JPH03169490A - 三次元レーザ加工装置の追従制御方法 - Google Patents
三次元レーザ加工装置の追従制御方法Info
- Publication number
- JPH03169490A JPH03169490A JP1307247A JP30724789A JPH03169490A JP H03169490 A JPH03169490 A JP H03169490A JP 1307247 A JP1307247 A JP 1307247A JP 30724789 A JP30724789 A JP 30724789A JP H03169490 A JPH03169490 A JP H03169490A
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- Japan
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- height
- workpiece
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- processing
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、曲面形状のワークを加工する三次元レーザ加
工装置において、加工ヘッド先端とワーク間の高さを静
電容量式センサによって検出し、ワーク形状の変化に応
じて加工ヘッドをあらかじめ設定した高さに保持する追
従制御方法に関するちのである。
工装置において、加工ヘッド先端とワーク間の高さを静
電容量式センサによって検出し、ワーク形状の変化に応
じて加工ヘッドをあらかじめ設定した高さに保持する追
従制御方法に関するちのである。
従来よりレーザビーム等を用いてワークを切断加工、又
は溶接加工する装置はよく知られており、−Ｍにワーク
上の加工線を予めティーチングしておき、そのデータ通
りに加工するティーチング・プレイバック方式が用いら
れる。又、この種の装置においては加工中において加工
ヘッド先端とワークとの高さ、つまりレーザービームの
焦点位置を適性に保つ必要があるため、加工ヘッド先端
に、加工ヘッド先端か−らワークまでの高さを検出する
センサが設けられている。そのセンサとしては静電容量
式が採用されている事が多い。
は溶接加工する装置はよく知られており、−Ｍにワーク
上の加工線を予めティーチングしておき、そのデータ通
りに加工するティーチング・プレイバック方式が用いら
れる。又、この種の装置においては加工中において加工
ヘッド先端とワークとの高さ、つまりレーザービームの
焦点位置を適性に保つ必要があるため、加工ヘッド先端
に、加工ヘッド先端か−らワークまでの高さを検出する
センサが設けられている。そのセンサとしては静電容量
式が採用されている事が多い。
第６図は一般的な三次元レーザ加工機の軸構成を示す概
略斜視図である。図において、アーム（１１）は加工ヘ
ッド（１）が取りつけられたβ軸（８）と、β軸（８）
に接続されたα軸（９）と，α軸（９）に接続されたＺ
軸（１０）とから構成されている．（２）はモータ（Ｍ
Ｓ）を介してβ軸（８）を矢印β方向に回転させるため
のβ軸受、（３）はモータ（Ｍ４）を介してα軸（９）
を矢印α方向に回転させるためのα軸受である。（４）
はモータ（Ｍ３）を介して加工ヘッド（１）を゛矢印Ｚ
方向に移動させるためのＺ軸受、（５）はモータ（Ｍ２
）を介して加工ヘッド（１）を矢印Ｙ方向に移動させる
ためのＹ軸受、（６）はモータ（Ｍ１）を介して加工ヘ
ッド（１）を矢印Ｘ方向に移動させるためのＸ軸受であ
る。（７）は加工ヘッド（１）に取り付けられた静電容
量式センサであり、ワークＷ上の加工線Ｋに沿って進行
する際、ワークＷからの高さを一定に保持する働きをも
つ、また加工ヘッド（１）は、先端部から加工用レーザ
ビームＬを照射する。尚、各モータ（Ｍ１）〜（ＭＳ）
は、ＮＣ制御装置（ｌ２）からの指令で駆動され加工用
レーザビームＬの焦点が加工線Ｋを倣うと共に，加工ヘ
ッド（１）の姿勢が、ワークＷの表面に対してほぼ直角
となるように制御されている。加工プログラムは、作業
者が、ティーチングボックス（ｌ３）によりティーチン
グ作業する事により求められ、ＮＣ制御装置（１２）内
のメモリに格納される。
略斜視図である。図において、アーム（１１）は加工ヘ
ッド（１）が取りつけられたβ軸（８）と、β軸（８）
