JP2020099946A - Automated control system and method - Google Patents
Automated control system and method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020099946A JP2020099946A JP2019109648A JP2019109648A JP2020099946A JP 2020099946 A JP2020099946 A JP 2020099946A JP 2019109648 A JP2019109648 A JP 2019109648A JP 2019109648 A JP2019109648 A JP 2019109648A JP 2020099946 A JP2020099946 A JP 2020099946A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- command
- main controller
- moving stage
- galvano
- laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 42
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 2
- 238000010147 laser engraving Methods 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
Description
本開示内容は、自動化制御システムに関し、特に、イーサネット(登録商標)制御自動化技術(Ether CAT)による自動化制御システムに関する。 The present disclosure relates to an automated control system, and more particularly to an automated control system using Ethernet (registered trademark) control automation technology (Ether CAT).
各種類の応用には、自動化制御システムがよく見られる。現在の応用には、自動化制御システムが多種類の通信プロトコル(または、インターフェイス)によって複数の装置を制御する。 Automated control systems are commonly found in each type of application. In today's applications, automated control systems control multiple devices through a variety of communication protocols (or interfaces).
しかしながら、通信プロトコル(または、インターフェイス)の種類が異なるので、それらの通信プロトコルでの制御の間に、異なる長さのタイムラグがあって、制御命令を精度良く同期実行できない。 However, since the types of communication protocols (or interfaces) are different, there is a time lag of different length between the control by those communication protocols, and the control commands cannot be executed accurately in synchronization.
上記内容に鑑みて、本開示内容は、背景技術に述べる問題を解決するための自動化制御システム及び方法を提出する。
本開示内容の一実施形態は、第1の指令に応じてレーザー光を発生するレーザー装置と、載置物を支持することに用いられ、第2の指令に応じて載置物の位置を調整する移動ステージと、第3の指令に応じて、レーザー光の載置物への照射方向を決めて、加工工程を行うガルバノスキャナ位置決め制御装置と、イーサネット制御自動化プロトコルに基づいて、第1の指令と、第2の指令と、第3の指令を転送して、レーザー装置と、移動ステージと、ガルバノスキャナ位置決め制御装置を同期させる主制御器を含む自動化制御システムに関する。
In view of the above, the present disclosure presents an automated control system and method for solving the problems described in the background art.
One embodiment of the present disclosure is a laser device that generates a laser beam according to a first command, and a movement that is used for supporting a mounting object and that adjusts the position of the mounting object according to a second command. A stage, a galvano scanner positioning control device that determines the irradiation direction of the laser beam to the mounted object according to the third command, and performs a machining process, and a first command and a first command based on the Ethernet control automation protocol. The present invention relates to an automated control system including a main controller that transfers a second command and a third command to synchronize a laser device, a moving stage, and a galvano scanner positioning controller.
本開示内容の一実施形態は、レーザー装置によって、第1の指令に応じてレーザー光のエネルギーの大きさを制御する工程と、載置物を支持するための移動ステージによって、第2の指令に応じて載置物の位置を調整する工程と、ガルバノスキャナ位置決め制御装置によって、第3の指令に応じて、レーザー光の載置物への照射方向を決めて、加工工程を行う工程と、主制御器によって、イーサネット制御自動化プロトコルに基づいて、第1の指令と、第2の指令と、第3の指令を転送して、レーザー装置と、移動ステージと、ガルバノスキャナ位置決め制御装置を同期させる工程を含む自動化制御方法に関する。 According to one embodiment of the present disclosure, a laser device controls a magnitude of energy of laser light according to a first command, and a moving stage for supporting a mounted object responds to a second command. The step of adjusting the position of the mounting object by the galvano scanner positioning control device, the step of performing the processing step by deciding the irradiation direction of the laser beam to the mounting object according to the third command, and the main controller. Automation including a step of transferring the first command, the second command, and the third command based on the Ethernet control automation protocol to synchronize the laser device, the moving stage, and the galvano scanner positioning control device. Control method
下記実施例に対する詳細な説明を参照することで更に全面的に本案を理解できる。下記添付図面を参照されたい:
以下、実施例を挙げて添付図面を合わせて、詳細に説明するが、述べる具体的な実施例は、本発明を解説するものに過ぎなく、本発明を制限するものではない。また、構造の操作に対する説明は、その実行順序を制限するものではなく、全ての素子が改めて組み合された構造や同等の効果を有する装置は、いずれも本発明の実施例の開示内容の範囲内にある。 EXAMPLES Hereinafter, examples will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the specific examples to be described are merely for explaining the present invention and do not limit the present invention. Further, the description of the operation of the structure does not limit the order of execution thereof, and any structure in which all the elements are newly combined and a device having the same effect are all within the scope of the disclosure content of the embodiment of the present invention. It is inside.
図1を参照されたい。図1は本開示文書の一部の実施例による自動化制御システム100を示す模式図である。一部の実施例には、自動化制御システム100は、主制御器110と、レーザー装置120と、移動ステージ130と、ガルバノスキャナ位置決め制御装置140を含む。 See FIG. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an automated control system 100 according to some embodiments of the presently disclosed document. In some embodiments, the automated control system 100 includes a main controller 110, a laser device 120, a moving stage 130, and a galvano scanner positioning controller 140.
図1に示すように、レーザー装置120は、主制御器110に結合され、移動ステージ130は、主制御器110に結合され、且つガルバノスキャナ位置決め制御装置140は、主制御器110に結合される。一部の実施例には、主制御器110は、マスタサーバ側の素子として操作し、レーザー装置120と、移動ステージ130と、ガルバノスキャナ位置決め制御装置140は、スレーブサーバ側の素子として操作する。 As shown in FIG. 1, the laser device 120 is coupled to the main controller 110, the moving stage 130 is coupled to the main controller 110, and the galvano scanner positioning controller 140 is coupled to the main controller 110. .. In some embodiments, the main controller 110 operates as an element on the master server side, and the laser device 120, the moving stage 130, and the galvano scanner positioning controller 140 operate as an element on the slave server side.
一部の実施例には、主制御器110は、第1の通信プロトコルによって、レーザー装置120とガルバノスキャナ位置決め制御装置140を制御し、且つ第2の通信プロトコルによって、移動ステージ130を制御する。一部の実施例には、第1の通信プロトコルと第2の通信プロトコルは同じである。更なる実施例には、第1の通信プロトコル及び/又は第2の通信プロトコルは、イーサネット制御自動化(Ethernet(登録商標) for control automation technology、Ether CAT)プロトコル、又はその後継プロトコルである。一部のイーサネット制御自動化プロトコルを使用する実施例には、主制御器110と、レーザー装置120と、移動ステージ130と、ガルバノスキャナ位置決め制御装置140の何れにも、このEther CATプロトコルに対応するトランシーバ回路が配置されて、イーサネット制御自動化プロトコルに基ついて、互いの接続が構築される。上記イーサネット制御自動化プロトコルは例示であり、本案はこれに制限されない。 In some embodiments, the main controller 110 controls the laser device 120 and the galvano scanner positioning controller 140 according to a first communication protocol, and controls the moving stage 130 according to a second communication protocol. In some embodiments, the first communication protocol and the second communication protocol are the same. In a further embodiment, the first communication protocol and/or the second communication protocol is an Ethernet for control automation technology (Ether CAT) protocol, or a successor protocol. In some embodiments using some Ethernet control automation protocols, the main controller 110, the laser device 120, the moving stage 130, and the galvano scanner positioning controller 140 are all transceivers compatible with this Ether CAT protocol. Circuits are arranged to establish a connection with each other based on the Ethernet control automation protocol. The above Ethernet control automation protocol is an example, and the present invention is not limited thereto.
