激光加工系统的制作方法_2

文档序号:9296740阅读:来源:国知局
,控制装置14再开始执行激光加工程序P。作为用于控制装置14再开始执行激光加工程序P的准备处理,再开始准备装置16进行用于使得能够根据程序执行中断时的激光加工机12的运行状况R来适当地设定再开始执行程序时的激光加工机12的再启动条件C(激光振荡器32的工作条件、加工头34的位置等)的下述的处理。
[0025]S卩,在激光加工程序P的执行中断时在正在从控制装置14输出激光加工机12对工件W进行加工所需的规定的操作指令、或者激光加工机12对工件W进行加工所需的规定的外部信息正在输入到控制装置14时,运行状况判定部18判定为程序执行中断时的激光加工机12的运行状况R是“激光加工过程中”。另外,在激光加工程序P的执行中断时,在未从控制装置14输出激光加工机12对工件W进行加工所需的规定的操作指令且激光加工机12对工件W进行加工所需的规定的外部信息未输入到控制装置14时,运行状况判定部18判定为程序执行中断时的激光加工机12的运行状况R不是“激光加工过程中”。在此,能够从存储部58(图2)获取程序执行中断时的激光加工机12的运行状况R。
[0026]在上述结构中,规定的操作指令是控制装置14解读激光加工程序P并且运算后制作的,从控制装置14输出到各种控制对象。另外在上述结构中,规定的外部信息是由对控制装置14的各种控制对象的控制量进行检测的检测器生成的,从这些检测器作为反馈信息输入到控制装置14。此外,如后所述,难以仅基于与加工头34的移动相关的操作指令(例如控制轴的移动指令)、外部信息(例如控制轴的位置信息)来正确地判定激光加工机12的运行状况R,因此能够从上述的规定的操作指令和规定的外部信息中排除这些操作指令、外部信息。
[0027]例如,规定的操作指令可以是控制装置14对气体供给源48的供给控制部(未图示)指示的辅助气体供给指令。另外,例如,规定的外部信息可以是从附设于加工头34的辅助气体压力的测定器(未图示)反馈给控制装置14的辅助气体压力的监视信号(以下称为辅助气体供给监视信号。)。在该情况下,运行状况判定部18将辅助气体供给监视信号与预先决定的阈值进行比较,在辅助气体压力超过了阈值时,能够判定为运行状况R是激光加工过程中。
[0028]或者,规定的操作指令可以是控制装置14对遮板42的开闭控制部(未图示)指示的遮板打开指令。另外,规定的外部信息可以是从遮板42的开闭检测器(未图示)反馈给控制装置14的遮板打开监视信号。
[0029]或者,规定的操作指令可以是控制装置14对驱动机构36指示的间隙控制指令。另外,规定的外部信息可以是从间隙测定器(未图示)反馈给控制装置14的间隙量监视信号。在该情况下,运行状况判定部18将间隙量监视信号与预先决定的阈值进行比较,在间隙量为阈值以下时,能够判定为运行状况R是激光加工过程中。
[0030]一般来说,激光加工包括辅助气体吹送、遮板开闭、间隙控制开始等在振荡出激光之前或之后由激光加工机12进行的各种先行动作、后续动作。例如在激光焊接的情况下,填料供给也是先行动作之一,在激光切割的情况下,用于改善切割质量的向工件表面的油分供给也是先行动作之一。这些先行动作、后续动作对加工质量产生影响,因此不仅将对工件W照射激光时识别为“激光加工过程中”,而将其先行动作、后续动作均包含在内地识别为“激光加工过程中”,这对适当地执行程序执行中断后的再开始准备处理是有利的。
[0031]例如,向加工头34(图2)的辅助气体的供给是在激光振荡之前开始的先行动作,在辅助气体的压力和流量达到目标值之后开始实际的加工。另外,存在以下情况:为了在停止了激光的照射之后冷却工件W或使高温的工件W与空气中的氧、氮、水分等隔离,而在激光振荡停止后也供给辅助气体(也就是说后续动作)。另外,遮板42(图2)的开闭动作是在激光振荡开始前打开的先行动作,并且是在激光振荡结束后关闭的后续动作。另外在间隙控制中,在开始激光振荡之前,进行使间隙G(图2)的尺寸(即间隙量)达到目标值的先行动作。在高速地切割工件W的情况下,存在以下情况:在激光振荡结束后也继续进行间隙控制(也就是说后续动作),使加工头34以与激光振荡过程中的速度相同的速度移动。
[0032]从这种观点出发,运行状况判定部18通过具有前述的结构,能够正确地判定控制装置14中断了激光加工程序P的执行时的激光加工机12的运行状况R是否为“激光加工过程中”。只要运行状况判定部18正确地判定出程序执行中断时的运行状况R,再启动条件确定部20就能够适当地设定再开始执行激光加工程序P时的激光加工机12的再启动条件C (激光振荡器32的工作条件、加工头34的位置等)。下面,说明控制装置14具有数值控制(NC)装置的结构的情况下的事例。
[0033]例如,在激光加工机12使用氧辅助气体对软钢厚板工件W进行激光开孔加工的情况下,有时在通过激光照射来形成未完成的孔之后,停止激光照射但继续吹送氧辅助气体,由此使开孔加工继续进行。在仅利用辅助气体进行开孔的期间,激光加工程序P(即NC程序)中描述有用于停止激光照射的暂停(Dwell)指令。在这种运行状况R下激光加工程序P的执行被中断的情况下,若根据激光加工程序P的描述来判定是否为激光加工过程中,则由于描述有暂停指令而尽管正在进行开孔加工却判定为不是激光加工过程中。与此相对,运行状况判定部18能够将是否正在从控制装置14输出辅助气体供给指令或辅助气体供给监视信号是否正在输入到控制装置14作为判定材料,来判定运行状况R是否为激光加工过程中,因此即使处于在程序执行中断时仅利用辅助气体进行开孔的状况,也能够正确地判定为运行状况R是激光加工过程中。
