WO2019176632A1 - 切削加工機及び切削加工方法 - Google Patents

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WO2019176632A1
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tool
center point
nozzle
cutting
workpiece
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岳大 永山
和宏 菅野
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株式会社アマダホールディングス
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Definitions

  • the present disclosure relates to a cutting machine such as a laser processing machine and a cutting method for processing a workpiece by irradiating a laser beam.
  • Patent Document 1 describes an example of a laser processing machine that performs cutting by tool diameter correction.
  • the laser beam in a state in which the relative position between a nozzle for emitting a laser beam and a processing table on which a processing target is placed is fixed, the laser beam usually has a circular shape, and thus the cutting trace also has a circular shape. .
  • the cutting trace Even in a machining center provided with a plurality of types of rotary tools, the cutting trace usually has a circular shape when the position coordinates of the rotary tools are fixed.
  • a cutting trace in a state where the position coordinates at which high-pressure water is injected are fixed. Therefore, the tool diameter correction is based on the premise that the cutting trace in a state where the position coordinates of the cutting tool such as the nozzle, the rotary tool, and the high-pressure water are fixed is circular.
  • a cutting machine such as a laser processing machine sets the radius of the cutting trace by the cutting tool or the half width of the cutting trace as the tool radius correction amount, and shifts the workpiece by shifting the tool radius correction amount. Controls the trajectory when cutting.
  • the tool diameter correction does not correspond to a case where the cutting trace is non-circular.
  • Embodiments provide a cutting machine and a cutting method capable of accurately correcting the tool diameter of a cutting tool even if the cutting trace in a state where the position coordinates of the cutting tool are fixed is non-circular.
  • the purpose is to do.
  • the machine includes a processing machine main body that cuts a processing object and an NC device that controls the processing machine main body, and the NC apparatus cuts the processing object.
  • a tool radius correction amount calculation unit that generates radius correction information
  • a machining path calculation unit that generates a tool path control signal based on the machining program, the machining conditions, and the tool radius correction information, and the tool path control signal.
  • a drive control unit that generates a drive control signal for controlling the processing machine body based on the nozzle.
  • a nozzle is attached to a tip of the processing machine body, and the relative position of the processing object changes.
  • the tool trajectory control signal is generated to be displaced by the offset amount in a predetermined direction with respect to the center point of the nozzle, and the processing machine body is configured such that the control center point is the center of the nozzle based on the drive control signal.
  • a cutting machine is provided that controls the tool trajectory so as to be displaced in the predetermined direction with respect to a point.
  • Tool radius correction information for correcting a tool radius of a cutting tool for cutting the workpiece is generated, and a tool path control signal is generated based on the machining program, the machining conditions, and the tool radius correction information.
  • a drive control signal is generated based on the tool trajectory control signal, and the processing condition is a center point of a nozzle for cutting the workpiece, a shape corresponding to the cutting tool, and a non-circular shape.
  • the control center point When an offset amount with respect to a control center point serving as a reference for controlling the tool path is set, the control center point is turned off in a predetermined direction with respect to the center point of the nozzle. Generating a tool path control signal that is displaced by a stroke amount, and controlling the tool path so that the control center point is displaced in the predetermined direction with respect to the center point of the nozzle based on the drive control signal.
  • a cutting method is provided.
  • the tool diameter of the cutting tool can be accurately corrected even if the cutting trace in a state where the position coordinates of the cutting tool are fixed is non-circular. it can.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration example of a cutting machine according to an embodiment.
  • FIG. 2A is a diagram illustrating a relationship between a nozzle and a tool trajectory.
  • FIG. 2B is a diagram illustrating a relationship between a nozzle and a tool trajectory.
  • FIG. 2C is a diagram illustrating a relationship between the nozzle and the tool trajectory.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the tool path control unit.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between the moving speed of the nozzle and the moving speed of the tool path when the control of the tool path is started.
  • FIG. 5A is a diagram illustrating a relationship between a nozzle and a tool trajectory.
  • FIG. 5B is a diagram illustrating a relationship between a nozzle and a tool trajectory.
  • FIG. 5C is a diagram illustrating a relationship between the nozzle and the tool trajectory.
  • FIG. 5D is a diagram illustrating a relationship between a nozzle and a tool trajectory.
  • FIG. 5E is a diagram illustrating the relationship between the nozzle and the tool trajectory.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between the moving speed of the nozzle and the moving speed of the tool path when the control of the tool path is finished.
  • FIG. 7 is a partially broken side view conceptually showing the flow of the assist gas when the tool trajectory is displaced in the advancing direction of the cutting process with respect to the center point of the nozzle.
  • FIG. 8 is a partially broken plan view conceptually showing the flow of the assist gas when the tool trajectory is displaced in the advancing direction of the cutting process with respect to the center point of the nozzle.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between the moving speed of the nozzle and the moving speed of the tool path when the control of the tool path is started.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between the moving speed of the nozzle and the moving speed of the tool path when the control of the tool path is finished.
  • FIG. 11A is a flowchart illustrating an example of a cutting method according to an embodiment.
  • FIG. 11B is a flowchart illustrating an example of a cutting method according to an embodiment.
  • the cutting machine 1 includes a laser oscillator 10, a processing machine main body 100, an NC device (numerical control device) 200, and an assist gas supply device 400.
  • the NC device 200 controls the laser oscillator 10, the processing machine main body 100, and the assist gas supply device 400.
  • the assist gas supply device 400 may be installed outside the cutting machine 1.
  • Laser oscillator 10 generates and emits a laser beam.
  • the laser beam emitted from the laser oscillator 10 is transmitted to the processing machine main body 100 through the process fiber 11.
  • the processing machine main body 100 cuts the processing target object W by irradiating the processing target object W with the laser beam and changing the relative position between the processing target object W and the beam spot of the laser beam.
  • the laser oscillator 10 a laser oscillator that amplifies excitation light emitted from a laser diode and emits a laser beam having a predetermined wavelength, or a laser oscillator that directly uses a laser beam emitted from the laser diode is preferable.
  • the laser oscillator 10 is, for example, a solid laser oscillator, a fiber laser oscillator, a disk laser oscillator, or a direct diode laser oscillator (DDL oscillator).
  • the laser oscillator 10 emits a 1 ⁇ m band laser beam having a wavelength of 900 nm to 1100 nm.
  • the fiber laser oscillator emits a laser beam having a wavelength of 1060 nm to 1080 nm
  • the DDL oscillator emits a laser beam having a wavelength of 910 nm to 950 nm.
  • the processing machine main body 100 includes a processing table 101 on which a workpiece W is mounted, a portal X-axis carriage 102, a Y-axis carriage 103, a processing unit 104, and a tool path control unit 300.
  • the workpiece W is a sheet metal made of stainless steel, for example.
  • the workpiece may be an iron-based sheet metal other than stainless steel, or may be a sheet metal such as aluminum, an aluminum alloy, or copper steel.
  • the laser beam emitted from the laser oscillator 10 is transmitted to the processing unit 104 of the processing machine main body 100 through the process fiber 11.
  • the tool path control unit 300 is accommodated in the machining unit 104.
  • the X-axis carriage 102 is configured to be movable on the processing table 101 in the X-axis direction.
  • the Y-axis carriage 103 is configured to be movable in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis on the X-axis carriage 102.
  • the X-axis carriage 102 and the Y-axis carriage 103 move to move the processing unit 104 along the surface of the workpiece W in the X-axis direction, the Y-axis direction, or any combination direction of the X-axis and the Y-axis. Acts as a mechanism.
  • the processing machine body 100 may be configured such that the position of the processing unit 104 is fixed and the workpiece W moves. .
  • the processing machine main body 100 only needs to include a moving mechanism that moves the relative position of the processing unit 104 with respect to the surface of the workpiece W.
  • a nozzle 106 is attached to the processing unit 104.
  • a circular opening 105 is formed at the tip of the nozzle 106.
  • the laser beam transmitted to the processing unit 104 is emitted from the opening 105 of the nozzle 106 and irradiated onto the processing target W.
  • the assist gas supply device 400 supplies the assist gas AG to the processing unit 104 of the processing machine main body 100.
  • the assist gas supply device 400 supplies nitrogen to the machining unit 104 as the assist gas AG if the workpiece W is stainless steel, and oxygen as the assist gas AG if the workpiece W is mild steel.
  • the assist gas AG may be a mixed gas, and the mixing ratio can be arbitrarily set depending on whether the purpose is to suppress oxidation or use heat of oxidation reaction.
  • the processing unit 104 of the processing machine main body 100 irradiates the processing target object W with a laser beam from the opening 105 of the nozzle 106 and cuts the assist gas AG on the processing target object W when cutting the processing target object W. Spray.
  • the assist gas AG discharges the melt of the workpiece W by the laser beam.
  • the tool trajectory control unit 300 functions as a beam vibration mechanism that vibrates the machining unit 104 and emits a laser beam emitted from the opening 105 with a non-circular vibration pattern.
  • the tool trajectory control unit 300 causes the laser beam to vibrate in a non-circular vibration pattern, so that the processing unit 104 cuts the workpiece W using the non-circular tool trajectory.
  • a specific configuration example of the tool path control unit 300 and a method by which the tool path control unit 300 vibrates the beam spot of the laser beam with a non-circular vibration pattern will be described later.
  • the tool trajectory is a figure drawn by a beam trajectory formed by beam vibration that is vibrated with a non-circular vibration pattern within a predetermined time, and indicates a vibration tool shape.
  • the circular laser beam itself emitted from the nozzle 106 is a cutting tool
  • the beam radius is the tool diameter correction
  • the tool trajectory of the figure drawn with the vibration pattern is referred to as the cutting tool.
  • the cutting trace when the relative position between the nozzle 106 and the machining table 101 is fixed corresponds to the tool trace.
  • a CAD (Computer Aided Design) device 20 generates product shape data (CAD data) SD based on product shape information including dimensions and shapes of a final processed product obtained by cutting the workpiece W.
  • CAM Computer aided manufacturing
  • NC data machining program
  • the CAM device 21 generates a machining program (NC data) PP for the cutting machine 1 to perform cutting based on the product shape data SD, and designates a machining condition CP. That is, the machining program PP and the machining condition CP are set based on product shape information including the size and shape of the final processed product.
  • G41 left tool radius correction
  • G42 right tool radius correction
  • the CAM device 21 designates a tool locus corresponding to the cutting tool as the machining condition CP.
  • the tool path has, for example, a non-circular shape.
  • the CAM device 21 can set an offset amount between the control center point of the tool path and the center point of the nozzle 106.
  • the machining condition CP includes tool path control information in which a tool path is specified and an offset amount between the control center point of the tool path and the center point of the nozzle 106 is set.
  • the control center point is the laser beam center in the case of the tool diameter correction in the conventional laser processing.
  • the cutting line is defined as the cutting tool and the product. This is the center position for controlling the cutting tool with respect to the cutting line (cutting position) at the boundary.
  • the processing condition CP includes processing target information in which material parameters such as the material and thickness of the processing target W are specified.
  • the machining conditions CP include machining parameters such as laser beam output, machining speed, diameter (nozzle diameter) of the opening 105 of the nozzle 106, and cutting gas information such as assist gas conditions. That is, the machining condition CP includes tool path control information, machining target information, and cutting information.
  • the CAM device 21 outputs the machining program PP and the machining condition CP to the NC device 200 of the cutting machine 1.
  • the NC device 200 controls the laser oscillator 10 and the assist gas supply device 400 based on the machining program PP and the machining conditions CP.
  • the NC device 200 moves the nozzle 106 to a target position by controlling the processing machine main body 100 and driving the X-axis carriage 102 and the Y-axis carriage 103 based on the processing program PP and the processing condition CP.
  • the NC device 200 controls the tool trajectory control unit 300 of the processing machine main body 100 based on the processing program PP and the processing condition CP, so that the trajectory of the beam spot of the laser beam emitted from the opening 105 of the nozzle 106.
  • the beam spot trajectory corresponds to the tool trajectory.
  • the cutting machine 1 can displace the tool path in accordance with the offset amount in the opening 105 of the nozzle 106.
  • the NC device 200 includes a tool radius correction amount calculation unit 201, a machining locus calculation unit 202, and a drive control unit 203.
  • a machining program PP and a machining condition CP are input from the CAM device 21 to the tool radius correction amount computing unit 201 and the machining locus computing unit 202.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 generates tool radius correction information TC for correcting the tool radius of the cutting tool for cutting the workpiece W based on the machining program PP and the machining condition CP.
  • 2A, 2B, and 2C show the relationship between the nozzle 106 and the tool path.
  • 2A, 2B, and 2C show the locus (tool locus) of the beam spot of the laser beam that is irradiated from the inside of the nozzle 106 to the workpiece W through the opening 105.
  • FIG. 1 shows the locus (tool locus) of the beam spot of the laser beam that is irradiated from the inside of the nozzle 106 to the workpiece W through the opening 105.
  • a symbol TP indicates a tool path.
  • the tool path TP corresponds to a cutting tool for cutting the workpiece W.
