問題はない。しかし、上記の公報でも述べている
とおり、被加工物１０１の板厚ｔ、レーザビームの入射
角度δにより、被加工物１０１の表面と裏面とで、誤差
ｄ（ｄ＝ｔ／Ｔａｎδ）が発生する（図１９参照）もの
であった。この問題を解決するために、図２０に示すよ
うに、加工テーブル１００が半径Ｒに沿って変形する事
例が発明されている。しかし図２０のＸ方向には誤差ｄ
は存在しないが、紙面に垂直な方向（Ｙ方向）にはこの
発明のものでも誤差ｄは存在する。また材質が布のよう
に柔らかい場合には対応できるが、鉄板のように固い材
質のものでは対応できない。さらにジンバル方式とし
て、例えば特開昭５７−４７５９３号公報等に示された
ものがある。これらのものの場合、ガルバノミラー２枚
によるジンバル方式のため狭い加工エリアしか確保でき
ない。そこでＸＹステージ（テーブル）を追加すること
で、大面積に対応するようにしているが、ＸＹステージ
の駆動回数が多くなり、高速に加工することができな
い。さらに焦点位置を変えることができないため、立体
形状の被加工物には適用できないという問題点があっ
た。
【０００６】そこで、この発明は上述のような三次元レ
ーザ加工機の課題を解決するためになされたもので、レ
ーザ加工機側と被加工物とが衝突することなく、かつ高
速、高精度な加工を実現することができる三次元レーザ
加工機を得るものである。
ーザ加工機の課題を解決するためになされたもので、レ
ーザ加工機側と被加工物とが衝突することなく、かつ高
速、高精度な加工を実現することができる三次元レーザ
加工機を得るものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項第１項
に係る発明は、三次元レーザ加工機において、レーザ光
を屈折させるレンズと、このレンズを上記レーザ光の光
軸方向に移動するレンズ駆動手段と、上記レンズを通過
した上記レーザ光を被加工物に反射するミラーと、この
ミラーを第１の回転方向に回転させる第１のミラー駆動
手段と、上記ミラーを第２の回転方向に回転させる第２
のミラー駆動手段と、上記被加工物を載置するＸＹテー
ブルと、このＸＹテーブルを第１の方向に平行移動する
第１のテーブル駆動手段と、上記ＸＹテーブルを水平面
上で上記第１の方向と異なる第２の方向に平行移動する
第２のテーブル駆動手段とを具備するものである。
に係る発明は、三次元レーザ加工機において、レーザ光
を屈折させるレンズと、このレンズを上記レーザ光の光
軸方向に移動するレンズ駆動手段と、上記レンズを通過
した上記レーザ光を被加工物に反射するミラーと、この
ミラーを第１の回転方向に回転させる第１のミラー駆動
手段と、上記ミラーを第２の回転方向に回転させる第２
のミラー駆動手段と、上記被加工物を載置するＸＹテー
ブルと、このＸＹテーブルを第１の方向に平行移動する
第１のテーブル駆動手段と、上記ＸＹテーブルを水平面
上で上記第１の方向と異なる第２の方向に平行移動する
第２のテーブル駆動手段とを具備するものである。
【０００８】この発明の請求項第２項に係る発明は、加
工プログラム及び加工条件を格納するメモリ手段と、被
加工物の加工ポイントのデータに基づき上記加工プログ
ラムを修正する加工プログラム修正手段と、この加工プ
ログラム修正手段により修正された加工プログラムに基
づいてＸＹテーブルを駆動するＸＹテーブル駆動手段と
を具備するものである。
工プログラム及び加工条件を格納するメモリ手段と、被
加工物の加工ポイントのデータに基づき上記加工プログ
ラムを修正する加工プログラム修正手段と、この加工プ
ログラム修正手段により修正された加工プログラムに基
づいてＸＹテーブルを駆動するＸＹテーブル駆動手段と
を具備するものである。
【０００９】この発明の請求項第３項に係る発明は、三
次元レーザ加工機において、レーザ光を屈折させるレン
ズと、このレンズを上記レーザ光の光軸方向に移動する
レンズ駆動手段と、上記レンズを通過した上記レーザ光
を被加工物に反射するミラーと、このミラーを第１の回
転方向に回転させる第１のミラー駆動手段と、上記ミラ
ーを第２の回転方向に回転させる第２のミラー駆動手段
と、上記被加工物を載置する２軸回転テーブルと、この
２軸回転テーブルを第１の回転軸回りに回転させる第１
のテーブル回転手段と、上記２軸回転テーブルを第２の
回転軸回りに回転させる第２のテーブル回転手段とを具
備するものである。
次元レーザ加工機において、レーザ光を屈折させるレン
ズと、このレンズを上記レーザ光の光軸方向に移動する
レンズ駆動手段と、上記レンズを通過した上記レーザ光
を被加工物に反射するミラーと、このミラーを第１の回
転方向に回転させる第１のミラー駆動手段と、上記ミラ
ーを第２の回転方向に回転させる第２のミラー駆動手段
と、上記被加工物を載置する２軸回転テーブルと、この
２軸回転テーブルを第１の回転軸回りに回転させる第１
のテーブル回転手段と、上記２軸回転テーブルを第２の
回転軸回りに回転させる第２のテーブル回転手段とを具
備するものである。
【００１０】この発明の請求項第４項に係る発明は、加
工プログラム及び加工条件を格納するメモリ手段と、被
加工物の加工ポイントのデータに基づき上記加工プログ
ラムを修正する加工プログラム修正手段と、この加工プ
ログラム修正手段により修正された加工プログラムに基
づいて２軸回転テーブルを駆動する回転テーブル駆動手
段とを具備するものである。
工プログラム及び加工条件を格納するメモリ手段と、被
加工物の加工ポイントのデータに基づき上記加工プログ
ラムを修正する加工プログラム修正手段と、この加工プ
ログラム修正手段により修正された加工プログラムに基
づいて２軸回転テーブルを駆動する回転テーブル駆動手
段とを具備するものである。
【００１１】この発明の請求項第５項に係る発明は、三
次元レーザ加工機において、レーザ光を屈折させるレン
ズと、このレンズを上記レーザ光の光軸方向に移動する
レンズ駆動手段と、上記レンズを通過した上記レーザ光
を被加工物に反射するミラーと、このミラーを第１の回
転方向に回転させる第１のミラー駆動手段と、上記ミラ
