JPH0787995B2 - レーザ加工機 - Google Patents
レーザ加工機Info
- Publication number
- JPH0787995B2 JPH0787995B2 JP2157453A JP15745390A JPH0787995B2 JP H0787995 B2 JPH0787995 B2 JP H0787995B2 JP 2157453 A JP2157453 A JP 2157453A JP 15745390 A JP15745390 A JP 15745390A JP H0787995 B2 JPH0787995 B2 JP H0787995B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- copying function
- distance
- piercing
- movement
- processing
- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、加工ヘッドと被加工物間の距離を計測するセ
ンサを備えたレーザ加工機に関する。
ンサを備えたレーザ加工機に関する。
［従来の技術］ 第３図は従来のレーザ加工機のシステム構成図であり、
図において、（１）加工テーブルのベースであり、
（２）はこのベース（１）上を直線方向に移動可能なテ
ーブル台（ここでは、この直線軸をＸ軸とする。）、
（３）はテーブル台（２）をＸ軸方向に移動させるため
のモータ、（４）はテーブル台（２）の上に図示しない
モータによりＸ軸と直交方向に移動可能なテーブル（こ
こでは、この直線軸をＹ軸とする。）、（５）はＸ軸、
Ｙ軸各々と直交する方向に昇降する昇降体（ここでは、
この昇降軸をＺ軸とする。）、（６）は昇降体（５）を
保護するためのカバー、（７）は昇降体（５）の先端に
装着されている加工ヘッド、（８）はＺ軸部分を支える
枠体、（９）はレーザ光を出力するレーザ発振器、（1
0）はレーザ光案内筒、（11）は数値制御装置（NC）を
内蔵するレーザ加工機の制御装置、（15）は被加工物で
ある。
図において、（１）加工テーブルのベースであり、
（２）はこのベース（１）上を直線方向に移動可能なテ
ーブル台（ここでは、この直線軸をＸ軸とする。）、
（３）はテーブル台（２）をＸ軸方向に移動させるため
のモータ、（４）はテーブル台（２）の上に図示しない
モータによりＸ軸と直交方向に移動可能なテーブル（こ
こでは、この直線軸をＹ軸とする。）、（５）はＸ軸、
Ｙ軸各々と直交する方向に昇降する昇降体（ここでは、
この昇降軸をＺ軸とする。）、（６）は昇降体（５）を
保護するためのカバー、（７）は昇降体（５）の先端に
装着されている加工ヘッド、（８）はＺ軸部分を支える
枠体、（９）はレーザ光を出力するレーザ発振器、（1
0）はレーザ光案内筒、（11）は数値制御装置（NC）を
内蔵するレーザ加工機の制御装置、（15）は被加工物で
ある。
レーザ光はレーザ発振器（９）から出力され、レーザ光
案内筒（10）の中を導かれ、加工ヘッド（７）内部のレ
ンズにより集光され、テーブル（４）の上に載せられた
被加工物（15）に照射される。この時同時に加工ガスを
噴射する。レーザ加工機制御装置数（11）はX,Y,Z軸を
駆動し加工ヘッド（７）とテーブル（４）の相対位置を
移動するとともにレーザ光の出力等を制御し、被加工物
（15）を所望の形状に加工する。
案内筒（10）の中を導かれ、加工ヘッド（７）内部のレ
ンズにより集光され、テーブル（４）の上に載せられた
被加工物（15）に照射される。この時同時に加工ガスを
噴射する。レーザ加工機制御装置数（11）はX,Y,Z軸を
駆動し加工ヘッド（７）とテーブル（４）の相対位置を
移動するとともにレーザ光の出力等を制御し、被加工物
（15）を所望の形状に加工する。
また、レーザ加工ではレンズにより集光されたレーザ光
の焦点の位置を被加工物（15）に対して適正な位置に位
置決めすることが重要である。このため加工ヘッド
（７）に、加工ヘッドと被加工物間の距離を計測するセ
ンサを取り付け、この信号により加工ヘッド（７）の位
置、あるいはレンズの位置を移動し、被加工物に対する
焦点の位置が設定された位置になるように自動的に位置
決めする倣い機能が備えられている。この機能は焦点位
