激光加工机的制作方法

文档序号:6285648
专利名称:激光加工机的制作方法
技术领域
本发明涉及能够进行板状工件的切断加工的激光加工机。
以往,在利用激光加工机,切断出使直线切断路径相交而成的尖锐角时,采用的是例如,如图7(a)所示,在位置P1(x坐标为0,y坐标为0)上切出使直线切断路径L1和L5(实线)相交而成的尖锐角时,沿同图(a)所示的箭头方向将切断路径L1切断后,不立刻将切断路径L5切断,而是沿同图(a)的虚线表示的环路R(LR),按照位置P1、P100(x坐标5,y坐标0)、P101(x坐标0,y坐标5)的顺序,以围切断形状的外侧转的形状将上述尖锐角切断的加工方法。这种方法,是为了防止在喷管通过位置P1时,进给速度F一旦为0,工件70由激光束导致过热熔融,从而上述尖锐角下垂所采用的加工方法。该加工方法如图7(b)所示,是利用由多个加工步骤PS1、PS2...所组成的加工程序PRO来实施的,在该加工程序PRO中,围上述环路R(LR)转的环路R程序LRP被插在加工步骤PS1、PS5之间。
即,图中最上段的第1加工步骤PS1的程序段N1中,下达使进给速度F为30、000mm/min,使终点为位置P1的直线内插指令(G01),接着在最下段的第5加工步骤PS5的程序段N5中,下达从上述位置P1向y轴负方向移动50mm的直线内插指令(G01),但是,如上所述,在程序段N5之前被插入上述环路R程序LRP。
环路R程序LRP,如图7(b)所示,由加工步骤PS2、PS3、PS4所构成的3个程序段N2、N3、N4组成。首先,在最初的程序段N2中,下达维持上述进给速度F,并沿移动路径S1向x轴正方向移动5mm,使位置P100成为终点的直线内插指令(G01),以使上述切断路径L1被延长。接着,若喷管到达位置P100,则在第2程序段N3中,下达与切断路径L1和L5的两延长线连接的圆弧R1,使根据能够维持上述进给速度F的规定加速度确定的半径R为5mm的圆弧内插指令(G03)。然后,若喷管达到位置P101,则在最后的程序段N4中,下达维持与上述相同的进给速度F,并沿移动路径S2向y轴负方向移动5mm,使位置P1成为终点的直线内插指令(G01),以使切断路径L5被延长。再有,在重新返回位置P1时,环路R程序LRP完成,在加工步骤PS5的程序段N5中,下达向y轴负方向移动50mm的直线内插指令(G01),以维持切断路径L1中的进给速度的形态,沿切断路径L5的切断形状继续进行切断加工。
如此,由于喷管沿直线S1→圆弧R1→直线S2的环路R(LR)移动,与尖锐角的有无没有关系,无论是在切断形状的任何位置上,都可以以相同的进给速度F进行切断加工,因此,不但维持无加工不均匀的优良切断面,而且可以切断出尖锐角,将工件70加工成所希望的切断形状。
但是,在上述加工方法中,由于喷管在尖锐角的每次加工中需要沿上述的3个直线→圆弧→直线所组成的移动路径,使喷管移动,故存在需要以规定的进给速度围该移动路径转的时间,妨碍加工的高速化的缺点。特别是在必须加工的尖锐角较多的情况下,例如,将具有尖锐角的应切断的零件形状在工件70上多个配置(嵌套nesting)的情况下,或在应切断的零件形状上存在多个尖锐角的情况下,由于围绕的旋转次数增加导致加工速度下降,实现加工的高速化更加困难。
另外,在加工程序的制作中,由于必须在尖锐角的每个加工程序段中插入对应于直线→圆弧→直线的3个程序段所构成的环路R程序LRP,所以花费插入的工夫,特别是在上述需要加工的尖锐角较多的情况下,存在需要较多人力的缺点。而且,对应于尖锐角的数量,存在进一步需要用于环路R程序LRP的程序存储容量的缺点。再有,由于插入拐角的环路R的轨迹较大,所以存在白白切断材料,嵌套效率降低的缺点。
