JPS61189895A - レ−ザ加工装置 - Google Patents
レ−ザ加工装置Info
- Publication number
- JPS61189895A JPS61189895A JP60029639A JP2963985A JPS61189895A JP S61189895 A JPS61189895 A JP S61189895A JP 60029639 A JP60029639 A JP 60029639A JP 2963985 A JP2963985 A JP 2963985A JP S61189895 A JPS61189895 A JP S61189895A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- machining
- deceleration
- time
- control device
- acceleration
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、少くとも２軸を有する加工用テーブルを備え
たレーザ加工装置に関する。
たレーザ加工装置に関する。
従来の技術
従来例として２軸（Ｘ−Ｙテーブル）について説明する
。第７図は、従来、加工用テーブルを数値制御装置から
それぞれの軸に対する移動指令を行う場合を示している
。
。第７図は、従来、加工用テーブルを数値制御装置から
それぞれの軸に対する移動指令を行う場合を示している
。
第７図中、数値制御装置から移動量のデータと移動速度
のデータが指令されると、そのデータをＸ軸とτ軸のそ
れぞれの軸に分配（補間）を行い、その分配されたデー
タを、それぞれの軸毎に加減速制御された後、移動用モ
ーターに移動のための回転指令を与えるだめの増幅制御
装置を通じて、移動用モータに回転指令を与える。前記
の加減速制御は、急激に移動用モーターに回転指令を与
えると、振動等を発生するために、スムーズな移動を達
成するために構成したものである。この第７図に示され
た例で、数値制御装置からの指令に対して、各々の部分
での速度の関係をモデル的に示すと、第８図の如くにな
る。第８図中、ａは例えばＸ軸に指令された速度指令で
、ｂは加減速制御された速度指令で、Ｃは実際のテーブ
ル（移動体）の動きである。この第８図に示される中で
Ｔ１は、第７図に示された加減速制御で設定する値であ
り、Ｔ２はその指命から実際の移動の遅れであシ（一般
に数値制御装置ではこの逆数をサーボループゲインと呼
ぶ）、それぞれ加工用テーブルによって値が異なシ、Ｔ
、とＴ２の間にはお互いに関係がある。第９図は１つの
加工用テーブルの例で、加減速時定数Ｔ、と、遅れ時間
Ｔ２の関係を示している。
のデータが指令されると、そのデータをＸ軸とτ軸のそ
れぞれの軸に分配（補間）を行い、その分配されたデー
タを、それぞれの軸毎に加減速制御された後、移動用モ
ーターに移動のための回転指令を与えるだめの増幅制御
装置を通じて、移動用モータに回転指令を与える。前記
の加減速制御は、急激に移動用モーターに回転指令を与
えると、振動等を発生するために、スムーズな移動を達
成するために構成したものである。この第７図に示され
た例で、数値制御装置からの指令に対して、各々の部分
での速度の関係をモデル的に示すと、第８図の如くにな
る。第８図中、ａは例えばＸ軸に指令された速度指令で
、ｂは加減速制御された速度指令で、Ｃは実際のテーブ
ル（移動体）の動きである。この第８図に示される中で
Ｔ１は、第７図に示された加減速制御で設定する値であ
り、Ｔ２はその指命から実際の移動の遅れであシ（一般
に数値制御装置ではこの逆数をサーボループゲインと呼
ぶ）、それぞれ加工用テーブルによって値が異なシ、Ｔ
、とＴ２の間にはお互いに関係がある。第９図は１つの
加工用テーブルの例で、加減速時定数Ｔ、と、遅れ時間
Ｔ２の関係を示している。
第９図に示されるように、加減速時定数Ｔ、を短く設定
すると、遅れ時間Ｔ２が長くなシ、また加減速時定数丁
、を長く設定すると、遅れ時間Ｔ２が短くなる。一般に
数値制御装置において、遅れ時間を設定する部分を有し
ており、例えば第９図に示すム領域の加減速時定数Ｔ１
と、遅れ時間で２の組合せを設定すると、テーブルが振
動したり、ウナリを生ずる原因となり、Ｂ領域にある加
減速時定数Ｔ、と、遅れ時間τ２の組合せではスムーズ
