WO2021112039A1 - 座標パターンファイル作成装置、軌跡パターン作成装置、及びレーザ加工機の制御方法 - Google Patents

座標パターンファイル作成装置、軌跡パターン作成装置、及びレーザ加工機の制御方法 Download PDF

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千秋 河原
知紘 西村
真 入江
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Definitions

  • the present disclosure relates to a coordinate pattern file creation device, a trajectory pattern creation device, and a control method of a laser processing machine.
  • Patent Documents 1 and 2 describe cutting a sheet metal while vibrating a laser beam with a predetermined locus pattern (vibration pattern) by a galvano scanner unit.
  • the galvano scanner unit includes a pair of scan mirrors, and vibrates one or both of the pair of scan mirrors to vibrate the laser beam applied to the sheet metal.
  • the drive unit that drives the scan mirror vibrates the scan mirror in a sinusoidal manner. This is because the drive unit can move the scan mirror smoothly.
  • the beam spot of the laser beam can be vibrated only in a specific trajectory pattern as described in Patent Document 2.
  • Specific locus patterns include a parallel vibration pattern in which the beam spot of the laser beam is vibrated in a direction parallel to the cutting traveling direction, and an orthogonal vibration pattern in which the beam spot is vibrated in a direction orthogonal to the cutting traveling direction.
  • Other specific locus patterns include a circular vibration pattern in which the beam spot vibrates in a circular motion, a figure eight vibration pattern in which the beam spot vibrates in a circular motion, and a vibration pattern in which the beam spot vibrates in a circular motion. There is a C-shaped vibration pattern to cause.
  • the locus pattern here is a pattern drawn only by vibrating the laser beam by the galvano scanner unit without moving the processing head that emits the laser beam.
  • the actual locus pattern when cutting the sheet metal is a locus pattern in which the displacement due to the movement of the processing head is added to the locus pattern by the galvano scanner unit.
  • a locus pattern creating device for vibrating the laser beam into an arbitrary wave shape and a control method for a laser processing machine capable of vibrating the laser beam into an arbitrary wave shape to process sheet metal are required.
  • a coordinate pattern file creation device capable of creating a coordinate pattern file for determining the trajectory pattern after confirming in advance what kind of trajectory pattern the laser beam is vibrated with is required.
  • One or more embodiments provide a coordinate pattern file creation device capable of creating a coordinate pattern file for determining a trajectory pattern after confirming the trajectory pattern drawn by the beam spot of the laser beam in advance.
  • the purpose is.
  • the present invention is a locus pattern creating device capable of creating a locus pattern for vibrating a laser beam into an arbitrary wave shape, and laser machining capable of vibrating a laser beam into an arbitrary wave shape to machine a sheet metal.
  • the purpose is to provide a control method for the machine.
  • the locus pattern of one cycle when the laser beam input from the coordinate input unit and emitted from the processing head and applied to the sheet metal is vibrated is determined.
  • An interpolation parameter calculation unit that calculates the interpolation parameters of a predetermined interpolation calculation formula based on the first plurality of coordinate values constituting the coordinate pattern that is the original data for the purpose, the interpolation parameters, and the moving direction of the machining head.
  • the x-axis direction and the y-axis direction are the directions orthogonal to the x-direction, the respective amplitudes of the locus pattern in the x-axis direction and the y-axis direction, the frequency of the locus pattern, and the beam vibration mechanism for vibrating the laser beam. It has a locus pattern calculation unit that calculates a second plurality of coordinate values constituting the locus pattern based on the control cycle of the above, and displays the locus pattern formed by the second plurality of coordinate values. Coordinate pattern file creation including a locus pattern simulation unit to be displayed in the unit and a coordinate pattern file creation unit for creating a coordinate pattern file including coordinate pattern data indicating the coordinate pattern composed of the first plurality of coordinate values. Equipment is provided.
  • one cycle of vibrating the laser beam emitted from the processing head and applied to the sheet metal which is included in the coordinate pattern file created in advance.
  • An interpolation parameter calculation unit that calculates an interpolation parameter of a predetermined interpolation calculation formula based on a coordinate pattern composed of a first plurality of coordinate values that are original data for determining a trajectory pattern, and the interpolation parameter.
  • the x-axis direction and the y-axis direction of the locus pattern when the moving direction of the machining head is the x-axis direction and the direction orthogonal to the x-direction is the y-axis direction set in the machining conditions for machining the sheet metal.
  • a second plurality of coordinate values constituting the trajectory pattern are calculated based on each amplitude, the frequency of the trajectory pattern set in the processing conditions, and the control cycle of the beam vibration mechanism that vibrates the laser beam.
  • a locus pattern creating device including a locus pattern calculation unit for performing locus patterns and a locus pattern holding unit for holding locus pattern data composed of the second plurality of coordinate values.
  • a moving mechanism that moves a processing head that emits a laser beam along the surface of the sheet metal relative to the sheet metal, and ejection from the processing head.
  • the NC device that controls the laser processing machine equipped with the beam vibration mechanism that vibrates the laser beam that irradiates the sheet metal is included in the coordinate pattern file created in advance, and is the locus of one cycle when the laser beam is vibrated. Based on the coordinate pattern composed of the first plurality of coordinate values which are the original data for determining the pattern, the interpolation parameters of the predetermined interpolation calculation formula are calculated, and the interpolation parameters and the processing to process the sheet metal are performed.
  • the second plurality of coordinate values constituting the locus pattern are calculated, and the second plurality of coordinate values are calculated.
  • the movement mechanism stores the locus pattern data including the above in the storage unit, and when the speed set in the machining condition exceeds 0, the machining head is moved at the speed set in the machining condition.
  • a control method of a laser processing machine for controlling the beam vibration mechanism so as to vibrate the laser beam based on the trajectory pattern data stored in the storage unit is provided.
  • the coordinate pattern file creation device it is possible to create a coordinate pattern file for determining the trajectory pattern after confirming the trajectory pattern drawn by the beam spot of the laser beam in advance. ..
  • the locus pattern creating apparatus of the present invention it is possible to create a locus pattern for vibrating the laser beam into an arbitrary wave shape.
  • the laser beam can be vibrated into an arbitrary wave shape to process the sheet metal.
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration example of a laser processing machine.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a detailed configuration example of a collimator unit and a processing head in a laser processing machine.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the displacement of the irradiation position of the laser beam on the sheet metal by the beam vibration mechanism.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a coordinate pattern file creating device of one or more embodiments.
  • FIG. 5 is a block diagram showing computer devices constituting the coordinate pattern file creation device of one or more embodiments.
  • FIG. 6 is a diagram showing a figure eight vibration pattern.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a process executed by the coordinate pattern file creating apparatus of one or more embodiments.
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration example of a laser processing machine.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a detailed configuration example of a collimator unit and a processing head in a laser processing machine.
  • FIG. 3 is a diagram
  • FIG. 8 is a flowchart showing the detailed processing of step S205 of FIG.
  • FIG. 9 is a diagram showing a coordinate value input window displayed on the display unit by the coordinate pattern file creation device of one or more embodiments.
  • FIG. 10 is a diagram showing a state in which a coordinate pattern composed of coordinate values for obtaining the figure 8 vibration pattern shown in FIG. 6 is input to the coordinate value input window.
  • the coordinate pattern file creating apparatus of one or more embodiments has a machining head movement speed of 6000 mm / min, amplitudes Qx and Qy of 100 ⁇ m, frequency of 1000 Hz, angle of 0 degrees, and natural interpolation calculation formula. It is a figure which shows the locus pattern display window which includes the locus pattern created based on the coordinate pattern shown in FIG.
  • FIG. 12 is a diagram showing a locus pattern display window in which the moving speed of the processing head is changed to 3000 mm / min.
  • FIG. 13 is a diagram showing a locus pattern display window in which the moving speed of the processing head is changed to 9000 mm / min.
  • FIG. 14 is a diagram showing a locus pattern display window in which the amplitudes Qx and Qy are changed to 200 ⁇ m.
  • FIG. 15 is a diagram showing a locus pattern display window in which the amplitudes Qx and Qy are changed to 50 ⁇ m.
  • FIG. 16 is a diagram showing a locus pattern display window in which the frequency is changed to 2000 Hz.
  • FIG. 17 is a diagram showing a locus pattern display window in which the frequency is changed to 500 Hz.
  • FIG. 18 is a diagram showing a locus pattern display window in which the angle is changed to 90 degrees.
  • FIG. 19 is a diagram showing a locus pattern display window in which the interpolation calculation formula is changed to autumn plane interpolation.
  • FIG. 20 is a characteristic diagram showing an amplitude change in the time direction in the x-axis direction and the y-axis direction of the 8-shaped vibration pattern shown in FIG.
  • FIG. 21 is a diagram showing a substantially triangular locus pattern.
  • FIG. 22 is a diagram showing a state in which a coordinate pattern composed of coordinate values for obtaining the substantially triangular locus pattern shown in FIG. 21 is input to the coordinate value input window.
  • FIG. 22 is a diagram showing a state in which a coordinate pattern composed of coordinate values for obtaining the substantially triangular locus pattern shown in FIG. 21 is input to the coordinate value input window.
  • FIG. 23 is a diagram showing a locus pattern obtained by the coordinate pattern shown in FIG. 22.
  • the coordinate pattern file creating apparatus of one or more embodiments has a machining head movement speed of 2000 mm / min, amplitudes Qx and Qy of 100 ⁇ m, frequency of 2000 Hz, angle of 0 degrees, and natural interpolation calculation formula. It is a figure which shows the locus pattern display window which includes the locus pattern created based on the coordinate pattern shown in FIG. 22 under the simulation condition by spline interpolation.
  • FIG. 25 is a diagram showing a locus pattern display window including a trace pattern in a state where it is determined that the distance between the coordinates is not within the limit value.