  • the shape of the tool trajectory TP corresponds to the shape of the cutting tool.
  • the tool path TP has, for example, a non-circular shape.
  • a symbol BS indicates a beam spot of a laser beam irradiated on the workpiece W.
  • the tool trajectory TP corresponds to the trajectory of the beam spot BS of the laser beam.
  • 2A, 2B, and 2C show a tool path TP having a vibration pattern that vibrates so that the beam spot BS rotates on an ellipse as an example of a non-circular shape.
  • the vibration pattern of the tool locus TP may be a free shape including a non-circular shape.
  • the beam spot BS rotates on the tool trajectory TP.
  • the arrows shown in FIGS. 2A, 2B, and 2C indicate the rotation direction of the beam spot BS.
  • 2A, 2B, and 2C show a state in which the beam spot BS rotates in the counterclockwise direction, the beam spot BS may rotate in the clockwise direction.
  • the symbol CN indicates the center point of the nozzle 106 (hereinafter referred to as the nozzle center point CN).
  • the nozzle center point CN coincides with the center point of the opening 105.
  • Reference symbol CL indicates a control center point that serves as a reference for controlling the tool path TP.
  • Reference symbol LT indicates a trajectory along which the tool trajectory TP moves, specifically, a trajectory of the control center point CL (hereinafter referred to as a control center trajectory LT).
  • Symbol DT indicates the direction of travel (predetermined direction).
  • the control center locus LT corresponds to a locus in which the control center point CL of the tool locus TP moves in the traveling direction DT.
  • FIG. 2A shows a state in which the workpiece W is cut rightward.
  • FIG. 2B shows a state in which the workpiece W is cut into an arc in the lower right direction.
  • FIG. 2C shows a state in which the workpiece W is cut in the right direction and further cut in the lower left direction.
  • Symbols MVL and MVR shown in FIG. 2A indicate tool radius correction values.
  • the tool radius correction values MVL and MVR correspond to the distances from the control center point CL to the machining surface formation positions MPL and MPR.
  • the machining surface formation positions MPL and MPR are positions where a machining surface is formed on the workpiece W when the tool path TP moves in the cutting progress direction DT. That is, the machining surface formation positions MPL and MPR are positions where the tool diameter is maximum in the tool path TP.
  • the tool radius correction value MVL is a parameter in the left tool radius correction
  • the tool radius correction value MVR is a parameter in the right tool radius correction.
  • the symbol ST indicates the offset amount between the control center point CL of the tool locus TP and the nozzle center point CN.
  • the offset amount ST corresponds to the distance (length) from the nozzle center point CN to the control center point CL on the control center locus LT.
  • the offset amount ST when cutting the workpiece W in the right direction, is the distance (length) in the right direction on the control center locus LT from the nozzle center point CN to the control center point CL. It corresponds to.
  • FIG. 2B when the workpiece W is cut on a circular arc in the lower right direction, the offset amount ST is in the lower right direction on the control center locus LT from the nozzle center point CN to the control center point CL. It corresponds to the distance (length) on the arc.
  • the offset amount ST when the workpiece W is cut in the right direction and further in the lower left direction, is on the control center locus LT from the nozzle center point CN to the control center point CL. This corresponds to the distance (length) obtained by adding the distance (length) in the right direction and the distance (length) in the lower left direction.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 recognizes the tool path TP included in the machining condition CP.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 recognizes whether or not the offset amount ST is set as the tool path control information in the machining condition CP.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 recognizes the recognized tool trajectory TP, the trajectory NP of the nozzle 106 (hereinafter referred to as the nozzle trajectory NP), and cutting. Based on the machining progress direction DT, tool radius correction information TC for matching the control center point CL of the tool path TP with the nozzle center point CN is generated.
  • the nozzle locus NP is specifically the locus of the nozzle center point CN.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 converts the recognized tool locus TP, the nozzle locus NP, the cutting progress direction DT, and the offset amount ST. Based on this, the tool radius correction information TC is generated for displacing the control center point CL of the tool trajectory TP by the offset amount ST in the cutting progress direction DT with respect to the nozzle center point CN.
  • the tool radius correction information TC includes the nozzle locus NP (including the nozzle center point CN), the tool locus TP (including the control center point CL), and the control center locus.
  • LT tool radius correction values MVL and MVR, and an offset amount ST are included.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 outputs tool radius correction information TC including correction information for both the left tool radius correction and the right tool radius correction to the machining locus calculation unit 202.
  • the machining track calculation unit 202 receives the machining program PP and the machining condition CP from the CAM device 21, and receives the tool radius correction information TC from the tool radius correction amount calculation unit 201.
  • the machining locus calculation unit 202 translates the G code included in the machining program PP. Note that the machining program PP may include a robot language or the like instead of the G code.
  • the machining locus calculation unit 202 determines a cutting correction condition for either cutting with the left tool radius correction or cutting with the right tool radius correction based on the translation result.
  • the machining trajectory calculation unit 202 uses the machining program PP, the machining condition CP, the tool radius correction information TC, and the determined cutting correction condition to determine the control center point CL with respect to the nozzle center point CN and the cutting progress direction.
  • a tool path control signal TS for displacing the DT by the offset amount ST is generated.
  • the machining path calculation unit 202 outputs a tool path control signal TS to the drive control unit 203.
  • the drive control unit 203 generates a drive control signal CS for controlling the processing machine body 100 based on the tool path control signal TS.
  • the drive control unit 203 outputs a drive control signal CS to the processing machine body 100.
  • the drive control unit 203 When cutting with left tool radius correction, the drive control unit 203 generates a drive control signal CS based on the nozzle locus NP, the tool locus TP, the control center locus LT, the tool diameter correction value MVL, and the offset amount ST. .
  • the drive control unit 203 When cutting with right tool radius correction, the drive control unit 203 generates a drive control signal CS based on the nozzle trajectory NP, the tool trajectory TP, the control center trajectory LT, the tool radius correction value MVR, and the offset amount ST. .
  • the drive control unit 203 controls the X-axis carriage 102 and the Y-axis carriage 103 of the processing machine main body 100 and the tool path control unit 300 based on the drive control signal CS.
  • the processing machine main body 100 drives the X-axis carriage 102 and the Y-axis carriage 103 based on the drive control signal CS, and moves the nozzle 106 on the nozzle locus NP.
  • the tool locus control unit 300 controls the locus of the beam spot BS of the laser beam emitted from the opening 105 of the nozzle 106 based on the drive control signal CS.
  • the tool path control unit 300 is accommodated in the machining unit 104.
  • the tool locus control unit 300 includes a collimator lens 331, a galvano scanner unit 340, a bend mirror 334, and a focusing lens 335.
  • the collimator lens 331 converts the laser beam emitted from the process fiber 11 into parallel light (collimated light).
  • the galvano scanner unit 340 includes a scan mirror 341 (first scan mirror), a drive unit 342 (first drive unit) that rotationally drives the scan mirror 341, a scan mirror 343 (second scan mirror), and a scan. And a driving unit 344 (second driving unit) that rotationally drives the mirror 343.
  • the driving unit 342 can reciprocate the scan mirror 341 in a predetermined direction (for example, the X direction) in a predetermined angle range under the control of the drive control unit 203.
  • the scan mirror 341 reflects the laser beam converted into parallel light by the collimator lens 321 toward the scan mirror 343.
  • the drive unit 344 can drive the scan mirror 343 to reciprocate in a predetermined angle range in a direction (for example, Y direction) different from the drive direction of the scan mirror 341 under the control of the drive control unit 203.
  • the scan mirror 343 reflects the laser beam reflected by the scan mirror 341 toward the bend mirror 334.
  • the bend mirror 334 reflects the laser beam reflected by the scan mirror 343 downward in the Z-axis direction perpendicular to the X-axis and the Y-axis.
  • the focusing lens 335 focuses the laser beam reflected by the bend mirror 334 and irradiates the workpiece W.
  • the galvano scanner unit 340 can make the tool trajectory TP into various non-circular shapes by reciprocatingly vibrating one or both of the scan mirror 341 and the scan mirror 343 at a high speed of, for example, 1000 Hz or more. That is, by converging (condensing) a laser beam having a certain light intensity or more to a plurality of locations per unit time, the tool shape that is in contact with the workpiece W and substantially contributes to machining can be changed into various non-circular shapes. Can be arbitrarily.
  • FIG. 4 shows the relationship between the moving speed of the nozzle 106 (specifically, the nozzle center point CN) and the moving speed of the tool path TP (specifically, the control center point CL) when starting the control of the tool path TP.
  • the vertical axis represents the moving speed (relative speed) of the nozzle 106 (nozzle center point CN) and the tool locus TP (control center point CL)
  • the horizontal axis represents the time axis.
  • FIG. 5A, FIG. 5B, FIG. 5C, FIG. 5D, and FIG. 5E show the relationship between the nozzle 106 (opening portion 105) and the tool trajectory TP at each time point t10, t11, t12, t13, and t14 shown in FIG. Show. 5A, FIG. 5B, FIG. 5C, FIG. 5D, and FIG. 5E correspond to FIG. 2A and show a state in which the workpiece W is cut rightward.
  • the processing machine main body 100 of the cutting machine 1 starts control of the tool locus TP at time t10 shown in FIG. 4 based on the drive control signal CS.
  • the nozzle 106 and the tool trajectory TP are in a stopped state.
  • the control center point CL of the tool trajectory TP is in a state of being coincident with the nozzle center point CN.
  • the cutting machine 1 controls the tool trajectory TP so that the control center point CL is displaced in the cutting progress direction DT with respect to the nozzle center point CN.
  • the cutting machine 1 starts control of the tool trajectory TP so that the control center point CL moves in the traveling direction DT with the first acceleration AR1 at time t10.
  • the tool trajectory TP (control center point CL) is moving in the traveling direction DT at the first acceleration AR1, and the nozzle 106 is in a stopped state.
  • the distance DL from the nozzle center point CN to the control center point CL on the control center locus LT is less than 1 ⁇ 2 of the offset amount ST (DL ⁇ 1/2 ⁇ ST). is there.
  • the distance DL corresponds to the amount of displacement of the control center point CL with respect to the nozzle center point CN on the control center locus LT.
  • the cutting machine 1 moves the tool trajectory TP (control center point CL) moving at the first acceleration AR1 at a predetermined speed (constant speed) PS in the traveling direction DT at the time t12 after the time t11. During the period from time t10 to time t12, the nozzle 106 is in a stopped state. The cutting machine 1 starts moving the nozzle 106 so that the nozzle center point CN moves at the second acceleration AR2 in the traveling direction DT at time t12.
  • the tool trajectory TP (control center point CL) is moving in the traveling direction DT at a predetermined speed PS, and the nozzle 106 (nozzle center point CN) is traveling in the traveling direction DT at the second acceleration AR2. Is on the move.
  • the distance DL from the nozzle center point CN to the control center point CL on the control center locus LT is longer than 1 ⁇ 2 of the offset amount ST and shorter than the offset amount ST ( 1/2 ⁇ ST ⁇ DL ⁇ ST).
  • the distance DL from the nozzle center point CN to the control center point CL coincides with the offset amount ST. That is, the control center point CL is displaced from the nozzle center point CN by the offset amount ST in the cutting progress direction DT.
  • the cutting machine 1 moves the nozzle 106 (nozzle center point CN) moving at the second acceleration AR2 at the time t14 at a predetermined speed PS in the traveling direction DT. After time t14, the cutting machine 1 moves the nozzle 106 and the tool trajectory TP at the same speed PS in the traveling direction DT while maintaining a constant offset amount ST. Therefore, after time t14, the cutting machine 1 cuts the workpiece W while the tool trajectory TP (control center point CL) maintains the nozzle 106 (nozzle center point CN) and a constant offset ST. .
  • FIG. 6 shows the relationship between the moving speed of the nozzle 106 (specifically, the nozzle center point CN) and the moving speed of the tool path TP (specifically, the control center point CL) when the control of the tool path TP ends.
  • the vertical axis represents the moving speed (relative speed) of the nozzle 106 (nozzle center point CN) and the tool locus TP (control center point CL)
  • the horizontal axis represents the time axis.
  • FIG. 6 corresponds to FIG.
  • FIG. 5E, FIG. 5D, FIG. 5C, FIG. 5B, and FIG. 5A show the relationship between the nozzle 106 (opening 105) and the tool trajectory TP at each time point t20, t21, t22, t23, and t24 shown in FIG. Show.
  • the cutting machine 1 has a nozzle 106 (nozzle center point CN), a tool locus TP (control center point CL), and Is moved at the same speed PS in the traveling direction DT while maintaining a constant offset amount ST.
  • the distance DL from the nozzle center point CN to the control center point CL coincides with the offset amount ST. That is, in the period from time t14 to time t20, the cutting machine 1 has a tool trajectory TP (control center point CL) that maintains a constant offset amount ST with the nozzle 106 (nozzle center point CN). W is cut.
  • the cutting machine 1 decelerates the tool trajectory TP (control center point CL) moving at the predetermined speed PS at the time t20 with the third acceleration AR3 that is a negative acceleration in the traveling direction DT.
  • the nozzle 106 is moving in the traveling direction DT at a predetermined speed PS.
  • the nozzle 106 is moving in the traveling direction DT at a predetermined speed PS, and the tool trajectory TP is decelerating in the traveling direction DT at the third acceleration AR3.
  • the distance DL from the nozzle center point CN to the control center point CL on the control center locus LT is longer than 1 ⁇ 2 of the offset amount ST and shorter than the offset amount ST ( 1/2 ⁇ ST ⁇ DL ⁇ ST).
  • the cutting machine 1 stops the movement of the tool trajectory TP that decelerates in the traveling direction DT with the third acceleration AR3 at time t22 after time t21.
  • the cutting machine 1 stops the vibration of the laser beam and stops the irradiation of the laser beam on the workpiece W at time t22.
  • the nozzle 106 moves in the traveling direction DT at a predetermined speed PS.
  • the cutting machine 1 decelerates the nozzle 106 (nozzle center point CN) moving at a predetermined speed PS at a time t22 with a fourth acceleration AR4 that is a negative acceleration in the traveling direction DT.
