JPWO2016031069A1

JPWO2016031069A1 - レーザ加工機及び数値制御プログラム作成ソフトウェア

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Publication number: JPWO2016031069A1
Application number: JP2015537857A
Authority: JP
Inventors: 浩子高田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2017-04-27
Anticipated expiration: 2034-08-29
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Abstract

レーザ加工機（１００）は、ノズル（２８）とワーク（１２）との距離が第１の距離よりも大きい第２の距離以上の場合にはアプローチ速度で加工ヘッド（７）をワーク（１２）に近づけ、ノズル（２８）とワーク（１２）との距離が第２の距離以下となったら、１制御周期当たりの加工ヘッド（７）の移動量をゲインに基づいてアプローチ速度での移動時よりも小さくして、ノズル（２８）とワーク（１２）との距離が第１の距離となるまで加工ヘッド（７）をワーク（１２）に近づけることでアプローチ動作を行う高さ制御部（１７）を有し、高さ制御部（１７）は、ワーク（１２）の非周縁部でアプローチ動作を行う場合には第１のアプローチ速度及び第１のゲインを用い、ワーク（１２）の周縁部でアプローチ動作を行う場合には、第１のアプローチ速度よりも小さい第２のアプローチ速度及び第１のゲインよりも小さい第２のゲインを用いることで、ワーク（１２）の周縁部でアプローチ動作を行う際のノズル（２８）とワーク（１２）との衝突を防止し、かつワーク（１２）の非周縁部でアプローチ動作を行う場合に要する時間をワーク（１２）の周縁部でアプローチ動作を行う場合に要する時間よりも短くする。

Description

本発明は、レーザ加工機及び数値制御プログラム作成ソフトウェアに関する。

従来、板状の被加工物であるワークをレーザ加工して複数の製品を切り出すレーザ加工装置では、一つの製品のレーザ加工を完了するたびに、次の製品の加工位置へ加工ヘッドを移動させて順番にレーザ加工している。

加工位置へ移動した加工ヘッドをワークに近づける動作はアプローチ動作と呼ばれている。アプローチ動作においては、加工ヘッドに設けられているノズルとワークとの距離に対応して変化する静電倣い電圧を監視することにより、ノズルがワークから第１の距離離れた位置に加工ヘッドを位置決めする。

アプローチ動作の際には、ノズルとワークとの距離が第１の距離よりも大きい第２の距離となるまで加工ヘッドがワークに近づいたら、ワークとの距離が小さくなるに従って１制御周期当たりの加工ヘッドの移動量を小さくすることにより、ノズルがワークから第１の距離離れた位置で加工ヘッドを高精度に位置決め可能としている。ノズルがワークから第２の距離以上離れている時の加工ヘッドの移動速度はアプローチ速度、ノズルとワークとの距離が第２の距離未満となった後の１周期当たりの移動量を決めるために用いる倍率はゲインと呼ばれている。

静電倣い電圧の検出範囲は、加工ヘッドを中心とする一定の大きさの円状の領域に固定されている。従って、ワークの周縁部でアプローチ動作を行う場合などでは、検出範囲のうちの一部にしかワークが存在していない状態となる。検出範囲のうちの一部にしかワークが存在していない状態では、加工ヘッドとワークとの距離が同じであっても、ワークの中央部でアプローチ動作を行う場合と比較して、静電倣い電圧は小さくなる。従って、アプローチ速度及びゲインを同じにしてワークの周縁部でアプローチ動作を行うと、加工ヘッドはノズルとワークとの距離が第１の距離よりも小さい状態で位置決めされることとなり、オーバシュートが発生するとノズルがワークに衝突してしまう。ノズルがワークに衝突すると、加工ヘッドを一旦ワークから離してから再びワークに近づける必要があるため、アプローチ動作に時間がかかってしまう。

アプローチ動作時のオーバシュートを防止することを目的とする技術は、特許文献１に開示されている。

特許文献１に開示される発明は、オーバシュートによるノズルのワークへの衝突を回避するために、位置指令と実際のサーボモータの位置との差である位置偏差量を求め、位置偏差量に基づいてポジションゲインを補正ポジションゲインに変更している。

特開２０１３−８６１７２号公報

アプローチ動作の際には、生産効率を高めるために、できるだけ速く加工ヘッドを移動させることが望まれる。ワークの中央部におけるアプローチ動作の際には、静電倣い電圧に基づいて、加工ヘッドとワークとの距離を正確に検出できるため、加工ヘッドを速く動かしてもオーバシュートによりノズルがワークに衝突してしまうことは起こりにくい。特許文献１に開示される発明は、アプローチ動作を行う場所が、ワークの非周縁部であるか周縁部であるかに関わらず、同じアプローチ動作を行っている。従って、特許文献１に開示される発明は、ノズルとワークとの衝突が生じない条件でアプローチ動作を行うと、ワークの非周縁部においてはアプローチ動作に必要以上の時間をかけることになるため、さらなる生産効率の向上が望まれる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ワークの周縁部でアプローチ動作を行う際のノズルとワークとの衝突を防止し、かつワークの非周縁部でアプローチ動作を行う場合に要する時間をワークの周縁部でアプローチ動作を行う場合に要する時間よりも短くすることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ノズルを備えた加工ヘッドをワークに近づけてノズルとワークとの距離を第１の距離とするアプローチ動作を行い、ノズルがワークから第１の距離離れた状態で、レーザ発振器で発振したレーザをノズルからワークに発して、ワークから部品を切り出すレーザ加工機であって、ノズルとワークとの距離を測定するセンサと、ノズルとワークとの距離が第１の距離よりも大きい第２の距離以上の場合にはアプローチ速度で加工ヘッドをワークに近づけ、ノズルとワークとの距離が第２の距離以下となったら、１制御周期当たりの加工ヘッドの移動量をゲインに基づいてアプローチ速度での移動時よりも小さくして、ノズルとワークとの距離が第１の距離となるまで加工ヘッドをワークに近づけることでアプローチ動作を行う高さ制御部とを有し、高さ制御部は、センサの検出範囲の全体にワークが存在するワークの非周縁部でアプローチ動作を行う場合には、第１のアプローチ速度及び第１のゲインを用い、検出範囲の一部にワークが存在するワークの周縁部でアプローチ動作を行う場合には、第１のアプローチ速度よりも小さい第２のアプローチ速度及び第１のゲインよりも小さい第２のゲインを用いることを特徴とする。

本発明に係るレーザ加工機は、ワークの周縁部でアプローチ動作を行う際のノズルとワークとの衝突を防止し、かつワークの非周縁部でアプローチ動作を行う場合に要する時間をワークの周縁部でアプローチ動作を行う場合に要する時間よりも短くできるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係るレーザ加工機の構成図ワークの非周縁部でアプローチ動作を行う場合に距離センサの検知範囲に含まれるワークを示す模式図ワークの周縁部でアプローチ動作を行う場合に距離センサの検知範囲に含まれるワークを示す模式図１制御周期当たりの加工ヘッドの移動量を示す説明図１制御周期当たりの加工ヘッドの移動量を示す説明図加工ヘッドの高さ補正の一例を示す模式図レーザ加工時の動作の流れを示すフローチャートワークの外郭の機械座標位置の測定位置の一例を示す概念図ワークの外郭の寸法測定の一例を示す概念図非周縁部と周縁部との境界の一例を示す模式図１制御周期当たりの加工ヘッドの移動量を示す説明図１制御周期当たりの加工ヘッドの移動量を示す説明図本発明の実施の形態３に係るレーザ加工機の構成図加工済領域の一例を示す模式図レーザ加工時の動作の流れを示すフローチャート周縁部用のパラメータを用いてアプローチ動作を行う領域の一例を示す模式図本発明の実施の形態４に係る数値制御プログラム作成装置の構成図数値制御プログラム作成装置に適用されるコンピュータの構成図数値制御プログラム作成装置の機能構成図数値制御プログラム作成装置の動作の流れを示すフローチャート加工経路の一例を示す模式図数値制御プログラム作成部が作成した数値制御プログラムの一例を示す説明図