  • FIG. 26 is a characteristic diagram showing amplitude changes in the x-axis direction and the y-axis direction of the substantially triangular locus pattern shown in FIG. 21.
  • FIG. 27 is a diagram showing a coordinate pattern obtained by modifying the coordinate pattern shown in FIG. 22.
  • FIG. 28 is a diagram showing a locus pattern obtained by the coordinate pattern shown in FIG. 27.
  • FIG. 29 is a block diagram showing an NC device including the locus pattern creating device of one or more embodiments.
  • FIG. 30 is a flowchart showing a process executed by the locus pattern creating apparatus of one or more embodiments, and a partial process of a control method of the laser machine of one or more embodiments.
  • FIG. 31 is a partial plan view showing a sheet metal having a plurality of holes formed therein.
  • FIG. 32A is a diagram partially showing a machining program for machining a sheet metal by an NC apparatus as shown in FIG. 31 in one or more embodiments.
  • FIG. 32B is a diagram partially showing a conventional machining program for machining a sheet metal by an NC device as shown in FIG. 31.
  • FIG. 33 shows a state in which a coordinate pattern composed of coordinate values for obtaining a circular vibration pattern is input to the coordinate value input window displayed on the display unit by the coordinate pattern file creation device of one or more embodiments. It is a figure. In FIG.
  • the coordinate pattern file creating apparatus of one or more embodiments sets the moving speed of the machining head to 0 mm / min, the amplitudes Qx and Qy to 100 ⁇ m, the frequency to 1000 Hz, the angle to 0 degrees, and the interpolation calculation formula to fall.
  • FIG. 35A is a diagram showing a state in which the laser beam is vibrated in the circular locus pattern shown in FIG. 34.
  • FIG. 35B is a diagram showing a state in which the laser beam located at the center of the nozzle opening is displaced in the direction of the end of the aperture and then vibrated in the circular locus pattern shown in FIG. 34.
  • FIGS. 1 to 3 a configuration example of a laser processing machine provided with a galvano scanner unit and capable of cutting a sheet metal while vibrating a laser beam in a predetermined locus pattern will be described.
  • the laser machining machine 100 includes a laser oscillator 10 that generates and emits a laser beam, a laser processing unit 20, and a process fiber 12 that transmits a laser beam emitted from the laser oscillator 10 to the laser processing unit 20. And. Further, the laser processing machine 100 includes an operation unit 40, an NC device 50, an assist gas supply device 80, and a display unit 90.
  • the NC device 50 is an example of a control device that controls each part of the laser processing machine 100.
  • the machining program database 60, the machining condition database 70, and the coordinate pattern file database 75 are connected to the NC device 50.
  • the processing program database 60, the processing condition database 70, and the coordinate pattern file database 75 may be provided in the laser processing machine 100 or may be provided outside the laser processing machine 100. In the latter case, the machining program database 60, the machining condition database 70, and the coordinate pattern file database 75 may be configured to be connected to the laser machining machine 100 via a network.
  • the laser oscillator 10 a laser oscillator that amplifies the excitation light emitted from the laser diode and emits a laser beam having a predetermined wavelength, or a laser oscillator that directly uses the laser beam emitted from the laser diode is preferable.
  • the laser oscillator 10 is, for example, a solid-state laser oscillator, a fiber laser oscillator, a disk laser oscillator, or a direct diode laser oscillator (DDL oscillator).
  • the laser oscillator 10 emits a laser beam in the 1 ⁇ m band having a wavelength of 900 nm to 1100 nm.
  • the fiber laser oscillator emits a laser beam having a wavelength of 1060 nm to 1080 nm
  • the DDL oscillator emits a laser beam having a wavelength of 910 nm to 950 nm.
  • the laser machining unit 20 includes a machining table 21 on which the sheet metal W to be machined is placed, a gate-shaped X-axis carriage 22, a Y-axis carriage 23, a collimator unit 30 fixed to the Y-axis carriage 23, and a machining head 35.
  • the X-axis carriage 22 is configured to be movable in the X-axis direction on the processing table 21.
  • the Y-axis carriage 23 is configured to be movable on the X-axis carriage 22 in the Y-axis direction perpendicular to the X-axis.
  • the X-axis carriage 22 and the Y-axis carriage 23 serve as a moving mechanism for moving the machining head 35 along the surface of the sheet metal W in the X-axis direction, the Y-axis direction, or an arbitrary combination direction of the X-axis and the Y-axis. Function.
  • the processing head 35 may be configured so that the position is fixed and the sheet metal W moves.
  • the laser machining machine 100 may include a moving mechanism for moving the machining head 35 relative to the surface of the sheet metal W.
  • the processing head 35 has a circular opening 36a at the tip thereof, and a nozzle 36 that emits a laser beam from the opening 36a is attached.
  • the laser beam emitted from the opening 36a of the nozzle 36 irradiates the sheet metal W.
  • the assist gas supply device 80 supplies nitrogen, oxygen, a mixed gas of nitrogen and oxygen, or air as an assist gas to the processing head 35.
  • the assist gas is sprayed onto the sheet metal W from the opening 36a.
  • the assist gas discharges the molten metal within the calf width in which the sheet metal W is melted.
  • the collimator unit 30 includes a collimator lens 31 that converts a laser beam of divergent light emitted from the process fiber 12 into parallel light (collimated light). Further, the collimator unit 30 includes a galvano scanner unit 32 and a bend mirror 33 that reflects the laser beam emitted from the galvano scanner unit 32 downward in the Z-axis direction perpendicular to the X-axis and the Y-axis.
  • the processing head 35 includes a focusing lens 34 that focuses the laser beam reflected by the bend mirror 33 and irradiates the sheet metal W.
  • the focusing lens 34 is configured to be movable in a direction approaching the sheet metal W and a direction away from the sheet metal W by a driving unit and a moving mechanism (not shown).
  • the laser processing machine 100 is centered so that the laser beam emitted from the opening 36a of the nozzle 36 is located at the center of the opening 36a. In the reference state, the laser beam is emitted from the center of the aperture 36a.
  • the galvano scanner unit 32 functions as a beam vibration mechanism that vibrates the laser beam that travels in the processing head 35 and is emitted from the opening 36a in the opening 36a.
  • the galvano scanner unit 32 has a scan mirror 321 that reflects a laser beam emitted from a collimation lens 31 and a drive unit 322 that rotates the scan mirror 321 so as to have a predetermined angle. Further, the galvano scanner unit 32 has a scan mirror 323 that reflects a laser beam emitted from the scan mirror 321 and a drive unit 324 that rotates the scan mirror 323 so as to have a predetermined angle.
  • the drive units 322 and 324 can be configured by a motor.
  • the drive units 322 and 324 can reciprocate the scan mirrors 321 and 323 within a predetermined angle range, respectively, based on the control by the NC device 50. By reciprocating one or both of the scan mirror 321 and the scan mirror 323, the galvano scanner unit 32 vibrates the laser beam applied to the sheet metal W.
  • the galvano scanner unit 32 is an example of a beam vibration mechanism, and the beam vibration mechanism is not limited to the galvano scanner unit 32 having a pair of scan mirrors.
  • FIG. 3 shows a state in which one or both of the scan mirror 321 and the scan mirror 323 are tilted and the position of the laser beam irradiated to the sheet metal W is displaced.
  • the fine solid line that is bent by the bend mirror 33 and passes through the focusing lens 34 indicates the optical axis of the laser beam when the laser processing machine 100 is in the reference state.
  • the operation of the galvano scanner unit 32 located in front of the bend mirror 33 changes the angle of the optical axis of the laser beam incident on the bend mirror 33, and the optical axis moves from the center of the bend mirror 33. It comes off.
  • the incident positions of the laser beam on the bend mirror 33 are set to the same positions before and after the operation of the galvano scanner unit 32.
  • the optical axis of the laser beam is displaced from the position indicated by the thin solid line to the position indicated by the thick solid line due to the action of the galvano scanner unit 32.
  • the laser beam reflected by the bend mirror 33 is tilted at an angle ⁇
  • the irradiation position of the laser beam on the sheet metal W is displaced by the distance ⁇ s.
  • the focal length of the focusing lens 34 is EFL (Effective Focal Length)
  • the distance ⁇ s is calculated by EFL ⁇ sin ⁇ .
  • the galvano scanner unit 32 tilts the laser beam in the direction opposite to the direction shown in FIG. 3 by an angle ⁇ , the irradiation position of the laser beam on the sheet metal W is displaced by a distance ⁇ s in the direction opposite to the direction shown in FIG. be able to.
  • the distance ⁇ s is a distance less than the radius of the opening 36a, and preferably a distance equal to or less than the maximum distance with the distance obtained by subtracting a predetermined margin from the radius of the opening 36a as the maximum distance.
  • the NC device 50 can vibrate the laser beam in a predetermined direction in the plane of the sheet metal W by controlling the drive units 322 and 324 of the galvano scanner unit 32. By vibrating the laser beam, the beam spot formed on the surface of the sheet metal W can be vibrated.
  • the laser processing machine 100 configured as described above cuts the sheet metal W by the laser beam emitted from the laser oscillator 10 to produce a product having a predetermined shape.
  • the laser beam machine 100 positions the focal point of the laser beam at any appropriate position within the thickness of the sheet metal W, above the top surface of the sheet metal W, above the top surface by a predetermined distance, or below the top surface by a predetermined distance. Then, the sheet metal is cut while vibrating the laser beam in a predetermined trajectory pattern.
  • the machining program database 60 stores a machining program for cutting the sheet metal W.
  • the NC device 50 reads a machining program from the machining program database 60 and selects one of a plurality of machining condition files stored in the machining condition database 70.
  • the NC device 50 controls the laser machining machine 100 to cut the sheet metal W based on the machining conditions set in the read machining program and the selected machining condition file.
