(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面形状がコーナーを有するワークを第１の軸を中心に保持し得ると共に、該第１の軸を中心に第１の回転軸方向に角度回転駆動自在に保持することの出来る回転保持駆動手段が設けられ、該回転保持駆動手段に保持された前記ワークに対して、前記第１及び互いに直交する第２及び第３の軸方向に移動駆動自在及び、前記第２及び第３の軸を中心にした第２及び第３の回転軸方向に角度回転駆動自在に設けられた加工部を有する、３次元線状加工装置において、
前記ワークの前記コーナーを加工する際の、始点、中間点及び終点及び送り速度が加工プログラム中で指示された同時６軸円筒補間指令を実行する際に、前記ワークを前記第１の軸を中心に所定角度回転させ、前記ワークの加工すべきコーナーが、前記始点から中間点を経て終点まで、所定の回転半径を有する回転円弧上を移動するように、前記回転保持駆動手段を駆動制御する回転制御手段、前記加工部を、前記所定の回転半径を有する前記回転円弧上を、前記加工すべきコーナーの回転と同期する形で移動するように、駆動制御する、加工部制御手段、及び、前記加工部のワークに対する送り速度が前記加工プログラム中で指示された送り速度となるように、前記第１、第２及び第３の回転軸方向の角速度及び、前記第１、第２及び第３の軸方向の移動速度を演算する軸速度演算手段を設け、
該軸速度演算手段により演算された前記第１、第２及び第３の回転方向の角速度及び、前記第１、第２及び第３の軸方向の移動速度に基づいて、前記第１、第２及び第３の軸及び前記第１、第２及び第３の回転軸を同時に制御して、ワークの前記コーナーに対する加工を実行する加工実行手段を設けて構成した、３次元線状加工装置。
【請求項２】
前記軸速度演算手段により、演算された前記第１、第２及び第３の回転軸方向の角速度及び、前記第１、第２及び第３の軸方向の移動速度が、各軸について設定された所定の上限値を超えるか否かを判定する、上限速度判定手段を設け、
前記上限速度判定手段により、前記第１、第２及び第３の回転軸方向の角速度及び、前記第１、第２及び第３の軸方向の移動速度が、各軸について設定された所定の上限値を超えるものと判定された場合に、前記上限値を超えると判定された速度を、補正する速度補正手段を設け、
前記加工実行手段は、前記速度補正手段により補正された速度で前記ワークの前記コーナーに対する加工を実行することを特徴とする、請求項１記載の３次元線状加工装置。
【請求項３】
前記３次元線状加工装置は、レーザ加工機であり、
前記速度補正手段により前記各軸の速度が補正された場合に、前記レーザ加工機の前記加工部から射出されるレーザ光のレーザ出力条件を変更するレーザ出力条件変更手段を設けて構成した、請求項２記載の３次元線状加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パイプなどの長尺材の３次元加工を行なうことが出来る、レーザ加工機、プラズマ切断加工機、ガス切断加工機などの３次元線状加工装置に関する。
【従来の技術】
従来、この種の３次元線状加工装置としては、レーザ光を照射するトーチの方向をワークに対して３次元的に調整自在となった３次元レーザ加工機が提案されている。このような３次元レーザ加工機は、トーチを直線・円弧状に移動駆動させる直線・円弧補間指令や、ワークを回転させる円筒補間指令によりワークを立体的に加工出来るが、加工すべきワークの断面形状が、例えばコーナーを有す異形状である場合、上述した直線・円弧補間指令と、円筒補間指令とは同時に制御されないため、該コーナーを通過する加工経路においてトーチのワークに対する送り速度を一定とすることが出来ず、加工による切断面にむらなどが生じる不都合が生じ、むらのない切断面を維持し、かつ上記加工経路に沿った連続的な異形材の加工が困難であった。そのため上述した異形材の加工は、ワークの各加工面をごとに加工しなければならず、その分作業に手間が掛かり、加工の高速化の実現が困難であった。
【発明が解決しようとする課題】
そこで、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置で作成された加工プログラムによる微小線分の補間指令を用いることにより、上述した異形材からなるワークにおいて、コーナーを通過する加工経路を連続的に加工する方法が知られている。
【０００２】
しかし、こうした加工では、複雑な計算を行なうため多大な時間がかかり、かつ熟練も必要であった。またＣＡＤ／ＣＡＭ装置を別途に必要があるばかりか、作成された加工プログラムのための膨大なメモリ容量を用意する必要が生じるので不都合であった。しかも、微小線分の補間指令を用いるため、その分加工速度が遅くなり、加工の高速化の実現が困難であった。
【０００３】
本発明は、上記した事情に鑑み、加工による切断面をむらのない良好なものに維持しつつ、異形材などのワークの連続的な加工により加工の高速化を実現することが出来、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置や加工プログラムのためのメモリ容量も必要なく好都合であり、しかも、熟練も要さず加工を簡単に実行することが出来る３次元線状加工装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
即ち本発明のうち第１の発明は、断面形状がコーナーを有するワーク（７０）を第１の軸を中心に保持し得ると共に、該第１の軸を中心に第１の回転軸（Ｃ）方向に角度回転駆動自在に保持することの出来る回転保持駆動手段（１０）が設けられ、該回転保持駆動手段（１０）に保持された前記ワーク（７０）に対して、前記第１及び互いに直交する第２及び第３の軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）方向に移動駆動自在及び、前記第２及び第３の軸を中心にした第２及び第３の回転軸（Ａ、Ｂ）方向に角度回転駆動自在に設けられた加工部（２６）を有する、３次元線状加工装置（１）において、
前記ワークの前記コーナーを加工する際の、始点（Ｐ１）、中間点（Ｐ２）及び終点（Ｐ３）及び送り速度が加工プログラム（ＰＲＯ）中で指示された同時６軸円筒補間指令を実行する際に、前記ワークを前記第１の軸を中心に所定角度回転させ、前記ワークの加工すべきコーナーが、前記始点から中間点を経て終点まで、所定の回転半径を有する回転円弧上を移動するように、前記回転保持駆動手段を駆動制御する回転制御手段、前記加工部を、前記所定の回転半径を有する前記回転円弧上を、前記加工すべきコーナーの回転と同期する形で移動するように、駆動制御する、加工部制御手段、及び、前記加工部（２６）のワークに対する送り速度が前記加工プログラム（ＰＲＯ）中で指示された送り速度（Ｆｒ）となるように、前記第１、第２及び第３の回転軸方向の角速度（ωａ、ωｂ、ωｃ）及び、前記第１、第２及び第３の軸方向の移動速度（Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ）を演算する軸速度演算手段（５７、５９）を設け、