置決め機能あるいはハイト制御機能とも呼ばれ、一般的
なレーザ加工機では公知の機能である。
の焦点の位置を被加工物（15）に対して適正な位置に位
置決めすることが重要である。このため加工ヘッド
（７）に、加工ヘッドと被加工物間の距離を計測するセ
ンサを取り付け、この信号により加工ヘッド（７）の位
置、あるいはレンズの位置を移動し、被加工物に対する
焦点の位置が設定された位置になるように自動的に位置
決めする倣い機能が備えられている。この機能は焦点位
置決め機能あるいはハイト制御機能とも呼ばれ、一般的
なレーザ加工機では公知の機能である。
第４図にこの倣い機能のブロック構成図を示す。図にお
いて、（12）は制御装置（11）内の制御ユニット、（1
3）はサーボアンプ、（14）はモータ、（15）は被化合
物、（16）は加工ヘッド（７）と被加工物（15）間の距
離Ｌに対する設定値の格納手段、（17）は距離Ｌを計測
するセンサ、（18）はセンサ信号用のアンプである。
いて、（12）は制御装置（11）内の制御ユニット、（1
3）はサーボアンプ、（14）はモータ、（15）は被化合
物、（16）は加工ヘッド（７）と被加工物（15）間の距
離Ｌに対する設定値の格納手段、（17）は距離Ｌを計測
するセンサ、（18）はセンサ信号用のアンプである。
センサ（17）は距離Ｌに対応する信号を出力し、センサ
アンプ（18）を介して制御装置（11）に入力される。制
御装置（11）内では、その信号の示す距離と、予め設定
値格納手段（16）に格納された設定距離が制御ユニット
（12）内で処理され、その差が０になるようにサーボア
ンプ（13）を介して駆動指令が出力され、モータ（14）
が駆動し、加工ヘッド（７）の位置（Ｚ軸）を上下す
る。
アンプ（18）を介して制御装置（11）に入力される。制
御装置（11）内では、その信号の示す距離と、予め設定
値格納手段（16）に格納された設定距離が制御ユニット
（12）内で処理され、その差が０になるようにサーボア
ンプ（13）を介して駆動指令が出力され、モータ（14）
が駆動し、加工ヘッド（７）の位置（Ｚ軸）を上下す
る。
この倣い機能はNCプログラム内で入切を指令することに
より実施できる。
より実施できる。
NCプログラムにて、X,Y軸等の軸の移動指令と、倣い機
能入の指令が同時にある場合は、両方移動が処理され、
X,Y軸等の軸の移動指令と、倣い機能によるＺ軸上下移
動が同時に行われる。したがって、例えばNCプログラム
で倣い機能入の後、Ｘ軸の移動指令を出すと、加工ヘッ
ド（７）はＸ軸方向へ移動すると同時に倣い機能によ
り、被加工物（15）の凸凹に伴ってＺ軸が上下する。
能入の指令が同時にある場合は、両方移動が処理され、
X,Y軸等の軸の移動指令と、倣い機能によるＺ軸上下移
動が同時に行われる。したがって、例えばNCプログラム
で倣い機能入の後、Ｘ軸の移動指令を出すと、加工ヘッ
ド（７）はＸ軸方向へ移動すると同時に倣い機能によ
り、被加工物（15）の凸凹に伴ってＺ軸が上下する。
次に、制御ユニット（12）内での処理フローを第５図に
示す。
示す。
ステップ（S1）にてX,Y軸等の移動指令の処理を行い、
各軸の移動量を算出する。ステップ（S2）にて倣い機能
入が指令されているか否かを判定する。倣い機能入でな
い場合は、ステップ（S1）で算出した移動量をステップ
（S5）にてサーボアンプ（13）へ出力する。倣い機能入
の場合は、ステップ（S3）にて前述の倣い機能処理を行
い、被加工物と加工ヘッドの距離が設定値になるように
移動する量を算出する。ステップ（S4）にてステップ
（S1）と（S3）の移動量を加算し、ステップ（S5）にて
サーボアンプ（13）へ出力する。ステップ（S6）にて指
令された移動が完了したかを判定し、未完の場合は上記
処理を繰り返す。
各軸の移動量を算出する。ステップ（S2）にて倣い機能
入が指令されているか否かを判定する。倣い機能入でな
い場合は、ステップ（S1）で算出した移動量をステップ
（S5）にてサーボアンプ（13）へ出力する。倣い機能入
の場合は、ステップ（S3）にて前述の倣い機能処理を行
い、被加工物と加工ヘッドの距離が設定値になるように
移動する量を算出する。ステップ（S4）にてステップ
（S1）と（S3）の移動量を加算し、ステップ（S5）にて
サーボアンプ（13）へ出力する。ステップ（S6）にて指
