专利名称：激光加工系统和激光加工方法
技术领域：
本发明涉及一种使用激光切割工件的激光加工系统，尤其涉及改善由穿孔转换到切割时的加工缺陷及改善最后切割时的加工缺陷。
图19是示出整个激光加工系统结构的方框图，其中标号1是用于控制整个激光加工系统的控制器。控制器1包括一用作控制核心的CPU(中央处理单元)2，一存储有控制程序的ROM3，一存储有工作程序以及工作状态数据的RAM4，一用于转换来自CPU2的控制信号输出并将得到的控制信号送至激光振荡器6(以下说明)，以及输入从激光振荡器6反馈回来信息的I/O单元5，用于转换来自CPU2的控制信号并将得到的信号加到激光加工装置9(以下说明)的伺服电动机13和14上并输入从伺服电动机13和14反馈的信息的伺服放大器15和16，以及一用于输入信息对激光加工系统给出指令并设定该系统的参数的CRT/MDI(阴极射线管/移动距离指示器)单元17。
在控制器1中，根据存在ROM3中的控制程序步骤，CPU2读出存在RAM4(存储器)中的工作程序、工作状态数据等，进行相应的处理，并通过I/O单元5、伺服放大器15和16等把处理的信号传到激光振荡器6和激光加工装置9，从而控制整个激光加工系统。
标号6是上述的激光振荡器，它输入从控制器1的I/O单元5输出的控制信号并对激光7实行发射、停止、激光输出变化等操作。该激光7经镜子8传到激光加工装置9。
标号9是上述的激光加工装置，它包括一固定有工件10的平台11，一用于向工件10辐射激光的工作头12，以及用于控制平台11沿X轴和Y轴两个方向移动的伺服电动机13和14。引入工作头12中的激光7由装在工作头12中的聚光器所聚集并通过喷口12a加到工件10上。
同时，工作气体(未示出)也通过喷口12a喷到工件上。伺服电动机13和14分别连接到伺服放大器15和16上，并依据从伺服放大器15和16输出的控制信号接受转动控制。还有一个用于控制激光7的焦点位置的沿Z轴方向的移动系统，但这里省略了。
具有此种结构的常规激光加工系统包括功能方块图20中示出的功能。例如，它可依据图21B中示出的工作流程执行图21A中示出的工作程序。参考图19、20和21将讨论功能块的结构、工作程序框图以及工作原理。
由CPU2、ROM3、RAM4等构成的程序分析部分18依据控制程序步骤分析工作程序的内容并把分析结果作为移动信息或工作状态信息输出。
移动指令部分19由CPU2、伺服放大器13和14等构成。当移动指令部分19接收到来自程序分析部分18的移动指令时，它依据设定为工作状态的编程路径和速度产生并输出行进距离。
工作状态指令部分20由CPU2、I/O单元5等构成。当工作状态指令部分20接收到来自程序分析部分18的工作状态指令时，它依据程序分析部分的指令从工作状态寄存部分21中调用状态并设定和输出工作状态。如果在程序中直接指定了工作状态值，就把这些值设定在工作状态里并输出。
由RAM4、CRT/MDI单元17等构成的工作状态寄存部分21具有一状态输入部分和输入状态存储部分并根据请求输出数据。
把来自移动指令部分19和工作状态指令部分20的移动和工作状态指令输入激光振荡器6和激光加工装置9，然后它们依据输入指令工作。
图21A中示出的工作程序是从穿孔状态选择到完成设定样式切割的举例程序。在此工作程序中，线N01上的指令指穿孔状态选择指令，线N02上的指令指穿孔执行指令，线N03上的指令指切割状态选择指令，线N04到N98(未示出指令线NO5-N97)上的指令指依据切割样式的切割执行指令，线N99上的指令指用于结束切割并关闭激光和工作气体的指令。
图21B是对应于图21A所示工作程序的工作流程图。沿着图21B将讨论激光加工系统的工作原理。
在步骤S100，根据由程序分析部分18从工作程序线N01的处理结果而输出的指令，工作状态指令部分20根据存在工作状态寄存部分21(RAM4)中的激光输出等工作状态数据，调用并设定适用于工件10的穿孔状态。
在步骤S101，根据程序分析部分18从工作程序线N02的处理结果而输出的指令，工作状态指令部分20依据在步骤S100设定的穿孔状态对激光振荡器6发出用激光7向工件10辐射的指令信号，然后激光振荡器6根据该指令输出激光7。
在步骤S102，根据程序分析部分18从工作程序线N03的处理结果而输出的工作状态选择指令，工作状态指令部分20从存在工作状态寄存部分21(RAM4)中的激光输出等工作状态数据中调用并设定适用于工件10的切割状态。
在步骤S103，根据程序分析部分18从工作程序线N04到N98的处理结果而输出的移动指令，移动指令部分19选择存在工作状态寄存部分21(RAM4)中的切割速度并对激光加工装置9输出用于驱动伺服电动机的指令，使平台以选定的切割速度移动，然后激光加工装置9根据该指令实行激光加工。结果，工件10被切割成想要的样式。
在步骤S104，根据程序分析部分18从工作程序线N99的处理结果而输出的切割结束指令，工作状态指令部分20对激光振荡器6发出关闭激光和工作气体的指令，然后激光振荡器6执行该指令。现在完成了对一个工件的加工。
于是，为了用激光切割一块板等，激光加工系统一般首先在切割起始点作板穿孔等，然后把它切割成想要的样式。
然而，我们知道，当从穿孔转向切割时很容易发生加工缺陷，这是因为穿孔时在工件10中有热量积聚，并且因为当开始切割时，熔融金属的流动很慢。这个趋势对厚的软钢材等难以操作的材料特别显著。
图22是示出怎样用激光切割厚板的示意图，其中阴影部分是已切掉的部分。当由激光7切割工件10时，工件10的底面10b在切割过程中滞后于顶面10a(滞后量m)。工件10越厚且工作速度越快，滞后量m越大。
图23是示出当举例取软钢材的板厚为12mm和19mm而改变板厚及切割速度时，滞后量m变化的示意图。
因为底面的切割滞后于顶面的切割，当以预定的切割速度加工工件时，工件顶面上的熔融物质向后流动。然而，当穿孔后直接转换到切割时，只由普通的穿孔不能形成足够的空隙让熔融物质流动。因此，容易产生加工缺陷。如果在工件底面切割滞后于顶面的切割这样一个状态中达到切割终点，则虽然顶面已被完全切掉，底面上还留下极少的未切割部分。如果在此状态中再应用激光，它便集中在极少的未切割部分，然后使这些部分过热并在某一时刻熔融，就在切割面上留下痕迹，降低了质量。
另一方面，日本专利公开号3-66488的专利中揭示了防范措施，其中为了高质量穿孔，激光焦点位置设定在工件表面上并把激光加到工件上，然后移动焦点位置，日本实用新型公开号3-27752的专利中也揭示了延伸穿出的防范措施。然而，如果板厚超出12mm，则这些防范措施对改进熔融金属的流动没有很大效果。
如日本专利公开号6-675的专利中揭示的，一种有效方法是当从穿孔转换到切割时，像加工步骤那样同步改变工作状态，然后进入一般的工作状态。然而，适用于厚板的最佳状态常常没有连续性，且当使熔融金属流动时很难在工件上稳定地加工。