以下に、本発明に係るレーザ加工機及び数値制御プログラム作成ソフトウェアの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施の形態により本発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るレーザ加工機の構成図である。レーザ加工機１００は、数値制御ユニット１０、センサデータ処理部１８、距離センサ１９、Ｘサーボ制御部２０、Ｙサーボ制御部２１、Ｚサーボ制御部２２、Ｘサーボモータ２３、Ｙサーボモータ２４、Ｚサーボモータ２５及びレーザ発振器２６を備える。数値制御ユニット１０は、主制御部１３、加工機制御部１４、位置制御部１５及び高さ制御部１７を有する。

主制御部１３は、レーザ加工機１００の全体の動作を制御する。加工機制御部１４は、レーザ発信器２６に対して指令を送り、レーザのオンオフを制御する。位置制御部１５及び高さ制御部１７は、Ｘサーボ制御部２０、Ｙサーボ制御部２１及びＺサーボ制御部２２にＸＹＺ各軸方向の位置指令を出力する。

距離センサ１９は、静電容量式のセンサであり、ノズル２８とワーク１２との間の静電容量に対応した電圧値である静電倣い電圧を測定する。センサデータ処理部１８は、距離センサ１９から電圧値を取り込み、ノズル２８とワーク１２との距離Ｌを算出する。距離センサ１９及びセンサデータ処理部１８は、ノズル２８とワーク１２との距離を測定するセンサを構成する。

Ｘサーボ制御部２０は、Ｘサーボモータ２３にＸ軸方向の移動量を出力し、加工ヘッド７をＸ軸に沿って移動させる。Ｙサーボ制御部２１は、Ｙサーボモータ２４にＹ軸方向の移動量を出力し、加工ヘッド７をＹ軸に沿って移動させる。Ｚサーボ制御部２２は、Ｚサーボモータ２５にＺ軸方向の移動量を出力し、加工ヘッド７をＺ軸に沿って移動させる。Ｘサーボモータ２３、Ｙサーボモータ２４、Ｚサーボモータ２５は、ＸＹＺ各軸の位置検出器を有しており、Ｘサーボ制御部２０、Ｙサーボ制御部２１又はＺサーボ制御部２２から入力されるＸＹＺの各軸の移動量に従って加工ヘッド７を移動させる。

レーザ発振器２６は、加工機制御部１４からの指令に基づいて、ワーク１２の加工に用いるレーザ光をオンオフする。

数値制御プログラムに従って加工を行う場合の制御について、図１に基づいて説明する。主制御部１３はレーザ加工用の数値制御プログラムを解析し、加工機制御部１４、位置制御部１５及び高さ制御部１７にプログラムの指令内容に対応した情報を与える。

プログラム指令がレーザ発振器２６に対しての指令である場合、主制御部１３は、加工機制御部１４に指令を与える。レーザ発振器２６に対しての指令の具体例を挙げると、レーザ光のオンオフである。レーザ発振器２６からの信号は、加工機制御部１４を経由して主制御部１３に伝えられる。従って、数値制御ユニット１０はレーザ発振器２６の状況を知ることができる。

プログラム指令が位置指令の場合は、主制御部１３は位置制御部１５に移動位置及び移動速度の情報を与える。位置制御部１５は与えられた情報に基づいて移動距離を計算し、Ｘ、Ｙ軸に分配しＸサーボ制御部２０及びＹサーボ制御部２１に移動量を出力する。また、位置制御部１５は、出力した移動位置と、Ｘサーボ制御部２０及びＹサーボ制御部２１からの情報とに基づいて、加工ヘッド７の実際の位置の管理も行う。Ｘサーボ制御部２０及びＹサーボ制御部２１はＸサーボモータ２３及びＹサーボモータ２４を駆動し、加工ヘッド７をワーク１２に対し相対移動させる。加工ヘッド７が数値制御プログラムの指令に従ってノズル２８からレーザを発した状態で移動することによりレーザ加工が行なわれる。また、位置制御部１５は移動位置、移動量及び残りの移動距離の情報を主制御部１３に伝える。

プログラム指令がトレース機能のオンオフの指令の場合は、主制御部１３は高さ制御部１７に指令情報を与える。高さ制御部１７はトレース機能オンを指令されると、ノズル２８とワーク１２との距離を第１の距離に保つトレース機能を実行する。トレース機能を実行する場合、高さ制御部１７は、センサデータ処理部１８から入力される距離Ｌの情報と予め設定されている第１の距離とを比較し、差を無くすためにＺ軸サーボ制御部２２に移動量を出力する。Ｚサーボ制御部２２はＺサーボモータ２５を駆動し、加工ヘッド７を上下に移動する。距離センサ１９はノズル２８とワーク１２との距離Ｌに対応するセンサデータを出力し、センサデータはセンサデータ処理部１８を介して高さ制御部１７にフィードバックされる。上記のようにしてワーク１２の歪みで距離Ｌが変化するとセンサデータが変化し、センサデータの変化に基づいてＺ軸位置を変化させることにより、加工ヘッド７とワーク１２との距離Ｌが第１の距離に常に保たれる。また、高さ制御部１７はトレースの状況の情報を主制御部１３に伝える。

プログラム指令がアプローチ動作の実行指令の場合は、主制御部１３は高さ制御部１７にアプローチ速度及びノズル高さの情報を与える。高さ制御部１７は、与えられた情報に基づいて移動距離を計算し、アプローチ動作の実行を指令されると、Ｚサーボ制御部２２にＺ軸方向の移動量を出力する。Ｚサーボ制御部２２は、高さ制御部１７から与えられたＺ軸方向の移動量に基づいてＺサーボモータ２５を駆動し、加工ヘッド７を下に移動させる。距離センサ１９はノズル２８とワーク１２との距離Ｌに対応するセンサデータを出力し、センサデータはセンサデータ処理部１８を介して高さ制御部１７にフィードバックされる。高さ制御部１７は、センサデータ処理部１８からフィードバックされるセンサデータに基づいて、ノズル２８とワーク１２との距離Ｌが第１の距離となるまで、加工ヘッド７を下降させる。

アプローチ動作においては、高さ制御部１７は、ノズル２８とワーク１２との距離Ｌの測定結果をセンサデータ処理部１８から受け取り、第１の距離よりも大きい第２の距離までノズル２８がワーク１２に近づいたら加工ヘッド７の１制御周期当たりの移動量を小さくする。これにより、第１の距離が、加工ヘッド７をアプローチ速度で移動させる場合の１制御周期当たりの加工ヘッド７の移動量よりも小さい場合でも、第１の距離だけノズル２８をワーク１２から離して加工ヘッド７を停止させることができる。

レーザ加工の開始に先だって、レーザ加工機１００には、アプローチ動作を実行するためのパラメータであるアプローチ速度及びゲインが設定される。アプローチ速度は、加工ヘッド７をワーク１２に近づける移動速度である。ゲインは、ノズル２８がワーク１２に第２の距離まで接近した後に加工ヘッド７を減速させる際の１制御周期当たりの移動量の倍率である。

実施の形態１では、ワーク１２の周縁部でアプローチ動作を行う場合には、アプローチ速度及びゲインの両方をワーク１２の非周縁部でアプローチ動作を行う場合よりも小さい値とする。すなわち、高さ制御部１７は、ワーク１２の非周縁部でアプローチ動作を行う場合には第１のアプローチ速度及び第１のゲインを用い、ワーク１２の周縁部でアプローチ動作を行う場合には、第１のアプローチ速度よりも小さい第２のアプローチ速度及び第１のゲインよりも小さい第２のゲインを用いる。