ーを第２の回転方向に回転させる第２のミラー駆動手段
と、上記被加工物を保持し移動させるロボットとを具備
するものである。
次元レーザ加工機において、レーザ光を屈折させるレン
ズと、このレンズを上記レーザ光の光軸方向に移動する
レンズ駆動手段と、上記レンズを通過した上記レーザ光
を被加工物に反射するミラーと、このミラーを第１の回
転方向に回転させる第１のミラー駆動手段と、上記ミラ
ーを第２の回転方向に回転させる第２のミラー駆動手段
と、上記被加工物を保持し移動させるロボットとを具備
するものである。
【００１２】この発明の請求項第６項に係る発明は、加
工プログラム及び加工条件を格納するメモリ手段と、被
加工物の加工ポイントのデータに基づき上記加工プログ
ラムを修正する加工プログラム修正手段と、この加工プ
ログラム修正手段により修正された加工プログラムに基
づいてロボットを駆動するロボット駆動手段とを具備す
るものである。
工プログラム及び加工条件を格納するメモリ手段と、被
加工物の加工ポイントのデータに基づき上記加工プログ
ラムを修正する加工プログラム修正手段と、この加工プ
ログラム修正手段により修正された加工プログラムに基
づいてロボットを駆動するロボット駆動手段とを具備す
るものである。
【００１３】
【作用】この発明の請求項第１項のように構成された三
次元レーザ加工機においては、ＸＹテーブル上に載置さ
れた被加工物に対するレーザ光の焦点の微調整は、ミラ
ーが被加工物との距離を変えることなく、レンズ駆動手
段によって行われる。
次元レーザ加工機においては、ＸＹテーブル上に載置さ
れた被加工物に対するレーザ光の焦点の微調整は、ミラ
ーが被加工物との距離を変えることなく、レンズ駆動手
段によって行われる。
【００１４】またこの発明の請求項第２項のように構成
された三次元レーザ加工機においては、実際の被加工物
の加工ポイントのデータに基づいて加工プログラムを修
正し、ＸＹテーブルを再位置決めする。
された三次元レーザ加工機においては、実際の被加工物
の加工ポイントのデータに基づいて加工プログラムを修
正し、ＸＹテーブルを再位置決めする。
【００１５】またこの発明の請求項第３項のように構成
された三次元レーザ加工機においては、２軸回転テーブ
ル上に載置された被加工物に対するレーザ光の焦点の微
調整は、ミラーが被加工物との距離を変えることなく、
レンズ駆動手段によって行われる。
された三次元レーザ加工機においては、２軸回転テーブ
ル上に載置された被加工物に対するレーザ光の焦点の微
調整は、ミラーが被加工物との距離を変えることなく、
レンズ駆動手段によって行われる。
【００１６】またこの発明の請求項第４項のように構成
された三次元レーザ加工機においては、実際の被加工物
の加工ポイントのデータに基づいて加工プログラムを修
正し、２軸回転テーブルを再位置決めする。
された三次元レーザ加工機においては、実際の被加工物
の加工ポイントのデータに基づいて加工プログラムを修
正し、２軸回転テーブルを再位置決めする。
【００１７】またこの発明の請求項第５項のように構成
された三次元レーザ加工機においては、ロボットに保持
されている被加工物に対するレーザ光の焦点の微調整
は、ミラーが被加工物との距離を変えることなく、レン
ズ駆動手段によって行われる。
された三次元レーザ加工機においては、ロボットに保持
されている被加工物に対するレーザ光の焦点の微調整
は、ミラーが被加工物との距離を変えることなく、レン
ズ駆動手段によって行われる。
【００１８】またこの発明の請求項第６項のように構成
された三次元レーザ加工機においては、実際の被加工物
の加工ポイントのデータに基づいて加工プログラムを修
正し、ロボットを再位置決めする。
された三次元レーザ加工機においては、実際の被加工物
の加工ポイントのデータに基づいて加工プログラムを修
正し、ロボットを再位置決めする。
【００１９】
【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。
明する。
【００２０】実施例１．図１は、本発明の実施例１にか
かるＸＹテーブル型の三次元レーザ加工機の全体構成
図、図２は、図１に示すＸＹテーブル型の三次元レーザ
加工機の制御装置を示すブロック図、図３は、図１に示
すＸＹテーブル型の三次元レーザ加工機の運転手順を示
したフローチャートである。
かるＸＹテーブル型の三次元レーザ加工機の全体構成
図、図２は、図１に示すＸＹテーブル型の三次元レーザ
加工機の制御装置を示すブロック図、図３は、図１に示
すＸＹテーブル型の三次元レーザ加工機の運転手順を示
したフローチャートである。
【００２１】図１において、１は被加工物を設置する加
工テーブルであり、この加工テーブルはテーブル駆動手
段としての加工テーブルのＸ軸１ａ、Ｙ軸１ｂの駆動モ
ータ（図２に図示）により、ＸＹテーブル型三次元レー
ザ加工機の基準座標系ＯA −ＸA ＹA ＺA のＸA 方向、
ＹA 方向に移動可能となっている。３は図示しないレー
ザ発振器から出射されたレーザ光、５はレーザ光３を反
射するミラー、６はミラー５をレーザ光３の入射軸に対
して直交する方向に回転させる第１のミラー駆動手段と
してのθ2 軸駆動モータ、７はミラー５とθ2 軸駆動モ
ータ６を取付ける取付台、８は前記取付台ごとミラー５
をレーザ光３の入射軸回りに回転させる第２のミラー駆
動手段としてのθ1 軸駆動モータ、９は加工テーブル１
上の被加工物に対し焦点位置を変化させるためレーザ光
３を屈折させるレンズ、１０はレンズ９をレーザ光３の
入射方向の前後に駆動するレンズ駆動手段としてのＦ軸
駆動モータである。図１に示したθ1 ，θ2 ，Ｆ，Ｘ，
Ｙの各軸及びレーザ光の出力調整などを実施する制御装
置を図２に示す。
工テーブルであり、この加工テーブルはテーブル駆動手
段としての加工テーブルのＸ軸１ａ、Ｙ軸１ｂの駆動モ
ータ（図２に図示）により、ＸＹテーブル型三次元レー
ザ加工機の基準座標系ＯA −ＸA ＹA ＺA のＸA 方向、
ＹA 方向に移動可能となっている。３は図示しないレー
ザ発振器から出射されたレーザ光、５はレーザ光３を反
