具有高速定位功能的激光加工装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有高速定位功能的激光加工机。
【背景技术】
[0002]具有如下技术：在激光加工机的加工中，为了一边躲避障碍物一边从加工结束点高速移动到下一个加工点，在加工结束点使加工头自动地从工件后退，随着接近下一个加工点而使加工头接近工件。在该现有技术中，为了使加工头高速上升、下降，按照设定为参数的上升/下降速度、后退位置、下降开始位置、减速开始位置进行控制。
[0003]在通过基于来自间隙传感器的信号的控制使加工头从下降开始位置进行了下降时，下降速度变慢，因此以设定为参数的下降速度使加工头下降到减速开始位置。基于从间隙传感器输出的信号的控制在加工头到达减速开始位置之后有效。
[0004]图7表示日本特开2004-1067号公报中表示的加工头的移动方法。
[0005]如果加工头40到达加工形状的加工结束点Pe，则加工头40沿着加工头40的轨迹Lh进行移动。即，使加工头40以预定速度向上方（Z轴方向）移动预定量，如果加工头40达到预先设定的高度，则使X、Y轴向下一个加工形状的加工开始方向移动。如果加工头40到达下降开始位置Ρ1，则向着工件的下一个加工开始位置（下一个加工开始点Ps)开始下降。当使加工头接近下一个加工开始位置时，例如使加工头40接近下一个加工开始位置的附近，当达到减速开始位置时，使用用于测定与加工头40和工件44之间的距离（间隙量）对应的物理量的间隙传感器（未图示），一边避免加工头40和工件44的碰撞一边使加工头40移动到希望的加工位置。
[0006]上述技术不考虑平面加工以外的用途，将平面轴（XY轴）的定位作为对象。因此，会有以下的问题。
[0007](I)当使加工头接近工件时，下降到通过参数决定的位置，因此当工件的高度（Z轴方向）不同时（即，工件的高度在途中变化的情况），存在与工件发生碰撞的危险性。如图8所示，存在由于工件44的挠曲等，下一个加工开始位置比加工结束位置（加工结束点Pe)高的情况。这时，在现有技术中，由于通过参数设定而决定的加工头的减速开始位置，如果（定位的结束位置的）下一个加工开始位置高则在加工头40接近加工开始位置时与工件44碰撞。
[0008](II)另外，由于只考虑了平面轴（X轴、Y轴），因此到下一个程序块的加工点的定位指令无法适用于固定在旋转轴上的管状工件（从旋转中心〇到外周面的距离围绕旋转轴不同的形状的工件）的激光加工。当通过管加工变更加工面时，如图9所示，通过以下步骤进行指令。
[0009](1) —度取消间隙控制。
[0010](2)使加工头后退。
[0011](3)变更加工面
[〇〇12](4)再次启动间隙控制。
[0013]为了解决上述(I)的问题，在日本特开2008-110389号公报中记载的激光加工装置中，在使加工头接近工件时一边启动间隙控制一边接近工件，在检测出工件的时刻停止加工头，由此防止加工头和工件的碰撞。
[0014]不过，在上述的激光加工装置中，在检测出工件的时刻停止加工头，因此无法应对工件的高度时刻变化的情况(参照图9)。
【发明内容】
[0015]因此，本发明鉴于上述现有技术的问题点提供一种激光加工机，当被加工的工件的高度方向不同时，或者在加工安装在旋转轴上的工件时，能够防止加工头与工件发生碰撞。
[0016]本发明的激光加工机具备:间隙传感器，其检测加工头和工件之间的间隙量；间隙控制轴，其根据上述间隙传感器检测出的间隙量进行控制从而将加工中的间隙量维持在固定值；以及加工进给轴，其使上述加工头相对于上述工件相对地移动从而使上述加工头沿加工形状移动，上述激光加工机还具备工件检测单元和间隙控制单元。该工件检测单元在使上述加工头从加工结束点移动到下一个加工开始点时，在上述加工结束点，在使上述间隙控制轴在上述加工头离开上述工件的方向上移动了预定量后，在进行使该加工头接近上述工件的动作时，根据来自上述间隙传感器的信号检测上述工件的存在。此外，上述间隙控制单元在通过上述工件检测单元检测出上述工件时，通过间隙控制进行上述间隙控制轴的控制。
[0017]上述加工进给轴包含使上述工件固定并旋转的旋转轴。
[0018]根据本发明，能够提供一种激光加工机，在被加工的工件的高度方向不同时，或者在对安装在旋转轴上的工件进行加工时，能够防止加工头与工件发生碰撞。
【附图说明】
[0019]通过参照【附图说明】以下的实施例，本发明的上述以及其他的目的和特征变得明确。在这些附图中:
[0020]图1是说明本发明的激光加工装置的激光加工方法的第一方式的图。
[0021]图2是说明本发明的激光加工装置的激光加工方法的第二方式的图。
[0022]图3是本发明的激光加工机的第一实施方式的框图。
[0023]图4是本发明的激光加工机的第二实施方式的框图。
[0024]图5是说明执行图1所示的激光加工方法的数值控制装置和通过该数值控制装置进行控制的本发明的激光加工机的图。
[0025]图6是说明执行图2所示的激光加工方法的数值控制装置和通过该数值控制装置进行控制的本发明的激光加工机的图。
[0026]图7是说明现有技术文献中公开的激光加工方法的图。
[0027]图8是说明工件的高度在途中发生变化时的现有技术的激光加工方法的图。
[0028]图9是说明工件旋转时的现有技术的激光加工方法的图。
【具体实施方式】
[0029]首先，使用图1说明本发明的激光加工装置的激光加工方法的第一方式。
[0030]在对位于下一个加工开始点Ps比加工结束点Pe高的位置的工件44进行激光加工时，通过间隙控制进行加工动作，由此控制喷嘴的位置使其与工件44的距离保持一定，因此能够防止加工头40的喷嘴与工件发生碰撞。
[0031]在工件44的加工结束点Pe使加工头40在Z轴方向上升。当加工头40上升了预定距离时开始驱动平面轴(X轴、Y轴)，使加工头40向下一个加工开始点Ps移动。如果加工头40上升到预先设定的高度则停止Z轴方向的移动，转移到仅平面轴(X轴、Y轴)的移动。在指令平面轴的驱动的程序块，如果根据程序块的剩余移动量检测出加工头40到达下一个加工开始点Ps附近，则开始加工头40的下降。
[0032]接着，使用图2说明本发明的激光加工装置的激光加工方法的第二方式。
[0033]在通过管加工变更加工面的情况下，加工头40仅通过向旋转轴的定位指令自动进行后退、恢复动作。
[0034](1)使加工头40后退所设定的移动量。
[0035](2) 一边使加工头40后退到设定位置，一边开始旋转轴Ra的定位指令。
[0036](3)如果旋转轴Ra的定位指令接近终点，则开始加工头40的下降。并且，如果间隙传感器(未图示)检测出工件则切换为基于间隙控制进行的控制。通过切换为基于间隙控制进行的控制，避免加工头40与工件发生碰撞。
[0037](4)进行基于间隙控制进行的控制。
[0038]使用图3说明本发明的激光加工机的第一实施方式。
[0039]控制激光加工机10的数值控制装置10具备移动量计算部61、伺服控制部62、间隙控制部70。移动量计算部61进行对激光加工进行指令的程序60中记述的加工路径指令的解析，将通过解析得到的移动指令输出给伺服控制部62。伺服控制部62进行位置控制和速度控制的处理，将电流指令输出给伺服放大器63。伺服放大器63根据来自伺服控制部62的指令驱动伺服电动机64。加工头40按照伺服电动机64的驱动在Z轴方向上下移动。
[0040]在加工头40上安装用于测定加工头40和工件44之间的距离的间隙传感器42。从该间隙传感器42输出的信号通过A/D转换器66转换为数字信号，并输入到间隙控制部70的加工头的位置指令运算部78。
[0041]间隙控制部70具备:后退代码读入部71、程序块的剩余移动量计算部72、后退判定部73、存储为了使加工头后退而预先设定为参数的后退数据的后退数据存储部74、下降判定部75、下降模式判定部76、存储为了使加工头40进行加工而预先设定为参数的下降数据的下降数据存储部77以及加工头的位置指令运算部78。
[0042]后退代码读入部71通过移动量计算部61进行的加工路径的解析，在对为了向下一个加工开始点移动而使加工头后退的指令代码进行了解析时，读入该解析后的后退代码。如果在后退代码读入部71读入使加工头后退的后退代码，则在程序块的剩余移动量计算部72中开始计算程序块的剩余移动量。
[0043]这里，说明程序块的剩余移动量。按照指令到下一个加工点的移动的定位指令，开始加工头40的移动。并且，程序块的剩余移动量计算部72通过累积从移动量计算部61输出的移动指令，计算程序块的剩余移动量。该程序块的剩余移动量是从加工头40的当前位置直到定位指令所指令的加工开始点的距离所对应的量与电动机的延迟相加得到的量。
[0044]如果通过程序块的剩余移动量计算部72开始计算程序块的剩余移动量，则后退判定部73将为了使加工头40后退而预先设定为参数并存储在后退数据存储部74中的后退数据输出给加工头的位置指