まず、ワーク１２の周縁部と非周縁部とで、アプローチ動作の条件を変える理由について説明する。距離センサ１９の検知範囲１９ａはノズル２８を中心とする円形の範囲内である。図２は、ワークの非周縁部でアプローチ動作を行う場合に距離センサの検知範囲に含まれるワークを示す模式図である。距離センサ１９の検知範囲１９ａの全体にワーク１２が存在しているため、検知範囲の面積に相当するワーク１２とノズル２８との間に発生した静電容量に対応した静電倣い電圧が距離センサ１９によって検出される。

図３は、ワークの周縁部でアプローチ動作を行う場合に距離センサの検知範囲に含まれるワークを示す模式図である。ワーク１２の辺の周辺でアプローチ動作を行う場合、距離センサ１９の検知範囲１９ａの半分だけにワーク１２が存在する。従って、ノズル２８とワーク１２との距離が同じであれば、ノズル２８とワーク１２との間に発生する静電容量は半分となる。従って、ワーク１２の辺の周辺でアプローチ動作を行う際には、ノズル２８とワーク１２との実際の距離は、距離センサ１９のセンサデータに基づいてセンサデータ処理部１８が検出した距離の半分となる。

ここでは、ワーク１２の辺の周縁でのアプローチ動作を例に挙げて説明したが、ワーク１２の四隅の周辺でアプローチ動作を行う場合には、ノズル２８とワーク１２との実際の距離は、距離センサ１９のセンサデータに基づいてセンサデータ処理部１８が検出した距離の４分の１となる。いずれにせよ、距離センサ１９の検知範囲１９ａの一部にワーク１２が存在しない状態でアプローチ動作を行うと、ノズル２８とワーク１２との実際の距離は、距離センサ１９のセンサデータに基づいてセンサデータ処理部１８が検出した距離よりも小さい値となる。

図４は、１制御周期当たりの加工ヘッド７の移動量を示す説明図であり、アプローチ速度＝２０ｍ／分、ゲイン＝１．０でのアプローチ動作の際の１制御周期当たりの加工ヘッド７の移動量を示している。なお、実施の形態１において、レーザ加工機１００の制御周期は、０．００５０秒であるとする。ここで挙げる例では第２の距離は１０ｍｍに設定されており、ノズル２８とワーク１２との距離が１０ｍｍ未満になったら、高さ制御部１７は１制御周期当たりの加工ヘッド７の移動速度を変更する。ノズル２８とワーク１２との距離が３ｍｍ以上４ｍｍ未満の場合を一例に挙げて図４の見方を説明すると、ノズル２８とワーク１２との距離が４ｍｍから３ｍｍになるまでの間の１制御周期当たりの加工ヘッド７の移動量は０．６７ｍｍであることを示している。

ノズル２８とワーク１２との距離が１０ｍｍ以上の場合、加工ヘッド７はアプローチ速度、即ち２０ｍ／分の速度で移動する。従って、ノズル２８とワーク１２との距離が１０ｍｍ以上の場合の１制御周期当たり加工ヘッド７の移動量は１．６７ｍｍである。

高さ制御部１７は、ノズル２８とワーク１２との距離Ｌが第２の距離である１０ｍｍ未満となったことを距離センサ１９のセンサデータに基づいてセンサデータ処理部１８が検出した時点で加工ヘッド７の移動速度の減速制御を開始する。ただし、ゲイン＝１．０の場合、ノズル２８とワーク１２との距離Ｌが９ｍｍ以上１０ｍｍ未満の場合の１制御周期当たりの加工ヘッド７の移動量は、ノズル２８とワーク１２との距離が１０ｍｍ以上の場合と同じであるため、実際には、ノズル２８とワーク１２との距離Ｌが９ｍｍ未満となった時点で加工ヘッド７の移動速度が変化する。

一般に、サーボモータには位置指令に対して追従遅れが発生する。従って、加工ヘッド７をＺ方向に駆動するＺサーボモータ２５にも、位置指令に対して追従遅れが発生する。アプローチ速度＝２０ｍ／分、ゲイン＝１．０でのアプローチ動作の場合は、１制御周期当たりの加工ヘッド７の移動量は、ノズル２８とワーク１２との距離Ｌの６分の１強であるため、位置指令に対してのＺサーボモータ２５の追従遅れが５制御周期以下であれば、加工ヘッド７がオーバシュートしてもノズル２８はワーク１２には衝突しない。

ワーク１２の非周縁部においてアプローチ動作を行う場合には、ノズル２８とワーク１２との距離Ｌは、距離センサ１９及びセンサデータ処理部１８によって正確に検出できる。従って、ワーク１２の非周縁部において、アプローチ速度＝２０ｍ／分、ゲイン＝１．０という条件でアプローチ動作を行う場合には、位置指令に対してのＺサーボモータ２５の追従遅れが５制御周期以下のオーバシュートであれば、ノズル２８はワーク１２には衝突しない。

しかし、ワーク１２の辺の周辺でアプローチ動作を行う場合には、ノズル２８とワーク１２との距離Ｌは、距離センサ１９のセンサデータに基づいてセンサデータ処理部１８が検出した距離の半分となる。従って、ワーク１２の辺の周辺でアプローチ動作を行う場合には、高さ制御部１７は、ノズル２８とワーク１２との距離Ｌが４．５ｍｍ未満となった時点で加工ヘッド７の移動速度を減速させることになる。アプローチ速度＝２０ｍ／分、ゲイン＝１．０という条件でアプローチ動作を行うと、位置指令に対してＺサーボモータ２５の追従が３制御周期遅れただけで、ノズル２８はワーク１２に衝突してしまう。ノズル２８がワーク１２に衝突してしまうと、加工ヘッド７を一旦上昇させた後に再度アプローチ動作をやり直すことになるため、アプローチ動作に要する時間が長くなってしまう。

従って、ワークの周縁部でアプローチ動作を行う場合には、非周縁部とは異なる条件でアプローチ動作を行って、オーバシュートによりノズル２８がワーク１２に衝突することを防止する必要がある。

実施の形態１では、ワーク１２の周縁部においてアプローチ動作を行う場合には、アプローチ速度及びゲインの両方をワーク１２の非周縁部でアプローチ動作を行う場合よりも小さくする。

すなわち、ワーク１２の周縁部におけるアプローチ動作の際には、アプローチ速度及びゲインの両方を、非周縁部におけるアプローチ動作で用いる値と比較して小さい値とする。一例を挙げると、非周縁部でのアプローチ動作では第１のアプローチ速度＝２０ｍ／分、第１のゲイン＝１．０を用い、周縁部でのアプローチ動作では、第２のアプローチ速度＝１０ｍ／分、第２のゲイン＝０．５を用いる。

図５は、１制御周期当たりの加工ヘッド７の移動量を示す説明図であり、アプローチ速度＝１０ｍ／分、ゲイン＝０．５でのアプローチ動作の際の１制御周期当たりの加工ヘッド７の移動量を示している。上記したように、レーザ加工機１００の制御周期は、０．００５０秒である。アプローチ速度＝１０ｍ／分、ゲイン＝０．５とした場合、距離センサ１９のセンサデータに基づいてセンサデータ処理部１８が検出するノズル２８とワーク１２との距離Ｌが９ｍｍ未満となるまでは、加工ヘッド７は、１制御周期中に加工ヘッド７は０．８３ｍｍ移動する。従って、加工ヘッド７の移動速度の減速が開始される直前の時点で、加工ヘッド７は１制御周期当たり０．８３ｍｍ移動するため、Ｚサーボモータ２５の追従遅れが１０制御周期以下のオーバシュートであれば、ノズル２８はワーク１２には衝突しない。