作为一种防止切割末端部分熔融并滴落的方法，可在切割末端部分熔融并滴落前停止切割，从而产生预计的末切割剩余部分(微连)。在此方法中，切割终点设定在工作程序中会产生未切割剩余部分的某一位置。然而，因为适当的微连宽度随切割速度和激光输出而变化，所以程序编制是一个必需的任务。为在实际加工后改变微连宽度，程序编辑也是一个必需的任务。
因此，本发明的一个目的在于提供一激光加工系统，它可防止从穿孔转换到切割时及切割终结时产生的加工缺陷，而且不必编制任何复杂的工作程序。
最后，依据本发明，提供了一种包括激光加工系统的激光加工系统包括一控制器，一激光振荡器，当接收到来自控制器的激光振荡器工作命令时产生并输出激光，以及一激光加工装置，用于接收激光、收集激光、用收集到的激光辐射工件，当接收到来自控制器的工作路径移动的工作命令时，该激光加工装置使工件对一工作头作相对的移动，该控制器包括一依据控制程序步骤分析工作程序及产生并输出工作程序命令的程序分析部分，一用于存储穿孔、准备工作、切割等工作状态数据及根据请求选择性地输出工作状态数据的工作状态寄存部分，一工作命令部分，当它接收到工作程序命令时，调用工作状态寄存部分里相应的工作状态数据及产生并输出激光振荡器的工作命令和工作路径移动的工作命令，以及一准备工作命令部分，用于检测由程序分析部分分析的工作程序的穿孔指令，产生一准备工作命令信号，并把它输出到工作命令部分，当结合工作命令部分在以穿孔指令为基础的工作程序命令后实行一预定量的工作程序命令并产生一工作命令时，该准备工作命令部分用于以准备工作状态数据代替规定的工作状态数据并产生一准备工作命令，然后产生使工作位置返回激光振荡器输出为零的穿孔位置的工作命令，并让工作命令部分输出该命令。
激光加工系统中的准备工作命令部分包括一孔加工确定部分，用于检测由程序分析部分分析的工作程序的穿孔指令，产生准备工作命令信号，并把它输出到工作命令部分，让工作命令部分调用工作状态寄存部分里的准备工作状态数据，及产生和输出来自程序分析部分切割程序命令输出的具有准备工作状态数据的准备工作命令，一移动距离计算部分，当接收到准备工作命令信号时，累加来自由工作命令部分产生的准备工作命令的用于切割的工作路径移动距离，并输出得到的值，一用于根据请求输出用于预设于其中准备工作的距离L1的距离设定部分，以及一移动距离比较部分，当它接收到得到的值时，调用距离L1并把它与得到的值进行比较，如果它们匹配，则移动距离比较部分对工作命令部分输出一准备工作距离匹配信号，用于使工作命令部分终结产生准备工作命令，并产生一使激光振荡器的激光输出为零的工作命令以及一使激光加工装置返回穿孔位置的工作命令，然后依据切割工作程序命令返回运行。
依据本发明，提供了一种用于依据一工作程序以用于切割工件的激光辐射工件使它相对移动的激光加工方法，该方法包括以下步骤，依据工作程序中特定的内容在切割开始点对工件进行穿孔，穿孔后以未在工作程序中特定的准备工作状态，按穿孔技术规范以工作程序步骤中特定的工作路径或与其相反的工作路径，在预定距离L1处在工件上执行准备工作，实行未在工作程序中特定的操作，用于停止激光辐射并使工作位置返回穿孔位置，以及依据穿孔技术规范按照工作程序步骤中特定的内容开始切割工件。
依据本发明，提供的一种激光加工系统包括，一控制器，一激光振荡器，当接收到来自控制器的激光振荡器工作命令时产生并输出激光，以及一激光加工装置，用于接收激光、收集激光、用收集到的激光辐射工件，当接收到来自控制器的工作路径移动工作命令时，该激光加工装置使工件对一工作头作相对移动，该控制器包括一依据控制程序步骤分析工作程序及产生并输出工作程序命令的程序分析部分，一存储穿孔、准备工作、切割等工作状态数据及根据请求选择性地输出工作状态数据的工作状态寄存部分，一工作命令部分，当它接收到工作程序命令时，调用工作状态寄存部分里相应的工作状态数据及产生并输出用于操作激光振荡器和激光加工装置的工作命令，以及一准备工作命令部分，用于检测由程序分析部分分析的工作程序的穿孔指令，产生一准备工作命令信号，并把它输出到工作命令部分，当结合工作命令部分在以穿孔指令为基础的工作程序命令后实行工作程序命令并产生工作命令时，该准备工作命令部分用于产生包括通过以准备工作状态数据代替特定的工作状态数据产生的一工作命令以及一用于使工作位置返回激光振荡器输出为零的穿孔位置的工作命令的准备工作命令并让工作命令部分输出准备工作命令，以及一冷却命令部分，用于输入由工作命令部分和准备工作命令部分及其互相组合产生并输出的激光振荡器输出为零的工作命令，以及经过一段预定的时间后，把冷却结束信号输出到工作命令部分，使工作命令部分依据穿孔指令的工作程序命令后的工作程序命令返回工作。
激光加工系统中的冷却命令部分包括一激光停止计时器，当接收到由工作命令部分和准备工作命令部分及其互相组合产生的激光振荡器输出为零并由工作命令部分输出的工作命令时，开始计算冷却时间并输出计算结果，一时间设定部分，其中预先存有停止激光振荡器的振荡时间T1，以及一停止时间比较部分，当接收到从激光停止计时器输出的计算时间时，把该时间与从时间设定部分调用的时间T1进行比较，如果它们匹配，停止时间比较部分把冷却结束信号输出给工作命令部分，使工作命令部分在以穿孔指令为基础的工作程序命令后按照工作程序命令返回工作。
依据本发明，提供了一种用切割工件的激光辐射依据工作程序作相对移动的工件的激光加工方法，该方法包括以下步骤，依据工作程序中特定的内容在切割开始点对工件进行穿孔，穿孔后以未在工作程序中规定的准备工作状态，按照穿孔的技术规范沿工作程序步骤中特定的工作路径或与其相反的工作路径，在预定距离L1处在工件上执行准备工作，实行未在工作程序中规定的操作，停止激光辐射并使工作位置返回穿孔位置，实行未在工作程序中规定的操作，在激光辐射停止后对工件冷却一预定的时间T1，以及依据穿孔的技术规范按工作程序步骤中特定的内容开始切割工件。
依据本发明，提供的一种激光加工系统包括，一控制器，一激光振荡器，当接收到来自控制器的激光振荡工作命令时产生并输出激光，以及一激光加工装置，用于接收激光、收集激光、用收集到的激光辐射工件，当接收到来自控制器的工作路径移动的工作命令时，该激光加工装置使工件对一工作头作相对移动，该控制器包括一依据控制程序步骤分析工作程序及产生并输出工作程序命令的程序分析部分，一用于存储穿孔、准备工作、切割等工作状态数据及根据请求选择性地输出工作状态数据的工作状态寄存部分，一工作命令部分，当它接收到工作程序命令时，调用工作状态寄存部分里相应的工作状态数据及产生并输出操作激光振荡器和激光加工装置的工作命令，以及一准备工作命令部分，用于检测由程序分析部分分析的工作程序的穿孔指令，产生一准备工作命令信号，并把它输出到工作命令部分，当结合工作命令部分在以穿孔指令为基础的工作程序命令后实行工作程序命令及产生工作命令时，该准备工作命令部分用于产生包括通过以准备工作状态数据代替特定的工作状态数据产生的一工作命令以及一用于使工作位置返回激光振荡器输出为零的穿孔位置的工作命令的准备工作命令，并让工作命令部分输出该准备工作命令，以及一冷却命令部分，用于输入由工作命令部分和准备工作命令部分及其互相组合产生并输出的激光振荡器输出为零的工作命令，以及经过一段预定的时间后，把冷却结束信号输出到工作命令部分，使工作命令部分产生并输出激光辐射工作命令，以及一激光稳定命令部分，当工作命令部分接收到冷却结束信号并产生激光辐射工作命令时，从接收到冷却准备工作结束信号输出经过一段预定的时间后，把激光稳定信号输出给工作命令部分，使工作命令部分在以穿孔指令为基础的工作程序命令后按照工作程序命令返回工作。
