(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工プログラムで決定されるプログラム径路に沿った加工を行うべく加工ヘッドを加工径路に沿ってワークに対して相対的に移動させるレーザ加工方法において、前記プログラム径路における移動方向変換点での変化角度を求め、求められた角度が所定の角度よりも鋭角である場合には前記移動方向変換点に対応する加工径路上の点をすぎてからエッジ加工処理を行い、当該エッジ加工処理を行うに際し、前記エッジ加工処理の終点が、方向変換前のプログラム径路における前記移動方向変換点からの距離と方向変換後のプログラム径路における前記移動方向変換点からの距離とが等しくなるような２点を採り、前記２点間の間隔が予め設定されている一定値となるように２点の位置を決定し、決定された前記２点のうち方向変換後のプログラム径路にある点に決定されること、を特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
加工プログラムで決定されるプログラム径路に沿った加工を行うべく加工ヘッドを加工径路に沿ってワークに対して相対的に移動させると共にレーザ発振器を制御するレーザ制御装置であって、前記プログラム径路における方向変換前後に方向変換点から等距離にあって互いの距離が予め設定されている一定値となる２点を設定する点設定部と、この点設定部により設定された点のうち方向変換後のプログラム径路上の点と加工位置とを比較して加工位置が方向変換点側にあるか否かを判断するエッジ加工処理区間判断部と、前記加工ヘッドおよびレーザ発振器にエッジ加工処理を指令する指令部と、を備えてなることを特徴とするレーザ制御装置。
【請求項３】
加工プログラムで決定されるプログラム径路に沿った加工を行うべく加工ヘッドを加工径路に沿ってワークに対して相対的に移動させると共にレーザ発振器を制御するレーザ制御装置であって、前記加工プログラムを記憶しておく加工プログラムメモリと、前記加工プログラムからプログラム径路における移動方向変換角度を算出する変換角度算出部と、この変換角度算出部により算出された変換角度と予め与えられた所定の角度とを比較してエッジ加工処理が必要か否かを判断する角度比較判断部と、前記プログラム径路における方向変換前後に方向変換点から等距離にあって互いの距離が予め設定されている一定値となる２点を設定する点設定部と、この点設定部により設定された点のうち方向変換後のプログラム径路上の点と加工位置とを比較して加工位置が方向変換点側にあるか否かを判断するエッジ加工処理区間判断部と、前記加工ヘッドおよびレーザ発振器にエッジ加工処理を指令する指令部と、を備えてなることを特徴とするレーザ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はレーザ加工方法およびこの加工方法を実施するレーザ制御装置に係り、さらに詳しくは、レーザ加工において加工方向を変換した後に行われるエッジ加工処理の最適化を図るレーザ加工方法およびこの加工方法を実施するレーザ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、レーザ切断におけるコーナー部分の取扱いは、図３に示されているように、ワークＷに穴明け加工するようなプログラム径路ＰＫの内側に加工径路ＫＫがあるような内径路加工の場合においては、コーナー部分でレーザ出力および送り速度を下げてコーナー出口におけるバーニングを防止するエッジ加工が行われる。この場合のコーナー部分の判別は、加工径路ＫＫの方向変化角度θ’により行われている。従って、コーナーの角度θ’（例えば、θ’＜９０°）を検出した後にエッジ加工（エッジ加工処理区間１０１）を行うようにされている。
【０００３】
また、図４に示されているように、ワークＷの外形を切断するようなプログラム径路ＰＫの外側に加工径路ＫＫがある外径路加工の場合においても、コーナー部分を通り過ぎてからエッジ加工１０３が行われる。図５を併せて参照するに、この外径路加工におけるコーナー部分では、プログラム径路ＰＫの隅点Ｐに対応する加工径路ＫＫの点ａおよび点ｂから等距離Ｌ1 にある点Ａおよび点Ｂから演算して距離Ｌ2 を求め、加工時間を短縮させる径路を求めている。この時の角度θ’から変化角度の判定を行っている。
【０００４】