  • the coordinate pattern file database 75 stores a coordinate pattern file used when determining a trajectory pattern for vibrating the laser beam. The details of the coordinate pattern file will be described later.
  • the NC device 50 vibrates the laser beam when cutting the sheet metal W
  • the NC device 50 reads out a desired coordinate pattern file from the coordinate pattern file database 75.
  • the NC device 50 determines the trajectory pattern using the read coordinate pattern file, and controls the galvano scanner unit 32 so as to vibrate the laser beam.
  • FIG. 4 shows a coordinate pattern file creating device 200 of one or more embodiments capable of simulating a locus pattern and creating a coordinate pattern file.
  • the coordinate pattern file creation device 200 includes a coordinate input unit 201, a locus pattern simulation unit 202, and a coordinate pattern file creation unit 205.
  • the locus pattern simulation unit 202 includes an interpolation parameter calculation unit 203 and a locus pattern calculation unit 204.
  • the coordinate pattern file creating device 200 shown in FIG. 4 can be configured by the computer device 210 shown in FIG.
  • the computer device 210 includes a central processing unit (CPU) 211, a non-temporary storage medium 212, a main memory 213, and a network connection unit 214.
  • the computer device 210 includes a display unit 215 and an operation unit 216, or the display unit 215 and the operation unit 216 are connected to the computer device 210.
  • the storage medium 212 stores a coordinate pattern file creation program, which is a computer program for creating a coordinate pattern file.
  • the coordinate pattern file creation device 200 shown in FIG. 4 is configured by the CPU 211 loading the coordinate pattern file creation program into the main memory 213 and executing the coordinate pattern file creation program.
  • the display unit 215 and the operation unit 216 function as the coordinate input unit 201.
  • the operation unit 216 may be a keyboard or a touch panel mounted on the screen of the display unit 215.
  • FIG. 6 Taking the case where the beam spot is vibrated by the figure 8 vibration pattern shown in FIG. 6, how the coordinate pattern file creation device 200 shown in FIG. 4 creates a coordinate pattern file for obtaining the figure 8 vibration pattern.
  • the beam spots represented by circles vibrate so as to move in the order indicated by the numbers in the beam spots.
  • the beam spot at the position indicated by the number 8 moves to the position indicated by the number 1 and repeats the vibration.
  • the figure eight vibration pattern shown in FIG. 6 is a pattern drawn only by the galvano scanner unit 32 vibrating the beam spot while the processing head 35 is not moving.
  • FIGS. 7 and 8 show the processes executed by the coordinate pattern file creation device 200.
  • the CPU 211 executes the coordinate pattern file creation program
  • the CPU 211 displays the coordinate value input window 220 shown in FIG. 9 on the display unit 215 in step S201 of FIG. 7.
  • the coordinate value input window 220 corresponds to at least a part of the coordinate input unit 201.
  • the coordinate value input window 220 has a coordinate value input field 221 for inputting a plurality of coordinate values (first plurality of coordinate values) constituting the coordinate pattern which is the original data for determining the trajectory pattern of one cycle, and the coordinates. It has a coordinate pattern display area 222 for displaying a pattern.
  • the coordinate value input window 220 has a read button 223 for reading the coordinate pattern file stored in the coordinate pattern file database 75, a clear button 224, and a simulation instruction button 225.
  • the cutting progress direction of the sheet metal W which is the moving direction of the processing head 35, is the x-axis direction, and the direction orthogonal to the x-axis direction in the plane of the sheet metal W is the y-axis direction.
  • the X-axis carriage 22 and the Y-axis carriage 23 move the machining head 35 along the surface of the sheet metal W in the X-axis direction, the Y-axis direction, or the X-axis and the Y-axis. It depends on the moving direction to move in the synthetic direction of.
  • step S202 the operator inputs a plurality of coordinate values constituting the coordinate pattern in the coordinate value input field 221.
  • the operator sets the coordinate values of (x, y) in the columns of the coordinates 1 to 7 of the coordinate value input field 221 as (0, 0), (-50, 25), and (0), respectively. , 50), (50, 25), (0, 0), (-50, -25), (0, -50), (50, -25).
  • the coordinate patterns corresponding to the plurality of coordinate values input in the coordinate value input field 221 are displayed.
  • the coordinate value in which the column described as Start in the coordinate value input field 221 is checked is the start coordinate of the coordinate pattern.
  • the display range of the coordinate pattern display area 222 in FIG. 10 in the x-axis direction and the y-axis direction corresponds to a plurality of coordinate values input in the coordinate value input field 221 and is different from the display range in FIG. Has been done.
  • the CPU 211 determines in step S203 whether or not the simulation instruction has been given. If no simulation instruction is given (NO), the processes of steps S202 and S203 are repeated.
  • the CPU 211 (interpolation parameter calculation unit 203) is set to 3 based on the coordinate values input in step S204. Compute the interpolation parameters for the next spline interpolation.
  • interpolation calculation formulas such as natural spline interpolation and autumn spline interpolation as the calculation method of the third-order spline interpolation.
  • interpolation formula to be used is selected.
  • the CPU 211 calculates the interpolation parameters in the x-axis direction and the y-axis direction, respectively.
  • the interpolation parameters are the coefficients a, b, c, and d of the piecewise polynomials S i (x) and S i (y) represented by the equations (1) and (2) used in the cubic spline interpolation.
  • the segmental polynomial S i (x) is a three-dimensional polynomial that interpolates between the coordinate value x i , which is a discrete point, and the coordinate value x i + 1
  • the segmental polynomial S i (y) is a coordinate value y, which is a discrete point.
  • the equations (3) and (4) using the parameter u are used.
  • the parameter u is from 0 to the number obtained by subtracting 1 from the number of coordinate values, that is, 0 to 6.
  • the intermediary variable u is the coordinate number value input in order, and by moving between the coordinate values in an equal time and completing the movement of one cycle, the coordinate value in the x-axis direction-the input coordinate number value. (Time), coordinate value in the y-axis direction-input coordinate number value (time) interpolation calculation formula can be obtained.
  • x i (u) a x, i + b x, i u + c x, i u 2 + d x, i u 3 ...
  • y i (u) a y, i + by , i u + cy, i u 2 + dy, i u 3 ...
  • step S205 the CPU 211 (trajectory pattern calculation unit 204) creates a locus pattern based on the interpolation parameters, the simulation conditions, and the control cycle of the galvano scanner unit 32.
  • step S206 the CPU 211 (trajectory pattern calculation unit 204) creates a movement locus pattern in which the locus pattern is moved in the cutting traveling direction based on the simulation conditions.
  • step S206 the CPU 211 displays the locus pattern display window 230 shown in FIG. 11 on the display unit 215.
  • the locus pattern display window 230 has a condition input unit 231 for inputting simulation conditions, a locus pattern display area 232 for displaying the locus pattern and the moving locus pattern, and an output instruction button 233 for instructing the output of the coordinate pattern file.
  • the condition input unit 231 is an input unit for the moving speed of the machining head 35 described as Speed, an input unit for the amplitude in the x-axis direction of the trajectory pattern described as Qx, and y of the trajectory pattern described as Qy. Includes an axial amplitude input.
  • the condition input unit 231 is an input unit of the frequency for vibrating the laser beam described as Frequency, a rotation angle for rotating the trajectory pattern described as Angle, and a selection unit for the interpolation calculation formula described as Spline. including.
  • natural spline interpolation Natural spline interpolation
  • autumn spline interpolation Akima
  • the interpolation calculation formula used in step S204 is selected in the selection unit of the interpolation calculation formula.
  • Natural spline interpolation is used in step S204 and natural spline interpolation is selected.
  • the interpolation calculation formula of spline interpolation is used as an example of the interpolation calculation formula, but the interpolation calculation formula of any other interpolation method may be used, and a predetermined interpolation calculation formula may be used. Should be selected.
  • the simulation conditions used in step S205 are the amplitudes Qx and Qy, the frequency, the rotation angle of the locus pattern, and the interpolation calculation formula set in the condition input unit 231.
  • the simulation conditions used in step S206 are the moving speed and frequency of the machining head 35 set in the condition input unit 231.
  • FIG. 8 shows the detailed processing of step S205.
  • the CPU 211 (trajectory pattern calculation unit 204) has the number of coordinates required to form the locus pattern corresponding to the frequency set in the frequency input unit of the condition input unit 231 in step S2051.
  • the frequency is 1000 Hz
  • the control cycle of the galvano scanner unit 32 is 1 ⁇ s.
  • the number of coordinates required for the locus pattern is 1000 ⁇ s / 1 ⁇ s, which is 1000.
  • step S2052 the CPU 211 (trajectory pattern calculation unit 204) calculates a plurality of coordinate values (second plurality of coordinate values) that are interpolation points constituting the locus pattern. At this time, the CPU 211 (trajectory pattern calculation unit 204) individually calculates the coordinate value of the locus pattern in the x-axis direction and the coordinate value in the y-axis direction by using the x-axis interpolation parameter and the y-axis interpolation parameter. ..
  • each coordinate value is calculated as follows.
  • An example is the case where the coordinate value of the input coordinate pattern is 25.
  • the interpolation points to be interpolated by the cubic spline interpolation are 0 in each of the x-axis direction and the y-axis direction at 0.024 intervals obtained by subtracting 1 from the input coordinate value and dividing the input coordinate number value by the number of coordinates 1000. , 0.024, 0.048, 0.072, ... 23.928, 23.952, 23.976, 1000 coordinates.
  • Each coordinate value of the locus pattern is determined by the coordinate value in the x-axis direction and the coordinate value in the y-axis direction having the coordinate values of the same interpolation point obtained by the interpolation point and the interpolation parameter.
  • the coordinate value of the interpolation point 0 in the x-axis direction and the coordinate value of the interpolation point 0 in the y-axis direction determine the coordinate value of the first interpolation point, and the coordinate value of the interpolation point 0.024 in the x-axis direction.
