JPH09108863A - レーザ加工方式 - Google Patents
レーザ加工方式Info
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- JPH09108863A JPH09108863A JP7266969A JP26696995A JPH09108863A JP H09108863 A JPH09108863 A JP H09108863A JP 7266969 A JP7266969 A JP 7266969A JP 26696995 A JP26696995 A JP 26696995A JP H09108863 A JPH09108863 A JP H09108863A
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- laser beam
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 連続的な動作によりコーナ部を加工する際の
加工精度を向上させる。 【解決手段】 前処理演算手段２は、加工プログラム１
を解読し、各移動軸への移動指令と、レーザビームのビ
ームオンオフ指令を出力する。補間手段３は移動指令を
受け取ると、補間処理を行い補間パルスを出力する。こ
の補間パルスは、加速度制御部６により補間後加減速が
行われる。遅延時間演算手段４は、ビームオンオフ指令
が出力された場合に、移動指令に関するデータと加速度
の時定数とから、加工ヘッドの移動経路が移動指令にお
ける目標の座標に接近するまでの遅延時間を算出する。
レーザ出力制御手段５は、レーザ発振器２０のレーザビ
ームの出力を制御しており、ビームオンオフ指令を受け
取ると、遅延時間演算手段４が算出した遅延時間だけ時
間をカウントした後に、ビームオンオフ指令を実行す
る。
加工精度を向上させる。 【解決手段】 前処理演算手段２は、加工プログラム１
を解読し、各移動軸への移動指令と、レーザビームのビ
ームオンオフ指令を出力する。補間手段３は移動指令を
受け取ると、補間処理を行い補間パルスを出力する。こ
の補間パルスは、加速度制御部６により補間後加減速が
行われる。遅延時間演算手段４は、ビームオンオフ指令
が出力された場合に、移動指令に関するデータと加速度
の時定数とから、加工ヘッドの移動経路が移動指令にお
ける目標の座標に接近するまでの遅延時間を算出する。
レーザ出力制御手段５は、レーザ発振器２０のレーザビ
ームの出力を制御しており、ビームオンオフ指令を受け
取ると、遅延時間演算手段４が算出した遅延時間だけ時
間をカウントした後に、ビームオンオフ指令を実行す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は軸の移動に加減速の
遅れを伴うレーザ加工装置によりレーザ加工を行うレー
ザ加工方式に関し、特に薄板の切断を高速に行うための
レーザ加工方式に関する。
遅れを伴うレーザ加工装置によりレーザ加工を行うレー
ザ加工方式に関し、特に薄板の切断を高速に行うための
レーザ加工方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ加工装置では、加工ヘッドの移動
を制御しレーザビームを集光する点（スポット）を移動
させることにより、任意の形状のワークを切断してい
る。このスポットの移動は、加工プログラムによって数
値制御装置に指令される。
を制御しレーザビームを集光する点（スポット）を移動
させることにより、任意の形状のワークを切断してい
る。このスポットの移動は、加工プログラムによって数
値制御装置に指令される。
【０００３】このようなレーザ加工装置を用いて薄板を
切削する場合、切削速度をかなり高速にすることができ
る。従って、切削開始点や終了点においてもできるだけ
減速をせずに速い速度を保ったままランニングピアシン
グを行うことにより、より高速のレーザ加工を実行する
ことができる。そのためには、多角形のコーナ部におい
てもイグザクトストップ等の一時停止をせずに連続的に
移動させることが行われている。
切削する場合、切削速度をかなり高速にすることができ
る。従って、切削開始点や終了点においてもできるだけ
減速をせずに速い速度を保ったままランニングピアシン
グを行うことにより、より高速のレーザ加工を実行する
ことができる。そのためには、多角形のコーナ部におい
てもイグザクトストップ等の一時停止をせずに連続的に
移動させることが行われている。
【０００４】このように、加工ヘッドをコーナ部におい
ても連続的に移動させ、レーザビームのオンオフによっ
て目的の形状の加工を行うことにより、高速のレーザ加
工が可能となる。
ても連続的に移動させ、レーザビームのオンオフによっ
て目的の形状の加工を行うことにより、高速のレーザ加
工が可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、レーザ加工
機の軸移動には、加減速による動作の遅れがある。この
遅れの量は、加減速時定数により定まる。加減速時定数
は、位置決め等の移動の際の加減速において、目的の速
度に達するまでの時間を示すパラメータである。これに
対し、レーザビームの出力の制御にはほとんど遅れがな
い。そのため、コーナの頂点でビーム出力のオンオフを
切り換える場合、加工ヘッドが実際には頂点に達してい
ないにもかかわらず、ビーム出力の切り換えが実行され
てしまう。
機の軸移動には、加減速による動作の遅れがある。この
遅れの量は、加減速時定数により定まる。加減速時定数