即,本发明的构成方案为,具有可以将激光束向应切断加工的工件照射的照射装置;设有可以使上述照射装置以规定的进给速度移动驱动的移动驱动装置;设有根据加工程序下达的移动指令,通过上述移动驱动装置来移动驱动上述照射装置的加工执行装置;设有根据上述加工程序判断工件中切断形状的拐角是否为尖锐角的尖锐角判断装置;设有当上述尖锐角判断装置判断拐角为尖锐角,在该拐角的加工中生成尖锐角生成用追加轨迹的尖锐角生成用追加轨迹生成装置;设有根据上述尖锐角生成用追加轨迹生成装置所生成的尖锐角生成用追加轨迹,来进行上述被判断为尖锐角的拐角的加工的尖锐角加工执行装置。
这种情况下,在加工被判断为尖锐角的拐角时,由于自动生成尖锐角生成用追加轨迹,根据该尖锐角生成用追加轨迹,上述拐角被加工,所以不但可以维持无加工不均匀的优良切断面,在加工程序的完成上也不需要较大的人力,可以简单地加工尖锐角。特别是,应加工的尖锐角数量越多,越可以进一步减轻加工程序的制作人力。还有,存在没有必要进一步增加用于尖锐角加工的程序存储容量的好处。
另外,本发明中,在上述照射装置通过上述拐角又再度返回该拐角期间,上述尖锐角加工执行装置可以控制上述照射装置的进给速度,以使其在比进入上述尖锐角之前的进给速度减速的状态下移动。
此时,由于在激光束通过被判断为尖锐角的拐角并再度返回该拐角期间,使进给速度降低并进行移动,所以在加工尖锐角时可以生成比以往的轨迹还短的尖锐角生成用追加轨迹,因此,既可以维持无加工不均匀的优良切断面,又可以实现加工的高速化。特别是,存在应加工的尖锐角的数量越多,加工越可以进一步高速化的优点。另外,通过缩短轨迹可以消除白白切断材料的情况,提高嵌套的效率。
再有,本发明的构成方案也可以为,设有判断在上述加工程序中是否下达有尖锐角加工的执行指令的尖锐角加工能否执行的判断装置,利用该尖锐角加工能否执行的判断装置,在上述加工程序中被判断为下达有尖锐角加工的执行指令的情况下,执行由上述尖锐角加工执行装置进行的拐角的加工。
这种情况下,判断加工程序中是否下达有尖锐角加工指令,在被判断为该执行指令被下达的情况下,由于上述拐角根据尖锐角生成用追加轨迹而被加工,所以操作人员可以自由选择是利用尖锐角生成用追加轨迹生成装置自动进行尖锐角的加工,还是以以往的手动方式在加工程序中插入加工程序段,在加工内容中可以保持灵活性。
还有,本发明的构成方案也可以为,设有可以控制上述激光束从上述照射装置向上述工件照射的激光束照射控制装置,利用该激光束照射控制装置,在上述尖锐角加工执行装置使上述照射装置沿上述尖锐角生成用追加轨迹移动驱动期间,不进行上述激光束通过上述照射装置向上述工件的照射。
这种情况下,移动装置沿尖锐角生成用追加轨迹移动期间,由于不进行向工件的激光束照射,可以防止材料的浪费,由此可以提高嵌套效率。
图2是

图1的激光加工机中的控制装置的框图。
图3示出一例工件的拐角部分的切断形态的图,(a)是移动路径的高速环路R的图,(b)是加工程序示例的图。
图4是显示作为高速环路R程序的子程序的自动生成程序JSP的内容的流程图。
图5是高速环路R程序的执行说明图,(a)是关于高速环路R的计算的说明图,(b)是沿高速环路R的喷管的围绕移动示意图。
图6示出基于拐角角度的各切断路径的图。
图7利用以往加工方法的拐角部分附近的切断形态的一例示意图,(a)是移动路径的环路R的图,(b)是加工程序示例的一部分的图。
适用于本发明的激光加工机1,如图1所示,例如为加工用CNC装置(NC切断机),由工件设置装置1a、激光照射装置1b和控制装置1c构成,在工件设置装置1a的上方配置激光照射装置1b的同时,控制装置1c被附设在工件设置装置1a和激光照射装置1b上。
如图1所示,工件设置装置1a具备基座2、工作台3。基座2将激光加工机1固定在地面上,其上面配置工作台3。工作台3具有载置工件70的水平工件装载面3a,并被设置为相对于基座2沿图1所示的箭头G、H方向(X轴方向)自由移动。