射するミラー、６はミラー５をレーザ光３の入射軸に対
して直交する方向に回転させる第１のミラー駆動手段と
してのθ2 軸駆動モータ、７はミラー５とθ2 軸駆動モ
ータ６を取付ける取付台、８は前記取付台ごとミラー５
をレーザ光３の入射軸回りに回転させる第２のミラー駆
動手段としてのθ1 軸駆動モータ、９は加工テーブル１
上の被加工物に対し焦点位置を変化させるためレーザ光
３を屈折させるレンズ、１０はレンズ９をレーザ光３の
入射方向の前後に駆動するレンズ駆動手段としてのＦ軸
駆動モータである。図１に示したθ1 ，θ2 ，Ｆ，Ｘ，
Ｙの各軸及びレーザ光の出力調整などを実施する制御装
置を図２に示す。
【００２２】図２に示すように制御装置は、主制御部１
１を有している。主制御部１１にはバス線１２を介し
て、キーボード等の入力部１３、メモリ手段としての加
工プログラムメモリ１４、ビームベクトルチェック部１
５、加工プログラム修正手段としての加工プログラム変
換部１６、パラメータメモリ１７、レーザ発振器４を制
御するレーザ発振制御部１８、θ1 軸モータ８とθ2 軸
モータ６とＦ軸モータ１０を制御する揺動モータ制御部
１９、ＸＹテーブル制御手段としてのＸＹテーブル送り
演算部２０、ＸＹテーブル送り演算部２０で算出された
移動量に基づき、Ｘ軸モータ１ａとＹ軸モータ１ｂとを
制御するＸＹテーブルモータ制御部２１がそれぞれ接続
されている。
１を有している。主制御部１１にはバス線１２を介し
て、キーボード等の入力部１３、メモリ手段としての加
工プログラムメモリ１４、ビームベクトルチェック部１
５、加工プログラム修正手段としての加工プログラム変
換部１６、パラメータメモリ１７、レーザ発振器４を制
御するレーザ発振制御部１８、θ1 軸モータ８とθ2 軸
モータ６とＦ軸モータ１０を制御する揺動モータ制御部
１９、ＸＹテーブル制御手段としてのＸＹテーブル送り
演算部２０、ＸＹテーブル送り演算部２０で算出された
移動量に基づき、Ｘ軸モータ１ａとＹ軸モータ１ｂとを
制御するＸＹテーブルモータ制御部２１がそれぞれ接続
されている。
【００２３】次に運転手順について図３のフローチャー
トに沿って説明する。入力部１３から入力されパラメー
タメモリに登録されていたポイント数ｎG により加工プ
ログラムメモリに格納されている加工プログラムを群分
けする。 ［Ｓ１００］加工ポイント群の中からＸA ，ＹA ，ＺA
方向のＭＩＮ値、ＭＡＸ値を含む６ポイントＰ0 〜Ｐ5
を選択する。 Ｐ0 ＝（ＸMIN ，Ｙ0 ，Ｚ0 ，L 0 ，ｍ0 ，ｎ0 ） ・・・（１） Ｐ1 ＝（ＸMAX ，Ｙ1 ，Ｚ1 ，L 1 ，ｍ1 ，ｎ1 ） ・・・（２） Ｐ2 ＝（Ｘ2 ，ＹMIN ，Ｚ2 ，L 2 ，ｍ2 ，ｎ2 ） ・・・（３） Ｐ3 ＝（Ｘ3 ，ＹMAX ，Ｚ3 ，L 3 ，ｍ3 ，ｎ3 ） ・・・（４） Ｐ4 ＝（Ｘ4 ，Ｙ4 ，ＺMIN ，L 4 ，ｍ4 ，ｎ4 ） ・・・（５） Ｐ5 ＝（Ｘ5 ，Ｙ5 ，ＺMAX ，L 5 、ｍ5 ，ｎ5 ） ・・・（６） ここで、姿勢データ（L ，ｍ，ｎ）は加工ポイントの面
直な法線ベクトルを示す。また、 Ｌ0 ＝（L 0 ，ｍ0 ，ｎ0 ） ・・・（１−ａ） Ｌ1 ＝（L 1 ，ｍ1 ，ｎ1 ） ・・・（２−ａ） Ｌ2 ＝（L 2 ，ｍ2 ，ｎ2 ） ・・・（３−ａ） Ｌ3 ＝（L 3 ，ｍ3 ，ｎ3 ） ・・・（４−ａ） Ｌ4 ＝（L 4 ，ｍ4 ，ｎ4 ） ・・・（５−ａ） Ｌ5 ＝（L 5 ，ｍ5 ，ｎ5 ） ・・・（６−ａ） とする。 ［Ｓ１０１］６ポイントＰ0 〜Ｐ5 の姿勢データとミラ
ー中心ＭO （ＸO ，ＹO，ＺO ）と６ポイントを結ぶビ
ームベクトルとの内積を算出する。
トに沿って説明する。入力部１３から入力されパラメー
タメモリに登録されていたポイント数ｎG により加工プ
ログラムメモリに格納されている加工プログラムを群分
けする。 ［Ｓ１００］加工ポイント群の中からＸA ，ＹA ，ＺA
方向のＭＩＮ値、ＭＡＸ値を含む６ポイントＰ0 〜Ｐ5
を選択する。 Ｐ0 ＝（ＸMIN ，Ｙ0 ，Ｚ0 ，L 0 ，ｍ0 ，ｎ0 ） ・・・（１） Ｐ1 ＝（ＸMAX ，Ｙ1 ，Ｚ1 ，L 1 ，ｍ1 ，ｎ1 ） ・・・（２） Ｐ2 ＝（Ｘ2 ，ＹMIN ，Ｚ2 ，L 2 ，ｍ2 ，ｎ2 ） ・・・（３） Ｐ3 ＝（Ｘ3 ，ＹMAX ，Ｚ3 ，L 3 ，ｍ3 ，ｎ3 ） ・・・（４） Ｐ4 ＝（Ｘ4 ，Ｙ4 ，ＺMIN ，L 4 ，ｍ4 ，ｎ4 ） ・・・（５） Ｐ5 ＝（Ｘ5 ，Ｙ5 ，ＺMAX ，L 5 、ｍ5 ，ｎ5 ） ・・・（６） ここで、姿勢データ（L ，ｍ，ｎ）は加工ポイントの面
直な法線ベクトルを示す。また、 Ｌ0 ＝（L 0 ，ｍ0 ，ｎ0 ） ・・・（１−ａ） Ｌ1 ＝（L 1 ，ｍ1 ，ｎ1 ） ・・・（２−ａ） Ｌ2 ＝（L 2 ，ｍ2 ，ｎ2 ） ・・・（３−ａ） Ｌ3 ＝（L 3 ，ｍ3 ，ｎ3 ） ・・・（４−ａ） Ｌ4 ＝（L 4 ，ｍ4 ，ｎ4 ） ・・・（５−ａ） Ｌ5 ＝（L 5 ，ｍ5 ，ｎ5 ） ・・・（６−ａ） とする。 ［Ｓ１０１］６ポイントＰ0 〜Ｐ5 の姿勢データとミラ
ー中心ＭO （ＸO ，ＹO，ＺO ）と６ポイントを結ぶビ
ームベクトルとの内積を算出する。
【００２４】
【数１】
【００２５】［Ｓ１０２］［Ｓ１０３］ビームベクトル
チェック部１５において、あらかじめパラメータメモリ
１７に登録されている面直許容範囲ｄｍ内にはいってい
るかチェックする。 ［Ｓ１０４］内積最小値を決定する。仮にＰ0 が選択さ
れたとする。 ［Ｓ１０５］ＸＹテーブル送り演算部２０において、ミ
ラー中心ＭO （ＸO ＹOＺO ）と前記決定した最小内積
ポイントＰ0 とのＸA 方向、ＹA 方向の差分をとる。 ΔＸ＝ＸO −Ｘ0 ・・・（１３） ΔＹ＝ＹO −Ｙ0 ・・・（１４） そして同時にミラー中心点ＭO を更新する。 ＭO ＝（ＸO ＋ΔＸ，ＹO ＋ΔＹ，ＺO ） ・・・（１５） ＸＹテーブルモータ制御部２１において算出されたＸＹ
テーブル送り量（−ΔＸ，−ΔＹ）に基づいて、Ｘ軸モ
