JPH0362515B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はCNCレーザ加工機のパワー制御方式
に関し、特に出力パワーのフイードバツク制御を
せずに正確な出力パワーを得ることのできる
CNCレーザ加工機のパワー制御方式に関する。

〔従来の技術〕

レーザ加工機は数値制御装置と結合されて複雑
な形状を高速に加工することができ、広く使用さ
れるようになつてきた。レーザ加工機では加工精
度を高くするために、出力パワーを正確に制御す
る必要がある。実際には、出力パワーはミラー間
隔の変動、ミラーの角度の変動、高周波電源の損
失、レーザ媒質ガスの温度変動等の要因で、正確
に制御することが困難である。この目的のために
出力パワーを直接フイードバツクして、制御する
方式も採用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、出力パワーを直接フイードバツクする
方式では、出力パワーを変動させる要因が多数あ
り、フイードバツク系が複雑になり、安定した系
を解析、構成することは簡単ではないという問題
点がある。また、出力パワーによつて、レーザー
管の使用本数を変えるときは、レーザ管の出力特
性は個々に異なるので、レーザ管の使用状態によ
つて出力特性も異なる。

本発明の目的は上記問題点を解決し、出力パワ
ーのフイードバツク制御を行わずに、安定した正
確な出力パワーを得ることができ、レーザ管の使
用状態に応じた正確な出力パワーの得られる
CNCレーザ加工機のパワー制御方式を提供する
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明では上記の問題点を解決するために、 数値制御装置（CNC）とレーザ加工機とが結
合されたCNCレーザ加工機のパワー制御方式に
おいて、デイジタル信号としてキー入力される出
力パワーの指令値に対して実際の出力値を出力測
定装置で測定し、前記指令値と前記実際の出力値
とのテーブルを、レーザ管の使用本数に対応して
複数個作成し、加工時に該テーブルからレーザ管
の使用本数に対応したテーブルを参照して、前記
指令値と等しい出力が得られるような指令値を出
力し、前記出力された指令値に基づいて前記出力
パワーをオープンループ制御することを特徴とす
るCNCレーザ加工機のパワー制御方式が、提供
される。

〔作用〕

出力パワーの指令値がデイジタル信号としてキ
ー入力される。その指令値と実際の出力値のテー
ブルが予め作成される。このテーブルはレーザ管
の使用状態に応じて複数個作成される。加工時に
このテーブルを参照して、指令値と等しい出力が
得られるような指令値を出力する。この出力され
た指令値に基づいて出力パワーをオープンループ
制御する。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図に本発明の一実施例のブロツク図を示
す。図において、１０はレーザ加工機を制御する
ための数値制御装置（CNC）である。１１は実
際の出力パワーとこの出力パワーに対応する指令
値のテーブルである。このテーブルの詳細につい
ては後述する。１２は指令値記憶手段であり、レ
ーザ加工のための移動距離、速度、出力パワー、
デユーテイ等の指令値が記憶されている。

１３は指令制御手段であり、出力パワーの指令
値に対してテーブル１１を参照して、対応する指
令値を出力する。１４はADコンバータであり、
レーザの出力パワーの測定値をデイジタル値に変
換し、指令制御手段１３に送る。１５はDAコン
バータであり、指令制御手段１３からのデイジタ
ルな指令値をアナログ値に変換して出力する。

２１は表示装置であり、CRT、液晶等の表示
器が使用され、機械の位置、速度、加工条件等が
表示される。２２はキーボードである。このキー
ボード２２から、出力パワーの指令値、各種のデ
ータ、パラメータ等がデイジタル信号として入力
される。

３１は高周波電源であり、レーザ管への高周波
電力を供給する。３２はレーザ管であり、高周波
電源３１からの高周波電力によつて、高周波放電
を行い、レーザ光を発振増幅する。３３は出力測
定装置であり、レーザ光の出力を測定する。具体
的にはリア鏡の一部を透過させて、サーモデイス
クに照射させ、サーモデイスクの温度上昇を電圧
に変換して測定する。また、透過したレーザ光を
直接光電させて、電圧出力を得ることもできる。

次に本実施例の動作について述べる。

第２図にテーブル１１の内容を示す。最初第２
図ａに示すように、指令値と実測が等しいテーブ
ルが用意されている。この状態で指令を行うと指
令値200Wに対して実際の出力は例えば196Wにな
り、400Wの指令に対して出力は380Wになる。こ
のようにして第２図ｂに示すテーブルが完成す
る。

特定の点を求めて、出力300Wの点については、
200W〜400Wの間は概略出力が直線的に変化する
と仮定して、出力300Wのときの指令値288Wを補
間法により計算する。この制御は指令制御手段１
３によつて行われる。

実際のレーザ加工においては、例えば出力パワ
ーが200Wと指令されると、指令制御手段１３は
第２図ｃに示すテーブル１１において変化が直線
的であると仮定し、指令値204Wを計算し、これ
をDAコンバータ１５を通して出力する。この指
令値に基づいて制御が行われ、実際の出力パワー
200Wが得られる。

この制御はオープンループ制御によつて行わ
れ、フイードバツク制御によらない。このため、
従来、フイードバツク制御によつて生じていた出
力パワーの変動は生じず、安定した正確な出力パ
ワーを得ることができる。また、このオープンル
ープ制御を行うための指令信号は、デイジタル信
号としてキー入力される。したがつて、この点で
もオープンループ制御をより正確に行うことがで
きる。さらに、フイードバツク制御を行うための
複雑な構成も必要としない。

上記の実施例では特定の点を求めてから、残り
の点を補間したが、勿論すべての点を実測により
求めてテーブルを作成することもできる。さら
に、出力に応じて使用するレーザ発振器を構成す
るレーザ管の数を変える場合はレーザ管の本数に
応じて出力特性も変化するので、それに対応して
複数のテーブルを使用することもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明では、加工時にレー
ザ管の使用状態に対応したテーブルを参照して、
指令値と等しい出力が得られるような指令値を出
力し、この出力された指令値に基づいて出力パワ
ーをオープンループ制御するように構成した。し
たがつて、従来、フイードバツク制御によつて生
じていた出力パワーの変動は生じず、安定した正
確な出力パワーを得ることができ、レーザ管の使
用本数に対応したテーブルを参照するので、正確
な出力パワーが得られる。

また、このオープンループ制御を行うための指
令信号は、デイジタル信号としてキー入力され
る。したがつて、この点でもオープンループ制御
をより正確に行うことができる。

さらに、フイードバツク制御を行うための複雑
な構成も必要としない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロツク図、第２
図ａ，ｂ及びｃはテーブルの状態を示す図であ
る。 １０……数値制御装置、１１……テーブル、１
２……指令値記憶手段、１３……指令制御手段、
２２……キーボード、３１……高周波電源、３２
……レーザ管、３３……出力測定装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 数値制御装置（CNC）とレーザ加工機とが
   結合されたCNCレーザ加工機のパワー制御方式
   において、 デイジタル信号としてキー入力される出力パワ
   ーの指令値に対して実際の出力値を出力測定装置
   で測定し、 前記指令値と前記実際の出力値とのテーブル
   を、レーザ管の使用本数に対応して複数個作成
   し、 加工時に該テーブルからレーザ管の使用本数に
   対応したテーブルを参照して、前記指令値と等し
   い出力が得られるような指令値を出力し、 前記出力された指令値に基づいて前記出力パワ
   ーをオープンループ制御することを特徴とする
   CNCレーザ加工機のパワー制御方式。