に接続されたα軸（９）と，α軸（９）に接続されたＺ
軸（１０）とから構成されている．（２）はモータ（Ｍ
Ｓ）を介してβ軸（８）を矢印β方向に回転させるため
のβ軸受、（３）はモータ（Ｍ４）を介してα軸（９）
を矢印α方向に回転させるためのα軸受である。（４）
はモータ（Ｍ３）を介して加工ヘッド（１）を゛矢印Ｚ
方向に移動させるためのＺ軸受、（５）はモータ（Ｍ２
）を介して加工ヘッド（１）を矢印Ｙ方向に移動させる
ためのＹ軸受、（６）はモータ（Ｍ１）を介して加工ヘ
ッド（１）を矢印Ｘ方向に移動させるためのＸ軸受であ
る。（７）は加工ヘッド（１）に取り付けられた静電容
量式センサであり、ワークＷ上の加工線Ｋに沿って進行
する際、ワークＷからの高さを一定に保持する働きをも
つ、また加工ヘッド（１）は、先端部から加工用レーザ
ビームＬを照射する。尚、各モータ（Ｍ１）〜（ＭＳ）
は、ＮＣ制御装置（ｌ２）からの指令で駆動され加工用
レーザビームＬの焦点が加工線Ｋを倣うと共に，加工ヘ
ッド（１）の姿勢が、ワークＷの表面に対してほぼ直角
となるように制御されている。加工プログラムは、作業
者が、ティーチングボックス（ｌ３）によりティーチン
グ作業する事により求められ、ＮＣ制御装置（１２）内
のメモリに格納される。
次に、加工ヘッド（１）の高さの追従制御方ｌ去につい
て説明する。上記加工プログラムによる加工においては
、加工ヘッド（１）の先端に設けられた静電容量式セン
サ（７）によってワーク（Ｗ）と加工ヘッド（１）間の
静電容量が検出されている。この静電容量はワーク（Ｗ
）から加工ヘッド（１）先端までの距離によって変化す
るため、検出された静電容量が、予め設定された静電容
量と同じ値になるように制御すればよい。第６図に示す
ように、ワークｆＷ）の加工線（Ｋ）に対する加工ヘッ
ド（１）の位置における静電容量が基準値として設定さ
れ、予めＮＣ制御装置（ｌ２）のメモリに格納されてい
る。
て説明する。上記加工プログラムによる加工においては
、加工ヘッド（１）の先端に設けられた静電容量式セン
サ（７）によってワーク（Ｗ）と加工ヘッド（１）間の
静電容量が検出されている。この静電容量はワーク（Ｗ
）から加工ヘッド（１）先端までの距離によって変化す
るため、検出された静電容量が、予め設定された静電容
量と同じ値になるように制御すればよい。第６図に示す
ように、ワークｆＷ）の加工線（Ｋ）に対する加工ヘッ
ド（１）の位置における静電容量が基準値として設定さ
れ、予めＮＣ制御装置（ｌ２）のメモリに格納されてい
る。
これにより、静電容量式センサ（７）によって検出され
た静電容量は、予め設定された静電容量の基準値と比較
され、その結果、検出された静電容量が基準値から外れ
た場合は、検出された静電容量が基準値と一致するよう
にＮＣ制御装ｉｔ ｆ１２１によって加工ヘッド（１）
が移動制御される。
た静電容量は、予め設定された静電容量の基準値と比較
され、その結果、検出された静電容量が基準値から外れ
た場合は、検出された静電容量が基準値と一致するよう
にＮＣ制御装ｉｔ ｆ１２１によって加工ヘッド（１）
が移動制御される。
したがって、ワーク（Ｗｌ上の加工線（Ｋ）に対ずる加
工ヘッド（１）の高さ，つまり、ワーク［Ｗ）に照射さ
れる加工用レーザビーム（Ｌ）の焦点位置が常に適正に
保持されながら加工が行われるのである。
工ヘッド（１）の高さ，つまり、ワーク［Ｗ）に照射さ
れる加工用レーザビーム（Ｌ）の焦点位置が常に適正に
保持されながら加工が行われるのである。
従来の三次元レーザ加工装置の追従制御方法は、ワーク
が平面形状の場合には精度よく追従するが、加工プログ
ラム中には上記センサの設定高さが一つしか選択できな
いので、上記センサの特性上、ワークが曲面形状をなす
箇所においてはセンサの検出精度が低下し、その結果一
定高さからずれを生じる事が知られている。例えば第７
図に示すワークＷの形状（凸Ｒ部）では、加工ヘッド（
１）の動きは図中で点線で示した、ワークＷと加工ヘッ
ド（１）先端間の設定高さ（Ａ）よりも高い位置を移動
する（Ｂ）。また第８図に示すワークＷの形状（凹Ｒ部
）では、加工ヘッド（１）の動きは図中で点線で示した
ワークＷと加工ヘッド（１）先端間の設定高さ［Ａ）よ
りも低い位置を移動する（Ｂｌ。よって曲面形状部で加
工不良が発生したり、あるいは加工ヘッド（１）がワー
クＷに衝突する場合もあり、上記センサを用いて追従制
御する目的が達成できなかった。
が平面形状の場合には精度よく追従するが、加工プログ
