激光加工系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有加工再开始准备功能的激光加工系统。
【背景技术】
[0002]在使用激光来对工件进行加工的激光加工系统中，存在以下情况:在控制装置正在执行激光加工程序时，由于用于激光振荡的电力供给、介质(特别是气体)供给的异常、向加工点的辅助气体供给的异常等，或者按照操作者有意的停止命令、用于确保安全的紧急停止信号等，而激光加工程序的执行被中断。在按照激光加工程序工作的激光加工机(包括激光振荡器和加工头)的运行状况是对工件实际进行切割、焊接等加工的状况(本申请中称为“激光加工过程中”)的期间，如果激光加工程序的执行被中断，则根据控制装置再开始执行激光加工程序时的激光加工机的再启动条件(激光振荡的有无、加工头的位置等)而存在对工件的被加工部位的加工质量产生影响的担忧。例如，如果使激光加工机在与激光加工过程中的程序中断时相同的位置再启动，则有时激光输出还未达到目标值时加工头就移动，从而产生加工不良。如果为了避免这种情况而使激光加工机在从激光加工过程中的程序中断时的位置沿加工路径稍微倒退的位置再启动，则有时对工件上的同一部位进行重复加工，从而加工质量劣化。
[0003]已知如下一种激光加工系统:在激光加工程序的执行中断后，能够在与中断时的位置不同的位置再开始执行激光加工程序。例如，日本特开平5-158520号公报(JPH05-158520A)公开了如下的激光加工装置:该激光加工装置具备在发生异常时探测出异常来停止加工的功能，能够在发生异常时从与发生异常的位置不同的位置自动地进行重启来继续进行加工，或者根据异常内容而从发生异常的位置自动地进行重启来继续进行加工。JPH05-158520A中记载了以下的意思:在加工程序上指定重启位置；以及作为其例将重启位置设为正在执行的模块的起点或终点。另外，JPH05-158520A中记载了以下事项:“在停止了加工的加工程序上的模块为定位移动过程中的情况下，并不是正在利用激光2进行加工，因此只要移动至该模块的终点(定位目标点)并从此处再开始加工就不会使加工中的产品成为不良品”、“在停止了加工的加工程序上的模块为穿孔(Piercing)之后的加工移动过程中的情况下，只要从该移动模块的起点再次重新加工就不会使加工中的产品成为不良品的情况多”。这样，JPH05-158520A所记载的技术基于加工程序的描述来判定程序中断时的激光加工装置的运行状况是否为激光加工过程中。
【发明内容】
[0004]在激光加工系统中，从降低程序中断和程序再开始对工件的被加工部位的加工质量产生的影响的观点出发，期望的是，能够正确地判定激光加工程序的执行被中断时的激光加工机的运行状况，根据中断时的运行状况来适当地设定再开始激光加工程序的执行时的激光加工机的再启动条件。
[0005]本发明的一个方式是激光加工系统，具备:激光加工机；控制装置，其按照被提供的激光加工程序来控制激光加工机；以及再开始准备装置，其进行用于控制装置在激光加工程序的执行中断后再开始执行的准备处理，其中，再开始准备装置具备:运行状况判定部，其判定激光加工程序的执行被中断时的激光加工机的运行状况是否为实际对工件进行加工的激光加工过程中；以及再启动条件确定部，其根据运行状况判定部的判定结果，在激光加工程序中的既定条件中确定再开始执行激光加工程序时的激光加工机的再启动条件，其中，在激光加工程序的执行中断时在正在从控制装置输出激光加工机对工件进行加工所需的规定的操作指令、或者激光加工机对工件进行加工所需的规定的外部信息正在输入到控制装置时，运行状况判定部判定为运行状况是激光加工过程中。
[0006]根据一个方式所涉及的激光加工系统，再开始准备装置的运行状况判定部能够正确地判定激光加工程序的执行被中断时的激光加工机的运行状况是否为激光加工过程中，因此再开始准备装置的再启动条件确定部能够根据程序执行中断时的激光加工机的运行状况来适当地设定再开始执行激光加工程序时的激光加工机的再启动条件。其结果，能够降低程序中断和程序再开始对工件W的被加工部位的加工质量产生的影响。
【附图说明】
[0007]本发明的目的、特征以及优点通过与附图相关联的以下实施方式的说明会变得更进一步明确。在该附图中，
[0008]图1是表示激光加工系统的基本结构的功能框图，
[0009]图2是以示意图的方式表示基于一个实施方式的激光加工系统的结构的图，
[0010]图3是以示意图的方式表示激光加工系统能够实施的激光加工的一例的图，
[0011]图4是表示基于其它实施方式的激光加工系统的控制结构的功能框图，
[0012]图5是以示意图的方式表示激光加工系统能够实施的激光加工的其它例的图，
[0013]图6是以示意图的方式表示激光加工系统能够实施的激光加工的另一例的图，以及
[0014]图7是以示意图的方式表示激光加工系统能够实施的激光加工的另一例的图。
【具体实施方式】
[0015]下面，参照附图来说明本发明的实施方式。
