(57)【要約】【課題】加工プログラムを変えることなく、レーザ加工機側で、ワークに適切なミクロジョイント条件を設定できるようにする。【解決手段】  入力されたＮＣ加工プログラムを実行するレーザ加工機１側に、ミクロジョイント設定プログラムを組み込んでおき、レーザ加工機１側で、ミクロジョイント設定の有無の選択およびミクロジョイント条件を入力することで、ミクロジョイント設定有りのときに、レーザ加工機１によってミクロジョイント設定プログラムを実行し、前記ＮＣ加工プログラムによる切断輪郭線の一部にミクロジョイント条件を設定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたＮＣ加工プログラムを実行するレーザ加工機側に、ミクロジョイント設定プログラムを組み込んでおき、レーザ加工機側で、ミクロジョイント設定の有無の選択およびミクロジョイント条件を入力することで、ミクロジョイント設定の有りのときに、レーザ加工機によってミクロジョイント設定プログラムを実行し、前記ＮＣ加工プログラムによる切断輪郭線の一部に前記ミクロジョイント条件を設定する、ことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
ミクロジョイント条件を前段の実行距離および後段のビームオフ距離により設定する、ことを特徴とする請求項１記載のレーザ加工方法。
【請求項３】
ミクロジョイント条件を連続した切断輪郭線の最終ブロックの終点に設定する、ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のレーザ加工方法。
【請求項４】
ミクロジョイント条件を連続した切断輪郭線の中間ブロックの終点に設定する、ことを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載のレーザ加工方法。
【請求項５】
ミクロジョイント条件として前段の実行距離および後段のビームオフ距離の他に、ビーム出力、ビームのデューティ、出力周波数、アシストガス種、アシストガス圧、ギャップ量および加工ヘッドの送り速度から１または２以上の条件を設定可能とする、ことを特徴とする請求項２記載のレーザ加工方法。
【請求項６】
ミクロジョイント条件をワークの材質、板厚毎に設定可能とする、ことを特徴とする請求項２または請求項５記載のレーザ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工機によるレーザ加工方法、特に、板状のワークに微小な距離の切り残しによりミクロジョイントを形成するための条件設定に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ワークのレーザ切断時に切り抜き部分の跳ね上がりや切断後の落下を防止するために、ミクロジョイントの条件設定に関する技術を開示している。特許文献１などに記載されているように、従来、ミクロジョイントの条件設定には、通常、加工プログラムを変更する必要があり、ＣＡＭ作業者（ＮＣ加工プログラムの作成者）の負担が大きくなる。
【０００３】
また、ＮＣ加工プログラムにミクロジョイントの設定が組み込まれていたとしても、レーザ加工機のオペレータは、ミクロジョイントの設定の有無を自由に選択できず、しかもミクロジョイントの設定条件もワークの加工状況に合わせて、実際の加工現場では変更できない。
【０００４】
一方、ＮＣ加工プログラムの作成段階で、ミクロジョイントの形成のために、すべてのワークに共通となるように、ミクロジョイントの距離を大きく設定すると、ワークの取り外しが非常に困難となり、作業者の負担が大きくなってしまう。このため、ミクロジョイントの距離は、できるだけ小さく、加工条件に適合する一定の値であることが重要となるが、加工対象のワークの種類やその板厚によっては、適正なミクロジョイントの距離が不安定になってしまうことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１９０５７６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の課題は、ＮＣ加工プログラムを変えることなく、レーザ加工機側でワークの加工状況に応じて適切なミクロジョイント条件を設定できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題のもとに、本発明は、レーザ加工機側のミクロジョイント設定プログラムによってミクロジョイント設定の有無の選択およびミクロジョイント条件を入力することで、ミクロジョイント設定有りのときに、ＮＣ加工プログラムによる切断輪郭線の一部に通常の切断加工条件に代えてミクロジョイント条件を設定できるようにしている。