アプローチ速度＝１０ｍ／分、ゲイン＝０．５とした場合には、ノズル２８とワーク１２との距離Ｌが１ｍｍ以上２ｍｍ未満の状態においての１制御周期当たりの加工ヘッド７の移動量は０．０８３ｍｍとなるため、第１の距離が１ｍｍであれば、０．０８３ｍｍの精度で位置決めを行える。

なお、ワーク１２の周縁部においてアプローチ動作を行うと、ノズル２８とワーク１２との距離は、目標とする距離よりも小さくなってしまう。従って、ワーク１２の周縁部においてアプローチ動作を行う場合には、最後に加工ヘッド７を上昇させることによってノズル２８とワーク１２との距離Ｌを補正する。

具体例を挙げて説明すると、距離センサ１９の検知範囲１９ａの半分だけにワーク１２が存在する場合には距離センサ１９のセンサデータに基づいてセンサデータ処理部１８によって検出される距離は、実際の距離の２倍となる。従って、ノズル２８とワーク１２との距離Ｌが第１の距離となるまで加工ヘッド７を移動させようとすると、加工ヘッド７は、ノズル２８とワーク１２との距離Ｌが第１の距離の半分となる位置で停止する。従って、アプローチ動作の最後に第１の距離の１／２だけ加工ヘッド７を上昇させることにより、ノズル２８とワーク１２との距離Ｌを第１の距離とする。

図６は、加工ヘッドの高さ補正の一例を示す模式図である。本例では、第１の距離はＨとする。距離センサ１９の検知範囲１９ａの半分だけにワーク１２が存在し、ノズル２８とワーク１２との距離Ｌが第１の距離Ｈの半分の位置で加工ヘッド７が停止している場合には、アプローチ動作の最後に第１の距離Ｈの１／２だけ加工ヘッド７を上昇させる補正動作を行う。これにより、補正後のノズル２８とワーク１２との距離は第１の距離Ｈとなる。

同様に、距離センサ１９の検知範囲１９ａの４分の１だけにワーク１２が存在する場合には距離センサ１９のセンサデータに基づいてセンサデータ処理部１８によって検出される距離は、実際の距離の４倍となる。従って、ノズル２８とワーク１２との距離Ｌが第１の距離となるまで加工ヘッド７を移動させようとすると、加工ヘッド７は、ノズル２８とワーク１２との距離Ｌが第１の距離の４分の１となる位置で停止する。従って、アプローチ動作の最後に第１の距離の３／４だけ加工ヘッド７を上昇させることにより、ノズル２８とワーク１２との距離Ｌを第１の距離とする。アプローチ動作の最後に距離センサ１９の検知範囲１９ａに含まれるワーク１２の割合に基づいて加工ヘッド７を上昇させる補正動作を行うことで、ワーク１２の周縁部でのアプローチ動作でもノズル２８とワーク１２との距離が第１の距離である状態で加工ヘッド７を位置決めできる。

図７は、レーザ加工時の動作の流れを示すフローチャートである。なお、図７に示すフローチャートでの一連の動作は、ワーク１２は矩形形状であることを前提にしている。

ここで、ワーク１２の非周縁部でのアプローチ動作用のパラメータである第１のアプローチ速度及び第１のゲインは、アプローチ速度＝２０ｍ／分、ゲイン＝１．０に設定されているとする。一方、ワーク１２の周縁部でのアプローチ動作用のパラメータである第２のアプローチ速度及び第２のゲインは、アプローチ速度＝１０ｍ／分、ゲイン＝０．５に設定されているとする。なお、周縁部サイズは、距離センサ１９の検知範囲１９ａの直径よりも小さい値であり、一例を挙げると距離センサ１９の検知範囲１９ａの半径と同じ値に設定される。従って、ワーク１２の周縁部においては、距離センサ１９の検出範囲１９ａの一部にワーク１２が存在し、ワーク１２の非周縁部においては、距離センサ１９の検出範囲１９ａの全体にワーク１２が存在する。本例では、距離センサ１９の検知範囲の半径が１０ｍｍであり、周縁部サイズは１０ｍｍに設定されているとする。

レーザ加工を開始すると、主制御部１３は、ワーク１２の外郭の３箇所の機械座標位置を測定することにより、ＸＹ平面内でのワーク１２の傾きを算出する（ステップＳ１０１）。ワーク１２は矩形形状であるため、隣接する２辺の３箇所を測定することでＸＹ平面内での傾きは算出可能である。図８は、ワークの外郭の機械座標位置の測定位置の一例を示す概念図である。図８に示す例では、ワーク１２長辺上のＰ１点及びＰ２点と、短辺上のＰ３点の機械座標位置を測定している。なお、機械座標位置とは、Ｘサーボモータ２３及びＹサーボモータ２４への指令によって示されるレーザ加工機１００の機械的な座標位置である。これにより、以下の処理においては、主制御部１３は、ワーク１２のＸＹ平面内での傾きを補正しながら処理を行う。

次に、主制御部１３は、ワーク１２の寸法を測定する（ステップＳ１０２）。図９は、ワークの外郭の寸法測定の一例を示す概念図である。図９に示すように、ワーク１２は矩形形状であるため、縦横の寸法を測定可能である。ワーク１２の寸法を測定する際には、ステップＳ１０１にて算出したワーク１２のＸＹ平面内での傾きを補正し、ワーク１２の実際の縦横寸法を測定する。

ワーク１２の測定が終了した時点で、ワーク１２を非周縁部と周縁部とに区別可能となる。図１０は、非周縁部と周縁部との境界の一例を示す模式図である。本例においては、周縁部サイズが１０ｍｍと設定されているため、ワーク１２の外郭から１０ｍｍの額縁状の領域である外周部分２５１が周縁部となり、外周部分２５１を除いた矩形状の領域である中央部２５２が非周縁部となる。

主制御部１３は、数値制御プログラム中の加工ヘッド移動命令に従って加工ヘッド７を加工開始位置へ移動させる（ステップＳ１０３）。

加工ヘッド７を加工開始位置へ移動させた後、主制御部１３は、数値制御プログラム中のアプローチ命令を実行する（ステップＳ１０４）。主制御部１３は、アプローチ命令を実行する際に、加工ヘッド７が停止している位置がワーク１２の周縁部であるか否かを判断する（ステップＳ１０５）。すなわち、ワーク１２の外周部分２５１に加工ヘッド７が停止しているか否かを判断する。加工ヘッド７が停止している位置がワーク１２の周縁部であれば（ステップＳ１０５／Ｙｅｓ）、高さ制御部１７は主制御部１３からの指令に基づいて周縁部用のパラメータを用いてアプローチ動作を実行する（ステップＳ１０６）。すなわち、アプローチ速度＝１０ｍ／分、ゲイン＝０．５で加工ヘッド７をワーク１２に近づけ、最後に加工ヘッド７を上昇させて、ノズル２８とワーク１２との距離Ｌを第１の距離とする。加工ヘッド７が停止している位置がワーク１２の周縁部でなければ（ステップＳ１０５／Ｎｏ）、高さ制御部１７は、非周縁部用のパラメータを用いてアプローチ動作を実行する（ステップＳ１０７）。すなわち、アプローチ速度＝２０ｍ／分、ゲイン＝１．０で加工ヘッド７をワーク１２に近づけて、ノズル２８とワーク１２との距離Ｌを第１の距離とする。

ノズル２８とワーク１２との距離Ｌが第１の距離になった状態で加工ヘッド７を位置決めした後、主制御部１３は、数値制御プログラムに従って部品をレーザ加工する（ステップＳ１０８）。レーザ加工は、レーザをオンしたまま加工ヘッド７をＸＹ平面内で移動させることによって行われる。