激光加工系统中的激光稳定命令部分包括一激光辐射计时器，当接收到从工作命令部分输出的冷却准备工作结束信号时，累加经过的时间并输出计算结果，一时间设定部分，其中预先存有继续输出激光的时间T2，以及一辐射时间比较部分，当接收到来自激光辐射计时器的计算结果时，调用时间设定部分里的时间T2，并把计算结果与时间T2进行比较，如果它们匹配，则辐射时间比较部分输出激光稳定信号。
依据本发明，提供了一种用切割工件的激光辐射依据工作程序作相对移动的工件的激光加工方法，该方法包括以下步骤依据工作程序中特定的内容在切割开始点对工件进行穿孔，穿孔后以未在工作程序中规定的准备工作状态，沿工作程序步骤中特定的工作路径或与其相反的工作路径，在预定距离L1处按穿孔的技术规范在工件上执行准备工作，实行未在工作程序中特定的操作，停止激光辐射并使工作位置返回穿孔位置，实行未在工作程序中特定的操作，在激光辐射停止后在预定的时间T1对工件进行冷却，在冷却后的位置实行未在工作程序中特定的操作，在预定的时间T2执行激光振荡以使激光输出稳定，以及依据工作程序步骤中特定的内容按穿孔的技术规范开始切割工件。
依据本发明，提供的一种激光加工系统包括，一控制器，一激光振荡器，当接收到来自控制器的激光振荡工作命令时产生并输出激光，以及一激光加工装置，用于接收激光、收集激光、用收集到的激光辐射工件，当接收到来自控制器的工作路径移动工作命令时，该激光加工装置使工件对一工作头作相对移动，该控制器包括一依据控制程序步骤分析工作程序及产生并输出工作程序命令的程序分析部分，一存储穿孔、准备工作、切割等工作状态数据及根据请求选择性地输出工作状态数据的工作状态寄存部分，一工作命令部分，当它接收到工作程序命令时，调用工作状态寄存部分里相应的工作状态数据及产生并输出用于操作激光振荡器和激光加工装置的工作命令，以及一结束工作修正命令部分，用于检测由程序分析部分分析的工作程序的切割终止指令，产生一结束工作修正命令信号，并把它输出到工作命令部分，结合该工作命令部分，该结束工作修正命令部分产生结束工作修正的工作命令并使工作命令部分输出工作命令以及依据程序分析部分输出的切割终结指令的工作程序命令返回工作。
激光加工系统中的结束工作修正命令部分包括一切割终结确定部分，用于检测由程序分析部分分析的切割终结指令，产生结束工作修正命令信号，并把它输出到工作命令部分，使工作命令部分调用并设定工作状态寄存部分里的结束工作状态数据，以及用结束工作状态数据修正结束工作命令的特定部分，一剩余距离计算部分，用于接收该结束工作修正命令信号和先于从工作命令部分输出的切割终结指令的规定了工作路径移动的工作命令，并计算和输出剩余距离直到完成切割，一距离设定部分，其中设定了结束工作修正距离L2，以及一剩余距离比较部分，当接收到从剩余距离计算部分输出的直到切割完成的剩余距离时，调用距离设定部分里的距离L2，并把剩余距离与距离L2进行比较，如果它们匹配，剩余距离比较部分产生结束修正开始信号，并把它输出到工作命令部分，使工作命令部分修正结束工作命令。
依据本发明，提供了一种用切割工件的激光辐射依据工作程序作相对移动的工件的激光加工方法，该方法包括以下步骤，依据工作程序中特定的内容离切割终点前预定的距离切割工件，通过修正工作程序中特定的工作路径，以工作程序中未设定的结束工作状态从终点前的预定距离到终点对工件进行切割。
在控制器中(观点1)，准备工作命令部分检测由程序分析部分分析的工作程序的穿孔指令，结合工作命令部分，通过以准备工作状态数据代替一预定量的工作程序命令而产生工作命令，然后产生使工作位置返回激光振荡器输出为零的穿孔位置的工作命令，并使工作命令部分输出该命令。
在控制器的准备工作命令部分中(观点2)，孔加工确定部分检测由程序分析部分分析的工作程序的穿孔指令，产生准备工作命令信号并把它输出到工作命令部分，使工作命令部分调用工作状态寄存部分里的准备工作状态数据，根据程序分析部分输出的切割程序命令的准备工作状态数据产生并输出准备工作命令，如果切割的工作路径移动距离与准备工作距离L1匹配，则移动距离比较部分对工作命令部分输出准备工作距离匹配信号，使工作命令部分终止产生准备工作命令并对激光输出为零的激光振荡器产生工作命令以及使激光加工装置返回穿孔位置的工作命令，然后工作命令部分依据切割工作程序命令返回工作。
在激光加工方法的第二到第四个步骤中(观点3)，在穿孔后、切割前，以未在工作程序中特定的准备工作状态在预定的距离L1对工件执行准备工作，工作位置返回穿孔位置。
在控制器中(观点4)，准备工作命令部分检测由程序分析部分分析的工作程序的穿孔指令，结合工作命令部分，通过以准备工作状态数据代替一预定量的工作程序命令而产生工作命令，然后产生使工作位置返回激光振荡器输出为零的穿孔位置的工作命令，并使工作部分输出该命令，从接收到使激光振荡器输出为零的工作命令经过一预定的时间后，冷却命令部分对工作命令部件输出冷却结束信号，使工作命令部分在以穿孔指令为基础的工作程序命令后按工作程序命令返回工作。
在控制器中(观点5)，准备工作命令部分检测由程序分析部分分析的工作程序的穿孔指令，结合工作命令部分，通过以准备工作状态数据代替一预定量的工作程序命令而产生工作命令，然后产生使工作位置返回激光振荡器输出为零的穿孔位置的工作命令，并使工作命令部分输出该命令，以及在冷却命令部分中，从激光辐射计时器接收到激光振荡器输出为零的工作命令经过一预定的时间后，辐射时间比较部分对工作命令部分输出冷却结束信号，使工作命令部分在以钻孔指令为基础的工作程序命令后按工作程序命令返回工作。
在激光加工方法的第二到第四个步骤中(观点6)，在穿孔后、切割前，以未在工作程序中特定的准备工作状态在预定的距离L1对工件执行准备工作，工作位置返回穿孔位置，在预定的时间T1内对工件进行冷却。
在控制器中(观点7)，准备工作命令部分检测由程序分析部分分析的工作程序的穿孔指令，结合工作命令部分，通过以准备工作状态数据代替一预定量的工作程序命令而产生工作命令，然后产生使工作位置返回激光振荡器输出为零的穿孔位置的工作命令，并使工作命令部分输出该命令，从接收到激光振荡器输出为零的工作命令经过一预定的时间后，冷却命令部分对工作命令部件输出冷却结束信号使工作命令部分终止冷却以及产生并输出激光辐射的工作命令，从接收到冷却准备工作结束信号经过一预定的时间后，激光稳定命令部分对工作命令部分输出激光稳定信号，使工作命令部分在以穿孔指令为基础的工作程序命令后按工作程序命令返回工作。
