JPH02201504A

JPH02201504A - レーザ加工機用数値制御装置

Info

Publication number: JPH02201504A
Application number: JP1019882A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Tanji; 能彦丹治; Koichiro Masai; 正井　耕一郎; Hirobumi Nishigaki; 西垣　寛文; Katsuichi Ukita; 克一浮田; Osamu Kobayashi; 修小林; Hideaki Nagatoshi; 英昭永利
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-01-31
Filing date: 1989-01-31
Publication date: 1990-08-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はレーザ加工機用数値制御装置に関するものであ
る。

（従来の技術）従来の汎用数値制御装置を利用したレーザ加工機の構成
例を第５図に示す。

汎用数値制御装置（以下、汎用ＮＣという）１は加ニブ
ログラムに従いレーザ発振器２に出力指令を行なうと共
に、サーボモータ３を駆動し、テーブル４を移動させ、
ポジション検出器５でサーボモータ３のポジションが検
出され、汎用ＮＣｌ−へ入力される。

また、レーザ発振器２より発生したレーザ光６はミラー
７及びレンズ８を介して被加工物９に照射され、加工が
行なわれる。

ここで、従来の汎用ＮＣ１は、レーザ発振器２に対し連
続的にパルス周波数及びデユーティを制御する機能を有
していない。このためパルス発振器ｌＯを手動にてその
発振周波数及びデユーティを設定し１Ｍコードにて切替
器１１の切替動作を行なう。

即ち切替器１１が連続モード発生器１２側にあると連続
発振（以下、ＣＷという）を行ない、パルス発振器１０
側にあるとパルス発振を行なう。

従って、汎用ＮＣＩでテーブル４の移動速度を速度オー
バライドで変更した場合でも、パルス発振器１０の発振
周波数及びデユーティに速度オーバライド値を反映する
ことができないという不具合があった。

（発明が解決しようとする課題）上述した従来の汎用ＮＣによって構成されているレーザ
加工機は、レーザ発振器に対しての発振周波数及びデユ
ーティを単にＣＷとパルス発振に切替えるだけで、速度
データの変化に合せて制御することができないので、被
加工物の切断加工をし乍ら、微細にレーザ光出力の調整
ができないという問題があった。特にＣＷからパルス発
振制御にはできず、熱影響を考慮した高品質の切断面が
得にくい等の問題があった。

（課題を解決するための手段）本発明は、上記従来の問題点を解決することを目的とす
るものであり、レーザ加工機用数値制御装置の入力表示
部のキー操作又は外部データより指令された速度オーバ
ライド値と、数値制御コード解析部によって設定された
パルス周波数との積、又はデユーティとの積により、前
記パルス周波数とデユーティを、前記速度オーバライド
値の変更毎に可変できるよう構成したことを特徴とする
。

これにより、オペレータが加工し乍ら切断最適条件を求
め、熱影響を考慮した高品質の切断面が得られる。

（作　用）パルスレーザ光による被加工物を切断する場合。

その切断面の状態は一般的に第４図によって説明できる
。

第４図（１）に示すようにテーブル４（第５図）の移動
速度Ｆのときのパルス周波数ｆは、下記（１）式で求め
られる。

””６０ＸＱ　　”・・・・（１）ただし、Ｆ：テーブル４の移動速度（ｎｕ／分）Ｑ：レ
ーザビーム径ｄのテーブル移動方向のピッチｆ：パルス周波数（Ｉ（ｚ）また、上記ピッチＱは、第４図（２）に示すように被加
工物の面粗度の高さＨを考慮する必要があ上記レーザ光
のレーザビーム径ｄ、パルス周波数ｆで走行したときの
面粗度の高さは、前記（１）式と（２）式から、下記（
３）式が求められる。

］−記（３）式から、テーブルの移動速度Ｆと、パルス
周波数ｆによって面粗度Ｈが決まることが分る。

本発明はこの（３）式からテーブルの移動速度とパルス
周波数の関係を適正に保つことで、高品質の切断面をう
るものである。

（実施例）第１図は本発明の一実施例のレーザ用ＮＣ部１３の構成
図を示す。図において、１４は入力操作表示部で、キー
操作による内部入力又は外部入力より速度オーバライド
値が入力表示される。１５は数イ！μ制御（ＮＣ）コー
ド解析部で、定常走行状態におけるパルス周波数、レー
ザ光発光条件を設定でき、前記入力操作表示部１４から
速度オーバライド値が変更入力されたとき、前設設定パ
ルス周波数との積又はデユーティとの積により該パルス
周波数とデユーティをその都度、変更する。１６は前記
ＮＧコード解析部の出力によりレーザ発振器２のレーザ
光を制御するレーザ制御部で、その詳細については第２
図及び第３図で説明する。１７は前記ＮＧコード解析部
の出力によりサーボモータ３の駆動を制御するサーボ制
御部、１８は該サーボ制御部１７の出力を所定の駆動力
とするサーボアンプである。

第１図に示す前記レーザ制御部６は、第２図に示すよう
にマイクロコンピュータシステム１５０で制御される複
合カウンタ１６１及び第２フリツプフロツプ１６３、複
合カウンタで制御される第１フリツプフロツプ１６２、
並びに同第１．第２フリップフロップ１６２．１６３の
出力を入力とするＯＲ回路１６４、で構成される。

」１記複合カウンタ１６１は、例えば日本電気層８２５
３で構成し、グロック入力端子ＣＫ２に外部から入力さ
れる原発振クロック（ＣＩ、０ＣＲ）を分周して。

その分周出力を出力端子Ｑ２から各クロック入力端子Ｃ
Ｋ、、ＣＫ１に入力して、当該カウンタの計数単位周波
数を作成し、出力端子Ｑ。、ＱｌからゲートＧ。、Ｇ１
により出力される。