主制御部１３は、部品一つ分のレーザ加工が終了し、レーザをオフしたら、数値制御プログラムに従って加工ヘッド７を上昇させる（ステップＳ１０９）。全ての部品を加工したならば（ステップＳ１１０／Ｙｅｓ）、ワーク１２に対してのレーザ加工を終了する。全ての部品を加工していなければ（ステップＳ１１０／Ｎｏ）、主制御部１３は、数値制御プログラム中の加工ヘッド移動命令に従って、次に加工する部品の加工開始位置へ加工ヘッド７を移動させる（ステップＳ１１１）。ステップＳ１１１の後、ステップＳ１０４に進み、アプローチ命令を実行する。

実施の形態１に係るレーザ加工機１００は、ワーク１２の周縁部でアプローチ動作を行う場合と非周縁部でアプローチ動作を行う場合とで、アプローチ速度及びゲインを変更する。具体的には、ワーク１２の非周縁部でアプローチ動作を行う場合には第１のアプローチ速度及び第１のゲインを用い、ワーク１２の周縁部でアプローチ動作を行う場合には、第１のアプローチ速度よりも小さい第２のアプローチ速度及び第１のゲインよりも小さい第２のゲインを用いる。これにより、ワーク１２の周縁部にアプローチする際にノズル２８がワーク１２に衝突することを防止できるとともに、ワーク１２の非周縁部にアプローチする際には、周縁部にアプローチする場合よりも加工ヘッド７を高速に移動させて、アプローチ動作に要する時間を周縁部でアプローチ動作を行う場合よりも短くできる。

また、ワーク１２の周縁部から部品を切り出すことができるため、ワーク１２の利用効率を高めることができる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係るレーザ加工機の装置構成は、実施の形態１と同様である。実施の形態２においては、高さ制御部１７は、ワーク１２の非周縁部でアプローチ動作を行う場合には、ワーク１２の非周縁部でのアプローチ動作用のパラメータである第１のアプローチ速度及び第１のゲインを用い、ワーク１２の周縁部でアプローチ動作を行う場合には、ワーク１２の周縁部でのアプローチ動作用のパラメータである第２のアプローチ速度及び第１のゲインを用いる。即ち、高さ制御部１７は、ワーク１２の周縁部でのアプローチ動作であるかワーク１２の非周縁部でのアプローチ動作であるかによらず第１のゲインを用いる。なお、第２のアプローチ速度は、第１のアプローチ速度よりも小さい値である。具体例を挙げると、ワーク１２の非周縁部でのアプローチ動作用のパラメータは、アプローチ速度＝２０ｍ／分、ゲイン＝１．０に設定されており、ワーク１２の周縁部でのアプローチ動作用のパラメータは、アプローチ速度＝５ｍ／分、ゲイン＝１．０に設定されている。

図１１は、１制御周期当たりの加工ヘッド７の移動量を示す説明図であり、アプローチ速度＝５ｍ／分、ゲイン＝１．０でのアプローチ動作の際の１制御周期当たりの加工ヘッド７の移動量を示している。なお、実施の形態２において、レーザ加工機１００の制御周期は０．００５０秒とする。距離センサ１９のセンサデータに基づいてセンサデータ処理部１８が検出するノズル２８とワーク１２との距離Ｌが９ｍｍ未満となった後の１制御周期当たりの加工ヘッド７の移動量は、図５に示したアプローチ速度＝１０ｍ／分、ゲイン＝０．５でのアプローチ動作と同じである。すなわち、アプローチ速度＝５ｍ／分、ゲイン＝１．０でアプローチ動作を行うと、アプローチ速度＝１０ｍ／分、ゲイン＝０．５の場合と同じ精度でＺ軸方向の位置決めを行える。

アプローチ速度＝５ｍ／分とし、ゲイン＝１．０とした場合、距離センサ１９のセンサデータに基づいてセンサデータ処理部１８が検出するノズル２８とワーク１２との距離Ｌが９ｍｍ未満となるまでは、加工ヘッド７は、１制御周期中に０．４２ｍｍ移動する。従って、加工ヘッド７の移動速度の減速が開始される直前の時点で、加工ヘッド７は１制御周期当たり０．４２ｍｍ移動するため、Ｚサーボモータ２５の追従遅れが２１制御周期以下のオーバシュートであれば、ノズル２８はワーク１２には衝突しない。

従って、ワーク１２の周縁部でアプローチ動作を行う場合に、ワーク１２の非周縁部でアプローチ動作を行う場合と比較して、アプローチ速度のみを小さくしても、オーバシュートによりノズル２８がワーク１２に衝突することを防ぐことができる。

なお、アプローチ速度のみを小さくすると、ノズル２８とワーク１２との距離Ｌが第２の距離となる位置に加工ヘッド７が到達するまでの時間が長くなってしまう。具体的には、アプローチ速度＝５ｍ／分、ゲイン＝１．０とした場合、ノズル２８とワーク１２との距離Ｌが１０ｍｍ以上の時の１制御周期当たりの加工ヘッド７の移動量は、０．４２ｍｍであり、アプローチ速度＝１０ｍ／分、ゲイン＝０．５の場合の半分である。従って、アプローチ速度５ｍ／分とし、ゲイン＝１．０とした場合にノズル２８とワーク１２との距離Ｌが第２の距離となる位置に加工ヘッド７が到達するまでに必要な時間は、アプローチ速度＝１０ｍ／分、ゲイン＝０．５の場合の２倍となる。

従って、実施の形態２のようにアプローチ速度のみを小さくしても、オーバシュートによるノズル２８とワーク１２との衝突を防止する効果は得られるが、実施の形態１のように、アプローチ速度及びゲインの両方を小さくすることにより、オーバシュートによるノズル２８とワーク１２との衝突を防止する効果に加え、アプローチ動作に要する時間を短くできるという効果が得られる。

なお、上記の説明では、ワーク１２の周縁部でアプローチ動作を行う場合に、ワーク１２の非周縁部でアプローチ動作を行う場合と比較してアプローチ速度のみを小さくする例を挙げたが、ゲインのみを小さくすることも可能である。ゲインのみを小さくする場合、高さ制御部１７は、ワーク１２の非周縁部でアプローチ動作を行う際には、ワーク１２の非周縁部でのアプローチ動作用のパラメータである第１のアプローチ速度及び第１のゲインを用い、ワーク１２の周縁部でアプローチ動作を行う際には、ワーク１２の周縁部でのアプローチ動作用のパラメータである第１のアプローチ速度及び第２のゲインを用いる。即ち、高さ制御部１７は、ワーク１２の周縁部でのアプローチ動作であるかワーク１２の非周縁部でのアプローチ動作であるかによらず第１のアプローチ速度を用いる。なお、第２のゲインは、第１のゲインよりも小さい値である。具体例を挙げると、ワーク１２の非周縁部でのアプローチ動作用のパラメータは、アプローチ速度＝２０ｍ／分、ゲイン＝１．０に設定し、ワーク１２の周縁部でのアプローチ動作用のパラメータは、アプローチ速度＝２０ｍ／分、ゲイン＝０．２５に設定する。

図１２は、１制御周期当たりの加工ヘッド７の移動量を示す説明図であり、アプローチ速度＝２０ｍ／分、ゲイン＝０．２５でのアプローチ動作の際の１制御周期当たりの加工ヘッド７の移動量を示している。

ゲインを小さくすることにより、１制御周期当たりの加工ヘッド７の移動量が小さくなるため、目標位置に対しての加工ヘッド７の位置決め精度は高くなる。すなわち、アプローチ速度＝２０ｍ／分、ゲイン＝０．２５でアプローチ動作を行うと、ノズル２８とワーク１２との距離Ｌが１ｍｍ以上２ｍｍ未満の状態においての１制御周期当たりの加工ヘッド７の移動量は、０．０８３ｍｍとなるため、第１の距離が１ｍｍであれば、精度０．０８３ｍｍでＺ軸の位置決めを行える。