如图1所示,激光照射装置1b具备立柱5、滑鞍6、加工头主体11。立柱5以跨越工作台3的方式被固定设置在基座2上,以使其与沿X轴方向自由移动的上述工作台3不干涉。还有,立柱5具有沿与X轴方向为直角且呈水平的箭头J、K方向(Y轴方向)的滑鞍用导轨5a、5a,滑鞍6被设置为通过滑鞍用导轨5a、5a,相对于基座2沿Y轴方向自由移动驱动。而且,虽然如上所述,显示了工作台3沿X轴方向移动的构成示例,但是,滑鞍6并不限定于相对基座2沿X轴、或Y轴方向相对自由地移动驱动,例如,可以构成为滑鞍6沿X轴和Y轴方向自由移动,工作台3是被固定的。
再有,立柱5具有输出激光束的激光振荡器(图中未示出),激光振荡器和滑鞍6,如图1所示,与由滑鞍6的Y方向的移动一并移动伸缩自如的适当的激光光程管7连接。还有,激光光程管7通过与激光光程管7同样形成的滑鞍用光程管15,与滑鞍6内部设置的加工头主体11连接。
另外,上述激光振荡器只要可以稳定地照射金属等构成的工件70的切断、开孔等加工所必需的规定输出的激光束,任何一种都可以,例如,CO2激光器、YAG激光器、受激准分子激光器等任何一种都可以适用于本发明。
加工头主体11,如图1所示,具有套筒部件12、前端部件20、喷管26,被设置为沿与X和Y轴方向呈直角即箭头L、M方向(Z轴方向),相对于滑鞍6自由移动驱动。即,加工头主体11被设置为通过滑鞍6和立柱5,相对于基座2沿Z轴方向自由移动驱动。而且,喷管26通过前端部件20被连接,其以Z轴和Y轴为中心,相对于套筒部件12沿A轴、B轴方向自由旋转驱动、定位。即,喷管26被设置为,相对于工件装载面3a上载置的工件70,沿X、Y、Z轴方向自由移动驱动,且沿A、B轴方向自由旋转驱动、定位。而且,设置借助反射镜(图中未示出)等的光路,以使从激光振荡器输出的激光束,通过激光光程管7、滑鞍用光程管15、加工头主体11、套筒部件12和前端部件20,从上述喷管26的前端照射。还有,作为激光加工机1的构成,虽然如上所述显示了沿X、Y、Z、A、B轴方向移动、旋转驱动的一例,但是,只要是相对于工件70,至少可以平面移动驱动喷管26的,则任何一种轴结构都可以适用于本发明。
另外,激光加工机1的控制装置1c,具有如图2所示的主控制部30,主控制部30中,通过总线44将键盘31、显示器32、系统程序存储器33、加工程序存储器35、加工控制部36、驱动控制部37、激光振荡控制部38、高速环路R程序存储器39、尖锐角判断部40、拐角移动路径计算部41和驱动条件数据存储器42进行连接。再有,在驱动控制部37中,将工作台3与沿X轴方向移动驱动的X轴驱动马达37X连接,同样,将滑鞍6、加工头主体11分别与沿Y轴方向、Z轴方向移动驱动的Y轴驱动马达37Y、Z轴驱动马达37Z连接。还有,将喷管26与分别沿A、B轴方向旋转驱动、定位的A轴驱动马达37A、B轴驱动马达37B连接。
激光加工机1由于具有以上构成,因此利用激光加工机1加工板状工件70时,首先操作员(操作者)将应加工的工件70载置于图1所示的工件装载面3a上。接着,操作员通过具备控制装置1c的启动开关(图中未示出)输入启动指令,接受该指令的主控制部30从系统程序存储器33中读入系统程序SYS,之后,根据读入的该系统程序SYS进入处理。
接下来,主控制部30将催促加工程序PRO1生成的画面(图中未示出)显示在显示器32上。操作员根据该显示了的画面,通过键盘31制成对应于切断形状的加工程序PRO1。切断形状,如图3(a)所示,例如为由以位置P1、P2、P3和P4为顶点的矩形构成的切断形状SK的情况下,操作员制成如图3(b)所示的加工程序PRO1。
