JPH07112287A - Ncレーザ装置 - Google Patents

Ncレーザ装置

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JPH07112287A
JPH07112287A JP5257884A JP25788493A JPH07112287A JP H07112287 A JPH07112287 A JP H07112287A JP 5257884 A JP5257884 A JP 5257884A JP 25788493 A JP25788493 A JP 25788493A JP H07112287 A JPH07112287 A JP H07112287A
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deceleration
signal
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laser
point
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Atsushi Mori
敦 森
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/083Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
    • B23K26/0853Devices involving movement of the workpiece in at least two axial directions, e.g. in a plane
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Program-control systems
    • G05B19/02Program-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
    • G05B19/4155Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by program execution, i.e. part program or machine function execution, e.g. selection of a program
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    • G05B2219/30Nc systems
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 所望のタイミングでレーザ発振器をオンオフ
できるNCレーザ装置を提供する。 【構成】 前処理演算手段22は加工プログラム21を
解読して、各軸の移動指令と、レーザ発振器をオンオフ
制御するオンオフ指令を出力する。補間手段23は各軸
の移動指令を受けて、補間処理を行い、補間パルスを出
力する。加減速制御手段24は補間パルスを加減速制御
し、減速開始信号、減速終了信号を出力する。一方、タ
イミング制御手段は、加工プログラムの指令にしたがっ
て、オンオフ信号を出力する。例えば、減速開始時、減
速終了時等のタイミングでオンオフ信号を出力する。ま
た、実際の加工ヘッドの位置が指令終点への最接近点に
きたときにオンオフ信号を出力することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は数値制御装置とレーザ加
工機を結合したNCレーザ装置に関し、特にレーザ発振
器をオンオフ制御するオンオフ信号を出力するNCレー
ザ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】NCレーザ装置で金属等をレーザビーム
を用いて切断加工する場合、加工ヘッドの位置決めを完
了して、切削モードでレーザ発振器をオンにして加工を
開始していた。しかし、このように位置決めを完了して
加工を開始していると、加工時間が長くなるので、切削
モードのままで、レーザ発振器のオンオフを指令し、加
工を行う方法が採用されている。このような加工では、
位置決め完了を待つことなく加工ヘッドが移動するの
で、加工時間が短縮される。そして、このようなレーザ
切断加工では、加工ヘッドの移動指令と同じブロックで
レーザ発振器のオンオフ信号を出力し、そのオンオフ信
号によって、レーザ発振器をオンオフしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、切削モードで
は、サーボモータを加減速制御するための加減速制御が
行われる。したがって、実際の加工通路は、加減速制御
による遅れのためにプログラム通路より異なるものとな
る。したがって、ある移動指令にオン信号を出力して
も、その移動指令の終点でオン信号が出力されるとは限
らず、次のブロックの移動指令の補間が開始されている
と、別の点でオン信号が出力される。
【0004】特に、小さな円加工を行う場合等では、円
内でレーザ発振器をオン状態にした場合でも、円外でレ
ーザ発振器がオンになるように場合が発生する。本発明
はこのような点に鑑みてなされたものであり、所望のタ
イミングでレーザ発振器をオンオフできるNCレーザ装
置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、数値制御装置とレーザ加工機を結合した
NCレーザ装置において、加工プログラムを解読して、
各軸の移動指令と、レーザ発振器をオンオフ制御するオ