ワーク１２の周縁部でアプローチ動作を行う際に、ワーク１２の非周縁部でアプローチ動作を行う場合と比較して、ゲインのみを小さくする場合には、Ｚサーボモータ２５の追従遅れを考慮して、オーバシュートが発生してもノズル２８がワーク１２に衝突しない大きさに第２の距離を設定することが好ましい。

実施の形態２に係るレーザ加工機１００は、ワーク１２の周縁部でアプローチ動作を行う場合と非周縁部でアプローチ動作を行う場合とで、アプローチ速度又はゲインを変更する。具体的には、ワーク１２の非周縁部でアプローチ動作を行う場合には第１のアプローチ速度及び第１のゲインを用い、ワーク１２の周縁部でアプローチ動作を行う場合には、第１のアプローチ速度よりも小さい第２のアプローチ速度及び第１のゲインを用いるか、又は、第１のアプローチ速度及び第１のゲインよりも小さい第２のゲインを用いる。これにより、ワーク１２の周縁部にアプローチする際にノズル２８がワーク１２に衝突することを防止できるとともに、ワーク１２の非周縁部にアプローチする際には、周縁部にアプローチする場合よりも加工ヘッド７を高速に移動させて、アプローチ動作に要する時間を周縁部でアプローチ動作を行う場合よりも短くできる。

上記の説明では、ワーク１２の周縁部でアプローチ動作を行う際に、ワーク１２の非周縁部でアプローチ動作を行う場合と比較して、ゲインは変化させずにアプローチ速度のみを小さくする例と、アプローチ速度は変化させずにゲインのみを小さくする例とを挙げた。しかし、ワーク１２の非周縁部でアプローチ動作を行う場合と比較して、１制御周期当たりの加工ヘッド７の移動量が小さくなるのであれば、ワーク１２の非周縁部でアプローチ動作を行う場合と比較して、アプローチ速度を小さくしかつゲインを大きくすることも可能であるし、ゲインを小さくしかつアプローチ速度を大きくすることも可能である。

実施の形態３．
図１３は、本発明の実施の形態３に係るレーザ加工機の構成図である。実施の形態１と共通する部分には同じ符号を付し、説明は省略する。実施の形態３に係るレーザ加工機１１０は、実施の形態１のレーザ加工機１００と比較して、加工済領域記憶部２９をさらに備えている。

実施の形態３においては、高さ制御部１７は、加工済領域記憶部２９に記憶されている加工済領域情報が示す加工済領域に対してアプローチ動作を行う場合には、周縁部用のパラメータである第２のアプローチ速度及び第２のゲインを用いてアプローチ動作を行う。

加工済領域とは、部品を切り出すためにレーザ加工を行った領域であり、部品形状をＸＹ方向に周縁部サイズ分拡大した領域を含む矩形形状の領域である。図１４は、加工済領域の一例を示す模式図である。図１４中の破線で囲まれた部分が加工済領域３００である。レーザ加工によって切り出す部品の形状及び向きに関わらず、加工済領域３００は、ワーク１２の縦横方向と同じ方向に辺が延びる矩形形状となる。すなわち、ワーク１２の辺と平行な辺を有する矩形状の部品３０１を切り出した部分の周囲だけでなく、三角形の部品３０２及びワーク１２の辺とは平行ではない辺を有する矩形状の部品３０３を切り出した部分の周囲についても、ワーク１２の縦横方向と同じ方向に辺が延びる矩形状に加工済領域３００が設定される。

加工済領域情報は、加工済領域３００のワーク１２上での位置を示す情報である。

図１５は、レーザ加工時の動作の流れを示すフローチャートである。実施の形態１と比較すると、ステップＳ１０８とステップＳ１０９との間に、加工済領域記憶部２９に加工済領域情報を記憶する処理（ステップＳ１２１）が追加されている。

ワーク１２から２以上の部品をレーザ加工で切り出す場合、二つ目以降の部品に対してのアプローチ動作では、高さ制御部１７は、ステップＳ１０５での処理において、加工ヘッド７が停止している位置がステップＳ１２１での処理で加工済領域記憶部２９に情報を記憶させた加工済領域に含まれていれば、ワーク１２の周縁部におけるアプローチ動作と判断し、周縁部用のパラメータである第２のアプローチ速度及び第２のゲインを用いてアプローチ動作を行う。従って、加工済領域３００においてアプローチ動作を行う場合に、ノズル２８がワーク１２に衝突することを防止できる。これにより、部品同士の間隔を狭くすることができ、ワーク１２の利用効率を高めることができる。

図１６は、周縁部用のパラメータを用いてアプローチ動作を行う領域の一例を示す模式図である。高さ制御部１７は、ワーク１２の外周部分２５１に加え、加工済領域３００を周縁部とみなして、第２のアプローチ速度及び第２のゲインを用いてアプローチ動作を行う。なお、高さ制御部１７は、レーザ加工によって部品が抜け落ちた部分２５３を加工済領域３００に含めるため、部品が抜け落ちた部分２５３もワークの周縁部と見なされることになるが、数値制御プログラムが適正に作成されていれば、部品が抜け落ちた部分２５３に対してアプローチ動作を行うことはないため、部品が抜け落ちた部分２５３を高さ制御部１７がワーク１２の周縁部と見なしても不都合が生じることはない。

なお、上記の説明においては、実施の形態１と同様に、ワーク１２の周縁部でアプローチ動作を行う際に、ワーク１２の非周縁部でアプローチ動作を行う場合と比較して、アプローチ速度及びゲインの両方を小さくする例を挙げた。しかし、実施の形態２と同様に、アプローチ速度のみ又はゲインのみを小さくすることも可能である。

実施の形態４．
図１７は、本発明の実施の形態４に係る数値制御プログラム作成装置の構成図である。数値制御プログラム作成装置２００は、コンピュータ２１０が数値制御プログラム作成ソフトウェア２２０を実行することによって構成される。換言すると、数値制御プログラム作成ソフトウェア２２０を実行中のコンピュータ２１０は、数値制御プログラム作成装置２００となっている。

図１８は、数値制御プログラム作成装置に適用されるコンピュータの構成図である。コンピュータ２１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１１、記憶部２１２、入力部２１３、表示部２１４及び通信インタフェース２１５を有する。ＣＰＵ２１１が数値制御プログラム作成ソフトウェア２２０を実行することにより、コンピュータ２１０上に複数の機能部が構成される。記憶部２１２は、数値制御プログラムを作成するに当たって必要となる情報が記憶される。なお、数値制御プログラムを作成するに当たって必要となる情報については後述する。入力部２１３は、入力装置であり、キーボード及びマウスを具体例に挙げることができる。表示部２１４は、表示装置であり液晶表示装置を具体例に挙げることができる。通信インタフェース２１５は、レーザ加工機１２０と通信するためのインタフェースである。なお、レーザ加工機１２０は、特別な構成要素を備えない一般的な装置構成のものを適用可能である。

図１９は、数値制御プログラム作成装置の機能構成図である。ＣＰＵ２１１上には、エディタ部１１１及び数値制御プログラム作成部１１２が形成される。エディタ部１１１は、数値制御プログラムを作成するに当たって必要となる情報、すなわちワーク１２の形状及び大きさ、周縁部サイズ並びに加工経路の情報を入力するためのエディタ画面を表示部２１４に表示させる。エディタ部１１１は、入力部２１３に対しての操作によって入力されたワークの形状及び大きさの情報１２１、周縁部のサイズ１２２の情報並びに加工経路の情報１２３を、記憶部２１２に記憶させる。また、記憶部２１２には、数値制御プログラムにおいて使用可能なコマンド１２４が記憶されている。数値制御プログラム作成部１１２は、記憶部２１２に記憶されている情報に基づいて、数値制御プログラムを作成する。数値制御プログラム作成部１１２が作成した数値制御プログラムは、通信インタフェース２１５を通じてレーザ加工機１２０に転送される。