該軸速度演算手段（５７、５９）により演算された前記第１、第２及び第３の回転方向の角速度（ωａ、ωｂ、ωｃ）及び、前記第１、第２及び第３の軸方向の移動速度（Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ）に基づいて、前記第１、第２及び第３の軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）及び前記第１、第２及び第３の回転軸（Ａ、Ｂ、Ｃ）を同時に制御して、前記ワークの前記コーナーに対する加工を実行する加工実行手段（５５、５６）を設けて構成される。
【０００４】
また本発明のうち第２の発明は、前記軸速度演算手段（５７、５９）により、演算された前記第１、第２及び第３の回転軸方向の角速度（ωａ、ωｂ、ωｃ）及び、前記第１、第２及び第３の軸方向の移動速度（Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ）が、各軸について設定された所定の上限値（ωａｍａｘ、ωｂｍａｘ、ωｃｍａｘ、Ｆｚｍａｘ、Ｆａｍａｘ、Ｆｂｍａｘ）を超えるか否かを判定する、上限速度判定手段（６１）を設け、
前記上限速度判定手段（６１）により、前記第１、第２及び第３の回転軸方向の角速度（ωａ、ωｂ、ωｃ）及び、前記第１、第２及び第３の軸方向の移動速度（Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ）が、各軸について設定された所定の上限値（ωａｍａｘ、ωｂｍａｘ、ωｃｍａｘ、Ｆｘｍａｘ、Ｆｙｍａｘ、Ｆｚｍａｘ）を超えるものと判定された場合に、前記上限値を超えると判定された速度を、補正する速度補正手段（６３）を設け、
前記加工実行手段（５５、５６）は、前記速度補正手段（６３）により補正された速度（ωａｍｄｆ、ωｂｍｄｆ、ωｃｍｄｆ、Ｆｘｍｄｆ、Ｆｙｍｄｆ、Ｆｚｍｄｆ）で前記ワーク（７０）の前記コーナーに対する加工を実行する。
【０００５】
また本発明のうち第３の発明は、前記３次元線状加工装置は、レーザ加工機（１）であり、
前記速度補正手段（６３）により前記各軸の速度（ωａ、ωｂ、ωｃ、Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ）が補正された場合に、前記レーザ加工機（１）の前記加工部（２６）から射出されるレーザ光（ＲＺ）のレーザ出力条件を変更するレーザ出力条件変更手段（６６）を設けて構成される。
【０００６】
なお、括弧内の番号などは、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。
【０００７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のうち第１の発明は、加工実行手段は、軸速度演算手段により演算された第１、第２及び第３の回転方向の角速度及び、第１、第２及び第３の軸方向の移動速度に基づいて、第１、第２及び第３の軸及び第１、第２及び第３の回転軸を同時に制御して、ワークに対する加工を実行するので、断面形状がコーナーを有す異形状からなるワークであっても、コーナーを通過する加工経路に沿って連続的に加工することが出来、従来のようにワークの各加工面ごとに加工する必要がなく、加工の高速化を実現することが出来る。更に加工部のワークに対する送り速度が加工プログラム中で指示された送り速度となるように、同時６軸円筒補間指令を実行するので、加工の高速化を実現するものでありながら、切断面をむらのない良好なものに加工することが出来る。そして同時６軸円筒補間指令は、始点、中間点及び終点及び送り速度を、加工プログラム中で指示することにより実行されるので、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置や加工プログラムのためのメモリ容量も別途に必要とせず、また熟練を必要とせず簡単に加工することが出来る。
【０００８】
また本発明のうち第２の発明は、加工実行手段が、上限速度判定手段の判定に基づき、速度補正手段により補正された速度でワークに対する加工を実行するので、第１の発明による効果に加えて、各回転方向の角速度、及び軸方向の移動速度が所定の上限値を超えた場合であっても、コーナーを通過する加工経路に沿った連続的な加工を正確に実行することが出来る。
【０００９】
また本発明のうち第３の発明は、レーザ出力条件変更手段が、速度補正手段により各軸の速度が補正された場合に、レーザ出力条件を変更することより、第１の発明による効果に加えて、補正された各軸の速度に応じたレーザ出力条件を設定することが出来、切断面をむらのない良好なものに確実に加工することが出来る。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明が適用されるレーザ加工機の一例を示す全体斜視図、図２は、図１のレーザ加工機におけるチャック付近を示す側面図、図３は、図１のレーザ加工機における加工ヘッド本体部分の拡大断面図、図４は、図１のレーザ加工機における制御装置を示したブロック図、図５は、レーザ加工機を用いて加工を行う際の処理の流れを示すフローチャート、図６は、送り速度制御プログラムを示すフローチャート、図７は、本発明により切断加工する長方形断面の長尺材の断面図、図８は、コードパラメータ入力画面をイメージ化した図、図９は、本発明による長方形状断面の長尺材の加工制御例で、（ａ）は、加工制御を説明する長方形状断面の長尺材の模式斜視図、（ｂ）は、（ａ）の加工制御を説明する図２のＡ方向矢視図、（ｃ）は、（ａ）の加工を実行する加工プログラムの一部を示す図、図１０は、本発明による三角形断面の長尺材の加工制御例で、（ａ）は、加工制御を説明する三角形断面の長尺材の模式斜視図、（ｂ）は、（ａ）の加工制御を説明する図２のＡ方向矢視図である。
【００１１】
本発明が適用されるレーザ加工機１（三次元線状加工機）は、図１に示すように例えばパイプ加工用ＮＣＮ装置（ＮＣ切断機）であり、ワーク設置装置１ａ、レーザ照射装置１ｂ、及び制御装置１ｃからなり、ワーク設置装置１ａの上方にレーザ照射装置１ｂが配設されると共に、制御装置１ｃはワーク設置装置１ａ及びレーザ照射装置１ｂに付設されている。
【００１２】
ワーク設置装置１ａは、図１に示すようにベース２、テーブル３を備えている。ベース２はレーザ加工機１を床に固定させ、その上面にテーブル３が配置されている。テーブル３は水平なワーク設置面３ａを有しており、ベース２に対して図１ないし図３に示す矢印Ｇ、Ｈ方向（Ｘ軸方向）に移動自在に設けられている。またワーク設置面３ａにはチャック装置９が固定されている。
【００１３】
チャック装置９は、図２に示すようにチャック１０を有しており、チャック１０は、上記Ｘ軸と平行なＣ軸を中心として、矢印Ｒ、Ｓ方向に角度回転駆動・位置決め自在に設けられている。チャック１０にはＣ軸を中心として同心円状に、かつ略々等角度の間隔に複数の爪１０ａが配設されている。即ち、複数の爪１０ａは例えば丸パイプや角パイプなどの長尺部材からなるワーク７０の一端の外周を把握自在に設けられており、回転軸Ｃ（ワーク７０の回転軸）をＸ軸に平行となる形でワーク７０を着脱自在に保持する。つまりワーク７０は、チャック１０と共にＣ軸を中心に角度回転駆動・位置決め自在に設置されている。
【００１４】
次いでレーザ照射装置１ｂは、図１に示すようにコラム５、サドル６、加工ヘッド本体１１を備えている。コラム５は、Ｘ軸方向に移動自在である上記テーブル３に干渉することがないように、テーブル３を跨ぐ形でベース２に固定・配設されている。またコラム５は、Ｘ軸方向に直角かつ水平な矢印Ｊ、Ｋ方向（Ｙ軸方向）に沿ったサドル用レール５ａ、５ａを有しており、サドル６は、サドル用レール５ａ、５ａを介しベース２に対してＹ軸方向に移動駆動自在に設けられている。なお、上述したようにベース２がＸ軸方向に移動する構成例を示したが、サドル６がベース２に対して、Ｘ軸、及びＹ軸方向に相対的に移動駆動出来るものであればこれに限らず、例えばサドル６がＸ軸、及びＹ軸方向に移動自在であって、ベース２が固定された構成などであってもよい。
【００１５】
更にコラム５は、レーザ光を出力する不図示のレーザ発振器を有しており、レーザ発振器と、サドル６とは、図１に示すようにサドル６によるＹ方向の移動に併せて移動・伸縮自在な、適当なレーザ光路管７により接続されている。更にレーザ光路管７は、レーザ光路管７と同様に形成されたサドル用光路管１５を介して、サドル６の内部に設けられた加工ヘッド本体１１に接続されている。
【００１６】
なお、上述したレーザ発振器は、金属などからなるワーク７０の切断、穴あけなどの加工が可能な所定出力のレーザ光を安定して照射出来るものであればいずれのものであってもよく、例えばＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザ、エキシマレーザなどのいずれも本発明に適用することが出来る。
【００１７】
加工ヘッド本体１１は、図２及び図３に示すようにスリーブ部材１２、先端部材２０、トーチ２６を有しており、Ｘ軸及びＹ軸方向に直角に、つまり図１ないし図３に示す矢印Ｌ、Ｍ方向（Ｚ軸方向）に、サドル６に対して移動駆動自在に設けられている。つまり加工ヘッド本体１１は、サドル６及びコラム５を介して、ベース２に対してＺ軸方向に移動駆動自在に設けられている。
【００１８】
スリーブ部材１２は、図３に示すように外スリーブ１２ａ及び内スリーブ１２ｂからなり、円筒形からなる内スリーブ１２ｂが、外スリーブ１２ａに入れ子状に挿入されている。外スリーブ１２ａは、図３に示すようにＺ軸方向と平行なＡ軸を中心として、加工ヘッド本体１１に対し矢印Ｎ、Ｏ方向に角度回転駆動自在に設けられている。
【００１９】
また内スリーブ１２ｂも、同様に、外スリーブ１２ａに対し矢印Ｎ、Ｏ方向に角度回転駆動自在に設けられていると共に、内スリーブ１２ｂの下端（図３の紙面下側）外周には、傘歯車１２ｃが形成されており、該傘歯車１２ｃは、後述する先端部材２０に形成された傘歯車２１ａと、モータなどからなる不図示の駆動装置の動力が先端部材２０側に出力されるように噛合している。
【００２０】
また、外スリーブ１２ａの下方（図３の紙面下側）内部には、第１ミラー１３が、図３に示すようにレーザ光路ＲＫを直角に屈曲させて、加工ヘッド本体１１に進入したレーザ光ＲＺを先端部材２０側に反射し得るように、ミラー１３の反射面１３ａを所定角度にして配設されている。
【００２１】
先端部材２０は、図３に示すように円筒部２１、トーチ取付け部２２、ミラー取付け部２５、及びカートリッジ装着部３０からなり、ミラー取付け部２５の側部（図３の紙面左側）にカートリッジ装着部３０を介して円筒部２１が形成され、更にミラー取付け部２５の下部（同図の紙面下側）にトーチ取付け部２２が、伸延形成された形で設けられている。
【００２２】
円筒部２１は、その端部（同図の紙面左側）に傘歯車２１ａが形成されており、傘歯車２１ａが上述した外スリーブ１２ａの側部（同図の紙面右側）に形成された開口部１７に挿入された形で、ボールベアリング１６を介して外スリーブ１２ａと角度回転自在に連結されている。そして傘歯車２１ａは、上述したように内スリーブ１２ｂの傘歯車１２ｃと、Ａ軸に対して直角に回転自在になるように噛合されている。つまり先端部材２０は、図２及び図３に示すようにＸ軸と平行なＢ軸を中心として、外スリーブ１２ａに対して矢印Ｐ、Ｑ方向に角度回転駆動自在に設けられている。またトーチ取付け部２２には、トーチ先端部２６ａが下向き（図３の紙面下側）になるようにトーチ２６が配設されている。つまりトーチ２６も、先端部材２０と共にＢ軸を中心として角度回転駆動自在に設けられている。なお、レーザ加工機１の構成として、上述したようにＸ、Ｙ、Ｚ、Ａ、Ｂ、Ｃ軸方向に移動・回転駆動する一例を示したが、角度回転駆動・位置決め自在であるワーク７０に対し、トーチ２６を３次元的に移動・回転駆動出来るものであればこれに限らず、いずれにものであってよい。
【００２３】
また、ミラー取付け部２５の内部には、第２ミラー２３が、図３に示すようにレーザ光路ＲＫを直角に屈曲させて、外スリーブ１２ａ側から進入したレーザ光ＲＺをトーチ先端部２６ａから照射し得るように、ミラー２３の反射面２３ａを所定角度にして配設されている。
【００２４】
カートリッジ装着部３０には、集光レンズ３３及び集光レンズ３３を固定するレンズフレーム３２からなるレンズカートリッジ３１が着脱自在に設けられており、レンズカートリッジ３１は、レーザ光ＲＺを集光レンズ３３により所定位置に集光し得るように、カートリッジ装着部３０内に形成された図３に示すレーザ光路ＲＫ上に設けられている。
【００２５】
またレーザ加工機１の制御装置１ｃは、図４に示すように主制御部４０を有しており、主制御部４０にはバス線４４を介して、キーボード４１、ディスプレイ４２、システムプログラムメモリ４３、プログラム作成制御部４５、画像制御部４６、画像データメモリ４７、ワークデータメモリ４９、立体データ作成部５０、立体データメモリ５１、プログラム作成部５２、加工プログラムメモリ５３、加工制御部５５、駆動制御部５６、加工データ演算制御部５７、加工データ演算部５９、加工データメモリ６０、速度クランプ判定部６１、駆動条件メモリ６２、速度補正部６３、レーザ条件設定部６５、レーザ発振制御部６６などが接続されている。なお、駆動制御部５６には制御軸であるＸ、Ｙ、Ｚ、Ａ、Ｂ、Ｃ軸を、それぞれ駆動する駆動モータ７６Ａ、７６Ｂ、７６Ｃ、７６Ｄ、７６Ｅ、７６Ｆが接続されている。
【００２６】
レーザ加工機１は以上のように構成されており、該レーザ加工機１における加工制御は、後述する加工プログラムＰＲＯの作成と、作成された加工プログラムＰＲＯの実行による加工とからなる。該加工プログラムＰＲＯは、図５に示すように後述するワークデータＷＤの入力（ステップＳＴＰ１）、及び立体データＲＤの作成（ステップＳＴＰ２）に基づき作成される（ステップＳＴＰ３）。また、こうして作成された加工プログラムＰＲＯに基づいて、駆動モータ７６Ａ、７６Ｂ、７６Ｃ、７６Ｄ、７６Ｅ、７６Ｆを適宜駆動することにより、上述したテーブル３、コラム５、サドル６、外スリーブ１２ａ、内スリーブ１２ｂ、チャック１０（以下、単に「移動部３、５、６、１２ａ、１２ｂ、１０」という。）を、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ａ、Ｂ、Ｃ軸方向にそれぞれ移動・回転させ、ワーク７０に対するトーチ２６の相対位置を変化させながら異形材からなるワーク７０にレーザを照射させることにより、ワーク７０を所望の三次元的形状に加工する（ステップＳＴＰ４）。上記加工制御において、図７に示すように面Ｓ１２、Ｓ２３、Ｓ３４、Ｓ４１で囲まれ、かつコーナー半径ＲｃからなるコーナーＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を有す長方形断面の角パイプ（長尺材）を、異形材の一例とした切断加工制御について、以下に説明する。
【００２７】
オペレータ（作業者）は上記加工制御にあたり、まずレーザ加工機１にワーク７０を設置することによりワーク７０の位置決めを行う。具体的には、図２に示すようにワーク７０の一端を複数の爪１０ａにより保持させてワーク７０を設置する際、ワーク７０の回転中心をＣ軸にできるだけ一致させると共に、切断加工を開始する面の平行出しを行う。例えば図７に示すように、ワーク７０の回転中心ＣＴ（長方形断面の重心）をＣ軸に対してズレがないようにすると共に、切断加工を開始する面（例えば面Ｓ１２）が水平になるように（つまりＹ軸と平行になるように）、ワーク７０の位置決めを行う。なお、上記位置決めはオペレータが行うものに限られず、加工プログラムＰＲＯに上記ズレの補正や平行出しを自動設定する処理を予め設定していてもよい。例えば、該ズレ量を所定のセンサにより検出し、該検出結果に基づき上記各移動部３、５、６、１２ａ、１２ｂ、１０の移動などを補正する処理を加工プログラムＰＲＯに設定してもよく、更にＸＹ平面から面Ｓ１２上の複数点（点を結ぶ線がＣ軸と平行とならない２以上の点）までの距離を所定の距離センサにより検出し、該検出結果に基づきチャック１０を所定角度回転させて行う平行出しを自動設定してもよい。
【００２８】
次いでオペレータは、制御装置１ｃが備える不図示の起動スイッチを介して起動指令を入力し、この指令を受けた主制御部４０はシステムプログラムメモリ４３からシステムプログラムＳＹＳを読み込む。主制御部４０はこれ以降、読み込まれた該システムプログラムＳＹＳに従って、図５に示すステップＳＴＰ１ないしＳＴＰ４の処理を進める。
【００２９】
更にオペレータは、キーボード４１を介して加工プログラムＰＲＯ作成の指令ＣＭ１を入力する。該指令ＣＭ１は主制御部４０に伝送され、これを受けた主制御部４０はプログラム作成制御部４５に加工プログラムＰＲＯの作成を指令する。そしてプログラム作成制御部４５は、加工プログラムＰＲＯの作成にあたり、上述するワークデータＷＤの入力、及び立体データＲＤの作成を行う。
【００３０】
ステップＳＴＰ１において、プログラム作成制御部４５が、まず画像制御部４６に不図示のワークデータ入力画面ＷＤＮの表示を指令する。ここでワークデータＷＤとは、ワーク７０の材質（例えば軟鋼、ステンレスなど）、形状（例えば長方形、三角形、Ｌ字形、半円形など断面形状）、寸法（例えばコーナー半径Ｒｃ、板厚Ｄｐ、パイプ縦寸法Ｈｐ、パイプ横寸法Ｗｐ）などをいい、ワークデータ入力画面ＷＤＮは、オペレータに対し該ワークデータＷＤの入力を促す内容を示す画面からなる。上記指令を受けた画像制御部４６は、画像データメモリ４７に格納されているワークデータ入力画面ＷＤＮを呼び出しディスプレイ４２に表示する。ワークデータ入力画面ＷＤＮが表示されるとオペレータは、ワークデータ入力画面ＷＤＮに従い上述したワークデータＷＤをキーボード４１を介して入力し、該入力されたワークデータＷＤはプログラム作成制御部４５を介してワークデータメモリ４９に格納される。なお、コーナー半径Ｒｃが比較的小さく、例えば略々０などの場合（いわゆるコーナーの角が立っている場合）、プログラム作成制御部４５は予め設定したコーナー半径Ｒｃの下限値をコーナー半径Ｒｃとしてワークデータメモリ４９に格納する。
【００３１】
ステップＳＴＰ２において、上記ワークデータＷＤの入力が完了すると、プログラム作成制御部４５が画像制御部４６にコードパラメータ入力画面ＣＰＮの表示を指令する。ここでコードパラメータＣＰとは、オペレータによる所望の加工形状に必要な各寸法をいい、更にコードパラメータ入力画面ＣＰＮは、例えば図８に示すように、オペレータに対し該コードパラメータＣＰの入力を促す内容を示す画面からなり、該必要な各寸法の名称として「パイプ縦寸法Ｈｐ」、「パイプ横寸法Ｗｐ」、「切断角度Ｑ」、「切断長さＬｃ」などが表示されている。上記指令を受けた画像制御部４６は、画像データメモリ４７に格納されているコードパラメータ入力画面ＣＰＮを呼び出しディスプレイ４２に表示する。コードパラメータ入力画面ＣＰＮが表示されるとオペレータは、コードパラメータ入力画面ＣＰＮに従い上述した必要な各寸法の名称に応じた数値をキーボード４１を介して入力し、該入力されたコードパラメータＣＰはプログラム作成制御部４５を介して立体データメモリ５１に格納される。なお、コードパラメータ入力画面ＣＰＮのうち、既にワークデータメモリ４９に格納されているワークデータＷＤと重複するもの，例えば「パイプ縦寸法Ｈｐ」、「パイプ横寸法Ｗｐ」に関しては、プログラム作成制御部４５がワークデータメモリ４９から呼び出して画像制御部４６に伝送し、画像制御部４６は伝送された「パイプ縦寸法Ｈｐ」、「パイプ横寸法Ｗｐ」を、図８に示すように対応する項目に予め表示してもよい。
【００３２】
上記コードパラメータＣＰの入力が完了すると、プログラム作成制御部４５は立体データ作成部５０に立体データＲＤの作成を指令する。ここで立体データＲＤとは、ワークデータＷＤ及びコードパラメータＣＰに基づき、オペレータによる所望の加工形状を具体化（つまり三次元空間で座標化）したものをいう。上記指令を受けた立体データ作成部５０は、ワークデータメモリ４９からワークデータＷＤ、更に立体データメモリ５１からコードパラメータＣＰを呼び出し、立体データＲＤを作成する。そして、該作成した立体データＲＤを立体データメモリ５１に格納すると共に、画像制御部４６に該立体データＲＤを伝送する。これを受けた画像制御部４６は、例えばワーク７０の長手方向（Ｃ軸方向）に対し直角に切断された加工形状（直線Ｌ１２、Ｌ２３、Ｌ３４、Ｌ４１で囲まれた切断面からなる加工形状）を、例えば図９（ａ）に示すような形でディスプレイ４２に表示する。オペレータは表示された立体データＲＤを見て所望の加工形状であることを確認し、立体データＲＤの作成は完了する。
【００３３】