ンオフ指令を出力する前処理演算手段と、前記移動指令
を受けて補間処理を行い補間パルスを出力する補間手段
と、前記補間パルスを加減速制御し、減速開始信号及び
減速終了信号を出力する加減速制御手段と、前記加工プ
ログラムの指令にしたがって、前記オンオフ信号を出力
するタイミング制御手段と、を有することを特徴とする
NCレーザ装置が、提供される。
【0006】
【作用】前処理演算手段は加工プログラムを解読して、
各軸の移動指令と、レーザ発振器をオンオフ制御するオ
ンオフ指令を出力する。補間手段は各軸の移動指令を受
けて、補間処理を行い、補間パルスを出力する。加減速
制御手段は補間パルスを加減速制御し、減速開始信号、
減速終了信号を出力する。
【0007】一方、タイミング制御手段は、加工プログ
ラムの指令にしたがって、オンオフ信号を出力する。例
えば、減速開始時、減速終了時等のタイミングでオンオ
フ信号を出力する。
【0008】
【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。図2は本発明のNCレーザ装置のハードウェア
のブロック図である。プロセッサ1は、ROM2に格納
された制御プログラムに基づいて、メモリ(RAM)3
に格納された加工プログラムを読み出し、NCレーザ装
置全体の動作を制御する。本発明を実行するための加工
プログラムあるいはその他のパラメータもこのメモリ3
内に格納されている。I/Oユニット4は、プロセッサ
1からのオンオフ信号をレーザ発振器5に送る。レーザ
発振器5は、オンオフ信号に従ってレーザ発振器5のオ
ンオフ状態を制御する。レーザ発振器5はオン状態で
は、レーザビーム6を出力する。このレーザビーム6
は、ベンディングミラー7で反射してレーザ加工機8へ
送られる。
【0009】レーザ加工機8は、ワーク9を固定するテ
ーブル10と、ワーク9にレーザビームを照射させる加
工ヘッド11とを備えている。加工ヘッド11に導入さ
れたレーザビーム6は、ノズル11aで絞られてワーク
9に照射される。レーザ加工機8には、テーブル10を
X軸、Y軸の2方向に移動制御するためのサーボモータ
12、13が、また、加工ヘッド11を上下に移動制御
するためのサーボモータ14が設けられている。これら
のサーボモータ12、13および14は、それぞれサー
ボアンプ15、16および17に接続されており、プロ
セッサ1からの軸制御信号に従って回転制御される。ま
た、レーザ加工機8への指示は、CRT/MDI装置1
8を介して行われる。
【0010】次にオンオフ信号を出力するタイミングに
ついて説明する。図1は本発明のNCレーザ装置の概念
図である。図1では説明を簡単するため、サーボモータ
等は1軸分(X軸)のみを示し、他の軸は省略してあ
る。
【0011】加工プログラム21は、サーボモータ12
を位置制御するための移動指令及び速度を制御する速度
指令と、レーザ発振器のオンオフを制御するオンオフ指
令を含んでいる。前処理手段22は、加工プログラム2
1を読み込み、解読して、移動指令及び速度指令を補間
手段23に送る。補間手段23は移動指令及び速度指令
に従って、各軸の補間を行い、補間パルスを出力する。
【0012】加減速制御手段24は補間パルスを加減速
して、サーボアンプ15に送る。サーボアンプ15は加
減速制御された補間パルスにしたがって、サーボモータ
12を駆動する。
【0013】一方、タイミング制御手段25は前処理演
算手段22からオンオフ指令を受けて、一定のタイミン
グでオンオフ信号を出力する。オンオフ信号の出力タイ
ミングの詳細については後述する。レーザ発振器5はこ
のオンオフ信号を受けて、オン状態あるいはオフ状態に
なる。レーザ発振器5はオン状態になると、レーザビー
ム6を出射し、レーザビーム6はベンディングミラー7
で方向を変えられ、加工ヘッド11からワーク9に照射
され、ワーク9を加工する。
【0014】次にオンオフ信号の出力タイミングについ
て説明する。図3は移動指令の通路を示す図である。こ
こで、移動指令は点Psから点P0を通って、点Peま
でを指令している。実際の加工ヘッド11の通路は、加
減速制御による遅れのために、点Pnを経由する曲線と
なる。
【0015】図4は各軸の速度曲線を示す図である。図
では、横軸は時間、縦軸は速度である。VxはX軸の速
度を、VyはY軸の速度を示す。すなわち、図3に示す
移動指令が実行されると、時刻tsでX軸の補間が終了
し、X軸の減速が開始される。また、同時にY軸の補間
が開始され、時刻tnで加工ヘッド11の実際の位置が
指令した指令終点P0(図3)に最接近し、時刻teで
X軸の減速は終了し、Y軸の加速も終了する。
【0016】ここで、オンオフ信号を出力タイミング
は、減速開始時刻ts、減速終了時刻te、加工ヘッド
が指令終点に最接近した時刻tnがある。減速開始時刻
tn及び減速終了時刻は加減速制御手段24から送られ
る。指令終点に最接近した時刻は以下のように求める。
【0017】加工ヘッドのX軸上の実際の位置をX、Y
軸上の実際の位置をYとし、指令位置の終点P0(図
3)の座標を(X0,Y0)とすると、
【0018】
【数1】α=(X0−X)2 +(Y0−Y)2 が最小になる点を求めればよい。すなわち、αを一定時
間ごとに求めると、図3から明らかなように、αは減少
し、点Pnで最小になり、その後増加する。したがっ
て、αが減少から増加する点を求めれば点Pnが求めら
れ、この時刻tnにオンオフ信号を出力する。
【0019】次に具体的な加工プログラムの例について
説明する。図5は加工プログラムの例を示す図である。
また、図6は図5の加工プログラムの通路を示す図であ