ータ１ａ、Ｙ軸モータ１ｂを駆動する。 ［Ｓ１０６］加工プログラム変換部１６において、新た
なミラー中心点ＭO を中心に今回加工を実行する加工ポ
イント群のポイントデータを更新する。例えばＰ0 は、 Ｐ0 ＝（Ｘ0 ＋ΔＸ，Ｙ0 ＋ΔＹ，Ｚ0 ） ・・・（１６） ［Ｓ１０７］揺動モータ制御部１９において、加工ポイ
ント群のポイントデータ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）によりθ1 ，θ
2 ，Ｆ各軸の移動量を決定し、揺動三軸のみで加工す
る。揺動モータが図１に示すように構成される時、一般
に同次変換マトリクスＴ0 は
チェック部１５において、あらかじめパラメータメモリ
１７に登録されている面直許容範囲ｄｍ内にはいってい
るかチェックする。 ［Ｓ１０４］内積最小値を決定する。仮にＰ0 が選択さ
れたとする。 ［Ｓ１０５］ＸＹテーブル送り演算部２０において、ミ
ラー中心ＭO （ＸO ＹOＺO ）と前記決定した最小内積
ポイントＰ0 とのＸA 方向、ＹA 方向の差分をとる。 ΔＸ＝ＸO −Ｘ0 ・・・（１３） ΔＹ＝ＹO −Ｙ0 ・・・（１４） そして同時にミラー中心点ＭO を更新する。 ＭO ＝（ＸO ＋ΔＸ，ＹO ＋ΔＹ，ＺO ） ・・・（１５） ＸＹテーブルモータ制御部２１において算出されたＸＹ
テーブル送り量（−ΔＸ，−ΔＹ）に基づいて、Ｘ軸モ
ータ１ａ、Ｙ軸モータ１ｂを駆動する。 ［Ｓ１０６］加工プログラム変換部１６において、新た
なミラー中心点ＭO を中心に今回加工を実行する加工ポ
イント群のポイントデータを更新する。例えばＰ0 は、 Ｐ0 ＝（Ｘ0 ＋ΔＸ，Ｙ0 ＋ΔＹ，Ｚ0 ） ・・・（１６） ［Ｓ１０７］揺動モータ制御部１９において、加工ポイ
ント群のポイントデータ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）によりθ1 ，θ
2 ，Ｆ各軸の移動量を決定し、揺動三軸のみで加工す
る。揺動モータが図１に示すように構成される時、一般
に同次変換マトリクスＴ0 は
【００２６】
【数２】
【００２７】従って、現在値と式（１８）〜（２０）に
より、Δθ1 ，Δθ2 ，ΔＦを算出し各軸を駆動する。
レーザ光３の制御も、同時にレーザ発振制御部１８にお
いて実行される。 ［Ｓ１０８］加工ポイント群が終了すれば、運転を終了
する。
より、Δθ1 ，Δθ2 ，ΔＦを算出し各軸を駆動する。
レーザ光３の制御も、同時にレーザ発振制御部１８にお
いて実行される。 ［Ｓ１０８］加工ポイント群が終了すれば、運転を終了
する。
【００２８】このように実施例１にかかるＸＹテーブル
型三次元レーザ加工機によれば、立体的な被加工物を加
工する場合も、レーザ加工機側と被加工物とが衝突する
ことがなく、また高速、高精度な加工が実現できる。
型三次元レーザ加工機によれば、立体的な被加工物を加
工する場合も、レーザ加工機側と被加工物とが衝突する
ことがなく、また高速、高精度な加工が実現できる。
【００２９】実施例２．次に、本発明の実施例２にかか
る２軸回転テーブル型の三次元レーザ加工機について説
明する。なお、上述の実施例１と同様の構成または相当
部分からなるものについては、同一符号及び同一記号を
付してその詳細な説明を省略する。
る２軸回転テーブル型の三次元レーザ加工機について説
明する。なお、上述の実施例１と同様の構成または相当
部分からなるものについては、同一符号及び同一記号を
付してその詳細な説明を省略する。
【００３０】図４に示すように、加工テーブル１は、２
軸回転テーブル型の三次元レーザ加工機の基準座標系θ
B −ＸB ＹB ＺB のＸB 軸回りに回転させるテーブル回
転手段としてのθ3 軸駆動モータ１ｃ（図５に図示）及
びＹB 回りに回転させるθ4軸駆動モータ１ｄ（図５に
図示）により回転可能となっている。
軸回転テーブル型の三次元レーザ加工機の基準座標系θ
B −ＸB ＹB ＺB のＸB 軸回りに回転させるテーブル回
転手段としてのθ3 軸駆動モータ１ｃ（図５に図示）及
びＹB 回りに回転させるθ4軸駆動モータ１ｄ（図５に
図示）により回転可能となっている。
【００３１】図４に示したθ1 ，θ2 ，Ｆ，θ3 ，θ4
各軸及びレーザ光の出力制御などを実施する制御装置を
図５に示す。
各軸及びレーザ光の出力制御などを実施する制御装置を
図５に示す。
【００３２】図５に示すように制御装置は、加工テーブ
ル１を回転させるためにバス線１２に、回転テーブル制
御手段としての回転テーブル送り演算部２２、回転テー
ブルモータ制御部２３が接続されている。
ル１を回転させるためにバス線１２に、回転テーブル制
御手段としての回転テーブル送り演算部２２、回転テー
ブルモータ制御部２３が接続されている。
【００３３】次に運転手順について図６のフローチャー
トで説明する。 ［Ｓ１００〜Ｓ１０４］上述の実施例１と同じである。
内積最小ポイントは同様にＰ0 （Ｘ0 ，Ｙ0 ，Ｚ0 ，L
0 ，ｍ0 ，ｎ0 ）とする。 ［Ｓ２００］回転テーブル送り演算部２２において、前
記決定した最小内積ポイントＰ0 から回転テーブルのθ
3 軸、θ4 軸の送り量を決定する。すなわち
トで説明する。 ［Ｓ１００〜Ｓ１０４］上述の実施例１と同じである。
内積最小ポイントは同様にＰ0 （Ｘ0 ，Ｙ0 ，Ｚ0 ，L
0 ，ｍ0 ，ｎ0 ）とする。 ［Ｓ２００］回転テーブル送り演算部２２において、前
記決定した最小内積ポイントＰ0 から回転テーブルのθ
3 軸、θ4 軸の送り量を決定する。すなわち
【００３４】
【数３】
【００３５】回転テーブルモータ制御部２３において、
算出された回転テーブル送り量（Δθ3 ，Δθ4 ）に基
づいて、θ3 軸モータ１ｃあるいはθ4 軸モータ１ｄを
駆動する。 ［Ｓ２０１］加工プログラム変換部１６において、今回
実行する加工ポイント群のポイントデータ、姿勢データ
を更新する。たとえばＰ0 αポイントデータは
算出された回転テーブル送り量（Δθ3 ，Δθ4 ）に基
づいて、θ3 軸モータ１ｃあるいはθ4 軸モータ１ｄを
駆動する。 ［Ｓ２０１］加工プログラム変換部１６において、今回