加工程序PRO1,根据G代码(表示决定激光加工机中内插种类等功能模式的指令的代码),由多个加工步骤PS11、PS12...PS16构成。加工程序PRO1中,加工步骤PS12乃至PS15的程序段N1、N5、N6和N7,如图3(a)所示,下达从贯穿点PP(加工开始位置)开始,沿箭头方向按位置P1、P2、P3和P4的顺序,使喷管26以30,000mm/min的进给速度F直线移动的直线内插指令(G01)。而且,以夹持这些加工步骤的方式,在加工程序PRO1的最上段中插入加工步骤PS11的高速环路R指令,在最下段中插入加工步骤PS16的取消指令。
加工步骤PS11的高速环路R指令,根据规定的组序号的专用G代码(图3(a)所示的G**),指示后述高速环路R程序KLP的执行开始,另外,加工步骤PS16的取消指令,同样根据规定的专用G代码,指示上述高速环路R程序KLP的终了。再有,上述高速环路R指令为模式指令,高速环路R程序KLP的处理一直继续到取消指令出现为止。即,根据高速环路R程序KLP,接着执行加工步骤PS12乃至PS15。
接着,若加工程序PRO1的制成完了,操作员通过键盘31输入规定信号,主控制部30接收该信号,将制成的加工程序PRO1存储于加工程序存储器35中。还有,操作员若通过键盘31输入该加工程序PRO1的执行指令CM1,主控制部30接收该指令CM1,读出上述已存储的加工程序PRO1,同时向加工控制部36下达加工程序PRO1的执行指令。由此,加工控制部36将加工程序PRO1的加工步骤从上段按PS11、PS12...PS16的顺序进行解释、执行,加工程序PRO1的执行开始。
首先,最上段的加工步骤PS11是上述高速环路R指令。主控制部30根据该指令从高速环路R程序存储器39将高速环路R程序KLP读入。并且,根据高速环路R程序KLP,在此后的加工步骤PS12、PS13...中,在两个连续的加工步骤间的每个尖锐角上,作为尖锐角生成用追加轨迹,自动生成后述的高速环路R(KR)。作为该尖锐角生成用追加轨迹,被特别追加为与该拐角部连接的形状,以便在直线路径相交的拐角即尖锐角中,不出现该拐角中激光束的加工速度下降,拐角部的加工精度恶化的情况,例如,为图7(a)所示的环路R(LR)方式的轨迹。此时,主控制部30根据高速环路R程序KLP,判断在预定的切断形状SK中,两个完全连续的加工步骤之间的拐角是否为尖锐角。
此处所谓的尖锐角是指,在切断形状中2根线(例如,直线与直线、直线与曲线或曲线与曲线)的相交角度(拐角角度θ)为规定角度(例如,0°<θ<180°)的拐角,例如,根据2个连续的加工步骤的内插的种类(例如直线内插或圆弧内插)、坐标(例如,始点、终点的坐标、圆弧内插的中心坐标),判断由该加工步骤加工生成的拐角是否为与直线路径相交的尖锐角。
在本实施例中,主控制部30对加工步骤PS12、PS13之间的拐角、加工步骤PS13、PS14之间的拐角和加工步骤PS14、PS15之间的拐角,即对位置P1、P2和P3进行上述判断,任何一个加工步骤都为直线内插指令(G01),判断为从各始点、终点坐标开始,拐角角度以90°与直线相交的尖锐角。再有,主控制部30设立显示该拐角为尖锐角的标志,以便根据上述判断结果与各加工步骤之间的拐角相对应。
接下来,进入加工步骤PS12,在程序段N1中执行使进给速度F为30、000mm/min,以位置P1(x坐标为0,y坐标为0)为终点的直线内插指令(G01)。首先,加工控制部36,如图3(a)所示,向驱动控制部37下达向贯穿点PP移动的指令。驱动控制部37接收该指令,向X轴及Y轴驱动马达37X、37Y输送规定信号,使喷管26向上述贯穿点PP移动。而且,加工控制部36在向激光振荡控制部38发出激光束的输出指令的同时,向驱动控制部37发出以位置P1为终点的移动指令,驱动控制部37向X、Y轴驱动马达37X、37Y传送规定信号(图3(a)所示的x轴与图1所示的X轴方向一致的情况下,只向X轴驱动马达37X传送规定信号)。因此,喷管26在照射激光束的同时,沿切断路径L1,在x轴正方向上向位置P1直线移动,开始工件70的切断操作。