ラム中には上記センサの設定高さが一つしか選択できな
いので、上記センサの特性上、ワークが曲面形状をなす
箇所においてはセンサの検出精度が低下し、その結果一
定高さからずれを生じる事が知られている。例えば第７
図に示すワークＷの形状（凸Ｒ部）では、加工ヘッド（
１）の動きは図中で点線で示した、ワークＷと加工ヘッ
ド（１）先端間の設定高さ（Ａ）よりも高い位置を移動
する（Ｂ）。また第８図に示すワークＷの形状（凹Ｒ部
）では、加工ヘッド（１）の動きは図中で点線で示した
ワークＷと加工ヘッド（１）先端間の設定高さ［Ａ）よ
りも低い位置を移動する（Ｂｌ。よって曲面形状部で加
工不良が発生したり、あるいは加工ヘッド（１）がワー
クＷに衝突する場合もあり、上記センサを用いて追従制
御する目的が達成できなかった。
前述のような課題を解決する為に、本発明は静電容量式
センサを用いて曲面形状のワークを加工する場合、上記
センサの検出精度の低下を補正する手段を有する追従制
御を提供することを目的とする。
センサを用いて曲面形状のワークを加工する場合、上記
センサの検出精度の低下を補正する手段を有する追従制
御を提供することを目的とする。
この発明は、かかる課題を解決するために、静電容量式
センサの高さ追従制御方法において、加工軌跡を教示す
る時に、作業者がワーク面の形状に応じて、あらかじめ
登録された複数の制御高さから選択して加工プログラム
上に指定できるようにしたものである。
センサの高さ追従制御方法において、加工軌跡を教示す
る時に、作業者がワーク面の形状に応じて、あらかじめ
登録された複数の制御高さから選択して加工プログラム
上に指定できるようにしたものである。
この発明においては予め静電容量式センサの制御高さを
、制御装置のメモリに複数個登録しておき、静電容量式
センサのワーク面形状に対する検出精度特性を考慮して
、加工軌跡の教示時に、作業者が登録された制御高さを
選択して加工プログラムに指定できるように、教示用の
操作箱（ティーチングボックス）に釦を追加する。上記
加工ブログラム上で指定された制御高さに応じて、追従
制御を実行する。
、制御装置のメモリに複数個登録しておき、静電容量式
センサのワーク面形状に対する検出精度特性を考慮して
、加工軌跡の教示時に、作業者が登録された制御高さを
選択して加工プログラムに指定できるように、教示用の
操作箱（ティーチングボックス）に釦を追加する。上記
加工ブログラム上で指定された制御高さに応じて、追従
制御を実行する。
［発明の実施例］
この発明は三次元レーザ加工装置における静電容量セン
サの高さ追従制御に関するものであり、加工装置は、何
ら従来と変わりがないので、ここでは加工装置の説明は
省略する。
サの高さ追従制御に関するものであり、加工装置は、何
ら従来と変わりがないので、ここでは加工装置の説明は
省略する。
第１図、第２図のフローチャート図、及び第３図、第４
図、第５図を参照しながらこの発明の一実施例について
説明する。
図、第５図を参照しながらこの発明の一実施例について
説明する。
ワークの形状によっては第３図に示す平面形状、凸Ｒ形
状、凹Ｒ形状の３種類があげられるが、そのそれぞれの
場合の高さデータをｈ＋．ｌ−ｚ．ｈユとする。作業者
がティーチング中においてワークの形状をそれぞれＳＥ
ＮＳＥＩ、Ｓ Ｅ Ｎ Ｓ Ｅ ＩＩ、ＳＥＮＳＥＩＩ
Ｉとして選択すれば、制御高さはワーク形状に応じて３
種類選ぶことができる。制御高さｈ１の値は従来通りの
静電容量の検出値でよいが、制御高さｈ２．ｈ，＋は実
際に平面形状の場合とでずれる静電容量分を予め測定し
ておき、単にそのずれ分を実際の静電容量値に加減算し
てやる事で求める。つまり制御高さｈ．．ｈユの値を故
意に変化させてやるのである。
状、凹Ｒ形状の３種類があげられるが、そのそれぞれの
場合の高さデータをｈ＋．ｌ−ｚ．ｈユとする。作業者
がティーチング中においてワークの形状をそれぞれＳＥ
ＮＳＥＩ、Ｓ Ｅ Ｎ Ｓ Ｅ ＩＩ、ＳＥＮＳＥＩＩ
Ｉとして選択すれば、制御高さはワーク形状に応じて３
種類選ぶことができる。制御高さｈ１の値は従来通りの
静電容量の検出値でよいが、制御高さｈ２．ｈ，＋は実
際に平面形状の場合とでずれる静電容量分を予め測定し
ておき、単にそのずれ分を実際の静電容量値に加減算し
てやる事で求める。つまり制御高さｈ．．ｈユの値を故
意に変化させてやるのである。
次に、第２図は加工プログラムに高さデータを入力する
