TW202346012A - 控制裝置及具備此控制裝置之雷射加工裝置、以及雷射加工裝置之雷射出射機構的加工開始點移動控制方法 - Google Patents

Abstract

本發明係雷射加工裝置之控制裝置及加工開始點移動控制方法；該雷射加工裝置包含：雷射出射機構，將加工雷射光，在「與單位向量平行」之方向上射出來；及間隙感應器，設在該雷射出射機構。控制裝置包含：主控制部，按照加工程式，對雷射加工裝置之構成要素，輸出驅動指令；及移動指令產生部，利用來自間隙感應器之偵測值，產生「用以使雷射出射機構移動」之移動指令；移動指令產生部，具有產生下述兩種指令之功能：逼近指令，使雷射出射機構，從控制開始位置，朝雷射照射點而移動至「間隙感應器開始偵測」的邊界間隙點為止；及加工開始點移動指令，用以使雷射出射機構，從邊界間隙點，移動至「位在間隙感應器之偵測範圍內」的加工開始點；加工開始點移動指令，包含：姿態變更，使得在邊界間隙點之單位向量，與在加工開始點之加工向量趨於一致。

Description

控制裝置及具備此控制裝置之雷射加工裝置、以及雷射加工裝置之雷射出射機構的加工開始點移動控制方法

本發明係關於雷射加工裝置之控制裝置，特別是關於具有「使加工噴頭等雷射出射機構移動至加工開始點」之控制功能的控制裝置。

雷射切割機或雷射銲接機等雷射加工裝置，藉由傳送「從雷射振盪器輸出來」之加工雷射光，而照射至工件，並使該加工雷射光、與工件相對移動，可行預定之加工。此種雷射加工裝置，進行下述控制動作：將加工雷射光照射至工件之際，以「設在加工噴頭等雷射出射機構」之間隙感應器，偵測出工件與雷射出射機構之距離，同時將偵測到之距離保持在預定值，並按照加工程式來進行雷射加工。

作為執行此種控制動作之雷射加工裝置，例如專利文獻1揭示一種雷射加工裝置，按照加工程式，使加工噴嘴相對於被加工物相對移動，同時使加工噴嘴以預定之旋轉軸為中心進行旋轉，並利用從加工噴嘴照射出來之雷射光，對被加工物施予雷射加工；該雷射加工裝置包含：三維移動部，使加工噴嘴相對於被加工物在三維方向上相對移動；旋轉部，使加工噴嘴以上述旋轉軸為中心進行旋轉；間隙量偵測部，偵測出加工噴嘴與被加工物之間隙量；旋轉位置偵測部，偵測出「以旋轉部使旋轉軸旋轉」之旋轉位置；及指令運算部，基於偵測到之間隙量及旋轉位置，產生「用以將間隙量保持一定」之指令信號；三維移動部，基於上述指令信號，使加工噴嘴相對於被加工物在三維方向上相對移動。專利文獻1指出：依此種雷射加工裝置，可減少「因為間隙量控制不佳導致被加工物之加工形狀有所誤差」的情況。 [先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本特開2017－192970號公報

[發明欲解決之課題]

如上述，基於來自間隙量偵測部之偵測值，進行「將加工噴嘴與被加工物（工件）之間隙量保持一定」的追蹤控制，同時進行雷射加工時，執行下述動作：逼近動作，在加工開始之際，使雷射出射機構，從預定之控制開始點，朝「上述間隙量偵測部可偵測出間隙量」之偵測區域接近；旋轉動作，使雷射出射機構繞著預定之旋轉軸（B軸）旋轉；及修正動作，修正「旋轉後之單位向量（在與雷射出射機構之中心軸平行的方向上，將噴嘴前端定義為起點時之向量）」的位置。然後，在執行修正動作後，按照加工程式，執行雷射加工之加工控制。

上述一連串動作中，逼近動作乃是例如以上述控制開始點為基準，使雷射出射機構接近工件。另一方面，修正動作乃是以「工件與加工噴嘴之中心軸」的交叉點為基準位置，來掌握加工噴嘴之修正移動量，並依上述修正移動量，使得「以該交叉點為基準之噴嘴前端位置」在單位向量方向上移動。

此時，將雷射加工裝置之動作加以控制的控制裝置中，就「使得雷射出射機構移動之位置控制」的基準位置而言，若是逼近動作為控制開始點，相對於此，修正動作為「工件與加工噴嘴之中心軸」的交叉點。因此，在從逼近動作轉換為修正動作之際，控制裝置由於有必要先求出控制指令之基準位置後，再運算出修正動作中有關位置控制之雷射出射機構的位置，因此運算負荷加重，並且修正動作轉換時發生時滯，為其問題。

