JP2018130738A - レーザ加工装置、レーザ発振器の診断方法、及びレーザ発振器の診断用プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】レーザ発振器40と、レーザ光を照射してワークを加工する加工ノズル70と、レーザ発振器と加工ノズルを移動させる駆動部とを制御する制御装置20、21、22と、を備え、制御装置は、レーザ出力制御部204と、レーザ発振器が所定の稼働条件を満たす場合に加工プログラムに基づいて、レーザ発振器の診断を実施するか否かを判断する診断実施判断部202と、レーザ発振器に対して、レーザ発振器の診断用のレーザ出力指令を行う診断機能実施部203と、を備え、診断実施判断部は、レーザ発振器の診断を実施すると判断した場合に、診断用のレーザ出力指令をレーザ発振器に出力する。
【選択図】図1
Description
また、特許文献2は、レーザ発振器診断のコマンドが実行された時に、レーザ発振器の診断を開始するレーザ加工機を開示している。
レーザ光を生成するレーザ発振器(例えば、後述のレーザ発振器40)と、
前記レーザ発振器から供給されるレーザ光を照射してワークを加工する加工ノズル(例えば、後述の加工ノズル70)と、
前記レーザ発振器、及び、加工プログラムによって指令される加工経路に沿って前記加工ノズルを移動させる駆動部(例えば、後述のサーボアンプ30、Y軸方向駆動用サーボモータ61、X軸方向駆動用サーボモータ62、及びZ軸方向駆動用サーボモータ63)を制御する制御装置(例えば、後述の制御装置20、21、22)と、
を備え、
前記制御装置は、
前記レーザ発振器に対してレーザ出力指令を行うレーザ出力制御部(例えば、後述のレーザ出力制御部204)と、
前記レーザ発振器が所定の稼働条件を満たす場合に、前記加工プログラムに基づいて、前記レーザ発振器の診断を実施するか否かを判断する診断実施判断部(例えば、後述の診断実施判断部202)と、
前記レーザ発振器に対して、前記レーザ発振器の診断用のレーザ出力指令を行う診断機能実施部(例えば、後述の診断機能実施部203)と、
を備え、
前記診断実施判断部は、前記レーザ発振器の診断を実施すると判断した場合に、前記診断用のレーザ出力指令を前記レーザ発振器に出力するレーザ加工装置。
前記レーザ発振器から供給されるレーザ光を照射してワークを加工する加工ノズル(例えば、後述の加工ノズル70)と、
加工プログラムによって指令される加工経路に沿って前記加工ノズルを移動させる駆動部(例えば、後述のサーボアンプ30、Y軸方向駆動用サーボモータ61、X軸方向駆動用サーボモータ62、及びZ軸方向駆動用サーボモータ63)と、を備えるレーザ加工装置(例えば、後述のレーザ加工装置10、11、12)のレーザ発振器の診断方法であって、
前記レーザ発振器が所定の稼働条件を満たす場合に、前記加工プログラムに基づいて、前記レーザ発振器の診断を実施するか否かを判断し、
前記レーザ発振器の診断を実施すると判断した場合に、前記レーザ発振器に対して、前記レーザ発振器の診断用レーザ出力指令を行う、
レーザ発振器の診断方法。
レーザ光を生成するレーザ発振器(例えば、後述のレーザ発振器40)と、
前記レーザ発振器から供給されるレーザ光を照射してワークを加工する加工ノズル(例えば、後述の加工ノズル70)と、
前記レーザ発振器、及び、加工プログラムによって指令される加工経路に沿って前記加工ノズルを移動させる駆動部(例えば、後述のサーボアンプ30、Y軸方向駆動用サーボモータ61、X軸方向駆動用サーボモータ62、及びZ軸方向駆動用サーボモータ63)を制御する制御装置(例えば、後述の制御装置20、21、22)と、を備えるレーザ加工装置の前記制御装置としてのコンピュータを、
前記レーザ発振器に対してレーザ出力指令を行うレーザ出力制御部(例えば、後述のレーザ出力制御部204)、
前記レーザ発振器が所定の稼働条件を満たす場合に、前記加工プログラムに基づいて、前記レーザ発振器の診断を実施するか否かを判断する診断実施判断部(例えば、後述の診断実施判断部202)、及び
前記レーザ発振器に対して、前記レーザ発振器の診断用のレーザ出力指令を行う診断機能実施部(例えば、後述の診断機能実施部203)、
として機能させ、