は、位置決め等の移動の際の加減速において、目的の速
度に達するまでの時間を示すパラメータである。これに
対し、レーザビームの出力の制御にはほとんど遅れがな
い。そのため、コーナの頂点でビーム出力のオンオフを
切り換える場合、加工ヘッドが実際には頂点に達してい
ないにもかかわらず、ビーム出力の切り換えが実行され
てしまう。
【０００６】図６は従来のレーザ加工装置によるコーナ
部の加工例を示す図である。（Ａ）は加工状況を示す図
である。この例では、点Ｐ1 から点Ｐ2 の間の経路を切
削する場合である。なお、点Ｐ1 へは、切削経路の直角
方向から到達し、点Ｐ2 からは、切削経路の直角方向へ
離れていくものとする。この加工を実行するための指令
は次の通りである。
部の加工例を示す図である。（Ａ）は加工状況を示す図
である。この例では、点Ｐ1 から点Ｐ2 の間の経路を切
削する場合である。なお、点Ｐ1 へは、切削経路の直角
方向から到達し、点Ｐ2 からは、切削経路の直角方向へ
離れていくものとする。この加工を実行するための指令
は次の通りである。
【０００７】まず第１のブロックでは、ビームオフの状
態で加工ヘッドを点Ｐ1 まで直線で移動させる。第２の
ブロックでは、ビーム出力をオンにし、直角方向にある
点Ｐ 2 まで直線で移動させる。第３のブロックでは、ビ
ーム出力をオフにし、直角の方向に直線で移動させる。
態で加工ヘッドを点Ｐ1 まで直線で移動させる。第２の
ブロックでは、ビーム出力をオンにし、直角方向にある
点Ｐ 2 まで直線で移動させる。第３のブロックでは、ビ
ーム出力をオフにし、直角の方向に直線で移動させる。
【０００８】この加工指令が数値制御装置で実行される
と、第１のブロックが実行され加工ヘッドが点Ｐ11に達
した時点で、数値制御装置は分配を終了し、点Ｐ1 に達
したものと認識する。そして、第２のブロックを実行
し、移動を開始すると同時に、レーザビームに出力をオ
ンにする。従って、点Ｐ11におけるスポット位置５３か
ら切削が開始される。加工ヘッドが点Ｐ12に達すると、
数値制御装置は点Ｐ2 に達したものと認識し第３のブロ
ックの移動を開始する。この時、レーザビームの出力を
オフにする。従って、点Ｐ12におけるスポット位置５４
で切削が終了する。
と、第１のブロックが実行され加工ヘッドが点Ｐ11に達
した時点で、数値制御装置は分配を終了し、点Ｐ1 に達
したものと認識する。そして、第２のブロックを実行
し、移動を開始すると同時に、レーザビームに出力をオ
ンにする。従って、点Ｐ11におけるスポット位置５３か
ら切削が開始される。加工ヘッドが点Ｐ12に達すると、
数値制御装置は点Ｐ2 に達したものと認識し第３のブロ
ックの移動を開始する。この時、レーザビームの出力を
オフにする。従って、点Ｐ12におけるスポット位置５４
で切削が終了する。
【０００９】（Ｂ）は加工結果を示す図である。この図
では、切削される領域６２を斜線で示している。図に示
すように、スポット位置５４の先端から点Ｐ2 までの区
間ｄ 3 は切り残されてしまう。
では、切削される領域６２を斜線で示している。図に示
すように、スポット位置５４の先端から点Ｐ2 までの区
間ｄ 3 は切り残されてしまう。
【００１０】このように、加減速による移動動作の遅れ
により、加工ヘッドが実際には目的の座標に達していな
いにもかかわらず、数値制御装置は目的の座標に達した
ものとして次のブロックの指令を実行してしまう。そし
て、この時にレーザビームのオンオフの切り換えが伴っ
ていると、コーナ部において目的の切削経路を確実に切
削することができない事態が発生する。
により、加工ヘッドが実際には目的の座標に達していな
いにもかかわらず、数値制御装置は目的の座標に達した
ものとして次のブロックの指令を実行してしまう。そし
て、この時にレーザビームのオンオフの切り換えが伴っ
ていると、コーナ部において目的の切削経路を確実に切
削することができない事態が発生する。
【００１１】なお、この機械の追従遅れに対する対策と
して、事前に加工テストを行いビームオンオフの遅延時
間を計測し、パラメータとして数値制御装置に設定する
こともできる。適当な遅延時間を設定することにより、
切削経路が目標の座標の近くに達したときにレーザビー
ムのオンオフを切り換えることができ、加工精度を向上
させることができる。ただし、事前の加工テストには大
きな労力を必要とし、時間もかかるため、パラメータに
よる遅延時間の設定は、加工の際の作業効率を悪化させ
ているという弊害を伴っており、無条件に有効な手段と
は言えない。
して、事前に加工テストを行いビームオンオフの遅延時
間を計測し、パラメータとして数値制御装置に設定する
こともできる。適当な遅延時間を設定することにより、
切削経路が目標の座標の近くに達したときにレーザビー
ムのオンオフを切り換えることができ、加工精度を向上
させることができる。ただし、事前の加工テストには大
きな労力を必要とし、時間もかかるため、パラメータに
よる遅延時間の設定は、加工の際の作業効率を悪化させ
ているという弊害を伴っており、無条件に有効な手段と
は言えない。
【００１２】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、連続的な動作によるコーナ部の加工の加工精
度を向上させるレーザ加工方式を提供することを目的と
する。
のであり、連続的な動作によるコーナ部の加工の加工精
度を向上させるレーザ加工方式を提供することを目的と