因為此種緣故，人們需要一種控制裝置，在「使雷射出射機構（例如加工噴頭）移動至加工開始點」的移動控制上，基於來自間隙感應器之偵測值，來進行「將工件與雷射出射機構之距離保持一定」的追蹤控制之際，可減少「包含於移動指令」之雷射出射機構的移動位置之運算負荷。 [解決課題之手段]

本發明一態樣之控制裝置，對雷射加工裝置之動作進行控制，該雷射加工裝置包含：雷射出射機構，將加工雷射光，在「與單位向量平行」之方向上射出來；及間隙感應器，設在雷射出射機構；該控制裝置包含：主控制部，按照加工程式，對雷射加工裝置之構成要素，輸出驅動指令；及移動指令產生部，利用來自間隙感應器之偵測值，產生「用以使雷射出射機構移動」之移動指令；該移動指令產生部，具有產生下述兩種指令之功能：逼近指令，使雷射出射機構，從控制開始位置，朝向工件上之雷射照射點，而移動至「間隙感應器開始偵測」的邊界間隙點為止；及加工開始點移動指令，用以使雷射出射機構，從邊界間隙點，移動至「位在間隙感應器之偵測範圍內」的加工開始點；加工開始點移動指令，包含：姿態變更，使得在邊界間隙點之單位向量，與在該加工開始點之加工向量趨於一致。

又，本發明另一態樣之雷射加工裝置，對工件照射加工雷射光，來進行雷射加工；該雷射加工裝置包含：雷射振盪器，振盪出加工雷射光；工件固持機構，固持工件；雷射出射機構，將加工雷射光，在「與單位向量平行」之方向上射出來；間隙感應器，設在該雷射出射機構；搬運機構，使雷射出射機構，相對於工件固持機構相對移動；及控制裝置，對上述雷射加工裝置之各構成要素的動作進行控制；此控制裝置，更包含：主控制部，按照加工程式，對雷射加工裝置之各構成要素，輸出驅動指令；及移動指令產生部，利用來自間隙感應器之偵測值，產生「用以使雷射出射機構移動」之移動指令；移動指令產生部，具有產生下述兩種指令之功能：逼近指令，使雷射出射機構，從控制開始位置，朝向工件上之雷射照射點，而移動至「間隙感應器開始偵測」的邊界間隙點為止；及加工開始點移動指令，用以使雷射出射機構，從邊界間隙點，移動至「位在間隙感應器之偵測範圍內」的加工開始點；該加工開始點移動指令，包含：姿態變更，使得在邊界間隙點之單位向量，與在加工開始點之加工向量趨於一致。

此外，本發明另一態樣之雷射出射機構之加工開始點移動控制方法，使雷射加工裝置之雷射出射機構，移動至輪廓加工控制之加工開始點；該雷射加工裝置包含：雷射出射機構，將加工雷射光，在「與單位向量平行」之方向上射出來；及間隙感應器，設在該雷射出射機構；該加工開始點移動控制方法，包含：逼近程序，使雷射出射機構，從控制開始位置，朝向工件上之雷射照射點，而移動至「間隙感應器開始偵測」的邊界間隙點為止；及加工開始點移動程序，用以使雷射出射機構，從邊界間隙點，移動至「位在間隙感應器之偵測範圍內」的加工開始點；此加工開始點移動程序，包含：姿態變更步驟，使得在邊界間隙點之單位向量，與在加工開始點之加工向量趨於一致。 [發明之效果]

依本發明一態樣，移動指令產生部具有產生下述兩種指令之功能：逼近指令，使雷射出射機構，從控制開始位置移動至邊界間隙點為止；及加工開始點移動指令，用以使雷射出射機構，從邊界間隙點移動至加工開始點。並且，移動指令產生部以邊界間隙點之座標值及向量為基準，來運算加工開始點移動指令，藉此在「使雷射出射機構移動至加工開始點」的移動控制上，可減少「包含於移動指令」之雷射出射機構的移動位置之運算負荷。

以下針對圖式，連同「具備本發明代表例子之控制裝置」的雷射加工裝置、及該雷射加工裝置之雷射出射機構（例如加工噴頭）的加工開始點移動控制方法之實施態樣進行說明。

＜第一實施態樣＞ 圖1係顯示「具備本發明代表例子亦即第一實施態樣之控制裝置」的雷射加工裝置之構成的概略圖。又，圖2係顯示圖1所示之雷射加工裝置的構成一例之方塊圖。

如圖1所示，雷射加工裝置1，例如包含：雷射振盪器10，振盪出加工雷射光LB；工件固持機構20，固持工件W；雷射出射機構（例如加工噴頭）30，對工件W射出加工雷射光LB；搬運機構40，使該雷射出射機構30，相對於工件固持機構20相對移動；及控制裝置100，控制「對工件W進行」之預定的雷射加工動作。