前記診断実施判断部が前記レーザ発振器の診断を実施すると判断した場合に、前記診断機能実施部が前記診断用のレーザ出力指令を前記レーザ発振器に出力するように機能させる、レーザ発振器の診断用プログラム。
(第1の実施形態)
図1は本発明のレーザ加工装置の第1の実施形態の構成を示す構成図である。図2は第1の実施形態のレーザ加工装置の制御装置の構成を示すブロック図である。
図1に示すように、レーザ加工装置10は、制御装置20、サーボアンプ30、レーザ発振器40、導光ファイバ50、Y軸方向駆動用サーボモータ61、X軸方向駆動用サーボモータ62、Z軸方向駆動用サーボモータ63、加工ノズル70、及びワーク加工用テーブル80を備えている。サーボアンプ30、Y軸方向駆動用サーボモータ61、X軸方向駆動用サーボモータ62、及びZ軸方向駆動用サーボモータ63は、加工ノズル70を移動させる駆動部を構成する。
サーボアンプ30は、制御装置20から移動指令を受け、Y軸方向駆動用サーボモータ61、X軸方向駆動用サーボモータ62、及びZ軸方向駆動用サーボモータ63を駆動する。Y軸方向駆動用サーボモータ61、X軸方向駆動用サーボモータ62、及びZ軸方向駆動用サーボモータ63は、加工ノズル70をそれぞれ、水平方向(X軸方向)、水平方向(Y軸方向)、及び垂直方向(Z軸方向)に移動させる。加工ノズル70が加工経路に沿って移動するのであれば、加工ノズル70を移動させてもよく、ワーク加工用テーブル80を移動させてもよい。例えば、Y軸方向駆動用サーボモータ61、X軸方向駆動用サーボモータ62、及びZ軸方向駆動用サーボモータ63は、ワーク加工用テーブル80を移動させてもよい。
レーザ発振器40には、レーザ出力を検出するパワーセンサが設けられる。このパワーセンサは、レーザ発振器40からのレーザ出力を検出して、レーザ出力値を制御装置20にフィードバックする。なお、レーザ加工機に搭載されるレーザ発振器のレーザ出力を検出する方法は、例えば特開2004−25204号公報に記載されている。
なお、レーザ発振器40への、レーザ出力制御部204からのレーザ出力指令と診断機能実施部203からの診断用のレーザ出力指令との切替えは、診断実施判断部202からスイッチ206に切替信号を送る場合に限られない。例えば、診断実施判断部202から信号を受けた診断機能実施部203がスイッチ206に切替信号を送ってもよい。
状態監視部207は、レーザ発振器40のパワーセンサからレーザ出力値を受信して、レーザ発振器の状態(例えばレーザ出力の低下)を監視する。状態監視部207は、レーザ出力値の他に、レーザ発振器40から励起用電源のシマー電圧、シマー電流、駆動電流、駆動電圧、散乱光強度、反射光強度等を受けて状態監視を行ってもよい。レーザ出力値、シマー電圧、シマー電流、駆動電流、駆動電圧、散乱光強度、反射光強度等はレーザ発振器の状態を示すデータとなる。散乱光や反射光の強度は、レーザ発振器の光学系内に複数個所に配置された光センサで検出することができる。
報知動作判断部209は、記憶部208に記憶されたレーザ出力値等のレーザ発振器の状態を示すデータを読み出して、データが所定の閾値の範囲を逸脱しているかを判断し、逸脱している場合には報知部210を動作させる。報知部210は音、光、振動、表示等で報知する装置を用いることができ、警告音を出すスピーカ、点灯又は点滅するLED、振動するバイブレータ、液晶表示素子等を報知部210として用いることができる。
まず、ステップS101において、診断実施判断部202は、所定の稼働条件を満たすか否かを判断する。例えば、前記稼働条件は、例えば、レーザ発振器の所定通電時間を過ぎたか否かである。
(1) オペレータによる診断機能の実施では、その実施間隔が不定期になりがちになるが、制御装置が自動的に実施することによりほぼ定期的は特性取得が可能になる。
(2)一般的に、加工プログラムを実行する時のレーザ加工機はレーザ光を出力するにあたっての散乱光防止、装置周辺の進入防護装置等の安全装置が有効に機能している状態なので、作業や設備を追加することなく、安全かつ自動的に診断機能を実施して出力特性を取得、記録することができる。
(3)定期的かつ自動的に診断機能を実施することが可能となり、レーザ発振器が故障した場合でもそれ以前に稼働状況を把握することが可能になり、原因究明や故障以前に状況把握を可能にする。