一方、図６に示されているようなレーザ加工では、例えば９０°を判断基準としているので、各コーナー部分を通過した後にエッジ加工１０５が行われている。この時、図６中鋭角に尖っている先端部分Ｄにおいても、先端を通り過ぎてからエッジ加工が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の図４に示されるような外径路加工の場合におけるコーナー部分の実際の径路は図５に示されているようになっているので、コーナー部分の角度はプログラム径路ＰＫにおいてはθであるが、加工径路ＫＫにおいてはθ’となっており９０°以上となっている。このため、エッジ加工の判断を９０°以下と設定した場合には、コーナー部分においてエッジ加工が行われず、コーナー部分を通過した後にセルフバーニングを起こすという問題がある。
【０００６】
また、前述の図６に示されているような形状においては、各エッジ加工１０５におけるエッジ加工処理区間長さが同一となっているので、鋭角であるため長いエッジ加工処理区間が必要とされる先端部分Ｄと同じ長さのエッジ加工処理区間を９０°のコーナー部分においても適用している。このため、エッジ加工処理区間がいたずらに長くなってタイムロスが大きくなリ、加工効率が低下するという問題がある。
【０００７】
この発明の目的は、以上のような従来の技術に着目してなされたものであり、エッジ加工を確実に行うと共に最適なエッジ加工処理区間を求めることにより効率の良い切断加工を行うことのできるレーザ加工方法およびこの加工方法を実施するレーザ制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１による発明のレーザ加工方法は、加工プログラムで決定されるプログラム径路に沿った加工を行うべく加工ヘッドを加工径路に沿ってワークに対して相対的に移動させるレーザ加工方法において、前記プログラム径路における移動方向変換点での変化角度を求め、求められた角度が所定の角度よりも鋭角である場合には前記移動方向変換点に対応する加工径路上の点をすぎてからエッジ加工処理を行い、当該エッジ加工処理を行うに際し、前記エッジ加工処理の終点が、方向変換前のプログラム径路における前記移動方向変換点からの距離と方向変換後のプログラム径路における前記移動方向変換点からの距離とが等しくなるような２点を採り、前記２点間の間隔が予め設定されている一定値となるように２点の位置を決定し、決定された前記２点のうち方向変換後のプログラム径路にある点に決定されること、を特徴とするものである。
【０００９】
従って、レーザ加工の方向を変換した後に発生するセルフバーニングを防止するためのエッジ加工処理を行うか否かの判断を、プログラム径路における移動方向変換点での変化角度の大きさにより行い、所定の角度よりも鋭角である場合には移動方向変換点をすぎてからエッジ加工処理を行い、その際、方向変換の前後のプログラム径路上の２点であって、方向変換点からの距離が等しく、且つ前記２点の間隔が予め設定されている一定値となるように決定した２点のうち、方向変換後のプログラム径路上の点を、エッジ加工処理の終点とする。
【００１４】
請求項２による発明のレーザ制御装置は、加工プログラムで決定されるプログラム径路に沿った加工を行うべく加工ヘッドを加工径路に沿ってワークに対して相対的に移動させると共にレーザ発振器を制御するレーザ制御装置であって、前記プログラム径路における方向変換前後に方向変換点から等距離にあって互いの距離が予め設定されている一定値となる２点を設定する点設定部と、この点設定部により設定された点のうち方向変換後のプログラム径路上の点と加工位置とを比較して加工位置が方向変換点側にあるか否かを判断するエッジ加工処理区間判断部と、前記加工ヘッドおよびレーザ発振器にエッジ加工処理を指令する指令部と、を備えてなることを特徴とするものである。
【００１５】
従って、点設定部は方向変換前後のプログラム径路において方向変換点から等距離にあると共に、２点間の距離が予め設定されている一定値となる位置に２点を設定し、エッジ加工処理区間判断部が方向変換後のプログラム径路における前記点と加工位置とを比較して、加工位置が前記点に達するまでエッジ加工処理を行うように指令部に指令する。指令部は、エッジ加工処理区間判断部からの指令に基づいて、加工ヘッドおよびレーザ発振器を制御する。
【００１６】
請求項３による発明のレーザ制御装置は、加工プログラムで決定されるプログラム径路に沿った加工を行うべく加工ヘッドを加工径路に沿ってワークに対して相対的に移動させると共にレーザ発振器を制御するレーザ制御装置であって、前記加工プログラムを記憶しておく加工プログラムメモリと、前記加工プログラムからプログラム径路における移動方向変換角度を算出する変換角度算出部と、この変換角度算出部により算出された変換角度と予め与えられた所定の角度とを比較してエッジ加工処理が必要か否かを判断する角度比較判断部と、前記プログラム径路における方向変換前後に方向変換点から等距離にあって互いの距離が予め設定されている一定値となる２点を設定する点設定部と、この点設定部により設定された点のうち方向変換後のプログラム径路上の点と加工位置とを比較して加工位置が方向変換点側にあるか否かを判断するエッジ加工処理区間判断部と、前記加工ヘッドおよびレーザ発振器にエッジ加工処理を指令する指令部と、を備えてなることを特徴とするものである。
