KR100469023B1

KR100469023B1 - 레이저가공장치

Info

Publication number: KR100469023B1
Application number: KR10-2001-7011299A
Authority: KR
Inventors: 스가하라마사유키
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 1999-03-05
Filing date: 1999-03-05
Publication date: 2005-01-29
Also published as: CN1337895A; KR20010108317A; CN1337896A; CN1145540C; TW416170B; CN1167533C; US6570121B1; WO2000053363A1; JP4218208B2

Abstract

본 발명에 의한 레이저가공장치는, 가공프로그램을 해석해서 각축의 이동지령과 레이저빔을 온오프 하는 온오프지령을 출력하는 프로그램해석수단과, 상기 이동지령에 따라 보간처리를 해서 서보앰프에 이동거리를 출력하는 보간수단과, 지연동작용 이동거리를 설정하는 이동거리설정수단과, 상기 온오프지령이 출력된 후의 실제의 이동거리와 상기 지연동작용 이동거리에 따라 레이저발진기에 대해 출력하는 빔 온오프지령을 지연시키는 빔 온오프지연수단을 설치한 것이다.

Description

레이저가공장치{LASER MACHINING APPARATUS}

도 3은, 일반적인 레이저가공장치의 구성도이다.

도면에서, CPU(1)은 ROM(2)에 저장된 제어프로그램에 따라 RAM(3)에 저장된 가공프로그램이나 가공조건, 파라미터 등을 판독해서 레이저가공장치 전체를 제어한다.

파라미터의 설정 등의 키조작, 화면표시 등은 설정표시기(4)에 의해 실시한다. I/O 유닛(5)은 CPU(1)의 처리에 따라, 레이저발진기(6)나 가공기(7)에, 레이저빔의 온오프나 가공조건에 따른 신호를 입출력한다. 서보앰프(8)는 CPU(1)의 축 이동지령에 따라 가공기의 각축의 서보모터를 구동한다.

도 4는 종래의 가공프로그램처리의 블록도이다. 레이저가공장치에 입력된 가공프로그램(9)은 프로그램해석수단(10)에 의해 해석되고, 위치지령이 있으면 각 축의 이동을 보간수단(11)에 지령한다. 보간수단(11)은 지령속도와 지령위치에 따른 보간처리를 하고, 서보앰프(8)에 이동거리를 출력한다. 또 가공프로그램에 빔 온오프나 가공조건지령이 있으면 프로그램해석수단(10)에 의해 해석되고, I/O 유닛 (5)에 신호출력을 지령한다.

도 5는 둥근구멍을 가공하는 경우의 가공프로그램의 한 예이고, 도 6은 그 프로그램에서의 축이동궤적을 표시한다. 블록 NO1은 빔 온지령이고, 이 위치에서 피어싱이라 불리는 구멍뚫기를 한다. 블록 NO2에서 피어싱위치에서 둥근구멍의 원주부분에 절단해간다. 블록 NO3에서 원주부분을 절단한다.

블록 NO4에서 빔을 내놓은대로 원주부분에서 내측으로 들어간다.

블록 NO5에서 빔을 오프한다. 원주상에서 가공하면, 피어싱의 흔적이 둥근구멍에 남게되므로 NO2와 같이 내측에서부터 가공을 개시할 때가 많다. 또 둥근구멍의 잘라떨어지는 NO3의 종점에서 이동을 정지해서 빔을 오프 하면, 잘라떨어지는 부의 약간의 凸부가 남는 일이 있으므로 NO4와 같이 빔을 내놓은대로 둥근구멍의 안쪽으로 회피하는 방법이 취해질 때가 있다.

도 7은 도 5의 가공프로그램을 종래의 가공프로그램처리로 처리한 경우의 축 이동과 빔 온오프처리와 가공시간의 모식도이다. NO1에서 빔 온처리를 실시하고 빔 온후 NO2,NO3,NO4의 이동을 실시하고, 이동종료후 NO5에서 빔 오프한다. 가공시간은 토탈 T가 된다.