する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、軸の移動に加減速の遅れを伴うレーザ加
工装置によりレーザ加工を行うレーザ加工方式におい
て、加工プログラムを解読し、レーザ加工機の各軸の移
動指令と、レーザビームの出力に関するビーム出力制御
指令とを出力する前処理演算手段と、前記移動指令を受
けて補間処理を行い補間パルスを出力し、前記レーザ加
工機の各軸の移動を制御する補間手段と、前記ビーム出
力制御指令が出力された場合に、所定の計算式により遅
延時間を算出する遅延時間演算手段と、前記ビーム出力
制御指令が出力された場合に、前記遅延時間だけ時間を
遅らせてレーザビームの出力を制御するレーザ出力制御
手段と、を有することを特徴とするレーザ加工方式が提
供される。
決するために、軸の移動に加減速の遅れを伴うレーザ加
工装置によりレーザ加工を行うレーザ加工方式におい
て、加工プログラムを解読し、レーザ加工機の各軸の移
動指令と、レーザビームの出力に関するビーム出力制御
指令とを出力する前処理演算手段と、前記移動指令を受
けて補間処理を行い補間パルスを出力し、前記レーザ加
工機の各軸の移動を制御する補間手段と、前記ビーム出
力制御指令が出力された場合に、所定の計算式により遅
延時間を算出する遅延時間演算手段と、前記ビーム出力
制御指令が出力された場合に、前記遅延時間だけ時間を
遅らせてレーザビームの出力を制御するレーザ出力制御
手段と、を有することを特徴とするレーザ加工方式が提
供される。
【００１４】上記レーザ加工方式によれば、前処理演算
手段は、加工プログラムを解読し、レーザ加工機の各軸
の移動指令と、レーザビームの出力に関するビーム出力
制御指令とを出力する。補間手段は、移動指令を受けて
補間処理を行い補間パルスを出力し、レーザ加工機の各
軸の移動を制御する。遅延時間演算手段は、ビーム出力
制御指令が出力された場合に、所定の計算式により遅延
時間を算出する。レーザ出力制御手段は、ビーム出力制
御指令が出力された場合に、遅延時間だけ時間を遅らせ
てレーザビームの出力を制御する。
手段は、加工プログラムを解読し、レーザ加工機の各軸
の移動指令と、レーザビームの出力に関するビーム出力
制御指令とを出力する。補間手段は、移動指令を受けて
補間処理を行い補間パルスを出力し、レーザ加工機の各
軸の移動を制御する。遅延時間演算手段は、ビーム出力
制御指令が出力された場合に、所定の計算式により遅延
時間を算出する。レーザ出力制御手段は、ビーム出力制
御指令が出力された場合に、遅延時間だけ時間を遅らせ
てレーザビームの出力を制御する。
【００１５】これにより、移動指令に対する軸の追従遅
れに合わせて、レーザビームの出力制御も遅延させるこ
とができる。従って、一時停止を伴わない連続的な移動
をしながらコーナ部でレーザビームの出力を切り換える
場合においても、より、加工プログラムの指令する形状
に沿ったレーザ加工を実行することができる。
れに合わせて、レーザビームの出力制御も遅延させるこ
とができる。従って、一時停止を伴わない連続的な移動
をしながらコーナ部でレーザビームの出力を切り換える
場合においても、より、加工プログラムの指令する形状
に沿ったレーザ加工を実行することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明のレーザ加工方式の
概略構成を示すブロック図である。前処理演算手段２
は、加工プログラム１を解読し、各移動軸への移動指令
を出力する。補間手段３は移動指令を受け取ると、補間
処理を行い補間パルスを出力するとともに、ビームオン
オフ指令を出力する。この補間パルスによる移動は、加
減速制御部６により補間後加減速が行われる。この時の
目的速度に達するまでの時間は、加速度の時定数として
パラメータ設定されている。加速度制御後の速度での移
動指令がサーボアンプ１８に送られ、レーザ加工機３０
のサーボモータ３２の回転が制御される。
に基づいて説明する。図１は本発明のレーザ加工方式の
概略構成を示すブロック図である。前処理演算手段２
は、加工プログラム１を解読し、各移動軸への移動指令
を出力する。補間手段３は移動指令を受け取ると、補間
処理を行い補間パルスを出力するとともに、ビームオン
オフ指令を出力する。この補間パルスによる移動は、加
減速制御部６により補間後加減速が行われる。この時の
目的速度に達するまでの時間は、加速度の時定数として
パラメータ設定されている。加速度制御後の速度での移
動指令がサーボアンプ１８に送られ、レーザ加工機３０
のサーボモータ３２の回転が制御される。
【００１７】遅延時間演算手段４は、ビームオンオフ指
令が出力された場合に、移動指令に関するデータと加速
度の時定数とから、加工ヘッドの移動経路が移動指令に
おける目標の座標に接近するまでの遅延時間を算出す
る。レーザ出力制御手段５は、レーザ発振器２０のレー
ザビームの出力を制御しており、ビームオンオフ指令を
受け取ると、遅延時間演算手段４が算出した遅延時間だ
け時間をカウントした後に、ビームオンオフ指令を実行
する。レーザ発振器２０が出力したレーザビームはレー
ザ加工機３０に設けられた加工ヘッド３５を介してワー
クに照射される。なお、遅延時間のカウントを行うの
は、レーザビームの出力が切り換わる場合のみである。
つまり、切削のブロックが連続する場合には、レーザビ
ーム出力の遅延制御は行われない。
令が出力された場合に、移動指令に関するデータと加速
度の時定数とから、加工ヘッドの移動経路が移動指令に
おける目標の座標に接近するまでの遅延時間を算出す
る。レーザ出力制御手段５は、レーザ発振器２０のレー
