(57)【要約】【課題】加工経路とレーザ出力との関係を容易に認識する。【解決手段】加工経路表示装置（２０）は、駆動軸の所定の制御周期毎の位置情報を取得する位置情報取得部（２１）と、駆動軸の位置情報とレーザ加工機の機械構成の情報とからレーザ加工ヘッドの座標値を算出するレーザ加工ヘッド座標算出部（２２）と、レーザのレーザ出力値を取得するレーザ出力取得部（２３）と、レーザ出力取得部により取得されたレーザ出力値に応じてレーザの表示形式を設定する表示形式設定部（２４）と、レーザ加工ヘッドの座標値と表示形式とに基づいて、加工経路を表示する表示部（２５）とを含む。【選択図】図１
2018180780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの駆動軸によってレーザ加工ヘッドおよび被加工物を相対的に移動させながら前記レーザ加工ヘッドから出力されるレーザにより前記被加工物を加工するレーザ加工機における加工経路を表示する加工経路表示装置において、
前記少なくとも一つの駆動軸の所定の制御周期毎の位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記少なくとも一つの駆動軸の前記位置情報と前記レーザ加工機の機械構成の情報とから前記レーザ加工ヘッドの座標値を算出するレーザ加工ヘッド座標算出部と、
前記レーザ加工ヘッドから出力される前記レーザのレーザ出力値を取得するレーザ出力取得部と、
該レーザ出力取得部により取得された前記レーザ出力値に応じて前記レーザの表示形式を設定する表示形式設定部と、
前記レーザ加工ヘッド座標算出部により算出された前記レーザ加工ヘッドの座標値と前記表示形式設定部により設定された表示形式とに基づいて、前記加工経路を表示する表示部と、を具備する加工経路表示装置。
【請求項２】
さらに、前記表示形式は、前記表示部における前記レーザの表示色、および該表示色の濃淡のうちの少なくとも一方である請求項１に記載の加工経路表示装置。
【請求項３】
前記レーザ出力取得部により取得されるレーザ出力値は、前記加工プログラムから求められる前記レーザ加工ヘッドのレーザ出力指令値およびレーザパワーセンサを用いて求められる前記レーザ加工ヘッドのレーザ出力実際値のうちの少なくとも一方である請求項１または２に記載の加工経路表示装置。
【請求項４】
前記位置情報取得部により取得される前記位置情報は、前記レーザにより前記被加工物を加工するための加工プログラムから求められる位置情報および前記少なくとも一つの駆動軸を駆動する位置検出器により求められる位置情報のうちの少なくとも一方である、請求項１から３のいずれか一項に記載の加工経路表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工の加工経路を表示する加工経路表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ加工機により被加工物（以下、単に「ワーク」と呼ぶ）を加工、例えば切削加工するときには、レーザ加工ヘッドをワーク上で所望の加工経路に沿って移動させるようにしている。また、加工経路を表示部に表示させることが広く知られている。
【０００３】
ここで、特許文献１には、「表示手段に図形を表示する際、レーザ加工の速度条件に応じて各線分を色分け表示する」ことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２７３３２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、加工経路の線分の長さに応じて、速度条件および表示色が予めテーブルの形で定められているのみである。また、特許文献１では、線分の長さ部分全体が同一の表示色になる。このため、テーブルの内容を知らない操作者にとっては、加工経路の速度条件を直感的に理解するのが困難である。さらに、特許文献１の構成では、操作者は、加工経路とレーザ出力との関係を認識することができない。
【０００６】
それゆえ、加工経路とレーザ出力との関係を容易に認識することのできる加工経路表示装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の１番目の態様によれば、少なくとも一つの駆動軸によってレーザ加工ヘッドおよび被加工物を相対的に移動させながら前記レーザ加工ヘッドから出力されるレーザにより前記被加工物を加工するレーザ加工機における加工経路を表示する加工経路表示装置において、前記少なくとも一つの駆動軸の所定の制御周期毎の位置情報を取得する位置情報取得部と、前記少なくとも一つの駆動軸の前記位置情報と前記レーザ加工機の機械構成の情報とから前記レーザ加工ヘッドの座標値を算出するレーザ加工ヘッド座標算出部と、前記レーザ加工ヘッドから出力される前記レーザのレーザ出力値を取得するレーザ出力取得部と、該レーザ出力取得部により取得された前記レーザ出力値に応じて前記レーザの表示形式を設定する表示形式設定部と、前記レーザ加工ヘッド座標算出部により算出された前記レーザ加工ヘッドの座標値と前記表示形式設定部により設定された表示形式とに基づいて、前記加工経路を表示する表示部と、を具備する加工経路表示装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
１番目の態様においては、レーザ出力値に応じてレーザの表示形式を設定した上で加工経路を表示しているので、加工経路とレーザ出力との関係を容易に認識することができる。
【０００９】
添付図面に示される本発明の典型的な実施形態の詳細な説明から、本発明のこれら目的、特徴および利点ならびに他の目的、特徴および利点がさらに明解になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第一の実施形態に基づく加工経路表示装置の機能ブロック図である。
【図２】第一の実施形態に基づく加工経路表示装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】加工経路の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同様の部材には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１は第一の実施形態に基づく加工経路表示装置の機能ブロック図である。図１に示されるように、加工経路表示装置２０は数値制御装置１６を介してレーザ加工機１に接続されている。
【００１２】
レーザ加工機１はレーザ発振器２を備えている。レーザ発振器２の放電管３の一端には部分反射鏡のリア鏡４が設けられており、放電管３の他端には部分反射鏡の出力鏡５が設けられている。また、リア鏡４の背面には、発振されたレーザの出力値を検出するレーザパワーセンサ６が配置されている。さらに、レーザ加工機１は、出力鏡５から出力されたレーザを反射する反射鏡７と反射されたレーザを集光する集光レンズを含むレーザ加工ヘッド８とを含んでいる。
【００１３】
レーザ加工ヘッド８から出力されたレーザは可動テーブル９上に載置されたワークＷを加工、例えば切削加工する。可動テーブル９はＸＹ平面内を移動可能である。Ｘ方向およびＹ方向についての可動テーブル９の駆動軸はそれぞれモータ、例えばサーボモータＭ１〜Ｍ２に接続されている。これらサーボモータＭ１〜Ｍ２のそれぞれには、駆動軸の実際の位置を所定の制御周期毎に検出する位置検出器Ｅ１〜Ｅ２、例えばエンコーダがそれぞれ備え付けられている。
【００１４】
なお、可動テーブル９は少なくとも一つの方向に移動すればよく、移動可能な方向に応じた数の駆動軸およびモータを備えているものとする。また、ワークＷが載置されるテーブルが固定されていて、レーザ加工ヘッド８がサーボモータＭ１、Ｍ２によりＸＹ平面内を移動する構成であってもよい。
【００１５】
数値制御装置１６はレーザによりワークＷを加工するための加工プログラム１７を含んでおり、レーザ加工機１は加工プログラム１７に従って制御される。加工プログラム１７は、各駆動軸の移動についての情報を含んでいるものとする。このような情報は適宜変換されて、後述する位置情報取得部２１において位置情報として取得される。
【００１６】
加工経路表示装置２０はデジタルコンピュータであり、バス等で互いに接続されたＣＰＵ、メモリなどを有している。加工経路表示装置２０は、可動テーブル９の少なくとも一つの駆動軸の所定の制御周期毎の位置情報を取得する位置情報取得部２１を含んでいる。位置情報は、加工プログラム１７から求められるか、または少なくとも一つの駆動軸を駆動するサーボモータＭ１、Ｍ２に取付けられた位置検出器Ｅ１、Ｅ２により求められる。
【００１７】
さらに、加工経路表示装置２０は、少なくとも一つの駆動軸の位置情報とレーザ加工機１の機械構成の情報とからレーザ加工ヘッド８の座標値を算出するレーザ加工ヘッド座標算出部２２と、レーザ加工ヘッド８から出力されるレーザのレーザ出力値を取得するレーザ出力取得部２３とを含んでいる。レーザ出力取得部２３により取得されるレーザ出力値は、加工プログラム１７から求められるレーザ加工ヘッド８のレーザ出力指令値およびレーザパワーセンサ６を用いて求められるレーザ加工ヘッド８のレーザ出力実際値のうちの少なくとも一方である。また、レーザ加工機１の機械構成の情報は、主にレーザ加工機１の寸法を意味する。
【００１８】
さらに、加工経路表示装置２０は、レーザ出力取得部２３により取得されたレーザ出力値に応じてレーザの表示形式を設定する表示形式設定部２４を含んでいる。さらに、加工経路表示装置２０は、レーザ加工ヘッド座標算出部２２により算出されたレーザ加工ヘッドの座標値と表示形式設定部２４により設定された表示形式とに基づいて、加工経路を表示する表示部２５を含んでいる。
【００１９】
加工経路表示装置２０のＣＰＵは、位置情報取得部２１、レーザ加工ヘッド座標算出部２２、レーザ出力取得部２３、および表示形式設定部２４としての役目を果たす。また、表示部２５は液晶ディスプレイ、ＣＲＴ等でありうる。
【００２０】
図２は第一の実施形態に基づく加工経路表示装置の動作を示すフローチャートである。はじめに、図１のステップＳ１においては、位置情報取得部２１が可動テーブル９の各駆動軸の位置情報を単位時間毎に取得する。位置情報は、加工プログラム１７から求められる各駆動軸の位置指令、および／または位置検出器Ｅ１、Ｅ２により検出された各駆動軸の実位置でありうる。簡潔にする目的で、以下においては、位置情報は位置指令であるものとして説明を続ける。
【００２１】
次いで、ステップＳ１２においては、座標算出部２２が位置情報に基づいてレーザ加工ヘッド８の座標を単位時間毎に算出する。位置情報が加工プログラム１７から求められた場合には、レーザ加工ヘッド８の座標はレーザの指令加工経路を構成する。また、位置情報が位置検出器Ｅ１、Ｅ２から求められた場合には、レーザ加工ヘッド８の座標はレーザの実加工経路を構成する。
【００２２】
次いで、ステップＳ１３においては、レーザ出力取得部２３が前述したレーザ出力値を単位時間毎に取得する。そして、ステップＳ１４においては、表示形式設定部２４が、ステップＳ１３にてレーザ出力値に応じて、加工経路の表示形式を設定する。
【００２３】
ここで、図３は加工経路の例を示す図である。図３においては、Ｘ方向およびＹ方向に延びる複数の線分からなる加工経路Ａが示されている。図３に示される加工経路Ａは線分Ａ１〜Ａ４より構成されている。線分Ａ１、Ａ３はＸ方向にのみ延びていて、線分Ａ２、Ａ４はＹ方向にのみ延びている。なお、線分Ａ１〜Ａ４のそれぞれがＸ方向およびＹ方向の両方の成分を有していても良い。また、図３に示される矢印はレーザ加工ヘッド８の進行方向を示している。
【００２４】
図３の左下には、テーブルＴが示されている。テーブルＴは、レーザ出力値の大きさに応じて定まる加工経路Ａの色の濃淡を示している。テーブルＴは、予め表示形式設定部２４内に準備されているものとする。具体的には、テーブルＴにおいては、レーザ出力値を複数、例えば六段階に分けている。そして、レーザ出力値の最も小さい段階（〜３００Ｗ）を最も淡い色、例えば白色に設定すると共に、レーザ出力値の最も大きい段階（２７００Ｗ〜）を最も濃い色、例えば黒色に設定する。そして、これらの間の段階においては、最も淡い色の段階から最も濃い色の段階に向かって色の濃淡を徐々に濃くさせている。
【００２５】
ステップＳ１４においては、表示形式設定部２４がレーザ出力値の大きさに応じてレーザ加工ヘッド８の制御周期毎の座標値の色の濃淡を設定する。図３においては、表示形式設定部２４は、白色と黒色との間で、その濃淡が変化するように設定している。図示しない実施形態においては、表示形式設定部２４はさらに多数の色の間で色調を変化させるようにしてもよい。例えば、レーザ出力値の最も小さい段階を青色に設定し、レーザ出力値の最も大きい段階を黄色に設定すると共に、これらの間の中間の段階を赤色に設定する。そして、青色の段階と赤色の段階との間、および赤色の段階と黄色の段階との間で色調を徐々に変化させるようにしてもよい。
【００２６】
再び図２を参照すると、ステップＳ１５においては、表示部２５は、レーザ加工ヘッド８の座標値と、表示形式とに基づいて、加工経路Ａを表示する。図３に示されるように加工経路Ａはレーザ出力値に応じてレーザの表示形式、例えば色の濃淡を設定した上で表示されている。このような構成であるので、操作者が加工経路とレーザ出力との関係を直感的に認識できるのが分かるであろう。
【００２７】
例えば、図３においては、加工経路Ａのコーナ部、つまり各線分Ａ１〜Ａ４の連結部分においてレーザ出力が低下しているのが把握できる。さらに、図３においては、線分Ａ２は他の線分Ａ１、Ａ３、Ａ４よりも短い。その結果、線分Ａ２はレーザ出力値の最も大きい最も淡い色の段階を有していない。言い換えれば、線分Ａ２の距離が短いので、線分Ａ２においては最高のレーザ出力を呈することができないことが把握できる。
【００２８】
ところで、前述したようにレーザ出力取得部２３は、レーザ出力指令値をまたはレーザ出力実際値を取得する。従って、表示部２５は、レーザ出力指令値から定まる表示形式を用いて加工経路Ａを表示するか、またはレーザ出力実際値から定まる表示形式を用いて加工経路Ａを表示する。このため、レーザ出力指令値またはレーザ出力実際値と加工経路Ａとの関係を容易に認識することができる。
【００２９】
さらに、加工プログラム１７から求められる位置指令としての位置情報を求めた場合には、レーザ出力と指令位置からなる加工経路との間の関係を容易に認識できる。同様に、位置検出器Ｅ１、Ｅ２から求められる実位置としての位置情報を求めた場合には、レーザ出力と実位置からなる加工経路との間の関係を容易に認識できる。さらに、これら関係を同時に表示部２５に表示する場合も本実施形態の範囲に含まれる。
【００３０】
本開示の態様
１番目の態様によれば、少なくとも一つの駆動軸によってレーザ加工ヘッド（８）および被加工物（Ｗ）を相対的に移動させながら前記レーザ加工ヘッドから出力されるレーザにより前記被加工物を加工するレーザ加工機（１）における加工経路を表示する加工経路表示装置（２０）において、前記少なくとも一つの駆動軸の所定の制御周期毎の位置情報を取得する位置情報取得部（２１）と、前記少なくとも一つの駆動軸の前記位置情報と前記レーザ加工機の機械構成の情報とから前記レーザ加工ヘッドの座標値を算出するレーザ加工ヘッド座標算出部（２２）と、前記レーザ加工ヘッドから出力される前記レーザのレーザ出力値を取得するレーザ出力取得部（２３）と、該レーザ出力取得部により取得された前記レーザ出力値に応じて前記レーザの表示形式を設定する表示形式設定部（２４）と、前記レーザ加工ヘッド座標算出部により算出された前記レーザ加工ヘッドの座標値と前記表示形式設定部により設定された表示形式とに基づいて、前記加工経路を表示する表示部（２５）と、を具備する加工経路表示装置が提供される。
２番目の態様によれば、１番目の態様において、前記表示形式は、前記表示部における前記レーザの表示色、および該表示色の濃淡のうちの少なくとも一方である。
３番目の態様によれば、１番目または２番目の態様において、前記レーザ出力取得部により取得されるレーザ出力値は、前記加工プログラムから求められる前記レーザ加工ヘッドのレーザ出力指令値およびレーザパワーセンサを用いて求められる前記レーザ加工ヘッドのレーザ出力実際値のうちの少なくとも一方である。
４番目の態様によれば、１番目から３番目のいずれかの態様において、前記位置情報取得部により取得される前記位置情報は、前記レーザにより前記被加工物を加工するための加工プログラムから求められる位置情報および前記少なくとも一つの駆動軸を駆動する位置検出器により求められる位置情報のうちの少なくとも一方である。
【００３１】
態様の効果
１番目の態様においては、加工経路とレーザ出力との関係を容易に認識できる。
２番目の態様においては、レーザ出力値に応じて表示色および／またはその濃淡を変化させているので、操作者が加工経路とレーザ出力との関係を直感的に認識することができる。
３番目の態様においては、レーザ出力指令値またはレーザ出力実際値と加工経路との関係を容易に認識することができる。
４番目の態様においては、加工プログラムから求められる位置情報は位置指令であり、位置検出器から求められる位置情報は実位置である。レーザ出力と指令位置からなる加工経路との間の関係およびレーザ出力と実位置からなる加工経路との間の関係を容易に認識することができる。また、これらを同時に表示部２５に表示するようにしてもよい。
【００３２】
典型的な実施形態を用いて本発明を説明したが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなしに、前述した変更および種々の他の変更、省略、追加を行うことができるのを理解できるであろう。
【符号の説明】
【００３３】
１      レーザ加工機
２      レーザ発振器
３      放電管
４      リア鏡
５      出力鏡
６      レーザパワーセンサ
７      反射鏡
８      レーザ加工ヘッド
９      可動テーブル
１６      数値制御装置
１７      加工プログラム
２０      加工経路表示装置
２１      位置情報取得部
２２      座標算出部
２３      レーザ出力取得部
２４      表示形式設定部
２５      表示部
Ｅ１、Ｅ２      位置検出器
Ｍ１〜Ｍ２      サーボモータ
【図１】
2018180780.tif 000003
【図２】
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【図３】
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