  • FIG. 6 shows a case where the third acceleration AR3 of the tool trajectory TP (control center point CL) and the fourth acceleration AR4 of the nozzle 106 (nozzle center point CN) are the same in the traveling direction DT.
  • the nozzle 106 is decelerating in the traveling direction DT with the fourth acceleration AR4.
  • the distance DL from the nozzle center point CN to the control center point CL on the control center locus LT is less than 1 ⁇ 2 of the offset amount ST (DL ⁇ 1/2 ⁇ ST). is there.
  • the cutting machine 1 stops the movement of the nozzle 106 at time t24 after time t23, and ends the cutting of the workpiece W.
  • the control center point CL of the tool trajectory TP coincides with the nozzle center point CN, that is, the initial state.
  • the cutting machine 1 sets the tool locus TP to the nozzle center point CN according to the offset amount ST.
  • the workpiece W is cut while being displaced in the cutting direction DT.
  • 7 and 8 show a state in which the processing machine body 100 cuts the workpiece W by displacing the tool trajectory TP with respect to the central axis of the nozzle 106 in the advancing direction of cutting. 7 and 8 indicates the central axis of the nozzle 106 (hereinafter referred to as the nozzle central axis CA) that passes through the nozzle central point CN.
  • the assist gas AG supplied from the assist gas supply device 400 to the processing machine main body 100 is sprayed from the opening 105 of the nozzle 106 onto the workpiece W.
  • the processing machine body 100 cuts the workpiece W in a state where the tool locus TP is displaced in the cutting progress direction DT with respect to the nozzle center point CN according to the offset amount ST. Therefore, the amount of the assist gas AG that acts on the melt Wmelt generated on the rear side in the traveling direction DT can be increased. Thereby, the discharge property of the melt Wmelt can be improved.
  • FIG. 5A, 5B, FIG. 5D, FIG. 5E, FIG. 9 and FIG. 10 will be used to explain the control method of the second embodiment of the tool trajectory TP in the cutting method of the workpiece W.
  • FIG. 9 shows the relationship between the moving speed of the nozzle 106 (specifically, the nozzle center point CN) and the moving speed of the tool path TP (specifically, the control center point CL) when starting the control of the tool path TP.
  • the vertical axis indicates the moving speed (relative speed) of the nozzle 106 (nozzle center point CN) and the tool trajectory TP (control center point CL)
  • the horizontal axis indicates the time axis.
  • FIG. 9 corresponds to FIG. 5A, FIG. 5B, FIG. 5D, and FIG. 5E show the relationship between the nozzle 106 (opening 105) and the tool trajectory TP at each time point t30, t31, t33, and t34 shown in FIG.
  • the cutting machine 1 starts controlling the tool path TP at time t30 shown in FIG.
  • the nozzle 106 and the tool path TP are in a stopped state.
  • the control center point CL of the tool trajectory TP is in a state of being coincident with the nozzle center point CN.
  • the cutting machine 1 controls the tool trajectory TP so that the control center point CL is displaced in the cutting progress direction DT with respect to the nozzle center point CN.
  • the cutting machine 1 starts control of the tool trajectory TP so that the control center point CL moves at the fifth acceleration AR5 in the traveling direction DT at the time point t30.
  • the cutting machine 1 drives the X-axis carriage 102 and the Y-axis carriage 103 so that the nozzle center point CN moves at the sixth acceleration AR6 (AR6 ⁇ AR5) in the cutting progress direction DT at time t30.
  • the tool trajectory TP (control center point CL) is moving in the traveling direction DT at the fifth acceleration AR5, and the nozzle 106 (nozzle center point CN) is traveling in the sixth acceleration AR6. Moving to DT.
  • the distance DL from the nozzle center point CN to the control center point CL on the control center locus LT is less than 1 ⁇ 2 of the offset amount ST (DL ⁇ 1/2 ⁇ ST). is there.
  • the distance DL corresponds to the amount of displacement of the control center point CL with respect to the nozzle center point CN on the control center locus LT.
  • the cutting machine 1 moves the tool trajectory TP (control center point CL) moving at the fifth acceleration AR5 at the predetermined speed (constant speed) PS in the traveling direction DT at the time t32 after the time t31.
  • the nozzle 106 is moving at the sixth acceleration AR6 in the traveling direction DT.
  • the tool trajectory TP (control center point CL) is moving in the traveling direction DT at a predetermined speed PS
  • the nozzle 106 nozzle center point CN
  • the sixth acceleration AR6 is moving in the traveling direction DT at the sixth acceleration AR6. Is on the move.
  • the distance DL from the nozzle center point CN to the control center point CL on the control center locus LT is longer than 1 ⁇ 2 of the offset amount ST and shorter than the offset amount ST ( 1/2 ⁇ ST ⁇ DL ⁇ ST).
  • the distance DL from the nozzle center point CN to the control center point CL coincides with the offset amount ST. That is, the control center point CL is displaced from the nozzle center point CN by the offset amount ST in the cutting progress direction DT.
  • the cutting machine 1 moves the nozzle 106 (nozzle center point CN) moving at the sixth acceleration AR6 at the time t34 at a predetermined speed PS in the traveling direction DT. After time t34, the cutting machine 1 moves the nozzle 106 and the tool trajectory TP at the same speed PS in the traveling direction DT while maintaining a constant offset amount ST. Therefore, after time t34, the cutting machine 1 cuts the workpiece W with the tool trajectory TP (control center point CL) maintained at the nozzle 106 (nozzle center point CN) and a constant offset amount ST. .
  • FIG. 10 shows the relationship between the moving speed of the nozzle 106 (specifically, the nozzle center point CN) and the moving speed of the tool path TP (specifically, the control center point CL) when the control of the tool path TP ends.
  • the vertical axis indicates the moving speed (relative speed) of the nozzle 106 (nozzle center point CN) and the tool locus TP (control center point CL)
  • the horizontal axis indicates the time axis.
  • FIG. 10 corresponds to FIG. 6 or FIG.
  • FIG. 5E, FIG. 5D, FIG. 5B, and FIG. 5A show the relationship between the nozzle 106 (opening 105) and the tool trajectory TP at each time point t40, t41, t43, and t44 shown in FIG.
  • the cutting machine 1 has a nozzle 106 (nozzle center point CN), a tool locus TP (control center point CL), and Is moved at the same speed PS in the traveling direction DT while maintaining a constant offset amount ST.
  • the distance DL from the nozzle center point CN to the control center point CL coincides with the offset amount ST. That is, in the period from time t34 to time t40, the cutting machine 1 has a tool trajectory TP (control center point CL) that maintains a constant offset amount ST with the nozzle 106 (nozzle center point CN). W is cut.
  • the cutting machine 1 decelerates the tool trajectory TP (control center point CL) moving at a predetermined speed PS at a time point t40 with a seventh acceleration AR7 that is a negative acceleration in the traveling direction DT.
  • the nozzle 106 is moving in the traveling direction DT at a predetermined speed PS.
  • the nozzle 106 is moving in the traveling direction DT at a predetermined speed PS, and the tool trajectory TP is decelerating in the traveling direction DT at the seventh acceleration AR7.
  • the distance DL from the nozzle center point CN to the control center point CL on the control center locus LT is longer than 1 ⁇ 2 of the offset amount ST and shorter than the offset amount ST ( 1/2 ⁇ ST ⁇ DL ⁇ ST).
  • the distance DL corresponds to the amount of displacement of the control center point CL with respect to the nozzle center point CN on the control center locus LT.
  • the cutting machine 1 decelerates the nozzle 106 moving at a predetermined speed PS at the time t42 after the time t41 with an eighth acceleration AR8 that is a negative acceleration in the traveling direction DT.
  • the tool trajectory TP is decelerating in the traveling direction DT at the seventh acceleration AR7.
  • the tool trajectory TP is decelerating in the traveling direction DT at the seventh acceleration AR7, and the nozzle 106 is decelerating in the traveling direction DT at the eighth acceleration AR8.
  • the distance DL from the nozzle center point CN to the control center point CL on the control center locus LT is less than 1 ⁇ 2 of the offset amount ST (DL ⁇ 1/2 ⁇ ST). is there.
  • the control center point CL of the tool locus TP coincides with the nozzle center point CN, that is, the initial state.
  • the cutting machine 1 stops the vibration of the laser beam at time t44 and stops the irradiation of the laser beam onto the workpiece W.
  • the cutting machine 1 stops the movement of the nozzle 106 at time t44 and ends the cutting of the workpiece W.
  • the cutting machine 1 when the offset amount ST between the control center point of the tool path and the center point of the nozzle is set in the processing condition CP, the cutting machine 1 sets the tool path TP to the nozzle according to the offset amount ST.
  • the workpiece W is cut while being displaced in the cutting direction DT with respect to the center point CN. Therefore, as shown in FIG. 7 and FIG. 8, the amount of the assist gas AG acting on the melt Wmelt generated on the rear side in the cutting progress direction DT can be increased. Thereby, the discharge property of the melt Wmelt can be improved.
  • step S1 of the flowchart shown in FIG. 11A the CAD device 20 generates product shape data SD based on product shape information including the size and shape of the final processed product. Further, the CAD device 20 outputs the product shape data SD to the CAM device 21.
  • step S2 the CAM device 21 generates a machining program PP (including a G code) for the cutting machine 1 based on the product shape data SD, and designates a machining condition CP. Further, the CAM device 21 outputs the machining program PP and the machining condition CP to the NC device 200 of the cutting machine 1.
  • a machining program PP including a G code
  • step S2 the machining program PP and the machining condition CP are input from the CAM device 21 to the tool diameter correction amount computing unit 201 and the machining locus computing unit 202 of the NC device 200.
  • step S3 the tool radius correction amount calculation unit 201 recognizes whether or not the offset amount ST between the control center point CL of the tool trajectory TP and the nozzle center point CN is set as the machining condition CP.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 When it is recognized that the offset amount ST is not set as the machining condition CP, the tool radius correction amount calculation unit 201, in step S4, matches the control center point CL of the tool path TP and the nozzle center point CN. Diameter correction information TC is generated.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 performs a cutting process on the control center point CL of the tool locus TP with respect to the nozzle center point CN in step S4. Tool radius correction information TC to be displaced by the offset amount ST in the traveling direction DT is generated. Further, the tool radius correction amount calculation unit 201 outputs the tool radius correction information TC to the machining locus calculation unit 202.
  • the machining program PP and the machining condition CP are input from the CAM device 21 in step S2, and the tool radius correction information TC is input from the tool radius correction amount calculation unit 201 in step S4.
  • the machining trajectory calculation unit 202 translates the G code included in the machining program PP. Further, the machining locus calculation unit 202 determines a cutting correction condition for either cutting with the left tool radius correction or cutting with the right tool radius correction based on the translation result.
  • step S6 the machining locus calculation unit 202 determines that the control center point CL is set to the nozzle center point CN based on the machining program PP, the machining condition CP, the tool radius correction information TC, and the determined cutting correction condition.
  • a tool trajectory control signal TS is generated for displacing by an offset amount ST in the cutting direction DT. Further, the machining path calculation unit 202 outputs a tool path control signal TS to the drive control unit 203.
  • the drive control unit 203 generates a drive control signal CS for controlling the processing machine main body 100 based on the tool locus control signal TS in step S7 of the flowchart shown in FIG. 11B. Further, the drive control unit 203 outputs a drive control signal CS to the processing machine body 100.
  • the NC device 200 controls the laser oscillator 10, the processing machine main body 100, and the assist gas supply device 400 in step S8.
  • the processing unit 104 of the processing machine main body 100 sprays the assist gas AG supplied from the assist gas supply device 400 from the opening 105 of the nozzle 106 onto the workpiece W and is emitted from the laser oscillator 10.
  • the workpiece W is irradiated with the laser beam, and the laser beam is vibrated with a predetermined vibration pattern by the tool trajectory control unit 300.
  • the timing of each operation in the laser oscillator 10, the processing machine main body 100, and the assist gas supply device 400 is controlled by the NC device 200 based on the processing program PP and the processing conditions CP.
  • step S9 the processing machine main body 100 moves the nozzle 106 and processes the tool locus TP with respect to the nozzle center point CN in the cutting progress direction DT in accordance with the offset amount ST.
  • the object W is cut.
  • the NC device 200 controls the laser oscillator 10, the processing machine main body 100, and the assist gas supply device 400 in step S10.
  • the tool path control unit 300 of the processing machine main body 100 stops the vibration of the laser beam.
  • the laser oscillator 10 stops emitting the laser beam.
  • the assist gas supply device 400 stops supplying the assist gas AG to the processing machine body 100.
  • the cutting machine 1 ends the cutting of the workpiece W.
  • tool radius correction information TC including correction information based on the tool trajectory TP and correction information based on the nozzle trajectory NP is generated.
  • the nozzle locus NP and the tool locus TP are obtained by controlling the drive of the machining unit 104 and the drive of the tool locus control unit 300 based on the tool radius correction information TC. Control. Therefore, according to the cutting machine and the cutting method of the present embodiment, the tool trace corresponding to the cutting tool or the cutting trace in a state where the relative position between the nozzle and the processing stage is fixed is non-circular. Even if it exists, the tool diameter of the cutting tool can be accurately corrected.
  • the machining condition CP may include tool path control information in which an offset amount between the control center point of the tool path and the center point of the nozzle 106 is set.
  • the tool path control information when the tool path control information is not included in the machining condition CP, the tool radius correction for matching the control center point CL of the tool path TP with the nozzle center point CN.
  • Information TC is generated.
  • the cutting process progresses with respect to the control center point CL of the tool path TP with respect to the nozzle center point CN.
  • Tool radius correction information TC that is displaced by an offset amount ST in the direction DT is generated.
  • the workpiece W is displaced in the cutting direction DT with respect to the nozzle center point CN according to the offset amount ST. Therefore, the amount of the assist gas AG acting on the melt Wmelt generated on the rear side in the traveling direction DT can be increased. Thereby, the discharge property of the melt Wmelt can be improved.
  • the present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
  • the laser processing machine and the laser processing method have been described as examples.
  • the present invention can be applied to, for example, a water jet processing machine.