また、上記表示された立体データＲＤが所望の加工形状でないとオペレータが判断した場合、オペレータによる所定入力によりプログラム作成制御部４５は、画像制御部４６にワークデータ入力画面ＷＤＮまたはコードパラメータ入力画面ＣＰＮをディスプレイ４２に表示させ、オペレータは所望の加工形状となるようにワークデータＷＤまたはコードパラメータＣＰを再度入力する。なお立体データＲＤの作成について、上述したワークデータＷＤ及びコードパラメータＣＰの入力による一例を示したが、立体データＲＤを作成出来るものであればこれに限らずいずれのものであってもよく、例えばＣＡＤ／ＣＡＭ装置などで作成した加工形状のデータを制御装置１ｃに入力してもよく、また縦・横寸法Ｈｐ、Ｗｐなどの所定寸法や、トーチ先端部２６ａがワーク７０上を移動する経路（加工経路）をティーチングによって制御装置１ｃに入力してもよい。
【００３４】
ステップＳＴＰ２において上記立体データＲＤの作成が完了すると、ステップＳＴＰ３に入り、プログラム作成制御部４５はプログラム作成部５２に対してオペレータが入力したデータ（ワークデータＷＤ及び立体データＲＤ）に基づいて加工プログラムＰＲＯを作成（生成）するように指令し、例えば、図９（ｃ）に示す加工プログラムＰＲＯを作成する。
【００３５】
この加工プログラムＰＲＯは、まず、ブロックのＮ００１で、位置Ｐ１の各制御軸における座標位置（以下、単に「各制御座標位置」という）Ｘｐ１、Ｙｐ１、Ｚｐ１、Ａｐ１、Ｂｐ１、Ｃｐ１まで直線補間指令（Ｇ０１）で加工することを指示しており、その際の送り速度Ｆｒは、５、０００ｍｍ／ｍｉｎである。次のブロックのＮ００２及びＮ００３では、図９（ｂ）に示すようにワーク７０の矢印Ｒ方向への回転角度（Ｃ軸回転角度）をθ２だけ回転させると共に、トーチ先端部２６ａを、該ワーク７０の回転動作に同期させた形で矢印Ｒ方向に回転半径Ｒｒで移動させて、ワーク７０のコーナーＣ２を切断する同時６軸円筒補間指令（Ｇ１２）が指示されている。
【００３６】
以後、加工プログラムＰＲＯには、面Ｓ２３を加工するための直線補間指令（Ｇ０１）、更にコーナーＣ３を加工するための前述と同様の同時６軸円筒補間指令（Ｇ１２）が、プログラム作成部５２により生成されており、次いで面Ｓ３４を加工するための直線補間指令（Ｇ０１）、更にコーナーＣ４を加工するための前述と同様の同時６軸円筒補間指令（Ｇ１２）が全て生成されているが、ここでは、本発明の要部であるコーナー部分の同時６軸円筒補間について詳細に説明する関係上、加工プログラムＰＲＯの他のブロックに関しての説明は省略する。しかし、同時６軸円筒補間に関する以後の説明は、他のコーナーＣ３、Ｃ４、Ｃ１においても同様に有効であることは勿論である。
【００３７】
即ち、加工プログラムＰＲＯの同時６軸円筒補間指令においては、ブロックのＮ００２で円筒補間を行う際の中間通過位置Ｐ２の各制御座標位置Ｘｐ１、Ｙｐ２、Ｚｐ２、Ａｐ１、Ｂｐ１、Ｃｐ２と、ブロックのＮ００３で同時６軸円筒補間を行う終点位置Ｐ３の各制御座標位置Ｘｐ１、Ｙｐ３、Ｚｐ３、Ａｐ１、Ｂｐ１、Ｃｐ３が指示されている。これにより、ブロックのＮ００２では、直線補間指令が終了したＣ軸座標位置Ｃｐ１から、Ｃ軸を、従ってワーク７０を矢印Ｒ方向にＣ軸座標位置Ｃｐ２まで回転し、同時にトーチ２６をＹ軸及びＺ軸方向にＹｐ２、Ｚｐ２まで移動させて加工を行なう指令をする。更にＣ軸座標位置Ｃｐ２を通過すると、ブロックのＮ００３では、当該位置Ｃｐ２から、Ｃ軸を、従ってワーク７０を矢印Ｒ方向にＣ軸座標位置Ｃｐ３まで回転し、同時にトーチ２６をＹ軸及びＺ軸方向にＹｐ３、Ｚｐ３まで移動させて加工を行なう指令をする。
【００３８】
ステップＳＴＰ３で、上記のような同時６軸円筒補間指令を含む加工プログラムＰＲＯが、プログラム作成制御部４５により生成されたところで、当該加工プログラムＰＰＯは、加工プログラムメモリ５３に格納される。
【００３９】
加工プログラムＰＲＯが生成されると、図５のステップＳＴＰ４に入り、オペレータはキーボード４１を操作して、主制御部４０に対して加工プログラムＰＲＯに基づく加工を開始する指令ＣＭ２を入力し、加工制御部５５は、該加工プログラムＰＲＯに基づいて駆動制御部５６を介し、各制御軸の駆動モータ７６Ａ、７６Ｂ、７６Ｃ、７６Ｄ、７６Ｅ、７６Ｆを駆動制御して、加工プログラムＰＲＯに指示された加工をワーク７０に対して行う。
【００４０】
この際、加工プログラムＰＲＯ中で、前述の同時６軸円筒補間指令（Ｇ１２）が指令されていた場合には、主制御部４０は、図５に示すステップＳＴＰ４に入り、当該同時６軸円筒補間指令を実行する際に必要な加工データＫＤを演算するように、加工データ演算制御部５７に対して指令する。これを受けて加工データ演算制御部５７は、加工データ演算部５９に加工データＫＤの演算を指令する。ここで加工データＫＤとは、同時６軸円筒補間指令を実行する際において、各移動部３、５、６、１２ａ、１２ｂ、１０の駆動制御に必要なデータをいい、加工データ演算部５９は、例えば図９（ｃ）に示す加工プログラムＰＲＯのブロックＮ００２及びＮ００３の同時６軸円筒補間指令を実行する際に、チャック１０がＣ軸を中心に回転する角速度（Ｃ軸角速度ωｃ）と、トーチ２６が移動・回転するＸ、Ｙ、Ｚ、Ａ、Ｂ軸の各制御軸の速度とを演算する。ここで更に、上記同時６軸円筒補間指令を実行する際の、制御装置１ｃ側での処理について図７及び図９に沿って具体的に説明する。
【００４１】
例えば、ワーク７０が図９（ａ）、（ｂ）に示すように面Ｓ１２をＺ軸Ｌ方向に向いて水平に（同図（ｂ）に示す初期状態７１に）位置決めされており、コーナーＣ１部分からワーク７０に対する切断加工を開始するものとする。また図９（ｃ）のブロックＮ００１に示すように、加工プログラムＰＲＯには、オペレータにより、トーチ２６のワーク７０に対する送り速度（相対速度）として、送り速度Ｆｒが入力・指示されている。
【００４２】
まず、コーナーＣ１、Ｃ２間において直線補間指令（Ｇ０１）が実行される。つまりトーチ２６は、コーナーＣ１、Ｃ２を結ぶ図９（ａ）、（ｂ）に示す直線Ｌ１２上をコーナーＣ１からＹ軸Ｋ方向に送り速度Ｆｒで移動し、該トーチ２６から射出されるレーザ光線ＲＺにより、ワーク７０は該直線Ｌ１２に沿って切断される。
【００４３】
トーチ２６がコーナーＣ２（始点位置Ｐ１）に達すると、上記直線Ｌ１２における直線補間指令（Ｇ０１）に続いて同時６軸円筒補間指令（Ｇ１２）が実行される。同時６軸円筒補間指令の実行は、具体的にはトーチ先端部２６ａが、始点位置Ｐ１（制御座標位置ＸＰ１、ＹＰ１、ＺＰ１、ＡＰ１、ＢＰ１、ＣＰ１）に達すると、つまり図７に示すコーナーＣ２を形成するコーナー円弧ＣＡ２（同図に示す直線Ｌ１２とコーナー円弧ＣＡ２とが繋がる位置Ｐ１０）に達すると、加工制御部５５は、駆動制御部５６を介してＣ軸駆動モータ７６Ｆを回転駆動させ、ワーク７０（つまりチャック１０）のＲ方向への回転を開始させる。これにより、ワーク７０のコーナーＣ２は、図９（ｂ）に示す回転半径Ｒｒの回転円弧ＲＡ２（同図（ｂ）に示す太線矢印）上を移動する。その際ワーク７０は、上記相対速度が加工プログラム中で指示された送り速度Ｆｒとなるように、Ｃ軸角速度ωｃで回転駆動される。
【００４４】
こうして、例えばワーク７０が、図９（ｂ）に示すように、Ｃ軸回転角θ１だけ回転すると（同図（ｂ）に示す中間状態７２になると）、上記回転円弧ＲＡ２に沿って移動したコーナーＣ２は、中間通過位置Ｐ２（制御座標位置ＸＰ１、ＹＰ２、ＺＰ２、ＡＰ１、ＢＰ１、ＣＰ２）に位置することとなる。この際、トーチ先端部２６ａも、その移動と同期する形で上記位置Ｐ２に移動・位置するように、加工制御部５５は、加工プログラムＰＲＯのブロックＮ００２に指示された通りに、駆動制御部５６を介して、Ｙ軸駆動モータ７６Ｂ、及びＺ軸駆動モータ７６Ｃを移動駆動させ、トーチ先端部２６ａの位置を中間通過位置Ｐ２（制御座標位置Ｘｐ１、Ｙｐ２、Ｚｐ２、Ａｐ１、Ｂｐ１、Ｃｐ２）となるように制御する。
【００４５】
中間通過位置Ｐ２を通過した後、加工制御部５５は、加工プログラムＰＲＯのブロックのＮ００３における同時６軸円筒補間指令の終点指示に基づいて、更にＣ軸駆動モータ７６Ｆを駆動して、ワーク７０を矢印Ｒ方向にＣ軸回転角がθ２（π／２）となるように（図９（ｂ）に示す最終状態７３になるように）、回転駆動すると共に、Ｙ軸駆動モータ７６Ｂ、及びＺ軸駆動モータ７６Ｃを移動駆動させ、トーチ先端部２６ａの位置及びコーナーＣ２が終点位置Ｐ３（制御座標位置ＸＰ１、ＹＰ３、ＺＰ３、ＡＰ１、ＢＰ１、ＣＰ３）に達するまで、所定の送り速度Ｆｒで駆動制御する。すると、トーチ先端部２６ａは図７に示すコーナー円弧ＣＡ２と直線Ｌ２３とが繋がる位置Ｐ１１に達し、ワーク７０は面Ｓ２３がＺ軸Ｌ方向に向いて水平にとなった状態となる（つまりコーナーＣ２に対する同時６軸円筒補間が完了する）。これによりコーナーＣ２（コーナー円弧ＣＡ２）は位置ＰＣ１０からＰ１１にかけて切断される。
【００４６】
コーナーＣ２部分の切断が完了すると、再びコーナーＣ２、Ｃ３間において指令（Ｇ０１）が実行される。つまりレーザ光ＲＺは、上述した直線Ｌ１２と同様にＹ軸Ｋ方向に送り速度ＦｒでＬ２３上を移動し、該直線Ｌ２３に沿ってワーク７０を切断する。
【００４７】
そして、レーザ光ＲＺがコーナーＣ３に達すると（つまり直線Ｌ２３の切断が完了すると）、次いでコーナーＣ３（コーナー円弧ＣＡ３）を上述した同時６軸円筒補間指令（Ｇ１２）によりワーク７０を回転させながら切断し、以下同様に直線補間指令（Ｇ１０）と同時６軸円筒補間指令（Ｇ１２）とを交互に繰り返しながら、直線Ｌ３４、コーナーＣ４（コーナー円弧ＣＡ４）、直線Ｌ４１、コーナーＣ１（コーナー円弧ＣＡ１）の加工経路に沿って、ワーク７０にレーザ光ＲＺを途切れることなく連続的に照射させて切断し、上記加工制御が完了する。
【００４８】
なお、上記説明した同時６軸円筒補間指令は、Ｙ、Ｚ、Ｃ軸方向の駆動制御による角パイプの簡単な加工例であるが、駆動制御する方向をＹ、Ｚ、Ｃ軸に限るものでなく、Ｘ軸駆動モータ７６Ａを介したテーブル５によるＸ軸方向の駆動制御、Ａ軸駆動モータ７６Ｄを介した外スリーブ１２ａによるＡ軸方向の駆動制御、及びＢ軸駆動モータ７６Ｅを介した内スリーブ１２ｂによるＢ軸方向の駆動制御を、ワーク７０の加工形状に応じて併用し、トーチ２６の５軸方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ａ、Ｂ軸方向）の移動・回転駆動制御と、チャック１０のＣ軸方向の回転駆動制御とを同時に行うことが出来ることは勿論のことである。
【００４９】
なおステップＳＴＰ４において演算するＣ軸角速度ωｃは、トーチ先端部２６ａがコーナー円弧ＣＡ１、ＣＡ２、ＣＡ３、ＣＡ４上を送り速度Ｆｒで移動する際に、必要となるＣ軸角速度ωｃであり、加工制御部５５は、同時６軸円筒補間指令に際して、トーチ２６の５軸方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ａ、Ｂ軸方向）とチャック１０のＣ軸方向への回転駆動制御の結果、トーチ２６のワーク７０に対する送り速度（相対速度）が、加工プログラムＰＲＯで指示された送り速度Ｆｒ（図９（ｃ）の場合、Ｆｒ＝５、０００ｍｍ／ｍｉｎ）となるように制御しなければならない。
【００５０】
そこで、主制御部４０は、同時６軸円筒補間指令を実行する際には、加工データ演算制御部５７に図６に示す送り速度制御プログラムＦＣＰを実行させ、同時６軸円筒補間指令を実行する際の上記相対速度を制御する。
【００５１】
即ち、送り速度制御プログラムＦＣＰにおいて、ステップＳＴＰ１０１で、加工データ演算制御部５７は加工データ演算部５９に、同時６軸円筒補間指令を実行する際にワーク７０をＣ軸中心に回転させる際の、回転半径Ｒｒの演算を指令し、これを受けて加工データ演算部５９は、加工プログラムＰＲＯを作成した際に、オペレータが入力したワークデータＷＤから回転半径Ｒｒを演算する。なお、本実施例におけるワーク７０は上述したように角パイプなので、回転中心ＣＴ（Ｃ軸）は該長方形断面の重心、つまり対角線の中心となり、いずれのコーナーＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の回転半径Ｒｒも同じ値となるが、断面形状がＬ字形などの異形材の場合、回転半径Ｒｒは各コーナー毎に異なる値となるので各コーナー毎に回転半径Ｒｒを演算する。
【００５２】
次いで、加工データ演算制御部５７は、ステップＳＴＰ１０２で、加工プログラムＰＲＯで指定された送り速度Ｆｒを制御すべき送り速度として設定し、ステップＳＴＰ１０３で、加工データ演算制御部５７は加工データ演算部５９に、当該送り速度Ｆｒを実現するためのＣ軸角速度ωｃ、及びＣ軸以外の各制御軸の速度（各軸速度）を演算する指令をする。これを受けて加工データ演算部５９は、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ａ、Ｂ、Ｃ軸の各軸の速度、即ち移動速度Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、及び角速度ωａ、ωｂ、ωｃを演算する。この際には、Ｃ軸の回転によるワーク７０の回転駆動と、Ｃ軸以外の制御軸が同時に移動・回転駆動されることにより、トーチ２６のワーク７０に対する送り速度（相対速度）が、ステップＳＴＰ１０２で設定された送り速度Ｆｒとなるように、Ｃ軸角速度ωｃ及びＣ軸以外の各軸速度Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、ωａ、ωｂを演算する。そして演算された各軸速度Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、ωａ、ωｂ、ωｃは加工データメモリ６０に格納される。
【００５３】
更に加工データ演算部５９は、加工プログラムＰＲＯで指定された送り速度Ｆｒを実現するためにステップＳＴＰ１０３で、演算したＣ軸角速度ωｃ及びＣ軸以外の各制御軸の速度Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、ωａ、ωｂが、各制御軸の制御限界速度（所定の上限値）を超えるか否かをステップＳＴＰ１０５及びＳＴＰ１０６で判定する。
【００５４】
即ち、ステップＳＴＰ１０５においては、加工データ演算制御部５７は速度クランプ判定部６１に上記Ｃ軸角速度ωｃがＣ軸最大角速度ωｃｍａｘより小さいか否かの判定を指令する。これを受けて速度クランプ判定部６１は、加工データメモリ６０からＣ軸角速度ωｃと、駆動条件メモリ６２からＣ軸最大角速度ωｃｍａｘ（例えば、加工精度が維持される最大のＣ軸角速度ωｃで、デフォルト値）とを呼び出し、Ｃ軸角速度ωｃがＣ軸最大角速度ωｃｍａｘより小さいか否かを判定する。Ｃ軸角速度ωｃがＣ軸最大角速度ωｃｍａｘより大きいと（ステップＳＴＰ１０５のＮｏ）、速度クランプ判定部６１は該判定結果を加工データ演算制御部５７に伝送し、これを受けた加工データ演算制御部５７は、速度補正部６３にＣ軸角速度ωｃの補正（クランプ）と共に、送り速度Ｆｒの補正（クランプ）を指令する。なお、Ｃ軸角速度ωｃがＣ軸最大角速度ωｃｍａｘより大きい場合とは、例えばオペレータにより比較的大きな送り速度Ｆｒが入力された場合や、角パイプのコーナー半径Ｒｃが比較的小さい場合などにおいて、Ｃ軸最大角速度ωｃｍａｘを超えてしまうような場合である。
【００５５】
ステップＳＴＰ１０６においては、上記補正の指令を受けた速度補正部６３は、まず上述同様Ｃ軸角速度ωｃ及びＣ軸最大角速度ωｃｍａｘを呼び出し、Ｃ軸最大角速度ωｃｍａｘ以下の所定値（例えばＣ軸最大角速度ωｃｍａｘ）をＣ軸補正角速度ωｃｍｄｆとする。また速度補正部６３は、該Ｃ軸補正角速度ωｃｍｄｆに基づき、送り速度Ｆｒを補正送り速度Ｆｒｍｄｆに補正する。
【００５６】
上述した補正が完了すると速度補正部６３は、加工データ演算制御部５７に上記補正されたＣ軸角速度ωｃｍｄｆ、及び当該補正されたＣ軸角速度ωｃｍｄｆに対応して補正された補正送り速度Ｆｒｍｄｆを伝送する。これを受けた加工データ演算制御部５７は、画像制御部４６に送り速度Ｆｒが補正されたことをオペレータに示す画面の表示を指令し、画像制御部４６が該画面をディスプレイ４２を介して表示し、更にステップＳＴＰ１０７に進む。
【００５７】
なお、ステップＳＴＰ１０５で、Ｃ軸角速度ωｃがＣ軸最大角速度ωｃｍａｘより小さいと判定された場合（ステップＳＴＰ１０５のＹｅｓ）には、速度クランプ判定部６１は、Ｃ軸角速度ωｃを補正することなく、該判定結果を加工データ演算制御部５７に伝送し、同様にステップＳＴＰ１０７に進む。
【００５８】
ステップＳＴＰ１０７においては、加工データ演算制御部５７は速度クランプ判定部６１に、ステップＳＴＰ１０３で演算決定されたＣ軸以外の制御軸の速度Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、ωａ、ωｂが、各軸最大速度Ｆｘｍａｘ、Ｆｙｍａｘ、Ｆｚｍａｘ、ωａｍａｘ、ωｂｍａｘ（例えば加工精度が維持される最大の各制御軸の速度Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、ωａ、ωｂ）より小さいか否かの判定を指令する。速度クランプ判定部６１は、上述同様データメモリ５５、５７から各軸速度Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、ωａ、ωｂと、各軸最大速度Ｆｘｍａｘ、Ｆｙｍａｘ、Ｆｚｍａｘ、ωａｍａｘ、ωｂｍａｘとを呼び出し、Ｘ軸移動速度ＦｘがＸ軸最大移動速度Ｆｘｍａｘより小さいか否か、Ｙ軸移動速度ＦｙがＹ軸最大移動速度Ｆｙｍａｘより小さいか否か、Ｚ軸移動速度ＦｚがＺ軸最大移動速度Ｆｚｍａｘより小さいか否か、Ａ軸角速度ωａがＡ軸最大角速度ωａｍａｘより小さいか否か、及びＢ軸角速度ωｂがＢ軸最大角速度ωｂｍａｘより小さいか否かを判定する。各軸速度Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、ωａ、ωｂが少なくとも１つでも各軸最大速度Ｆｘｍａｘ、Ｆｙｍａｘ、Ｆｚｍａｘ、ωａｍａｘ、ωｂｍａｘより大きいと（ステップＳＴＰ１０７のＮｏ）、速度クランプ判定部６１は該判定結果を加工データ演算制御部５７に伝送し、これを受けた加工データ演算制御部５７は、ステップＳＴＰ１０４に入り、速度補正部６３に各軸最大速度を超えた各軸速度Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、ωａ、ωｂの補正（クランプ）と共に、送り速度Ｆｒ（既にステップＳＴＰ１０５で、補正されている場合も含む）の補正（クランプ）を行う。
【００５９】
ステップＳＴＰ１０４においては、上記補正の指令を受けた速度補正部６３は、最大速度を超えた補正の必要な各軸速度（所定の上限値を超えると判定された速度）、例えばＹ軸移動速度ＦｙをＹ軸最大移動速度Ｆｙｍａｘ以下の所定値（例えばＹ軸最大移動速度Ｆｙｍａｘ）に設定されたＹ軸補正移動速度Ｆｙｍｄｆとする処理を行う。または速度補正部６３は、上記Ｙ軸補正移動速度Ｆｙｍｄｆに基づき、送り速度Ｆｒを補正する。
【００６０】
こうして、上述した補正が完了すると速度補正部６３は、加工データ演算制御部５７に上記Ｃ軸補正角速度ωｃｍｄｆ、補正送り速度Ｆｒｍｄｆを伝送する。これを受けて加工データ演算制御部５７は、上述と同様に画像制御部４６に送り速度Ｆｒが補正されたことをオペレータに示す画面をディスプレイ４２を介し表示させ、ステップＳＴＰ１０８に進む。
【００６１】
一方、各軸速度Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、ωａ、ωｂがいずれの各軸最大速度Ｆｘｍａｘ、Ｆｙｍａｘ、Ｆｚｍａｘ、ωａｍａｘ、ωｂｍａｘより小さいと（ステップＳＴＰ１０７のＹｅｓ）、速度クランプ判定部６１は、各軸速度の補正をすることなく、該判定結果を加工データ演算制御部５７に伝送し、同様にステップＳＴＰ１０８に進む。
【００６２】
ステップ１０８において、主制御部４０はレーザ条件設定部６５にレーザ条件の設定を指令する。これを受けたレーザ条件設定部６５は、変更補正された各軸の送り速度に応じてレーザ出力条件を演算し、レーザ発振制御部６６に出力する。レーザ発振制御部６６は、直ちに、同時６軸円筒補間指令を実行する際のレーザ出力条件を、レーザ条件設定部６５に設定された条件に変更して、同時６軸円筒補間指令を実行する。これにより、同時６軸円筒補間指令を実行する際にトーチ２６から供給されるレーザ光ＲＺは、送り速度制御プログラムＦＣＰにより修正された送り速度Ｆｒに適合する形で補正されるので、ワーク７０に対するコーナーＣ２の切断は良好な状態で行われる。なお、各軸速度Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、ωａ、ωｂ、ωｃが補正されなかった場合には、ステップＳＴＰ１０８によるレーザ出力条件の変更は行われず、レーザ発振制御部６６は、加工プログラムＰＲＯで設定された加工条件に基づいたレーザ出力条件での運転を継続する。
【００６３】
こうして、同時６軸円筒補間指令を実行する際に、主制御部４０は送り速度制御プログラムＦＣＰを実行し、トーチ２６のワーク７０に対する送り速度（相対速度）が、加工プログラムＰＲＯで指定された送り速度Ｆｒとなるように各制御軸の速度を演算決定して、当該演算決定された速度に基づいて各制御軸を同時に制御する。同時に、当該演算決定された速度が、各制御軸について設定された所定の上限速度を超えるような場合には、適宜補正されて実行され、同時６軸円筒補間指令は、適切に実行される。
【００６４】
なお、上述の実施例は、断面が長方形のワーク７０に対して、同時６軸円筒補間指令によりそのコーナーを加工する場合について述べたが、ワーク７０の断面形状は、長方形に限らず、図１０に示す三角形でも、多角形でも良いことは勿論である。なお、図１０においては、図９で説明した部分と同一の部分に同一の符号を付して、図１０に関する説明は省略する。
【００６５】
以上のように本実施例におけるレーザ加工機１では、トーチ２６の５軸方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ａ、Ｂ軸方向）の移動・回転駆動制御と、チャック１０のＣ軸方向の回転駆動制御とを同期させて同時に制御するので、断面形状がコーナーを有す異形状からなるワーク７０であっても、コーナーを通過する加工経路に沿って連続的に加工することが出来、従来のようにワーク７０の各加工面ごとに加工する必要がなくなり、加工の高速化を実現することが出来る。更にトーチ２６のワーク７０に対する送り速度（相対速度）が、加工プログラムＰＲＯ中で指示された送り速度Ｆｒとなるように、同時６軸円筒補間指令を実行するので、加工の高速化を実現するものでありながら、切断面をむらのない良好なものに加工することが出来る。そして上記同時６軸円筒補間指令は、始点Ｐ１、中間点Ｐ２及び終点Ｐ３及び送り速度を、加工プログラム中で指示することにより実行されるので、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置やＣＡＤ／ＣＡＭ装置による加工プログラムのためのメモリ容量も別途に必要とせず、また熟練を必要とせず簡単に加工することが出来る。また、補正された各軸速度ωａｍｄｆ、ωｂｍｄｆ、ωｃｍｄｆ、Ｆｘｍｄｆ、Ｆｙｍｄｆ、Ｆｚｍｄｆでワーク７０に対する加工を実行するので、各回転方向の角速度ωａ、ωｂ、ωｃ及び軸方向の移動速度Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚが所定の上限値を超えた場合であっても、上記コーナーを通過する加工経路に沿った連続的な加工を正確に実行することが出来る。
【００６６】
なお、上述した本実施のレーザ加工機１において、長方形断面や三角形断面のパイプについての簡単な切断加工例を示したが、切断面にコーナーを有するものであればいずれのワーク７０についても本発明を適用することが出来、例えば、五角形、六角形などの多角形断面や、半円形状断面などの直線と曲線が組み合わされたもののみならず、Ｌ字形断面などのように切断面のコーナーの内角が鈍角の場合であっても、同様に適用することが出来る。また、ワーク７０はパイプなどの長尺材に限らず、切断面にコーナーを有するものであれば、軸心方向の長さが長くなくても適用することが出来ることは勿論である。
【００６７】
また、上述した本実施において、三次元線状加工機の一例としてレーザ加工機を示したが、三次元にワークを加工出来るものであればいずれのものであってもよく、例えば三次元プラズマ切断加工機、三次元ガス切断加工機などの加工機においても本発明を適用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明が適用されるレーザ加工機の一例を示す全体斜視図である。
【図２】図２は、図１のレーザ加工機におけるチャック付近を示す側面図である。
【図３】図３は、図１のレーザ加工機における加工ヘッド本体部分の拡大断面図である。
【図４】図４は、図１のレーザ加工機における制御装置を示したブロック図である。
【図５】図５は、レーザ加工機を用いて加工を行う際の処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】図６は、送り速度制御プログラムを示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明により切断加工する長方形断面の長尺材の断面図である。
【図８】図８は、コードパラメータ入力画面をイメージ化した図である。
【図９】図９は、本発明による長方形状断面の長尺材の加工制御例で、（ａ）は、加工制御を説明する長方形状断面の長尺材の模式斜視図、（ｂ）は、（ａ）の加工制御を説明する図２のＡ方向矢視図、（ｃ）は、（ａ）の加工を実行する加工プログラムの一部を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明による三角形断面の長尺材の加工制御例で、（ａ）は、加工制御を説明する三角形断面の長尺材の模式斜視図、（ｂ）は、（ａ）の加工制御を説明する図２のＡ方向矢視図である。
【符号の説明】
１……３次元線状加工装置（レーザ加工機）
１０……回転保持駆動手段（チャック）
２６……加工部（トーチ）
５５……加工実行手段（加工制御部）
５９……軸速度演算手段（加工データ演算部）
６１……上限速度判定手段（速度クランプ判定部）
６３……速度補正手段（速度補正部）
６６……レーザ出力条件変更手段（レーザ発振制御部）
７０……ワーク
Ａ、Ｂ……第２及び第３の回転軸（Ａ、Ｂ軸）
Ｃ……第１の回転軸（Ｃ軸）
Ｆｒ……送り速度
Ｐ１……始点（始点位置）
Ｐ２……中間点（中間通過位置）
Ｐ３……終点（終点位置）
ＰＲＯ……加工プログラム
ＲＺ……レーザ光
ωａ、ωｂ、ωｃ……第１、第２及び第３の回転軸方向の角速度（Ａ軸角速度、Ｂ軸角速度、Ｃ軸角速度、）
Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ……第１、第２及び第３の軸方向の移動速度（Ｘ軸移動速度、Ｙ軸移動速度、Ｚ軸移動速度）
Ｘ、Ｙ、Ｚ……第１及び互いに直交する第２及び第３の軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ軸）ωａｍａｘ、ωｂｍａｘ、ωｃｍａｘ、Ｆｘｍａｘ、Ｆｙｍａｘ、Ｆｚｍａｘ……所定の上限値（Ａ軸最大角速度、Ｂ軸最大角速度、Ｃ軸最大角速度、Ｘ軸最大移動速度、Ｙ軸最大移動速度、Ｚ軸最大移動速度）
ωａｍｄｆ、ωｂｍｄｆ、ωｃｍｄｆ、Ｆｘｍｄｆ、Ｆｙｍｄｆ、Ｆｚｍｄｆ……補正された速度（Ａ軸補正角速度、Ｂ軸補正角速度、Ｃ軸補正角速度、Ｘ軸補正移動速度、Ｙ軸補正移動速度、Ｚ軸補正移動速度）
【図１】
0003607259.tif 000002
【図２】
0003607259.tif 000003
【図３】
0003607259.tif 000004
【図４】
0003607259.tif 000005
【図５】
0003607259.tif 000006
【図６】
0003607259.tif 000007
【図７】
0003607259.tif 000008
【図８】
0003607259.tif 000009
【図９】
0003607259.tif 000010
【図１０】
0003607259.tif 000011