次にこの計数単位周波数を計数し、希望パルス周波数を
作成するための計測周波数を、０番カウンタで行なわれ
る。即ち出力端子Ｑ、の０番カウンタへの設定は、次の
ように行なわれる。

いま、０番カウンタの計測周波数がアップすると第１フ
リツプフロツプ１６２のクロック入力端子Ｇ　Ｋに入力
され、出力端子Ｑに出力される。このＱ出力は複合カウ
ンタ１６１の１番カウンタのゲー１−Ｇ、に入力され、
１番カウンタも２番カウンタから出力されている計数単
位周波数を計数し始め。

デユーティとして設定された数をカウントすると出力端
子Ｑ、に出力する。この出力は第１のフリップフロップ
１６２のＣＬＲ端子に入力され、該第１フリツプフロツ
プはリセットされ、同時にＱ出力もリセットされる。

第３図は上記複合カウンタ１６１の０番カウンタ（第３
図（１）のＱ、）及び１番カウンタ（第３図（２）のＧ
、、（３）のＱ、）並びに第１７リツプフロツプ１６２
の動作シーケンスを示し、複合カウンタ１６１は第１フ
リツプフロツプ１６２のＱ端子に希望の周波数とデユー
ティのパルス（第３図（４）のＱ）を取出すことができ
る。

次に１番カウンタの設定は次のように行なわれ、上記（
４）式の０番カウンタの設定値を超えないものとする。

１番カウンタ設定値＝０番カウンタ設定値Ｘデユーティ
（％）・・・（５）また、第２フリツププロツプ１６３は、連続モードを実
施するためのものであり、そのＱ出力があった場合、Ｏ
Ｒ回路１６４によって論理和され、常にＱ出力が選択さ
れる。

上記のように構成されたレーザ制御部１６の動作を第１
図に戻り説明する。

例えば、入力操作表示部１４の内部入力又は外部入力に
よって、速度オーバライド値が変更された場合、被加工
物を載せたテーブルの移動速度［？は、ＮＣコード解析
部１５によってオーバライド値を乗じた移動速度にサー
ボ制御部１７を制御する。従って、市記面粗度の高さＨ
を変化せずに切断する場合は、前記（３）式の関係によ
り、パルス周波数ｆも、速度オーバライド値を乗じたパ
ルス周波数に保つ必要がある。即ち、前記（４）式（０
番カウンタ設定値）に速度オーバライド値を乗じて設定
される必要があり、速度オーバライド値変更毎にレーザ
制御部１６において行なう。

１番カウンタ設定値＝０番カウンタ設定値×速度オーバ
ライド値（％）・・・（６）ここで、デユーティの設定
値も同様に行なう。

１番カウンタ設定値＝１番カウンタ設定値Ｘ速度オーバ
ライド値（％）・・・（７）また、デユーティが１００
（％）を超えた場合は、第２フリツプフロツプ１６３（
第２図）にマイクロコンピュータシステム１６０により
出力させることにより、ＯＲ回路１６４から連続モード
のパルス周波数が得られる。

また、必要に応じ選択パラメータを設け、速度オーバラ
イド値に対し、パルス周波数だけを変更するとか、また
は、デユーティだけを変化させることができることは勿
論である。

（発明の効果）以上説明したように本発明は、オペレータによって加工
速度を速度オーバライドによって変更した場合でも、面
粗度を維持することができ、パルス周波数やデユーティ
といったパルス加工の条件を、テーブルの走行速度を変
える毎に算出する必要がない。したがって、試し加工を
する必要がないので、経済的、時間的等の工業上の価値
が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のレーザ用Ｎ０部の構成図、
第２図は第１図のレーザ制御部の一実施例の構成図、第
３図は第２図の動作シーケンスを示す図、第４図はパル
ス加工の説明図、第５図は従来のレーザ加工機の構成を
示す図である。２・・・　レーザ発振器、　３・・・サーボモータ、１
３・・・　レーザ用ＮＣ部、　１４・・・入力操作表示
部、１５・・・数値制御コード解祈部、１６・・・　レ
ーザ制御部、１７・・・サーボ制御部、１８　　・・サ
ーボアンプ、１６０・・・マイクロコンピュータシステ
ム、１６１　　・・複合カウンタ、１６２・・・第１フ
リツプフロツプ、　１６３・・・第２フリツプフロツプ
、１６４・・・ＯＲ回路。特許出願人　松下電器産業株式会社１−′１）代　理　人　　　雇　　野　　恒　　司　１゛）ｊパ第？図′ 第図テーツ゛）し４　Ｑ　＋多す方向第図

Claims

【特許請求の範囲】

入力操作表示部と、定常走行常態におけるパルス周波数
、レーザ光発光条件を設定できる数値制御コード解析部
と、該数値制御コード解析部の指令に基づきレーザ発振
器に対するパルス発振、連続発振を行なうレーザ制御部
と、前記数値制御コード解析部の指令に基づき被制御部
の軸移動を行なうサーボ制御部及びサーボ機構とを備え
、前記入力操作表示部のキー操作又は外部データにより
指令された速度オーバライド値と、前記数値制御コード
解析部によって設定されたパルス周波数との積、又はデ
ューティとの積により、前記パルス周波数とデューティ
を、前記速度オーバライド値の変更毎に可変できるよう
構成したことを特徴とするレーザ加工機用数値制御装置
。