JPS6316896A

JPS6316896A - ３次元レ−ザ加工機の制御装置

Info

Publication number: JPS6316896A
Application number: JP61158936A
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: 1986-07-07
Filing date: 1986-07-07
Publication date: 1988-01-23

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装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

第２図は３次元レーザ加工機における回転ヘッド部分の
構成を示す断面概略図である。第２図において、図示さ
れないレーザ発振器から出力されたレーザ光２はＺｌｌ
ｌｌｌｌｌの上部まで伝送され、ミラー３により２軸１
に沿って鉛直下方向に側内され、さらに２軸１の光路ダ
クト４を通過してミラー５で反射され、Ｚ軸ｌ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により再び偏光され、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の先端のノズル口
１０を通、って被加工物１１（ワーク）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２軸ｌ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、この中心軸１２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
１こ、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より被加工物１１上に照射さ
れる。このように、回転ヘッドを被加工物１１に対して
相対的に各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、平板尋と限ら
ず３次元立体形状の被加工物をも加工することができる
。

第３図は従来の３次元レーザ加工機の制御装置における
オーバトラベル制御装置の一例を示すブロック図である
。第３図において、各々の駆動軸に対し、モータ１３か
、その駆動系に設けられたレゾルバやエンコーダなどの
位置検出器１４の信号により、位置計算回路１５はその
駆動軸の移動量から現在位置を計算する。このようにし
て計算された現在位置の値と、あらかじめオーバトラベ
ルとして設定された設定回路１６の設定値とを比較回路
１７によって比較し、設定値を越えているならば、モー
タ１３を停止させるように駆動指令回路１８へ信号を送
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の３次元レーザ加工機の制御装置におけるオー
バトラベル制御装置は以上のようｉこ構成されているの
で、３次元レーザ加工機のように、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の各駆
動軸の移動量がそのまま回転ヘッドの先端のノズル口１
０のＸ、Ｙ、Ｚ座標にならず、各Ｃ軸、Ａ軸の回転角度
との相関関係によって決まる場合は、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の各
駆動軸で設定値を設けてオーバトラベルを検知しても、
回転ヘッドの先端の位置の管理ができないという問題点
があった。

例えば、ｚ軸のオーバトラベル制御を例にとると、Ａ軸
を回転させて第２の筒状部８が水平位置の時に、回転ヘ
ッドがワーク（被加工物１１）あるいは加工テーブル（
図示省略）に衝突せずに最大下降できるｚ軸の駆動量か
ら２軸のオーバトラベル位置を決めた場合に、第２の筒
状部８を下向きにしてｚｍを下降させると、オーバトラ
ベルを検知できずに回転ヘッドの先端がワークあるいは
加工テープＪ四こ衝突する可能性がある。逆に、第２の
筒状部８を鉛直下向きにした時に、ワークあるいは加工
テーブルに衝突せずに最大下降できるｚ軸の駆動量から
２軸のオーバトラベル位置を決めた場合に、第２の筒状
部８を傾けると、回転ヘッドの先端がワークあるいは加
工テーブルに届く前に、ｚ軸のオーバトラベルが検知さ
れて停止してしまうなどの問題点があった。

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、回転ヘッドの先端がワークあるいは加工テーブル
に衝突することを防止し、加工領域をなるべく広く確保
すると共に、正確なオーバトラベル制御ができる３次元
レーザ加工機の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３次元レーザ加工機の制御装置は、回転
ヘッドが互いに直交して設けられた第１の筒状部と第２
の筒状部８４Ｍえ、第１の筒状部を回転するＣ軸と、第
２の筒状部を回転するＡ軸との各回転角度から、回転ヘ
ッドの先端のｘ、ｙ。

２座標を計算し、このＸ、Ｙ、Ｚｇ椋の値に基づいて、
各Ｘ、Ｙ、Ｚ軸のオーバトラベルを検知するようにした
ものである。

〔作用〕

この発明の３次元レーザ加工機の制御装置においては、
回転ヘッドを構成する互いに直交して設けられた第１の
筒状部と第２の筒状部のそれぞれを回転するＣ軸、Ａ軸
の各回転角度から１回転ヘッドの先端のＸ、Ｙ、Ｚ座Ｉ
Ｒを計算し、・その計算された値を用いて各Ｘ、Ｙ、Ｚ
軸のオーバトラベルを検知するようにしているから、正
確なオーバトラベル制御が得られる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例である３次元レーザ加工機
の制御装置におけるＺ軸のオーバトラベル制御装置を示
すブロック図である。第１図において、１３ａ、１３ｃ
、１３ｚは各々Ａ軸、Ｃ軸。

Ｚ軸のモータ、１４ａ、１４ｃ、１４ｚは各々Ａ軸、Ｃ
軸、Ｚ軸の位置検出器、１５ａ、１５ｃ。

１５ｚは各位置検出器１４ａ、１４ｅ、１４ｚの信号に
より各駆動軸の移動位置を計算する位置計算回路である
。各位置計算回路１５ａ、１５ｃ。

１５ｚによって、各々Ｃ＠の回転角、Ａ軸の回転角、Ｚ
軸の移動位置を求める。先端位置計算回路１９は上記の
ようにして求めた各個と、第２図に示すミラー５とミラ
ー７との間の距離及びミラー７から第２の筒状部８の先
端位置までの距離とから、幾何学的に回転ヘッドの先端
の２座標を計算する。このようにして計算された値と％
Ｚ軸のオーバトラベルとしてあらかじめ設定された設定
回路１６の設定値とを比較回路１７によって比較し、設
定値を越えているならば、各Ａ、Ｃ，Ｚ軸のモータ１３
ａ、１３ｃ、１３ｚを停止させるように駆動指令回路へ
信号を送る。