[0034]另外,存在以下情况:在激光加工过程中,为了缓和工件W的过热,停止激光照射但继续吹送辅助气体,由此冷却工件W。利用辅助气体冷却工件对加工质量产生影响,因此是激光加工的一部分,因而该期间的激光加工机12的运行状况R应该被识别为激光加工过程中。在这种运行状况R下激光加工程序P的执行被中断的情况下,也与上述的仅利用辅助气体进行开孔加工的情况同样地存在若基于激光加工程序P的描述进行判定则会误判定为不是激光加工过程中的担忧,与此相对,运行状况判定部18能够正确地判定为运行状况R是激光加工过程中。
[0035]另外,存在以下情况:在激光加工过程中,为了使加工头34躲避障碍物,在停止了激光照射的状态下,不是利用各轴定位而是利用使用直线插值、圆弧插值所得的快进指令(日语:早送*9指令)来使加工头34进行退避动作。加工头34的退避动作不对加工质量产生影响,因此不是激光加工的一部分,因而该期间的激光加工机12的运行状况R应该被识别为不是激光加工过程中。在这种运行状况R下激光加工程序P的执行被中断的情况下,由于使用直线插值、圆弧插值所得的快进指令通常是激光加工过程中的动作指令,因此,若基于激光加工程序P的描述进行判定则存在尽管不是激光加工过程中却误判定为是激光加工过程中的担忧。与此相对,运行状况判定部18能够将是否从控制装置14实时地输出间隙控制指令或间隙量监视信号是否实时地输入到控制装置14作为判定材料,来判定运行状况R是否为激光加工过程中,因此能够将在程序执行中断时加工头34进行不按照间隙控制的基于快进指令的退避动作的运行状况R正确地判定为不是激光加工过程中。
[0036]图3以不意图的方式表不激光加工系统10、30能够实施的激光加工的一例。参照图3来说明由再开始准备装置16的再启动条件确定部20(图1)进行的激光加工机12的再启动条件C (图1、图2)的确定方法。
[0037]—般来说,在激光加工中,将工件的加工点的移动速度(也就是说加工速度)设定为使加工点处的激光的热输入与因熔融、热传导等引起的热排出相平衡的适当速度。另外,有时为了在实现热输入与热排出的平衡的同时加速到规定的加工速度,而将加工开始点的加工条件设定为与恒速加工中的加工条件不同的特殊条件。因而,当在加工开始点、固定速度下的加工中由于激光加工程序的中断而加工停止时,有时因这种情况本身而产生加工不良,还有时由于在中断时的加工点处再开始加工而产生进一步的加工不良。
[0038]图3所示的加工例用于按照由NC程序构成的激光加工程序P (图1)对板状的工件W进行激光切割来制作多个矩形板t。加工头34在矩形板t的轮廓的内侧的规定位置Ql进行穿孔之后,从所获得的孔处开始激光切割,使加工点沿与矩形板W'的轮廓相当的加工路径按Q2 — Q3 — Q4 — Q5 —……那样移动。图3表示在沿着加工路径的激光加工过程中的位置Q5处激光加工程序P的执行被中断而加工头34退避的状态。在这种状况下,由于前述的理由而难以在位置Q5处再开始加工,另外若在未加工的加工路径内再开始加工则无法制作矩形板W'。因而,通常研究在下述(I )?(IV)中的某一个位置处再开始加工。
[0039]( I )紧挨着激光加工程序P的执行被中断的位置Q5之前的位置Q4。
[0040]( II )包含激光加工程序P的执行被中断的位置Q5的模块(即命令文:在图中为直线插值)的起点的位置Q3。
[0041](III)比包含激光加工程序P的执行被中断的位置Q5的模块靠前的模块(即命令文:在图中为直线插值)的起点的位置Q2。
[0042](IV )包含激光加工程序P的执行被中断的位置Q5的加工路径的下一个加工路径的加工开始点的位置Q6。
[0043]在激光加工系统10、30中,再开始准备装置16的再启动条件确定部20 (图1)根据工件W的材质、厚度、激光加工的方法、要求的加工质量等,在作为激光加工程序P中描述的既定条件的上述(I )?(IV)中确定再开始执行激光加工程序P时的激光加工机12 (图1、图2)的再启动条件C(加工头34的位置)。此外,关于使再启动条件确定部20所确定的再启动条件C为(I )?(IV)中的哪一个,例如能够在设计激光加工系统时制定为规则,或者由操作者在程序中断时适当进行选择并对再开始准备装置16进行命令。例如,在某种程度上允许沿着加工路径的工件W的重复加工的情况下,能够将(I )?(III)中的某一个制定或选择为再启动条件C。重复加工距离最短的是(I ),但是若要以(I )来再开始激光加工程序P则控制比较复杂,因此也可以制定或选择(II )或(III)。在不允许工件W的重复加工的情况下,制定或选择(IV )。
[0044]当再启动条件确定部20按照上述的规则或命令将(I )?(IV )中的某一个确定为再启动条件C时
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