在控制器中(观点8)，准备工作命令部分在冷却结束后用激光辐射计时器测量激光辐射时间，辐射时间比较部分把测得的辐射时间与预定的时间T2进行比较。如果它们匹配，辐射时间比较部分对工作命令部分输出激光稳定信号，使工作命令部分在以穿孔指令为基础的工作程序命令后按工作程序命令返回工作。
在激光加工方法的第二到第五个步骤中(观点9)，在穿孔后、切割前，以未在工作程序中特定的准备工作状态在预定的距离L1对工件执行准备工作，工作位置返回穿孔位置，以及在预定的时间T1内对工件进行冷却，然后在预定的时间T2内对工件进行激光辐射，以稳定激光振荡的输出，在控制器中(观点10)，结束工作修正命令部分检测由程序分析部分分析的工作程序的切割终结指令，并结合工作命令部分，以用于修正的结束工作状态数据代替切割终结工作命令前一预定量的工作命令。
在控制器的结束工作修正命令部分中(观点11)，切割终结确定部分检测由程序分析部分分析的工作程序的切割终结指令，产生结束工作修正命令信号，并把它输出到工作命令部分，使工作命令部分调用工作状态寄存部分里的结束工作状态数据并修正切割终结工作命令前的一预定量的工作命令。由剩余距离比较部分输出的结束修正终结信号决定要修正的预定量的工作命令。
在激光加工方法的第二个步骤中(观点12)，在切割结束前以未在工作程序中特定的结束工作状态在预定的距离对工件进行工作。
在附图中图1是示出本发明第一个实施例的功能块图；图2是依据本发明第一个实施例的工作流程图；图3是依据本发明第一个实施例示出如何在工件上加工的图(说明其中实线指移动时激光辐射；虚线指移动时停止激光；双点划线指编程的移动)；图4是依据本发明第一个实施例另一个形式的流程图；图5是依据图4中本发明第一个实施例的形式示出如何在工件上加工的图(其中实线、虚线、双点划线如图3中说明)；图6是示出本发明第二个实施例的功能块图；图7是依据本发明第二个实施例的工作流程图；图8是依据本发明第二个实施例示出如何在工件上加工的图(其中，实线、虚线、双点划线如图3中说明)；图9是示出本发明第三个实施例的功能决图；图10是依据本发明第三个实施例的工作流程图；图11是依据本发明第三个实施例示出如何在工件上加工的图(其中，实线、虚线、双点划线如图3中说明)；图12是示出本发明第四个实施例的寄存工作状态数据的例子；图13是示出本发明第五个实施例功能块图；图14是依据本发明第五个实施例的工作流程图；图15是依据本发明第五个实施例示出如何在工件上加工的图(其中，实线、双点划线如图3中说明)；图16是依据本发明第五个实施例另一个形式的工作流程图；图17是依据图16中本发明第五个实施例形式示出如何在工件上加工的图(其中，实线、虚线、双点划线如图3中说明)；
图18是示出本发明第六个实施例的寄存工作状态数据的例子；图19是激光加工系统的方框图；图20是常规激光加工系统的方框图；图21A和21B是激光加工系统的工作程序的例子及与之对应的流程图；图22是示出如何实现激光加工的图；图23是示出与板厚和切割速度有关的正面滞后量变化的图。
现在参考附图，示出了本发明的若干较佳实施例。
图1是依据本发明第一个实施例激光加工系统的功能块图。将参考图1和19讨论该实施例的结构。
激光加工系统由控制器1、激光振荡器6以及激光加工装置9构成。激光振荡器6和激光加工装置9根据控制器1的命令工作并把它们的工作状态反馈给控制器1。
控制器1由包含程序分析部分18、工作状态寄存部分21、移动命令部分19及工作状态指令部分20的工作命令部分100和包含孔加工决定部分22、移动距离计算部分23、移动距离比较部分24及距离设定部分25的准备工作命令部分200组成。
程序分析部分由CPU2、用于存储控制程序的ROM3、用于存储工作程序的RAM4等构成，它依据控制程序步骤分析工作程序的内容并输出包括移动路径命令、工作状态命令等工作程序命令的分析结果。
包含移动命令部分19和工作状态命令部分20的工作命令部分100由CPU2、I/O单元5、伺服放大器15和16等构成。当接收到从程序分析部分18输出的移动路径命令或工作状态命令等工作程序命令时，工作命令部分100就响应于该命令从工作状态寄存部分21里调用工作状态数据。工作状态命令部分20产生并输出包含激光输出、占空比、频率等工作命令(激光振荡命令)，从而使激光振荡器6工作。移动命令部分19产生并输出包含加工量、速度等工作命令(激光加工命令)，用于使激光加工装置9的伺服电动机13和14工作。
如果直接在工作程序中设定了工作状态值，则把它们用作工作状态数据。
直到接收到从准备工作命令部分200输出的准备工作命令信号(以上说明)后完成准备工作，工作命令部分100和准备工作命令部分200一起产生并输出包含激光振荡命令、激光加工命令等工作命令，用于如以下详细讨论的进行预定工作。
工作状态寄存部分21包括用于存储工作状态数据的RAM4和用作工作状态数据等状态的输入部分和显示部分的CRT/MDI单元17等元件，并根据工作命令部分100请求有选择地输出工作状态数据。工作状态数据包括图12和18中示出的第一到第四状态组等；依据工件10的材料和板厚输入最佳数据。
包括孔加工决定部分22、移动距离计算部分23、移动距离比较部分24及距离设定部分25的准备工作命令部分200由CPU2、ROM3、RM14等构成。当检测由程序分析部分18分析的工作程序的穿孔指令步骤的执行命令时(图21A中工作程序例子中线N02上的穿孔执行命令M120代码)，孔加工决定部分22输出准备工作命令信号。当接收到准备工作命令信号时，移动距离计算部分23把来自工作命令部分100中移动命令部分19的激光加工指令加在一起并把得到的结果作为移动距离输出。移动距离比较部分24将移动距离计算部分23计算的移动距离和距离设定部分25中设定的距离(L1)进行比较，如果它们相吻合，则输出移动距离匹配信号。配备的距离设定部分25用以对准备工作设定一准备工作距离并存储原先寄存的值L1。
另一方面，当接收到由孔加工决定部分22输出的准备工作命令信号时，工作命令部分100从工作状态寄存部分21里调用用于准备工作的工作状态数据，在穿孔指令执行命令后以用于准备工作的工作状态数据代替在工作状态命令中特定的工作状态数据，并继续产生和输出包含激光振荡命令、激光加工命令等工作命令，直到接收到从移动距离比较部分24输出的移动距离匹配信号。当接收到移动距离匹配信号时，工作指令部分100产生并输出包括激光振荡命令、激光加工命令等工作指令，用于将激光输出设定为零并返回先前的穿孔位置，从而完成准备工作命令，然后依据在穿孔指令执行命令后从程序分析部分输出的工作程序命令(存储到完成准备工作命令)返回工作。
通过CRT/MDI单元17把工作程序、穿孔状态、准备工作状态、准备工作距离L1和切割状态输入RAM4。
根据图2中的流程图通过取图21A中的工作程序作为例子来讨论工作原理。