  • the coordinate value of the second interpolation point is determined by the coordinate value of the interpolation point 0.024 in the y-axis direction. After that, the same applies to the coordinate values of the 1000th interpolation point.
  • step S2053 the CPU 211 (trajectory pattern calculation unit 204) enlarges or reduces the coordinate data indicating the position of each coordinate of the locus pattern according to the amplitudes Qx and Qy.
  • step S2054 the CPU 211 (trajectory pattern calculation unit 204) determines whether or not the distance between the coordinates is within the limit value. The distance between the coordinates changes according to the frequency and the amplitudes Qx and Qy. There is an upper limit to the angular velocity at which the scan mirrors 321 and 323 of the galvano scanner unit 32 change the angle. Even a part of the locus pattern cannot be used because the locus pattern cannot be drawn if the distance between the coordinates exceeds the movable distance at the upper limit of the angular velocity.
  • the locus pattern Tp and the locus pattern Tp are moved in the cutting progress direction in the locus pattern display area 232 as the machining head 35 moves.
  • the moving locus pattern MTp is displayed.
  • the movement locus pattern MTp is determined by the frequency of the locus pattern Tp and the movement speed of the processing head 35.
  • the locus pattern Tp and the movement locus pattern MTp are formed by points having a predetermined shape indicating the coordinate values of the interpolation points, as in FIG. 23, which will be described later.
  • the locus pattern Tp and the movement locus pattern MTp are shown by curves omitting points of a predetermined shape. It should be noted that only points having a predetermined shape may be displayed, or adjacent points (that is, between coordinates) may be connected by a straight line or a curved line. It is preferable to display the locus pattern Tp and the movement locus pattern MTp in different colors. Each period of the movement locus pattern MTp may be displayed in different colors.
  • the locus patterns MTp1 to MTp3 of the first cycle to the third cycle are displayed.
  • the moving speed of the machining head 35 is 6000 mm / min
  • the amplitudes Qx and Qy are 100 ⁇ m
  • the frequency is 1000 Hz
  • the rotation angle is 0 degrees
  • the interpolation calculation formula is natural spline interpolation. Shows the case.
  • the CPU 211 determines in step S207 whether or not an instruction to output the coordinate pattern file has been given. If the instruction to output the coordinate pattern file is not given (NO), the CPU 211 (trajectory pattern calculation unit 204) determines the amplitude Qx, the amplitude Qy, the rotation angle, the interpolation calculation formula, and the frequency in the simulation conditions in step S208. Determine if any have changed. If any of the amplitude Qx, the amplitude Qy, the rotation angle, the interpolation calculation formula, and the frequency is changed (YES), the CPU 211 (trajectory pattern calculation unit 204) returns the process to step S205 to the changed simulation conditions. Create a trajectory pattern based on it.
  • step S208 If none of the amplitude Qx, the amplitude Qy, the rotation angle, the interpolation calculation formula, and the frequency is changed in step S208 (NO), the CPU 211 (trajectory pattern calculation unit 204) moves among the simulation conditions in step S209. Determine if the speed has changed. If the movement speed is changed (YES), the CPU 211 (trajectory pattern calculation unit 204) returns the process to step S206 to create a movement locus pattern based on the changed movement speed. If the movement speed is not changed (NO), the CPU 211 returns the process to step S207.
  • step S207 If the instruction to create the coordinate pattern file is given in step S207 (YES), the CPU 211 (coordinate pattern file creation unit 205) is configured by the plurality of coordinate values input in the coordinate value input field 221 in step S210. Creates a coordinate pattern file that combines the coordinate pattern data indicating the coordinated coordinate pattern, the rotation angle set by the condition input unit 231 and the identification value indicating the selected interpolation calculation formula into one file, and ends the process. ..
  • the coordinate pattern file may include the coordinate pattern data and the identification value of the interpolation calculation formula as one file.
  • the coordinate pattern file may include the coordinate pattern data and the rotation angle as one file.
  • the coordinate pattern file may be a single file containing only the coordinate pattern data.
  • the coordinate pattern file created by the CPU 211 (coordinate pattern file creation unit 205) is transmitted to and stored in the coordinate pattern file database 75 by the network connection unit 214 at an arbitrary timing.
  • FIG. 12 shows a locus pattern display window 230 when the moving speed of the processing head 35 is changed to 3000 mm / min, which is half of 6000 mm / min in FIG. It can be seen that the overlapping amount of each cycle of the movement locus pattern MTp increases due to the lower movement speed of the processing head 35.
  • FIG. 13 shows a locus pattern display window 230 when the moving speed of the processing head 35 is changed to 9000 mm / min. It can be seen that the overlap amount of each cycle of the movement locus pattern MTp is reduced by increasing the movement speed of the processing head 35.
  • FIG. 14 shows a locus pattern display window 230 when the amplitudes Qx and Qy are changed to 200 ⁇ m while the moving speed is kept at 6000 mm / min.
  • FIG. 15 shows a locus pattern display window 230 when the amplitudes Qx and Qy are changed to 50 ⁇ m while the moving speed is kept at 6000 mm / min.
  • the overlap amount of each cycle also increases or decreases as the amplitudes of the locus patterns in the x-axis direction and the y-axis direction are changed.
  • FIG. 16 shows a locus pattern display window 230 when the frequency is changed to 2000 Hz, which is twice 1000 Hz in FIG. 11, while the moving speed is kept at 6000 mm / min.
  • FIG. 17 shows a locus pattern display window 230 when the frequency is changed to 500 Hz, which is half of 1000 Hz in FIG. 11, while the moving speed is kept at 6000 mm / min. Changing the frequency increases or decreases the amount of overlap in each cycle.
  • FIG. 18 shows a locus pattern display window 230 when the rotation angle is changed to 90 degrees under the simulation conditions of FIG.
  • FIG. 19 shows a locus pattern display window 230 when the interpolation calculation formula is changed to autumn plane interpolation under the simulation conditions of FIG.
  • the shape of the locus pattern Tp is changed, and the shape of the movement locus pattern MTp is changed accordingly.
  • the operator appropriately modifies the simulation conditions, confirms the shape of the locus pattern Tp or the shape of the movement locus pattern MTp, and selects the optimum locus pattern Tp or the movement locus pattern. can do.
  • the operator can create the coordinate pattern file after determining the optimum locus pattern Tp or the movement locus pattern.
  • FIG. 20 shows the amplitude change in the x-axis direction and the y-axis direction according to the figure 8 vibration pattern shown in FIG.
  • the figure eight vibration pattern shown in FIG. 6 is a locus pattern that vibrates in a sinusoidal shape in the x-axis direction and in a wave shape other than the sinusoidal wave in the y-axis direction.
  • the coordinate pattern file creation device 200 can also simulate a sinusoidal 8-shaped vibration pattern in both the x-axis direction and the y-axis direction.
  • the coordinate values input to the coordinate value input window 220, the locus pattern Tp displayed in the locus pattern display window 230, and the movement locus pattern MTp will be described.
  • the beam spots represented by circles vibrate so as to move in the order indicated by the numbers in the beam spots.
  • the beam spot at the position indicated by the number 3 moves to the position indicated by the number 1 and repeats the vibration.
  • the locus pattern shown in FIG. 21 is a pattern drawn only by the galvano scanner unit 32 vibrating the beam spot while the processing head 35 is not moving.
  • the operator sets the coordinate values of (x, y) in the columns 1 to 7 of the coordinate value input field 221 as (0, 0), (25, 25), and (50, respectively. Enter 48), (25,50), (0,50), (-25,50), (-50, -48), (-25,25). Then, in the coordinate pattern display area 222, the coordinate patterns corresponding to the plurality of coordinate values input in the coordinate value input field 221 are displayed. The operator understands in advance that the coordinate pattern for obtaining the substantially triangular locus pattern shown in FIG. 21 is the coordinate pattern shown in FIG. 22.
  • FIG. 23 shows a locus pattern drawn by the locus pattern simulation unit 202 based on the coordinate pattern shown in FIG.
  • the locus pattern is represented by points indicated by x indicating the coordinate values of the interpolation points. Because the coordinates of the parts drawn by the coordinate values (50,48), (25,50), (0,50), (-25,50), (-50, -48) are short distances between adjacent coordinates. , The amount of heat generated by the laser beam can be concentrated.
  • FIG. 24 shows the locus pattern display area 232 when the moving speed of the machining head 35 is 2000 mm / min, the amplitudes Qx and Qy are 100 ⁇ m, the frequency is 2000 Hz, the rotation angle is 0 degrees, and the interpolation calculation formula is natural spline interpolation.
  • the displayed locus pattern Tp and the moving locus pattern MTp are shown.
  • the shape of the locus pattern Tp or the movement locus pattern MTp is changed by changing at least one of the moving speed, amplitude Qx and Qy, frequency, rotation angle, and interpolation calculation formula of the machining head 35. be able to.
  • FIG. 25 shows the locus pattern Tp and the movement locus pattern MTp displayed in the locus pattern display area 232 when it is determined in step S2054 that the distance between the coordinates is not within the limit value.
  • the amplitudes Qx and Qy are set to 2000 ⁇ m, and the frequency is set to 1400 Hz, the upper limit of the angular velocity in which the distance between the coordinates is partially the limit value. It exceeds the movable distance with.
  • the CPU 211 may display the limit excess portion Tex of the locus pattern Tp in red, for example.
  • hatching is attached to the limit excess portion Tex.
  • the limit excess part Tex displayed in red indicates that the locus pattern Tp cannot be used. It may be indicated by text or graphic that it cannot be used. It is preferable to disable the output of the coordinate pattern file by deactivating the output instruction button 233 when the limit excess portion Tex exists at least in a part of the limit.
  • FIG. 26 shows the amplitude change in the x-axis direction and the y-axis direction according to the locus pattern shown in FIG. 23.