実行する加工ポイント群のポイントデータ、姿勢データ
を更新する。たとえばＰ0 αポイントデータは
【００３６】
【数４】
【００３７】［Ｓ１０７〜Ｓ１０８］上述の実施例１と
同じである。
同じである。
【００３８】このように実施例２にかかる２軸回転テー
ブル型の三次元レーザ加工機によれば、立体的な被加工
物を加工する場合も、レーザ加工機側と被加工物とが衝
突することがなく、また高速、高精度な加工が実現でき
る。
ブル型の三次元レーザ加工機によれば、立体的な被加工
物を加工する場合も、レーザ加工機側と被加工物とが衝
突することがなく、また高速、高精度な加工が実現でき
る。
【００３９】実施例３．次に、本発明の実施例３にかか
るロボット同期型の三次元レーザ加工機について図７〜
１０に基づき説明する。なお、上述の実施例１と同様の
構成または相当部分からなるものについては、同一符号
及び同一記号を付してその詳細な説明を省略する。図７
に示すように被加工物は、ロボット２４のハンド２５に
ハンドリングされ、揺動ミラー５のほぼ真下あたりに位
置決めされる。
るロボット同期型の三次元レーザ加工機について図７〜
１０に基づき説明する。なお、上述の実施例１と同様の
構成または相当部分からなるものについては、同一符号
及び同一記号を付してその詳細な説明を省略する。図７
に示すように被加工物は、ロボット２４のハンド２５に
ハンドリングされ、揺動ミラー５のほぼ真下あたりに位
置決めされる。
【００４０】図７に示したθ1 ，θ2 ，Ｆ各軸の制御、
ロボットの制御、及びレーザ光の出力調整などを実施す
る制御装置を図８に示す。
ロボットの制御、及びレーザ光の出力調整などを実施す
る制御装置を図８に示す。
【００４１】図８に示すように制御装置は、ミラー揺動
系主制御部２６とロボット主制御部２７とを有してい
る。ミラー揺動系主制御部２６にはバス線１２を介し
て、揺動系モータθ1 軸、θ2 軸、Ｆ軸の各軸を手動で
動作させるペンダント２８のインターフェースを実施す
るペンダント入力部２９、メモリ手段としての揺動系加
工プログラムメモリ３０ａ及びハンド系加工プログラム
メモリ３０ｂ、通信制御部３１がそれぞれ接続されてい
る。また、ロボット主制御部２７にはバス線３２を介し
て、加工プログラム修正手段としてのデータ変換部３
３、ハンドリングした被加工物を手動で位置決めするた
めのペンダント３４のインターフェースを実施するペン
ダント入力部３５、ロボットの各軸モータ３６を制御す
るロボット制御手段としてのモータ制御部３７、ハンド
制御部３８、パラメータメモリ３９がそれぞれ接続され
ている。
系主制御部２６とロボット主制御部２７とを有してい
る。ミラー揺動系主制御部２６にはバス線１２を介し
て、揺動系モータθ1 軸、θ2 軸、Ｆ軸の各軸を手動で
動作させるペンダント２８のインターフェースを実施す
るペンダント入力部２９、メモリ手段としての揺動系加
工プログラムメモリ３０ａ及びハンド系加工プログラム
メモリ３０ｂ、通信制御部３１がそれぞれ接続されてい
る。また、ロボット主制御部２７にはバス線３２を介し
て、加工プログラム修正手段としてのデータ変換部３
３、ハンドリングした被加工物を手動で位置決めするた
めのペンダント３４のインターフェースを実施するペン
ダント入力部３５、ロボットの各軸モータ３６を制御す
るロボット制御手段としてのモータ制御部３７、ハンド
制御部３８、パラメータメモリ３９がそれぞれ接続され
ている。
【００４２】次に運転手順について図９、図１０のフロ
ーチャートに沿って説明する。
ーチャートに沿って説明する。
【００４３】まず、最初に図９に示す前処理の運転手順
について説明する。 ［Ｓ３００］ロボットペンダント３４によりハンドリン
グした被加工物を揺動ミラー真下あたりに位置決めす
る。 ［Ｓ３０１］揺動系ペンダント２８により、被加工物上
の基準点Ｑ0 ，Ｑ1 ，Ｑ2 を教示する。教示はペンダン
ト２８で実施する。基準点３点から作成される被加工物
系から揺動系への同次変換マトリクスをＭQ とする。 ［Ｓ３０２］被加工物系データから、被加工物の加工ポ
イントデータ、姿勢データを揺動系加工ポイントデー
タ、姿勢データへ変換する。被加工物の加工ポイントデ
ータを（ＸW ，ＹW ，ＺW ）、姿勢データ（L W ，ｍ
W ，ｎW ）、また、変換された揺動系の加工ポイントデ
ータを（ＸL ，ＹL ，ＺL ）、姿勢データを（L L ，ｍ
L ，ｎL ）とする。
について説明する。 ［Ｓ３００］ロボットペンダント３４によりハンドリン
グした被加工物を揺動ミラー真下あたりに位置決めす
る。 ［Ｓ３０１］揺動系ペンダント２８により、被加工物上
の基準点Ｑ0 ，Ｑ1 ，Ｑ2 を教示する。教示はペンダン
ト２８で実施する。基準点３点から作成される被加工物
系から揺動系への同次変換マトリクスをＭQ とする。 ［Ｓ３０２］被加工物系データから、被加工物の加工ポ
イントデータ、姿勢データを揺動系加工ポイントデー
タ、姿勢データへ変換する。被加工物の加工ポイントデ
ータを（ＸW ，ＹW ，ＺW ）、姿勢データ（L W ，ｍ
W ，ｎW ）、また、変換された揺動系の加工ポイントデ
ータを（ＸL ，ＹL ，ＺL ）、姿勢データを（L L ，ｍ
L ，ｎL ）とする。
【００４４】
【数５】
【００４５】［Ｓ３０３］通信制御部３１において、
［Ｓ３０２］で変換された揺動系の加工ポイントデータ
及び姿勢データ全てを揺動系加工プログラムメモリ３０
ａからロボット主制御部２７へ転送する。 ［Ｓ３０４］データ変換部３３において、あらかじめパ
ラメータメモリ３９に設定されたロボット座標系ＯR −
ＸR ＹR ＺR から揺動座標系ＯC −ＸC ＹC ＺCへの同
次変換マトリクスＭS により揺動系データから、ロボッ
ト座標系データへ変換する。ロボット座標系の加工ポイ
ントデータを（ＸM ，ＹM ，ＺM ）、姿勢データを（L
M ，ｍM ，ｎM ）とする。
［Ｓ３０２］で変換された揺動系の加工ポイントデータ
及び姿勢データ全てを揺動系加工プログラムメモリ３０
ａからロボット主制御部２７へ転送する。 ［Ｓ３０４］データ変換部３３において、あらかじめパ