な動作が行われる。ここで、Ｂ領域におけるそれぞれＴ
１とＴ２の組合せにおける加工形状についてのべる。
すると、遅れ時間Ｔ２が長くなシ、また加減速時定数丁
、を長く設定すると、遅れ時間Ｔ２が短くなる。一般に
数値制御装置において、遅れ時間を設定する部分を有し
ており、例えば第９図に示すム領域の加減速時定数Ｔ１
と、遅れ時間で２の組合せを設定すると、テーブルが振
動したり、ウナリを生ずる原因となり、Ｂ領域にある加
減速時定数Ｔ、と、遅れ時間τ２の組合せではスムーズ
な動作が行われる。ここで、Ｂ領域におけるそれぞれＴ
１とＴ２の組合せにおける加工形状についてのべる。
第１０図は円弧加工指令形状ａに対して実際の加工用テ
ーブルの移動形状すを示している。第１０図に示すよう
に、指令形状と、実際の移動形状の間には、誤差を生じ
ている。これは、第８図に示すように指令速度ａから実
際の移動速度Ｃまでの間に、加減速時定数Ｔ、と、遅れ
時間で２に起因する差があるためで、例えば指令円弧半
径１１指令速度Ｖとすると、指令値と、実際の移動軌跡
の間の誤差Δｒは近似的に Δｒ＝ −（Ｔ、” ＋Ｔ２’ ） ＋−・・・・・・
（１）ｒ で表わされる。
ーブルの移動形状すを示している。第１０図に示すよう
に、指令形状と、実際の移動形状の間には、誤差を生じ
ている。これは、第８図に示すように指令速度ａから実
際の移動速度Ｃまでの間に、加減速時定数Ｔ、と、遅れ
時間で２に起因する差があるためで、例えば指令円弧半
径１１指令速度Ｖとすると、指令値と、実際の移動軌跡
の間の誤差Δｒは近似的に Δｒ＝ −（Ｔ、” ＋Ｔ２’ ） ＋−・・・・・・
（１）ｒ で表わされる。
例えば、第９図に示される特性の加工用テープの加工速
度を求めると第３図中の加工速度曲線すの如くになり、
同一形状誤差における最大加工速度の得られる加減速時
定数と遅れ時間Ｔ２ の組合せは、’ｒ、＜’ｒｚの領
域にあるとともに、直線の加工においても、加減速時定
数が短いほど加工時間が短縮されることからＴ、（Ｔ２
の関係にある範囲でそれぞれの数値を設定していた。
度を求めると第３図中の加工速度曲線すの如くになり、
同一形状誤差における最大加工速度の得られる加減速時
定数と遅れ時間Ｔ２ の組合せは、’ｒ、＜’ｒｚの領
域にあるとともに、直線の加工においても、加減速時定
数が短いほど加工時間が短縮されることからＴ、（Ｔ２
の関係にある範囲でそれぞれの数値を設定していた。
発明が解決しようとする問題点
本発明は、従来の数値制御装置の補間後加減速時定数設
定方式での加減速時定数ならびにサーボル−プゲイン（
この数値の逆数が前記で２に相当する。）の設定に対し
て、補関前直線形加減速機能付数値制御装置における加
減速時定数Ｔ、の設定と、サーボループゲインの設定に
関するもので、指令形状を一定値とした時に可能な限シ
加工速度を早くし、加工時間を短縮することを目的とす
るものである。
定方式での加減速時定数ならびにサーボル−プゲイン（
この数値の逆数が前記で２に相当する。）の設定に対し
て、補関前直線形加減速機能付数値制御装置における加
減速時定数Ｔ、の設定と、サーボループゲインの設定に
関するもので、指令形状を一定値とした時に可能な限シ
加工速度を早くし、加工時間を短縮することを目的とす
るものである。
問題点を解決するための手段
上記目的を達するため本発明はレーザ光を出力するレー
ザ発振器と′、−レーザ発振器から出力されたレーザ光
を被加工物表面まで導き、被加工物表面にレーザ光を集
光する光学系と、集光されたレーザ光に対して相対的に
少くとも２軸移動するレーザ加工用テーブルならびにレ
ーザ加工用テーブルに移動指令を与える補間前直線加減
速機能を有する数値制御装置からなるレーザ加工装置に
おいて、前記数値制御装置に設定するサーボル−プゲイ
ンの逆数で与えられる時間Ｔ２と、補間前直線加減速の
時定数丁への関係を、Ｔ２≦Ｔ１≦１０Ｔ２なる関係の
範囲で設定した事を特徴とするものである。
ザ発振器と′、−レーザ発振器から出力されたレーザ光
を被加工物表面まで導き、被加工物表面にレーザ光を集
光する光学系と、集光されたレーザ光に対して相対的に
少くとも２軸移動するレーザ加工用テーブルならびにレ
ーザ加工用テーブルに移動指令を与える補間前直線加減
速機能を有する数値制御装置からなるレーザ加工装置に
おいて、前記数値制御装置に設定するサーボル−プゲイ
ンの逆数で与えられる時間Ｔ２と、補間前直線加減速の