る。図6で、実線がレーザビームが照射される(切断加
工を行う)通路を、破線はレーザビームが照射されない
通路を示している。
【0020】シーケンスナンバN010のブロックは、
点Paから点P1(X1,Y1)へ切削送り(G01)
で移動し、レーザ出力は0(S0)で、送り速度は50
000mm/min(F50000)である。
【0021】シーケンスナンバN011のブロックは、
点P1(X1,Y1)から点P2へ切削送り(G01)
で移動し、このときのレーザ出力は1000W(S10
00)で、送り速度は8000mm/min(F800
0)である。また、レーザ発振器を指令終点への最接近
点の時刻でオンさせる指令C5を有している。すわな
ち、最接近点でレーザ発振器がオンになり、レーザビー
ムが照射される。
【0022】シーケンスナンバN012のブロックは、
点P2から前のブロックと同じレーザ出力(1000
W)と送り速度(8000min/min)で、円30
を一周して点P2に戻る指令である。すなわち、円30
を切り抜く加工を示す。
【0023】シーケンスナンバN013のブロックで
は、点P2からさらに円30の円周上を点P3まで切削
送りで移動(加工)する。シーケンスナンバN014の
ブロックでは、点P3から切削送り(G01)で点P4
へ、送り速度50000mm/min(F50000)
で移動する。このときレーザ出力は0(S0)である。
また、レーザ発振器を減速開始時にオフさせる指令(C
2)を含んでいる。
【0024】例えば、オンオフ信号を以下のように決め
ることができる。 C1 減速開始時にオン信号を出力 C2 減速開始時にオフ信号を出力 C3 減速終了時にオン信号を出力 C4 減速終了時にオフ信号を出力 C5 指令終点への最接近点でオン信号を出力 C6 指令終点への最接近点でオフ信号を出力 次に、加工ヘッドの実際の通路について述べる。図7は
実際の加工通路を示す図である。図7も図6と同じよう
に、レーザビームが照射される通路(加工通路)は実線
で、レーザビームが照射されない通路は破線で示してい
る。
【0025】図に示すように、加減速制御の遅れによっ
て、通路は指令された通路(点Pa−P1−P2−P2
−P3−P4)に対して、内側に湾曲した通路となる。
そして、点Pa−点P1のブロック(N011のブロッ
ク)では、指令終点への最接近点でレーザ発振器をオン
させる指令(C5)が指令されているので、点Ponで
オン信号が出力され、レーザ発振器がオン状態になり、
加工が開始される。
【0026】また、点P2−P3のブロック(N013
のブロック)では、減速開始時にレーザ発振器をオフさ
せる信号が指令されている。したがって、点Pofでレ
ーザ発振器がオフ状態になる。
【0027】もし、このブロックで、指令C6(指令終
点への最接近点でオフ信号を出力)、指令C4(減速終
了時にオフ信号を出力)等の指令を行うと、点Pof
1,Pof2までレーザ発振器がオン状態となり、円3
0で示される丸穴加工に対して余分な加工がなされてし
まう。
【0028】このように、本実施例では、所望の点でレ
ーザ発振器をオンオフさせる信号を出力するように制御
できるので、高速で精密な加工を行うことができる。上
記の実施例ではNCレーザ装置を例に説明したが、ウォ
ータージェット加工機、プラズマ加工機、シーラント塗
布機械等にも適用できる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、減速開
始時、減速終了時、指令終点への最接近時のいずれかに
レーザ発振器のオンオフ信号を出力できるように構成し
たので、高速で精密な加工が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のNCレーザ装置の概念図である。
【図2】本発明のNCレーザ装置のハードウェアのブロ
ック図である。
【図3】移動指令の通路を示す図である。
【図4】各軸の速度曲線を示す図である。
【図5】加工プログラムの例を示す図である。
【図6】図5の加工プログラムの通路を示す図である。
【図7】実際の加工通路を示すである。
【符号の説明】
1 プロセッサ 5 レーザ発振器 21 加工プログラム 22 前処理演算手段 23 補間手段 24 加減速制御手段 25 タイミング制御手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 数値制御装置とレーザ加工機を結合した
    NCレーザ装置において、 加工プログラムを解読して、各軸の移動指令と、レーザ
    発振器をオンオフ制御するオンオフ指令を出力する前処
    理演算手段と、 前記移動指令を受けて補間処理を行い補間パルスを出力
    する補間手段と、 前記補間パルスを加減速制御し、減速開始信号及び減速
    終了信号を出力する加減速制御手段と、 前記加工プログラムの指令にしたがって、前記オンオフ
    信号を出力するタイミング制御手段と、 を有することを特徴とするNCレーザ装置。
  2. 【請求項2】 前記タイミング制御手段は、前記減速開
    始信号、前記減速終了信号、及び前記補間パルスから、
    減速開始時、減速終了時あるいは加工ヘッドの実位置が
    指令終点への最接近点にきた時に前記オンオフ信号を出
    力するように構成したことを特徴とする請求項1記載の
    NCレーザ装置。
JP5257884A 1993-10-15 1993-10-15 Ncレーザ装置 Pending JPH07112287A (ja)

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