  • the locus pattern shown in FIG. 23 is a locus pattern that vibrates in a wave shape other than a sine wave in both the x-axis direction and the y-axis direction.
  • the coordinate pattern shown in FIG. 27 which is obtained by thinning out the coordinate values between the coordinate values (50, 48) and (-50, -48) in FIG. 22, is used, the drawn coordinate distances are used. It is possible to obtain the locus pattern shown in FIG. 28 in which the distance between the two becomes longer.
  • the locus pattern shown in FIG. 28 is different from the locus pattern shown in FIG. 23, and is a locus pattern in which the concentration of heat by the laser beam is suppressed.
  • the NC device 50 includes an NC control unit 51, a machining condition setting unit 52, a coordinate pattern file reading unit 53, an interpolation parameter calculation unit 54, a locus pattern calculation unit 55, a locus pattern holding unit 56, and a galvano drive. It includes a control unit 57 and a movement mechanism control unit 58.
  • the coordinate pattern file reading unit 53 to the locus pattern holding unit 56 constitute the locus pattern creating device 500.
  • the locus pattern holding unit 56 is composed of a storage unit for temporary storage.
  • the NC control unit 51 reads a machining program for machining the sheet metal W to be machined from the machining program database 60.
  • the machining condition setting unit 52 reads out the machining conditions when machining the sheet metal W from the machining condition database 70.
  • the processing conditions include the moving speed of the processing head 35, the laser output of the laser oscillator 10, the assist gas pressure, the frequency when the laser beam is vibrated by the galvano scanner unit 32, the amplitudes Qx and Qy, and the like.
  • the processing conditions may be selected by the operation unit 40, or may be automatically selected according to the material conditions (material and plate thickness) of the sheet metal W.
  • the read processing conditions are supplied to the NC control unit 51.
  • the coordinate pattern file reading unit 53 reads the coordinate pattern file from the coordinate pattern file database 75. If a locus pattern for vibrating the laser beam is set in the machining program, the coordinate pattern file reading unit 53 has coordinates for obtaining the set locus pattern based on the machining program read by the NC control unit 51. Read the pattern file.
  • the coordinate pattern file includes coordinate pattern data including at least the first plurality of coordinate values.
  • the calculation method of the interpolation parameter of the third-order spline interpolation in the interpolation parameter calculation unit 54 is the same as the calculation method in the interpolation parameter calculation unit 203 described above.
  • the locus pattern calculation unit 55 calculates the number of coordinates required for the locus pattern according to the frequency set in the processing conditions, and determines a plurality of coordinate values (second plurality of coordinate values) that are interpolation points. ..
  • the locus pattern calculation unit 55 enlarges or reduces the coordinate data indicating each coordinate value of the locus pattern according to the amplitudes Qx and Qy set in the processing conditions.
  • the locus pattern calculation unit 55 determines whether or not the distance between the coordinates is within the limit value. If the distance between the coordinates is within the limit value, the locus pattern data is held in the locus pattern holding unit 56.
  • the locus pattern data consists of coordinate values on the x-axis and y-axis that constitute the locus pattern.
  • the galvano drive control unit 57 controls the drive units 322 and 324 of the galvano scanner unit 32 so as to vibrate the laser beam based on the locus pattern data held in the locus pattern holding unit 56.
  • the moving mechanism (hereinafter, moving mechanism 22 and 23) including the X-axis carriage 22 and the Y-axis carriage 23 has driving units 22D and 23D for driving the moving mechanisms 22 and 23, respectively.
  • the movement mechanism control unit 58 controls the drive units 22D and 23D based on the machining command set in the machining program to move the machining head 35. At this time, the moving mechanism control unit 58 moves the machining head 35 at the moving speed set in the machining program.
  • the beam spot of the laser beam irradiated to the sheet metal W advances in the cutting traveling direction while vibrating in the locus pattern Tp and the moving locus pattern MTp determined by the moving speed and frequency of the processing head 35, and the sheet metal W is cut. Will be done.
  • the configuration inside the NC device 50 that controls the laser oscillator 10 and the assist gas supply device 80 is omitted.
  • the NC device 50 controls the laser oscillator 10 so that the laser output is set by the machining conditions, and controls the assist gas supply device 80 so that the assist gas pressure is set by the machining conditions.
  • the locus pattern creating device 500 reads the coordinate pattern file from the coordinate pattern file database 75 in step S501.
  • the locus pattern creating device 500 rotates the coordinate pattern at the rotation angle set in the coordinate pattern file.
  • the locus pattern creating device 500 calculates the interpolation parameters of the third-order spline interpolation using the interpolation calculation formula set in the coordinate pattern file.
  • step S504 the locus pattern creating device 500 calculates the number of coordinates required for the locus pattern corresponding to the frequency set in the machining conditions.
  • the locus pattern creating device 500 calculates each coordinate value of the locus pattern in step S505.
  • step S506 the locus pattern creating device 500 enlarges or reduces the coordinate data consisting of each coordinate value of the locus pattern according to the amplitudes Qx and Qy set in the processing conditions.
  • step S507 the locus pattern creating device 500 determines whether or not the inter-coordinate distance is within the limit value at all the positions of the locus pattern. If the inter-coordinate distance is within the limit value at all the positions of the locus pattern (YES), the locus pattern creating device 500 writes the locus pattern data to the locus pattern holding unit 56 in step S508, and ends the process. If the distance between the coordinates is not within the limit value (NO) at least in part, the locus pattern creating device 500 ends the process without writing the locus pattern data to the locus pattern holding unit 56.
  • the NC device 50 may display error information indicating that the sheet metal W cannot be machined using the selected locus pattern on the display unit 90.
  • the control method of the laser machining machine 100 of one or more embodiments controls the moving mechanisms 22 and 23 so as to move the machining head 35 at the moving speed set in the machining conditions, and also controls the locus pattern holding unit 56.
  • the galvano scanner unit 32 is controlled so as to vibrate the laser beam based on the trajectory pattern data stored in.
  • At least the interpolation parameter calculation unit 54 and the locus pattern calculation unit 55 in the locus pattern creation device 500 may be configured by the NC device 50 executing a computer program (trajectory pattern creation program).
  • the locus pattern display window 230 that displays the movement locus pattern MTp when the laser machining machine 100 processes the sheet metal W while moving the machining head 35 is illustrated. There is. When the laser processing machine 100 processes the sheet metal W without moving the processing head 35, only the locus pattern Tp is displayed on the locus pattern display window 230.
  • the locus pattern display window 230 that displays only the locus pattern Tp will be described as an example of the case where the laser processing machine 100 forms a plurality of holes h1 in the sheet metal W.
  • the diameter of the hole h1 is 1 mm
  • the pitch of the plurality of holes h1 is 5 mm in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • FIG. 32A partially shows an example of a machining program that controls the laser machining machine 100 so that the NC device 50 processes the sheet metal W as shown in FIG. 31 in one or more embodiments.
  • FIG. 32B partially shows an example of a conventional machining program in which the NC device 50 controls the laser machining machine 100 to machine the sheet metal W as shown in FIG. 31 for comparison.
  • G90 of the G code means an absolute coordinate command
  • G92 means a coordinate system setting.
  • Y0. Means to command (0,0) as the absolute coordinates of (X, Y).
  • E103 on the third line indicates a piercing code command.
  • G00 indicates a positioning command
  • Y5. Means positioning at coordinates (5, 5) at (X, Y).
  • M103 on the fifth line indicates a head lowering / beam-on / piercing command.
  • G91 on the sixth line indicates a relative coordinate command (incremental command).
  • G02 in G02I-0.5 on the 7th line indicates an arc interpolation command
  • G02I-0.5 indicates a command to turn on the beam and draw a circular locus with a radius of 0.5 mm. That is, G02I-0.5 means a command to form a circle with a radius of 0.5 mm on the sheet metal W while moving the processing head 35.
  • G00X5 on the 8th line means that the machining head 35 is moved by 5 mm in the X-axis direction because the relative coordinate command is given at G91 on the 6th line.
  • the laser machining machine 100 moves the machining head 35 by 5 mm in the Y-axis direction while moving the machining head 35 by 5 mm in the X-axis direction, and moves the machining head 35 so as to form a circle with a radius of 0.5 mm at each position.
  • the laser beam is applied to the sheet metal W while allowing the sheet metal W to be irradiated.
  • a plurality of holes h1 can be formed in the sheet metal W as shown in FIG. 31.
  • the NC device 50 controls the laser machining machine 100 using the conventional machining program shown in FIG. 32B to form a plurality of holes h1 in the sheet metal W as shown in FIG. 31, the machining time becomes very long. Therefore, it is required to shorten the processing time.
  • the NC apparatus 50 uses the machining program shown in FIG. 32A to operate the laser machining machine 100. Control.
  • E104 indicates a piercing code command and G24 indicates a beam-on piercing command.
  • the machining program shown in FIG. 32A means that the command to turn on the beam to open the pierced earring at a certain position and the movement of the machining head 35 in the X-axis direction by 5 mm are repeated. That is, the machining program shown in FIG. 32A does not include a command to move the machining head 35 during cutting of the sheet metal W.
  • the NC device 50 controls the galvano scanner unit 32 so as to vibrate the laser beam in a circular shape
  • the NC device 50 can form a plurality of holes h1 in the sheet metal W.
  • the laser processing machine 100 does not move the processing head 35, but vibrates the laser beam in a circular vibration pattern.
  • the operator can confirm the locus pattern Tp in advance by displaying the locus pattern Tp for forming the hole h1 in the sheet metal W on the locus pattern display window 230 by the coordinate pattern file creating device 200.
  • the operator inputs a plurality of coordinate values constituting the coordinate pattern for obtaining a circular vibration pattern in the coordinate value input field 221 of the coordinate value input window 220 by the coordinate input unit 201.