時定数丁への関係を、Ｔ２≦Ｔ１≦１０Ｔ２なる関係の
範囲で設定した事を特徴とするものである。
作用
本発明は、前記した補間前加減速時定数の設定と、サー
ボループゲインの設定によシ、被加工物の加工時間の短
縮がはかれる。
ボループゲインの設定によシ、被加工物の加工時間の短
縮がはかれる。
実施例
第１図は補間前加減速機能付数値制御装置を使用して、
１例として２軸（Ｘ−Ｙテーブル）を動作する構成を示
している。第１図中、数値制御装置の中で、移動量のデ
ータと、加工速度のデータが指令されると、移動量のデ
ータは直接、また加工速度のデータは補間前置線形加減
速指令部を経由して２軸に分配するだめのパルス分配（
補間）部に入力され、パルス分配部を経た後、移動用モ
ータに増幅器（サーボアンプ）を経由して指令される。
１例として２軸（Ｘ−Ｙテーブル）を動作する構成を示
している。第１図中、数値制御装置の中で、移動量のデ
ータと、加工速度のデータが指令されると、移動量のデ
ータは直接、また加工速度のデータは補間前置線形加減
速指令部を経由して２軸に分配するだめのパルス分配（
補間）部に入力され、パルス分配部を経た後、移動用モ
ータに増幅器（サーボアンプ）を経由して指令される。
この補間前部減速機能付制御装置における各部の速度の
関係は、第２図に示すごとくでおり、第８図に示す状態
と比較すると、それぞれの軸にパルス分配部を通じた部
分ですでに加減速の指令がなされているために、パルス
分配部からみると、従来は、Ｔ、 ＋ Ｔ２の遅れがあ
るのに対し、Ｔ２のみの遅れで、例えば、第１Ｑ図に示
す円弧の移動を指令した場合の実際の誤差Δｒは、 で表わされる。前記した（１）式と比較すると、＠）式
で表わされる誤差は、２ ” ×ｒ の分だけ誤差が
少くなる。逆に考えると、許容される誤差を一定とした
場合、加工速度が早くなるという事である。第３図は第
９図に示すテーブル特性をもつ。
関係は、第２図に示すごとくでおり、第８図に示す状態
と比較すると、それぞれの軸にパルス分配部を通じた部
分ですでに加減速の指令がなされているために、パルス
分配部からみると、従来は、Ｔ、 ＋ Ｔ２の遅れがあ
るのに対し、Ｔ２のみの遅れで、例えば、第１Ｑ図に示
す円弧の移動を指令した場合の実際の誤差Δｒは、 で表わされる。前記した（１）式と比較すると、＠）式
で表わされる誤差は、２ ” ×ｒ の分だけ誤差が
少くなる。逆に考えると、許容される誤差を一定とした
場合、加工速度が早くなるという事である。第３図は第
９図に示すテーブル特性をもつ。
加減速時定数丁、に対するある１例の回加工速度を加工
速度曲線ａ′に示しているが、補間前直線加減速機能付
制御装置においてはＴ、が大きくなっても、第９図に示
すＴ２が減少しているため、（２）式よシ加工速度が早
くなる。また、第４図は、同様にある１例の半径をもつ
回加工に要する円移動時間をＴ２ ／ Ｔ１に対して、
従来の補間後論減速機能付数値制御と比較して示してい
るが、第４図より、Ｔ２／Ｔ、が大なるほど加工時間も
短くなる傾向を示すが、加工用テーブルとして、Ｔ、を
いかに大にとっても、Ｔ２の減少が徐々にゆるやかにな
るため、非常にＴ２が大になると、直線加工時には立上
り、立下りに時間を要するために、加工時間は長くなっ
てくる。レーザの加工は回加工のみでなく直線加工が含
まれる。例えば、Ｔ、＝ｓｏｎｓで、Ｔ２＝２５ｍｓの
特性をもツテーブルにおいては、（２）式よりその許容
誤差Δｒ：ｏ、１襲とし、半径５ｇ１Ｌの円の加工速度
は２．４１１１７分となるが、一方レーザの直線加工能
力は例えば６ｍ７分あるとすれば、回加工は２．４ ｍ
７分で加工し、直線部はｅｒｎ１分で加工する。この
場合、直線部の加減速時間は出来るだけ短いほうが加工
時間が短くなる。実際の加工形状は直線、曲線各種のも
のが複雑に入！ｌｌｆじっている現状があり、−例とし
て、径１０襲の回加工と一辺１０鶏の正方形を加工した
場合の加工時間を第９図に示すテーブル特性を有するも
のについて、Ｔ２／Ｔ、に対する合計加工時間を第５図
に示す。
速度曲線ａ′に示しているが、補間前直線加減速機能付
制御装置においてはＴ、が大きくなっても、第９図に示
すＴ２が減少しているため、（２）式よシ加工速度が早
くなる。また、第４図は、同様にある１例の半径をもつ
回加工に要する円移動時間をＴ２ ／ Ｔ１に対して、
従来の補間後論減速機能付数値制御と比較して示してい