図２０は、数値制御プログラム作成装置の動作の流れを示すフローチャートである。エディタ部１１１は、ワーク１２の形状及び大きさの入力を要求する画面を表示部２１４に表示させ、入力部２１３に対しての操作によって入力されたワークの形状及び大きさの情報１２１を記憶部２１２に記憶させる（ステップＳ２０１）。エディタ部１１１は、周縁部サイズの入力を要求する画面を表示部２１４に表示させ、入力部２１３に対しての操作によって入力された周縁部サイズ１２２の情報を記憶部２１２に記憶させる（ステップＳ２０２）。エディタ部１１１は、加工経路の入力を要求する画面を表示部２１４に表示させ、入力部２１３に対しての操作によって入力された加工経路１２３の情報を記憶部２１２に記憶させる（ステップＳ２０３）。

数値制御プログラム作成部１１２は、記憶部２１２に記憶されているワークの形状及び大きさの情報１２１、周縁部サイズ１２２の情報並びに加工経路の情報１２３に基づいて数値制御プログラムの命令を作成する（ステップＳ２０４）。数値制御プログラムの命令を作成する時、数値制御プログラム作成部１１２は、作成する命令がアプローチ命令であるか否かを判断する（ステップＳ２０５）。作成する命令がアプローチ命令ではない場合は（ステップＳ２０５／Ｎｏ）、記憶部２１２に登録されているコマンド１２４のうち、動作に対応するコマンドを用いて命令を作成する（ステップＳ２０６）。作成する命令がアプローチ命令である場合は（ステップＳ２０５／Ｙｅｓ）、数値制御プログラム作成部１１２は、ワーク１２の周縁部におけるアプローチ命令であるか否かを判断する（ステップＳ２０７）。ワーク１２の周縁部でのアプローチ命令であれば（ステップＳ２０７／Ｙｅｓ）、数値制御プログラム作成部１１２は、記憶部２１２に記憶されているコマンド１２４のうち周縁部用のアプローチコマンドを用いてアプローチ命令を作成する（ステップＳ２０８）。ワーク１２の非周縁部でのアプローチ命令であれば（ステップＳ２０７／Ｎｏ）、数値制御プログラム作成部１１２は、非周縁部用のアプローチコマンドを用いてアプローチ命令を作成する（ステップＳ２０９）。

ステップＳ２０６、Ｓ２０８又はＳ２０９の後、数値制御プログラム作成部１１２は、加工終了まで数値制御プログラムを作成したかを記憶部２１２に記憶されている加工経路の情報１２３に基づいて判断する（ステップＳ２１０）。加工終了まで数値制御プログラムを作成したのであれば（ステップＳ２１０／Ｙｅｓ）、処理を終了する。加工終了まで数値制御プログラムを作成していなければ（ステップＳ２１０／Ｎｏ）、ステップＳ２０４に進んで数値制御プログラムの作成を継続する。

図２１は、加工経路の一例を示す模式図である。例示する加工経路は、加工開始位置であるＡ位置に加工ヘッド７を移動させた後、ワーク１２の周縁部に位置するＢ位置に加工ヘッド７を移動させ、Ｂ位置においてアプローチ動作を行って、レーザ加工によって部品を切り出す。部品を切り出した後、加工ヘッド７を上昇させてワーク１２の非周縁部に位置するＣ位置に移動させ、Ｃ位置においてアプローチ動作を行って、レーザ加工によって部品を切り出す。部品を切り出した後、加工ヘッド７を上昇させて部品の加工済領域内に位置するＤ位置に加工ヘッド７を移動させ、Ｄ位置においてアプローチ動作を行って、レーザ加工によって部品を切り出す。

図２１に例示した加工経路に基づいて数値制御プログラム作成部１１２が数値制御プログラムを作成する場合、Ｂ位置でのアプローチ動作については、ワーク１２の周縁部でのアプローチ動作となるため、数値制御プログラム作成部１１２は、周縁部用のコマンドを用いてアプローチ命令を作成する。Ｃ位置でのアプローチ動作は、ワーク１２の非周縁部でのアプローチ動作となるため、非周縁部用のコマンドを用いてアプローチ命令を作成する。Ｄ位置でのアプローチ動作は、加工済領域でのアプローチ動作となるため、周縁部でのアプローチ命令とみなして周縁部用のコマンドを用いてアプローチ命令を作成する。

図２２は、数値制御プログラム作成部が作成した数値制御プログラムの一例を示す説明図であり、図２１に示した加工経路に従ってレーザ加工を行う数値制御プログラムであるワーク１２の非周縁部に位置するＣ位置でのアプローチ命令には“Ｍ１９８”というコマンドが用いられているのに対し、ワーク１２の周縁部に位置するＢ位置及び加工済領域に位置するＤ位置でのアプローチ命令には“Ｍ２００”というコマンドが用いられている。従って、レーザ加工機１２０は、数値制御プログラムを実行する際に、Ｍ１９８というコマンドを処理する際には第１のアプローチ速度及び第１のゲインでアプローチ動作を行い、Ｍ２００というコマンドを処理する際には第２のアプローチ速度及び第２のゲインでアプローチ動作を行うことができる。すなわち。レーザ加工機１２０は、アプローチ命令に用いられているコマンドの種類に基づいてアプローチ速度及びゲインを変えるだけで良い。

実施の形態４に係る数値制御プログラム作成装置は、ワーク１２の非周縁部でアプローチ動作を行う場合には第１のアプローチ速度及び第１のゲインを用いるアプローチ命令を作成し、ワーク１２の周縁部でアプローチ動作を行う場合には、第１のアプローチ速度よりも小さい第２のアプローチ速度及び第１のゲインよりも小さい第２のゲインを用いるアプローチ命令を作成する。従って、レーザ加工機１２０は、数値制御プログラムを実行するだけで、ワーク１２の周辺部と非周縁部とでアプローチ速度及びゲインを変更することができる。

なお、上記の説明においては、ワーク１２の周縁部でアプローチ動作を行うアプローチ命令を作成する際に、ワークの非周縁部でのアプローチ動作と比較して、アプローチ速度及びゲインの両方を小さくするアプローチ命令を作成する例を挙げた。しかし、ワーク１２の周縁部でアプローチ動作を行うアプローチ命令を作成する際に、ワークの非周縁部でアプローチ動作を行う場合と比較して、アプローチ速度のみ又はゲインのみを小さくするアプローチ命令を作成することも可能である。

７加工ヘッド、１０数値制御ユニット、１２ワーク、１３主制御部、１４加工機制御部、１５位置制御部、１７高さ制御部、１８センサデータ処理部、１９距離センサ、１９ａ検知範囲、２０Ｘサーボ制御部、２１Ｙサーボ制御部、２２Ｚサーボ制御部、２３Ｘサーボモータ、２４Ｙサーボモータ、２５Ｚサーボモータ、２６レーザ発振器、２８ノズル、２９加工済領域記憶部、１００，１１０，１２０レーザ加工機、１１１エディタ部、１１２数値制御プログラム作成部、１２１ワークの形状及び大きさ、１２２周縁部のサイズ、１２３加工経路、１２４コマンド、２００数値制御プログラム作成装置、２１０コンピュータ、２１１ＣＰＵ、２１２記憶部、２１３入力部、２１４表示部、２１５通信インタフェース、２２０数値制御プログラム作成ソフトウェア、２５１外周部分、２５２中央部、２５３部品が抜け落ちた部分、３００加工済領域。