NO2,NO4의 가공궤적은 실제로 필요한 가공형상(이 경우는 둥근구멍)과는 관계가 없으므로 NO2의 이동도중에 빔 온하고 NO4의 이동도중에 빔 오프하면 가공시간을 짧게 할 수가 있다. 그러나, 이 때문에 예를 들면 도 8과 같이 빔 온오프지령과 이동지령을 동일블록으로 지령한 경우는, 빔 온은 NO2이동개시와 동시에 처리되고, 빔 오프는 NO4 이동개시와 동시에 처리되므로, 적절한 위치에서 빔 온오프된다고는 판정하지 않는다. 즉, 충분히 빔이 워크를 관통하기전에 NO3블록에 들어가거나, 충분히 원주상에서 도피하기 전에 빔 오프할 때가 있다. 이에 대처하기 위해서는 NO2나 NO4의 이동지령을 더욱 다블록으로 세분화해서, 적당한 위치에 빔 온오프지령을 넣는 등의 프로그램작성의 시행착오가 필요하게 되고, 극히 귀찮은 작업이 된다는 문제가 있었다. 또 빔 온오프지령의 실행을 소정의 시간만 늦추는 방법도 있으나, 이동속도를 변경한 경우나, 이동이 없는 지령(서브프로그램 호출지령이나 좌표계설정지령 등)이 삽입된 경우에는 시간과 위치의 관계가 변해버림으로, 반드시 최적한 위치에서 빔 온오프할 수 없다는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기한 과제를 해결하고, 간단한 조정으로 이동중에 최적한 위치에서 빔 온오프를 할 수가 있고, 가공시간을 단축할 수 있는 레이저가공기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

(발명의 개시)

본 발명은, 입력된 가공프로그램에 의해 레이저빔을 온오프하는 동시에, 서보모타를 구동하여 가공을 행하는 레이저가공장치에 있어서,상기 레이저가공장치에 입력된 가공프로그램을 해석하고, 상기 가공프로그램으로 프로그램된 위치지령에 따른 지령속도와 지령위치를 출력하는 동시에, 상기 레이저가공장치의 발진기로부터 발진되는 레이저빔의 온오프 지령을 출력하는 프로그램해석유닛과,상기 프로그램해석유닛으로부터 출력되는 지령속도와 지령위치에 따른 보간처리를 행하고, 상기 서보모터의 서보앰프로 이동거리를 출력하는 보간유닛과,상기 레이저빔의 온오프지연동작용 이동거리를 설정하는 이동거리설정유닛과, 상기 온오프지령이 출력된 후의 실제의 이동거리와 상기 지연동작용 이동거리에 따라 상기 발진기에 대하여 출력하는 빔 온오프지령을 지연시키는 빔 온오프지연유닛을 갖는 것을 특징으로 하는 레이저가공장치를 제공하는 것이다.

따라서, 가공프로그램에서 빔 온오프지령이 있어도, 바로 신호출력을 지령하지 않고, 빔 온오프지령이 된 후의 실제의 이동거리가 설정된 지연동작용 이동거리에 달했을 때에, 빔 온오프신호출력을 지령하도록 하였으므로, 설정이동거리를 변경하는 것만으로 적정위치에서 빔 온오프하도록 조정할 수 있고 가공시간을 단축하는 것이 가능해진다.

또 본 발명은 이동거리설정수단이 빔 온용의 지연동작용 이동거리와 빔 오프용의 지연동작용 이동거리를 각각의 값으로 설정할 수 있는 레이저가공장치를 제공하는 것이다.

따라서 빔 온, 빔 오프의 각각을 적절한 위치에 간단하게 조정가능하다.

또, 본 발명은, 입력된 가공프로그램에 의해 레이저빔을 온오프하는 동시에, 서보모타를 구동하여 가공을 행하는 레이저가공장치에 있어서,상기 레이저가공장치에 입력된 가공프로그램을 해석하고, 상기 가공프로그램으로 프로그램된 위치지령에 따른 지령속도와 지령위치를 출력하는 동시에, 상기 레이저가공장치의 가공조건의 변경을 행하는 변경지령을 출력하는 프로그램해석유닛과,상기 프로그램해석유닛으로부터 출력되는 지령속도와 지령위치에 따른 보간처리를 행하고, 상기 서보모터의 서보앰프로 이동거리를 출력하는 보간유닛과,상기 레이저빔의 온오프지연동작용 이동거리를 설정하는 이동거리설정유닛과,상기 변경지령이 출력된 후의 실제의 이동거리와 상기 지연동작용 이동거리에 따라 가공조건을 변경하는 타이밍을 지연시키는 조건변경유닛을 갖는 것을 특징으로 하는 레이저가공장치를 제공하는 것이다.