一部の実施例には、第1の通信プロトコルと第2の通信プロトコルが同じである場合、主制御器110は、更にレーザー装置120と、移動ステージ130と、ガルバノスキャナ位置決め制御装置140を同期させる。他の一部の実施例には、主制御器110は、イーサネット制御自動化プロトコルによって、レーザー装置120と、移動ステージ130と、ガルバノスキャナ位置決め制御装置140を同期させる。言い換えれば、自動化制御システム100は、単一種類の通信プロトコルによって、内部の全てのマスタ側の素子とスレーブ側の素子の同期性を統合する。 In some embodiments, if the first and second communication protocols are the same, the main controller 110 further synchronizes the laser device 120, the moving stage 130, and the galvano scanner positioning controller 140. Let In some other embodiments, the main controller 110 synchronizes the laser device 120, the moving stage 130, and the galvano scanner positioning controller 140 via an Ethernet control automation protocol. In other words, the automated control system 100 integrates the synchronism of all the elements on the master side and the elements on the slave side inside by a single type of communication protocol.
一部の実施例には、主制御器110は、第1の通信プロトコルによってレーザー装置120との接続を構築して、第1の指令V1をレーザー装置120に出力する。レーザー装置120は、受信した第1の指令V1に応じてレーザー光を発生する。例えば、主制御器110は、イーサネット制御自動化プロトコルによってレーザー装置120に接続して、イーサネット制御自動化プロトコルによって第1の指令V1をレーザー装置120に転送してよい。レーザー装置120も、イーサネット制御自動化プロトコルによって第1の指令V1を受信してからそれに応じてレーザー光を発生し、且つレーザー光のエネルギーの大きさを制御してもよい。 In some embodiments, the main controller 110 establishes a connection with the laser device 120 according to a first communication protocol and outputs a first command V1 to the laser device 120. The laser device 120 generates a laser beam according to the received first command V1. For example, the main controller 110 may connect to the laser device 120 via the Ethernet control automation protocol and transfer the first command V1 to the laser device 120 via the Ethernet control automation protocol. The laser device 120 may also generate the laser beam and control the energy level of the laser beam in response to the first command V1 by the Ethernet control automation protocol.
一部の実施例には、主制御器110は、第2の通信プロトコルによって移動ステージ130に接続する。主制御器110は、第2の通信プロトコルによって第2の指令V2を移動ステージ130に出力する。一部の実施例には、移動ステージ130は載置物133(図2に示される)を支持することに用いられる。移動ステージ130は、受信した第2の指令V2に応じて載置物133の位置を調整する。一部の実施例には、主制御器110は、イーサネット制御自動化プロトコルに基づいて移動ステージ130に接続して、且つイーサネット制御自動化プロトコルによって第2の指令V2を移動ステージ130に転送する。移動ステージ130は、イーサネット制御自動化プロトコルによって第2の指令V2を受信してからそれに応じて載置物133の位置を調整する。 In some embodiments, the main controller 110 connects to the mobile stage 130 via a second communication protocol. The main controller 110 outputs the second command V2 to the moving stage 130 according to the second communication protocol. In some embodiments, the moving stage 130 is used to support a mount 133 (shown in FIG. 2). The moving stage 130 adjusts the position of the mounting object 133 according to the received second command V2. In some embodiments, the main controller 110 connects to the moving stage 130 based on the Ethernet control automation protocol and transfers the second command V2 to the moving stage 130 via the Ethernet control automation protocol. The moving stage 130 receives the second command V2 by the Ethernet control automation protocol and then adjusts the position of the mounting object 133 accordingly.
一部の実施例には、移動ステージ130は、サーボモータ用ドライバ132(図2に示される)を含む。サーボモータ用ドライバ132は、移動ステージ130が受信した第2の指令V2に基づいて、載置物133の位置を調整する。一部の実施例には、主制御器110は、第2の指令V2をサーボモータ用ドライバ132に転送して、サーボモータ用ドライバ132によって載置物133の位置を調整させる。 In some embodiments, the moving stage 130 includes a servo motor driver 132 (shown in FIG. 2). The servo motor driver 132 adjusts the position of the mounting object 133 based on the second command V2 received by the moving stage 130. In some embodiments, the main controller 110 transfers the second command V2 to the servo motor driver 132 and causes the servo motor driver 132 to adjust the position of the mounting object 133.
一部の実施例には、主制御器110は、レーザー装置120と移動ステージ130を制御する。レーザー装置120から発生されたレーザー光を、移動ステージ130によって位置が調整された載置物133に照射して、レーザー加工を行う。一部の実施例には、主制御器110は、イーサネット制御自動化プロトコルによって第1の指令V1と第2の指令V2を出力して、レーザー装置120と移動ステージ130をそれぞれ制御する。これによって、移動ステージ130が支持する載置物133は、適切な位置でレーザー装置120が第1の指令V1に基づいて発生するレーザー光に照射される。一部の実施例には、上記照射によって、載置物133がレーザー加工される。 In some embodiments, the main controller 110 controls the laser device 120 and the moving stage 130. The laser light generated from the laser device 120 is applied to the mounting object 133 whose position is adjusted by the moving stage 130 to perform laser processing. In some embodiments, the main controller 110 outputs a first command V1 and a second command V2 according to the Ethernet control automation protocol to control the laser device 120 and the moving stage 130, respectively. As a result, the mounting object 133 supported by the moving stage 130 is irradiated with laser light generated by the laser device 120 based on the first command V1 at an appropriate position. In some embodiments, the irradiation causes laser processing of the work piece 133.
一部の実施例には、主制御器110は、ガルバノスキャナ位置決め制御装置140を制御する。主制御器110は、第3の通信プロトコルによってガルバノスキャナ位置決め制御装置140との接続を構築して、第3の指令V3をガルバノスキャナ位置決め制御装置140に出力する。一部の実施例には、ガルバノスキャナ位置決め制御装置140は、レーザー装置120が発生するレーザー光の照射方向を決めることに用いられる。ガルバノスキャナ位置決め制御装置140は、受信した第3の指令V3に応じて、レーザー光の載置物133への照射位置を決める。一部の実施例には、主制御器110は、第3の指令V3を生じることに用いられ、イーサネット制御自動化プロトコルによって第3の指令V3をガルバノスキャナ位置決め制御装置140に転送して、ガルバノスキャナ位置決め制御装置140が、イーサネット制御自動化プロトコルによって第3の指令V3を受信して、レーザー光の照射方向を決める。 In some embodiments, main controller 110 controls galvanometer scanner positioning controller 140. The main controller 110 establishes a connection with the galvano scanner positioning control device 140 by the third communication protocol and outputs the third command V3 to the galvano scanner positioning control device 140. In some embodiments, the Galvano scanner positioning controller 140 is used to determine the irradiation direction of the laser light generated by the laser device 120. The galvano scanner positioning control device 140 determines the irradiation position of the laser beam on the mounting object 133 according to the received third command V3. In some embodiments, the main controller 110 is used to generate the third command V3 and transfers the third command V3 to the galvano scanner positioning controller 140 via the Ethernet control automation protocol for galvano scanner. The positioning control device 140 receives the third command V3 by the Ethernet control automation protocol and determines the irradiation direction of the laser light.