Landscapes

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Abstract

切削加工機（１）は加工機本体（１００）とＮＣ装置（２００）を備える。ＮＣ装置（２００）は工具径補正量演算部（２０１）と加工軌跡演算部（２０２）と駆動制御部（２０３）とを有する。加工機本体（１００）は加工ユニット（１０４）と工具軌跡制御部（３００）とを有する。加工条件（ＣＰ）として工具軌跡（ＴＰ）の制御中心点（ＣＬ）とノズル（１０６）の中心点（ＣＮ）とのオフセット量（ＳＴ）が設定されている場合に、加工軌跡演算部（２０２）は制御中心点（ＣＬ）をノズル（１０６）の中心点（ＣＮ）に対して所定の方向（ＤＴ）にオフセット量（ＳＴ）だけ変位させる工具軌跡制御信号（ＴＳ）を生成する。加工機本体（１００）は工具軌跡制御信号（ＴＳ）に基づいて制御中心点（ＣＬ）がノズル（１０６）の中心点（ＣＮ）に対して所定の方向（ＤＴ）に変位するように工具軌跡（ＴＰ）を制御する。

Description

切削加工機及び切削加工方法
　本開示は、レーザビームを照射して加工対象物を加工するレーザ加工機等の切削加工機及び切削加工方法に関する。
　切削加工機として、レーザビームを照射して加工対象物を加工し、所定の形状を有する製品を製作するレーザ加工機が普及している。レーザ加工機は、製品が所定の形状を有して製作されるように、レーザビームによる切削量を考慮した工具径補正により切削加工を実行する。特許文献１には、工具径補正により切削加工を実行するレーザ加工機の一例が記載されている。
特許第６０８７４８３号公報
　レーザ加工機において、レーザビームを射出するノズルと加工対象物を載せる加工テーブルとの相対位置が固定されている状態では、レーザビームは通常、円形状を有するため、切削加工跡も円形状を有する。複数の種類の回転工具を備えたマシニングセンタにおいても、回転工具の位置座標が固定されている状態では、切削加工跡は通常、円形状を有する。ウォータジェット加工機においても、高圧水が射出される位置座標が固定されている状態では、切削加工跡は通常、円形状を有する。従って、工具径補正は、ノズル、回転工具、高圧水等の切削工具の位置座標が固定されている状態における切削加工跡が円形状であることを前提としている。
　そのため、レーザ加工機等の切削加工機は、切削工具による切削加工跡の半径分または切削加工跡の半幅分を工具径補正量に設定し、工具径補正量分だけシフトさせて加工対象物を切削加工するときの軌跡を制御する。一般的に、従来の切削加工機では、工具径補正は切削加工跡が非円形状の場合に対応していない。
　実施形態は、切削工具の位置座標が固定されている状態における切削加工跡が非円形状であっても、切削工具の工具径を精度よく補正することができる切削加工機及び切削加工方法を提供することを目的とする。
　実施形態の第１の態様によれば、加工対象物を切削加工する加工機本体と、前記加工機本体を制御するＮＣ装置とを備え、前記ＮＣ装置は、前記加工対象物を切削加工することによって得られる最終加工製品の寸法及び形状を含む製品形状情報に基づいて設定された加工プログラムと加工条件とに基づいて、前記加工対象物を切削加工する切削工具の工具径を補正するための工具径補正情報を生成する工具径補正量演算部と、前記加工プログラムと前記加工条件と前記工具径補正情報とに基づいて工具軌跡制御信号を生成する加工軌跡演算部と、前記工具軌跡制御信号に基づいて前記加工機本体を制御する駆動制御信号を生成する駆動制御部とを有し、前記加工機本体は、ノズルが先端に取り付けられ、前記加工対象物との相対位置を変化させることにより、前記加工対象物を切削加工する加工ユニットと、前記駆動制御信号に基づいて、前記切削工具に相当し、かつ、非円形状を有する工具軌跡を制御する工具軌跡制御部とを有し、前記加工条件として前記工具軌跡を制御するための基準となる制御中心点と前記ノズルの中心点とのオフセット量が設定されている場合に、前記加工軌跡演算部は、前記制御中心点を前記ノズルの中心点に対して所定の方向に前記オフセット量だけ変位させる前記工具軌跡制御信号を生成し、前記加工機本体は、前記駆動制御信号に基づいて、前記制御中心点が前記ノズルの中心点に対して前記所定の方向に変位するように前記工具軌跡を制御することを特徴とする切削加工機が提供される。
　実施形態の第２の態様によれば、加工対象物を切削加工することによって得られる最終加工製品の寸法及び形状を含む製品形状情報に基づいて設定された加工プログラムと加工条件とに基づいて、前記加工対象物を切削加工する切削工具の工具径を補正するための工具径補正情報を生成し、前記加工プログラムと前記加工条件と前記工具径補正情報とに基づいて工具軌跡制御信号を生成し、前記工具軌跡制御信号に基づいて駆動制御信号を生成し、前記加工条件として、前記加工対象物を切削加工するためのノズルの中心点と、前記切削工具に相当し、かつ、非円形状を有する工具軌跡を制御するための基準となる制御中心点とのオフセット量が設定されている場合に、前記制御中心点を前記ノズルの中心点に対して所定の方向に前記オフセット量だけ変位させる前記工具軌跡制御信号を生成し、前記駆動制御信号に基づいて、前記制御中心点が前記ノズルの中心点に対して前記所定の方向に変位するように前記工具軌跡を制御することを特徴とする切削加工方法が提供される。
　実施形態の切削加工機及び切削加工方法によれば、切削工具の位置座標が固定されている状態における切削加工跡が非円形状であっても、切削工具の工具径を精度よく補正することができる。
図１は、一実施形態の切削加工機の全体的な構成例を示す図である。 図２Ａは、ノズルと工具軌跡との関係を示す図である。 図２Ｂは、ノズルと工具軌跡との関係を示す図である。 図２Ｃは、ノズルと工具軌跡との関係を示す図である。 図３は、工具軌跡制御部の構成例を示す図である。 図４は、工具軌跡の制御を開始するときのノズルの移動速度と工具軌跡の移動速度との関係を示す図である。 図５Ａは、ノズルと工具軌跡との関係を示す図である。 図５Ｂは、ノズルと工具軌跡との関係を示す図である。 図５Ｃは、ノズルと工具軌跡との関係を示す図である。 図５Ｄは、ノズルと工具軌跡との関係を示す図である。 図５Ｅは、ノズルと工具軌跡との関係を示す図である。 図６は、工具軌跡の制御を終了するときのノズルの移動速度と工具軌跡の移動速度との関係を示す図である。 図７は、工具軌跡をノズルの中心点に対して切削加工の進行方向に変位させたときのアシストガスの流れを概念的に示す一部破断の側面図である。 図８は、工具軌跡をノズルの中心点に対して切削加工の進行方向に変位させたときのアシストガスの流れを概念的に示す一部破断の平面図である。 図９は、工具軌跡の制御を開始するときのノズルの移動速度と工具軌跡の移動速度との関係を示す図である。 図１０は、工具軌跡の制御を終了するときのノズルの移動速度と工具軌跡の移動速度との関係を示す図である。 図１１Ａは、一実施形態の切削加工方法の一例を示すフローチャートである。 図１１Ｂは、一実施形態の切削加工方法の一例を示すフローチャートである。
　以下、一実施形態の切削加工機及び切削加工方法について、添付図面を参照して説明する。切削加工機及び切削加工方法の一例として、レーザ加工機及びレーザ加工方法について説明する。
　図１に示すように、切削加工機１は、レーザ発振器１０と、加工機本体１００と、ＮＣ装置（数値制御装置）２００と、アシストガス供給装置４００とを備える。ＮＣ装置２００は、レーザ発振器１０と加工機本体１００とアシストガス供給装置４００とを制御する。アシストガス供給装置４００は、切削加工機１の外部に設置してもよい。
　レーザ発振器１０はレーザビームを生成して射出する。レーザ発振器１０から射出されたレーザビームは、プロセスファイバ１１を介して加工機本体１００へ伝送される。加工機本体１００は、レーザビームを加工対象物Ｗに照射し、かつ、加工対象物Ｗとレーザビームのビームスポットとの相対位置を変化させることにより、加工対象物Ｗを切削加工する。
　レーザ発振器１０としては、レーザダイオードより発せられる励起光を増幅して所定の波長のレーザビームを射出するレーザ発振器、または、レーザダイオードより発せられるレーザビームを直接利用するレーザ発振器が好適である。レーザ発振器１０は、例えば、固体レーザ発振器、ファイバレーザ発振器、ディスクレーザ発振器、または、ダイレクトダイオードレーザ発振器（ＤＤＬ発振器）である。
　レーザ発振器１０は、波長９００ｎｍ～１１００ｎｍの１μｍ帯のレーザビームを射出する。ファイバレーザ発振器及びＤＤＬ発振器を例とすると、ファイバレーザ発振器は、波長１０６０ｎｍ～１０８０ｎｍのレーザビームを射出し、ＤＤＬ発振器は、波長９１０ｎｍ～９５０ｎｍのレーザビームを射出する。
　加工機本体１００は、加工対象物Ｗを載せる加工テーブル１０１と、門型のＸ軸キャリッジ１０２と、Ｙ軸キャリッジ１０３と、加工ユニット１０４と、工具軌跡制御部３００とを有する。加工対象物Ｗは例えばステンレス鋼よりなる板金である。加工対象物はステンレス鋼以外の鉄系の板金であっても構わないし、アルミニウム、アルミニウム合金、銅鋼などの板金であっても構わない。レーザ発振器１０から射出されたレーザビームは、プロセスファイバ１１を介して加工機本体１００の加工ユニット１０４へ伝送される。工具軌跡制御部３００は加工ユニット１０４の内部に収容されている。
　Ｘ軸キャリッジ１０２は、加工テーブル１０１上でＸ軸方向に移動自在に構成されている。Ｙ軸キャリッジ１０３は、Ｘ軸キャリッジ１０２上でＸ軸と直交するＹ軸方向に移動自在に構成されている。Ｘ軸キャリッジ１０２及びＹ軸キャリッジ１０３は、加工ユニット１０４を加工対象物Ｗの面に沿って、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、または、Ｘ軸とＹ軸との任意の合成方向に移動させる移動機構として機能する。
　加工機本体１００は、加工ユニット１０４を加工対象物Ｗの面に沿って移動させる代わりに、加工ユニット１０４は位置が固定されていて、加工対象物Ｗが移動するように構成されていてもよい。加工機本体１００は、加工対象物Ｗの面に対する加工ユニット１０４の相対的な位置を移動させる移動機構を備えていればよい。
　加工ユニット１０４にはノズル１０６が取り付けられている。ノズル１０６の先端部には円形の開口部１０５が形成されている。加工ユニット１０４に伝送されたレーザビームは、ノズル１０６の開口部１０５から射出され、加工対象物Ｗに照射される。
　アシストガス供給装置４００は、アシストガスＡＧを加工機本体１００の加工ユニット１０４に供給する。アシストガス供給装置４００は、加工対象物Ｗがステンレス鋼であれば窒素を、加工対象物Ｗが軟鋼であれば酸素をアシストガスＡＧとして加工ユニット１０４に供給する。アシストガスＡＧは、混合ガスでもよく、その目的が酸化抑制なのか、酸化反応熱を利用するのかによって、混合比を任意に設定できるものである。
　加工機本体１００の加工ユニット１０４は、加工対象物Ｗを切削加工するときに、ノズル１０６の開口部１０５からレーザビームを加工対象物Ｗに照射し、かつ、アシストガスＡＧを加工対象物Ｗに吹き付ける。アシストガスＡＧは、レーザビームによる加工対象物Ｗの溶融物を排出する。
　工具軌跡制御部３００は、加工ユニット１０４内を進行して開口部１０５から射出されるレーザビームを、非円形状の振動パターンで振動させるビーム振動機構として機能する。工具軌跡制御部３００がレーザビームを非円形状の振動パターンで振動させることにより、加工ユニット１０４は非円形状の工具軌跡により加工対象物Ｗを切削加工する。工具軌跡制御部３００の具体的な構成例、及び、工具軌跡制御部３００がレーザビームのビームスポットを非円形状の振動パターンで振動させる方法については後述する。ここで、工具軌跡とは、一定時間内に非円形状の振動パターンで振動させたビーム振動によってなされたビームの軌跡が描いた図形であって、振動工具形状を指す。つまり、通常は、ノズル１０６から射出される円形のレーザビームそのものが切削工具であり、そのビーム半径分が工具径補正となるが、ここでは、振動パターンで描いた図形の工具軌跡を切削工具とする。ノズル１０６と加工テーブル１０１との相対位置が固定されている状態における切削加工跡は、工具軌跡に対応する。