ザビームの出力を制御しており、ビームオンオフ指令を
受け取ると、遅延時間演算手段４が算出した遅延時間だ
け時間をカウントした後に、ビームオンオフ指令を実行
する。レーザ発振器２０が出力したレーザビームはレー
ザ加工機３０に設けられた加工ヘッド３５を介してワー
クに照射される。なお、遅延時間のカウントを行うの
は、レーザビームの出力が切り換わる場合のみである。
つまり、切削のブロックが連続する場合には、レーザビ
ーム出力の遅延制御は行われない。
【００１８】図２は本発明が適用されるレーザ加工装置
の全体構成を示す図である。図において、レーザ加工装
置は、数値制御装置（ＣＮＣ）１０、レーザ発振器２０
及びレーザ加工機３０から構成される。
の全体構成を示す図である。図において、レーザ加工装
置は、数値制御装置（ＣＮＣ）１０、レーザ発振器２０
及びレーザ加工機３０から構成される。
【００１９】ＣＮＣ１０は、プロセッサ（ＣＰＵ）１１
を中心に構成されている。ＲＯＭ１２にはＥＰＲＯＭあ
るいはＥＥＰＲＯＭが使用され、システムプログラムが
格納される。また、不揮発性メモリ１３にはバッテリバ
ックアップされたＣＭＯＳが使用され、電源切断後も保
持すべき加工プログラムや各種パラメータ等が格納され
る。プロセッサ１１はシステムプログラムに基づいて加
工プログラムを読み出し、装置全体の動作を制御する。
を中心に構成されている。ＲＯＭ１２にはＥＰＲＯＭあ
るいはＥＥＰＲＯＭが使用され、システムプログラムが
格納される。また、不揮発性メモリ１３にはバッテリバ
ックアップされたＣＭＯＳが使用され、電源切断後も保
持すべき加工プログラムや各種パラメータ等が格納され
る。プロセッサ１１はシステムプログラムに基づいて加
工プログラムを読み出し、装置全体の動作を制御する。
【００２０】Ｉ／Ｏユニット（Ｉ／Ｏ）１５は、プロセ
ッサ１１からの出力制御信号を変換してレーザ発振器２
０に送る。レーザ発振器２０は、出力制御信号に従って
パルス状のレーザビーム２１を出射する。このレーザビ
ーム２１は、ベンディングミラー２２で反射してレーザ
加工機３０に送られる。
ッサ１１からの出力制御信号を変換してレーザ発振器２
０に送る。レーザ発振器２０は、出力制御信号に従って
パルス状のレーザビーム２１を出射する。このレーザビ
ーム２１は、ベンディングミラー２２で反射してレーザ
加工機３０に送られる。
【００２１】ＣＮＣ１０にはＣＲＴ／ＭＤＩ１６が接続
されており、このＣＲＴ／ＭＤＩ１６を用いて各種のプ
ログラムやデータが対話形式で入力される。操作キー１
６ａから、遅延時間データや有効遅延時間データ番号を
入力することができる。表示装置１６ｂには、不揮発性
メモリ１３に格納されている遅延時間データや、現在使
用可能な有効遅延時間データが表示される。
されており、このＣＲＴ／ＭＤＩ１６を用いて各種のプ
ログラムやデータが対話形式で入力される。操作キー１
６ａから、遅延時間データや有効遅延時間データ番号を
入力することができる。表示装置１６ｂには、不揮発性
メモリ１３に格納されている遅延時間データや、現在使
用可能な有効遅延時間データが表示される。
【００２２】レーザ加工機３０は、加工機本体３４、ワ
ーク３８にレーザビーム２１を照射する加工ヘッド３
５、及びワーク３８が固定されるテーブル３７を備えて
いる。加工ヘッド３５に導入されて集光されたレーザビ
ーム２１は、ノズル３６からワーク３８に照射される。
ーク３８にレーザビーム２１を照射する加工ヘッド３
５、及びワーク３８が固定されるテーブル３７を備えて
いる。加工ヘッド３５に導入されて集光されたレーザビ
ーム２１は、ノズル３６からワーク３８に照射される。
【００２３】レーザ加工機本体３４には、テーブル３７
をＸ軸及びＹ軸の２方向に移動制御するためのサーボモ
ータ３１及び３２が設けられている。また、加工ヘッド
３５をＺ軸方向に移動制御するためのサーボモータ３３
が設けられている。これらのサーボモータ３１、３２及
び３３は、ＣＮＣ１０側のサーボアンプ１７、１８及び
１９にそれぞれ接続されており、プロセッサ１１からの
軸制御信号に従ってその回転が制御される。テーブル３
７及び加工ヘッド３５は、その回転に応じて移動する。
ノズル３６から照射されたレーザビーム２１は、テーブ
ル３７の移動に応じてワーク３８上に軌跡を描き、ワー
ク３８を所定形状に切断する。
をＸ軸及びＹ軸の２方向に移動制御するためのサーボモ
ータ３１及び３２が設けられている。また、加工ヘッド
３５をＺ軸方向に移動制御するためのサーボモータ３３
が設けられている。これらのサーボモータ３１、３２及
び３３は、ＣＮＣ１０側のサーボアンプ１７、１８及び
１９にそれぞれ接続されており、プロセッサ１１からの
軸制御信号に従ってその回転が制御される。テーブル３
７及び加工ヘッド３５は、その回転に応じて移動する。
ノズル３６から照射されたレーザビーム２１は、テーブ
ル３７の移動に応じてワーク３８上に軌跡を描き、ワー
ク３８を所定形状に切断する。
【００２４】以上のようなレーザ加工装置において、図
６に示した加工をレーザビームの遅延制御をしながら実
行する場合について説明する。図３は加工プログラムの
例を示す図である。なお、点Ｐ1 の座標を（ｘ1 ，
ｙ 1 ）とし、点Ｐ2 の座標を（ｘ2 ，ｙ2 ）とする。
６に示した加工をレーザビームの遅延制御をしながら実
行する場合について説明する。図３は加工プログラムの
例を示す図である。なお、点Ｐ1 の座標を（ｘ1 ，
ｙ 1 ）とし、点Ｐ2 の座標を（ｘ2 ，ｙ2 ）とする。
【００２５】シーケンスナンバーＮ０１０のブロックで