而且,在上述切断加工中,主控制部30执行作为高速环路R程序KLP的子程序的自动生成程序JSP,相对于加工步骤PS12、PS13之间的拐角自动生成高速环路R(KR)。
这里,关于基于自动生成程序JSP的高速环路R(KR)的自动生成,沿图4所示的步骤STP1乃至STP4进行说明。
在步骤STP1中,主控制部30向尖锐角判断部40发出判断2个连续的加工步骤之间的拐角是否为尖锐角的指令。尖锐角判断部40接收该指令,根据显示为尖锐角的上述标志,判断2个连续的加工步骤之间的拐角是否为尖锐角。如果判断为不是尖锐角(步骤STP1的No),将该内容向主控制部传送的同时,进入步骤STP2,主控制部30不自动生成高速环路R(KR),结束自动生成程序JSP,加工控制部36执行下一加工步骤。
另一方面,如果尖锐角判断部40判断为尖锐角(步骤STP1的Yes),将该内容向主控制部30传送,主控制部30在步骤STP3中向拐角移动路径计算部41发出计算作为尖锐角生成用追加轨迹的高速环路R(KR)的移动路径的指令。拐角移动路径计算部41接收该指令,计算出上述移动路径。在本实施例中,尖锐角判断部40根据上述标志将加工步骤PS12、13之间的拐角判断为尖锐角(步骤STP1的Yes),拐角移动路径计算部41计算出加工步骤PS12、PS13之间的拐角中的高速环路R(KR)的移动路径。
即,加工步骤PS12、PS13之间的拐角中的高速环路R(KR),如图3(a)所示,是以喷管26与切断路径L1、L5相交的点(位置P1)为起点和终点,围切断形状SK的外侧转的路径,由抛物线构成的移动路径L2、L4以及其半径r2比以往的圆弧R1的半径r1小的移动路径L3构成,切断路径L1与移动路径L2、切断路径L5与移动路径L4以及移动路径L2、L4与移动路径L3,任何一个都是光滑地连接,由此整体大致构成椭圆状。
再有,关于上述移动路径L2、L3、L4的计算,参照图5(a)进行说明。
首先,拐角移动路径计算部41,计算出喷管26在移动路径L2上沿x轴方向移动的距离(x轴移动距离d1)。而且,由于高速环路R(KR)如图5(a)所示相对于将拐角角度θ1等分的中心线CL对称,所以上述x轴移动距离d1与喷管26在移动路径L4上从位置P11向切断路径L5的方向移动的距离相等。
即,拐角移动路径计算部41,从驱动条件数据存储器42中读出最大加速度a1。此处所讲的最大加速度a1是在加工程序中以设定的进给速度F加工所希望的切断形状用的所容许的最大加速度(规定的加速度),例如,根据各轴驱动马达37X、37Y...37B等的规格和耐久性等确定。而且,拐角移动路径计算部41读出在上述加工程序PRO1中被设定的进给速度F,以该进给速度F作为切断速度V,根据式1计算出喷管26沿切断路径L2移动的移动时间t1。
式1t1=V/a1即,移动时间t1为以最大加速度a1在抛物线上从位置P1上的切断速度V(初速度)减速时的移动时间。接着,由上述计算出的移动时间t1和切断速度V,根据式2计算出x轴移动距离d1。
式2 d1=(V×t1/2)即,x轴移动距离d1是在移动时间t1内切断速度V为一定速度所移动的距离的一半。
接下来,拐角移动路径计算部41计算出喷管26在移动路径L2上沿y轴方向移动的距离(y轴移动距离d2)。另外,与x轴移动距离d1同样,上述y轴移动距离d2与喷管26在移动路径L4上从位置P11向和切断路径L5呈直角的方向移动的距离相等。
即,拐角移动路径计算部41根据2个连续的加工步骤中的直线内插的起点·终点的坐标,计算出图5(a)所示的拐角角度θ1。并且,根据式3由该计算出的拐角角度θ1计算出拐角角度θ1的正切值tg。
式3 tg=tan(θ1/2)另外,根据式4,由计算出的正切值tg和x轴移动距离d1,计算出y轴移动距离d2。