　ＣＡＤ（Computer Aided Design）装置２０は、加工対象物Ｗを切削加工することによって得られる最終加工製品の寸法及び形状を含む製品形状情報に基づいて製品形状データ（ＣＡＤデータ）ＳＤを生成し、ＣＡＭ（computer aided manufacturing）装置２１へ出力する。ＣＡＭ装置２１は、製品形状データＳＤに基づいて、切削加工機１が切削加工を実行するための加工プログラム（ＮＣデータ）ＰＰを生成し、加工条件ＣＰを指定する。即ち、加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰとは、最終加工製品の寸法及び形状を含む製品形状情報に基づいて設定させる。
　加工プログラムＰＰには、切削加工の進行方向の左側に工具径補正量分だけシフトさせて軌跡制御を実行するＧ４１（左工具径補正）、または、切削加工の進行方向の右側に工具径補正量分だけシフトさせて軌跡制御を実行するＧ４２（右工具径補正）で示されるＧコードが含まれている。
　ＣＡＭ装置２１は、加工条件ＣＰとして、切削工具に相当する工具軌跡を指定する。工具軌跡は例えば非円形状を有する。ＣＡＭ装置２１は、工具軌跡の制御中心点とノズル１０６の中心点とのオフセット量を設定することができる。加工条件ＣＰには、工具軌跡が指定され、かつ、工具軌跡の制御中心点とノズル１０６の中心点とのオフセット量が設定された工具軌跡制御情報が含まれている。なお、制御中心点とは、従前のレーザ加工の工具径補正の場合のレーザビーム中心であり、本件の場合は工具軌跡を非円形状の切削工具とするとき、切断ラインを切削工具と製品の境界とするときの切断ライン（切断位置）に対して切削工具を制御する中心の位置である。
　加工条件ＣＰには、加工対象物Ｗの材質及び厚さ等の材料パラメータが指定された加工対象情報が含まれている。加工条件ＣＰには、レーザビームの出力、加工速度、及び、ノズル１０６の開口部１０５の直径（ノズル径）等の加工パラメータ、及び、アシストガス条件等の切削加工情報が含まれている。即ち、加工条件ＣＰには、工具軌跡制御情報と加工対象情報と切削加工情報とが含まれている。
　ＣＡＭ装置２１は、加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰとを切削加工機１のＮＣ装置２００へ出力する。ＮＣ装置２００は、加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰとに基づいて、レーザ発振器１０とアシストガス供給装置４００とを制御する。ＮＣ装置２００は、加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰとに基づいて、加工機本体１００を制御してＸ軸キャリッジ１０２及びＹ軸キャリッジ１０３を駆動させることにより、ノズル１０６を目的の位置へ移動させる。
　ＮＣ装置２００は、加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰとに基づいて、加工機本体１００の工具軌跡制御部３００を制御することにより、ノズル１０６の開口部１０５より射出されるレーザビームのビームスポットの軌跡を制御する。ビームスポットの軌跡は工具軌跡に相当する。切削加工機１は、ノズル１０６の開口部１０５内において、工具軌跡をオフセット量に応じて変位させることができる。
　ＮＣ装置２００は、工具径補正量演算部２０１と、加工軌跡演算部２０２と、駆動制御部２０３とを有する。工具径補正量演算部２０１、及び、加工軌跡演算部２０２には、ＣＡＭ装置２１から加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰとが入力される。工具径補正量演算部２０１は、加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰとに基づいて、加工対象物Ｗを切削加工するための切削工具の工具径を補正するための工具径補正情報ＴＣを生成する。
　図２Ａ、図２Ｂ、及び、図２Ｃを用いて、ノズル１０６と工具軌跡との関係について説明する。図２Ａ、図２Ｂ、及び、図２Ｃは、ノズル１０６の内部から開口部１０５を介して加工対象物Ｗに照射されるレーザビームのビームスポットの軌跡（工具軌跡）を示している。
　図２Ａ、図２Ｂ、及び、図２Ｃに示す各符号について説明する。符号ＴＰは工具軌跡を示している。工具軌跡ＴＰは加工対象物Ｗを切削加工するための切削工具に相当する。工具軌跡ＴＰの形状は切削工具の形状に相当する。工具軌跡ＴＰは例えば非円形状を有する。
　符号ＢＳは加工対象物Ｗに照射されるレーザビームのビームスポットを示している。レーザ加工機の場合、工具軌跡ＴＰはレーザビームのビームスポットＢＳの軌跡に相当する。図２Ａ、図２Ｂ、及び、図２Ｃには、非円形状の一例として、ビームスポットＢＳが楕円上を回転するように振動する振動パターンの工具軌跡ＴＰを示している。なお、工具軌跡ＴＰの振動パターンは非円形状を含む自由形状であればよい。
　ビームスポットＢＳは工具軌跡ＴＰ上を回転移動する。図２Ａ、図２Ｂ、及び、図２Ｃに示す矢印は、ビームスポットＢＳの回転方向を示している。なお、図２Ａ、図２Ｂ、及び、図２ＣではビームスポットＢＳが左回りに回転移動する状態を示しているが、ビームスポットＢＳが右回りに回転移動するようにしてもよい。
　符号ＣＮはノズル１０６の中心点（以下、ノズル中心点ＣＮとする）を示している。ノズル中心点ＣＮと開口部１０５の中心点とは一致している。符号ＣＬは工具軌跡ＴＰを制御するための基準となる制御中心点を示している。符号ＬＴは工具軌跡ＴＰが移動する軌跡、具体的には制御中心点ＣＬの軌跡（以下、制御中心軌跡ＬＴとする）を示している。
　符号ＤＴは切削加工の進行方向（所定の方向）を示す。制御中心軌跡ＬＴは、工具軌跡ＴＰの制御中心点ＣＬが進行方向ＤＴに移動する軌跡に相当する。図２Ａは加工対象物Ｗを右方向に切削加工する状態を示している。図２Ｂは加工対象物Ｗを右下方向に円弧上に切削加工する状態を示している。図２Ｃは加工対象物Ｗを右方向に切削加工し、さらに左下方向に切削加工する状態を示している。
　図２Ａに示す符号ＭＶＬ及びＭＶＲは工具径補正値を示している。工具径補正値ＭＶＬ及びＭＶＲは、制御中心点ＣＬから加工面形成位置ＭＰＬ及びＭＰＲまでの距離に相当する。加工面形成位置ＭＰＬ及びＭＰＲは、工具軌跡ＴＰが切削加工の進行方向ＤＴに移動したときに、加工対象物Ｗに加工面が形成される位置である。即ち、加工面形成位置ＭＰＬ及びＭＰＲは、工具軌跡ＴＰにおいて工具径が最大となる位置である。工具径補正値ＭＶＬは左工具径補正におけるパラメータであり、工具径補正値ＭＶＲは右工具径補正におけるパラメータである。
　符号ＳＴは工具軌跡ＴＰの制御中心点ＣＬとノズル中心点ＣＮとのオフセット量を示している。オフセット量ＳＴは、制御中心軌跡ＬＴ上におけるノズル中心点ＣＮから制御中心点ＣＬまでの距離（長さ）に相当する。
　図２Ａに示すように、加工対象物Ｗを右方向に切削加工する場合、オフセット量ＳＴは、ノズル中心点ＣＮから制御中心点ＣＬまでの制御中心軌跡ＬＴ上における右方向の距離（長さ）に相当する。図２Ｂに示すように、加工対象物Ｗを右下方向に円弧上に切削加工する場合、オフセット量ＳＴは、ノズル中心点ＣＮから制御中心点ＣＬまでの制御中心軌跡ＬＴ上における右下方向の円弧上の距離（長さ）に相当する。図２Ｃに示すように、加工対象物Ｗを右方向に切削加工し、さらに左下方向に切削加工する場合、オフセット量ＳＴは、ノズル中心点ＣＮから制御中心点ＣＬまでの制御中心軌跡ＬＴ上における右方向の距離（長さ）と左下方向の距離（長さ）とが加算された距離（長さ）に相当する。
　工具径補正量演算部２０１は、加工条件ＣＰに含まれる工具軌跡ＴＰを認識する。工具径補正量演算部２０１は、加工条件ＣＰに工具軌跡制御情報としてオフセット量ＳＴが設定されているか否かを認識する。
　加工条件ＣＰにオフセット量ＳＴが設定されていないと認識された場合、工具径補正量演算部２０１は、認識された工具軌跡ＴＰとノズル１０６の軌跡ＮＰ（以下、ノズル軌跡ＮＰとする）と切削加工の進行方向ＤＴとに基づいて、工具軌跡ＴＰの制御中心点ＣＬとノズル中心点ＣＮとを一致させる工具径補正情報ＴＣを生成する。ノズル軌跡ＮＰとは、具体的にはノズル中心点ＣＮの軌跡である。
　加工条件ＣＰにオフセット量ＳＴが設定されていると認識された場合、工具径補正量演算部２０１は、認識された工具軌跡ＴＰとノズル軌跡ＮＰと切削加工の進行方向ＤＴとオフセット量ＳＴとに基づいて、工具軌跡ＴＰの制御中心点ＣＬをノズル中心点ＣＮに対して切削加工の進行方向ＤＴにオフセット量ＳＴだけ変位させる工具径補正情報ＴＣを生成する。
　加工条件ＣＰにオフセット量ＳＴが設定されている場合、工具径補正情報ＴＣは、ノズル軌跡ＮＰ（ノズル中心点ＣＮを含む）と、工具軌跡ＴＰ（制御中心点ＣＬを含む）と、制御中心軌跡ＬＴと、工具径補正値ＭＶＬ及びＭＶＲと、オフセット量ＳＴとを含む。
　工具径補正量演算部２０１は、左工具径補正と右工具径補正の両方の補正情報を含む工具径補正情報ＴＣを加工軌跡演算部２０２へ出力する。加工軌跡演算部２０２には、ＣＡＭ装置２１から加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰとが入力され、工具径補正量演算部２０１から工具径補正情報ＴＣが入力される。加工軌跡演算部２０２は、加工プログラムＰＰに含まれているＧコードを翻訳する。なお、加工プログラムＰＰはＧコードの代わりにロボット言語等を含んでいてもよい。
　加工軌跡演算部２０２は、翻訳結果に基づいて、左工具径補正にて切削加工するか、右工具径補正にて切削加工するかのいずれかの切削加工補正条件を決定する。
　加工軌跡演算部２０２は、加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰと工具径補正情報ＴＣと決定された切削加工補正条件とに基づいて、制御中心点ＣＬをノズル中心点ＣＮに対して切削加工の進行方向ＤＴにオフセット量ＳＴだけ変位させるための工具軌跡制御信号ＴＳを生成する。加工軌跡演算部２０２は、工具軌跡制御信号ＴＳを駆動制御部２０３へ出力する。駆動制御部２０３は、工具軌跡制御信号ＴＳに基づいて、加工機本体１００を制御する駆動制御信号ＣＳを生成する。駆動制御部２０３は駆動制御信号ＣＳを加工機本体１００へ出力する。
　左工具径補正にて切削加工する場合、駆動制御部２０３は、ノズル軌跡ＮＰと工具軌跡ＴＰと制御中心軌跡ＬＴと工具径補正値ＭＶＬとオフセット量ＳＴとに基づいて駆動制御信号ＣＳを生成する。右工具径補正にて切削加工する場合、駆動制御部２０３は、ノズル軌跡ＮＰと工具軌跡ＴＰと制御中心軌跡ＬＴと工具径補正値ＭＶＲとオフセット量ＳＴとに基づいて駆動制御信号ＣＳを生成する。
　駆動制御部２０３は、駆動制御信号ＣＳにより、加工機本体１００のＸ軸キャリッジ１０２及びＹ軸キャリッジ１０３と工具軌跡制御部３００とを制御する。加工機本体１００は、駆動制御信号ＣＳに基づいてＸ軸キャリッジ１０２及びＹ軸キャリッジ１０３を駆動させ、ノズル１０６を、ノズル軌跡ＮＰ上を移動させる。工具軌跡制御部３００は、駆動制御信号ＣＳに基づいて、ノズル１０６の開口部１０５より射出されるレーザビームのビームスポットＢＳの軌跡を制御する。
　図３を用いて、工具軌跡制御部３００の具体的な構成例、及び、工具軌跡制御部３００がレーザビームのビームスポットＢＳを非円形状の振動パターンで振動させる方法の一例を説明する。
　図３に示すように、工具軌跡制御部３００は加工ユニット１０４の内部に収容されている。工具軌跡制御部３００は、コリメータレンズ３３１と、ガルバノスキャナユニット３４０と、ベンドミラー３３４と、集束レンズ３３５とを有する。コリメータレンズ３３１は、プロセスファイバ１１より射出されたレーザビームを平行光（コリメート光）に変換する。
　ガルバノスキャナユニット３４０は、スキャンミラー３４１（第１のスキャンミラー）と、スキャンミラー３４１を回転駆動させる駆動部３４２（第１の駆動部）と、スキャンミラー３４３（第２のスキャンミラー）と、スキャンミラー３４３を回転駆動させる駆動部３４４（第２の駆動部）とを有する。