  • the operator sets the coordinate values of (x, y) in the columns of the numbers 1 to 7 of the coordinate value input field 221 as (0, 50), (35.4, 35.4), (50, 0), respectively. Enter (35.4-35.4), (0, -50), (-35.4-35.4), (-50,0), (-35.4, 35.4). ..
  • the coordinate patterns corresponding to the plurality of coordinate values input in the coordinate value input field 221 are displayed.
  • the locus pattern simulation unit 202 displays the locus pattern Tp based on the coordinate pattern of FIG. 33 in the locus pattern display area 232 of the locus pattern display window 230.
  • the locus pattern Tp shown in FIG. 34 is a locus pattern Tp corresponding to the shape of the hole h1.
  • the moving speed of the machining head 35 is 0 mm / min.
  • the amplitudes Qx and Qy are 1000 ⁇ m
  • the frequency is 1000 Hz
  • the rotation angle is 0 degrees
  • the interpolation calculation formula is autumn plane interpolation.
  • the beam spot Bs of the laser beam opens the nozzle 36 as shown in FIG. 35A. It moves in a circle within 36a. Thereby, a hole h1 having a diameter of, for example, 1 mm, which is smaller than the diameter of the opening 36a, can be formed in the sheet metal W.
  • the beam spots Bs are usually located at the center of the opening 36a. In this case, at the same time when the beam is turned on, the beam spot Bs may be displaced in the direction of the end of the opening 36a by the distance of the radius of the hole h1 to vibrate the laser beam with the circular locus pattern Tp.
  • the cutting of the sheet metal W is started from the starting point where the laser beam draws a circular locus, and after rotating 360 degrees and returning to the starting point, the starting point is set at least by an arc distance corresponding to half the distance of the beam spot Bs. It is better to turn off the beam after passing. That is, after the laser beam has rotated 360 degrees and returned to the starting point, it is preferable to irradiate the laser beams in duplicate after an angle exceeding 360 degrees.
  • the length in the circumferential direction in which the laser beams are irradiated in an overlapping manner may be 1/4 lap, half lap, 2 laps or more.
  • the angle at which the laser beam exceeds 360 degrees to vibrate in a circle is set by the piercing time of the machining conditions set in the machining condition file. Further, the amplitudes Qx and Qy that determine the size of the hole h1 and the frequency are also set according to the machining conditions.
  • the processing head 35 Since the processing head 35 has a weight of about several kilograms, the more frequently the processing head 35 is moved, the longer it takes to accelerate and decelerate the processing head 35, and the longer the processing time becomes.
  • the processing head 35 When a plurality of holes h1 are formed in the sheet metal W by vibrating the laser beam while the processing head 35 is stopped, the processing head 35 is simply moved between the positions where the holes h1 are formed with the beam turned off. Since it is good, the processing time can be shortened.
  • a case where a circular hole h1 is formed in the sheet metal W is taken as an example, but if the hole is smaller than the opening 36a of the nozzle 36, the laser beam can be vibrated while the processing head 35 is stopped. Shaped holes can be formed.
  • the galvano drive control unit 57 may vibrate the laser beam based on the locus pattern Tp corresponding to the shape of the hole formed in the sheet metal W.
  • the locus pattern Tp may have a closed shape.
  • a processing method for forming a hole by vibrating a laser beam with the processing head 35 stopped is preferably used when processing an aluminum plate having a plate thickness of 1.0 mm.
  • this processing method can also be used when processing iron, stainless steel, and brass. It is preferably used when processing a thin plate having a plate thickness of 2.0 mm or less, but it is also possible to process a sheet metal W having a plate thickness of more than 2.0 mm by increasing the laser output of the laser oscillator 10.
  • the type of assist gas is not limited.
  • the NC device 50 may be provided with a function of simulating the locus pattern Tp and the movement locus pattern MTp included in the coordinate pattern file creating device 200.
  • the coordinate pattern file created by the coordinate pattern file creation device 200 may be stored directly in the storage unit in the NC device 50 without being stored in the coordinate pattern file database 75.
  • the locus pattern display area 232 may display only the locus pattern Tp.
  • the locus pattern display area 232 preferably displays both the locus pattern Tp and the moving locus pattern MTp. However, the locus pattern Tp and the movement locus pattern MTp may not be displayed at the same time.
  • the laser processing machine 100 is not limited to the processing machine that cuts the sheet metal W, and may be a laser welding machine that welds the sheet metal W.
  • the coordinate pattern file is created after confirming the locus pattern Tp (moving locus pattern MTp) in advance, and the laser beam is vibrated into an arbitrary wave shape.
  • the purpose is to create a locus pattern of.
  • one or more embodiments are intended to process a sheet metal W by vibrating a laser beam into an arbitrary wave shape.
  • the following invention is made for the purpose of shortening the machining time when forming one or more holes smaller than the opening 36a of the nozzle 36 in the sheet metal W. Disclose.