るが、第４図より、Ｔ２／Ｔ、が大なるほど加工時間も
短くなる傾向を示すが、加工用テーブルとして、Ｔ、を
いかに大にとっても、Ｔ２の減少が徐々にゆるやかにな
るため、非常にＴ２が大になると、直線加工時には立上
り、立下りに時間を要するために、加工時間は長くなっ
てくる。レーザの加工は回加工のみでなく直線加工が含
まれる。例えば、Ｔ、＝ｓｏｎｓで、Ｔ２＝２５ｍｓの
特性をもツテーブルにおいては、（２）式よりその許容
誤差Δｒ：ｏ、１襲とし、半径５ｇ１Ｌの円の加工速度
は２．４１１１７分となるが、一方レーザの直線加工能
力は例えば６ｍ７分あるとすれば、回加工は２．４ ｍ
７分で加工し、直線部はｅｒｎ１分で加工する。この
場合、直線部の加減速時間は出来るだけ短いほうが加工
時間が短くなる。実際の加工形状は直線、曲線各種のも
のが複雑に入！ｌｌｆじっている現状があり、−例とし
て、径１０襲の回加工と一辺１０鶏の正方形を加工した
場合の加工時間を第９図に示すテーブル特性を有するも
のについて、Ｔ２／Ｔ、に対する合計加工時間を第５図
に示す。
さらに第６図は、実際上の各種の加工物をＴ。
とＴ２の組合せにより加工時間を測定し、最も加工時間
の♀い組合せを示す分布を示しているが、傾向として、
短い直線加工が多く含んでいる加工物はで、の短いすな
わちＴ２が大の組合せのところで加工時間が早く、また
小さな回加工を多く含んでいる加工物はＴ１が長く、Ｔ
２の短いところで加工時間が短くなる。実際の加工物は
、や−同訓工部が大で、直線加工の場合には、その距離
が長いだめに加減速の時間は全体では大きく影響されな
い。第６図に示すように、Ｔ２≦Ｔ１≦１０Ｔ２の範囲
で、全加工物の９０％は最も短い加工時間を示している
。
の♀い組合せを示す分布を示しているが、傾向として、
短い直線加工が多く含んでいる加工物はで、の短いすな
わちＴ２が大の組合せのところで加工時間が早く、また
小さな回加工を多く含んでいる加工物はＴ１が長く、Ｔ
２の短いところで加工時間が短くなる。実際の加工物は
、や−同訓工部が大で、直線加工の場合には、その距離
が長いだめに加減速の時間は全体では大きく影響されな
い。第６図に示すように、Ｔ２≦Ｔ１≦１０Ｔ２の範囲
で、全加工物の９０％は最も短い加工時間を示している
。
発明の効果
本発明によれば補間前直線加減速機能付数値制御装置に
おいては、Ｔ２≦Ｔ、≦１０Ｔ２の範囲内の組合せで、
最も加工時間が短縮される効果を得られる。
おいては、Ｔ２≦Ｔ、≦１０Ｔ２の範囲内の組合せで、
最も加工時間が短縮される効果を得られる。
第１図は補間前直線加減速形加減速機能付制御装置を使
用したレーザ加工用テーブルのブロック図、第２図は第
１図に示す各部の速度をモデル的に示した特性図、第３
図は加減速時定数に対する補間前加減速機能付数値制御
装置と、補間後加減速機能付数値制御装置におけるある
一定の許容形状誤差を得る加工速度を示す特性図、第４
図はある一例の半径をもつ円の数値制御装置機能別加工
時間比を示す特性図、第５図は一例として径１０ｎの円
と一辺１０ｆｆｌの正方形を加工した加工時間比を示す
特性図、第６図は各種の形状を有するレーザ加工の実加
工におけるで、とＴ２の組合せにおける最も加工時間の
短い組合せの発生率を示す特性図、第７図は従来の補間
後扉減速設定機能付数値制御装置におけるレーザ加工用
テーブルのブロック図、第８図は第７図に示す各部の速
度の状態を示す特性図、第９図はレーザ加工用テーブル
のＴ、とＴ２の関係を示す特性図、第１０図は円弧を指
令した場合の指令形状と、実際のテーブルの移動状態を
モデル的に示した特性図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 第３図 十 Ｔｌ＝五 −Ｔ＋ 第４図 丁 ／Ｔ＋ 第５図 Ｔ７．。 第６図 −万２ 第８図 第９図 第１０図
用したレーザ加工用テーブルのブロック図、第２図は第
１図に示す各部の速度をモデル的に示した特性図、第３
図は加減速時定数に対する補間前加減速機能付数値制御
装置と、補間後加減速機能付数値制御装置におけるある
一定の許容形状誤差を得る加工速度を示す特性図、第４
図はある一例の半径をもつ円の数値制御装置機能別加工
時間比を示す特性図、第５図は一例として径１０ｎの円
と一辺１０ｆｆｌの正方形を加工した加工時間比を示す
特性図、第６図は各種の形状を有するレーザ加工の実加
工におけるで、とＴ２の組合せにおける最も加工時間の
短い組合せの発生率を示す特性図、第７図は従来の補間
後扉減速設定機能付数値制御装置におけるレーザ加工用
テーブルのブロック図、第８図は第７図に示す各部の速
度の状態を示す特性図、第９図はレーザ加工用テーブル
のＴ、とＴ２の関係を示す特性図、第１０図は円弧を指
令した場合の指令形状と、実際のテーブルの移動状態を
モデル的に示した特性図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 第３図 十 Ｔｌ＝五 −Ｔ＋ 第４図 丁 ／Ｔ＋ 第５図 Ｔ７．。 第６図 −万２ 第８図 第９図 第１０図
Claims (1)
- レーザ光を出力するレーザ発振器と、前記レーザ発振器
から出力されたレーザ光を被加工物表面まで導き被加工
物表面にレーザ光を集光する光学系と、集光されたレー
ザ光に対して相対的に少くとも２軸が移動するレーザ加
工用テーブルと、前記レーザ加工用テーブルに移動指令
を与える補間前直線加減速機能を有する数値制御装置を
具備したレーザ加工装置において、前記数値制御装置に
設定するサーボループゲインの逆数で与えられる時間Ｔ
＿２と、補間前直線加減速の時定数Ｔ＿１の関係を、Ｔ
＿２≦Ｔ＿１≦１０Ｔ＿２の範囲に設定した事を特徴と
するレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60029639A JPS61189895A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | レ−ザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60029639A JPS61189895A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | レ−ザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61189895A true JPS61189895A (ja) | 1986-08-23 |
Family
ID=12281648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60029639A Pending JPS61189895A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | レ−ザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61189895A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63273585A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-10 | Fanuc Ltd | Ｃｎｃレ−ザ加工機のパワ−制御方式 |
| US4820759A (en) * | 1986-09-09 | 1989-04-11 | Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Polyarylene thiother composition |
-
1985
- 1985-02-18 JP JP60029639A patent/JPS61189895A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4820759A (en) * | 1986-09-09 | 1989-04-11 | Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Polyarylene thiother composition |
| JPS63273585A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-10 | Fanuc Ltd | Ｃｎｃレ−ザ加工機のパワ−制御方式 |
| JPH0363475B2 (ja) * | 1987-04-30 | 1991-10-01 | Fanuc Ltd |
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