具有高速定位功能的激光加工裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有高速定位功能的激光加工機。
【背景技術】
[0002]具有如下技術：在激光加工機的加工中，為了一邊躲避障礙物一邊從加工結束點高速移動到下一個加工點，在加工結束點使加工頭自動地從工件后退，隨著接近下一個加工點而使加工頭接近工件。在該現(xiàn)有技術中，為了使加工頭高速上升、下降，按照設定為參數(shù)的上升/下降速度、后退位置、下降開始位置、減速開始位置進行控制。
[0003]在通過基于來自間隙傳感器的信號的控制使加工頭從下降開始位置進行了下降時，下降速度變慢，因此以設定為參數(shù)的下降速度使加工頭下降到減速開始位置?；趶拈g隙傳感器輸出的信號的控制在加工頭到達減速開始位置之后有效。
[0004]圖7表示日本特開2004-1067號公報中表示的加工頭的移動方法。
[0005]如果加工頭40到達加工形狀的加工結束點Pe，則加工頭40沿著加工頭40的軌跡Lh進行移動。即，使加工頭40以預定速度向上方（Z軸方向）移動預定量，如果加工頭40達到預先設定的高度，則使X、Y軸向下一個加工形狀的加工開始方向移動。如果加工頭40到達下降開始位置Ρ1，則向著工件的下一個加工開始位置（下一個加工開始點Ps)開始下降。當使加工頭接近下一個加工開始位置時，例如使加工頭40接近下一個加工開始位置的附近，當達到減速開始位置時，使用用于測定與加工頭40和工件44之間的距離（間隙量）對應的物理量的間隙傳感器（未圖示），一邊避免加工頭40和工件44的碰撞一邊使加工頭40移動到希望的加工位置。
[0006]上述技術不考慮平面加工以外的用途，將平面軸（XY軸）的定位作為對象。因此，會有以下的問題。
[0007](I)當使加工頭接近工件時，下降到通過參數(shù)決定的位置，因此當工件的高度（Z軸方向）不同時（即，工件的高度在途中變化的情況），存在與工件發(fā)生碰撞的危險性。如圖8所示，存在由于工件44的撓曲等，下一個加工開始位置比加工結束位置（加工結束點Pe)高的情況。這時，在現(xiàn)有技術中，由于通過參數(shù)設定而決定的加工頭的減速開始位置，如果（定位的結束位置的）下一個加工開始位置高則在加工頭40接近加工開始位置時與工件44碰撞。
[0008](II)另外，由于只考慮了平面軸（X軸、Y軸），因此到下一個程序塊的加工點的定位指令無法適用于固定在旋轉軸上的管狀工件（從旋轉中心〇到外周面的距離圍繞旋轉軸不同的形狀的工件）的激光加工。當通過管加工變更加工面時，如圖9所示，通過以下步驟進行指令。
[0009](1) —度取消間隙控制。
[0010](2)使加工頭后退。
[0011](3)變更加工面
[〇〇12](4)再次啟動間隙控制。
[0013]為了解決上述(I)的問題，在日本特開2008-110389號公報中記載的激光加工裝置中，在使加工頭接近工件時一邊啟動間隙控制一邊接近工件，在檢測出工件的時刻停止加工頭，由此防止加工頭和工件的碰撞。
[0014]不過，在上述的激光加工裝置中，在檢測出工件的時刻停止加工頭，因此無法應對工件的高度時刻變化的情況(參照圖9)。

【發(fā)明內容】

[0015]因此，本發(fā)明鑒于上述現(xiàn)有技術的問題點提供一種激光加工機，當被加工的工件的高度方向不同時，或者在加工安裝在旋轉軸上的工件時，能夠防止加工頭與工件發(fā)生碰撞。
[0016]本發(fā)明的激光加工機具備:間隙傳感器，其檢測加工頭和工件之間的間隙量；間隙控制軸，其根據上述間隙傳感器檢測出的間隙量進行控制從而將加工中的間隙量維持在固定值；以及加工進給軸，其使上述加工頭相對于上述工件相對地移動從而使上述加工頭沿加工形狀移動，上述激光加工機還具備工件檢測單元和間隙控制單元。該工件檢測單元在使上述加工頭從加工結束點移動到下一個加工開始點時，在上述加工結束點，在使上述間隙控制軸在上述加工頭離開上述工件的方向上移動了預定量后，在進行使該加工頭接近上述工件的動作時，根據來自上述間隙傳感器的信號檢測上述工件的存在。此外，上述間隙控制單元在通過上述工件檢測單元檢測出上述工件時，通過間隙控制進行上述間隙控制軸的控制。
[0017]上述加工進給軸包含使上述工件固定并旋轉的旋轉軸。
[0018]根據本發(fā)明，能夠提供一種激光加工機，在被加工的工件的高度方向不同時，或者在對安裝在旋轉軸上的工件進行加工時，能夠防止加工頭與工件發(fā)生碰撞。
【附圖說明】
[0019]通過參照【附圖說明】以下的實施例，本發(fā)明的上述以及其他的目的和特征變得明確。在這些附圖中:
[0020]圖1是說明本發(fā)明的激光加工裝置的激光加工方法的第一方式的圖。