[0016]图1以功能框来表示基于本发明的一个方式的激光加工系统10的基本结构。激光加工系统10具备:激光加工机12 ;控制装置14，其按照被提供的激光加工程序P来控制激光加工机12 ;以及再开始准备装置16，其进行用于控制装置14在激光加工程序P的执行中断后再开始执行的准备处理。再开始准备装置16具备:运行状况判定部18，其判定激光加工程序P的执行被中断时的激光加工机12的运行状况R是否为实际对工件W进行加工的激光加工过程中；以及再启动条件确定部20，其根据运行状况判定部18的判定结果，在激光加工程序P中的既定条件中确定再开始执行激光加工程序P时的激光加工机12的再启动条件C。
[0017]参照图2中作为一个实施方式而示出的激光加工系统30的结构来进一步说明具有上述基本结构的激光加工系统10的功能。图2以示意图的方式表示具有上述基本结构的基于一个实施方式的激光加工系统30，对与图1的激光加工系统10的结构要素对应的结构要素标注共同的参照标记。
[0018]在图2的激光加工系统30中，激光加工机12具备激光振荡器32、加工头34以及使加工头34与工件W相对移动的驱动机构36。在激光加工机12具有对例如由金属或非金属的材料构成的工件W实施切割、焊接、热处理等激光加工的结构的情况下，激光振荡器32例如能够振荡出IkW?8kW这样的高输出的激光，从外部的电源38向激光振荡器32供给用于该振荡的电力。另外，在激光振荡器32是二氧化碳气体激光振荡器的情况下，从外部的气体供给源40向激光振荡器32断续地或连续地供给由二氧化碳(CO2)、氮(N2)、氦(He)等的混合气体构成的激光介质。能够对激光振荡器32附设以物理方式切断激光的射出的能够开闭的遮板(shutter) 42。
[0019]从激光振荡器32射出的激光通过包括光纤、反射镜等的导光单元44被引导至加工头34。加工头34具备使激光聚集的透镜等光学要素，从设置于头顶端的加工喷嘴46对工件W的表面的狭窄的区域照射激光来实施激光加工。在激光加工过程中，对工件W的加工点及其周边吹送以氧、氮、空气、氩等为成分的辅助气体。辅助气体从外部的气体供给源48供给到加工头34。
[0020]驱动机构36能够使加工头34与工件W向相互接近的方向和相互远离的方向择一性地移动。另外，驱动机构36能够使加工头34与工件W在沿着工件表面的方向上相对移动。例如，驱动机构36的三个控制轴(X轴、Y轴、Z轴)按照正交三轴坐标系中的指令值分别进行动作，由此能够使加工头34与工件W三维地相对移动。在该情况下，驱动机构36能够针对各控制轴具备伺服电动机和动力传递机构。各个控制轴能够设定于加工头34和工件W中的任一方或双方。例如，能够采用如下结构??沿Z轴驱动加工头34，使得加工头34相对于工件W在铅垂方向上移动，沿X轴和Y轴驱动固定有工件W的工件台(未图示)，使得工件台相对于加工头34在水平方向上移动。
[0021]控制装置14例如具有数值控制装置的结构。控制装置14能够分析激光加工程序P (图1)来对包括激光加工机12的控制对象输出操作指令，使驱动机构36移动加工头34、工件W，或者使激光振荡器32振荡、射出激光，或者使气体供给源48向加工头34供给辅助气体。另外，控制装置14能够进行以下的所谓间隙控制:实时地参照加工喷嘴46的顶端与工件W的加工点之间的最短距离(即间隙)G，以将激光加工过程中的间隙G维持为目标值的方式控制驱动机构36。再开始准备装置16能够构成为控制装置14的一个功能。或者也能够利用与控制装置14分开的CPU来构成再开始准备装置16。
[0022]在图1和图2所示的激光加工系统10、30中，存在以下情况:在控制装置14正在执行激光加工程序P时，由于用于激光振荡的电力供给、介质(特别是气体)供给的异常、向加工点的辅助气体供给的异常等，或者按照操作者有意的停止命令、用于确保安全的紧急停止信号等，而激光加工程序P的执行被中断。在图2的激光加工系统30中，利用停电检测器50来检测由停电、电压降低等电源故障引起的电力供给的异常，从停电检测器50对控制装置14发送异常检测信号。另外，利用气压传感器52来检测由气体供给源40、48的动作故障等引起的气体供给的异常，从气压传感器52对控制装置14发送异常检测信号。另夕卜，在例如在激光加工过程中为了对工件W的被加工部位进行目视确认等而操作者有意地使激光加工系统30停止时，操作者对停止开关54进行操作，由此从停止开关54对控制装置14发送停止信号。另外，在人、其它物体闯入预先设定的禁止进入区域时等的要确保安全时，安全开关56自动地工作，从安全开关56对控制装置14发送紧急停止信号。
[0023]控制装置14当接收到上述的异常检测信号、停止信号时，立即中断激光加工程序P的执行，使运行中途的激光加工机12停止。此外，激光加工系统10、30能够具备存储部58 (图2)，该存储部58存储激光加工程序P的执行被中断时的激光加工机12的运行状况R0存储部58中存储的运行状况R可以是激光加工程序P中的命令文、或者从控制装置14对控制对象输出的操作指令、或者从控制对象对控制装置14输入的反馈信息。
[0024]在图1和图2所示的激光加工系统10、30中，在电力供给、气体供给的异常被消除时以及在操作者的停止命令、紧急停止信号被解除时