式4d2=d1[1+8tg2-14tg]]]>而且,拐角移动路径计算部41,根据上述计算出的x轴移动距离d1和y轴移动距离d2,利用式5计算出切断路径L3的半径r2。
式5r2=2×d22d1]]>由此,完成各移动路径L2、L3、L4的计算,拐角移动路径计算部41将x轴移动距离d1、y轴移动距离d2和半径r2的计算结果传送至加工控制部36,同时将其内容向主控制部30传送。
然后,如果沿切断路径L1切断工件70的喷管26到达位置P1,加工控制部36进入图4的加工步骤STP4,以沿着计算出的移动路径L2、L3、L4的形状来生成高速环路R(KR),向驱动控制部37发出使喷管26沿该高速环路R(KR)环绕移动的指令。驱动控制部37接收该指令,向X轴、Y轴驱动马达37X、37Y传送规定信号。
这里,关于沿步骤STP4中所生成的喷管26的高速环路R(KR)的环绕移动,参照图3和图5(b),进行详细说明。
在时间t0,喷管26,如图3和图5(b)所示,以大致恒定的V1的切断速度V(细实线)沿切断路径L1向x轴正方向移动。与该切断路径L1同方向的x轴方向的切断速度(x轴速度Vx,虚线)是V1,另一方面,与上述切断路径L1呈直角的y轴方向的切断速度(y轴速度Vy,点划线)为0。另外,因上述切断速度V为大致恒定,加速度a(粗实线)为0。
在时间t10,如果喷管26到达位置P1,则驱动控制部37向X轴、及Y轴驱动马达37X、37Y传送规定信号,工作台3和滑鞍6向规定方向移动驱动,以使喷管26以最大加速度a1沿切断路径L2减速移动而变为切断速度V。由此,喷管26如图5(b)所示,一边以最大加速度a1减小切断速度V,一边沿切断路径L2移动。即,x轴速度Vx减速的同时,y轴速度Vy加速移动。
从时间t10经过移动时间t1,在时间t11,如果喷管达到位置P10,上述被减速的切断速度V变为V2,驱动控制部37向X轴、Y轴驱动马达37X、37Y传送规定信号,以便将该切断速度V维持为上述的V2而沿切断路径L3移动。由此,喷管26如图3所示,将切断速度V维持在V2,沿由上述计算出的半径r2的圆弧构成的切断路径L3移动。并且,x轴速度Vx和y轴速度Vy,如图5(b)所示,进行加速或减速变化,以使切断速度V为大致恒定的V2。另外,由于喷管26的上述切断速度V是以大致恒定的V2沿圆弧移动的,加速度a被维持在大致恒定的a2。
在时间t12,若喷管26达到位置P11,驱动控制部37向X轴、Y轴驱动马达37X、37Y传送规定信号,以使喷管26以最大加速度a1沿切断路径L4加速移动而得到切断速度V。由此,喷管26如图5(b)所示,一边以最大加速度a1增加切断速度V,一边沿切断路径L4移动。即,x轴速度Vx加速的同时,y轴速度Vy也加速移动。
从时间t12经过移动时间t1,在时间t13,在喷管26返回位置P1的同时,由于x轴速度Vx达到V3,y轴速度Vy达到V4,所以切断速度V在切断路径L1上恢复到切断速度V1,即,以维持在加工步骤PS12中被指定的进给速度F(30、000mm/min)的形式,终了喷管26沿高速环路R(KR)的环绕移动。
再有,在上述高速环路R(KR)的环绕移动中,通过由主控制部30向激光振荡控制部38发出激光束的输出停止的指令,从而使得激光束的照射停止,因此,使得中止位置P1→P10→P11→P1的环路R部分中的工件70的切断动作,防止材料的浪费,提高工件70上切断形状(例如应切断的零件形状)的配置(嵌套)效率成为可能。
接下来,加工程序PRO1,进入图3(b)所示的加工步骤PS13,加工控制部36在程序段N5中执行将位置P2(x坐标0,y坐标-50)作为终点的直线内插指令(G01)。即,加工控制部36向驱动控制部37发出该移动指令,驱动控制部37接收该指令,向X轴、Y轴驱动马达37X、37Y传送规定信号。由此,喷管26沿切断路径L5向y轴负方向的位置P2直线移动,同时以上述被保持的进给速度F将工件70切断。