令された移動が完了したかを判定し、未完の場合は上記
処理を繰り返す。
次に、加工開始時での倣い機能の使用方法を説明する。
レーザ加工では、加工開始時にピアシングと呼ばれる穴
あけを行い、その後、加工ヘッドを移動し、被加工物を
所望の形状に加工する。
あけを行い、その後、加工ヘッドを移動し、被加工物を
所望の形状に加工する。
第６図に加工開始時のNCプログラムと、加工ヘッドの動
きの例を示す。加工ヘッド（７）が（7a）の位置にある
とき、NCプログラムのN1にて倣い機能入が指令される
と、倣い機能にて加工ヘッド（７）は被加工物（15）と
の距離が設定値になる（7b）の位置まで降下する。次に
NCプログラムのN2で一旦倣い機能を切り、N3でレーザ光
と加工ガスを出力し、ピアシングを行う。ピアシング完
了後、N4にて再び倣い機能を入れる。以後、倣い機能入
の状態となる。N5にて移動を始め、所望の形状に移動す
る。ピアシング前に一旦倣い機能を切るのは、ピアシン
グ時のスパッタの飛散等で、距離センサの誤動作が生じ
るのを防止するためである。
きの例を示す。加工ヘッド（７）が（7a）の位置にある
とき、NCプログラムのN1にて倣い機能入が指令される
と、倣い機能にて加工ヘッド（７）は被加工物（15）と
の距離が設定値になる（7b）の位置まで降下する。次に
NCプログラムのN2で一旦倣い機能を切り、N3でレーザ光
と加工ガスを出力し、ピアシングを行う。ピアシング完
了後、N4にて再び倣い機能を入れる。以後、倣い機能入
の状態となる。N5にて移動を始め、所望の形状に移動す
る。ピアシング前に一旦倣い機能を切るのは、ピアシン
グ時のスパッタの飛散等で、距離センサの誤動作が生じ
るのを防止するためである。
［発明が解決しようとする課題］ 従来のレーザ加工機は以上のように構成されていたの
で、ピアシング時に一旦倣い機能を切らなければなら
ず、プログラムが複雑になるという課題があった。ま
た、次のような課題もあった。すなわち、第６図に示す
ように、ピアシング時にはスパッタによる堆積物（19）
が発生する場合があり、かかる場合、プログラムのN4で
倣い機能を入れた時点で、距離センサ（17）がその堆積
物（19）を検知し、被加工物に近づき過ぎといったアラ
ームを出したり、あるいは堆積物（19）の高さ分だけ加
工ヘッド（７）が上昇し、レーザ光の焦点位置が合わな
くなって加工不良が発生していた。
で、ピアシング時に一旦倣い機能を切らなければなら
ず、プログラムが複雑になるという課題があった。ま
た、次のような課題もあった。すなわち、第６図に示す
ように、ピアシング時にはスパッタによる堆積物（19）
が発生する場合があり、かかる場合、プログラムのN4で
倣い機能を入れた時点で、距離センサ（17）がその堆積
物（19）を検知し、被加工物に近づき過ぎといったアラ
ームを出したり、あるいは堆積物（19）の高さ分だけ加
工ヘッド（７）が上昇し、レーザ光の焦点位置が合わな
くなって加工不良が発生していた。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされた
もので、複雑なプログラムを必要とすることなく、また
加工開始時の堆積物に起因する不必要なアラームの発生
や加工不良の発生を防ぐことのできるレーザ加工機を得
ることを目的とする。
もので、複雑なプログラムを必要とすることなく、また
加工開始時の堆積物に起因する不必要なアラームの発生
や加工不良の発生を防ぐことのできるレーザ加工機を得
ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明に係るレーザ加工機は、第１に、加工ヘッドと被
加工物間の距離を計測する距離センサを備え、該距離セ
ンサの出力信号により被加工物に対するレーザ光の焦点
の位置を設定された値になるように制御する倣い機能を
有するレーザ加工機において、上記倣い機能が、ピアシ
ング後最初の移動において、設定された距離を移動する
までは無効とされ、設定された距離を移動した時点で有
効になるようになっているものである。
加工物間の距離を計測する距離センサを備え、該距離セ
ンサの出力信号により被加工物に対するレーザ光の焦点
の位置を設定された値になるように制御する倣い機能を
有するレーザ加工機において、上記倣い機能が、ピアシ