一部の実施例には、ガルバノスキャナ位置決め制御装置140は、ガルバノモータ141(図2に示される)を含む。ガルバノモータ141は、ガルバノスキャナ位置決め制御装置140が受信した第3の指令V3に基づいて、レーザー装置120が発生するレーザー光の照射方向を決める。一部の実施例には、主制御器110は、第3の指令V3をガルバノモータ141に転送して、レーザー光の照射方向を決めるようにガルバノモータ141を制御する。 In some embodiments, the galvano scanner positioning controller 140 includes a galvano motor 141 (shown in FIG. 2). The galvano motor 141 determines the irradiation direction of the laser light generated by the laser device 120 based on the third command V3 received by the galvano scanner positioning control device 140. In some embodiments, the main controller 110 transfers the third command V3 to the galvano motor 141 and controls the galvano motor 141 to determine the irradiation direction of the laser light.
一部の実施例には、主制御器110は、更にレーザー装置120と、移動ステージ130と、ガルバノスキャナ位置決め制御装置140を同時に制御する。主制御器110の同期制御に基づいて、ガルバノスキャナ位置決め制御装置140がレーザー装置120のレーザー光の照射方向を制御でき、且つ移動ステージ130が載置物133に対する支持位置を調整できる。これによって、載置物133は適切な位置でレーザー加工される。一部の実施例には、主制御器110は、イーサネット制御自動化プロトコルによって第1の指令V1と、第2の指令V2と、第3の指令V3を出力して、レーザー装置120と、移動ステージ130と、ガルバノスキャナ位置決め制御装置140をそれぞれ制御する。 In some embodiments, the main controller 110 also simultaneously controls the laser device 120, the moving stage 130, and the galvano scanner positioning controller 140. Based on the synchronous control of the main controller 110, the galvano scanner positioning control device 140 can control the irradiation direction of the laser light of the laser device 120, and the moving stage 130 can adjust the support position for the mounting object 133. As a result, the mounting object 133 is laser-processed at an appropriate position. In some embodiments, the main controller 110 outputs the first command V1, the second command V2, and the third command V3 according to the Ethernet control automation protocol to output the laser device 120 and the moving stage. 130 and the galvano scanner positioning control device 140, respectively.
一部の実施例には、主制御器110は、レーザー装置120と、移動ステージ130と、ガルバノスキャナ位置決め制御装置140の制御に用いられ、レーザー光に照射されるように載置物133を適切な位置に調整して、加工工程を行う。例えば、図1に示されるように、主制御器110は、イーサネット制御自動化プロトコルによって第1の指令V1と、第2の指令V2と、第3の指令V3をレーザー装置120と、移動ステージ130と、ガルバノスキャナ位置決め制御装置140にそれぞれ出力してもよい。これによって、レーザー装置120と、移動ステージ130と、ガルバノスキャナ位置決め制御装置140は、それぞれ第1の指令V1と、第2の指令V2と、第3の指令V3に基づいて、対応する操作を行って、載置物133に対して加工工程を行う。一部の実施例には、加工工程はレーザー切断工程である。他の一部の実施例には、加工工程はレーザー彫刻工程である。 In some embodiments, the main controller 110 is used to control the laser device 120, the moving stage 130, and the galvano-scanner positioning controller 140 to properly position the mount 133 to illuminate the laser light. Adjust to the position and perform the machining process. For example, as shown in FIG. 1, the main controller 110 sends a first command V1, a second command V2, and a third command V3 to the laser device 120 and the moving stage 130 by the Ethernet control automation protocol. , May be output to the galvano scanner positioning control device 140, respectively. Thereby, the laser device 120, the moving stage 130, and the galvano scanner positioning control device 140 perform corresponding operations based on the first command V1, the second command V2, and the third command V3, respectively. Then, the processing step is performed on the mounted object 133. In some embodiments, the processing step is a laser cutting step. In some other embodiments, the processing step is a laser engraving step.
一部の実施例には、主制御器110は、レーザー光の移動ステージ130での照射経路の検出に用いられる。一部の実施例には、レーザー光の移動ステージ130での照射経路が、プリセット条件に合致する場合、主制御器110は、対応する第1の指令V1をレーザー装置120に出力して、レーザー光の出力を調整する。例えば、一部の実施例には、主制御器110は、レーザー光の移動ステージ130での照射経路に折れ曲がりが発生したかどうかの判断に用いられる。一部の実施例には、主制御器110は第2の指令V2に基づいて、ガルバノスキャナ位置決め制御装置140を介して反射されたレーザー光の照射位置を分析して、レーザー光の照射経路に折れ曲がりが発生したかどうかを判断する。また、さらなる一部の実施例には、上記判断は第2の指令V2及び/又は第3の指令V3に基づいて行う。関連記載は、下記段落で図4を参照して説明する。 In some embodiments, the main controller 110 is used to detect the irradiation path of the laser light on the moving stage 130. In some embodiments, when the irradiation path of the laser beam on the moving stage 130 matches the preset condition, the main controller 110 outputs a corresponding first command V1 to the laser device 120 to output the laser beam. Adjust the light output. For example, in some embodiments, the main controller 110 is used to determine whether or not a bend has occurred in the irradiation path of the laser light on the moving stage 130. In some embodiments, the main controller 110 analyzes the irradiation position of the laser light reflected via the galvano scanner positioning control device 140 based on the second command V2 to determine the irradiation path of the laser light. Determine if a bend has occurred. Moreover, in some further embodiments, the determination is based on the second command V2 and/or the third command V3. The related description is explained in the paragraphs below with reference to FIG.
一部の実施例には、主制御器110は、一つまたは複数のプログラムコードを保存するメモリ装置113(図2に示される)を含む。主制御器110は、プログラムコードに予め定義される一つまたは複数のプリセット機能又は指令に基づいて、第1の指令V1と、第2の指令V2と、第3の指令V3を出力する。 In some embodiments, the main controller 110 includes a memory device 113 (shown in FIG. 2) that stores one or more program codes. The main controller 110 outputs a first command V1, a second command V2, and a third command V3 based on one or a plurality of preset functions or commands previously defined in the program code.
一部の実施例には、第1の指令V1と、第2の指令V2と、第3の指令V3は単一信号である。一部の実施例には、第1の指令V1と、第2の指令V2と、第3の指令V3は、複数の単一信号の組み合わせである。上記第1の指令V1と、第2の指令V2と、第3の指令V3の何れも例示用であり、各種類の指令や信号は本開示内容の範囲内にある。例えば、第1の指令V1は、レーザー装置120のレーザー光パルス幅変調信号の制御に用いられてもよく、且つ第3の指令V3は、デジタル信号であってもよい。 In some embodiments, the first command V1, the second command V2, and the third command V3 are single signals. In some embodiments, the first command V1, the second command V2, and the third command V3 are a combination of multiple single signals. The first command V1, the second command V2, and the third command V3 are all examples, and each type of command or signal is within the scope of the present disclosure. For example, the first command V1 may be used to control the laser light pulse width modulation signal of the laser device 120, and the third command V3 may be a digital signal.
一部の実施例には、自動化制御システム100は、工業用カメラ150を更に含む。図1に示されるように、工業用カメラ150が主制御器110に結合される。一部の実施例には、主制御器110は第4の通信プロトコルによって第4の指令V4を工業用カメラ150に出力する。工業用カメラ150は、受信した第4の指令V4に応じて、画像F1を撮る。一部の実施例には、工業用カメラ150は、加工工程に関する画像F1を撮ることに用いられる。 In some embodiments, automated control system 100 further includes an industrial camera 150. An industrial camera 150 is coupled to the main controller 110, as shown in FIG. In some embodiments, the main controller 110 outputs a fourth command V4 to the industrial camera 150 according to a fourth communication protocol. The industrial camera 150 takes an image F1 according to the received fourth command V4. In some embodiments, the industrial camera 150 is used to take an image F1 of the fabrication process.