图21A示出从穿孔状态选择到切割成设定图形结束的工作程序，其中线N01上的指令是穿孔状态选择命令，线N02上的指令是穿孔执行命令，线N03上的指令是切割状态选择命令，线N04-N98上的指令是相应于切割图形的移动路径命令，线N99上的指令是切割结束命令。
图2是当执行图21A中工作程序时所用的程序流程图。
在步骤S100，程序分析部分18分析工作程序线N01上的指令并对工作命令部分100输出用于选择穿孔状态的工作状态命令，然后工作命令部分100调用工作状态寄存部分21里的穿孔状态数据，并产生和设定激光振荡命令和激光加工命令。
在步骤S101，程序分析部分18分析工作程序线N02上的指令并把穿孔执行命令输出到工作命令部分100，从而使它把在步骤S100产生并设定的命令输出到激光振荡器6和激光加工装置9，然后使它们执行穿孔，并在结束时向工作命令部分100反馈完成信息。接收到完成信息时，工作命令部分100执行穿孔完成处理。另一方面。在准备工作命令部分200中，孔加工决定部分22检测经程序分析部分18分析的穿孔执行指令，并对移动距离计算部分23和工作命令部分100输出准备工作命令信号。
在步骤S200-S203，由分析工作程序线N03上指令的程序分析部分18输出的移动路径和工作状态命令，根据准备工作状态数据经重新编辑并输出；这些步骤的执行优先于根据正规工作程序处理而执行的切割。
在步骤S200，程序分析部分18分析工作程序线N03上的指令并把用于选择切割状态的工作状态命令输出给工作命令部分100，让它调用工作状态寄存部分21里的切割状态数据，并在接收到由准备工作命令部分200中孔加工决定部分22输出的准备工作命令信号时，调用工作状态寄存部分21里的准备工作状态数据，并用该设定的准备工作状态数据替代切割状态数据。
在步骤S201，程序分析部分18分析工作程序线N04上的指令步骤，然后依次对工作命令部分100输出移动路径命令，让它使用准备工作状态数据继续产生并输出激光振荡命令和激光加工命令，直到接收到来自移动距离比较部分24的移动距离匹配信号。另一方面，接收到准备工作命令信号时，移动距离计算部分开始累加激光加工命令，并把得到的值作为移动距离输出给移动距离比较部分24。移动距离比较部分24把移动距离与距离设定部分25中设定的准备工作移动距离L1相比较，如果它们匹配，则对工作命令部分100输出移动距离匹配信号。
在步骤S202，接收到移动距离匹配信号时，工作命令部分100产生并对激光振荡器6输出用于停止激光辐射的激光振荡命令，使它终止一次激光辐射(可把激光辐射停止信号输出给激光振荡器6或可把对激光振荡器6的输出命令设定为0)。
在步骤S203，接收到移动距离匹配信号时，工作命令部分100产生并对激光加工装置9输出一激光加工命令，用于移动平台并把加工位置返回穿孔位置，于是激光加工装置9使平台移动并把加工位置返回穿孔位置。当确认加工位置已返回穿孔位置时，系统执行准备工作终结步骤。
在步骤S102，同步于准备工作终结步骤，工作命令部分100根据程序分析部分18分析了工作程序线N03上的指令后输出的切割状态命令，调用并设定工作状态寄存部分21里的切割状态数据。
在步骤S204，工作命令部分100根据切割状态数据产生并输出激光振荡命令。接收到该命令时，激光振荡器6再开始作激光辐射。
在步骤S103，程序分析部分18分析工作程序线N04到N98上的指令并把移动路径命令输出给工作命令部分100，使它运用在步骤S102设定的切割状态数据以产生并对激光加工装置9输出包含工作路径移动速度的激光振荡命令，然后激光加工装置9驱动伺服电动机13和14，使平台以特定的切割速度移动，结果工件10被切割成想要的图形。
在步骤S104，程序分析部分18分析工作程序线N99上的指令并把切割结束命令输出给工作命令部分100，使它对激光振荡器6发出关闭激光和工作气体的工作状态命令，于是激光振荡器6执行该命令。现在完成了一个工件的加工。
图3示出实施例中的工作路径。
(1)首先，在工件10的位置A上执行穿孔；(2)在准备工作状态下，按程序路径对工件切割L1的距离；(3)停止激光辐射并返回到穿孔位置A；以及(4)对工件10进行激光辐射以在原来切割状态下进行切割。
图4是在执行图21A中工作程序时所用实施例另一个形式中的流程图。在这个形式中，沿第一个实施例中工作程序所示移动路径反向180度执行准备工作并返回穿孔位置。图4中步骤S100到S104和S200到S204与图2中的步骤相同。
图4中步骤205与图2中步骤S201的区别仅在于准备工作的行进方向翻转了180度，所以不再进行讨论。
图5示出该实施例变化形式中的工作方法。
(1)首先，在工件10位置A处执行穿孔；(2)在准备工作状态下以与编程的方向相反的方向把工件切割L1的距离；(3)停止激光辐射并返回穿孔位置A；以及(4)以激光辐射工件10，在原来的切割状态下以编程的方向进行切割。
依据该实施例，通过便于畅通熔融金属流动的准备工作可形成熔融金属流动的槽，于是在从穿孔转换到切割时防止发生加工缺陷。在每个工作程序中不必都描述准备工作，如果材料和板厚是特定的，则也可选择最佳的准备工作状态；从而提高工作程序准备的准确性和生产率。
图6是依据本发明第二个实施例的激光加工系统的功能块图。将参考图6讨论实施例的结构。相同于或相似于参考图1中原先描述的功能块由图6中相同的标号代表并不再进行讨论。
当接收到从准备工作命令部分200输出的准备工作命令信号时，工作命令部分100执行准备工作。当返回到穿孔位置A时，工作命令部分100对冷却命令部分201输出用于停止激光辐射的激光振荡命令，使它操作用于计算停止时间的激光辐射停止计时器26，并把计算得到的时间作为停止时间输出到激光辐射停止时间比较部分27。激光辐射停止时间比较部分27，把停止时间与激光辐射停止时间设定部分28中设定的时间T1进行比较，如果他们匹配，则把停止时间匹配信号送到包含移动命令部分19和工作状态命令部分20的工作命令部分100。当接收到停止时间匹配信号时，工作命令部分100就完成了相应于准备工作命令部分命令的操作，并返回处理由程序分析部分给出的切割状态命令。
图7是第二个实施例的流程图。图7中的步骤S100到S104和S200到S204和图2中的步骤相同，不再进行讨论。
在步骤S206，冷却工件10直到确定了激光辐射停止时间设定部分28设定的时间T1已消逝并输出了停止时间匹配信号。为此，可以附接一只专用于冷却的冷却材料喷雾器，或可简单地喷射工作气体(因为激光辐射停止了，故具有冷却的效果)。如果激光辐射停止了，则在返回步骤S203的穿孔位置前可执行步骤S206的冷却。对图4的处理步骤添加相同的功能也可产生同等的冷却效果。
图8示出该实施例的工作方法。
(1)首先，在工件10位置A处执行穿孔；(2)在开始部分状态下按照程序路径把工件10切割L1的距离；(3)停止激光辐射并返回到穿孔位置A；(4)让工件10冷却T1时间；以及(5)用激光辐射工件10在原来的切割状态下进行切割。