[0021]圖2是說明本發(fā)明的激光加工裝置的激光加工方法的第二方式的圖。
[0022]圖3是本發(fā)明的激光加工機的第一實施方式的框圖。
[0023]圖4是本發(fā)明的激光加工機的第二實施方式的框圖。
[0024]圖5是說明執(zhí)行圖1所示的激光加工方法的數(shù)值控制裝置和通過該數(shù)值控制裝置進行控制的本發(fā)明的激光加工機的圖。
[0025]圖6是說明執(zhí)行圖2所示的激光加工方法的數(shù)值控制裝置和通過該數(shù)值控制裝置進行控制的本發(fā)明的激光加工機的圖。
[0026]圖7是說明現(xiàn)有技術文獻中公開的激光加工方法的圖。
[0027]圖8是說明工件的高度在途中發(fā)生變化時的現(xiàn)有技術的激光加工方法的圖。
[0028]圖9是說明工件旋轉時的現(xiàn)有技術的激光加工方法的圖。
【具體實施方式】
[0029]首先，使用圖1說明本發(fā)明的激光加工裝置的激光加工方法的第一方式。
[0030]在對位于下一個加工開始點Ps比加工結束點Pe高的位置的工件44進行激光加工時，通過間隙控制進行加工動作，由此控制噴嘴的位置使其與工件44的距離保持一定，因此能夠防止加工頭40的噴嘴與工件發(fā)生碰撞。
[0031]在工件44的加工結束點Pe使加工頭40在Z軸方向上升。當加工頭40上升了預定距離時開始驅動平面軸(X軸、Y軸)，使加工頭40向下一個加工開始點Ps移動。如果加工頭40上升到預先設定的高度則停止Z軸方向的移動，轉移到僅平面軸(X軸、Y軸)的移動。在指令平面軸的驅動的程序塊，如果根據程序塊的剩余移動量檢測出加工頭40到達下一個加工開始點Ps附近，則開始加工頭40的下降。
[0032]接著，使用圖2說明本發(fā)明的激光加工裝置的激光加工方法的第二方式。
[0033]在通過管加工變更加工面的情況下，加工頭40僅通過向旋轉軸的定位指令自動進行后退、恢復動作。
[0034](1)使加工頭40后退所設定的移動量。
[0035](2) 一邊使加工頭40后退到設定位置，一邊開始旋轉軸Ra的定位指令。
[0036](3)如果旋轉軸Ra的定位指令接近終點，則開始加工頭40的下降。并且，如果間隙傳感器(未圖示)檢測出工件則切換為基于間隙控制進行的控制。通過切換為基于間隙控制進行的控制，避免加工頭40與工件發(fā)生碰撞。
[0037](4)進行基于間隙控制進行的控制。
[0038]使用圖3說明本發(fā)明的激光加工機的第一實施方式。
[0039]控制激光加工機10的數(shù)值控制裝置10具備移動量計算部61、伺服控制部62、間隙控制部70。移動量計算部61進行對激光加工進行指令的程序60中記述的加工路徑指令的解析，將通過解析得到的移動指令輸出給伺服控制部62。伺服控制部62進行位置控制和速度控制的處理，將電流指令輸出給伺服放大器63。伺服放大器63根據來自伺服控制部62的指令驅動伺服電動機64。加工頭40按照伺服電動機64的驅動在Z軸方向上下移動。
[0040]在加工頭40上安裝用于測定加工頭40和工件44之間的距離的間隙傳感器42。從該間隙傳感器42輸出的信號通過A/D轉換器66轉換為數(shù)字信號，并輸入到間隙控制部70的加工頭的位置指令運算部78。
[0041]間隙控制部70具備:后退代碼讀入部71、程序塊的剩余移動量計算部72、后退判定部73、存儲為了使加工頭后退而預先設定為參數(shù)的后退數(shù)據的后退數(shù)據存儲部74、下降判定部75、下降模式判定部76、存儲為了使加工頭40進行加工而預先設定為參數(shù)的下降數(shù)據的下降數(shù)據存儲部77以及加工頭的位置指令運算部78。
[0042]后退代碼讀入部71通過移動量計算部61進行的加工路徑的解析，在對為了向下一個加工開始點移動而使加工頭后退的指令代碼進行了解析時，讀入該解析后的后退代碼。如果在后退代碼讀入部71讀入使加工頭后退的后退代碼，則在程序塊的剩余移動量計算部72中開始計算程序塊的剩余移動量。
[0043]這里，說明程序塊的剩余移動量。按照指令到下一個加工點的移動的定位指令，開始加工頭40的移動。并且，程序塊的剩余移動量計算部72通過累積從移動量計算部61輸出的移動指令，計算程序塊的剩余移動量。該程序塊的剩余移動量是從加工頭40的當前位置直到定位指令所指令的加工開始點的距離所對應的量與電動機的延遲相加得到的量。
[0044]如果通過程序塊的剩余移動量計算部72開始計算程序塊的剩余移動量，則后退判定部73將為了使加工頭40后退而預先設定為參數(shù)并存儲在后退數(shù)據存儲部74中的后退數(shù)據輸出給加工頭的位置指