一部の実施例には、主制御器110はイーサネット制御自動化プロトコルによって第4の指令V4を工業用カメラ150に転送する。工業用カメラ150は、第4の指令V4に応じて移動ステージ130を撮影して、加工工程に関する画像F1を撮る。一部の実施例には、主制御器110は工業用カメラ150が撮った加工工程の画像F1を受信して、加工工程を監視する。 In some embodiments, the main controller 110 forwards the fourth command V4 to the industrial camera 150 via the Ethernet control automation protocol. The industrial camera 150 photographs the moving stage 130 according to the fourth command V4, and photographs the image F1 related to the working process. In some embodiments, the main controller 110 receives an image F1 of the machining process taken by the industrial camera 150 and monitors the machining process.
一部の実施例には、第1の通信プロトコルと、第2の通信プロトコルと、第3の通信プロトコルと、第4の通信プロトコルは同じである。一部の実施例には、第3の通信プロトコルはイーサネット制御自動化プロトコルである。 In some embodiments, the first communication protocol, the second communication protocol, the third communication protocol, and the fourth communication protocol are the same. In some embodiments, the third communication protocol is an Ethernet control automation protocol.
一部の実施例には、自動化制御システム100は、データベース160を更に含む。図1に示されるように、データベース160が主制御器110に結合される。一部の実施例には、主制御器110は、少なくとも一つの通信プロトコル(例えば、上記の第1の通信プロトコルと、第2の通信プロトコルと、第3の通信プロトコルと、第4の通信プロトコル)によって、レーザー装置120と、移動ステージ130と、ガルバノスキャナ位置決め制御装置140と、工業用カメラ150との接続を構築して、加工工程に関連する少なくとも一つのパラメータP1を集めて、データベース160に保存する。一部の実施例には、主制御器110は、第4の通信プロトコルによってデータベース160に接続して、少なくとも一つのパラメータP1をデータベース160に保存する。一部の実施例には、少なくとも一つのパラメータP1は、第1の指令V1、第2の指令V2、第3の指令V3、第4の指令V4、画像F1、又はこれらの組み合わせに関連される。言い換えれば、少なくとも一つのパラメータP1は、単一パラメータ、又は複数のパラメータの組み合わせであってもよい。例えば、レーザー光の出力、周波数、ガルバノスキャナ位置決め制御装置140のガルバノミラーの角度、移動ステージ130の移動位置などのパラメータ又はこれらの組み合わせであってもよい(これに制限されない)。 In some embodiments, automated control system 100 further includes database 160. As shown in FIG. 1, the database 160 is coupled to the main controller 110. In some embodiments, the main controller 110 may include at least one communication protocol (eg, the first communication protocol, the second communication protocol, the third communication protocol, and the fourth communication protocol described above). ), a connection is established between the laser device 120, the moving stage 130, the galvano scanner positioning control device 140, and the industrial camera 150, and at least one parameter P1 related to the machining process is collected and stored in the database 160. save. In some embodiments, the main controller 110 connects to the database 160 via the fourth communication protocol and stores at least one parameter P1 in the database 160. In some embodiments, the at least one parameter P1 is associated with the first command V1, the second command V2, the third command V3, the fourth command V4, the image F1, or a combination thereof. .. In other words, the at least one parameter P1 may be a single parameter or a combination of a plurality of parameters. For example, parameters such as the output of the laser light, the frequency, the angle of the galvano mirror of the galvano scanner positioning control device 140, the moving position of the moving stage 130, or a combination thereof may be used (not limited thereto).
一部の実施例には、第1の通信プロトコルと、第2の通信プロトコルと、第3の通信プロトコルと、第4の通信プロトコルは同じである。一部の実施例には、第4の通信プロトコルはイーサネット制御自動化プロトコルである。 In some embodiments, the first communication protocol, the second communication protocol, the third communication protocol, and the fourth communication protocol are the same. In some embodiments, the fourth communication protocol is the Ethernet Control Automation Protocol.
図2を参照されたい。図2は本開示文書の一部の実施例による自動化制御システム200を示す模式図である。一部の実施例には、自動化制御システム200は、主制御器110と、レーザー装置120と、移動ステージ130と、ガルバノスキャナ位置決め制御装置140を含む。容易に理解するために、自動化制御システム200については、図1の自動化制御システム100と類似する素子に対して同じ番号を付けて、且つ類似する素子を繰り返して述べることをしない。 See FIG. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an automated control system 200 according to some embodiments of the presently disclosed document. In some embodiments, the automated control system 200 includes a main controller 110, a laser device 120, a moving stage 130, and a galvano scanner positioning controller 140. For ease of understanding, in the automated control system 200, elements similar to those of the automated control system 100 of FIG. 1 are numbered the same and similar elements are not described repeatedly.
本案の実施例のマスタ・スレーブ制御態様を容易に理解するために、図2には自動化制御システム200の主な素子の相対設置関係を示し、且つ全ての素子の具体構造及び/又は全ての細部を詳細にリストしない。本発明の精神や範囲から脱離せずに、図2に示される設置態様を加工工程の要求及び/又は実際応用に応じて、様々な調整、置き換え、変更を加えることができる。 In order to easily understand the master/slave control mode of the embodiment of the present invention, FIG. 2 shows the relative installation relationship of the main elements of the automated control system 200, and the specific structure of all the elements and/or all the details. Do not list in detail. Without departing from the spirit and scope of the present invention, various adjustments, replacements, and changes can be made to the installation mode shown in FIG. 2 according to processing process requirements and/or actual applications.
一部の実施例には、主制御器110は、リアルタイムオペレーティングシステム111と、通信プロトコル制御器112と、メモリ装置113を含む。一部の実施例には、主制御器110は、メモリ(例えば、メモリ装置113又は独立のメモリ)と、プロセッサ回路を含む。リアルタイムオペレーティングシステム111は、このメモリにインストールされて、該プロセッサ回路に実行されることにより、制御機能を提供する。リアルタイムオペレーティングシステム111は、自動化制御システム100の操作順序の制御に用いれる。一部の実施例には、通信プロトコル制御器112は、イーサネット制御自動化プロトコル制御器である。一部の実施例には、メモリ装置113は上記のデータベースの保存に用いられる。 In some embodiments, the main controller 110 includes a real-time operating system 111, a communication protocol controller 112, and a memory device 113. In some embodiments, main controller 110 includes memory (eg, memory device 113 or a separate memory) and processor circuitry. The real-time operating system 111 provides a control function by being installed in this memory and executed by the processor circuit. The real-time operating system 111 is used to control the operation sequence of the automated control system 100. In some embodiments, communication protocol controller 112 is an Ethernet controlled automation protocol controller. In some embodiments, the memory device 113 is used to store the above database.
一部の実施例には、レーザー装置120は、レーザー光源121と、レーザー光変調器122と、レーザー光変調器用ドライバ123と、ビーム拡大器124と、エネルギーメータ125と、口径126と、光学ミラーM1と、光学ミラーM2と、光学ミラーM3を含む。 In some embodiments, the laser device 120 includes a laser light source 121, a laser light modulator 122, a laser light modulator driver 123, a beam expander 124, an energy meter 125, an aperture 126, and an optical mirror. It includes M1, an optical mirror M2, and an optical mirror M3.