本說明書中之雷射加工裝置，可適用為任何加工裝置，例如雷射銲接、雷射切割、雷射穿孔（鑽孔加工）、雷射標示、雷射切片或雷射退火等「藉由對工件W照射加工雷射光以執行預定之加工」的加工裝置。

雷射振盪器10，依接受加工之工件W的材質，適用吸收效率較高之波長的雷射振盪源。作為此種雷射振盪器10，可舉例如YAG雷射、YVO ₄雷射、光纖雷射、碟式雷射等可進行光纖傳輸之雷射振盪器。又，從雷射振盪器10輸出來之加工雷射光LB，例如藉由光導纖維等傳送路徑34，被傳送至雷射出射機構30。

工件固持機構20，例如作為工作台，具備可安裝工件W之吸盤機構（未圖示）來夾持固定工件W，同時可在圖示之XYZ三軸方向上任意移動。又，工件固持機構20，例如不僅可具備「使工件W在三軸方向上移動」的機構，亦可具備旋轉機構（例如順著Y軸之B軸、或順著Z軸之C軸，乃是習知構成）。

雷射出射機構30，例如作為加工噴頭，藉由光導纖維等傳送路徑34，從一端（上端）側導入加工雷射光LB，並從另一端（下端）側之噴嘴32，朝向工件W射出來。此時，藉由設在雷射出射機構30之內部的聚光透鏡（未圖示），加工雷射光LB在工件W上之雷射照射點FP，聚光到預定之光束直徑。

本發明中，噴嘴32除了具有作為「雷射出射機構30中之加工雷射光LB出射口」的功能，更具有作為間隙感應器的功能，來偵測雷射出射機構30（噴嘴32）下端與工件W之間的距離D。此種噴嘴32，例如可適用靜電電容感應器。

又，圖1所示之例子中，將噴嘴32設計為靜電電容感應器之一部分電極，但只要如上述般可偵測出工件W與雷射出射機構30之間的間隙，可適用任何感應器，亦可將此種感應器直接安裝在雷射出射機構30。此時，例如可在雷射出射機構30之一部分設好用以測定位置的基準點，並採用該基準點與感應器之相對位置，對感應器測定到之距離進行修正，藉此確定雷射出射機構30與工件W之距離等。

搬運機構40，例如包含：線性驅動部42，在互相垂直之XYZ三軸方向上相對移動；第一臂部44，繞著C軸旋轉，從該線性驅動部42之底面，沿著Z軸延伸出來；及第二臂部46，繞著A軸旋轉，一端與第一臂部垂直來安裝，而在XY平面內延伸。此外，第二臂部46之另一端安裝有雷射出射機構30，藉此雷射出射機構30將可繞著A軸轉動。

如圖2所示，控制裝置100，例如具備：主控制部110，按照加工程式，對後述雷射加工裝置1之構成要素，輸出驅動指令；移動指令產生部120，利用來自間隙感應器（噴嘴32）之偵測值，產生「用以使雷射出射機構30移動」之移動指令；顯示部130，顯示各種參數等；及輸入介面140，可手動輸入加工程式、或修正各種參數之資訊。此外，控制裝置100中，主控制部110以有線或無線方式連接於雷射振盪器10、工件固持機構20、及搬運機構40，並與此等周邊設備接收發送信號，而控制雷射加工裝置1整體之動作。

主控制部110，例如具有下述功能：從加工程式，取出加工路徑或加工條件等資訊，並對雷射振盪器10，輸出「要求其輸出加工雷射光LB等」之輸出指令信號。又，主控制部110亦具有下述功能：從加工程式，取出加工雷射光LB之照射點FP之位置、或雷射出射機構30之位置、及後述加工向量等資訊，而將「要求工件W與雷射出射機構30相對移動」之加工位置指令信號，輸出至工件固持機構20及搬運機構40。

移動指令產生部120具有產生下述兩種指令之功能：逼近指令，使雷射出射機構30，從控制開始位置，朝向工件上之雷射照射點，而移動至「間隙感應器開始偵測」的邊界間隙點為止；及加工開始點移動指令，用以使雷射出射機構，從邊界間隙點，移動至「位在間隙感應器之偵測範圍內」的加工開始點。移動指令產生部120所產生之逼近指令及加工點移動指令，例如分別被發送至主控制部110，並在主控制部110轉換為「對雷射加工裝置1之各構成要素發送」的各個驅動指令而輸出來。

接著，利用圖3～圖6，針對第一實施態樣之雷射加工裝置其「控制裝置執行之加工開始點移動控制方法」的具體動作態樣進行說明。

圖3係顯示第一實施態樣之雷射加工裝置中「控制裝置執行之加工開始點移動控制方法」之概要的流程圖。又，圖4係顯示圖3所示之逼近程序的概要之流程圖。又，圖5係顯示圖3所示之加工開始點移動程序的概要之流程圖。