図4は本発明のレーザ加工装置の第2の実施形態の構成を示す構成図である。図5は第2の実施形態のレーザ加工装置の制御装置の構成を示すブロック図である。図6は第2の実施形態のレーザ加工装置の制御装置の動作を示すフローチャートである。図4、図5及び図6において、図1、図2及び図3に示した各構成部と同一の構成部については同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態のレーザ加工装置11は、図2に示す制御装置20に比べて、図5に示ように、制御装置21が、診断実施判断部202によって制御されるスイッチ212を備えている点が第1の実施形態のレーザ加工装置10と異なる。また、本実施形態のレーザ加工装置11の動作においては、図6に示すように、図3のステップS103に代えて、ステップS105とステップS106が挿入されている。ステップS105において、診断実施判断部202がスイッチ212、206を切り替える。そしてステップS106において、診断機能実施部203がサーボ制御処理部205に対して軸退避指令を行った後に、レーザ発振器に対して診断用のレーザ出力指令を行う。
具体的には、ステップS105において、診断実施判断部202は、前記稼働条件を満たす場合に、レーザ発振器40の診断を実施すると判断したときに、スイッチ212を切り替え、サーボ制御処理部205の接続を加工プログラム実行部201から診断機能実施部203に切り替える。また、診断実施判断部202は、スイッチ206を切り替え、レーザ出力制御部204の接続を加工プログラム実行部201から診断機能実施部203に切り替える。
なお、スイッチ206、212の切り替えは、診断実施判断部202がスイッチ206、212に切替信号を送る場合に限られない。例えば、診断実施判断部202から信号を受けた診断機能実施部203がスイッチ206、212に切替信号を送ってもよい。
図7は本発明のレーザ加工装置の第3の実施形態の構成を示す構成図である。図8は第3の実施形態のレーザ加工装置の制御装置の構成を示すブロック図である。図7及び図8において、図1及び図2に示した各構成部と同一の構成部については同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態のレーザ加工装置12においては、診断実施判断部202が加工プログラム中に所定の指令を検出した場合(この場合、レーザ発振器40の診断を実施すると判断される)に、所定の稼働条件を満たすときは、診断実施判断部202は、スイッチ206に切替信号を送り、レーザ出力制御部204の接続を加工プログラム実行部201から診断機能実施部203に切り替える。診断機能実施部203は、診断実施判断部202から実施指示信号を受信し、レーザ発振器40に対して、レーザ発振器の診断用の診断用レーザ出力指令を行う。なお、スイッチ206の切り替えは、診断実施判断部202がスイッチ206に切替信号を送る場合に限られない。例えば、診断実施判断部202から信号を受けた診断機能実施部203がスイッチ206に切替信号を送ってもよい。
このようにすることで、レーザ発振器の診断機能を実施する場合においても予め1日のうちで実行時間帯を設定することで繁忙時間帯を回避して実行できるようになり、レーザ加工装置の稼働率が向上する。
レーザ加工装置の電源をオフしてシステムが停止する前に診断機能を自動的に実施することで、システム停止ごとに確実に特性を取得して、状態に推移を把握することが可能となる。
20 制御装置
30 サーボアンプ
40 レーザ発振器
50 導光ファイバ
61 Y軸方向駆動用サーボモータ
62 X軸方向駆動用サーボモータ
63 Z軸方向駆動用サーボモータ
70 加工ノズル
80 ワーク加工用テーブル
81 退避領域
201 加工プログラム実行部
202 診断実施判断部
203 診断機能実施部
204 レーザ出力制御部
205 サーボ制御処理部
212、206 スイッチ
207 状態監視部
208 記憶部
209 報知動作判断部
210 報知部(第2報知部)
211 報知部(第1報知部)
Claims (10)
- レーザ光を生成するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器から供給されるレーザ光を照射してワークを加工する加工ノズルと、
前記レーザ発振器、及び、加工プログラムによって指令される加工経路に沿って前記加工ノズルを移動させる駆動部を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記レーザ発振器に対してレーザ出力指令を行うレーザ出力制御部と、
前記レーザ発振器が所定の稼働条件を満たす場合に、前記加工プログラムに基づいて、前記レーザ発振器の診断を実施するか否かを判断する診断実施判断部と、
前記レーザ発振器に対して、前記レーザ発振器の診断用のレーザ出力指令を行う診断機能実施部と、を備え、
前記診断実施判断部は、前記レーザ発振器の診断を実施すると判断した場合に、前記診断用のレーザ出力指令を前記レーザ発振器に出力するレーザ加工装置。 - 前記診断実施判断部が前記レーザ発振器の診断を実施すると判断した場合に、前記制御装置は、前記加工ノズルを所定の退避領域に退避させるように前記駆動部を制御する、請求項1に記載のレーザ加工装置。
- 前記診断実施判断部が、前記加工プログラムの処理中に所定の診断実施指令を検出した場合に、前記診断用のレーザ出力指令を前記レーザ発振器に出力する、請求項1又は請求項2に記載のレーザ加工装置。
- 前記稼働条件は、前記レーザ発振器の所定の通電時間である、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。
- 前記稼働条件は、前記加工プログラムの所定の実行回数である、請求項1から4のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。
- 前記稼働条件を満たす時が迫っている場合に、診断の実施をオペレータに報知する第1報知部を更に備える、請求項1から5のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。
- 前記診断機能実施部は、前記診断用のレーザ出力指令を行う場合に、レーザ出力が異なる複数のレーザ出力指令を段階的に出力する、 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。
- 前記レーザ発振器の状態を監視する状態監視部と、
前記状態監視部から出力される前記レーザ発振器の状態を示すデータを記憶する記憶部と、
第2報知部と、
前記データが所定の閾値の範囲を逸脱しているか否かを判断し、逸脱していると判断した場合に前記第2報知部を動作させる報知動作判断部と、を更に備える、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。 - レーザ光を生成するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器から供給されるレーザ光を照射してワークを加工する加工ノズルと、
加工プログラムによって指令される加工経路に沿って前記加工ノズルを移動させる駆動部と、を備えるレーザ加工装置のレーザ発振器の診断方法であって、
前記レーザ発振器が所定の稼働条件を満たす場合に、前記加工プログラムに基づいて、前記レーザ発振器の診断を実施するか否かを判断し、
前記レーザ発振器の診断を実施する場合に、前記レーザ発振器に対して、前記レーザ発振器の診断用のレーザ出力指令を行う、
レーザ発振器の診断方法。 - レーザ光を生成するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器から供給されるレーザ光を照射してワークを加工する加工ノズルと、
前記レーザ発振器、及び、加工プログラムによって指令される加工経路に沿って前記加工ノズルを移動させる駆動部を制御する制御装置と、を備えるレーザ加工装置の前記制御装置としてのコンピュータを、
前記レーザ発振器に対してレーザ出力指令を行うレーザ出力制御部、
前記レーザ発振器が所定の稼働条件を満たす場合に、前記加工プログラムに基づいて、前記レーザ発振器の診断を実施するか否かを判断する診断実施判断部、及び
前記レーザ発振器に対して、前記レーザ発振器の診断用のレーザ出力指令を行う診断機能実施部、として機能させ、
前記診断実施判断部が前記レーザ発振器の診断を実施すると判断した場合に、前記診断機能実施部が前記診断用のレーザ出力指令を前記レーザ発振器に出力するように機能させる、レーザ発振器の診断用プログラム。
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