ラメータメモリ３９に設定されたロボット座標系ＯR −
ＸR ＹR ＺR から揺動座標系ＯC −ＸC ＹC ＺCへの同
次変換マトリクスＭS により揺動系データから、ロボッ
ト座標系データへ変換する。ロボット座標系の加工ポイ
ントデータを（ＸM ，ＹM ，ＺM ）、姿勢データを（L
M ，ｍM ，ｎM ）とする。
【００４６】
【数６】
【００４７】［Ｓ３０５］データ変換部３３において、
ロボット座標系データからハンド座標系に対する相対ポ
イントデータへ変換する。相対ポイントデータを（Ｘ
R ，ＹR，ＺR ）、姿勢データを（L R ，ｍR ，ｎR ）
とする。また、現在のハンド座標系を表現する同次変換
マトリクスをＭR とすると、
ロボット座標系データからハンド座標系に対する相対ポ
イントデータへ変換する。相対ポイントデータを（Ｘ
R ，ＹR，ＺR ）、姿勢データを（L R ，ｍR ，ｎR ）
とする。また、現在のハンド座標系を表現する同次変換
マトリクスをＭR とすると、
【００４８】
【数７】
【００４９】［Ｓ３０６］通信制御部４０において、
［Ｓ３０５］で変換されたハンド系の加工ポイントデー
タ及び姿勢データ全てをハンド系加工プログラムメモリ
３０へ転送する。 これで前処理は完了し、図１０に示す運転へと移行す
る。 ［Ｓ１００〜Ｓ１０４］上述の実施例１と同じである。
内積最小ポイントは、同様にＰ0 （Ｘ0 ，Ｙ0 ，Ｚ0 ，
L 0 ，ｍ0 ，ｎ0 ）とする。 ［Ｓ３０７］ミラー中心ＭO （ＸO ，ＹO ，ＺO ）と前
記決定した最小内積ポイントＰ0 とのＸC ，ＹC ，ＺC
各方向の差分をとる。 ΔＸ＝ＸO −Ｘ0 ・・・（３１） ΔＹ＝ＹO −Ｙ0 ・・・（３２） ΔＺ＝ＺO −Ｚ0 ・・・（３３） 通信制御部３１において式（３１）〜（３３）で算出さ
れた送り量をロボット主制御部２７へ転送する。 ［Ｓ３０８］データ変換部３３において、前記送り量Δ
Ｘ，ΔＹ，ΔＺを基にしてハンド座標系の同次変換マト
リクスＭR を更新する。更新されるマトリクスをＭR ’
とすると、
［Ｓ３０５］で変換されたハンド系の加工ポイントデー
タ及び姿勢データ全てをハンド系加工プログラムメモリ
３０へ転送する。 これで前処理は完了し、図１０に示す運転へと移行す
る。 ［Ｓ１００〜Ｓ１０４］上述の実施例１と同じである。
内積最小ポイントは、同様にＰ0 （Ｘ0 ，Ｙ0 ，Ｚ0 ，
L 0 ，ｍ0 ，ｎ0 ）とする。 ［Ｓ３０７］ミラー中心ＭO （ＸO ，ＹO ，ＺO ）と前
記決定した最小内積ポイントＰ0 とのＸC ，ＹC ，ＺC
各方向の差分をとる。 ΔＸ＝ＸO −Ｘ0 ・・・（３１） ΔＹ＝ＹO −Ｙ0 ・・・（３２） ΔＺ＝ＺO −Ｚ0 ・・・（３３） 通信制御部３１において式（３１）〜（３３）で算出さ
れた送り量をロボット主制御部２７へ転送する。 ［Ｓ３０８］データ変換部３３において、前記送り量Δ
Ｘ，ΔＹ，ΔＺを基にしてハンド座標系の同次変換マト
リクスＭR を更新する。更新されるマトリクスをＭR ’
とすると、
【００５０】
【数８】
【００５１】データ変換部４０において更新したハンド
座標系同次変換マトリクスＭR ’を揺動系主制御部２６
へ転送する。 ［Ｓ３０９］揺動系主制御部２６では転送されたハンド
座標系同次変換マトリクスＭR ’と、ハンド系加工プロ
グラムメモリ３０ｂに格納されている相対ポイントデー
タより、揺動系加工プログラムを再作成し、揺動系プロ
グラムメモリ３０ａに格納する。
座標系同次変換マトリクスＭR ’を揺動系主制御部２６
へ転送する。 ［Ｓ３０９］揺動系主制御部２６では転送されたハンド
座標系同次変換マトリクスＭR ’と、ハンド系加工プロ
グラムメモリ３０ｂに格納されている相対ポイントデー
タより、揺動系加工プログラムを再作成し、揺動系プロ
グラムメモリ３０ａに格納する。
【００５２】
【数９】
【００５３】［Ｓ１０７〜Ｓ１０８］上述の実施例１と
同じである。
同じである。
【００５４】以上に述べたように、実施例３にかかるロ
ボット同期型の三次元レーザ加工機によれば、表面が閉
じた形状の立体的な被加工物を加工する場合も、レーザ
加工機側と被加工物とが衝突することがなく、また高
速、高精度な加工が実現できる。
ボット同期型の三次元レーザ加工機によれば、表面が閉
じた形状の立体的な被加工物を加工する場合も、レーザ
加工機側と被加工物とが衝突することがなく、また高
速、高精度な加工が実現できる。
【００５５】ちなみに以上に述べた各実施例は、被加工
物の形状に応じてそれぞれ、実施例１は図１１に示され
るように、ミラー中心点ＭO から被加工物１０１の表面
が全て見える場合、実施例２は図１２に示されるよう
に、ミラー中心点ＭO から被加工物１０１の一部が見え
ないような場合、実施例３は図１３に示されるように被
加工物１０１が閉じている場合等に適用する。
物の形状に応じてそれぞれ、実施例１は図１１に示され
るように、ミラー中心点ＭO から被加工物１０１の表面
が全て見える場合、実施例２は図１２に示されるよう
に、ミラー中心点ＭO から被加工物１０１の一部が見え
ないような場合、実施例３は図１３に示されるように被
加工物１０１が閉じている場合等に適用する。
【００５６】
【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
ているので、以下に示すような効果を奏する。
ているので、以下に示すような効果を奏する。
【００５７】三次元レーザ加工機において、ＸＹテーブ
ル上に載置された被加工物に対するレーザ光の焦点の微
調整は、ミラーが被加工物との距離を変えることなく、
レンズ駆動手段によって行われることにより、加工面の
面直ベクトルのＺ成分が全て正の値を示す立体的な被加
工物を加工する場合も、レーザ加工機側と被加工物とが
衝突することがなく、また高速な加工が実現できる。
ル上に載置された被加工物に対するレーザ光の焦点の微
調整は、ミラーが被加工物との距離を変えることなく、
レンズ駆動手段によって行われることにより、加工面の
面直ベクトルのＺ成分が全て正の値を示す立体的な被加