另外,与上述情况相同,在该切断加工中,主控制部30执行作为高速环路R程序KLP的子程序的自动生成程序JSP,对加工步骤PS13、PS14之间的拐角自动生成高速环路R(KR),还有,喷管26沿该自动生成的高速环路R(KR)环绕移动,将加工步骤PS13、PS14之间的拐角切断。再有,对于加工步骤PS14、PS15之间的拐角也执行与上述相同的处理。
接着,进入加工步骤PS15,加工控制部36在程序段N7中执行将位置P4(x坐标-50,y坐标0)作为终点的直线内插指令(G01),喷管26如果达到位置P4,加工控制部36向激光振荡控制部38发出激光束的输出停止指令,从而激光束的照射被停止。
然后,进入最下段的加工步骤PS16,主控制部30接收取消指令,终了高速环路R程序KLP。由此,终了加工程序PRO1,完成矩形切断形状SK的切断。
另外,本发明如上所述,可以适用于拐角角度θ从0°到180°范围内相交而成的拐角(尖锐角),即,如图6所示,即使在拐角角度θ为直角θ2的情况(同图(a))、为钝角θ3的情况或为锐角θ4的情况下,通过使其分别执行上述高速环路R程序KLP,拐角移动路径计算部41计算出与各拐角角度θ对应的x轴和y轴移动距离d1、d2及半径r2,喷管26则沿自动生成的高速环路R(KR)环绕移动。还有,与图6相关的说明,由于对与图4中所说明的部分为相同部分将付与相同的符号,故省略说明。
如上所述,在本实施例中的激光加工机1中,如果尖锐角判断部40将拐角判断为尖锐角,加工控制部36使得喷管26沿作为尖锐角生成用追加轨迹而自动生成的高速环路R(KR),以最大加速度a1加速和减速移动,由于在加工程序PRO1中尽量维持已被设定的进给速度F,同时切断出尖锐角,所以可以使围切断形状SK转的路径成为比以往的环路R(LR)短的高速环路R(KR),因此,不但可以维持无加工不均匀的优良切断面,又可以实现切断加工的高速化。特别是,存在要加工的尖锐角的数量越多,切断加工越可以进一步高速化的优点。
还有,由于加工控制部36一直继续高速环路R程序KLP,直到加工程序PRO1的指令中出现取消指令,所以即使应加工的尖锐角较多,通过在加工程序KLP中只插入高速环路R指令和取消指令这两个指令,就可以自动地沿较以往的路径短的移动路径被切断,不浪费时间,可以简单地实现切断加工的高速化。另外,由于不需要以往的环路R程序LRP所用的程序容量,所以存在即使应加工的尖锐角较多,也没有必要追加新的程序容量。
并且,在上述实施方案中,虽然显示了一例在加工步骤执行前预先对全部拐角进行2个连续的加工步骤的拐角中尖锐角的判断,但是,只要是任何一种在喷管26到达尖锐角前判断的方案都可以,例如,也可以在各加工步骤执行前进行上述判断。再有,对于高速环路R(KR)的自动生成并不限于在切断加工中进行,与上述方案相同,只要是在喷管26到达尖锐角前进行判断的任何方案都可以,例如,也可以在切断加工前预先对所有的拐角进行高速环路R(KR)的自动生成。
另外,在上述实施方案中,虽然显示了一例在加工程序PRO1的所有加工步骤中执行高速环路R程序KLP,但并不限于此,也可以在加工程序PRO1的规定加工步骤中插入执行高速环路R程序KLP,例如,在工件70上嵌套配置的多个零件形状中,可以只对规定的零件形状执行高速环路R程序KLP。
再有,操作员可以根据规定的G代码选择使用以往加工方法的围着环路R(LR)转的环路R程序LRP和本发明的高速环路R程序KLP。还有,在上述实施方案中,虽然显示了操作员直接制成加工程序PRO1的示例,但并不限于此,即使在将预先由CAD/CAM装置制造的嵌套的零件形状的数据输入控制装置1c的情况下,当然也可以适用于本发明。