一部の実施例には、レーザー光源121は、炭酸ガス(CO2)レーザー光源である。図2に示されるように、レーザー光源121は、レーザー光変調器122に照射するレーザー光を発生する。一部の実施例には、レーザー光変調器122は、レーザー光変調器用ドライバ123に制御され、且つレーザー光変調器用ドライバ123は、第1の通信プロトコルによって主制御器110に制御される。例えば、レーザー光変調器用ドライバ123は、第1の指令V1に基づいてレーザー光変調器122を制御して、下記操作を行ってもよい。図2に示されるように、レーザー光がレーザー光変調器122を通った後、ある比例で二分され、一方はビーム拡大器124に照射し、他方は光学ミラーM1に照射されてエネルギーメータ125へ反射される。一部の実施例には、ビーム拡大器124は、通ったレーザー光のビーム径と発散角を変化することに用いられる。一部の実施例には、主制御器110は、第1の通信プロトコルによってエネルギーメータ125に接続して、エネルギーメータ125に反射されたレーザー光の出力を測って、比例に基づいてビーム拡大器124に照射されたレーザー光のエネルギーを計算する。図2に示されるように、ビーム拡大器124を通ったレーザー光は、まず光学ミラーM2に照射され、それから光学ミラーM3に反射される。レーザー光は、光学ミラーM3に反射された後、口径126に照射されて、口径126を通してガルバノスキャナ位置決め制御装置140に照射される。 In some embodiments, the laser light source 121 is a carbon dioxide (CO 2 ) laser light source. As shown in FIG. 2, the laser light source 121 generates laser light for irradiating the laser light modulator 122. In some embodiments, the laser light modulator 122 is controlled by the laser light modulator driver 123, and the laser light modulator driver 123 is controlled by the main controller 110 by the first communication protocol. For example, the laser light modulator driver 123 may control the laser light modulator 122 based on the first command V1 to perform the following operation. As shown in FIG. 2, after the laser light passes through the laser light modulator 122, it is divided into two in a proportional manner, one irradiates the beam expander 124, and the other irradiates the optical mirror M1 to the energy meter 125. Is reflected. In some embodiments, beam expander 124 is used to change the beam diameter and divergence angle of the laser light that passes through. In some embodiments, the main controller 110 connects to the energy meter 125 according to a first communication protocol to measure the power of the laser light reflected by the energy meter 125 and proportionally expand the beam expander. The energy of the laser light applied to 124 is calculated. As shown in FIG. 2, the laser beam that has passed through the beam expander 124 is first irradiated onto the optical mirror M2 and then reflected by the optical mirror M3. After being reflected by the optical mirror M3, the laser light is applied to the aperture 126, and then to the galvano scanner positioning control device 140 through the aperture 126.
一部の実施例には、レーザー光が光学ミラーM2と光学ミラーM3を通った後、異なる実施例に基づいて、レーザー光のビーム径と発散角を設計する。一部の実施例には、口径126は通ったレーザー光のビーム径の制御に用いられる。 In some embodiments, after the laser light passes through the optical mirror M2 and the optical mirror M3, the beam diameter and the divergence angle of the laser light are designed according to different embodiments. In some embodiments, aperture 126 is used to control the beam diameter of the laser light that passes through.
一部の実施例には、ガルバノスキャナ位置決め制御装置140は、ガルバノモータ141とガルバノモータ用ドライバ142を含む。図2に示されるように、口径126を通ったレーザー光は、ガルバノモータ141へ照射される。一部の実施例には、ガルバノモータ141は、ガルバノモータ用ドライバ142に結合され、且つ載置台131に設置される。 In some embodiments, the galvano scanner positioning controller 140 includes a galvano motor 141 and a galvano motor driver 142. As shown in FIG. 2, the laser beam having passed through the aperture 126 is applied to the galvano motor 141. In some embodiments, the galvano motor 141 is coupled to the galvano motor driver 142 and installed on the mounting table 131.
一部の実施例には、主制御器110は、第3の通信プロトコルによって第3の指令V3をガルバノモータ用ドライバ142に転送し、且つガルバノモータ用ドライバ142によってガルバノモータ141の角度を制御する。 In some embodiments, the main controller 110 transfers the third command V3 to the galvano motor driver 142 by the third communication protocol, and controls the angle of the galvano motor 141 by the galvano motor driver 142. ..
一部の実施例には、ガルバノモータ141は、受けたレーザー光の照射方向の制御に用いられる。図2に示されるように、ガルバノモータ141は、レーザー光を載置物133に導く。一部の実施例には、載置台131とガルバノモータ141の制御によって、レーザー光は載置物133における異なる位置に照射するように制御される。 In some embodiments, the galvano motor 141 is used to control the irradiation direction of the received laser light. As shown in FIG. 2, the galvano motor 141 guides the laser light to the mounting object 133. In some embodiments, the laser light is controlled to irradiate different positions on the mounting object 133 by controlling the mounting table 131 and the galvano motor 141.
一部の実施例には、移動ステージ130は、載置台131とサーボモータ用ドライバ132を含む。載置台131は、サーボモータ用ドライバ132に結合される。一部の実施例には、載置台131は、上記の載置物133の支持に用いられ、且つ載置物133の第1の方向X及び/又は第2の方向Yでの移動を制御することに用いられる。一部の実施例には、載置台131は、更にガルバノモータ141の第3の方向Zでの移動を制御することに用いられる。載置台131の制御に応じて、ガルバノモータ141が第3の方向Zに移動する。言い換えれば、載置物133とガルバノモータ141の相対位置関係は、載置台131の第1の方向Xと、第2の方向Yと、第3の方向Zでの移動によって制御される。一部の実施例には、第1の方向Xと、第2の方向Yと、第3の方向Zは、互いに垂直する。 In some embodiments, the moving stage 130 includes a mounting table 131 and a servo motor driver 132. The mounting table 131 is coupled to the servo motor driver 132. In some embodiments, the mounting table 131 is used to support the mounting object 133, and controls the movement of the mounting object 133 in the first direction X and/or the second direction Y. Used. In some embodiments, the mounting table 131 is further used to control the movement of the galvano motor 141 in the third direction Z. The galvano motor 141 moves in the third direction Z under the control of the mounting table 131. In other words, the relative positional relationship between the mounting object 133 and the galvano motor 141 is controlled by the movement of the mounting table 131 in the first direction X, the second direction Y, and the third direction Z. In some embodiments, the first direction X, the second direction Y, and the third direction Z are perpendicular to each other.
一部の実施例には、主制御器110は、第2の通信プロトコルによってサーボモータ用ドライバ132に接続し、第2の指令V2をサーボモータ用ドライバ132に転送して載置台131を制御し、載置台131における載置物133を平面(例えば、第1の方向Xと第2の方向Yからなる平面)に移動させる。 In some embodiments, the main controller 110 connects to the servo motor driver 132 by the second communication protocol and transfers the second command V2 to the servo motor driver 132 to control the mounting table 131. The mounting object 133 on the mounting table 131 is moved to a plane (for example, a plane including the first direction X and the second direction Y).
一部の実施例には、レーザー光を載置物133に照射して、加工工程(例えば、レーザー切断工程及び/又はレーザー彫刻工程)を行う。言い換えれば、主制御器110は、レーザー装置120と、移動ステージ130と、ガルバノスキャナ位置決め制御装置140の制御に用いられ、載置物133に対して加工工程を行う。一部の実施例には、主制御器110は、イーサネット制御自動化プロトコルに基づいて、載置物133に対して加工工程を行う。上記加工工程は、例示用にすぎない、各種類の加工工程は本開示内容の範囲内にある。 In some embodiments, the mounting object 133 is irradiated with laser light to perform a processing step (for example, a laser cutting step and/or a laser engraving step). In other words, the main controller 110 is used to control the laser device 120, the moving stage 130, and the galvano scanner positioning control device 140, and performs the processing process on the mounting object 133. In some embodiments, the main controller 110 performs a processing step on the work piece 133 based on an Ethernet control automation protocol. The above processing steps are merely exemplary, and each type of processing step is within the scope of the present disclosure.