【０００８】
具体的に記載すると、本発明に係るレーザ加工方法は、入力されたＮＣ加工プログラムを実行するレーザ加工機側に、ミクロジョイント設定プログラムを組み込んでおき、レーザ加工機側で、ミクロジョイント設定の有無の選択およびミクロジョイント条件を入力することで、ミクロジョイント設定有りのときに、レーザ加工機によってミクロジョイント設定プログラムを実行し、前記ＮＣ加工プログラムによる切断輪郭線の一部にミクロジョイント条件を設定するようにしている（請求項１）。
【０００９】
前記レーザ加工方法において、ミクロジョイント条件は、前段の実行距離および後段のビームオフ距離により設定される（請求項２）。
【００１０】
前記レーザ加工方法において、ミクロジョイント条件は、連続した切断輪郭線の最終ブロックの終点に設定される（請求項３）。
【００１１】
前記レーザ加工方法において、ミクロジョイント条件は、連続した切断輪郭線の中間ブロックの終点に設定される（請求項４）。
【００１２】
前記レーザ加工方法において、ミクロジョイント条件は、前段の実行距離および後段のビームオフ距離のほかに、ビーム出力、ビームのデューティ、出力周波数、アシストガス種、アシストガス圧、ギャップ量および加工ヘッドの送り速度から１または２以上の条件を設定可能とされている（請求項５）。
【００１３】
前記レーザ加工方法において、ミクロジョイント条件は、ワークの材質、板厚毎に設定可能とされている（請求項６）。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るレーザ加工方法によると、ＮＣ加工プログラムを変えることなく、レーザ加工機側の条件設定によりミクロジョイントの形成が可能となり、しかもミクロジョイント設定の有無がレーザ加工機のオペレータ側で加工状況に応じて自由に選択できる（請求項１）。
【００１５】
前記レーザ加工方法において、ミクロジョイント条件として前段の実行距離と後段のビームオフ距離とが設定されると、レーザオフとしてミクロジョイントを形成する前に、ミクロジョイント条件を適正な値に切り換えられるため、ワークに理想的な寸法や形状のミクロジョイントの形成が可能となる（請求項２）。
【００１６】
前記レーザ加工方法において、ミクロジョイントが切断輪郭線の最終ブロックの終点に設定されると、ミクロジョイントの形成のためのレーザオフがそのまま加工終了のレーザオフにつながるため、レーザの発振のオンオフ回数が少なくなり、制御が簡単になる（請求項３）。
【００１７】
前記レーザ加工方法において、ミクロジョイント条件が切断輪郭線の中間ブロックの終点に設定されると、切り出し部分の反り返りや落下が確実に防止でき、安定な切断が可能となる（請求項４）。
【００１８】
前記レーザ加工方法において、ミクロジョイント条件として前段の実行距離および後段のビームオフ距離のほかに、ビーム出力、ビームのデューティ、出力周波数、アシストガス種、アシストガス圧、ギャップ量および加工ヘッドの送り速度から１または２以上の条件が設定可能とされておれば、これらの条件からも、適切な条件設定が可能となる（請求項５）。
【００１９】
前記レーザ加工方法において、ミクロジョイント条件がワークの材質、板厚毎に設定可能とされていると、最も適切なミクロジョイント条件が材質、板厚に適切な値として設定できる（請求項６）。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るレーザ加工方法を適用するレーザ加工機のシステムのブロック線図である。
【図２】本発明に係るレーザ加工による切断輪郭線（加工経路）の説明図である。
【図３】本発明に係るレーザ加工方法による加工状況の説明図である。
【図４】本発明に係るレーザ加工方法の設定画面の説明図である。
【図５】本発明に係るレーザ加工方法による動作のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明に係るレーザ加工方法を適用するレーザ加工機１のレーザ加工システムを示している。図１において、レーザ加工機１の加工ヘッド２は、例えば５軸制御可能な駆動装置３によって、ＮＣ装置４からの指令やＮＣデータにもとづいて運動経路、姿勢、送り速度などを制御され、加工対象のワーク５にレーザビームをあて、ワーク５を所定の切断経路にそって溶断により切断する。
【００２２】