は、直線移動（Ｇ０１）で点Ｐ1 まで移動する。シーケ
ンスナンバーＮ０２０のブロックでは、直線移動（Ｇ０
１）で点Ｐ2 まで移動するとともに、切削のための移動
速度の設定（Ｆ＿）、レーザ出力のパワー（Ｓ＿）、周
波数（Ｐ＿）、デューティ（Ｑ＿）をそれぞれ指令す
る。シーケンスナンバーＮ０３０のブロックでは、直線
移動（Ｇ０１）で次の加工位置までの移動を指令すると
ともに、レーザビームの出力をオフ（Ｓ０またはＱ０）
にする。
は、直線移動（Ｇ０１）で点Ｐ1 まで移動する。シーケ
ンスナンバーＮ０２０のブロックでは、直線移動（Ｇ０
１）で点Ｐ2 まで移動するとともに、切削のための移動
速度の設定（Ｆ＿）、レーザ出力のパワー（Ｓ＿）、周
波数（Ｐ＿）、デューティ（Ｑ＿）をそれぞれ指令す
る。シーケンスナンバーＮ０３０のブロックでは、直線
移動（Ｇ０１）で次の加工位置までの移動を指令すると
ともに、レーザビームの出力をオフ（Ｓ０またはＱ０）
にする。
【００２６】このような加工プログラムを図２に示すレ
ーザ加工装置により実行させる。すると、レーザビーム
の出力制御が遅延され、目標の座標に達するか、あるい
は最も接近した位置でレーザビームのオンオフ指令が実
行される。
ーザ加工装置により実行させる。すると、レーザビーム
の出力制御が遅延され、目標の座標に達するか、あるい
は最も接近した位置でレーザビームのオンオフ指令が実
行される。
【００２７】図４はレーザビームの出力遅延制御を行っ
た場合の加工例を示す図である。（Ａ）は加工状況を示
す図である。まず、ＣＮＣがシーケンスナンバーＮ０１
０のブロックを解読すると、加工ヘッドを点Ｐ1 に向け
て移動し、点Ｐ11に達した時点で各軸への分配が完了す
る。これにより、ＣＮＣはシーケンスナンバーＮ０１０
のブロックの移動が完了したものと認識し、シーケンス
ナンバーＮ０２０のブロックの実行を開始する。同時
に、レーザビーム出力の遅延時間が算出される。そし
て、シーケンスナンバーＮ０２０のブロックによる各軸
の分配は開始されるが、レーザビームの出力は遅延時間
だけタイミングを遅らせて開始される。この遅延時間の
間にスポット位置はｄ1 だけ移動する。そのため、加工
ヘッドが点Ｐ 13に達した時のスポット位置５１から切削
が開始される。
た場合の加工例を示す図である。（Ａ）は加工状況を示
す図である。まず、ＣＮＣがシーケンスナンバーＮ０１
０のブロックを解読すると、加工ヘッドを点Ｐ1 に向け
て移動し、点Ｐ11に達した時点で各軸への分配が完了す
る。これにより、ＣＮＣはシーケンスナンバーＮ０１０
のブロックの移動が完了したものと認識し、シーケンス
ナンバーＮ０２０のブロックの実行を開始する。同時
に、レーザビーム出力の遅延時間が算出される。そし
て、シーケンスナンバーＮ０２０のブロックによる各軸
の分配は開始されるが、レーザビームの出力は遅延時間
だけタイミングを遅らせて開始される。この遅延時間の
間にスポット位置はｄ1 だけ移動する。そのため、加工
ヘッドが点Ｐ 13に達した時のスポット位置５１から切削
が開始される。
【００２８】さらに、加工ヘッドが点Ｐ12に達すると、
ＣＮＣではシーケンスナンバーＮ０２０のブロックの移
動が終了したものと認識し、シーケンスナンバーＮ０３
０のブロックの実行を開始する。このとき、レーザビー
ムの遅延時間が算出される。そして、シーケンスナンバ
ーＮ０３０のブロックによる各軸の分配は開始される
が、レーザビームの出力は遅延時間だけタイミングを遅
らせて停止される。この遅延時間の間にスポット位置は
ｄ2 だけ移動する。そのため、レーザビームの加工ヘッ
ドが点Ｐ14に達した時のスポット位置５２まで切削が行
われる。
ＣＮＣではシーケンスナンバーＮ０２０のブロックの移
動が終了したものと認識し、シーケンスナンバーＮ０３
０のブロックの実行を開始する。このとき、レーザビー
ムの遅延時間が算出される。そして、シーケンスナンバ
ーＮ０３０のブロックによる各軸の分配は開始される
が、レーザビームの出力は遅延時間だけタイミングを遅
らせて停止される。この遅延時間の間にスポット位置は
ｄ2 だけ移動する。そのため、レーザビームの加工ヘッ
ドが点Ｐ14に達した時のスポット位置５２まで切削が行
われる。
【００２９】（Ｂ）は加工結果を示す図である。図にお
いて、レーザビームが照射され切削が行われた領域６１
を斜線で示している。この領域６１には、点Ｐ1 、点Ｐ
2 が含まれている。従って、レーザビームの出力を遅延
させることにより、切削の目的である点Ｐ1 から点Ｐ2
までの区間が確実に切削されていることが分かる。
いて、レーザビームが照射され切削が行われた領域６１
を斜線で示している。この領域６１には、点Ｐ1 、点Ｐ
2 が含まれている。従って、レーザビームの出力を遅延
させることにより、切削の目的である点Ｐ1 から点Ｐ2
までの区間が確実に切削されていることが分かる。
【００３０】ここで、レーザビームの遅延時間は、スポ
ット位置が目的の座標に達するまでの時間とするか、あ
るいはスポット位置が目的の座標に最も接近するまでの
時間であることが望ましい。そこで、次に遅延時間の計
算例について説明する。この例では、ビーム径を考慮す
るか否かにより、計算方法を２通りに分ける。
ット位置が目的の座標に達するまでの時間とするか、あ
るいはスポット位置が目的の座標に最も接近するまでの
時間であることが望ましい。そこで、次に遅延時間の計
算例について説明する。この例では、ビーム径を考慮す
るか否かにより、計算方法を２通りに分ける。
【００３１】まず、ビーム径を考慮しない場合について