还有,在上述实施方案中,虽然显示了一个高速环路R具有抛物线(2次曲线)的示例,但是,也可以是任何一种与尖锐角中的切断路径圆滑连接,且以规定的加速度a1加速和减速所得的曲线,例如,也可以是3次曲线或椭圆的圆弧。另外,高速环路R所具有的圆弧也可以是任何一种与移动路径圆滑连接且以被减速的切断速度移动而得的曲线,例如,可以是椭圆的圆弧。还有,虽然显示了高速环路R相对于中心线CL对称的一例,但并不限于此,也可以是相对于中心线CL为非对称。
再有,在上述实施方案中,虽然显示了加工板状工件70的示例,但也可以是任何一种具有尖锐角的切断形状,例如,切断形状可以是立体的形状,使上述Z、A、B轴驱动马达37Z、37A、37B适当驱动当然可以适用于本发明。
以上虽然根据实施例对本发明进行了说明,本发明所述的实施例只作为示例,并不限于此。另外,利用所附技术方案对本发明的范围进行表示,而不局限于实施例的记述。因此,所有属技术方案的变形或变更是包含在本发明的范围内的。
权利要求
1.一种激光加工机,其构成为具有可以将激光束向要切断加工的工件照射的照射装置;设有可以使上述照射装置以规定的进给速度移动驱动的移动驱动装置;设有根据加工程序指示的移动指令,通过上述移动驱动装置来移动驱动上述照射装置的加工执行装置;设有根据上述加工程序判断工件中切断形状的拐角是否为尖锐角的尖锐角判断装置;设有当上述尖锐角判断装置判断拐角为尖锐角,在该拐角的加工时,生成尖锐角生成用追加轨迹的尖锐角生成用追加轨迹生成装置;和设有根据上述尖锐角生成用追加轨迹生成装置所生成的尖锐角生成用追加轨迹,来进行上述被判断为尖锐角的拐角的加工的尖锐角加工执行装置。
2.如权利要求1中所述的激光加工机,其特征在于,在上述照射装置通过上述拐角又再度返回该拐角期间,上述尖锐角加工执行装置控制上述照射装置的进给速度,以使其在比进入上述尖锐角之前的进给速度减速的状态下移动。
3.如权利要求1中所述的激光加工机,其特征在于,设有在上述加工程序中判断是否下达尖锐角加工的执行指令的尖锐角加工能否执行的判断装置,利用该尖锐角加工能否执行判断装置,在上述加工程序中被判断为下达有尖锐角加工的执行指令的情况下,执行由上述尖锐角加工执行装置进行的拐角的加工。
4.如权利要求1中所述的激光加工机,其特征在于,设有控制上述激光束从上述照射装置向上述工件照射的激光束照射控制装置,利用该激光束照射控制装置,在上述尖锐角加工执行装置使上述照射装置沿上述尖锐角生成用追加轨迹移动驱动期间,不进行上述激光束通过上述照射装置向上述工件的照射。
5.如权利要求2中所述的激光加工机,其特征在于,在上述激光束通过上述拐角又再度返回该拐角期间,上述尖锐角加工执行装置通过a)首先,进行使上述照射装置的进给速度比进入上述尖锐角前的进给速度减速的减速控制,b)接着,进行使上述照射装置的进给速度以比进入上述尖锐角前的进给速度还低的恒定速度移动的恒速控制,c)然后,进行使上述照射装置的进给速度进行从上述恒速控制状态开始,到脱离开上述尖锐角时指示的进给速度为止加速的加速控制,来进行控制。
全文摘要
本发明提供一种既可以维持无加工不均匀的优良切断面,可以以所希望的切断形状进行尖锐角的切断,又可以实现切断加工的高速化,并且可以简单地进行加工的激光加工机。其中,尖锐角判断装置根据上述加工程序判断工件中切断形状的拐角是否为尖锐角,尖锐角生成用追加轨迹生成装置在加工该被判断为尖锐角的拐角时生成尖锐角生成用追加轨迹,由于尖锐角加工执行装置根据生成的尖锐角生成用追加轨迹,来进行拐角的加工,故相对于尖锐角,尖锐角生成用追加轨迹自动生成,从而被加工。
文档编号G05B19/416GK1467590SQ03140659
公开日2004年1月14日 申请日期2003年6月2日 优先权日2002年6月3日
发明者山崎恒彦, 宫川直臣, 臣, 井上利彦, 彦, 晃, 饭领田晃 申请人:山崎马扎克株式会社
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