此外，圖6A係顯示逼近程序開始時「雷射出射機構與工件之位置關係」的概要之部分前視圖。又，圖6B係顯示逼近程序結束時「雷射出射機構與工件之位置關係」的概要之部分前視圖。又，圖6C係顯示加工開始點移動程序開始時「雷射出射機構與工件之位置關係」的概要之部分前視圖。又，圖6D係顯示加工開始點移動程序結束時「雷射出射機構與工件之位置關係」的概要之部分前視圖。

又，以下說明中，所謂雷射出射機構30之「位置」或「點」，視為以一個點來代表該雷射出射機構30整體，乃是採用噴嘴32之出射口的中央點（例如圖6A～圖6D中，噴嘴32前端與中心軸CA之交叉點亦即噴嘴前端點NP）。又，通過加工開始點PP及雷射照射點FP之線、與「工件W在雷射照射點FP上」之法線兩者的夾角，定義為雷射出射機構30的「傾斜角θ」。

此外，所謂雷射出射機構30之「單位向量UV」，定義為下述向量：以上述雷射出射機構30之噴嘴前端點NP為起點，在「與雷射出射機構30之中心軸平行」的方向上，有預定之長度。又，所謂的「加工向量PV」，定義為下述向量：以加工開始點PP為起點，在「與上述通過加工開始點PP及雷射照射點FP之線平行」的方向（亦即與上述傾斜角θ同一方向）上，具有與單位向量UV相同之長度。藉由定義此等向量，可計算出「乘上從間隙感應器得到之偵測值差分而得」的數值，作為位移量（修正量）。

以本發明之雷射加工裝置1進行雷射加工之際，使雷射出射機構30，從控制開始點（控制開始位置）SP移動至加工開始點PP。此加工開始點移動控制方法，如圖3所示，包含：逼近程序APR，使雷射出射機構30，從控制開始點SP，朝向工件W上之雷射照射點FP，而移動至「間隙感應器開始偵測」的邊界間隙點BP為止；及加工開始點移動程序STR，使雷射出射機構30，從上述邊界間隙點BP，移動至加工開始點PP。又，逼近程序APR、與加工開始點移動程序STR之間，除了有關雷射加工之雷射出射機構30的位置或姿態資訊，亦獲得加工雷射光LB的輸出或速度等加工條件資訊。

逼近程序APR中，例如圖4所示，主控制部110例如從搬運機構40，取得「當下之雷射出射機構30」其中噴嘴前端點NP之位置座標資訊（步驟S1），並以其為控制開始點SP。接著，主控制部110例如分析加工程式，而取得「工件W上之加工雷射光LB」的照射位置座標（雷射照射點FP）（步驟S2）。圖6A顯示此時之雷射出射機構30與工件W的位置關係之例子。

接著，主控制部110，將取得之控制開始點SP及雷射照射點FP的資料，發送至移動指令產生部120。接收此資料的移動指令產生部120，從控制開始點SP及雷射照射點FP兩點之座標值，產生對於用來在該兩點之間直線移動的搬運機構40之逼近指令。然後，移動指令產生部120，將產生之逼近指令發送至主控制部110（步驟S3）。

接下來，主控制部110，對搬運機構40輸出逼近指令（步驟S4），並每隔預定之控制時脈，逐次判定：是否已有來自間隙感應器之偵測信號輸入（亦即噴嘴前端點NP是否已進入圖6A所示「與工件W表面隔開預定之距離的間隙感應器可進行偵測」之可偵測區域DA）（步驟S5）。

步驟S5中，判定為沒有來自間隙感應器之偵測信號輸入時，主控制部110回到步驟S4，繼續輸出逼近指令。藉此，反覆執行雷射出射機構30對工件W之逼近動作，直到間隙感應器開始偵測間隙值為止（亦即開始輸出偵測信號為止）。此時，雷射出射機構30在逼近動作中之移動速度，可設定為較後述加工開始點移動動作快。

另一方面，步驟S5中，判定為已有來自間隙感應器之偵測信號輸入時，主控制部110乃從搬運機構40，接收「當下之雷射出射機構30」其中噴嘴前端點NP之座標值，並作為位在「可偵測該噴嘴前端點NP之可偵測區域DA」其邊界的「邊界間隙點BP」保存起來（步驟S6），便結束逼近程序。圖6B顯示此時之雷射出射機構30、與工件W之位置關係的例子。