フローチャート図である。ティーチング開始（ステップ
ＳＬ）後，作業者がワークが平直形状かどうか判別する
（ステップＳ２）。平面部分ならＳＥＮＳＥＩをプログ
ラムに登録する（ステップＳ３）。次に凹Ｒ形状かどう
か判別し（ステップＳ４）凹Ｒ形状ならば．ＳＥＮＳＥ
ＩＩをプログラムに登録する（ステップＳ５）。凸Ｒ形
状ならばＳＥＮＳＥｍをプログラムに登録する（ステッ
プＳ６）。これをティーチング終了まで行う（ステップ
Ｓ７）。
フローチャート図である。ティーチング開始（ステップ
ＳＬ）後，作業者がワークが平直形状かどうか判別する
（ステップＳ２）。平面部分ならＳＥＮＳＥＩをプログ
ラムに登録する（ステップＳ３）。次に凹Ｒ形状かどう
か判別し（ステップＳ４）凹Ｒ形状ならば．ＳＥＮＳＥ
ＩＩをプログラムに登録する（ステップＳ５）。凸Ｒ形
状ならばＳＥＮＳＥｍをプログラムに登録する（ステッ
プＳ６）。これをティーチング終了まで行う（ステップ
Ｓ７）。
第１図はワークの加工中における高さの追従制御のフロ
ーチャートである。加工プログラムにより加工が開始さ
れ（ステップＳ８）．ＮＣ装置は高さ制御においてＳＥ
ＮＳＥＩ．ＳＥＮＳＥＩＩ、ＳＥＮＳＥＩＩＩの判別を
行う（ステップＳ９）。次にＮＣ装置は選択した状態で
の制御高さを設定する（ステップＳＩＯ）．ＳＥＮＳＥ
Ｉ （平面形状）ならばｈ＝ｈｌ ．ＳＥＮＳＥＩＩ
（凸Ｒ形状）ならばｈ＝ｈ．．ＳＥＮＳＥＩＩＩ （凹
Ｒ形状）ならばｈｈ，と設定する。これら各データのも
とに高さ制御をし（ステップＳｌｌ）．加工終了まで上
記の制御を行う（ステップＳ １２）。加工終了後、ｈ
＝１＋ ＋にリセットしてる＜（ステップＳ１３）。
ーチャートである。加工プログラムにより加工が開始さ
れ（ステップＳ８）．ＮＣ装置は高さ制御においてＳＥ
ＮＳＥＩ．ＳＥＮＳＥＩＩ、ＳＥＮＳＥＩＩＩの判別を
行う（ステップＳ９）。次にＮＣ装置は選択した状態で
の制御高さを設定する（ステップＳＩＯ）．ＳＥＮＳＥ
Ｉ （平面形状）ならばｈ＝ｈｌ ．ＳＥＮＳＥＩＩ
（凸Ｒ形状）ならばｈ＝ｈ．．ＳＥＮＳＥＩＩＩ （凹
Ｒ形状）ならばｈｈ，と設定する。これら各データのも
とに高さ制御をし（ステップＳｌｌ）．加工終了まで上
記の制御を行う（ステップＳ １２）。加工終了後、ｈ
＝１＋ ＋にリセットしてる＜（ステップＳ１３）。
第４図、第５図は、本発明を用いて加工プログラムでワ
ークＷ（断面図）を加工した際の曲面形状部での加工ヘ
ッド（１）の様子である。第４図はワークＷが凸Ｒ形状
、第５図はワークＷが凹只形状である場合を示すが、ど
ちらもワークＷからの一定高さ（Ａ）に、加工ヘッド（
１）の実際の動きは近ずく（Ｂ）。
ークＷ（断面図）を加工した際の曲面形状部での加工ヘ
ッド（１）の様子である。第４図はワークＷが凸Ｒ形状
、第５図はワークＷが凹只形状である場合を示すが、ど
ちらもワークＷからの一定高さ（Ａ）に、加工ヘッド（
１）の実際の動きは近ずく（Ｂ）。
以上のように、この発明によれば、ティーチング中にワ
ーク形状に応じて静電容量センサの設定高さを選択でき
るので、曲面形状部において加工不良が発生しにくくな
るという効果がある。
ーク形状に応じて静電容量センサの設定高さを選択でき
るので、曲面形状部において加工不良が発生しにくくな
るという効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による加工中における高“
さの追従制御のフローチャート図である。 第２図はティーチング中に上記ワークの形状により条件
を変えてプログラムに登録するためのフローチャート、
第３図はワーク形状を示す斜視図であるウ第４図、第５
図はこの発明を用いた場合の加工ヘッド（１）の動きを
示した側面図である。 また、第６図は従来の三次元レーザ加工装置の構成図で
ある。第７図、第８図は従来の高さ追従制御による加工
ヘッド（１）の動きを示した側面図である。 図において、（１）は加工ヘッド、（７）は静電容積式
センサ． （ｉｌｌはアーム、（ｌ２）はＮＣ装置、（
１３）はティーチングボックス、Ｋは加工線、Ｗはワー
ク、ＡはワークＷからの一定高さ、Ｂは静電容積式セン
サ（７）による加工ヘッド部の軌跡を表す。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
さの追従制御のフローチャート図である。 第２図はティーチング中に上記ワークの形状により条件
を変えてプログラムに登録するためのフローチャート、