　駆動部３４２は、駆動制御部２０３の制御により、スキャンミラー３４１を所定の方向（例えばＸ方向）に所定の角度範囲で往復駆動させることができる。スキャンミラー３４１は、コリメータレンズ３２１により平行光に変換されたレーザビームをスキャンミラー３４３に向けて反射する。
　駆動部３４４は、駆動制御部２０３の制御により、スキャンミラー３４３を、スキャンミラー３４１の駆動方向とは異なる方向（例えばＹ方向）に所定の角度範囲で往復駆動させることができる。スキャンミラー３４３は、スキャンミラー３４１により反射されたレーザビームをベンドミラー３３４に向けて反射する。
　ベンドミラー３３４は、スキャンミラー３４３により反射されたレーザビームをＸ軸及びＹ軸に垂直なＺ軸方向下方に向けて反射させる。集束レンズ３３５はベンドミラー３３４により反射したレーザビームを集束して、加工対象物Ｗに照射する。
　ガルバノスキャナユニット３４０は、スキャンミラー３４１とスキャンミラー３４３とのいずれか一方または双方を高速で例えば１０００Ｈｚ以上で往復振動させることにより、工具軌跡ＴＰを多種の非円形状にすることができる。即ち、一定の光強度以上のレーザビームを単位時間当たりに複数個所へ集束（集光）させることにより、加工対象物Ｗに接して実質的に加工に寄与する工具形状を、多種の非円形状にすることが任意にできる。
　図４、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ、図５Ｅ、図６、図７、及び、図８を用いて、加工対象物Ｗの切削加工方法における工具軌跡ＴＰの実施例１の制御方法について説明する。
　図４は工具軌跡ＴＰの制御を開始するときのノズル１０６（具体的にはノズル中心点ＣＮ）の移動速度と工具軌跡ＴＰ（具体的には制御中心点ＣＬ）の移動速度との関係を示している。図４は、縦軸がノズル１０６（ノズル中心点ＣＮ）、及び、工具軌跡ＴＰ（制御中心点ＣＬ）の移動速度（相対速度）を示し、横軸が時間軸を示している。
　図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ、及び、図５Ｅは、図４に示す各時点ｔ１０、ｔ１１、ｔ１２、ｔ１３、及びｔ１４におけるノズル１０６（開口部１０５）と工具軌跡ＴＰとの関係を示している。図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ、及び、図５Ｅは、図２Ａに対応し、加工対象物Ｗを右方向に切削加工する状態を示している。
　切削加工機１の加工機本体１００は、駆動制御信号ＣＳに基づいて、図４に示す時点ｔ１０にて工具軌跡ＴＰの制御を開始する。時点ｔ１０では、ノズル１０６、及び、工具軌跡ＴＰは停止した状態である。時点ｔ１０では、図５Ａに示すように、工具軌跡ＴＰの制御中心点ＣＬがノズル中心点ＣＮと一致した状態である。
　切削加工機１は、制御中心点ＣＬがノズル中心点ＣＮに対して切削加工の進行方向ＤＴに変位するように工具軌跡ＴＰを制御する。切削加工機１は、時点ｔ１０にて制御中心点ＣＬが進行方向ＤＴに第１の加速度ＡＲ１で移動するように工具軌跡ＴＰの制御を開始する。
　時点ｔ１０後の時点ｔ１１では、工具軌跡ＴＰ（制御中心点ＣＬ）は第１の加速度ＡＲ１で進行方向ＤＴに移動中であり、ノズル１０６は停止した状態である。時点ｔ１１では、図５Ｂに示すように、制御中心軌跡ＬＴ上におけるノズル中心点ＣＮから制御中心点ＣＬまでの距離ＤＬは、オフセット量ＳＴの１／２未満（ＤＬ＜１／２×ＳＴ）である。距離ＤＬは、制御中心軌跡ＬＴ上におけるノズル中心点ＣＮに対する制御中心点ＣＬの変位量に相当する。
　切削加工機１は、時点ｔ１１後の時点ｔ１２にて、第１の加速度ＡＲ１で移動する工具軌跡ＴＰ（制御中心点ＣＬ）を、進行方向ＤＴに所定の速度（一定速度）ＰＳで移動させる。時点ｔ１０から時点ｔ１２までの期間では、ノズル１０６は停止した状態である。切削加工機１は、時点ｔ１２にてノズル中心点ＣＮが進行方向ＤＴに第２の加速度ＡＲ２で移動するようにノズル１０６の移動を開始する。
　図４は、進行方向ＤＴにおいて工具軌跡ＴＰ（制御中心点ＣＬ）の第１の加速度ＡＲ１とノズル１０６（ノズル中心点ＣＮ）の第２の加速度ＡＲ２とが同じ（ＡＲ１＝ＡＲ２）である場合を示している。時点ｔ１２では、図５Ｃに示すように、制御中心軌跡ＬＴ上におけるノズル中心点ＣＮから制御中心点ＣＬまでの距離ＤＬは、オフセット量ＳＴの１／２（ＤＬ＝１／２×ＳＴ）である。
　時点ｔ１２後の時点ｔ１３では、工具軌跡ＴＰ（制御中心点ＣＬ）は所定の速度ＰＳで進行方向ＤＴに移動中であり、ノズル１０６（ノズル中心点ＣＮ）は第２の加速度ＡＲ２で進行方向ＤＴに移動中である。時点ｔ１３では、図５Ｄに示すように、制御中心軌跡ＬＴ上におけるノズル中心点ＣＮから制御中心点ＣＬまでの距離ＤＬは、オフセット量ＳＴの１／２よりも長く、オフセット量ＳＴよりも短い（１／２×ＳＴ＜ＤＬ＜ＳＴ）。
　時点ｔ１３後の時点ｔ１４にて、図５Ｅに示すように、ノズル中心点ＣＮから制御中心点ＣＬまでの距離ＤＬはオフセット量ＳＴと一致する。即ち、制御中心点ＣＬは、ノズル中心点ＣＮに対して切削加工の進行方向ＤＴにオフセット量ＳＴだけ変位した状態となる。
　切削加工機１は、時点ｔ１４にて、第２の加速度ＡＲ２で移動するノズル１０６（ノズル中心点ＣＮ）を、進行方向ＤＴに所定の速度ＰＳで移動させる。時点ｔ１４以降は、切削加工機１は、ノズル１０６と工具軌跡ＴＰとを一定のオフセット量ＳＴを維持して、進行方向ＤＴに同じ速度ＰＳで移動させる。従って、切削加工機１は、時点ｔ１４以降は、工具軌跡ＴＰ（制御中心点ＣＬ）がノズル１０６（ノズル中心点ＣＮ）と一定のオフセット量ＳＴを維持した状態で加工対象物Ｗを切削加工する。
　図６は工具軌跡ＴＰの制御を終了するときのノズル１０６（具体的にはノズル中心点ＣＮ）の移動速度と工具軌跡ＴＰ（具体的には制御中心点ＣＬ）の移動速度との関係を示している。図６は、縦軸がノズル１０６（ノズル中心点ＣＮ）、及び、工具軌跡ＴＰ（制御中心点ＣＬ）の移動速度（相対速度）を示し、横軸が時間軸を示している。図６は図４に対応する。
　図５Ｅ、図５Ｄ、図５Ｃ、図５Ｂ、及び、図５Ａは、図６に示す各時点ｔ２０、ｔ２１、ｔ２２、ｔ２３、及びｔ２４におけるノズル１０６（開口部１０５）と工具軌跡ＴＰとの関係を示している。
　図４に示す時点ｔ１４から図６に示す時点ｔ２０までの期間では、図５Ｅに示すように、切削加工機１は、ノズル１０６（ノズル中心点ＣＮ）と工具軌跡ＴＰ（制御中心点ＣＬ）とを一定のオフセット量ＳＴを維持して、進行方向ＤＴに同じ速度ＰＳで移動させる。
　時点ｔ１４から時点ｔ２０までの期間では、ノズル中心点ＣＮから制御中心点ＣＬまでの距離ＤＬがオフセット量ＳＴと一致している。即ち、切削加工機１は、時点ｔ１４から時点ｔ２０までの期間では、工具軌跡ＴＰ（制御中心点ＣＬ）がノズル１０６（ノズル中心点ＣＮ）と一定のオフセット量ＳＴを維持した状態で加工対象物Ｗを切削加工する。
　切削加工機１は、時点ｔ２０にて、所定の速度ＰＳで移動する工具軌跡ＴＰ（制御中心点ＣＬ）を、進行方向ＤＴにマイナスの加速度である第３の加速度ＡＲ３で減速させる。時点ｔ２０ではノズル１０６は所定の速度ＰＳで進行方向ＤＴに移動中である。
　時点ｔ２０後の時点ｔ２１では、ノズル１０６は所定の速度ＰＳで進行方向ＤＴに移動中であり、工具軌跡ＴＰは第３の加速度ＡＲ３で進行方向ＤＴに減速中である。時点ｔ２１では、図５Ｄに示すように、制御中心軌跡ＬＴ上におけるノズル中心点ＣＮから制御中心点ＣＬまでの距離ＤＬは、オフセット量ＳＴの１／２よりも長く、オフセット量ＳＴよりも短い（１／２×ＳＴ＜ＤＬ＜ＳＴ）。
　切削加工機１は、時点ｔ２１後の時点ｔ２２にて、第３の加速度ＡＲ３で進行方向ＤＴに減速する工具軌跡ＴＰの移動を停止させる。切削加工機１は、時点ｔ２２にて、レーザビームの振動を停止させ、かつ、加工対象物Ｗへのレーザビームの照射を停止させる。時点ｔ１４から時点ｔ２２までの期間では、ノズル１０６は所定の速度ＰＳで進行方向ＤＴに移動する。切削加工機１は、時点ｔ２２にて、所定の速度ＰＳで移動するノズル１０６（ノズル中心点ＣＮ）を、進行方向ＤＴにマイナスの加速度である第４の加速度ＡＲ４で減速させる。
　図６は、進行方向ＤＴにおいて工具軌跡ＴＰ（制御中心点ＣＬ）の第３の加速度ＡＲ３とノズル１０６（ノズル中心点ＣＮ）の第４の加速度ＡＲ４とが同じである場合を示している。時点ｔ２２では、図５Ｃに示すように、制御中心軌跡ＬＴ上におけるノズル中心点ＣＮから制御中心点ＣＬまでの距離ＤＬは、オフセット量ＳＴの１／２（ＤＬ＝１／２×ＳＴ）である。
　時点ｔ２２後の時点ｔ２３では、ノズル１０６は第４の加速度ＡＲ４で進行方向ＤＴに減速中である。時点ｔ２３では、図５Ｂに示すように、制御中心軌跡ＬＴ上におけるノズル中心点ＣＮから制御中心点ＣＬまでの距離ＤＬは、オフセット量ＳＴの１／２未満（ＤＬ＜１／２×ＳＴ）である。切削加工機１は、時点ｔ２３後の時点ｔ２４にて、ノズル１０６の移動を停止させ、加工対象物Ｗの切削加工を終了する。時点ｔ２４では、図５Ａに示すように、工具軌跡ＴＰの制御中心点ＣＬがノズル中心点ＣＮと一致した状態、即ち、初期状態となる。
　加工条件ＣＰに工具軌跡の制御中心点とノズルの中心点とのオフセット量ＳＴが設定されている場合、切削加工機１は、工具軌跡ＴＰをオフセット量ＳＴに応じてノズル中心点ＣＮに対して切削加工の進行方向ＤＴに変位させた状態で、加工対象物Ｗを切削加工する。図７、及び、図８は、加工機本体１００が、ノズル１０６の中心軸に対して工具軌跡ＴＰを切削加工の進行方向に変位させ、加工対象物Ｗを切削加工する状態を示している。図７、及び、図８に示す符号ＣＡは、ノズル中心点ＣＮを通る、ノズル１０６の中心軸（以下、ノズル中心軸ＣＡとする）を示している。
　図７、及び、図８において、アシストガス供給装置４００から加工機本体１００へ供給されるアシストガスＡＧは、ノズル１０６の開口部１０５から加工対象物Ｗに吹き付けられる。加工機本体１００は、工具軌跡ＴＰをオフセット量ＳＴに応じてノズル中心点ＣＮに対して切削加工の進行方向ＤＴに変位させた状態で加工対象物Ｗを切削加工する。そのため、進行方向ＤＴの後方側に生成される溶融物Ｗmeltに作用するアシストガスＡＧの量を増やすことができる。これにより、溶融物Ｗmeltの排出性を向上させることができる。
　図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｄ、図５Ｅ、図９、及び、図１０を用いて、加工対象物Ｗの切削加工方法における工具軌跡ＴＰの実施例２の制御方法について説明する。
　図９は工具軌跡ＴＰの制御を開始するときのノズル１０６（具体的にはノズル中心点ＣＮ）の移動速度と工具軌跡ＴＰ（具体的には制御中心点ＣＬ）の移動速度との関係を示している。図９は、縦軸がノズル１０６（ノズル中心点ＣＮ）、及び、工具軌跡ＴＰ（制御中心点ＣＬ）の移動速度（相対速度）を示し、横軸が時間軸を示している。図９は図４に対応する。図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｄ、及び、図５Ｅは、図９に示す各時点ｔ３０、ｔ３１、ｔ３３、及びｔ３４におけるノズル１０６（開口部１０５）と工具軌跡ＴＰとの関係を示している。
　切削加工機１は、図９に示す時点ｔ３０にて工具軌跡ＴＰの制御を開始する。時点ｔ３０では、ノズル１０６、及び、工具軌跡ＴＰは停止した状態である。時点ｔ３０では、図５Ａに示すように、工具軌跡ＴＰの制御中心点ＣＬがノズル中心点ＣＮと一致した状態である。
　切削加工機１は、制御中心点ＣＬがノズル中心点ＣＮに対して切削加工の進行方向ＤＴに変位するように工具軌跡ＴＰを制御する。切削加工機１は、時点ｔ３０にて制御中心点ＣＬが進行方向ＤＴに第５の加速度ＡＲ５で移動するように工具軌跡ＴＰの制御を開始する。切削加工機１は、時点ｔ３０にてノズル中心点ＣＮが切削加工の進行方向ＤＴに第６の加速度ＡＲ６（ＡＲ６＜ＡＲ５）で移動するようにＸ軸キャリッジ１０２及びＹ軸キャリッジ１０３を駆動する。
　時点ｔ３０後の時点ｔ３１では、工具軌跡ＴＰ（制御中心点ＣＬ）は第５の加速度ＡＲ５で進行方向ＤＴに移動中であり、ノズル１０６（ノズル中心点ＣＮ）は第６の加速度ＡＲ６で進行方向ＤＴに移動中である。時点ｔ３１では、図５Ｂに示すように、制御中心軌跡ＬＴ上におけるノズル中心点ＣＮから制御中心点ＣＬまでの距離ＤＬは、オフセット量ＳＴの１／２未満（ＤＬ＜１／２×ＳＴ）である。距離ＤＬは、制御中心軌跡ＬＴ上におけるノズル中心点ＣＮに対する制御中心点ＣＬの変位量に相当する。