工物を加工する場合も、レーザ加工機側と被加工物とが
衝突することがなく、また高速な加工が実現できる。
【００５８】また、被加工物の加工ポイントのデータに
基づいて加工プログラムを修正し、ＸＹテーブルを再位
置決めするので、レーザ光の入射角度をほぼ面直に保持
することが可能となり、高精度の加工が実現できる。
基づいて加工プログラムを修正し、ＸＹテーブルを再位
置決めするので、レーザ光の入射角度をほぼ面直に保持
することが可能となり、高精度の加工が実現できる。
【００５９】さらに、三次元レーザ加工機において、２
軸回転テーブル上に載置された被加工物に対するレーザ
光の焦点の微調整は、ミラーが被加工物との距離を変え
ることなく、レンズ駆動手段によって行われることによ
り、加工面の面直ベクトルのＺ成分が０又は負の値を示
す立体的な被加工物を加工する場合も、レーザ加工機側
と被加工物とが衝突することがなく、また高速、高精度
の加工が実現できる。
軸回転テーブル上に載置された被加工物に対するレーザ
光の焦点の微調整は、ミラーが被加工物との距離を変え
ることなく、レンズ駆動手段によって行われることによ
り、加工面の面直ベクトルのＺ成分が０又は負の値を示
す立体的な被加工物を加工する場合も、レーザ加工機側
と被加工物とが衝突することがなく、また高速、高精度
の加工が実現できる。
【００６０】また、被加工物の加工ポイントのデータに
基づいて加工プログラムを修正し、回転テーブルを再位
置決めするので、レーザ光の入射角度をほぼ面直に保持
することが可能となり、高精度の加工が実現できる。
基づいて加工プログラムを修正し、回転テーブルを再位
置決めするので、レーザ光の入射角度をほぼ面直に保持
することが可能となり、高精度の加工が実現できる。
【００６１】さらに、三次元レーザ加工機において、ロ
ボットに保持されている被加工物に対するレーザ光の焦
点の微調整は、ミラーが被加工物との距離を変えること
なく、レンズ駆動手段によって行われることにより、表
面が閉じた形状の立体的な被加工物を加工する場合も、
レーザ加工機側と被加工物とが衝突することがなく、ま
た高速、高精度の加工が実現できる。
ボットに保持されている被加工物に対するレーザ光の焦
点の微調整は、ミラーが被加工物との距離を変えること
なく、レンズ駆動手段によって行われることにより、表
面が閉じた形状の立体的な被加工物を加工する場合も、
レーザ加工機側と被加工物とが衝突することがなく、ま
た高速、高精度の加工が実現できる。
【００６２】また、被加工物の加工ポイントのデータに
基づいて加工プログラムを修正し、ロボットを再位置決
めするので、レーザ光の入射角度をほぼ面直に保持する
ことが可能となり、高精度の加工が実現できる。
基づいて加工プログラムを修正し、ロボットを再位置決
めするので、レーザ光の入射角度をほぼ面直に保持する
ことが可能となり、高精度の加工が実現できる。
【図１】 この発明の実施例１によるＸＹテーブル型の
三次元レーザ加工機の構成図である。
三次元レーザ加工機の構成図である。
【図２】 この発明の実施例１によるＸＹテーブル型の
三次元レーザ加工機の制御装置のブロック図である。
三次元レーザ加工機の制御装置のブロック図である。
【図３】 この発明の実施例１によるＸＹテーブル型の
三次元レーザ加工機の運転手順を示したフローチャート
である。
三次元レーザ加工機の運転手順を示したフローチャート
である。
【図４】 この発明の実施例２による２軸回転テーブル
型の三次元レーザ加工機の構成図である。
型の三次元レーザ加工機の構成図である。
【図５】 この発明の実施例２による２軸回転テーブル
型の三次元レーザ加工機の制御装置のブロック図であ
る。
型の三次元レーザ加工機の制御装置のブロック図であ
る。
【図６】 この発明の実施例２による２軸回転テーブル
型の三次元レーザ加工機の運転手順を示したフローチャ
ートである。
型の三次元レーザ加工機の運転手順を示したフローチャ
ートである。
【図７】 この発明の実施例３によるロボット同期型の
三次元レーザ加工機の構成図である。
三次元レーザ加工機の構成図である。
【図８】 この発明の実施例３によるロボット同期型の
三次元レーザ加工機の制御装置のブロック図である。
三次元レーザ加工機の制御装置のブロック図である。
【図９】 この発明の実施例３によるロボット同期型の
三次元レーザ加工機の運転前処理を示したフローチャー
トである。
三次元レーザ加工機の運転前処理を示したフローチャー
トである。
【図１０】 この発明の実施例３によるロボット同期型
の三次元レーザ加工機の運転手順を示したフローチャー
トである。
の三次元レーザ加工機の運転手順を示したフローチャー
トである。
【図１１】 この発明の実施例１に適用される被加工物
のパターンの概略図である。
のパターンの概略図である。
【図１２】 この発明の実施例２に適用される被加工物
のパターンの概略図である。
のパターンの概略図である。
【図１３】 この発明の実施例３に適用される被加工物
のパターンの概略図である。
のパターンの概略図である。
【図１４】 従来の三次元レーザ加工機の構成図であ
る。
る。
【図１５】 従来の別の三次元レーザ加工機の構成図で
ある。
ある。
【図１６】 被加工物の表面状態を示す説明図である。
【図１７】 別の被加工物の表面状態を示す説明図であ
る。
る。
【図１８】 被加工物と加工ヘッドとの位置関係を示す
説明図である。
説明図である。
【図１９】 レーザ加工時の問題点を示すための説明図
である。
である。
【図２０】 別のレーザ加工時の問題点を示すための説
明図である。
明図である。
１ 加工テーブル、１ａ 加工テーブルＸ軸駆動モー
タ、１ｂ 加工テーブルＹ軸駆動モータ、１ｃ 加工テ
ーブルθ3 軸駆動モータ、１ｄ 加工テーブルθ4 軸駆
動モータ、５ ミラー、６ θ2 軸駆動モータ、８ θ
1 軸駆動モータ、９ レンズ、１０ Ｆ軸駆動モータ、
１４ 加工プログラムメモリ、１６ 加工プログラム変
換部、２０ ＸＹテーブル送り演算部、２２ 回転テー
ブル送り演算部、２４ ロボット、３０ａ 揺動系加工