【００１７】
従って、変換角度算出部が加工プログラムメモリに記憶されている加工プログラムで決定されるプログラム径路から移動方向変換点での変化角度を求め、角度比較判断部は求められた角度が所定の角度よりも鋭角である場合には前記移動方向変換点をすぎてからエッジ加工処理を行うべく指令部に指令する。点設定部は方向変換前後のプログラム径路において方向変換点から等距離にあると共に、２点間の距離が予め設定されている一定値となる位置に２点を設定する。エッジ加工処理区間判断部が方向変換後のプログラム径路における前記点と加工位置とを比較して、加工位置が前記点に達するまでエッジ加工処理を行うように指令部に指令する。指令部は、角度比較判断部およびエッジ加工処理区間判断部からの指令に基づいて、加工ヘッドおよびレーザ発振器を制御する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図２（Ａ）、（Ｂ）には、この発明に係るレーザ加工方法の考え方が示されている。すなわち、このレーザ加工方法によれば、エッジ加工が必要か否かの判断基準となるコーナー部分の角度判定をＧコードデータであるプログラム径路ＰＫの変化角度θＶにより行う。
【００２０】
これにより、従来プログラム径路ＰＫの外側に加工径路ＫＫ（図４および図５参照）がある外径路加工の場合において、変化角度θＶの判別基準として用いた加工径路ＫＫのコーナー角度とプログラム径路ＰＫの変化角度θＶとの不一致を無くすことができる。
【００２１】
また、エッジ加工処理において、エッジ加工処理区間ＡＣが長くなればなるほどワークへの入熱量が少なくなるため、セルフバーニングが発生しにくくなるものの、この分加工時間が長くなるため時間のロスが生じる。このことと、変化角度θＶが小さい場合ほどエッジ加工処理区間ＡＣが長く必要となることを考慮して、変化角度θＶに応じてエッジ加工処理区間ＡＣの長さを決定するようにする。すなわち、エッジ加工処理区間ＡＣを、変化角度θＶ1 、θＶ2 にかかわらず２点間の間隔ＢＣが一定の値となる点まで採ることとする。
【００２２】
図１には、上述したこの発明に係るレーザ加工方法を実行するためのレーザ制御装置１が示されている。図２を併せて参照するに、このレーザ制御装置１では、中央処理装置であるＣＰＵ３に、加工データ等の種々のデータを入力するためのキーボードのごとき入力手段５や、メッセージをオペレータに示すＣＲＴのごとき出力手段７が接続されている。
【００２３】
ＣＰＵ３には、加工ヘッドＬＨを加工径路に沿ってワークに対して相対的に移動させると共にレーザ発振器ＬＳを制御する加工プログラムが記憶されている加工プログラムメモリ９が接続されている。
【００２４】
また、ＣＰＵ３には変換角度算出部１１が接続されており、加工プログラムメモリ９に記憶されている加工プログラムからプログラム径路ＰＫ（図２参照）における移動方向変換角度θＶ（図２参照）を算出する。前記変換角度算出部１１には角度比較判断部１３が接続されており、変換角度算出部１１により算出された変換角度θＶと予め与えられた所定の角度とを比較してエッジ加工処理が必要か否かを判断する。
【００２５】
さらに、ＣＰＵ３には２点設定部１５が接続されており、前記プログラム径路ＰＫにおける方向変換前後に方向変換点Ａから等距離にあって互いの間隔ＢＣが予め設定されている所定値となる２点Ｂ、Ｃを設定する。前記２点設定部１５にはエッジ加工処理区間判断部１７が接続されており、２点設定部１５により設定された２点Ｂ、Ｃのうち方向変換後のプログラム径路ＰＫ上の点Ｃと加工プログラム上における加工位置とを比較して方向変換点Ａ側にあるか否かを判断する。
【００２６】
前記角度比較判断部１３およびエッジ加工処理区間判断部１７には指令部１９が接続されており、角度比較判断部１３によりエッジ加工処理が必要と判断され、エッジ加工処理区間判断部１７により加工点に対応するプログラム径路上の点が未だ点Ａ〜点Ｃ間にあると判断された場合には、レーザ加工ヘッドＬＨおよびレーザ発振器ＬＳに指令してエッジ加工処理を行う。
【００２７】
以上の結果から、エッジ加工が必要か否かの判断をプログラム径路ＰＫにおいて行うため、正確な判断を行うことができる。また、プログラム径路ＰＫにおける変化角度θＶにかかわらず二辺間の距離が一定となる点までエッジ処理加工区間を採るので、変化角度θＶが小さいほどエッジ処理加工区間が長くなり、変化角度θＶに応じた長さを容易に採ることができる。この時の、変化角度θＶとエッジ処理加工区間長との関係は、材質や板厚等に対して経験的に決定することができる。