　切削加工機１は、時点ｔ３１後の時点ｔ３２にて、第５の加速度ＡＲ５で移動する工具軌跡ＴＰ（制御中心点ＣＬ）を、進行方向ＤＴに所定の速度（一定速度）ＰＳで移動させる。時点ｔ３２では、ノズル１０６は進行方向ＤＴに第６の加速度ＡＲ６で移動中である。
　時点ｔ３２後の時点ｔ３３では、工具軌跡ＴＰ（制御中心点ＣＬ）は所定の速度ＰＳで進行方向ＤＴに移動中であり、ノズル１０６（ノズル中心点ＣＮ）は第６の加速度ＡＲ６で進行方向ＤＴに移動中である。時点ｔ３３では、図５Ｄに示すように、制御中心軌跡ＬＴ上におけるノズル中心点ＣＮから制御中心点ＣＬまでの距離ＤＬは、オフセット量ＳＴの１／２よりも長く、オフセット量ＳＴよりも短い（１／２×ＳＴ＜ＤＬ＜ＳＴ）。
　時点ｔ３３後の時点ｔ３４にて、図５Ｅに示すように、ノズル中心点ＣＮから制御中心点ＣＬまでの距離ＤＬはオフセット量ＳＴと一致する。即ち、制御中心点ＣＬは、ノズル中心点ＣＮに対して切削加工の進行方向ＤＴにオフセット量ＳＴだけ変位した状態となる。
　切削加工機１は、時点ｔ３４にて、第６の加速度ＡＲ６で移動するノズル１０６（ノズル中心点ＣＮ）を、進行方向ＤＴに所定の速度ＰＳで移動させる。時点ｔ３４以降は、切削加工機１は、ノズル１０６と工具軌跡ＴＰとを一定のオフセット量ＳＴを維持して、進行方向ＤＴに同じ速度ＰＳで移動させる。従って、切削加工機１は、時点ｔ３４以降は、工具軌跡ＴＰ（制御中心点ＣＬ）がノズル１０６（ノズル中心点ＣＮ）と一定のオフセット量ＳＴを維持した状態で加工対象物Ｗを切削加工する。
　図１０は工具軌跡ＴＰの制御を終了するときのノズル１０６（具体的にはノズル中心点ＣＮ）の移動速度と工具軌跡ＴＰ（具体的には制御中心点ＣＬ）の移動速度との関係を示している。図１０は、縦軸がノズル１０６（ノズル中心点ＣＮ）、及び、工具軌跡ＴＰ（制御中心点ＣＬ）の移動速度（相対速度）を示し、横軸が時間軸を示している。図１０は図６または図９に対応する。
　図５Ｅ、図５Ｄ、図５Ｂ、及び、図５Ａは、図１０に示す各時点ｔ４０、ｔ４１、ｔ４３、及びｔ４４におけるノズル１０６（開口部１０５）と工具軌跡ＴＰとの関係を示している。
　図９に示す時点ｔ３４から図１０に示す時点ｔ４０までの期間では、図５Ｅに示すように、切削加工機１は、ノズル１０６（ノズル中心点ＣＮ）と工具軌跡ＴＰ（制御中心点ＣＬ）とを一定のオフセット量ＳＴを維持して、進行方向ＤＴに同じ速度ＰＳで移動させる。
　時点ｔ３４から時点ｔ４０までの期間では、ノズル中心点ＣＮから制御中心点ＣＬまでの距離ＤＬがオフセット量ＳＴと一致している。即ち、切削加工機１は、時点ｔ３４から時点ｔ４０までの期間では、工具軌跡ＴＰ（制御中心点ＣＬ）がノズル１０６（ノズル中心点ＣＮ）と一定のオフセット量ＳＴを維持した状態で加工対象物Ｗを切削加工する。
　切削加工機１は、時点ｔ４０にて、所定の速度ＰＳで移動する工具軌跡ＴＰ（制御中心点ＣＬ）を、進行方向ＤＴにマイナスの加速度である第７の加速度ＡＲ７で減速させる。時点ｔ４０ではノズル１０６は所定の速度ＰＳで進行方向ＤＴに移動中である。
　時点ｔ４０後の時点ｔ４１では、ノズル１０６は所定の速度ＰＳで進行方向ＤＴに移動中であり、工具軌跡ＴＰは第７の加速度ＡＲ７で進行方向ＤＴに減速中である。時点ｔ４１では、図５Ｄに示すように、制御中心軌跡ＬＴ上におけるノズル中心点ＣＮから制御中心点ＣＬまでの距離ＤＬは、オフセット量ＳＴの１／２よりも長く、オフセット量ＳＴよりも短い（１／２×ＳＴ＜ＤＬ＜ＳＴ）。距離ＤＬは、制御中心軌跡ＬＴ上におけるノズル中心点ＣＮに対する制御中心点ＣＬの変位量に相当する。
　切削加工機１は、時点ｔ４１後の時点ｔ４２にて、所定の速度ＰＳで移動するノズル１０６を、進行方向ＤＴにマイナスの加速度である第８の加速度ＡＲ８で減速させる。時点ｔ４２では工具軌跡ＴＰは第７の加速度ＡＲ７で進行方向ＤＴに減速中である。
　時点ｔ４２後の時点ｔ４３では、工具軌跡ＴＰは第７の加速度ＡＲ７で進行方向ＤＴに減速中であり、ノズル１０６は第８の加速度ＡＲ８で進行方向ＤＴに減速中である。時点ｔ４３では、図５Ｂに示すように、制御中心軌跡ＬＴ上におけるノズル中心点ＣＮから制御中心点ＣＬまでの距離ＤＬは、オフセット量ＳＴの１／２未満（ＤＬ＜１／２×ＳＴ）である。
　時点ｔ４３後の時点ｔ４４では、図５Ａに示すように、工具軌跡ＴＰの制御中心点ＣＬがノズル中心点ＣＮと一致した状態、即ち、初期状態となる。切削加工機１は、時点ｔ４４にてレーザビームの振動を停止させ、かつ、加工対象物Ｗへのレーザビームの照射を停止させる。切削加工機１は、時点ｔ４４にてノズル１０６の移動を停止させ、加工対象物Ｗの切削加工を終了する。
　切削加工機１は、加工条件ＣＰに工具軌跡の制御中心点とノズルの中心点とのオフセット量ＳＴが設定されている場合、切削加工機１は、工具軌跡ＴＰをオフセット量ＳＴに応じてノズル中心点ＣＮに対して切削加工の進行方向ＤＴに変位させた状態で、加工対象物Ｗを切削加工する。そのため、図７、及び、図８に示すように、切削加工の進行方向ＤＴの後方側に生成される溶融物Ｗmeltに作用するアシストガスＡＧの量を増やすことができる。これにより、溶融物Ｗmeltの排出性を向上させることができる。
　図１１Ａ及び図１１Ｂに示すフローチャートを用いて、切削加工機１による加工対象物Ｗの切削加工方法の一例を説明する。ＣＡＤ装置２０は、図１１Ａに示すフローチャートのステップＳ１にて、最終加工製品の寸法及び形状を含む製品形状情報に基づいて製品形状データＳＤを生成する。さらに、ＣＡＤ装置２０は、製品形状データＳＤをＣＡＭ装置２１へ出力する。
　ＣＡＭ装置２１は、ステップＳ２にて、製品形状データＳＤに基づいて、切削加工機１の加工プログラムＰＰ（Ｇコードを含む）を生成し、加工条件ＣＰを指定する。さらに、ＣＡＭ装置２１は加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰとを切削加工機１のＮＣ装置２００へ出力する。
　ＮＣ装置２００の工具径補正量演算部２０１、及び、加工軌跡演算部２０２には、ステップＳ２にてＣＡＭ装置２１から加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰとが入力される。工具径補正量演算部２０１は、ステップＳ３にて、加工条件ＣＰとして工具軌跡ＴＰの制御中心点ＣＬとノズル中心点ＣＮとのオフセット量ＳＴが設定されているか否かを認識する。
　加工条件ＣＰとしてオフセット量ＳＴが設定されていないと認識された場合、工具径補正量演算部２０１は、ステップＳ４にて、工具軌跡ＴＰの制御中心点ＣＬとノズル中心点ＣＮとを一致させる工具径補正情報ＴＣを生成する。加工条件ＣＰとしてオフセット量ＳＴが設定されていると認識された場合、工具径補正量演算部２０１は、ステップＳ４にて、工具軌跡ＴＰの制御中心点ＣＬをノズル中心点ＣＮに対して切削加工の進行方向ＤＴにオフセット量ＳＴだけ変位させる工具径補正情報ＴＣを生成する。さらに、工具径補正量演算部２０１は、工具径補正情報ＴＣを加工軌跡演算部２０２へ出力する。
　加工軌跡演算部２０２には、ステップＳ２にてＣＡＭ装置２１から加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰとが入力され、ステップＳ４にて工具径補正量演算部２０１から工具径補正情報ＴＣが入力される。加工軌跡演算部２０２は、ステップＳ５にて、加工プログラムＰＰに含まれているＧコードを翻訳する。さらに、加工軌跡演算部２０２は、翻訳結果に基づいて、左工具径補正にて切削加工するか、右工具径補正にて切削加工するかのいずれかの切削加工補正条件を決定する。
　加工軌跡演算部２０２は、ステップＳ６にて、加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰと工具径補正情報ＴＣと決定された切削加工補正条件とに基づいて、制御中心点ＣＬがノズル中心点ＣＮに対して切削加工の進行方向ＤＴにオフセット量ＳＴだけ変位させるための工具軌跡制御信号ＴＳを生成する。さらに、加工軌跡演算部２０２は、工具軌跡制御信号ＴＳを駆動制御部２０３へ出力する。
　駆動制御部２０３は、図１１Ｂに示すフローチャートのステップＳ７にて、工具軌跡制御信号ＴＳに基づいて、加工機本体１００を制御する駆動制御信号ＣＳを生成する。さらに、駆動制御部２０３は駆動制御信号ＣＳを加工機本体１００へ出力する。
　ＮＣ装置２００は、ステップＳ８にて、レーザ発振器１０と加工機本体１００とアシストガス供給装置４００とを制御する。これにより、加工機本体１００の加工ユニット１０４は、ノズル１０６の開口部１０５から、アシストガス供給装置４００から供給されるアシストガスＡＧを加工対象物Ｗに吹き付け、かつ、レーザ発振器１０から射出されるレーザビームを加工対象物Ｗに照射し、かつ、レーザビームを工具軌跡制御部３００により所定の振動パターンで振動させる。
　レーザ発振器１０、加工機本体１００、及び、アシストガス供給装置４００における各動作のタイミングは、加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰとに基づいてＮＣ装置２００により制御される。
　加工機本体１００は、ステップＳ９にて、ノズル１０６を移動させ、かつ、工具軌跡ＴＰをオフセット量ＳＴに応じてノズル中心点ＣＮに対して切削加工の進行方向ＤＴに変位させた状態で、加工対象物Ｗを切削加工する。
　ＮＣ装置２００は、ステップＳ１０にて、レーザ発振器１０と加工機本体１００とアシストガス供給装置４００とを制御する。加工機本体１００の工具軌跡制御部３００はレーザビームの振動を停止する。レーザ発振器１０はレーザビームの射出を停止する。アシストガス供給装置４００は加工機本体１００へのアシストガスＡＧの供給を停止する。切削加工機１は加工対象物Ｗの切削加工を終了する。
　本実施形態の切削加工機及び切削加工方法では、工具軌跡ＴＰに基づく補正情報とノズル軌跡ＮＰに基づく補正情報とを含む工具径補正情報ＴＣを生成する。本実施形態の切削加工機及び切削加工方法では、工具径補正情報ＴＣに基づいて加工ユニット１０４の駆動と工具軌跡制御部３００の駆動とを制御することにより、ノズル軌跡ＮＰと工具軌跡ＴＰとを制御する。従って、本実施形態の切削加工機及び切削加工方法によれば、切削工具に相当する工具軌跡、または、ノズルと加工ステージとの相対位置が固定されている状態における切削加工跡が非円形状であっても、切削工具の工具径を精度よく補正することができる。
　加工条件ＣＰに、工具軌跡の制御中心点とノズル１０６の中心点とのオフセット量が設定された工具軌跡制御情報が含まれている場合がある。本実施形態の切削加工機及び切削加工方法では、加工条件ＣＰに工具軌跡制御情報が含まれていない場合には、工具軌跡ＴＰの制御中心点ＣＬとノズル中心点ＣＮとを一致させる工具径補正情報ＴＣを生成する。
　本実施形態の切削加工機及び切削加工方法では、加工条件ＣＰに工具軌跡制御情報が含まれている場合には、工具軌跡ＴＰの制御中心点ＣＬをノズル中心点ＣＮに対して切削加工の進行方向ＤＴにオフセット量ＳＴだけ変位させる工具径補正情報ＴＣを生成する。
　従って、本実施形態の切削加工機及び切削加工方法によれば、工具軌跡ＴＰをオフセット量ＳＴに応じてノズル中心点ＣＮに対して切削加工の進行方向ＤＴに変位させた状態で加工対象物Ｗを切削加工するため、進行方向ＤＴの後方側に生成される溶融物Ｗmeltに作用するアシストガスＡＧの量を増やすことができる。これにより、溶融物Ｗmeltの排出性を向上させることができる。
　本発明は以上説明した本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。本実施形態の切削加工機及び切削加工方法では、レーザ加工機及びレーザ加工方法を例に挙げて説明したが、本発明は例えばウォータジェット加工機に対しても適用可能である。
　本願の開示は、２０１８年３月１２日に出願された特願２０１８－０４４１１８号に記載の主題と関連しており、それらの全ての開示内容は引用によりここに援用される。