説明する。これは、ビーム径が微小であるため「ビーム
径＝０」と近似できる場合である。この場合、次の式で
分配終了後の遅延時間Ｔを求めることができる。
説明する。これは、ビーム径が微小であるため「ビーム
径＝０」と近似できる場合である。この場合、次の式で
分配終了後の遅延時間Ｔを求めることができる。
【００３２】
【数１】Ｔ＝ＴC ／２ ・・・・・（１） ここで、「ＴC 」は切削送りの時定数である。このよう
に、遅延時間Ｔを時定数ＴC の半分の時間とすることに
より、コーナでの加減速の遅れにより生ずる円弧の中間
地点で、レーザ出力のオンオフが切り換えられる。これ
は、スポット位置が、最も目標の座標に接近する位置で
ある。
に、遅延時間Ｔを時定数ＴC の半分の時間とすることに
より、コーナでの加減速の遅れにより生ずる円弧の中間
地点で、レーザ出力のオンオフが切り換えられる。これ
は、スポット位置が、最も目標の座標に接近する位置で
ある。
【００３３】次にビーム径を考慮した場合の計算方法に
ついて説明する。初めに、加工ヘッドがコーナ部を曲が
り始める場所における初期値（目標の座標までの距離と
速度）を取得する。図５はコーナ部の遅延時間の計算に
必要な初期値を示す図である。この図では、点Ｐ0 まで
直線で移動した後、その直線に対し一定の角度を有する
方向に直線で移動する場合を示している。
ついて説明する。初めに、加工ヘッドがコーナ部を曲が
り始める場所における初期値（目標の座標までの距離と
速度）を取得する。図５はコーナ部の遅延時間の計算に
必要な初期値を示す図である。この図では、点Ｐ0 まで
直線で移動した後、その直線に対し一定の角度を有する
方向に直線で移動する場合を示している。
【００３４】この際、コーナ部を曲がり始める位置から
点Ｐ0 までのＸ軸方向の距離を「Ｘ 0 」、Ｙ軸方向の距
離を「Ｙ0 」とする。また、このときの送り速度を「Ｖ
（Ｖ X1，ＶY1）」とする。なお、コーナ部を曲がり始め
る位置は、ＣＮＣが分配を終了した時点での座標値であ
る。すると、Ｘ0 、Ｙ0 の値は、送り速度Ｖと位置決め
時定数から求められ、
点Ｐ0 までのＸ軸方向の距離を「Ｘ 0 」、Ｙ軸方向の距
離を「Ｙ0 」とする。また、このときの送り速度を「Ｖ
（Ｖ X1，ＶY1）」とする。なお、コーナ部を曲がり始め
る位置は、ＣＮＣが分配を終了した時点での座標値であ
る。すると、Ｘ0 、Ｙ0 の値は、送り速度Ｖと位置決め
時定数から求められ、
【００３５】
【数２】 Ｘ0 ＝ＶX1（Ｔ1 ＋Ｔ2 ） ・・・・（２）
【００３６】
【数３】 Ｙ0 ＝ＶY1（Ｔ1 ＋Ｔ2 ） ・・・・（３） である。ここで、Ｔ1 は指数関数形加減速の時定数であ
り、Ｔ2 は位置決め系の時定数（ポジションループゲイ
ンの逆数）である。
り、Ｔ2 は位置決め系の時定数（ポジションループゲイ
ンの逆数）である。
【００３７】さらに、コーナ部のスポットの通路を解析
する。コーナ部のＸ軸方向の送り速度、Ｙ軸方向の送り
速度は次式で表される。
する。コーナ部のＸ軸方向の送り速度、Ｙ軸方向の送り
速度は次式で表される。
【００３８】
【数４】
【００３９】
【数５】
【００４０】従って、時刻「ｔ」におけるビーム通路の
座標（Ｘ（ｔ），Ｙ（ｔ））は次式により算出される。
座標（Ｘ（ｔ），Ｙ（ｔ））は次式により算出される。
【００４１】
【数６】
【００４２】
【数７】
【００４３】以上の結果から、現在位置から終点位置ま
での距離（ＶX ，ＶY ）は次のように求められる。
での距離（ＶX ，ＶY ）は次のように求められる。
【００４４】
【数８】 ＶX ＝ＶXe−Ｘ（ｔ） ・・・・（８）
【００４５】
【数９】 ＶY ＝ＶYe−Ｘ（ｔ） ・・・・（９） ここで、ＶXeはＸ軸の終点座標（点Ｐ0 のＸ座標）、Ｖ
YeはＹ軸の終点座標（点Ｐ0 のＹ座標）である。
YeはＹ軸の終点座標（点Ｐ0 のＹ座標）である。
【００４６】ゆえに、ビームのスポットの半径を「ｒ」
とすると、
とすると、
【００４７】
【数１０】 ｒ≧（ＶX 2 ＋ＶY 2 ）1/2 ・・・・（１０） の条件を満たすときにビームをオフする。もし、この条
件を満たすような「ＶX，ＶY 」が存在しない場合に
は、（ＶX 2 ＋ＶY 2 ）1/2 の値が最小となる位置でビ
ームをオフにする。つまり、以上の条件を満たす
「ＶX ，ＶY 」の位置に達するまでの時間が遅延時間と
なる。時定数により加速度は求まるため、座標値が決ま
れば、その位置に達するまでの時間も容易に算出するこ
とができる。
件を満たすような「ＶX，ＶY 」が存在しない場合に
は、（ＶX 2 ＋ＶY 2 ）1/2 の値が最小となる位置でビ
ームをオフにする。つまり、以上の条件を満たす
「ＶX ，ＶY 」の位置に達するまでの時間が遅延時間と
なる。時定数により加速度は求まるため、座標値が決ま
れば、その位置に達するまでの時間も容易に算出するこ
とができる。
【００４８】このような計算により、レーザビームのス
ポット位置が点Ｐ0 に達する位置か、あるいはレーザビ
ームのスポット位置が点Ｐ0 に最も接近する位置で、レ
ーザビームの出力の切り換えを行うことができる。この
結果、２点間の経路を確実に切削することが可能とな
る。
ポット位置が点Ｐ0 に達する位置か、あるいはレーザビ
ームのスポット位置が点Ｐ0 に最も接近する位置で、レ
ーザビームの出力の切り換えを行うことができる。この
結果、２点間の経路を確実に切削することが可能とな
る。
【００４９】しかも、遅延時間はＣＮＣ内部で自動的に
算出されるため、事前にテスト加工を行う等の余分な作