第３図はワーク形状を示す斜視図であるウ第４図、第５
図はこの発明を用いた場合の加工ヘッド（１）の動きを
示した側面図である。 また、第６図は従来の三次元レーザ加工装置の構成図で
ある。第７図、第８図は従来の高さ追従制御による加工
ヘッド（１）の動きを示した側面図である。 図において、（１）は加工ヘッド、（７）は静電容積式
センサ． （ｉｌｌはアーム、（ｌ２）はＮＣ装置、（
１３）はティーチングボックス、Ｋは加工線、Ｗはワー
ク、ＡはワークＷからの一定高さ、Ｂは静電容積式セン
サ（７）による加工ヘッド部の軌跡を表す。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 加工対象のワークに対し加工ヘッドを三次元方向に相対
的に移動可能な状態で支持しているレーザ加工装置の上
記加工ヘッドの先端からワークまでの高さをあらかじめ
設定した値に保持する三次元レーザ加工装置の追従制御
方法において設定高さを一つの加工プログラムの中で曲
面形状に応じて選択できることを特徴とする三次元レー
ザ加工装置の追従制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1307247A JPH03169490A (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 三次元レーザ加工装置の追従制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1307247A JPH03169490A (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 三次元レーザ加工装置の追従制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03169490A true JPH03169490A (ja) | 1991-07-23 |
Family
ID=17966804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1307247A Pending JPH03169490A (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 三次元レーザ加工装置の追従制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03169490A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007227769A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Denso Corp | 半導体ウェハのダイシング方法 |
| JP2012517900A (ja) * | 2009-02-18 | 2012-08-09 | グラッシ・ファブリツィオ | ３次元体を連続して精密機械加工するためのヘッドおよび上記ヘッドを備えた機械加工装置 |
| CN112404743A (zh) * | 2020-07-17 | 2021-02-26 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 一种激光切管机拐角切割方法和系统 |
-
1989
- 1989-11-27 JP JP1307247A patent/JPH03169490A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007227769A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Denso Corp | 半導体ウェハのダイシング方法 |
| JP2012517900A (ja) * | 2009-02-18 | 2012-08-09 | グラッシ・ファブリツィオ | ３次元体を連続して精密機械加工するためのヘッドおよび上記ヘッドを備えた機械加工装置 |
| CN112404743A (zh) * | 2020-07-17 | 2021-02-26 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 一种激光切管机拐角切割方法和系统 |
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