一部の関連技術には、加工設備の間に異なる種類の通信プロトコル(又はインターフェイス)を採用して接続する。例えば、移動ステージは別の運動軸制御カードが生じるパルス信号や電圧制御信号によって制御され、ガルバノモータはXY2-100インターフェイスによって制御され、レーザー光源はパルス幅変調指令によって制御され、且つ工業用カメラはGiga−Eインターフェイスによって制御されてよい。上記設備が統合的に制御される場合、プロトコルが異なるので、各設備の操作タイミングを精度よく同期にすることができなく、加工工程の品質に悪影響を与える。 Some related technologies employ different types of communication protocols (or interfaces) to connect between processing facilities. For example, the moving stage is controlled by a pulse signal or a voltage control signal generated by another motion axis control card, the galvano motor is controlled by an XY2-100 interface, the laser light source is controlled by a pulse width modulation command, and the industrial camera is It may be controlled by the Giga-E interface. When the above equipments are controlled in an integrated manner, the protocols are different, so that the operation timings of the respective equipments cannot be accurately synchronized, which adversely affects the quality of the machining process.
上記技術に比べて、本案の実施例は同一の通信プロトコル(例えば、イーサネット制御自動化プロトコル)によってマスタ・スレーブ制御態様で各加工設備の同期制御を行う。これによって、イーサネット制御自動化プロトコルの分散クロックメカニズムによって、スレーブ側の各加工設備の操作タイミングの同期誤差を著しく下げる。これによって、加工工程の品質が向上される(図4に示される)。 Compared with the above technique, the embodiment of the present invention performs the synchronous control of each processing facility in the master/slave control mode by the same communication protocol (for example, Ethernet control automation protocol). Thus, the distributed clock mechanism of the Ethernet control automation protocol significantly reduces the synchronization error of the operation timing of each processing equipment on the slave side. This improves the quality of the machining process (shown in Figure 4).
図3を参照されたい。図3は本開示文書の一部の実施例による自動化制御方法300を示す流れ図である。一部の実施例には、自動化制御方法300は工程S302〜S320を含む。一部の実施例には、自動化制御方法300は、図1と図2の自動化制御システムに適用される。好ましく態様により本開示内容を理解するために、自動化制御方法300については、図1と図2の自動化制御システムに合わせて説明するが、本開示内容はこれに制限されない。 See FIG. FIG. 3 is a flow diagram illustrating an automated control method 300 according to some embodiments of the disclosed document. In some embodiments, the automated control method 300 includes steps S302-S320. In some embodiments, automated control method 300 is applied to the automated control system of FIGS. 1 and 2. In order to understand the present disclosure according to the preferred embodiment, the automated control method 300 will be described in conjunction with the automated control system of FIGS. 1 and 2, but the present disclosure is not limited thereto.
工程S302には、主制御器110は、イーサネット制御自動化プロトコルによって第1の指令V1をレーザー装置120に転送し、レーザー光を出力させるようにレーザー装置120を制御する。レーザー装置120は、ガルバノスキャナ位置決め制御装置140に照射するレーザー光を発生する。ただし、主制御器110は、レーザー光変調器用ドライバ123とレーザー光変調器122によって、発生するレーザー光の周波数とエネルギー幅を制御し、且つエネルギーメータ125によってガルバノスキャナ位置決め制御装置140に照射されるレーザー光のエネルギーを計算する。また、ビーム拡大器124と、光学ミラーM2と、光学ミラーM3と、口径126によってレーザー光をガルバノスキャナ位置決め制御装置140に照射する。 In step S302, the main controller 110 transfers the first command V1 to the laser device 120 using the Ethernet control automation protocol and controls the laser device 120 to output laser light. The laser device 120 generates a laser beam for irradiating the galvano scanner positioning control device 140. However, the main controller 110 controls the frequency and energy width of the generated laser light with the laser light modulator driver 123 and the laser light modulator 122, and irradiates the galvano scanner positioning control device 140 with the energy meter 125. Calculate the energy of laser light. The beam expander 124, the optical mirror M2, the optical mirror M3, and the aperture 126 irradiate the galvano scanner positioning control device 140 with laser light.
工程S304には、主制御器110は、イーサネット制御自動化プロトコルによって第2の指令V2を移動ステージ130に転送して、移動ステージ130を制御する。主制御器110は、サーボモータ用ドライバ132によって、載置物133を支持する載置台131を第1の方向Xと第2の方向Yからなる平面に移動させるように制御し、且つ載置台131に結合されるガルバノモータ141を第3の方向Zに移動させるように制御する。言い換えれば、主制御器110は、イーサネット制御自動化プロトコルによって、載置物133とガルバノモータ141の間の相対位置を制御する。 In step S304, the main controller 110 transfers the second command V2 to the moving stage 130 by the Ethernet control automation protocol to control the moving stage 130. The main controller 110 controls the servo motor driver 132 to move the mounting table 131 that supports the mounting object 133 to a plane formed by the first direction X and the second direction Y, and causes the mounting table 131 to move. The coupled galvano motor 141 is controlled to move in the third direction Z. In other words, the main controller 110 controls the relative position between the mounting object 133 and the galvano motor 141 by the Ethernet control automation protocol.
工程S306には、主制御器110は、イーサネット制御自動化プロトコルによって第3の指令V3をガルバノスキャナ位置決め制御装置140に転送して、ガルバノスキャナ位置決め制御装置140を制御する。主制御器110は、ガルバノモータ用ドライバ142によってガルバノモータ141を制御して、レーザー光の照射方向を制御し、且つレーザー光を載置物133に照射して加工工程を行う。 In step S306, the main controller 110 transfers the third command V3 to the galvano scanner positioning control device 140 by the Ethernet control automation protocol to control the galvano scanner positioning control device 140. The main controller 110 controls the galvano motor 141 by the galvano motor driver 142 to control the irradiation direction of the laser light, and irradiates the mounting object 133 with the laser light to perform a processing step.
工程S308には、主制御器110は、イーサネット制御自動化プロトコルによって第3の指令V3を転送して、且つガルバノモータ141により制御されるレーザー光の照射方向を制御する。 In step S308, the main controller 110 transfers the third command V3 according to the Ethernet control automation protocol and controls the irradiation direction of the laser light controlled by the galvano motor 141.
工程S310には、主制御器110は、レーザー光の照射方向を制御した後、イーサネット制御自動化プロトコルによって第2の指令V2を転送して、載置物133とガルバノモータ141の間の相対位置を調整する。 In step S310, the main controller 110 controls the irradiation direction of the laser light and then transfers the second command V2 by the Ethernet control automation protocol to adjust the relative position between the mounting object 133 and the galvano motor 141. To do.
工程S312には、主制御器110は、載置物133とガルバノモータ141の間の相対位置を調整した後、イーサネット制御自動化プロトコルによって第1の指令V1を転送して、レーザー光の出力を調整する。例えば、変調レーザー光の出力を調整する。 In step S312, the main controller 110 adjusts the relative position between the mount 133 and the galvano motor 141, and then transfers the first command V1 by the Ethernet control automation protocol to adjust the output of the laser light. .. For example, the output of the modulated laser light is adjusted.
工程S314には、主制御器110は、リアルタイムで加工工程の画像F1を同期に撮るように、イーサネット制御自動化プロトコルによって第4の指令V4を工業用カメラ150に転送する。 In step S314, the main controller 110 transfers the fourth command V4 to the industrial camera 150 by the Ethernet control automation protocol so as to synchronously capture the image F1 of the processing step in real time.
工程S316には、主制御器110は、イーサネット制御自動化プロトコルによって加工工程に関連するパラメータを集めて、且つデータベース160に保存する。 In step S316, the main controller 110 collects parameters related to the machining process according to the Ethernet control automation protocol and stores them in the database 160.