業は不要である。
算出されるため、事前にテスト加工を行う等の余分な作
業は不要である。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、コーナ
部においてレーザビームの出力が切り換わる場合に、移
動指令に対する軸の追従遅れの要因となるデータから遅
延時間を算出し、実際のレーザビームのオンオフのタイ
ミングを遅延時間だけ遅らせるようにしたため、加工プ
ログラムの指令する経路に沿ったレーザ加工となる。こ
の結果、加工精度が向上し、切削ブロックの終点での切
り残し等の弊害をなくすことができる。
部においてレーザビームの出力が切り換わる場合に、移
動指令に対する軸の追従遅れの要因となるデータから遅
延時間を算出し、実際のレーザビームのオンオフのタイ
ミングを遅延時間だけ遅らせるようにしたため、加工プ
ログラムの指令する経路に沿ったレーザ加工となる。こ
の結果、加工精度が向上し、切削ブロックの終点での切
り残し等の弊害をなくすことができる。
【図１】本発明のレーザ加工方式の概略構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】本発明が適用されるレーザ加工装置の全体構成
を示す図である。
を示す図である。
【図３】加工プログラムの例を示す図である。
【図４】レーザビームの出力遅延制御を行った場合の加
工例を示す図である。（Ａ）は加工状況を示す図であ
り、（Ｂ）は加工結果を示す図である。
工例を示す図である。（Ａ）は加工状況を示す図であ
り、（Ｂ）は加工結果を示す図である。
【図５】コーナ部の遅延時間の計算に必要な初期値を示
す図である。
す図である。
【図６】従来のレーザ加工装置によるコーナ部の加工例
を示す図である。（Ａ）は加工状況を示す図であり、
（Ｂ）は加工結果を示す図である。
を示す図である。（Ａ）は加工状況を示す図であり、
（Ｂ）は加工結果を示す図である。
１ 加工プログラム ２ 前処理演算手段 ３ 補間手段 ４ 遅延時間演算手段 ５ レーザ出力制御手段 ６ 加減速制御部 １８ サーボアンプ ３０ レーザ加工機 ３２ サーボモータ ３５ 加工ヘッド
Claims (5)
- 【請求項１】 軸の移動に加減速の遅れを伴うレーザ加
工装置によりレーザ加工を行うレーザ加工方式におい
て、 加工プログラムを解読し、レーザ加工機の各軸の移動指
令と、レーザビームの出力に関するビーム出力制御指令
とを出力する前処理演算手段と、 前記移動指令を受けて補間処理を行い補間パルスを出力
し、前記レーザ加工機の各軸の移動を制御する補間手段
と、 前記ビーム出力制御指令が出力された場合に、所定の計
算式により遅延時間を算出する遅延時間演算手段と、 前記ビーム出力制御指令が出力された場合に、前記遅延
時間だけ時間を遅らせてレーザビームの出力を制御する
レーザ出力制御手段と、 を有することを特徴とするレーザ加工方式。 - 【請求項２】 前記遅延時間演算手段は、前記移動指令
が出力されてからレーザビームのスポットが目標の座標
に達するまでの時間を遅延時間とすることを特徴とする
請求項１記載のレーザ加工方式。 - 【請求項３】 前記遅延時間演算手段は、前記移動指令
が出力されてからレーザビームのスポットの中心位置が
目標の座標に最も接近するまでの時間を遅延時間とする
ことを特徴とする請求項１記載のレーザ加工方式。 - 【請求項４】 前記遅延時間演算手段は、レーザビーム
のスポットが目標の座標に到達する場合には、前記移動
指令が出力されてから前記スポットが目標の座標に達す
るまでの時間を遅延時間とし、前記スポットが目標の座
標に到達しない場合には、前記移動指令が出力されてか
ら前記スポットの中心位置が目標の座標に最も接近する
までの時間を遅延時間とすることを特徴とする請求項１
記載のレーザ加工方式。 - 【請求項５】 前記遅延時間演算手段は、予めパラメー
タで設定されている加減速の時定数、目標の座標に向か
うときの送り速度および位置決め系の遅れから遅延時間
を算出することを特徴とする請求項１記載のレーザ加工
方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7266969A JPH09108863A (ja) | 1995-10-16 | 1995-10-16 | レーザ加工方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7266969A JPH09108863A (ja) | 1995-10-16 | 1995-10-16 | レーザ加工方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09108863A true JPH09108863A (ja) | 1997-04-28 |
Family
ID=17438234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7266969A Pending JPH09108863A (ja) | 1995-10-16 | 1995-10-16 | レーザ加工方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09108863A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007237202A (ja) * | 2006-03-06 | 2007-09-20 | Nissan Motor Co Ltd | レーザ溶接方法および装置 |