加工ヘッド２のレーザビームは、レーザ発振器６から出力される。レーザ発振器６の出力は、レーザ制御装置７によって制御され、通常の切断加工およびミクロジョイントの形成に際して、ＮＣ装置４からの指令やＮＣデータ、入力操作器８からの設定データを参照して、加工位置に適切な値に調節される。
【００２３】
ＮＣ装置４およびレーザ制御装置７は、ＮＣ加工プログラムやオペレータによる対話式の入力操作器８からの指令および設定データにもとづいて作動する。なお、入力内容や設定内容は、入力操作器８のディスプレイ９の画面によって視覚的に確認できるようになっている。
【００２４】
制御装置１０は、ＮＣ装置４を動作させるために、自動プログラミング装置１１からのプログラム指令を参照しながら、ＮＣ加工プログラムの作成者によって入力されるＮＣデータにもとづいて、ＮＣ加工プログラムを作成し、作成したＮＣ加工プログラムをＮＣ装置４に送り込んでいる。
【００２５】
図２は、連続的な切断経路の切断輪郭線１２を示している。切断輪郭線１２は、各種の自由曲線や、１または２以上の自由曲線と直線との組み合わせからなる完全に閉じた形状であるが、図２は、その一例として４本の直線を組み合わせた長方形の四隅の点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４からなる切断輪郭線１２を示している。
【００２６】
加工ヘッド２のレーザビームは、切断開始のために、例えば辺Ｐ１・Ｐ２の延長線上の開始点Ｐ０でピアシング加工（孔明け加工）を行い、その後に、辺Ｐ０・Ｐ１、辺Ｐ１・Ｐ２、辺Ｐ２・Ｐ３、辺Ｐ３・Ｐ４、辺Ｐ４・Ｐ１の移動順序でそれらの和の距離Ａにわたって連続的に切断加工を行う。
【００２７】
この切断加工のために、ＮＣ加工プログラムの作成者は、自動プログラミング装置１１からのプログラム指令を参照しながら、ピアシング加工の開始点Ｐ０から点Ｐ１の経路、および切断輪郭線１２（長方形の点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の切断加工経路）のＸＹＺ座標のデータおよび各種加工条件のデータをＮＣデータとしてＮＣ加工プログラムに設定する。
【００２８】
図３は、ワーク５の上でミクロジョイント１３の形成位置を示している。ミクロジョイント１３は、一般に、閉じた連続的な加工輪郭線１２の最終ブロック（辺Ｐ４・Ｐ１のブロック）の終点に形成される。その設定は、ビームオフ距離Ｃ（点Ｐ１と点ｐ２との間の距離）として設定されるが、そのときの加工方向の前段に実行距離Ｂ（点ｐ１と点ｐ２との間の距離）も設定される。このため、ミクロジョイント１３の設定条件は、少なくとも距離Ａの最終ブロックの終点位置において、前段の実行距離Ｂおよび後段のビームオフ距離Ｃにより設定される。このように、ミクロジョイント１３は、加工輪郭線１２の上に形成されるから、ＮＣ加工プログラムのＮＣデータは、ミクロジョイント設定の有無にかかわらず変わらない。
【００２９】
ミクロジョイント条件としの前段の実行距離Ｂは、ミクロジョイント１３の形成のための前準備のために必要な距離であり、ビームオフ距離Ｃは、レーザビームをオフとしてワーク５を溶断しないための距離つまりミクロジョイント１３の形成長さに対応している。これらの実行距離Ｂおよびビームオフ距離Ｃは、ワーク４の材質、板厚毎に適切な値として設定可能となっている。
【００３０】
そして、本発明に係るレーザ加工方法は、制御装置１０から入力されたＮＣ加工プログラムを実行するレーザ加工機１の側、例えばレーザ制御装置７の内部に、ミクロジョイント設定プログラムを組み込んでおき、レーザ加工機１の側で、入力操作器８によってミクロジョイント設定の有無を選択し、ミクロジョイント条件の設定を行えるようになっている。
【００３１】
ミクロジョイント設定プログラムは、ＮＣ加工プログラムにミクロジョイント条件を設定するために、ＮＣ加工プログラムの実行距離Ｂおよびビームオフ距離Ｃに対応する区間のブロック、図３の例によると、最終ブロックとしての辺Ｐ４・Ｐ１の終点ブロックにおいてＮＣ加工プログラムのＸＹＺ座標のデータを変更しないまま、前段の実行距離Ｂおよび後段のビームオフ距離Ｃの区間で、加工ヘッド２のレーザビームについて通常の切断加工条件に代えてミクロジョイント条件を設定する。
【００３２】
ミクロジョイント条件は、前記の実行距離Ｂおよびビームオフ距離Ｃのほかに、ワーク４の材質、板厚に応じて、ビーム出力、ビームのデューティ比、出力周波数、アシストガス種、アシストガス圧、ギャップ量および加工ヘッドの送り速度から１または２以上の必要な条件を設定可能となっている。
【００３３】