ング後最初の移動において、設定された距離を移動する
までは無効とされ、設定された距離を移動した時点で有
効になるようになっているものである。
第２に、上記倣い機能が、ピアシング開始時から、ピア
シング後に、設定された距離を移動するまで終始無効と
されるものである。
シング後に、設定された距離を移動するまで終始無効と
されるものである。
［作 用］ ピアシング時に倣い機能を無効にすることにより、スパ
ッタの飛散等で距離センサの誤動作が起きても、倣い機
能を無効にできる。そのため、プログラムで一旦ピアシ
ング時に倣い機能を切る必要がない。
ッタの飛散等で距離センサの誤動作が起きても、倣い機
能を無効にできる。そのため、プログラムで一旦ピアシ
ング時に倣い機能を切る必要がない。
次に、ピアシング後最初の移動において、設定された距
離を移動するまで倣い機能を無効にし、この設定距離を
スパッタの堆積する距離よりも長くすることにより、加
工ヘッドがスパッタの堆積の影響を受けない範囲に移動
した後、倣い機能が入るため、不必要なアラームや加工
不良は発生しない。
離を移動するまで倣い機能を無効にし、この設定距離を
スパッタの堆積する距離よりも長くすることにより、加
工ヘッドがスパッタの堆積の影響を受けない範囲に移動
した後、倣い機能が入るため、不必要なアラームや加工
不良は発生しない。
［実施例］ 本発明の一実施例として、設定された距離を移動するま
で倣い機能を無効とし、その後自動的に倣い機能を有効
とする処理のフローを第１図に示す。ステップ（S1）に
てX,Y軸等の移動指令の処理を行い、各軸の移動量を算
出する。ステップ（S2）にて倣い機能入が指令されてい
るか否かを判定する。倣い機能入の場合、ステップ（S
8）にてピアシング直後の移動でない場合は、ステップ
（S3）に進み、その後第５図の従来例と同様に処理され
る。ピアシング直後の移動の場合は、ステップ（S9）に
て現在までの移動距離と、予めパラメータとして設定さ
れた距離とを比較する。そしてこの移動距離が設定距離
以下の場合は、ステップ（S5）に進み、ステップ（S1）
の移動量のみ出力し、倣い機能は無効となる。移動距離
が設定距離を越える場合は、ステップ（S3）に進み、倣
い機能処理を行う。次に、ステップ（S4）にてステップ
（S1）と（S3）の移動量を加算し、ステップ（S5）にて
サーボアンプに出力する。ステップ（S6）では指令され
た移動が完了したかどうかを判定し、未完の場合は上記
処理を繰り返す。
で倣い機能を無効とし、その後自動的に倣い機能を有効
とする処理のフローを第１図に示す。ステップ（S1）に
てX,Y軸等の移動指令の処理を行い、各軸の移動量を算
出する。ステップ（S2）にて倣い機能入が指令されてい
るか否かを判定する。倣い機能入の場合、ステップ（S
8）にてピアシング直後の移動でない場合は、ステップ
（S3）に進み、その後第５図の従来例と同様に処理され
る。ピアシング直後の移動の場合は、ステップ（S9）に
て現在までの移動距離と、予めパラメータとして設定さ
れた距離とを比較する。そしてこの移動距離が設定距離
以下の場合は、ステップ（S5）に進み、ステップ（S1）
の移動量のみ出力し、倣い機能は無効となる。移動距離
が設定距離を越える場合は、ステップ（S3）に進み、倣
い機能処理を行う。次に、ステップ（S4）にてステップ
（S1）と（S3）の移動量を加算し、ステップ（S5）にて
サーボアンプに出力する。ステップ（S6）では指令され
た移動が完了したかどうかを判定し、未完の場合は上記
処理を繰り返す。
ステップ（S8）のピアシング直後の移動かどうかの判定
方法例を説明する。
方法例を説明する。
NCプログラム内でピアシングを意味するコードがある場
合は、そのコード以降の最初の移動指令がピアシング直
後の移動となるので、これにより判定することが可能で
ある。
合は、そのコード以降の最初の移動指令がピアシング直
後の移動となるので、これにより判定することが可能で
ある。
しかし、第１図の処理を実施しても、ピアシング完了か
ら、最初の移動指令までの間に、移動のない別の指令が
あった場合は、その間に倣い機能が有効となり、スパッ
タの堆積によるアラームが出る可能性がある。
ら、最初の移動指令までの間に、移動のない別の指令が
あった場合は、その間に倣い機能が有効となり、スパッ
タの堆積によるアラームが出る可能性がある。