接著，加工開始點移動程序STR中，例如圖5所示，主控制部110從逼近程序APR獲得邊界間隙點BP之資訊（步驟S7），例如從搬運機構40，基於「當下之雷射出射機構30」其中噴嘴前端點NP之位置座標、及中心軸CA，取得單位向量UV（步驟S8）。接著，主控制部110例如分析加工程式，基於工件W上的雷射照射點FP、及加工開始時之雷射出射機構30的噴嘴前端點NP（亦即加工開始點PP），來定義假想射束軸VA，並取得與此平行之方向上的加工向量PV（步驟S9）。

接著，主控制部110將取得之當下的單位向量UV、及在加工開始點PP的加工向量PV之資料，發送至移動指令產生部120。接收此資料的移動指令產生部120，運算出「單位向量UV與加工向量PV兩向量」的向量差分（步驟S10），並產生用以消除該差分之加工開始點移動指令，亦即「使單位向量UV與加工向量PV之起點及方向趨於一致」之加工開始點移動指令，其中包含雷射出射機構30的座標移動及姿態變更。然後，移動指令產生部120，將產生之加工開始點移動指令發送至主控制部110（步驟S11）。圖6C顯示此時之雷射出射機構30的單位向量UV、與在加工開始點PP的加工向量PV之位置關係的例子。

接下來，主控制部110，對搬運機構40輸出加工開始點移動指令（步驟S12），並每隔預定之控制時脈，逐次判定：單位向量UV與加工向量PV是否趨於一致（亦即「當下之雷射出射機構30」其中噴嘴前端點NP及中心軸CA的角度，是否與加工開始點PP及假想射束軸VA趨於一致）（步驟S13）。

步驟S13中，判定為當下之單位向量UV與加工向量PV在位置及方向上不一致時，主控制部110回到步驟S12，繼續輸出加工開始點移動指令。藉此，反覆執行雷射出射機構30之加工開始點移動動作，直到單位向量UV與加工向量PV趨於一致為止，亦即在加工程式中，雷射出射機構30在加工開始點PP形成被指定（應呈現）的姿態為止。

另一方面，步驟S13中，判定為當下之單位向量UV與加工向量PV在位置及方向上趨於一致時，主控制部110，將控制用的資訊作為「當下之設定」保存起來（步驟S14），其中包含「當下之雷射出射機構30」其中噴嘴前端點NP之座標值、及中心軸CA之姿態（傾斜角θ），如此便結束加工開始點移動程序。圖6D顯示此時之雷射出射機構30、與工件W之位置關係的例子。藉此，雷射加工開始時，雷射出射機構30其「從圖6A所示之控制開始點SP，移動至加工開始點PP為止」的移動控制結束，並且雷射出射機構30，在加工開始點PP與雷射照射點FP剛好相隔預定距離PD。

藉由具備如上述構成，第一實施態樣之雷射加工裝置的控制裝置及加工開始點移動控制方法，移動指令產生部具有產生下述兩種指令之功能：逼近指令，使雷射出射機構，從控制開始位置移動至邊界間隙點為止；及加工開始點移動指令，用以使雷射出射機構，從邊界間隙點移動至加工開始點。並且，移動指令產生部以邊界間隙點之座標值及向量為基準，來運算加工開始點移動指令，藉此在「使雷射出射機構移動至加工開始點」的移動控制上，可減少「包含於移動指令」之雷射出射機構的移動位置之運算負荷。

又，具備上述例示本發明第一實施態樣之控制裝置的雷射加工裝置，在使雷射出射機構移動至加工開始點後，亦即執行移動控制後，利用一般習知的間隙感應器，來使雷射出射機構以「與工件之距離保持一定」的方式移動，亦即執行輪廓加工控制。亦即，第一實施態樣之控制裝置，除了具有使雷射加工裝置執行輪廓加工控制的功能外，更具有執行上述「使雷射出射機構移動至加工開始點」之移動控制的功能。

＜第二實施態樣＞ 圖7係顯示本發明另一例亦即第二實施態樣之控制裝置執行的「加工開始點移動控制方法中之加工開始點移動程序」之概要的流程圖。又，圖8係顯示第二實施態樣之加工開始點移動程序中「雷射出射機構的距離修正動作」之概要的部分前視圖。又，第二實施態樣，對於圖1～圖6所示之概略圖等中「可採用與第一實施態樣相同或共通的構成」者，標註同一符號，而省略其等重複的說明。

如圖7所示，第二實施態樣之加工開始點移動程序中，主控制部110及移動指令產生部120，就步驟S7至步驟S12為止的動作而言，執行與「第一實施態樣之圖5所示動作」相同的動作。接著，主控制部110，與第一實施態樣同樣地，每隔預定之控制時脈，逐次判定：單位向量UV與加工向量PV是否趨於一致（步驟S13）。