따라서, 가공조건의 변경을 빔 온오프대신에 사용하는 경우에도, 가공조건변경을 바로 실행하지 않고, 가공조건변경지령이 이루어진 후의 실제의 이동거리가 설정된 지연동작용 이동거리에 달했을 때에, 가공조건변경을 실행하도록 하였으므로, 설정이동거리를 변경하는 것만으로 적정위치에서 가공조건변경할 수 있게 조정되고, 가공시간을 단축하는 것이 가능해진다.

또 본 발명은, 이동거리설정수단은, 소정의 가공조건치가 증가하는 경우에 대한 지연동작용 이동거리와 소정의 가공조건치가 감소하는 경우에 대한 지연동작용 이동거리를 따로 따로의 값으로 설정할 수 있는 레이저가공장치를 제공하는 것이다.

따라서, 각각의 가공조건변경을 적절한 위치에 간단하게 조정이 가능하다.

본 발명은, 레이저빔으로 가공을 하는 레이저가공장치 특히 가공프로그램으로 빔의 온오프나 가공조건변경이 가능한 레이저가공장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에서의 가공프로그램처리의 블록도.

도 2는 본 발명의 실시예에서의 축이동과 빔 온오프와 가공시간의 모식도.

도 3은 레이저가공장치의 구성도.

도 4는 종래의 가공프로그램처리의 블록도.

도 5는 둥근구멍을 가공하는 프로그램의 한 예.

도 6은 둥근구멍의 가공프로그램의 축이동궤적을 표시하는 도면.

도 7은 종래의 축이동과 빔 온오프와 가공시간의 모식도.

도 8은 둥근구멍가공프로그램의 변경 예.

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

본 발명에 관한 적합한 실시의 형태를 첨부도면을 참조해서 설명한다.

도 1은 본 발명에서의 가공프로그램처리의 블록도이다.

레이저가공장치에 입력된 가공프로그램(9)은 프로그램해석수단(10)에 의해 해석되고, 위치지령이 있으면 각축의 이동을 보간수단(11)에 지령한다. 보간수단 (11)은 지령속도와 지령위치에 따른 보간처리를 하고, 서보앰프(8)에 이동거리를 출력한다. 또, 처리한 이동거리의 정보는 빔 온오프지연수단(12)에 입력된다. 한편, 이동거리설정수단(13)에 설정된 지연동작용 이동거리의 정보도 빔 온오프지연수단(12)에 입력된다. 빔 온오프지연수단(12)은 프로그램해석수단(10)에서 빔 온오프지령이 있어도 바로 I/O 유닛(5)에 신호출력을 지령하지 않고, 보간수단(11)에서의 정보와, 이동거리설정수단(13)으로부터의 정보를 비교해서 빔 온오프지령이 된 후, 보간수단(11)이 처리한 이동거리가 이동거리설정수단(13)에 설정된 지연동작용 이동거리에 달한 시점에서 I/O 유닛(5)에 빔 온오프의 신호출력을 지령한다.

이동거리설정수단(13)에서는, 빔 온용의 이동거리와 빔 오프용의 이동거리를 별개의 값으로 설정해도 된다. 또 보간수단(11)으로부터의 이동거리는 하나의 이동블록에 한정되지 않고 다수의 이동블록에 걸치는 이동거리로 해도 되는 것은 당연하다. 이 실시의 형태에서, 도 8의 가공프로그램을 처리한 경우의 축이동과 빔 온오프처리와 가공시간의 모식도를 도 2에 표시한다. 도 2에서는 가로축을 기본적으로 시간으로 표시하고 있으나 동도면의 짙은색으로 표시하고 있는 것은 시간이 아니고 NO2, NO4의 이동거리에 대해 이동거리설정수단(13)에 설정된 빔 온오프용의 각각의 이동거리분이다. NO2에서 빔 온의 지령과 이동의 지령이 동시에 처리되나 실제로 빔 온되는 것은 NO2의 이동개시로부터 짙은색의 설정이동거리분 이동한 위치이다. 마찬가지로, NO4에서 빔 오프와 이동이 동시에 처리되나, 실제로 빔 오프 되는 것은 NO4의 이동개시로부터 짙은색의 설정이동거리분 이동한 위치이다.