  • the moving mechanism control unit controls the moving mechanism so as to stop the processing head while forming the hole in the sheet metal, and drives the sheet metal.
  • An NC control unit that controls the movement mechanism control unit and the drive control unit so that the control unit controls the beam vibration mechanism so as to vibrate the laser beam with a trajectory pattern corresponding to the shape of the hole.
  • a laser beam is emitted from the opening of the nozzle attached to the processing head to irradiate the sheet metal.
  • a laser processing method in which a laser beam irradiating a sheet metal is vibrated by a beam vibration mechanism in a predetermined locus pattern having a closed shape in the opening to form a hole smaller than the diameter of the opening in the sheet metal.

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Abstract

補間パラメータ計算部（２０３）は、座標入力部（２０１）によって入力された、レーザビームを振動させる際の１周期の軌跡パターンを決定するための座標パターンを構成する第１の複数の座標値に基づいて、所定の補間計算式の補間パラメータを計算する。軌跡パターン計算部（２０４）は、補間パラメータと、加工ヘッドの移動方向をｘ軸方向、ｘ方向と直交する方向をｙ軸方向としたときの軌跡パターンのｘ軸方向及びｙ軸方向の各振幅と、軌跡パターンの周波数と、レーザビームを振動させるビーム振動機構の制御周期とに基づいて、軌跡パターンを構成する第２の複数の座標値を計算する。

Description

座標パターンファイル作成装置、軌跡パターン作成装置、及びレーザ加工機の制御方法
　本開示は、座標パターンファイル作成装置、軌跡パターン作成装置、及びレーザ加工機の制御方法に関する。
　レーザ発振器より射出されたレーザビームによって板金を切断して、所定の形状を有する製品を作製するレーザ加工機が普及している。特許文献１及び２には、ガルバノスキャナユニットによってレーザビームを所定の軌跡パターン（振動パターン）で振動させながら板金を切断することが記載されている。
特許６５９２５６３号公報 特開２０１９－１５５４０４号公報
　ガルバノスキャナユニットは一対のスキャンミラーを備え、一対のスキャンミラーの一方または双方を往復振動させることによって、板金に照射されるレーザビームを振動させる。従来においては、スキャンミラーを駆動する駆動部は、スキャンミラーを正弦波状に振動させる。これは、駆動部がスキャンミラーを円滑に動かすことができるからである。
　ところが、スキャンミラーを正弦波状に振動させ振動方法では、レーザビームのビームスポットを、特許文献２に記載されているような特定の軌跡パターンでしか振動させることができない。特定の軌跡パターンとしては、レーザビームのビームスポットを、切断進行方向と平行方向に振動させる平行振動パターン、切断進行方向と直交する方向に振動させる直交振動パターンがある。他の特定の軌跡パターンとしては、ビームスポットが円を描くように振動させる円振動パターン、ビームスポットが数字の８を描くように振動させる８の字状振動パターン、アルファベットのＣを描くように振動させるＣ字状振動パターンがある。
　ここでの軌跡パターンとは、レーザビームを射出する加工ヘッドを移動させていない状で、ガルバノスキャナユニットがレーザビームを振動させることのみによって描かれるパターンである。板金を切断するときの実際の軌跡パターンは、ガルバノスキャナユニットによる軌跡パターンに加工ヘッドの移動に伴う変位が加えられた軌跡パターンとなる。
　上記のような特定の軌跡パターンに限定されない各種の軌跡パターンでレーザビームを振動させることができるよう、スキャンミラーを正弦波状だけでなく、正弦波以外の波形状に振動させることが望ましい。従来、正弦波以外の波形を含む任意の波形状に振動させることができるスキャンミラーの制御方法は確立されていない。
　そこで、レーザビームを任意の波形状に振動させるための軌跡パターン作成装置、及びレーザビームを任意の波形状に振動させて板金を加工することができるレーザ加工機の制御方法が求められる。また、どのような軌跡パターンでレーザビームが振動させられるかを事前に確認した上で軌跡パターンを決定するための座標パターンファイルを作成することができる座標パターンファイル作成装置が求められる。
　１またはそれ以上の実施形態は、レーザビームのビームスポットによって描かれる軌跡パターンを事前に確認した上で軌跡パターンを決定するための座標パターンファイルを作成することができる座標パターンファイル作成装置を提供することを目的とする。本発明は、レーザビームを任意の波形状に振動させるための軌跡パターンを作成することができる軌跡パターン作成装置、及びレーザビームを任意の波形状に振動させて板金を加工することができるレーザ加工機の制御方法を提供することを目的とする。
　１またはそれ以上の実施形態の第１の態様によれば、座標入力部によって入力された、加工ヘッドより射出されて板金に照射されるレーザビームを振動させる際の１周期の軌跡パターンを決定するための元データである座標パターンを構成する第１の複数の座標値に基づいて、所定の補間計算式の補間パラメータを計算する補間パラメータ計算部と、前記補間パラメータと、前記加工ヘッドの移動方向をｘ軸方向、ｘ方向と直交する方向をｙ軸方向としたときの前記軌跡パターンのｘ軸方向及びｙ軸方向の各振幅と、前記軌跡パターンの周波数と、レーザビームを振動させるビーム振動機構の制御周期とに基づいて、前記軌跡パターンを構成する第２の複数の座標値を計算する軌跡パターン計算部とを有し、前記第２の複数の座標値によって形成される前記軌跡パターンを表示部に表示する軌跡パターンシミュレーション部と、前記第１の複数の座標値によって構成された前記座標パターンを示す座標パターンデータを含む座標パターンファイルを作成する座標パターンファイル作成部とを備える座標パターンファイル作成装置が提供される。
　１またはそれ以上の実施形態の第２の態様によれば、予め作成された座標パターンファイルに含まれている、加工ヘッドより射出されて板金に照射されるレーザビームを振動させる際の１周期の軌跡パターンを決定するための元データである第１の複数の座標値によって構成された座標パターンに基づいて、所定の補間計算式の補間パラメータを計算する補間パラメータ計算部と、前記補間パラメータと、前記板金を加工する加工条件に設定されている、前記加工ヘッドの移動方向をｘ軸方向、ｘ方向と直交する方向をｙ軸方向としたときの前記軌跡パターンのｘ軸方向及びｙ軸方向の各振幅と、前記加工条件に設定されている前記軌跡パターンの周波数と、レーザビームを振動させるビーム振動機構の制御周期とに基づいて、前記軌跡パターンを構成する第２の複数の座標値を計算する軌跡パターン計算部と、前記第２の複数の座標値よりなる軌跡パターンデータを保持する軌跡パターン保持部とを備える軌跡パターン作成装置が提供される。
　１またはそれ以上の実施形態の第３の態様によれば、レーザビームを射出する加工ヘッドを板金の面に沿って前記板金に対して相対的に移動させる移動機構と、前記加工ヘッドより射出されて板金に照射されるレーザビームを振動させるビーム振動機構を備えるレーザ加工機を制御するＮＣ装置が、予め作成された座標パターンファイルに含まれている、レーザビームを振動させる際の１周期の軌跡パターンを決定するための元データである第１の複数の座標値によって構成された座標パターンに基づいて、所定の補間計算式の補間パラメータを計算し、前記補間パラメータと、前記板金を加工する加工条件に設定されている、前記加工ヘッドの移動方向をｘ軸方向、ｘ方向と直交する方向をｙ軸方向としたときの前記軌跡パターンのｘ軸方向及びｙ軸方向の各振幅と、前記加工条件に設定されている前記軌跡パターンの周波数と、前記ビーム振動機構の制御周期とに基づいて、前記軌跡パターンを構成する第２の複数の座標値を計算し、前記第２の複数の座標値よりなる軌跡パターンデータを記憶部に記憶し、前記加工条件に設定されている速度が０を超える速度であるとき、前記加工ヘッドを前記加工条件に設定されている速度で移動させるよう前記移動機構を制御し、かつ、前記記憶部に記憶された軌跡パターンデータに基づいてレーザビームを振動させるよう前記ビーム振動機構を制御するレーザ加工機の制御方法が提供される。
　１またはそれ以上の実施形態の座標パターンファイル作成装置によれば、レーザビームのビームスポットによって描かれる軌跡パターンを事前に確認した上で軌跡パターンを決定するための座標パターンファイルを作成することができる。本発明の軌跡パターン作成装置によれば、レーザビームを任意の波形状に振動させるための軌跡パターンを作成することができる。本発明のレーザ加工機の制御方法によれば、レーザビームを任意の波形状に振動させて板金を加工することができる
図１は、レーザ加工機の全体的な構成例を示す図である。 図２は、レーザ加工機におけるコリメータユニット及び加工ヘッドの詳細な構成例を示す斜視図である。 図３は、ビーム振動機構によるレーザビームの板金への照射位置の変位を説明するための図である。 図４は、１またはそれ以上の実施形態の座標パターンファイル作成装置を示すブロック図である。 図５は、１またはそれ以上の実施形態の座標パターンファイル作成装置を構成するコンピュータ機器を示すブロック図である。 図６は、８の字状振動パターンを示す図である。 図７は、１またはそれ以上の実施形態の座標パターンファイル作成装置で実行される処理を示すフローチャートである。 図８は、図７のステップＳ２０５の詳細な処理を示すフローチャートである。 図９は、１またはそれ以上の実施形態の座標パターンファイル作成装置が表示部に表示する座標値入力ウィンドウを示す図である。 図１０は、座標値入力ウィンドウに図６に示す８の字状振動パターンを得るための座標値よりなる座標パターンを入力した状態を示す図である。 図１１は、１またはそれ以上の実施形態の座標パターンファイル作成装置が、加工ヘッドの移動速度を６０００ｍｍ／分、振幅Ｑｘ及びＱｙを１００μｍ、周波数を１０００Ｈｚ、角度を０度、補間計算式を自然スプライン補間としたシミュレーション条件で、図１０に示す座標パターンに基づいて作成した軌跡パターンを含む軌跡パターン表示ウィンドウを示す図である。 図１２は、加工ヘッドの移動速度を３０００ｍｍ／分に変更した軌跡パターン表示ウィンドウを示す図である。 図１３は、加工ヘッドの移動速度を９０００ｍｍ／分に変更した軌跡パターン表示ウィンドウを示す図である。 図１４は、振幅Ｑｘ及びＱｙを２００μｍに変更した軌跡パターン表示ウィンドウを示す図である。 図１５は、振幅Ｑｘ及びＱｙを５０μｍに変更した軌跡パターン表示ウィンドウを示す図である。 図１６は、周波数を２０００Ｈｚに変更した軌跡パターン表示ウィンドウを示す図である。 図１７は、周波数を５００Ｈｚに変更した軌跡パターン表示ウィンドウを示す図である。 図１８は、角度を９０度に変更した軌跡パターン表示ウィンドウを示す図である。 図１９は、補間計算式を秋間プライン補間に変更した軌跡パターン表示ウィンドウを示す図である。 図２０は、図６に示す８の字状振動パターンのｘ軸方向及びｙ軸方向の時間方向の振幅変化を示す特性図である。 図２１は、略三角形状の軌跡パターンを示す図である。 図２２は、座標値入力ウィンドウに図２１に示す略三角形状の軌跡パターンを得るための座標値よりなる座標パターンを入力した状態を示す図である。 図２３は、図２２に示す座標パターンで得られる軌跡パターンを示す図である。 