以上述べたようにして、各Ｘ軸、Ｙ軸についても同様の
処理を行う。

なお、上記実施例において、この発明による検知手段に
より各Ｘ、Ｙ、Ｚ軸のオーバトラベルを検知する機能と
、リミットスイッチを各Ｘ、Ｙ。

Ｚ軸に用いた機械的なオーバトラベルを検知する機能と
を併用することもげ能である。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、３次元レーザ加工機の
制御装置において、回転ヘッドが互いに直交して設けら
れた第１の筒状部と第２の筒状部を！え、第１の筒状部
を回転するＣ軸と、第２の筒状部を回転するＡ軸との各
回転角度から、回転ヘッドの先端のＸ、Ｙ、Ｚ座標を計
算し、このＸ。

Ｙ、Ｚ座標の値に基づいて、各Ｘ、Ｙ、Ｚ軸のオーバト
ラベルを検知するようにしたので、回転ヘッドの先端が
ワークあるいは加工テーブルに衝突することを防止し、
正確なオーバトラベル制御が得られるという優れた効果
を奏するものでめる。

【図面の簡単な説明】第１図はこの発明の一実施例である３次元レーザ〃ロ工
機の制御装置ｉとおけるＺ軸のオーツクトラベル制御装
置を示すブロック図、第２図は３次元レーザ加工機にお
ける回転ヘッド部分の構成を示す断面概略図、第３図は
従来の３次元レーザ加工機の制御装置におけるオーバト
ラベル制御装置の一例を示すブロック図である。図において、１・・・２軸、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、１
０・・・ノズル口、１１・・・被加工物（ワーク）、１
２・・・中心軸、１３゜１３　ａ　、　ｌ　３　ｅ　＃
　１３　ｚ−・・モータ、１４，１４ａ。１４　ｅ　＃　１４　Ｚ−・・位置検出器、１５．１５
ｍ、１５Ｃｓ１５ｚ・・・位置計算回路、１６・・・設
定回路％１７・・・比較回路、１８・・・駆動指令回路
、１９・・・先端位置計算回路である。なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。手続補正書（自発）２９発明の名称３次元レーザ加工機の制御装置３、補正をする者事件との関係　特許出願人住　所　　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
。名　称　　（６０１）三菱電機株式会社代表者志岐守哉４、代理人住　所　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号番
肯　・、−ノ５、　補正の対象明細書の「特許請求の範囲」、「発明の詳細な説明」の
欄６、　補正の内容（１）明細書の「特許請求の範囲」を別紙のとおりに補
正する。（２）同書第２頁第１９行目の［偏光］を「偏向」と補
正する。（３）同書第３頁第５行目の１２軸１」を「制御軸」と
補正する。（４）同書第３頁第９行目の「中心軸１２」を「制御軸
」と補正する。（５）同書第５頁第９行目の「検知できずに」を「検知
する前に」と補正する。別　　　　　　　　　　　紙２、特許請求の範囲（１）各々直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸と、このｚ軸に直交し
て設けられた第１の筒状部を２軸を中心軸として回転す
るＣ軸と、前記第１の筒状部と直交して設けられた第２
の筒状部を前記第１の筒状部を中心軸として回転するＡ
軸との各駆動軸を設け、レーザ発振器から出力されるレ
ーザ光を各ミラーにより偏向して前記６第１の筒状部及
び第２の筒状部の内部を通過させ、この第２の筒状部に
設けられたレンズにより集光し、第２の筒状部の先端の
ノズル口から核力ｎ工物に照射してレーザ加工を行う３
次元レーザ加工機において、前記各Ｃ軸。Ａ軸の駆動軸の駆動量から前記第２の筒状部の先端のＸ
、Ｙ、Ｚ座標を計算し、このＸ、Ｙ、Ｚ座標の値に基づ
いて、各Ｘ、Ｙ、Ｚ軸のオーバトラベルを検知する機能
を有する検知手段を備えたことを特徴とする３次元レー
ザ加工機の制御装置。（２）前記各Ｘ、Ｙ、Ｚ軸のオーバトラベルを検知する
機能と、リミットスイッチを前記各Ｘ、Ｚ。Ｙ軸に用いた機械的なオーバトラベルを検知する機能と
を併用することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の３次元レーザ加工機の制御装置。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）各々直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸と、このＺ軸に直交し
て設けられた第１の筒状部をＺ軸を中心軸として回転す
るＣ軸と、前記第１の筒状部と直交して設けられた第２
の筒状部を前記第１の筒状部を中心軸として回転するＡ
軸との各駆動軸を設け、レーザ発振器から出力されるレ
ーザ光を各ミラーにより偏光して前記各第１の筒状部及
び第２の筒状部の内部を通過させ、この第２の筒状部に
設けられたレンズにより集光し、第２の筒状部の先端の
ノズル口から被加工物に照射してレーザ加工を行う３次
元レーザ加工機において、前記各Ｃ軸、Ａ軸の駆動軸の
駆動量から前記第２の筒状部の先端のＸ、Ｙ、Ｚ座標を
計算し、このＸ、Ｙ、Ｚ座標の値に基づいて、各Ｘ、Ｙ
、Ｚ軸のオーバトラベルを検知する機能を有する検知手
段を備えたことを特徴とする３次元レーザ加工機の制御
装置。
（２）前記各Ｘ、Ｙ、Ｚ軸のオーバトラベルを検知する
機能と、リミットスイッチを前記各Ｘ、Ｚ、Ｙ軸に用い
た機械的なオーバトラベルを検知する機能とを併用する
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の３次元レ
ーザ加工機の制御装置。