図４は、入力操作器８のディスプレイ９による表示画面１４の一例を示している。表示画面１４上で、ワーク５の材質、板厚などは、表示欄１５、１６に表示できるようになっており、通常の切断加工条件（アプローチＮｏ．、ノズル種およびアシストガス種）は、表示欄２０のエッジＮｏ．（加工経路のＮｏ．）に対応させて表示欄１７に表示できるようになっている。
【００３４】
オペレータは、表示画面１４において、ミクロジョイント条件を入力するとき、エッジＮｏ．毎に、実行距離Ｂ、ビームオフ距離Ｃ、および条件Ｎｏ．（ビーム出力、ビームのデューティ比、出力周波数、アシストガス種、アシストガス圧、ギャップ量および加工ヘッドの送り速度）を入力欄１８に、番号（パラメータＮｏ．）として設定するか、または入力操作器８のテンキーにより、または表示画面１４にポップアップ操作により表示したテンキーにより実際の数値として設定し、また、有効／無効（ミクロジョイント設定の有無）をタッチキー１９により選択する。パラメータＮｏ．に対応するデータは、データテーブルとして記憶されており、図示しないが、必要に応じて表示画面１４の切り換えによってディスプレイ９上で確認できるようになっている。
【００３５】
図５は、加工動作の順序を示している。オペレータが入力操作器８を操作して、レーザ加工機１を運転スタートの状態にすると、ＮＣ装置４は、ＮＣ加工プログラムを開始し、ステップＳ１で、制御装置１０からＮＣデータを取り込み、ステップＳ２で、ミクロジョイント条件としてのミクロジョイント設定の有無（有効無効）を判断する。
【００３６】
ステップＳ２での判断の結果、ミクロジョイント設定が無し（Ｎ）のときに、ＮＣ装置４は、ステップＳ４で、ＮＣ加工プログラムを実行し、設定されているピアス条件にもとづいてピアシングを行い、つぎに切断加工条件にもとづいて切断輪郭線１２にそってワーク４を距離Ａにわたって切断し、切断輪郭線１２の内部をワーク４から切り抜き、加工を終了する。
【００３７】
ステップＳ２での判断の結果、ミクロジョイント設定が有り（Ｙ）のときに、レーザ加工機１は、ＮＣ加工プログラムに、予め入力されているミクロジョイント条件を設定してから、ステップＳ４でＮＣ加工プログラムを実行し、ピアシングを行い、次に切断輪郭線１２の加工経路にそって辺Ｐ１・Ｐ２、辺Ｐ２・Ｐ３、辺Ｐ３・Ｐ４、辺Ｐ４・Ｐ１の順にワーク５を切断して行く。
【００３８】
そして、最終ブロックの辺Ｐ４・Ｐ１の切断中に、加工ヘッド２が点ｐ１の位置に到達した時点で、レーザ加工機１は、今までの切断加工条件に代えて、予め設定されているミクロジョイント条件にもとづいて、実行距離Ｂの区間で適正なミクロジョイント条件を調整した後、加工ヘッド２が点ｐ２の位置に到達した時点で、レーザビームオフ（レーザ発振器６の発振出力オフ）として、ビームオフ距離Ｃの区間に安定な大きさの切り残しによりミクロジョイント１３を正確に形成する。なお、レーザビームオフのときに、加工ヘッド２のシャッタは開、アシストガスオンのままでもよい。
【００３９】
このようにミクロジョイント１３は、ＮＣ加工プログラムやＮＣ加工データを変更することなく、換言すると切断輪郭線１２の加工経路を変更しないまま、加工状況に応じてレーザ加工機１側のミクロジョイント条件の設定により切断輪郭線１２の一部にミクロジョイント１３の形成を可能とする。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上の例は、直線経路の切断輪郭線であるが、既述のように、切断輪郭線は、各種の曲線や直線の組み合わせとして設定することもできる。また、ミクロジョイント１３の形成は、最終ブロックの終点のほかに、必要に応じて、中間ブロックの終点に設定することもできる。
【符号の説明】
【００４１】
１  レーザ加工機
２  加工ヘッド
３  駆動装置
４  ＮＣ装置
５  ワーク
６  レーザ発振器
７  レーザ制御装置
８  入力操作器
９  ディスプレイ
１０  制御装置
１１  自動プログラミング装置
１２  切断輪郭線
１３  ミクロジョイント
１４  表示画面
１５  表示欄
１６  表示欄
１７  表示欄
１８  入力欄
１９  タッチキー
２０  表示欄
Ａ  距離
Ｂ  実行距離
Ｃ  ビームオフ距離
Ｐ０  開始点
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、ｐ１、ｐ２  点
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４  ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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