Claims (6)

  1. 　加工対象物を切削加工する加工機本体と、
    　前記加工機本体を制御するＮＣ装置と、
    　を備え、
    　前記ＮＣ装置は、
    　前記加工対象物を切削加工することによって得られる最終加工製品の寸法及び形状を含む製品形状情報に基づいて設定された加工プログラムと加工条件とに基づいて、前記加工対象物を切削加工する切削工具の工具径を補正するための工具径補正情報を生成する工具径補正量演算部と、
    　前記加工プログラムと前記加工条件と前記工具径補正情報とに基づいて工具軌跡制御信号を生成する加工軌跡演算部と、
    　前記工具軌跡制御信号に基づいて前記加工機本体を制御する駆動制御信号を生成する駆動制御部と、
    　を有し、
    　前記加工機本体は、
    　ノズルが先端に取り付けられ、前記加工対象物との相対位置を変化させることにより、前記加工対象物を切削加工する加工ユニットと、
    　前記駆動制御信号に基づいて、前記切削工具に相当し、かつ、非円形状を有する工具軌跡を制御する工具軌跡制御部と、
    　を有し、
    　前記加工条件として前記工具軌跡を制御するための基準となる制御中心点と前記ノズルの中心点とのオフセット量が設定されている場合に、
    　前記加工軌跡演算部は、前記制御中心点を前記ノズルの中心点に対して所定の方向に前記オフセット量だけ変位させる前記工具軌跡制御信号を生成し、
    　前記加工機本体は、前記駆動制御信号に基づいて、前記制御中心点が前記ノズルの中心点に対して前記所定の方向に変位するように前記工具軌跡を制御する
    　ことを特徴とする切削加工機。
  2. 　前記加工機本体は、前記ＮＣ装置により制御され、レーザビームを射出するレーザ発振器をさらに備え、
    　前記ノズルは、前記レーザビームを前記加工対象物に照射するための開口部を有し、
    　前記工具軌跡制御部は、前記加工ユニットの内部に収容され、前記開口部から射出されるレーザビームを非円形状の振動パターンで振動させることにより、前記工具軌跡を制御する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の切削加工機。
  3. 　前記レーザビームによる前記加工対象物の溶融物を排出するアシストガスを前記加工機本体へ供給するアシストガス供給装置をさらに備え、
    　前記加工ユニットは、前記ノズルの開口部から前記アシストガスを前記加工対象物に吹き付ける
    　ことを特徴とする請求項２に記載の切削加工機。
  4. 　加工対象物を切削加工することによって得られる最終加工製品の寸法及び形状を含む製品形状情報に基づいて設定された加工プログラムと加工条件とに基づいて、前記加工対象物を切削加工する切削工具の工具径を補正するための工具径補正情報を生成し、
    　前記加工プログラムと前記加工条件と前記工具径補正情報とに基づいて工具軌跡制御信号を生成し、
    　前記工具軌跡制御信号に基づいて駆動制御信号を生成し、
    　前記加工条件として、前記加工対象物を切削加工するためのノズルの中心点と、前記切削工具に相当し、かつ、非円形状を有する工具軌跡を制御するための基準となる制御中心点とのオフセット量が設定されている場合に、
    　前記制御中心点を前記ノズルの中心点に対して所定の方向に前記オフセット量だけ変位させる前記工具軌跡制御信号を生成し、
    　前記駆動制御信号に基づいて、前記制御中心点が前記ノズルの中心点に対して前記所定の方向に変位するように前記工具軌跡を制御する
    　ことを特徴とする切削加工方法。
  5. 　前記ノズルの先端部に形成されている開口部からレーザビームを射出して前記加工対象物に照射し、
    　前記レーザビームを非円形状の振動パターンで振動させることにより、前記工具軌跡を制御する
    　ことを特徴とする請求項４に記載の切削加工方法。
  6. 　前記加工対象物にアシストガスを吹き付け、前記レーザビームによる前記加工対象物の溶融物を排出する
    　ことを特徴とする請求項５に記載の切削加工方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4023388A1 (en) * 2020-12-29 2022-07-06 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Donut keyhole laser cutting
DE102022118281A1 (de) 2022-07-21 2024-02-01 TRUMPF Werkzeugmaschinen SE + Co. KG Laserschneidverfahren mit oszillierendem Laserstrahl und optimierter Schneidgaszufuhr

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7303053B2 (ja) * 2019-07-17 2023-07-04 ファナック株式会社 調整補助具及びレーザ溶接装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06161523A (ja) * 1992-11-26 1994-06-07 Koike Sanso Kogyo Co Ltd 切巾補正方法
JP2002001568A (ja) * 2000-06-15 2002-01-08 Amada Wasino Co Ltd Ｎｃ制御３次元レーザ加工機におけるレーザ加工ヘッドのパラメータ設定方法およびｎｃ制御３次元レーザ加工機
JP6087483B1 (ja) 2016-05-19 2017-03-01 三菱電機株式会社 レーザ加工機、補正値算出装置及びプログラム
JP2018044118A (ja) 2016-09-16 2018-03-22 株式会社ジェイエスピー 架橋発泡粒子とその成形体

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5674387A (en) * 1979-11-22 1981-06-19 Mitsubishi Electric Corp Cutting method
JP3534806B2 (ja) * 1994-02-28 2004-06-07 三菱電機株式会社 レーザ切断方法及びその装置
JP3943190B2 (ja) 1997-05-30 2007-07-11 株式会社アマダエンジニアリングセンター レーザー切断方法および同切断方法に使用するレーザー加工ヘッド
DE19830237C2 (de) 1998-07-07 2001-10-04 Schott Spezialglas Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Schneiden eines Werkstückes aus sprödbrüchigem Werkstoff
JP4037152B2 (ja) 2002-04-11 2008-01-23 三菱電機株式会社 レーザ加工装置のレーザ加工ヘッド
JP2005279730A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Nippon Steel Corp レーザ切断方法および装置
DE102008053397B4 (de) 2008-05-20 2012-12-27 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Schmelzschneiden von Werkstücken mit Laserstrahlung
JP5201098B2 (ja) 2009-07-23 2013-06-05 新日鐵住金株式会社 レーザ切断装置及びレーザ切断方法
JP2013154365A (ja) 2012-01-27 2013-08-15 Toshiba Corp 溶接装置および溶接方法
JP6116757B2 (ja) * 2014-04-10 2017-04-19 三菱電機株式会社 レーザ加工装置
DE102015106339B4 (de) * 2015-04-24 2017-02-23 Kirchhoff Automotive Deutschland Gmbh Verfahren zum stirnseitigen Laserschweißen der Stöße von zwei aneinandergrenzend gehaltenen Fügeflanschen

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06161523A (ja) * 1992-11-26 1994-06-07 Koike Sanso Kogyo Co Ltd 切巾補正方法
JP2002001568A (ja) * 2000-06-15 2002-01-08 Amada Wasino Co Ltd Ｎｃ制御３次元レーザ加工機におけるレーザ加工ヘッドのパラメータ設定方法およびｎｃ制御３次元レーザ加工機
JP6087483B1 (ja) 2016-05-19 2017-03-01 三菱電機株式会社 レーザ加工機、補正値算出装置及びプログラム
JP2018044118A (ja) 2016-09-16 2018-03-22 株式会社ジェイエスピー 架橋発泡粒子とその成形体

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3766629A4

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4023388A1 (en) * 2020-12-29 2022-07-06 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Donut keyhole laser cutting
DE102022118281A1 (de) 2022-07-21 2024-02-01 TRUMPF Werkzeugmaschinen SE + Co. KG Laserschneidverfahren mit oszillierendem Laserstrahl und optimierter Schneidgaszufuhr

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