| JP2009274075A (ja) * | 2008-05-12 | 2009-11-26 | Nissan Motor Co Ltd | レーザ溶接方法、この溶接方法によって形成された溶接物、およびレーザ溶接システム |
| JP2013523452A (ja) * | 2010-03-31 | 2013-06-17 | 深▲セン▼市吉陽自動化科技有限公司 | 電池極片に対してレーザー切断を行う制御方法およびシステム |
| WO2015019668A1 (ja) * | 2013-08-07 | 2015-02-12 | 三菱電機株式会社 | Ｎｃプログラム生成装置、ｎｃプログラム生成方法、ｎｃプログラム生成プログラム |
| DE102016001768A1 (de) | 2015-02-23 | 2016-08-25 | Fanuc Corporation | Laserbearbeitungssystem mit zeitangepasster Abgabebefehlsschaltung |
| JP2018084918A (ja) * | 2016-11-22 | 2018-05-31 | ファナック株式会社 | 数値制御装置 |
| CN113867265A (zh) * | 2021-09-28 | 2021-12-31 | 江南造船(集团)有限责任公司 | 激光束热源中心坐标的追踪方法 |
| CN114746206A (zh) * | 2019-12-02 | 2022-07-12 | 株式会社天田集团 | 坐标图案文件制作装置、轨迹图案制作装置及激光加工机的控制方法 |
-
1995
- 1995-10-16 JP JP7266969A patent/JPH09108863A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007237202A (ja) * | 2006-03-06 | 2007-09-20 | Nissan Motor Co Ltd | レーザ溶接方法および装置 |
| JP2009274075A (ja) * | 2008-05-12 | 2009-11-26 | Nissan Motor Co Ltd | レーザ溶接方法、この溶接方法によって形成された溶接物、およびレーザ溶接システム |
| JP2013523452A (ja) * | 2010-03-31 | 2013-06-17 | 深▲セン▼市吉陽自動化科技有限公司 | 電池極片に対してレーザー切断を行う制御方法およびシステム |
| US10179375B2 (en) | 2013-08-07 | 2019-01-15 | Mitsubishi Electric Corporation | NC program generating device and NC program generating method |
| WO2015019668A1 (ja) * | 2013-08-07 | 2015-02-12 | 三菱電機株式会社 | Ｎｃプログラム生成装置、ｎｃプログラム生成方法、ｎｃプログラム生成プログラム |
| JP5752335B1 (ja) * | 2013-08-07 | 2015-07-22 | 三菱電機株式会社 | Ｎｃプログラム生成装置、ｎｃプログラム生成方法、ｎｃプログラム生成プログラム |
| US10569358B2 (en) | 2015-02-23 | 2020-02-25 | Fanuc Corporation | Laser processing system capable of adjusting timing to switch output command |
| DE102016001768A1 (de) | 2015-02-23 | 2016-08-25 | Fanuc Corporation | Laserbearbeitungssystem mit zeitangepasster Abgabebefehlsschaltung |
| DE102016001768B4 (de) | 2015-02-23 | 2020-06-18 | Fanuc Corporation | Laserbearbeitungssystem mit zeitangepasster Abgabebefehlsschaltung |
| JP2018084918A (ja) * | 2016-11-22 | 2018-05-31 | ファナック株式会社 | 数値制御装置 |
| US10551825B2 (en) | 2016-11-22 | 2020-02-04 | Fanuc Corporation | Numerical controller for controlling corner speed of a machine |
| CN114746206A (zh) * | 2019-12-02 | 2022-07-12 | 株式会社天田集团 | 坐标图案文件制作装置、轨迹图案制作装置及激光加工机的控制方法 |
| CN114746206B (zh) * | 2019-12-02 | 2024-03-19 | 株式会社天田集团 | 坐标图案文件制作装置、轨迹图案制作装置及激光加工机的控制方法 |
| CN113867265A (zh) * | 2021-09-28 | 2021-12-31 | 江南造船(集团)有限责任公司 | 激光束热源中心坐标的追踪方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030930 |