步驟S13中，判定為當下之單位向量CV(UV)與加工向量PV在位置及方向上不一致時，主控制部110，與第一實施態樣同樣地，回到步驟S12，繼續輸出加工開始點移動指令。藉此，反覆執行雷射出射機構30之加工開始點移動動作，直到單位向量CV與加工向量PV趨於一致為止。

利用間隙感應器，來控制雷射出射機構30與工件W之距離，同時進行雷射加工時，有時會在加工開始點PP實際進行雷射加工之際，基於來自間隙感應器之偵測值，將加工雷射光LB的聚光位置（焦點距離），在雷射出射機構30之中心軸CA方向上進行修正，俾使該聚光位置成為適當位置。因此，第二實施態樣中，使雷射出射機構30移動至加工程式上之加工開始點PP後，執行上述中心軸CA方向上的距離修正動作。

亦即，步驟S13中，判定為當下之單位向量CV與加工向量PV在位置及方向上趨於一致時，主控制部110取得間隙感應器之當下偵測值（步驟S21），並將取得之偵測值、及基於加工程式之焦點距離的間隙值之資訊，發送至移動指令產生部120。接收此資訊的移動指令產生部120，進一步運算下述兩者的差分：從「來自間隙感應器之偵測值」運算出來的間隙值、與上述基於加工程式之間隙值；並為了修正該差分，產生：修正移動指令，使雷射出射機構30在「與單位向量CV平行」之方向（亦即與中心軸CA平行之方向）上移動。然後，移動指令產生部120，將產生之修正移動指令發送至主控制部110（步驟S22）。

接著，主控制部110，對搬運機構40輸出修正移動指令（步驟S23），並每隔預定之控制時脈，逐次判定：修正移動是否已完畢（亦即當下之噴嘴前端點NP是否與修正點CP趨於一致）（步驟S24）。

步驟S24中，判定為修正移動動作尚未完畢時，主控制部110，回到步驟S23，繼續輸出修正移動指令。藉此，反覆執行雷射出射機構30之修正移動動作，直到雷射出射機構30之噴嘴前端點NP的位置與修正點CP趨於一致為止。

另一方面，步驟S24中，判定為修正移動動作已完畢時，主控制部110，將控制用的資訊作為「當下之設定」保存起來（步驟S14），其中包含「修正後之雷射出射機構30」其中噴嘴前端點NP（亦即修正點CP）之座標值、及中心軸CA之姿態（傾斜角θ），如此便結束加工開始點移動程序。圖8顯示經過此一連串修正動作後之雷射出射機構30與工件W的位置關係之例子。藉此，雷射加工開始時，基於來自間隙感應器之偵測值，將雷射出射機構30之位置在中心軸CA方向上進行修正，而使雷射出射機構30與雷射照射點FP之距離成為修正距離CD。

藉由具備如上述構成，第二實施態樣之雷射加工裝置的控制裝置及加工開始點移動控制方法，除了第一實施態樣中說明的效果之外，更由於將雷射出射機構的位置，在「與單位向量平行」之方向上進行修正，俾加工開始點是加工雷射光之適當的焦點距離，因此「雷射出射機構移動至加工開始點」的移動控制，可具有更高精度。

＜第三實施態樣＞ 圖9係顯示本發明又另一例亦即第三實施態樣之控制裝置執行的「加工開始點移動控制方法中之加工開始點移動程序」之概要的流程圖。第三實施態樣同樣地，對於圖1～圖8所示之概略圖等中「可採用與第一實施態樣及第二實施態樣相同或共通的構成」者，標註同一符號，而省略其等重複的說明。

相對於第一實施態樣所示之例子，第三實施態樣之特徵為同時執行：以移動指令產生部120進行之雷射出射機構30的移動指令之產生動作、及以主控制部110進行之對於搬運機構40等之指令輸出動作。亦即，如圖9所示，第三實施態樣之加工開始點移動程序中，主控制部110從逼近程序APR獲得邊界間隙點BP之資訊（步驟S7），並與第一實施態樣同樣地，取得加工向量PV（步驟S9）。

接著，主控制部110例如從搬運機構40，基於「當下之雷射出射機構30」其中噴嘴前端點NP之位置座標、及中心軸CA，取得單位向量UV（步驟S31）。接著，主控制部110將取得之當下的單位向量UV、及加工向量PV的資料，發送至移動指令產生部120。接收此資料的移動指令產生部120，運算出每隔基於預定之控制時脈的微小單位時間之「單位向量UV與加工向量PV兩向量」作為向量之微小時間差分（步驟S32），並產生用以消除該微小時間差分之微小時間移動指令，其中包含雷射出射機構30的座標移動及姿態變更。然後，移動指令產生部120，將產生之微小時間移動指令發送至主控制部110（步驟S33）。