依据该实施例，通过便于畅通熔融金属流动的准备工作可形成一条熔融金属流动的槽，并能在不存在过分积累热量的状态中完成从穿孔到切割的转换。于是，防止了转换期间的加工缺陷。不必描述每个工作程序中的准备工作和冷却时间，如果规定了材料、板厚和冷却方法，则可选择最佳的准备工作状态和冷却时间，从而提高工作程序准备的准确性和生产率。
图9是依据本发明第三个实施例的激光加工系统的功能块图。参考图9讨论该实施例的结构。相同或相似于参考图6先前描述的功能块由图9中相同标号代表并不再进行讨论。
激光稳定时间命令部分202使用激光辐射计时器29，用于接收由工作命令部分100输出到激光振荡器6的激光再辐射命令并计算激光再辐射的时间，从而把计算得的值作为辐射时间输出给激光辐射时间比较部分30，使它把辐射时间与激光辐射时间设定部分31设定的时间T2进行比较。如果它们匹配，激光辐射时间比较部分30对工作命令部分100输出激光稳定时间匹配信号。同时，在接收到来自停止命令部分201的停止时间匹配信号并把激光振荡命令作为激光输出再辐射命令输出给激光振荡器6后，工作命令部分100暂时停止用于操作激光加工装置9的激光加工命令输出，直到接收到激光稳定时间匹配信号。当接收到激光稳定时间匹配信号后，工作命令部分100就解除暂时停止。
图10是第三个实施例的流程图。图10中步骤S100到S104和S200到S206与图7中的步骤相同，不再进行讨论。
在步骤207，工作命令部分100停止输出用于在步骤S103切割的激光加工命令，并等到输入来自激光辐射时间比较部分30的激光稳定时间匹配信号。同时，激光振荡器6的输出和热量透镜状态变得稳定。对图4中步骤添加相同功能也可产生同等的效果。
图11示出该实施例的工作方法。
(1)首先，在工件10位置A处执行穿孔；(2)在开始部分状态下按照程序路径把工件10切割L1的距离；(3)停止激光辐射并返回到穿孔位置A；(4)让工件10冷却T1时间；(5)在原来的切割状态下对工件10进行激光辐射并持续T2的时间；以及(6)沿工作路径切割工件10。
依据该实施例，通过便于畅通熔融金属流动的准备工作可形成一条熔融金属流动的槽，并可在不存在热量过分积累且激光输出稳定的状态中完成从穿孔到切割的转换。于是防止了转换期间的加工缺陷。不必在每个工作程序中都描述准备工作、冷却时间和激光稳定过程，如果规定了材料、板厚和冷却方法，也可选择最佳的准备工作状态、冷却时间、激光稳定时间等，从而提高工作程序准备的准确性和生产率。
在第一至第三个实施例中，距离L1和时间T1和T2的最佳数值随工件10而改变。于是，固定的值不能满足不同的工件10，且每次都把值设为参数很不方便。
为了对此采取对策，图12示出了一个实施例，其中把L1等参数加到相应于工件10的工作状态数据中。
如图12所示的工作状态数据是对每个工件10都寄存的。距离L1和时间T1和T2均设在数据33至35中。是否执行这些实施例中示出的步骤设定在数据32中。因为像薄板等工件10无需这些实施例中示出的步骤，如果执行该步骤，就延长工作时间；否则不应使用该步骤。
如果切割速度低，即使在厚板上工作也不需要这些实施例中示出的步骤。如果工作状态寄存部分21(RAM4)的容量要留有余量，数据块32至35也可被设定在第一状态组和以后的状态组中。
图13是依据本发明第五个实施例的激光加工系统的功能块图。将参考图13讨论该实施例的结构。相同或相似于参考图1讨论的功能块由图13中相同标号代表并在以下不再进行讨论。
切割结束命令部分203由切割终结确定部分36、剩余距离计算部分37、剩余距离比较部分38、距离设定部分39组成。切割终结确定部分36检测由程序分析部分18分析的工作程序指令中的切割终结指令，在切割终结指令移动到切割终点前确定由程序分析部分18处理及给出的移动路径命令，并把结束工作命令信号送到工作命令部分100和剩余移动距离计算部分37。例如，在图21A中的工作程序例子中，如果检测到切割终结命令代码M121，代码之前的移动就是移动至切割终点。当接收到从切割终结确定部分36输出的结束工作命令信号时，剩余移动距离计算部分37根据确定为移动至切割终点的移动路径命令计算剩余移动距离，并把计算值输出给剩余移动距离比较部分38，使它把由剩余移动距离计算部分37计算的剩余移动距离与距离设定部分39中设定的距离L2进行比较。如果它们吻合，剩余移动距离比较部分38对工作命令部分100输出剩余距离匹配命令信号。同时，当接收到结束工作命令信号时，工作命令部分100调用工作状态寄存部分21里的结束工作状态数据，并且当它接收到剩余距离匹配命令信号时，它以结束工作状态数据代替后续的工作状态数据。
图14是第五个实施例的流程图。这个过程是与按图2、4等中步骤S103中程序路径的移动过程同时执行的工作状态变化过程。
在步骤S300，切割终结确定部分36确定当前执行的命令是否是切割的最后一次移动。如果该命令是切割的最后一次移动，则在步骤S301，剩余移动距离比较部分38就确定剩余移动距离是否在预定距离L2范围内。
如果切割制品的剩余距离在L2范围内，则在步骤S302，工作状态命令部分20就对终结部分调用并设定结束工作状态数据。对于终结部分状态，像切割状态一样先把低速、低输出、低频脉冲切割状态作为工作状态数据寄存在工作状态寄存部分21(RAM4)。如果当前执行的移动不是切割的最后一次移动或剩余移动距离大于L2，则工作状态不变而结束该过程。
图15示出该实施例的工作方法。
(1)向切割终点C切割工件10；以及(2)在离切割终点C前距离L2的位置D把工作状态变成终结部分状态，切割工件10。
虽然依据第一至第四个实施例，可防止切割开始部分的加工缺陷，但切割终结部分是熔融的。即，如果切割终点到达工件10底面的切割滞后于顶面的切割这样一个状态，则尽管顶面切完了，但底面还留有小部分未切割部分。如果激光还应用于该状态，则小部分未切割部分在某个时间熔融，在切割面上留下它的痕迹，降低了质量。本实施例试图解决这个问题。依据本实施例，可防止切割前的加工缺陷。不必在每个工作程序中都描述切割终结部分的详细工作信息，从而提高工作程序的生产率和准确性。
图16是本实施例的另一个形式中的流程图，用于在切割终结部分容易而可靠地形成微连。参考该图讨论该过程。
图16中步骤S300至S302与图14中的步骤相同。在距离设定部分39中设定两个不同的剩余距离L2和L3。剩余移动距离比较部分38把每个设定的剩余距离与计算得到的剩余距离进行比较。在步骤S303，它确定剩余移动距离是否在预定的剩余距离L3范围内。如果切割制品的剩余距离在L3范围内，则在步骤S304停止激光辐射。为此，可对激光振荡器输出激光辐射停止信号或可把输出命令设为0。通过停止激光辐射可在距离L3处形成未切割部分。因为工作状态转换成用于步骤S302的终结部分的低速及低输出状态，所以可形成给定微连宽度的适当微连，这与迄今所用的切割状态无关；不需要程序编辑。
图17示出本实施例变化形式的工作方法。
(1)向切割终点C切割工件10；(2)在切割终点C前距离L2的位置D处把工作状态变成终结部分状态，切割工件10；以及(3)在切割终点C前距离L3的位置E处停止激光辐射。
在常规系统中，切割终点设定为工作程序中产生未切割部分的位置。因为适当的微连宽度随切割速度和激光输出而变化，所以程序准备是一项必需的任务。为了在实际工作后改变微连宽度，程序编辑也是必需的任务。依据本实施例变化的形式，解决了这些问题，可获得稳定的微连，从而提高了工作程序的生产率和准确性。
在第五个实施例中，距离L2和L3的最佳数字值随工件10而改变。于是，固定的值不能满足不同的工件10，且每次把这些值设为参数很不方便。为了对此采取对策，图18示出了一个实施例，其中把L2等参数加到相应于工件10的工作状态数据中。
寄存了如图18示出的用于每个工件10的工作状态数据。距离L2和L3设定在数据41和43里。是否执行在实施例中示出的过程设定在数据40和42里。实施例中示出的过程可能不一定有必要，这取决于工作状态。如果RAM容量要留点余量，数据块40至43也可设定在第一状态组及以后的状态组里。
依据本发明(观点1-3)，要在穿孔后切割前形成槽，执行未在工作程序中规定的准备工作。于是，切割处，可防止熔融金属因缓慢流动而产生加工缺陷，可提高工作程序准备的准确性和生产率。
依据本发明(观点4-6)，为形成槽，执行未在工作程序中规定的准备工作，并在穿孔后、切割前让工件冷却一段预定时间。于是，在切割时，可防止熔融金属缓慢流动和过热产生的加工缺陷，提高工作程序准备的准确性和生产率。
依据本发明(观点7-9)，穿孔后，为形成槽而执行未在工作程序中规定的准备工作，并进一步在预定的时间内对工作进行冷却，然后在依据工作程序命令切割工件前，进行一预定时间的辐射以稳定激光输出。于是，切割开始时，可防止熔融金属缓慢流动、剩余热量、或不稳定激光引起的加工缺陷，只需相当简单的工作程序，从而提高工作程序准备的准确性和生产率。
依据本发明(观点10-12)，为把工件切割到切割终点，可在离切割终点前预定距离的位置上把工作状态变成未在工作程序中规定的结束工作状态。于是，可防止切割完成前工件底面切割滞后部分的熔融引起的加工缺陷，只需相当简单的工作程序，从而提高工作程序准备的准确性和生产率。
权利要求
1.一种激光加工系统，其特征在于包括一控制器；一激光振荡器，当接收到来自所述控制器的激光振荡工作命令时产生并输出激光；以及一激光加工装置，用于接收激光、收集激光、用收集到的激光辐射工件，当接收到来自控制器的工作路径移动工作命令时，所述激光加工装置使工件相对工作头作相对移动；所述控制器，包括一程序分析装置，用于依据控制程序步骤分析工作程序及产生并输出工作程序命令；工作状态寄存装置，用于存储选自穿孔、准备工作、切割组等工作的工作状态数据，及根据请求选择性地输出工作状态数据；一工作命令装置，当接收到工作程序命令时，调用所述工作状态寄存装置里相应的工作状态数据，及产生并输出激光振荡工作命令和工作路径移动工作命令；以及一准备工作命令装置，用于检测由所述程序分析装置分析的工作程序的穿孔指令，产生一准备工作命令信号并把它输出到所述工作命令装置，当结合工作命令装置在以穿孔指令为基础的工作程序命令后实行一预定量的工作程序命令并产生一工作命令时，所述准备工作命令装置以准备工作状态数据代替特定的工作状态数据及产生一准备工作命令，然后产生使工作位置返回激光振荡器输出为零的穿孔位置的工作命令，并使所述工作命令装置输出该命令。
2.如权利要求1所述的激光加工系统，其特征在于所述准备工作命令装置包括一工作孔确定装置，用于检测由所述程序分析装置分析的工作程序的穿孔指令，产生一准备工作命令信号并把它输出到所述工作命令装置，使工作命令装置调用所述工作状态寄装置里的准备工作状态数据及根据所述程序分析装置输出的切割程序命令的准备工作状态数据产生和输出准备工作命令；一移动距离计算装置，当接收到准备工作命令信号时，根据由所述工作命令装置产生的准备工作命令累加切割的工作路径移动距离，并输出结果值；一距离设定装置，用于根据请求输出预设于其中的准备工作的距离L1；以及一移动距离比较装置，当接收到该结果值时，调用距离L1并把距离L1与结果值进行比较，如果距离L1和结果值匹配，则所述移动距离比较装置对所述工作命令装置输出一准备工作距离匹配信号，使所述工作命令装置终结产生准备工作命令，并对激光输出为零的激光振荡器产生一工作命令以及对激光加工装置产生返回穿孔位置的工作命令，然后依据切割工作程序命令返回工作。
3.一种用切割工件的激光辐射依据一工作程序作相对移动工件的激光加工方法，其特征在于所述方法包括以下步骤依据工作程序中特定的内容在切割开始点对工件进行穿孔；穿孔后以未在工作程序中特定的准备工作状态，按穿孔的技术规范沿工作程序步骤中特定的工作路径或与其相反的工作路径，在预定距离L1处在工件上执行准备工作；实行未在工作程序中特定的操作，用于停止激光辐射并使工作位置返回穿孔位置；以及依据穿孔的技术规范按工作程序步骤中特定的内容开始切割工件。
4.一种激光加工系统，其特征在于包括一控制器；一激光振荡器，当接收到来自所述控制器的激光振荡工作命令时产生并输出激光；以及一激光加工装置，用于接收激光、收集激光、用收集到的激光辐射工件，当接收到来自控制器的工作路径移动的工作命令时，所述激光加工装置使工件相对工作头作相对移动；所述控制器，包括一程序分析装置，用于依据控制程序步骤分析工作程序及产生并输出工作程序命令；一工作状态寄存装置，用于存储选自穿孔、准备工作、切割组等工作的工作状态数据，及根据请求选择性地输出工作状态数据；一工作命令装置，当接收到工作程序命令时，调用所述工作状态寄存装置里相应的工作状态数据，及产生并输出用于操作激光振荡器的工作命令和所述激光加工装置的工作命令；一准备工作命令装置，用于检测由所述程序分析装置分析的工作程序的穿孔指令，产生一准备工作命令信号并把它输出到所述工作命令装置，当结合工作命令装置在以穿孔指令为基础的工作程序命令后实行工作程序命令并产生工作命令时，所述准备工作命令装置产生包括一通过用准备工作状态数据代替特定的工作状态数据而产生的工作命令以及一使工作位置返回激光振荡器输出为零的穿孔位置的工作命令的准备工作命令，并使工作命令装置输出该准备工作命令；以及一冷却命令装置，用于输入由所述工作命令装置和所述准备工作命令装置及其互相组合产生并输出的激光振荡器输出为零的工作命令，以及经过预定的时间后，把冷却结束信号输出到所述工作命令装置，使所述工作命令装置在以穿孔指令为基础的工作程序命令后按工作程序命令返回工作。
5.如权利要求4所述的激光加工系统，其特征在于所述冷却命令装置包括一激光停止计时器，当接收到由所述工作命令装置和所述准备工作命令装置及其互相组合产生的激光振荡器输出为零的工作命令和由所述工作命令装置输出的工作命令时，开始计算冷却时间并输出计算时间；一时间设定装置，其中预先存有停止激光振荡器振荡的时间T1；以及一停止时间比较装置，当接收到从所述激光停止计时器输出的计算时间时，把该时间与从所述时间设定装置调用的时间T1进行比较，如果该时间和时间T1匹配，所述停止时间比较装置把冷却结束信号输出给所述工作命令装置，使所述工作命令装置在以穿孔指令为基础的工作程序命令后按工作程序命令返回工作。
6.一种以切割工件的激光辐射依据工作程序作相对移动的工件的激光加工方法，其特征在于所述方法包括以下步骤依据工作程序中特定的内容在切割开始点对工件进行穿孔；穿孔后以未在工作程序中特定的准备工作状态，按穿孔的技术规范沿工作程序步骤中特定的工作路径或与其相反的工作路径，在预定距离L1处在工件上执行准备工作；实行未在工作程序中特定的操作，用于停止激光辐射并使工作位置返回穿孔位置；实行未在工作程序中特定的操作，在激光辐射停止后对工件冷却一预定的时间T1；以及依据穿孔的技术规范按工作程序步骤中特定的内容开始切割工件。
7.一种激光加工系统，其特征在于包括一控制器；一激光振荡器，当接收到来自所述控制器的激光振荡工作命令时产生并输出激光；以及一激光加工装置，用于接收激光、收集激光、用收集到的激光辐射工件，当接收到来自控制器的工作路径移动工作命令时，所述激光加工装置使工件相对工作头作相对移动；所述控制器，包括一程序分析装置，用于依据控制程序步骤分析工作程序及产生并输出工作程序命令；一工作状态寄存装置，用于存储选自穿孔、准备工作、切割组等工作的工作状态数据，及根据请求选择性地输出工作状态数据；一工作命令装置，当接收到工作程序命令时，调用所述工作状态寄存装置里相应的工作状态数据，及产生并输出操作激光振荡器和激光加工装置的工作命令；一准备工作命令装置，用于检测由所述程序分析装置分析的工作程序的穿孔指令，产生一准备工作命令信号并把它输出到所述工作命令装置，当结合工作命令装置在以穿孔指令为基础的工作程序命令后实行工作程序命令并产生工作命令时，所述准备工作命令装置用于产生包括一通过用准备工作状态数据代替特定的工作状态数据而产生的工作命令以及一使工作位置返回激光振荡器输出为零的穿孔位置的工作命令的准备工作命令，并使所述工作命令装置输出该准备工作命令；一冷却装置，用于输入由所述工作命令装置和所述准备工作命令装置及其互相组合产生并输出的激光振荡器输出为零的工作命令，以及经过预定的时间后，把冷却结束信号输出到所述工作命令装置，使所述工作命令装置产生并输出激光辐射工作命令；以及一激光稳定命令装置，当所述工作命令装置接收到冷却结束信号并产生激光辐射工作命令时，从接收到冷却准备工作结束信号输出经过一预定的时间后，把激光稳定信号输出给所述工作命令装置，使所述工作命令装置在以穿孔指令为基础的工作程序命令后按工作程序命令返回工作。
8.如权利要求7所述的激光加工系统，其特征在于所述激光稳定命令装置包括一激光辐射计时器，当接收到从所述工作命令装置输出的冷却准备工作结束信号时，累加经过的时间并输出计算结果；一时间设定装置，其中预先存有继续激光输出的时间T2；以及一辐射时间比较装置，当接收到来自所述激光辐射计时器的计算结果时，调用所述时间设定装置里的时间T2，并把计算结果与时间T2进行比较，如果时间T2和计算结果匹配，则所述辐射时间比较装置输出激光稳定信号。
9.一种用切割工件的激光辐射依据工作程序作相对移动的工件的激光加工方法，其特征在于所述方法包括以下步骤依据工作程序中特定的内容在切割开始点对工件进行穿孔；穿孔后以未在工作程序中特定的准备工作状态，按穿孔的技术规范沿工作程序步骤中特定的工作路径或与其相反的工作路径，在预定距离L1处在工件上执行准备工作；实行未在工作程序中特定的操作，停止激光辐射并使工作位置返回穿孔位置；实行未在工作程序中特定的操作，在激光辐射停止后在预定的时间T1对工件进行冷却；在冷却后在该位置实行未在工作程序中特定的操作，在预定的时间T2执行激光振荡以使激光输出稳定；以及按穿孔的技术规范按工作程序步骤中特定的内容开始切割工件。
10.一种激光加工系统，其特征在于包括一控制器；一激光振荡器，当接收到来自所述控制器的激光振荡工作命令时产生并输出激光；以及一激光加工装置，用于接收激光、收集激光、用收集到的激光辐射工件，当接收到来自控制器的工作路径移动工作命令时，所述激光加工装置使工件相对工作头作相对移动；所述控制器，包括一程序分析装置，用于依据控制程序步骤分析工作程序及产生并输出工作程序命令；一工作状态寄存装置，用于存储选自穿孔、准备工作、切割、结束工作组等工作的工作状态数据，及根据请求选择性地输出工作状态数据；一工作命令装置，当接收到工作程序命令时，调用所述工作状态寄存装置里相应的工作状态数据，及产生并输出用于操作激光振荡器和激光加工装置的工作命令；以及一结束工作修正命令装置，用于检测由所述程序分析装置分析的工作程序的切割终结指令，产生一结束工作修正命令信号并把它输出到所述工作命令装置，结合所述工作命令装置，所述结束工作修正命令装置产生结束工作修正的工作命令并使所述工作命令装置输出工作命令以及依据从所述程序分析装置输出的切割终结指令的工作程序命令返回工作。
11.如权利要求10所述的激光加工系统，其特征在于所述结束工作修正命令装置包括一切割终结确定装置，用于检测由所述程序分析装置分析的切割终结指令，产生结束工作修正命令信号并把它输出到所述工作命令装置，使所述工作命令装置调用并设定所述工作状态寄存装置里的结束工作状态数据，以及用结束工作状态数据修正结束工作命令的特定部分；一剩余距离计算装置，用于接收该结束工作修正命令信号和先于从所述工作命令装置输出的切割终结指令的特定了工作路径移动的工作命令，并计算和输出剩余距离直到切割完成；一距离设定装置，其中设定了结束工作修正距离L2；以及一剩余距离比较装置，当接收到从所述剩余距离计算装置输出的剩余距离直到切割完成，调用所述距离设定装置里的距离L2，并把剩余距离与距离L2进行比较，如果该剩余距离和距离L2匹配，剩余距离比较装置产生结束修正开始信号，并把它输出到所述工作命令装置，使所述工作命令装置修正结束工作命令。
12.一种用切割工件的激光辐射依据工作程序作相对移动的工件的激光加工方法，其特征在于所述方法包括以下步骤依据工作程序中特定的内容离切割终点前预定的距离切割工件；通过修正工作程序中特定的工作路径，以工作程序中未特定的结束工作状态从终点前的预定距离到终点对工件进行切割。
全文摘要
一工作命令部分接收以来自程序分析部分的工作程序为基础的命令，并输出用于操作激光振荡器和激光加工装置的工作命令，以及接收来自准备工作命令部分的准备工作命令，并与准备工作命令部分结合产生准备工作的工作命令，以及输出穿孔工作命令后的命令。
文档编号B23K26/08GK1137963SQ9610357
公开日1996年12月18日 申请日期1996年1月31日 优先权日1995年1月31日
发明者管原雅之, 森俊博 申请人:三菱电机株式会社