Claims

ノズルを備えた加工ヘッドをワークに近づけて前記ノズルと前記ワークとの距離を第１の距離とするアプローチ動作を行い、前記ノズルが前記ワークから前記第１の距離離れた状態で、レーザ発振器で発振したレーザを前記ノズルから前記ワークに発して、前記ワークから部品を切り出すレーザ加工機であって、
前記ノズルと前記ワークとの距離を測定するセンサと、
前記ノズルと前記ワークとの距離が前記第１の距離よりも大きい第２の距離以上の場合にはアプローチ速度で前記加工ヘッドを前記ワークに近づけ、前記ノズルと前記ワークとの距離が前記第２の距離以下となったら、１制御周期当たりの前記加工ヘッドの移動量をゲインに基づいて前記アプローチ速度での移動時よりも小さくして、前記ノズルと前記ワークとの距離が前記第１の距離となるまで前記加工ヘッドを前記ワークに近づけることで前記アプローチ動作を行う高さ制御部とを有し、
前記高さ制御部は、前記センサの検出範囲の全体に前記ワークが存在する前記ワークの非周縁部で前記アプローチ動作を行う場合には、第１のアプローチ速度及び第１のゲインを用い、
前記検出範囲の一部に前記ワークが存在する前記ワークの周縁部で前記アプローチ動作を行う場合には、前記第１のアプローチ速度よりも小さい第２のアプローチ速度及び前記第１のゲインよりも小さい第２のゲインを用いることを特徴とするレーザ加工機。
前記ワークから前記部品を切り出した加工済領域を記憶する加工済領域記憶部を有し、
前記高さ制御部は、前記加工済領域で前記アプローチ動作を行う場合には、前記第２のアプローチ速度及び前記第２のゲインを用いることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工機。
ノズルを備えた加工ヘッドをワークに近づけて前記ノズルと前記ワークとの距離を第１の距離とするアプローチ動作を行い、前記ノズルが前記ワークから前記第１の距離離れた状態で、レーザ発振器で発振したレーザを前記ノズルから前記ワークに発して、前記ワークから部品を切り出すレーザ加工機であって、
前記ノズルと前記ワークとの距離を測定するセンサと、
前記ノズルと前記ワークとの距離が前記第１の距離よりも大きい第２の距離以上の場合にはアプローチ速度で前記加工ヘッドを前記ワークに近づけ、前記ノズルと前記ワークとの距離が前記第２の距離以下となったら、１制御周期当たりの前記加工ヘッドの移動量を前記アプローチ速度での移動時よりも小さくして、前記ノズルと前記ワークとの距離が前記第１の距離となるまで前記加工ヘッドを前記ワークに近づけることで前記アプローチ動作を行う高さ制御部とを有し、
前記高さ制御部は、前記センサの検出範囲の全体に前記ワークが存在する前記ワークの非周縁部で前記アプローチ動作を行う場合には、第１のアプローチ速度を用い、
前記検出範囲の一部に前記ワークが存在する前記ワークの周縁部で前記アプローチ動作を行う場合には、前記第１のアプローチ速度よりも小さい第２のアプローチ速度を用いることを特徴とするレーザ加工機。
前記ワークから前記部品を切り出した加工済領域を記憶する加工済領域記憶部を有し、
前記高さ制御部は、前記加工済領域で前記アプローチ動作を行う場合には、前記第２のアプローチ速度を用いることを特徴とする請求項３に記載のレーザ加工機。
加工ヘッドに設けられたノズルと前記ワークとの距離をセンサで測定し、前記ノズルとワークとの距離が第１の距離よりも大きい第２の距離以上の場合にはアプローチ速度で前記加工ヘッドを前記ワークに近づけ、前記ノズルと前記ワークとの距離が前記第２の距離以下となったら、１制御周期当たりの前記加工ヘッドの移動量をゲインに基づいて前記アプローチ速度での移動時よりも小さくして、前記ノズルと前記ワークとの距離が前記第１の距離となるまで前記加工ヘッドを移動させることによりアプローチ動作を行い、前記ノズルが前記ワークから前記第１の距離離れた状態で、レーザ発振器で発振したレーザを前記ノズルから前記ワークに発して、前記ワークから部品を切り出すレーザ加工機用の数値制御プログラムを作成する処理をコンピュータに実行させる数値制御プログラム作成ソフトウェアであって、
前記レーザ加工機に前記アプローチ動作を実行させるアプローチ命令を作成する処理においては、前記コンピュータに、
前記ワークの大きさ及び形状、前記ワークの周縁部のサイズ及び加工経路の情報に基づいて、前記アプローチ動作が前記ワークの非周縁部で行われるか否を判断する処理と、
前記センサの検出範囲の全体に前記ワークが存在する前記ワークの非周縁部で前記アプローチ動作が行われる場合の前記アプローチ命令を、第１のアプローチ速度及び第１のゲインを用いて前記アプローチ動作を行うコマンドにより作成する処理と、
前記検出範囲の一部に前記ワークが存在する前記ワークの周縁部で前記アプローチ動作が行われる場合の前記アプローチ命令を、前記第１のアプローチ速度よりも小さい第２のアプローチ速度及び前記第１のゲインよりも小さい第２のゲインを用いて前記アプローチ動作を行うコマンドにより作成する処理とを行わせることを特徴とする数値制御プログラム作成ソフトウェア。
前記コンピュータに、
前記ワークから前記部品を切り出した領域で前記レーザ加工機に前記アプローチ動作を行わせるアプローチ命令を、前記第２のアプローチ速度及び前記第２のゲインを用いて前記アプローチ動作を行うコマンドにより作成する処理を行わせることを特徴とする請求項５に記載の数値制御プログラム作成ソフトウェア。
加工ヘッドに設けられたノズルと前記ワークとの距離をセンサで測定し、前記ノズルとワークとの距離が第１の距離よりも大きい第２の距離以上の場合にはアプローチ速度で前記加工ヘッドを前記ワークに近づけ、前記ノズルと前記ワークとの距離が前記第２の距離以下となったら、１制御周期当たりの前記加工ヘッドの移動量を前記アプローチ速度での移動時よりも小さくして、前記ノズルと前記ワークとの距離が前記第１の距離となるまで前記加工ヘッドを移動させることによりアプローチ動作を行い、前記ノズルが前記ワークから前記第１の距離離れた状態で、レーザ発振器で発振したレーザを前記ノズルから前記ワークに発して、前記ワークから部品を切り出すレーザ加工機用の数値制御プログラムを作成する処理をコンピュータに実行させる数値制御プログラム作成ソフトウェアであって、
前記レーザ加工機に前記アプローチ動作を実行させるアプローチ命令を作成する処理においては、前記コンピュータに、
前記ワークの大きさ及び形状、前記ワークの周縁部のサイズ及び加工経路の情報に基づいて、前記アプローチ動作が前記ワークの非周縁部で行われるか否を判断する処理と、
前記センサの検出範囲の全体に前記ワークが存在する前記ワークの非周縁部で前記アプローチ動作が行われる場合の前記アプローチ命令を、第１のアプローチ速度を用いて前記アプローチ動作を行うコマンドにより作成する処理と、
前記検出範囲の一部に前記ワークが存在する前記ワークの周縁部で前記アプローチ動作が行われる場合の前記アプローチ命令を、前記第１のアプローチ速度よりも小さい第２のアプローチ速度を用いて前記アプローチ動作を行うコマンドにより作成する処理とを行わせることを特徴とする数値制御プログラム作成ソフトウェア。
前記コンピュータに、
前記ワークから前記部品を切り出した領域で前記レーザ加工機に前記アプローチ動作を行わせるアプローチ命令を、前記第２のアプローチ速度を用いて前記アプローチ動作を行うコマンドにより作成する処理を行わせることを特徴とする請求項７に記載の数値制御プログラム作成ソフトウェア。