これを防ぐため、ピアシング開始時からピアシング後
に、設定された距離を移動するまで終始倣い機能を無効
にする処理のフローを第２図に示す。
に、設定された距離を移動するまで終始倣い機能を無効
にする処理のフローを第２図に示す。
ステップ（S1）〜（S9）は第１図と同様である。ステッ
プ（S8）にてピアシング後最初の移動でない場合、ステ
ップ（S10）にてピアシング後移動があったか否かを判
定する。NOの場合は、倣い機能処理は行わず、ステップ
（S5）に進む。ピアシング後、最初の移動指令までの間
に移動のない別の指令があった場合は、このパスを通
り、倣い機能は有効とならないので、上記のアラームも
発生しない。
プ（S8）にてピアシング後最初の移動でない場合、ステ
ップ（S10）にてピアシング後移動があったか否かを判
定する。NOの場合は、倣い機能処理は行わず、ステップ
（S5）に進む。ピアシング後、最初の移動指令までの間
に移動のない別の指令があった場合は、このパスを通
り、倣い機能は有効とならないので、上記のアラームも
発生しない。
なお、上記実施例では２次元のレーザ加工機を例にとっ
たが、３次元のレーザ加工機でも同様の効果を奏する。
また、距離センサは、静電容量式、光式等何でも良い。
たが、３次元のレーザ加工機でも同様の効果を奏する。
また、距離センサは、静電容量式、光式等何でも良い。
［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、ピアシング後、最初の移
動において、設定された距離を移動するまで倣い機能を
無効にし、その後自動的に有効になるようにし、あるい
はピアシング開始時から、ピアシング後に、設定された
距離を移動するまで終始倣い機能を無効にするようにし
たので、ピアシング時またはピアシング後の移動時やそ
の前に、スパッタの堆積による不必要なアラームや加工
不良が発生することをNCプログラムを複雑にすることな
く防ぐことができるという効果がある。
動において、設定された距離を移動するまで倣い機能を
無効にし、その後自動的に有効になるようにし、あるい
はピアシング開始時から、ピアシング後に、設定された
距離を移動するまで終始倣い機能を無効にするようにし
たので、ピアシング時またはピアシング後の移動時やそ
の前に、スパッタの堆積による不必要なアラームや加工
不良が発生することをNCプログラムを複雑にすることな
く防ぐことができるという効果がある。
第１図及び第２図は本発明の実施例による倣い機能の処
理フローを示す図、第３図は従来のレーザ加工機のシス
テム構成図、第４図は従来の倣い機能のブロック構成
図、第５図は従来の処理フロー図、第６図は従来の加工
開始時での倣い機能の使用方法の説明図である。 （１）……ベース （２）……テーブル台 （３）……モータ （４）……テーブル （５）……昇降体 （６）……カバー （７）……加工ヘッド （８）……枠体 （９）……レーザ発振器 （10）……レーザ光案内筒 （11）……制御装置 （12）……制御ユニット （13）……サーボアンプ （14）……モータ （15）……被加工物 （16）……設定値格納手段 （17）……距離センサ （18）……センサ信号用アンプ なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
理フローを示す図、第３図は従来のレーザ加工機のシス
テム構成図、第４図は従来の倣い機能のブロック構成
図、第５図は従来の処理フロー図、第６図は従来の加工
開始時での倣い機能の使用方法の説明図である。 （１）……ベース （２）……テーブル台 （３）……モータ （４）……テーブル （５）……昇降体 （６）……カバー （７）……加工ヘッド （８）……枠体 （９）……レーザ発振器 （10）……レーザ光案内筒 （11）……制御装置 （12）……制御ユニット （13）……サーボアンプ （14）……モータ （15）……被加工物 （16）……設定値格納手段 （17）……距離センサ （18）……センサ信号用アンプ なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】加工ヘッドと被加工物間の距離を計測する
距離センサを備え、該距離センサの出力信号により被加
工物に対するレーザ光の焦点の位置を設定された値にな