接下來，主控制部110對搬運機構40輸出微小時間移動指令（步驟S34），並每隔上述預定之控制時脈，逐次判定：單位向量UV與加工向量PV是否趨於一致（步驟S13）。

步驟S13中，判定為當下之單位向量UV與加工向量PV在位置及方向上不一致時，主控制部110回到步驟S31，再次取得當下之單位向量UV，並執行其後之步驟S32至步驟S34為止的動作。藉此，每隔微小單位時間，重覆執行雷射出射機構30之移動動作，直到單位向量UV與加工向量PV趨於一致為止。

另一方面，步驟S13中，判定為當下之單位向量UV與加工向量PV在位置及方向上趨於一致時，主控制部110，與第一實施態樣同樣地，將控制用的資訊作為「當下之設定」保存起來（步驟S14），其中包含「當下之雷射出射機構30」其中噴嘴前端點NP之座標值、及中心軸CA之姿態（傾斜角θ），如此便結束加工開始點移動程序。藉此，雷射加工開始時，雷射出射機構30其「從圖6A所示控制開始點SP到加工開始點PP」之移動控制便結束。

又，步驟S32所示「微小時間差分之運算動作」中，該微小時間差分，可運算出來作為最大移動量，亦即例如在連接「當下之噴嘴前端點NP（控制開始時為邊界間隙點BP）、與加工開始點PP」的線上，每單位時間可朝加工開始點PP前進的移動量。又，預先決定每單位時間之雷射出射機構30的移動量，並在上述連接「當下之噴嘴前端點NP、與加工開始點PP」的線上，將此移動量設定為「從當下之噴嘴前端點NP離開」的移動量亦可。

藉由具備如上述構成，第三實施態樣之雷射加工裝置的控制裝置及加工開始點移動控制方法，除了第一實施態樣中說明的效果之外，進一步由於同時執行：由移動指令產生部所進行之雷射出射機構的移動指令之產生動作、及由主控制部所進行的對於搬運機構等之指令輸出動作；因此，相較於「移動指令係產生後再輸出」的情形，可減少整體的控制時間。

又，本發明不限於上述實施態樣，在不脫離技術思想之範圍內，可進行適當的變更。本發明在其發明申請專利範圍內，可進行實施態樣之任何構成要素的變形、或實施態樣之任何構成要素的省略。例如，第一實施態樣至第三實施態樣所揭示之具體例子，亦可組合各自的特徵來適用。

1:雷射加工裝置 10:雷射振盪器 20:工件固持機構 30:雷射出射機構(加工噴頭) 32:噴嘴 34:傳送路徑 40:搬運機構 42:線性驅動部 44:第一臂部 46:第二臂部 100:控制裝置 110:主控制部 120:移動指令產生部 130:顯示部 140:輸入介面 APR:逼近程序 BP:邊界間隙點 CA:中心軸 CD:修正距離 CP:修正點 D:距離 DA:可偵測區域 FP:雷射照射點(照射點) LB:加工雷射光 NP:噴嘴前端點 PD:預定距離 PP:加工開始點 PV:加工向量 S1~S14:步驟 S21~S24:步驟 S31~S34:步驟 SP:控制開始點 STR:加工開始點移動程序 UV:單位向量 VA:假想射束軸 W:工件 X,Y,Z,A,B,C:軸

【圖1】圖1係顯示「具備第一實施態樣之控制裝置」的雷射加工裝置之構成的概略圖。 【圖2】圖2係顯示圖1所示之雷射加工裝置的構成一例之方塊圖。 【圖3】圖3係顯示第一實施態樣之雷射加工裝置中「控制裝置執行之加工開始點移動控制方法」之概要的流程圖。 【圖4】圖4係顯示圖3所示之逼近程序的概要之流程圖。 【圖5】圖5係顯示圖3所示之加工開始點移動程序的概要之流程圖。 【圖6A】圖6A係顯示逼近程序開始時「雷射出射機構與工件之位置關係」的概要之部分前視圖。 【圖6B】圖6B係顯示逼近程序結束時「雷射出射機構與工件之位置關係」的概要之部分前視圖。 【圖6C】圖6C係顯示加工開始點移動程序開始時「雷射出射機構與工件之位置關係」的概要之部分前視圖。 【圖6D】圖6D係顯示加工開始點移動程序結束時「雷射出射機構與工件之位置關係」的概要之部分前視圖。 【圖7】圖7係顯示本發明另一例亦即第二實施態樣之控制裝置執行的「加工開始點移動控制方法中之加工開始點移動程序」之概要的流程圖。 【圖8】圖8係顯示第二實施態樣之加工開始點移動程序中「雷射出射機構的距離修正動作」之概要的部分前視圖。 【圖9】圖9係顯示本發明又另一例亦即第三實施態樣之控制裝置執行的「加工開始點移動控制方法中之加工開始點移動程序」之概要的流程圖。