プログラムメモリ、３０ｂ ハンド系加工プログラムメ
モリ、３３ データ変換部、３７ モータ制御部。
タ、１ｂ 加工テーブルＹ軸駆動モータ、１ｃ 加工テ
ーブルθ3 軸駆動モータ、１ｄ 加工テーブルθ4 軸駆
動モータ、５ ミラー、６ θ2 軸駆動モータ、８ θ
1 軸駆動モータ、９ レンズ、１０ Ｆ軸駆動モータ、
１４ 加工プログラムメモリ、１６ 加工プログラム変
換部、２０ ＸＹテーブル送り演算部、２２ 回転テー
ブル送り演算部、２４ ロボット、３０ａ 揺動系加工
プログラムメモリ、３０ｂ ハンド系加工プログラムメ
モリ、３３ データ変換部、３７ モータ制御部。
Claims (6)
- 【請求項１】 レーザ光を屈折させるレンズ、このレン
ズを上記レーザ光の光軸方向に移動するレンズ駆動手
段、上記レンズを通過した上記レーザ光を被加工物に反
射するミラー、このミラーを第１の回転方向に回転させ
る第１のミラー駆動手段、上記ミラーを第２の回転方向
に回転させる第２のミラー駆動手段、上記被加工物を載
置するＸＹテーブル、このＸＹテーブルを第１の方向に
平行移動する第１のテーブル駆動手段、上記ＸＹテーブ
ルを水平面上で上記第１の方向と異なる第２の方向に平
行移動する第２のテーブル駆動手段を備えたことを特徴
とする三次元レーザ加工機。 - 【請求項２】 加工プログラム及び加工条件を格納する
メモリ手段、被加工物の加工ポイントのデータに基づき
上記加工プログラムを修正する加工プログラム修正手
段、この加工プログラム修正手段により修正された加工
プログラムに基づいてＸＹテーブルを駆動制御するＸＹ
テーブル制御手段を備えたことを特徴とする請求項１記
載の三次元レーザ加工機。 - 【請求項３】 レーザ光を屈折させるレンズ、このレン
ズを上記レーザ光の光軸方向に移動するレンズ駆動手
段、上記レンズを通過した上記レーザ光を被加工物に反
射するミラー、このミラーを第１の回転方向に回転させ
る第１のミラー駆動手段、上記ミラーを第２の回転方向
に回転させる第２のミラー駆動手段、上記被加工物を載
置する２軸回転テーブル、この２軸回転テーブルを第１
の回転軸回りに回転させる第１のテーブル回転手段、上
記２軸回転テーブルを第２の回転軸回りに回転させる第
２のテーブル回転手段を備えたことを特徴とする三次元
レーザ加工機。 - 【請求項４】 加工プログラム及び加工条件を格納する
メモリ手段、被加工物の加工ポイントのデータに基づき
上記加工プログラムを修正する加工プログラム修正手
段、この加工プログラム修正手段により修正された加工
プログラムに基づいて２軸回転テーブルを駆動制御する
回転テーブル制御手段を備えたことを特徴とする請求項
３記載の三次元レーザ加工機。 - 【請求項５】 レーザ光を屈折させるレンズ、このレン
ズを上記レーザ光の光軸方向に移動するレンズ駆動手
段、上記レンズを通過した上記レーザ光を被加工物に反
射するミラー、このミラーを第１の回転方向に回転させ
る第１のミラー駆動手段、上記ミラーを第２の回転方向
に回転させる第２のミラー駆動手段、上記被加工物を保
持し移動させるロボットを備えたことを特徴とする三次
元レーザ加工機。 - 【請求項６】 加工プログラム及び加工条件を格納する
メモリ手段、被加工物の加工ポイントのデータに基づき
上記加工プログラムを修正する加工プログラム修正手
段、この加工プログラム修正手段により修正された加工
プログラムに基づいてロボットを駆動制御するロボット
制御手段を備えたことを特徴とする請求項５記載の三次
元レーザ加工機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6160152A JPH0825075A (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | 三次元レーザ加工機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6160152A JPH0825075A (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | 三次元レーザ加工機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0825075A true JPH0825075A (ja) | 1996-01-30 |
Family
ID=15709005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6160152A Pending JPH0825075A (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | 三次元レーザ加工機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0825075A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005177862A (ja) * | 2003-12-18 | 2005-07-07 | Como Spa | レーザ溶接方法および装置 |
-
1994
- 1994-07-12 JP JP6160152A patent/JPH0825075A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005177862A (ja) * | 2003-12-18 | 2005-07-07 | Como Spa | レーザ溶接方法および装置 |
| US7786404B2 (en) | 2003-12-18 | 2010-08-31 | Comau S.P.A. | Method and device for laser welding |
| JP4629425B2 (ja) * | 2003-12-18 | 2011-02-09 | コマウ・ソシエタ・ペル・アチオニ | レーザ溶接方法および装置 |
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