빔 온오프의 타이밍조정을 설정이동거리를 변경하는 것만으로 간단히 할 수가 있고 전체가공시간 t는 도 7의 기공시간 T 보다도 짧게 할 수가 있다. 또 프로그램도중에 이동이 없는 지령 등이 있어 처리시간이 변했다고 해도, 같은 위치에서 빔 온오프가 된다.

또, 가공내용에 따라서는 빔 오프이외에도 여러가지의 가공조건의 변경을 하는 경우가 있다. 예를 들면, 레이저의 출력을 0으로 하거나 펄스듀티를 0%로 함으로써 빔 오프의 대용을 하는 것이다.

이런 경우, 가공조건에 상당하는 신호의 변경을, 상기한 빔 온오프의 신호의 경우과 같이 지연시킴으로써 같은 효과를 얻을 수가 있다.

또, 빔 온오프에 한하지 않고 이동중의 적절한 위치에서 가공조건을 변경하고 싶을 때도 간단한 설정변경만으로 가능한 것은 당연하다.

이상과 같이, 본 발명에 관한 레이저가공장치는 예를 들면 높은 가공정밀도와 생산성의 양립을 요구하는 미세가공용의 레이저가공장치에서 사용하는데 적합하다.

Claims

입력된 가공프로그램에 의해 레이저빔을 온오프하는 동시에, 서보모타를 구동하여 가공을 행하는 레이저가공장치에 있어서,

상기 레이저가공장치에 입력된 가공프로그램을 해석하고, 상기 가공프로그램으로 프로그램된 위치지령에 따른 지령속도와 지령위치를 출력하는 동시에, 상기 레이저가공장치의 발진기로부터 발진되는 레이저빔의 온오프 지령을 출력하는 프로그램해석유닛과,

상기 프로그램해석유닛으로부터 출력되는 지령속도와 지령위치에 따른 보간처리를 행하고, 상기 서보모터의 서보앰프로 이동거리를 출력하는 보간유닛과,

상기 레이저빔의 온오프지연동작용 이동거리를 설정하는 이동거리설정유닛과,

상기 온오프지령이 출력된 후의 실제의 이동거리와 상기 지연동작용 이동거리에 따라 상기 발진기에 대하여 출력하는 빔 온오프지령을 지연시키는 빔 온오프지연유닛

을 갖는 것을 특징으로 하는 레이저가공장치.
제1항에 있어서,

상기 이동거리설정유닛은, 빔 온용의 지연동작용 이동거리와 빔 오프용의 지연동작용 이동거리를 별개의 값으로 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 레이저가공장치.
입력된 가공프로그램에 의해 레이저빔을 온오프하는 동시에, 서보모타를 구동하여 가공을 행하는 레이저가공장치에 있어서,

상기 레이저가공장치에 입력된 가공프로그램을 해석하고, 상기 가공프로그램으로 프로그램된 위치지령에 따른 지령속도와 지령위치를 출력하는 동시에, 상기 레이저가공장치의 가공조건의 변경을 행하는 변경지령을 출력하는 프로그램해석유닛과,

상기 프로그램해석유닛으로부터 출력되는 지령속도와 지령위치에 따른 보간처리를 행하고, 상기 서보모터의 서보앰프로 이동거리를 출력하는 보간유닛과,

상기 레이저빔의 온오프지연동작용 이동거리를 설정하는 이동거리설정유닛과,

상기 변경지령이 출력된 후의 실제의 이동거리와 상기 지연동작용 이동거리에 따라 가공조건을 변경하는 타이밍을 지연시키는 조건변경유닛

을 갖는 것을 특징으로 하는 레이저가공장치.
제3항에 있어서,

상기 이동거리설정유닛은, 소정의 가공조건치가 증가하는 경우에 대한 지연동작용 이동거리와, 소정의 가공조건치가 감소하는 경우에 대한 지연동작용 이동거리를 별개의 값으로 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 레이저가공장치.