【００２８】
なお、この発明は前述の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行なうことにより、その他の態様で実施し得るものである。すなわち、エッジ加工処理が必要な変化角度θＶとして９０°の場合について説明したが、ワークＷの材質や板厚に応じて基準角度を変更することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によるレーザ加工方法では、レーザ加工の方向を変換した後に発生するセルフバーニングを防止するためのエッジ加工処理を行うか否かの判断を、プログラム径路における移動方向変換点における変化角度の大きさにより行い、所定の角度よりも鋭角である場合には移動方向変換点をすぎてからエッジ加工処理を行い、当該エッジ加工処理を行うに際し、方向変換の前後のプログラム径路上の２点であって、方向変換点からの距離が等しく、且つ前記２点の間隔が予め設定されている一定値となるように決定した２点のうち、方向変換後のプログラム径路上の点を、エッジ加工処理の終点とするので、実際の加工における角度からエッジ加工処理の必要性を判断して確実にエッジ加工処理を行うことができる。また、鋭角に方向変換する場合にはエッジ加工処理区間ＡＣが長く設定され、鈍角に方向変換する場合にはエッジ加工処理区間ＡＣが短く設定される。これにより、方向変換角度に応じてエッジ加工処理区間ＡＣの長さを自動で適切な長さに設定することができる。
【００３２】
請求項２の発明によるレーザ制御装置では、方向変換の前後のプログラム径路上において方向変換点からの距離が等しくなるように２点を設定し、且つこの２点の間隔が予め設定されている一定値となるように決定した２点のうち、方向変換後のプログラム径路上の点をエッジ加工処理の終点とするので、鋭角に方向変換する場合にはエッジ加工処理区間ＡＣが長く設定され、鈍角に方向変換する場合にはエッジ加工処理区間ＡＣが短く設定される。これにより、方向変換角度に応じてエッジ加工処理区間ＡＣの長さを自動で適切な長さに設定することができる。
【００３３】
請求項３の発明によるレーザ制御装置では、レーザ加工の方向を変換した後に発生するセルフバーニングを防止するためのエッジ加工処理を行うか否かの判断を、プログラム径路に基づいて求めた移動方向変換点における変化角度の大きさに基づいて行い、所定の角度よりも鋭角である場合には移動方向変換点をすぎてからエッジ加工処理を行うので、実際の加工における角度からエッジ加工処理の必要性を判断して確実にエッジ加工処理を行うことができる。また、方向変換の前後のプログラム径路上において方向変換点からの距離が等しくなるように２点を設定し、且つこの２点の間隔が予め設定されている一定値となるように決定した２点のうち、方向変換後のプログラム径路上の点をエッジ加工処理の終点とするので、鋭角に方向変換する場合にはエッジ加工処理区間ＡＣが長く設定され、鈍角に方向変換する場合にはエッジ加工処理区間ＡＣが短く設定される。これにより、方向変換角度に応じてエッジ加工処理区間ＡＣの長さを自動で適切な長さに設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るレーザ加工方法を実行するためのレーザ制御装置を示すブロック構成図である。
【図２】（Ａ）および（Ｂ）は、この発明に係るレーザ加工方法の考え方を示す説明図である。
【図３】プログラム径路の内側に加工径路がある場合のエッジ加工処理を示す平面図である。
【図４】プログラム径路の外側に加工径路がある場合のエッジ加工処理を示す平面図である。
【図５】図４中Ｖ部分を示す拡大図である。
【図６】従来における一般的なエッジ加工処理を示す説明図である。
【符号の説明】
１  レーザ制御装置
９  加工プログラムメモリ
１１  変換角度算出部
１３  角度比較判断部
１５  点設定部
１７  エッジ加工処理区間判断部
１９  指令部
ＰＫ  プログラム径路
ＬＨ  加工ヘッド
ＬＳ  レーザ発振器
Ａ  移動方向変換点
θＶ  変化角度
Ａ  ２点
Ｂ  ２点
【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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【図６】
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