工程S318には、主制御器110は、イーサネット制御自動化プロトコルによって、レーザー装置120と、移動ステージ130と、ガルバノスキャナ位置決め制御装置140と、工業用カメラ150と、データベース160を同期させる。 In step S318, the main controller 110 synchronizes the laser device 120, the moving stage 130, the galvano scanner positioning control device 140, the industrial camera 150, and the database 160 by the Ethernet control automation protocol.
上記自動化制御方法300の説明には、例示的な操作に含むが、自動化制御方法300のこれらの操作は、示された順序に基づいて行う必要がない。自動化制御方法300のこれらの操作の順序を、変更することや、適切な場合にこれらの操作を同時に行うことや、一部の操作を同時に行ったり、繰り返して行ったりする又は省略することは、いずれも本開示の実施例の精神や範囲内にある。 Although the above description of automated control method 300 includes exemplary operations, these operations of automated control method 300 need not be performed in the order shown. Changing the order of these operations of the automated control method 300, performing these operations at the same time when appropriate, performing some operations at the same time, repeating them, or omitting them, Both are within the spirit and scope of the disclosed embodiments.
図4を参照されたい。図4は本開示文書の一部の実施例による自動化制御システムに関するパラメータを示す模式図である。一部の実施例には、図4の自動化制御方法は、図1と図2の自動化制御システムに適用される。好ましく態様で本開示内容を理解するために、図4の自動化制御方法については、図1と図2の自動化制御システム100、200に合わせて説明するが、本開示内容はこれに制限されない。 See FIG. FIG. 4 is a schematic diagram showing parameters for an automated control system according to some embodiments of the present disclosure document. In some embodiments, the automated control method of FIG. 4 is applied to the automated control system of FIGS. 1 and 2. In order to understand the present disclosure in a preferred mode, the automation control method of FIG. 4 will be described in accordance with the automation control systems 100 and 200 of FIGS. 1 and 2, but the present disclosure is not limited thereto.
図4に示されるように、Tはレーザー光の加工経路であり、Spはレーザー光の載置物133での移動速度であり、Freqはレーザー光の出力周波数であり、及びIntは載置物133が受けたレーザー光のエネルギー密度である。一部の実施例には、速度Spは載置台131の移動速度であり、又はレーザー光の移動速度であってもよい。 As shown in FIG. 4, T is a processing path of the laser beam, Sp is a moving speed of the laser beam on the mounting object 133, Freq is an output frequency of the laser beam, and Int is the mounting object 133. It is the energy density of the received laser light. In some embodiments, the speed Sp may be the moving speed of the mounting table 131 or the moving speed of the laser light.
一部の実施例には、レーザー光の加工経路Tは、図4に示されるように折れ曲がりを有している。加工経路Tの折れ曲がり箇所に、レーザー光の載置物133での移動速度Spが落ちる(例えば、図4に示される領域LA)。主制御器110は、の加工経路Tに折れ曲がりがあると計画すると、イーサネット制御自動化プロトコルによって第1の指令V1を転送して、レーザー光の出力を調整する。図4に示されるように、主制御器110は、レーザー装置120を制御してレーザー光の出力周波数Freqを下げて(例えば、図4に示される領域LA)、レーザー光の出力を下げる。レーザー光が載置物133での移動速度Spが落ちることを合わせて、加工経路Tの折れ曲がり箇所(領域LA)に、レーザー光の載置物133でのエネルギー密度Intは元の大きさを維持でき、加工経路Tの折れ曲がりによりレーザー光の加工物でのエネルギー密度Intを上がることを防げる。このため、加工工程の品質がより好ましい。 In some embodiments, the laser light processing path T has a bend as shown in FIG. At the bent portion of the processing path T, the moving speed Sp of the laser light on the mounted object 133 drops (for example, the area LA shown in FIG. 4). When the main controller 110 plans that the machining path T has a bend, the main controller 110 transfers the first command V1 by the Ethernet control automation protocol and adjusts the output of the laser light. As shown in FIG. 4, the main controller 110 controls the laser device 120 to reduce the output frequency Freq of the laser light (for example, the area LA shown in FIG. 4) to reduce the output of the laser light. When the moving speed Sp of the laser light on the mounting object 133 decreases, the energy density Int of the laser light on the mounting object 133 can be maintained at the original size at the bending portion (area LA) of the processing path T. It is possible to prevent the energy density Int of the laser beam from being increased due to the bending of the processing path T. Therefore, the quality of the processing step is more preferable.
一部の上記関連技術に比べて、図4を例として、関連技術には加工経路Tに折れ曲がりがある場合、各加工設備は異なる通信プロトコル(または、インターフェイス)を採用するので、レーザー光の出力を同期に下げることを効率的に行えなく、折れ曲がり箇所に同じ出力のレーザー光を照射し、これによって、折れ曲がり箇所でのエネルギー密度が高くなって、加工工程の品質に悪影響を与える。 Compared with some of the above-mentioned related technologies, as shown in FIG. 4 as an example, in the related technology, when the processing path T has a bend, each processing equipment adopts a different communication protocol (or interface), so that the laser light output It is not possible to efficiently lower the synchronism with each other, and the bent portion is irradiated with a laser beam of the same output, which increases the energy density at the bent portion and adversely affects the quality of the machining process.
本発明の実施例は上記のように開示されたが、本発明を限定するものではない。当業者であれば、誰でも本発明の精神や範囲から脱離せずに、様々な変更と修正を加えることができる。従って、本発明の保護範囲は、後の特許請求の範囲により決められたものを基準とする。 While the embodiments of the invention have been disclosed above, they are not meant to limit the invention. Any person skilled in the art can make various changes and modifications without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the protection scope of the present invention is based on what is determined by the claims that follow.
100、200:自動化制御システム
110:主制御器
111:リアルタイムオペレーティングシステム
112:通信プロトコル制御器
113:メモリ装置
120:レーザー装置
121:レーザー光源
122:レーザー光変調器
123:レーザー光変調器用ドライバ
124:ビーム拡大器
125:エネルギーメータ
126:口径
M1〜M3:光学ミラー
130:移動ステージ
131:載置台
132:サーボモータ用ドライバ
133:載置物
140:ガルバノスキャナ位置決め制御装置
141:ガルバノモータ
142:ガルバノモータ用ドライバ
150:工業用カメラ
F1:画像
160:データベース
P1:パラメーター
V1〜V4:指令
X、Y、Z:方向
300:自動化制御方法
S302〜S318:工程
T:加工経路
Sp:移動速度
Freq:レーザー光の出力周波数
Int:加工エネルギー密度
LA:折れ曲がり領域
100, 200: Automated control system 110: Main controller 111: Real-time operating system 112: Communication protocol controller 113: Memory device 120: Laser device 121: Laser light source 122: Laser light modulator 123: Laser light modulator driver 124: Beam expander 125: Energy meter 126: Diameters M1 to M3: Optical mirror 130: Moving stage 131: Mounting table 132: Servo motor driver 133: Mounting object 140: Galvano scanner positioning control device 141: Galvano motor 142: Galvano motor Driver 150: Industrial camera F1: Image 160: Database P1: Parameters V1 to V4: Commands X, Y, Z: Direction 300: Automation control method S302 to S318: Process T: Processing path Sp: Moving speed Freq: Laser light Output frequency Int: Processing energy density LA: Bending area
Claims (10)
載置物を支持することに用いられ、第2の指令に応じて該載置物の位置を調整する移動ステージと、
第3の指令に応じて、該レーザー光の該載置物への照射方向を決めて、加工工程を行うガルバノスキャナ位置決め制御装置と、
イーサネット制御自動化プロトコルに基づいて、該第1の指令と、該第2の指令と、該第3の指令を転送して、該レーザー装置と、該移動ステージと、該ガルバノスキャナ位置決め制御装置を同期させる主制御器を含む、自動化制御システム。 A laser device for generating a laser beam according to a first command;
A moving stage which is used to support the mounted object and which adjusts the position of the mounted object according to a second command;
A galvano scanner positioning control device that determines the irradiation direction of the laser beam to the mounting object according to a third command and performs a processing step;
Based on the Ethernet control automation protocol, the first command, the second command, and the third command are transferred to synchronize the laser device, the moving stage, and the galvano scanner positioning controller. An automated control system, including a main controller to drive.