るように制御する倣い機能を有するレーザ加工機におい
て、 上記倣い機能は、ピアシング後最初の移動において、設
定された距離を移動するまでは無効とされ、それ以後有
効とされる手段であることを特徴とするレーザ加工機。 - 【請求項２】加工ヘッドと被加工物間の距離を計測する
距離センサを備え、該距離センサの出力信号により被加
工物に対するレーザ光の焦点の位置を設定された値にな
るように制御する倣い機能を有するレーザ加工機におい
て、 上記倣い機能は、ピアシング開始時から、ピアシング後
に、設定された距離を移動するまで終始無効とされる手
段であることを特徴とするレーザ加工機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2157453A JPH0787995B2 (ja) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | レーザ加工機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2157453A JPH0787995B2 (ja) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | レーザ加工機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0452094A JPH0452094A (ja) | 1992-02-20 |
| JPH0787995B2 true JPH0787995B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=15649991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2157453A Expired - Lifetime JPH0787995B2 (ja) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | レーザ加工機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0787995B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2809039B2 (ja) * | 1993-03-25 | 1998-10-08 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工機およびレーザ加工方法 |
| US5718832A (en) * | 1993-10-15 | 1998-02-17 | Fanuc Ltd. | Laser beam machine to detect presence or absence of a work piece |
| DE102014217154B4 (de) | 2014-08-28 | 2016-09-22 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Verfahren zum Einstechen in metallische Werkstücke mittels eines Laserstrahls sowie zugehörige Laserbearbeitungsmaschine und Computerprogrammprodukt |
| CN105397285A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-03-16 | 苏州润昇精密机械有限公司 | 激光焊接机自动跟踪机构 |
| CN114734273B (zh) * | 2022-03-15 | 2023-06-13 | 济宁市技师学院 | 一种基于传感器的高精度数控切割设备 |
-
1990
- 1990-06-18 JP JP2157453A patent/JPH0787995B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0452094A (ja) | 1992-02-20 |
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