30:雷射出射機構(加工噴頭)

32:噴嘴

34:傳送路徑

BP:邊界間隙點

CA:中心軸

DA:可偵測區域

FP:雷射照射點(照射點)

NP:噴嘴前端點

PD:預定距離

PP:加工開始點

PV:加工向量

UV:單位向量

W:工件

Claims (9)

1. 一種控制裝置，對雷射加工裝置之動作進行控制，該雷射加工裝置包含：雷射出射機構，將加工雷射光，在與單位向量平行之方向上射出來；及間隙感應器，設在該雷射出射機構； 該控制裝置包含： 主控制部，按照加工程式，對該雷射加工裝置之構成要素，輸出驅動指令；及 移動指令產生部，利用來自該間隙感應器之偵測值，產生用以使該雷射出射機構移動之移動指令； 該移動指令產生部，具有產生下述兩種指令之功能：逼近指令，使該雷射出射機構，從控制開始位置，朝向工件上之雷射照射點，而移動至該間隙感應器開始偵測的邊界間隙點為止；及加工開始點移動指令，用以使該雷射出射機構，從該邊界間隙點，移動至位在該間隙感應器之偵測範圍內的加工開始點； 該加工開始點移動指令，包含：姿態變更，使得在該邊界間隙點之該單位向量，與在該加工開始點之加工向量趨於一致。
2. 如請求項1之控制裝置，其中， 該加工開始點移動指令，更包含：距離修正，基於來自該間隙感應器之該偵測值，將該加工開始點，在與該加工向量平行之方向上進行變更。
3. 如請求項1或2之控制裝置，同時執行該移動指令產生部的指令產生動作、及由該主控制部進行的該雷射出射機構之移動動作。
4. 一種雷射加工裝置，對工件照射加工雷射光，來進行雷射加工； 該雷射加工裝置包含： 工件固持機構，固持該工件； 雷射出射機構，將該加工雷射光，在與單位向量平行之方向上射出來； 間隙感應器，設在該雷射出射機構； 搬運機構，使該雷射出射機構，相對於該工件固持機構相對移動；及 控制裝置，對該雷射加工裝置之各構成要素的動作進行控制； 該控制裝置，更包含：主控制部，按照加工程式，對該雷射加工裝置之各構成要素，輸出驅動指令；及移動指令產生部，利用來自該間隙感應器之偵測值，產生用以使該雷射出射機構移動之移動指令； 該移動指令產生部，具有產生下述兩種指令之功能：逼近指令，使該雷射出射機構，從控制開始位置，朝向工件上之雷射照射點，而移動至該間隙感應器開始偵測的邊界間隙點為止；及加工開始點移動指令，用以使該雷射出射機構，從該邊界間隙點，移動至位在該間隙感應器之偵測範圍內的加工開始點； 該加工開始點移動指令，包含：姿態變更，使得在該邊界間隙點之該單位向量，與在該加工開始點之加工向量趨於一致。
5. 如請求項4之雷射加工裝置，其中， 該加工開始點移動指令，更包含：距離修正，基於來自該間隙感應器之該偵測值，將該加工開始點，在與該加工向量平行之方向上進行變更。
6. 如請求項4或5之雷射加工裝置，同時執行該移動指令產生部的指令產生動作、及由該主控制部進行的該雷射出射機構之移動動作。
7. 一種雷射出射機構之加工開始點移動控制方法， 使雷射加工裝置之該雷射出射機構，移動至輪廓加工控制之加工開始點；該雷射加工裝置包含：該雷射出射機構，將加工雷射光，在與單位向量平行之方向上射出來；及間隙感應器，設在該雷射出射機構； 該加工開始點移動控制方法，包含： 逼近程序，使該雷射出射機構，從控制開始位置，朝向工件上之雷射照射點，而移動至該間隙感應器開始偵測的邊界間隙點為止；及 加工開始點移動程序，用以使該雷射出射機構，從該邊界間隙點，移動至位在該間隙感應器之偵測範圍內的加工開始點； 該加工開始點移動程序，包含：姿態變更步驟，使得在該邊界間隙點之該單位向量，與在該加工開始點之加工向量趨於一致。
8. 如請求項7之雷射出射機構之加工開始點移動控制方法，其中， 該加工開始點移動程序，更包含：距離修正步驟，基於來自該間隙感應器之偵測值，將該加工開始點，在與該加工向量平行之方向上進行變更。
9. 如請求項7或8之雷射出射機構之加工開始點移動控制方法，其中， 該加工開始點移動程序中，同時執行對該雷射出射機構之移動指令的產生動作、及實際之指令輸出動作。