該主制御器は、更に該イーサネット制御自動化プロトコルに基づいて該第4の指令を該工業用カメラに転送して、且つ該画像を受信して、該加工工程を監視する請求項1に記載の自動化制御システム。 Further comprising an industrial camera used to take an image of the processing step in response to a fourth command,
The main controller further transfers the fourth command to the industrial camera based on the Ethernet control automation protocol and receives the image to monitor the processing process. Automated control system.
載置物を支持するための移動ステージによって、第2の指令に応じて該載置物の位置を調整する工程と、
ガルバノスキャナ位置決め制御装置によって、第3の指令に応じて、該レーザー光の該載置物への照射方向を決めて、加工工程を行う工程と、
主制御器によって、イーサネット制御自動化プロトコルに基づいて、該第1の指令と、該第2の指令と、該第3の指令を転送して、該レーザー装置と、該移動ステージと、該ガルバノスキャナ位置決め制御装置を同期させる工程を含む自動化制御方法。 A step of generating a laser beam according to a first command by a laser device,
A step of adjusting the position of the mounting object according to a second command by a moving stage for supporting the mounting object;
A galvano-scanner positioning control device that determines the irradiation direction of the laser beam to the mounting object in accordance with a third command, and performs a processing step;
The main controller transfers the first command, the second command, and the third command based on the Ethernet control automation protocol to transfer the laser device, the moving stage, and the galvano scanner. An automated control method including the step of synchronizing a positioning control device.
該主制御器によって、該レーザー光の移動ステージでの照射経路がプリセット条件に合致することを検出する場合、該主制御器は、該第1の指令を出力して、該レーザー光の出力を変調する工程を含む請求項9に記載の自動化制御方法。 The step of performing the processing step includes
When the main controller detects that the irradiation path of the laser beam on the moving stage matches the preset condition, the main controller outputs the first command to output the laser beam. The automated control method according to claim 9, comprising a step of modulating.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW107145995A TWI692683B (en) | 2018-12-19 | 2018-12-19 | Automation control system and method |
TW107145995 | 2018-12-19 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020099946A true JP2020099946A (en) | 2020-07-02 |
JP6948076B2 JP6948076B2 (en) | 2021-10-13 |
Family
ID=71140639
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019109648A Active JP6948076B2 (en) | 2018-12-19 | 2019-06-12 | Automated control systems and methods |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6948076B2 (en) |
TW (1) | TWI692683B (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006007287A (en) * | 2004-06-28 | 2006-01-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method and apparatus for laser beam machining |
JP2015027681A (en) * | 2013-07-30 | 2015-02-12 | ブラザー工業株式会社 | Laser processing system, laser processing device, and program |
JP2015188929A (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Information processing device and laser irradiation device |
JP2017535435A (en) * | 2014-11-24 | 2017-11-30 | スキャンソニック・エムアイ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | Method and apparatus for joining workpieces at an overlap abutment |
JP2018513990A (en) * | 2015-03-17 | 2018-05-31 | ハンズ レーザー テクノロジー インダストリー グループ カンパニー リミテッド | Laser scanning apparatus and laser scanning system |
JP2018187677A (en) * | 2017-03-03 | 2018-11-29 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Systems and methods for fabricating component with at least one laser device |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5189684B1 (en) * | 2012-03-07 | 2013-04-24 | 三菱重工業株式会社 | Processing apparatus, processing unit, and processing method |
CN103506757B (en) * | 2012-06-19 | 2016-12-21 | 先进科技新加坡有限公司 | For by laser alignment in the laser aid of surface of the work and method |
TWI610749B (en) * | 2016-12-26 | 2018-01-11 | 新代科技股份有限公司 | Laser Cutting Power Modified System and Adjustment Method thereof |
TWM563550U (en) * | 2018-04-13 | 2018-07-11 | 揚朋科技股份有限公司 | Device for repairing printed circuit boards |
-
2018
- 2018-12-19 TW TW107145995A patent/TWI692683B/en active
-
2019
- 2019-06-12 JP JP2019109648A patent/JP6948076B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006007287A (en) * | 2004-06-28 | 2006-01-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method and apparatus for laser beam machining |
JP2015027681A (en) * | 2013-07-30 | 2015-02-12 | ブラザー工業株式会社 | Laser processing system, laser processing device, and program |
JP2015188929A (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Information processing device and laser irradiation device |
JP2017535435A (en) * | 2014-11-24 | 2017-11-30 | スキャンソニック・エムアイ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | Method and apparatus for joining workpieces at an overlap abutment |
JP2018513990A (en) * | 2015-03-17 | 2018-05-31 | ハンズ レーザー テクノロジー インダストリー グループ カンパニー リミテッド | Laser scanning apparatus and laser scanning system |
JP2018187677A (en) * | 2017-03-03 | 2018-11-29 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Systems and methods for fabricating component with at least one laser device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW202024823A (en) | 2020-07-01 |
JP6948076B2 (en) | 2021-10-13 |
TWI692683B (en) | 2020-05-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11826851B2 (en) | Method and system for laser machining of relatively large workpieces | |
JP6325646B1 (en) | Laser processing robot system for performing laser processing using robot and control method of laser processing robot | |
US11179803B2 (en) | Laser processing apparatus, control apparatus, laser processing method, and method of producing image forming apparatus | |
JP5135672B2 (en) | Laser irradiation state detection method and laser irradiation state detection system | |
JP3855684B2 (en) | Laser processing apparatus and laser processing method | |
WO2000053365A1 (en) | Laser machining apparatus | |
EP3564753A1 (en) | Direct-write screen platemaking apparatus and use method therefor | |
JPWO2007077630A1 (en) | Laser processing apparatus, program creation apparatus, and laser processing method | |
US20180339364A1 (en) | System and method for machining of relatively large work pieces | |
JP5608074B2 (en) | Laser processing system and control method thereof | |
KR20140114465A (en) | Machining control device, laser machining device, and laser control method | |
CN110788482B (en) | Control device for laser processing device and laser processing device | |
CN111992895A (en) | Intelligent marking system and method | |
JP6948076B2 (en) | Automated control systems and methods | |
KR20160143286A (en) | 5-axis device fabricating surface continuously based on laser scanner and control method for the device | |
JP2003220483A (en) | Laser beam machining device and deviation correction method for use therein | |
JPH10261587A (en) | Method and equipment for following up dual stages | |
CN110788481A (en) | Control device for laser processing device and laser processing device | |
JP3561159B2 (en) | Laser processing equipment | |
KR20140029701A (en) | Apparatus and method for controlling scanner | |
WO2022229164A3 (en) | Method and system for producing microstructured components | |
JP4466195B2 (en) | Drawing system | |
CN203076787U (en) | Processing device by using laser direct imaging technology | |
JP2004034121A (en) | Laser beam machining device and machining method | |
CN103028842A (en) | Device and method for processing laser direct imaging |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190612 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200901 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201201 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210309 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210603 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210824 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210910 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6948076 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |