JPS63101090A

JPS63101090A - レ−ザ加工機制御装置

Info

Publication number: JPS63101090A
Application number: JP61246713A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kanbara; 雅之管原; Hajime Osanai; 肇小山内
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-10-17
Filing date: 1986-10-17
Publication date: 1988-05-06

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、３次元レーザ加工機の制御技術に関するも
のである。

〔従来の技術〕

第３図は従来の３次元レーザ加工機における加工テーブ
ルを示す概略斜視図である。第３図ξこおいて、加工テ
ーブルは３つの直線移動する各軸Ｘ。

Ｙ、Ｚと、２つの回転軸より成りでいる。

第４図は、第３図の３次元レーザ加工機における回転軸
を含む加工ヘッド、いわゆる回転ヘッド部分の構成を示
す概略断面図である。第４図において、図示されないレ
ーザ見損器から出力されたレーザ光２は２軸１の上部ま
で伝送され、ミラー３により２軸１に沿りて鉛直下方向
に偏向され、さらにｚｓｌの光路ダクト４を通過してミ
ラー５で反射され、２軸１と直交する第１の筒状部６の
中心軸１２の部分を通過する。そして、ミラー７により
再び偏向され、第１の筒状部６．と直交する第２の筒状
部８の中心軸の部分を通過してレンズ９により集光され
、第、２の筒状部８の先端のノズルロ１０を通って被卯
工物（ワーク）１１上に照射される。

しかして、第１の筒状部６は２軸１を回転の中心軸とし
て回転駆動が制御され、このような制御軸は各ｘ、ｙ、
ｚ軸とは別の制御軸としてＣ軸と呼ぶことにする。また
、第２の筒状部８は第１の筒状部６の中心軸１２を回転
の中心軸として回転駆動が制御され、このような制御軸
をＡ軸と呼ぶことにする。ミラー５は第１の筒状部６と
共に回転し、ミラー７は第２の筒状部８と共に回転する
ために、各Ｃ軸、Ａ軸の回転によらず、レーザ光２は第
２の筒状部８のノズル口１０よりワーク１１上に照射さ
れる。このように、回転ヘッドをワーク１１に対して相
対的−こ各Ｘ、Ｙ軸に駆動し、ｚ軸に沿って上下駆動し
、各Ｃ軸、Ａ＠を回転させることにより、第４図に示す
平板のワーク１１に限らず３次元立体形状のワークをも
レーザ加工することができる。また、平板をレーザ加工
する際も、ワーク１１に対してレーザ光２の照射角度を
変えて加工することができる。このようにすることによ
り、レーザ刀ロエによりワーク１１のレーザ切断面に付
くテーパを変え、ある程度の開先加工やレーザの切断溝
にどうしても付いてしまうテーパｌこ対し、レーザ切断
溝の一方の面のテーパを相殺する加工、又はレーザ光２
を斜めに照射するすみ肉溶接力ロエが可能になる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の３次元レーザ加工機においては、レ
ーザ光２によりワーク１１をレーザビームする際に、加
工ヘッドである回転ヘッドの姿勢を含めたプログラムを
作るには非常に複雑な作業を行わなければならず、特ｌ
こレーザ光２の照射角度を変更したい場合には、プログ
ラムを最初から作り変える作業が必要であるという問題
点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、レーザ加工されるワーク面に対し、。

常に一定の角度でレーザ光（レーザビーム）を傾けて照
射するレーザ加工を容易に行えるレーザ加工機制御装置
を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るレーザ加工１制御装置は、レーザ加工さ
れるワーク面に対するレーザビームの照射角度と、加工
進行方向に対して左右のどちらの方向に傾けるかを設定
することζこより、ワークに対してプログラムされた形
状に加工する際に、常に加工進行方向に対し、設定され
た方向へ、かつ設定された角度傾けてレーザビームを照
射するべく、各軸を駆動制御するようにしたものである
。

〔作用〕

この発明のレーザ加工機料＃装置においては、レーザ刀
ｎ工されるワーク面に対するレーザビームの照射角度と
、加工進行方向に対して左右のどちらの方向に傾けるか
を設定する手段と、常に刀ロ工進行方向に対し、設定さ
れた方向へ、かつ設定された角度傾けてレーザビームを
照射するべく、加工ヘッドの姿勢を制御する手段を備え
ることにより、レーザ加工されるワーク面に対し、常ζ
こ一定の角度でレーザビームを傾けて照射するレーザ加
工を容易に行うことができる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例であるレーザ加工機制御装
置における回転ヘッド部分の姿勢を示す概略説明図であ
る。第１図において、２はレーザ光、５，７はミラー、
１１はワーク、１３はレーザ光２がミラー５に当たる点
、１４はレーザ光２がミラー７に当たる点、１５はレー
ザ光２がワーク１１に当たる点である。各点１３．１４
は、通常各ミラー５，７のほぼ中央となるようにアライ
メントされている。１６は点１４から点１５への直線を
ワーク１１而へ投射した直線であり、１７はワーク１１
面に対するレーザ光２の照射角度である。ワーク１１面
をＸ、Ｙ平面とすると、直線１６が基準となる軸、例え
ばその柵となす角度はＣ軸の角度と対応する。また、照
射角度１７はＡ軸の角度と対応する。１８はワーク１１
上の任意の点である。

第２図は、この発明の一実施例であるレーザ加工機制御
装置を示すブロック溝底図である。第２図において、１
９はレーザ加工されるワーク１１面に対するレーザビー
ムの照射角度と、進行方向に対してレーザビームを左Ｉ
こ傾けるか、右に傾けるかを設定する角度・方向設定手
段、２０はワーク１１に対する加工形状プログラム、２
１は角度・方向設定手段１９と加工形状プログラム２０
の両方のデータからカロエヘッドの姿勢を計算する姿勢
計算回路、２２は姿勢計算回路２１の計算結果から各軸
を駆動する各軸駆動制御回路である。

次に、上記この発明の一実施例であるレーザ加工機制御
装置の動作Ｉこついて説明する。今、加工形状プログラ
ム２０がワーク１１に対して点１５から点１８への直線
の切断であったとし、また。

角度ｅ方向設定手段１９により設定された方向が左であ
ったとすると、姿勢計算回路２１は、直線１６が点１５
から点１８を結ぶ直線に対し、点１５から点１８に向か
って左側で垂直になるようなＣ軸の角度を求める。また
、角度・方向設定手段１９ｆこより設定された角度から
Ａ軸の角度を求める。

次に、姿勢計算回路２１、各Ａ軸、Ｃ軸の角度、点１５
のＸ、Ｙ座像、及び機械構造上決まる点１３と点１４の
距離１点１４と点１５の距離から点１３のＸ、Ｙ、Ｚ座
標を求める。このような計算はいずれも簡単な幾何的計
算によって行われ得る。各軸駆動制御回路２２は点１３
のＸ、Ｙ、Ｚ座標及び各Ａ軸、Ｃ＠の角度から、Ｘ、Ｙ
、Ｚ、Ａ、Ｃの各軸を駆動する。以上のような制御をす
ることにより、点１５から点１８に向かう直線の左側か
ら設定された角度で、点１５上にレーザビームを照射す
る加工ヘッドの姿勢がとれる。この状態において１通常
の直線補間のように、点１５から点１８までの各Ｘ、Ｙ
軸の増分値だけ各Ｘ、Ｙ軸を駆動してやれば、レーザビ
ームは点１５から点１８までの直線に対し、その左側か
ら設定した角度で照射しながら移動することになる。こ
こで、円弧補間の場合は、Ｃ軸の角度が変化するので、
補間中の各点で上記処理を行えば良い。なお、レーザビ
ームの照射角度と方向の設定は、ＮＣ（数値制御）の工
具径補正のように、コード化したデータを刀ｎ工形状プ
ログラム２０に挿入できるようにすれば使用しやすい。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、レーザ加工機制御装置
において、レーザ加工されるワーク面Ｉこ対するレーザ
ビームの照射角度と、加工進行方向に対して左右のどち
らの方向ζこ傾けるかを設定することにより、ワークに
対してプログラムされた形状に加工する際に、常に加工
進行方向４こ対し、設定された方向へ、かつ設定された
角度傾けてレーザビームを照射するべく、各軸を駆動制
御するようにしたので、レーザ四重されるワーク面に対
し、常に一定の角度でレーザビームを傾けて照射するレ
ーザ加工を容易に行えると共に、その角度の変更も単に
設定を変えるだけで簡単に行うことができるなどの優れ
た効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１１はこの発明の一実施例でめるレーザ加工機制御装
置における回転ヘッド部分の姿勢を示す概略説明図、第
２図はこの発明の一実施例であるレーザ加工機側（！Ｉ
ｌｌ装置を示すブロック礪成図、第３図は従来の３次元
レーザ加工機における加工テーブルを示す概略斜視図、
第４図は、第３図の３次元レーザ加工機における回転軸
を含むＵロエヘッド、いわゆる回転ヘッド部分の４成を
示す概略断面図である。図Ｉこおいて、１・・・２＠、２・・・レーザ光、３，
５゜７・・・ミラー、４・・・光路ダクト、６・・・第
１の筒状部、８・・・第２の筒状部、９・・・レンズ、
１ｏ・・・ノズル口、１１・・・被加工物（ワーク）、
１２・・・中心軸、１３゜１４．１５．１８・・・点、
１６・・・直線、１７・・・照射角度、１９・・・角度
・方向設定手段、２０・・・加工形状プログラム、２１
・・・姿勢計算回路、２２・・・各軸駆動制御回路であ
る。なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

レーザ光を加工ヘッドに設けたレンズ等により集光し、
集光されたレーザビームをワークに照射してレーザ加工
を行うレーザ加工機で、少なくとも５軸の制御駆動軸を
持ち、加工データに基づいて立体的加工や、ワークに対
してレーザビームの照射角度を変えての加工が行える３
次元レーザ加工機において、レーザ加工されるワーク面
に対するレーザビームの照射角度と、加工進行方向に対
して左右のどちらの方向に傾けるかを設定する手段と、
ワークに対してプログラムされた形状に加工する際に、
常に加工進行方向に対し、設定された方向へ、かつ設定
された角度傾けてレーザビームを照射するべく、前記加
工ヘッドの姿勢を制御する手段を備えることを特徴とす
るレーザ加工機制御装置。