図２４は、１またはそれ以上の実施形態の座標パターンファイル作成装置が、加工ヘッドの移動速度を２０００ｍｍ／分、振幅Ｑｘ及びＱｙを１００μｍ、周波数を２０００Ｈｚ、角度を０度、補間計算式を自然スプライン補間としたシミュレーション条件で、図２２に示す座標パターンに基づいて作成した軌跡パターンを含む軌跡パターン表示ウィンドウを示す図である。 図２５は、座標間の距離が制限値以内にないと判定された状態の跡パターンを含む軌跡パターン表示ウィンドウを示す図である。 図２６は、図２１に示す略三角形状の軌跡パターンのｘ軸方向及びｙ軸方向の時間方向の振幅変化を示す特性図である。 図２７は、図２２に示す座標パターンを変形した座標パターンを示す図である。 図２８は、図２７に示す座標パターンで得られる軌跡パターンを示す図である。 図２９は、１またはそれ以上の実施形態の軌跡パターン作成装置を備えるＮＣ装置を示すブロック図である。 図３０は、１またはそれ以上の実施形態の軌跡パターン作成装置で実行される処理であり、１またはそれ以上の実施形態のレーザ加工機の制御方法の部分的な処理を示すフローチャートである。 図３１は、複数の穴を形成した板金を示す部分平面図である。 図３２Ａは、１またはそれ以上の実施形態において、ＮＣ装置が図３１に示すように板金を加工するための加工プログラムを部分的に示す図である。 図３２Ｂは、ＮＣ装置が図３１に示すように板金を加工するための従来の加工プログラムを部分的に示す図である。 図３３は、１またはそれ以上の実施形態の座標パターンファイル作成装置が表示部に表示する座標値入力ウィンドウに、円形の状振動パターンを得るための座標値よりなる座標パターンを入力した状態を示す図である。 図３４は、１またはそれ以上の実施形態の座標パターンファイル作成装置が、加工ヘッドの移動速度を０ｍｍ／分、振幅Ｑｘ及びＱｙを１００μｍ、周波数を１０００Ｈｚ、角度を０度、補間計算式を秋間スプライン補間としたシミュレーション条件で、図３３に示す座標パターンに基づいて作成した軌跡パターンを含む軌跡パターン表示ウィンドウを示す図である。 図３５Ａは、レーザビームを図３４に示す円形の軌跡パターンで振動させた状態を示す図である。 図３５Ｂは、ノズルの開口の中心に位置しているレーザビームを開口の端部の方向に変位させた後に、図３４に示す円形の軌跡パターンで振動させた状態を示す図である。
　以下、１またはそれ以上の実施形態の座標パターンファイル作成装置、軌跡パターン作成装置、及びレーザ加工機の制御方法について、添付図面を参照して説明する。まず、図１～図３を用いて、ガルバノスキャナユニットを備えて、レーザビームを所定の軌跡パターンで振動させながら板金を切断することができるレーザ加工機の構成例を説明する。
　図１において、レーザ加工機１００は、レーザビームを生成して射出するレーザ発振器１０と、レーザ加工ユニット２０と、レーザ発振器１０より射出されたレーザビームをレーザ加工ユニット２０へと伝送するプロセスファイバ１２とを備える。また、レーザ加工機１００は、操作部４０と、ＮＣ装置５０と、アシストガス供給装置８０と、表示部９０とを備える。ＮＣ装置５０は、レーザ加工機１００の各部を制御する制御装置の一例である。
　ＮＣ装置５０には、加工プログラムデータベース６０と、加工条件データベース７０と、座標パターンファイルデータベース７５とが接続されている。加工プログラムデータベース６０と、加工条件データベース７０と、座標パターンファイルデータベース７５は、レーザ加工機１００が備えていてもよいし、レーザ加工機１００の外部に設けられていてもよい。後者の場合、加工プログラムデータベース６０と、加工条件データベース７０と、座標パターンファイルデータベース７５は、ネットワークを介してレーザ加工機１００と接続される構成であればよい。
　レーザ発振器１０としては、レーザダイオードより発せられる励起光を増幅して所定の波長のレーザビームを射出するレーザ発振器、またはレーザダイオードより発せられるレーザビームを直接利用するレーザ発振器が好適である。レーザ発振器１０は、例えば、固体レーザ発振器、ファイバレーザ発振器、ディスクレーザ発振器、ダイレクトダイオードレーザ発振器（ＤＤＬ発振器）である。
　レーザ発振器１０は、波長９００ｎｍ～１１００ｎｍの１μｍ帯のレーザビームを射出する。ファイバレーザ発振器及びＤＤＬ発振器を例とすると、ファイバレーザ発振器は、波長１０６０ｎｍ～１０８０ｎｍのレーザビームを射出し、ＤＤＬ発振器は、波長９１０ｎｍ～９５０ｎｍのレーザビームを射出する。
　レーザ加工ユニット２０は、加工対象の板金Ｗを載せる加工テーブル２１と、門型のＸ軸キャリッジ２２と、Ｙ軸キャリッジ２３と、Ｙ軸キャリッジ２３に固定されたコリメータユニット３０と、加工ヘッド３５とを有する。Ｘ軸キャリッジ２２は、加工テーブル２１上でＸ軸方向に移動自在に構成されている。Ｙ軸キャリッジ２３は、Ｘ軸キャリッジ２２上でＸ軸に垂直なＹ軸方向に移動自在に構成されている。Ｘ軸キャリッジ２２及びＹ軸キャリッジ２３は、加工ヘッド３５を板金Ｗの面に沿って、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、または、Ｘ軸とＹ軸との任意の合成方向に移動させる移動機構として機能する。
　加工ヘッド３５を板金Ｗの面に沿って移動させる代わりに、加工ヘッド３５は位置が固定されていて、板金Ｗが移動するように構成されていてもよい。レーザ加工機１００は、板金Ｗの面に対して加工ヘッド３５を相対的に移動させる移動機構を備えていればよい。
　加工ヘッド３５には、先端部に円形の開口３６ａを有し、開口３６ａよりレーザビームを射出するノズル３６が取り付けられている。ノズル３６の開口３６ａより射出されたレーザビームは板金Ｗに照射される。アシストガス供給装置８０は、アシストガスとして窒素、酸素、窒素と酸素との混合気体、または空気を加工ヘッド３５に供給する。板金Ｗの加工時に、アシストガスは開口３６ａより板金Ｗへと吹き付けられる。アシストガスは、板金Ｗが溶融したカーフ幅内の溶融金属を排出する。
　図２に示すように、コリメータユニット３０は、プロセスファイバ１２より射出された発散光のレーザビームを平行光（コリメート光）に変換するコリメーションレンズ３１を備える。また、コリメータユニット３０は、ガルバノスキャナユニット３２と、ガルバノスキャナユニット３２より射出されたレーザビームをＸ軸及びＹ軸に垂直なＺ軸方向下方に向けて反射させるベンドミラー３３を備える。加工ヘッド３５は、ベンドミラー３３で反射したレーザビームを集束して、板金Ｗに照射する集束レンズ３４を備える。
　レーザビームの焦点位置を調整するために、集束レンズ３４は図示していない駆動部及び移動機構によって、板金Ｗに近付く方向及び板金Ｗより離隔する方向に移動自在に構成されている。
　レーザ加工機１００は、ノズル３６の開口３６ａより射出されるレーザビームが開口３６ａの中心に位置するように芯出しされている。基準の状態では、レーザビームは、開口３６ａの中心より射出する。ガルバノスキャナユニット３２は、加工ヘッド３５内を進行して開口３６ａより射出されるレーザビームを、開口３６ａ内で振動させるビーム振動機構として機能する。
　ガルバノスキャナユニット３２は、コリメーションレンズ３１より射出されたレーザビームを反射するスキャンミラー３２１と、スキャンミラー３２１を所定の角度となるように回転させる駆動部３２２とを有する。また、ガルバノスキャナユニット３２は、スキャンミラー３２１より射出されたレーザビームを反射するスキャンミラー３２３と、スキャンミラー３２３を所定の角度となるように回転させる駆動部３２４とを有する。駆動部３２２及び３２４はモータによって構成することができる。
　駆動部３２２及び３２４は、ＮＣ装置５０による制御に基づき、それぞれ、スキャンミラー３２１及び３２３を所定の角度範囲で往復振動させることができる。スキャンミラー３２１とスキャンミラー３２３とのいずれか一方または双方を往復振動させることによって、ガルバノスキャナユニット３２は、板金Ｗに照射されるレーザビームを振動させる。
　ガルバノスキャナユニット３２はビーム振動機構の一例であり、ビーム振動機構は一対のスキャンミラーを有するガルバノスキャナユニット３２に限定されない。
　図３は、スキャンミラー３２１とスキャンミラー３２３とのいずれか一方または双方が傾けられて、板金Ｗに照射されるレーザビームの位置が変位した状態を示している。図３において、ベンドミラー３３で折り曲げられて集束レンズ３４を通過する細実線は、レーザ加工機１００が基準の状態であるときのレーザビームの光軸を示している。
　なお、詳細には、ベンドミラー３３の手前に位置しているガルバノスキャナユニット３２の作動により、ベンドミラー３３に入射するレーザビームの光軸の角度が変化し、光軸がベンドミラー３３の中心から外れる。図３では、簡略化のため、ガルバノスキャナユニット３２の作動前後でベンドミラー３３へのレーザビームの入射位置を同じ位置としている。
　ガルバノスキャナユニット３２による作用によって、レーザビームの光軸が細実線で示す位置から太実線で示す位置へと変位したとする。ベンドミラー３３で反射するレーザビームが角度θで傾斜したとすると、板金Ｗへのレーザビームの照射位置は距離Δｓだけ変位する。集束レンズ３４の焦点距離をＥＦＬ（Effective Focal Length）とすると、距離Δｓは、ＥＦＬ×ｓｉｎθで計算される。
　ガルバノスキャナユニット３２がレーザビームを図３に示す方向とは逆方向に角度θだけ傾ければ、板金Ｗへのレーザビームの照射位置を図３に示す方向とは逆方向に距離Δｓだけ変位させることができる。距離Δｓは開口３６ａの半径未満の距離であり、好ましくは、開口３６ａの半径から所定の余裕量だけ引いた距離を最大距離とした最大距離以下の距離である。
　ＮＣ装置５０は、ガルバノスキャナユニット３２の駆動部３２２及び３２４を制御することによって、レーザビームを板金Ｗの面内の所定の方向に振動させることができる。レーザビームを振動させることによって、板金Ｗの面上に形成されるビームスポットを振動させることができる。
　以上のように構成されるレーザ加工機１００は、レーザ発振器１０より射出されたレーザビームによって板金Ｗを切断して所定の形状を有する製品を作製する。レーザ加工機１００は、レーザビームの焦点を、板金Ｗの上面、上面より所定の距離だけ上方、または上面より所定の距離だけ下方で板金Ｗの板厚内のいずれかの適宜の位置に位置させて、レーザビームを所定の軌跡パターンで振動させながら板金を切断する。
　加工プログラムデータベース６０には、板金Ｗを切断するための加工プログラムが記憶されている。ＮＣ装置５０は、加工プログラムデータベース６０より加工プログラムを読み出し、加工条件データベース７０に記憶されている複数の加工条件ファイルのうちのいずれかの加工条件ファイルを選択する。ＮＣ装置５０は、読み出した加工プログラム及び選択した加工条件ファイルで設定されている加工条件に基づいて板金Ｗを切断するようレーザ加工機１００を制御する。
　座標パターンファイルデータベース７５には、レーザビームを振動させる軌跡パターンを決定する際に用いる座標パターンファイルが記憶されている。座標パターンファイルの詳細については後述する。ＮＣ装置５０は、板金Ｗを切断するときにレーザビームを振動させる場合には、座標パターンファイルデータベース７５より所望の座標パターンファイルを読み出す。ＮＣ装置５０は、読み出した座標パターンファイルを用いて軌跡パターンを決定して、レーザビームを振動させるようガルバノスキャナユニット３２を制御する。
　図４は、軌跡パターンをシミュレーションして、座標パターンファイルを作成することができる１またはそれ以上の実施形態の座標パターンファイル作成装置２００を示している。座標パターンファイル作成装置２００は、座標入力部２０１と、軌跡パターンシミュレーション部２０２と、座標パターンファイル作成部２０５とを備える。軌跡パターンシミュレーション部２０２は、補間パラメータ計算部２０３及び軌跡パターン計算部２０４を備える。
　図４に示す座標パターンファイル作成装置２００は、図５に示すコンピュータ機器２１０によって構成することができる。図５において、コンピュータ機器２１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）２１１、非一時的な記憶媒体２１２、メインメモリ２１３、ネットワーク接続部２１４を備える。コンピュータ機器２１０は表示部２１５及び操作部２１６を備えるか、コンピュータ機器２１０に表示部２１５及び操作部２１６が接続されている。記憶媒体２１２には、座標パターンファイルを作成するためのコンピュータプログラムである座標パターンファイル作成プログラムが記憶されている。
　ＣＰＵ２１１が座標パターンファイル作成プログラムをメインメモリ２１３にロードして、座標パターンファイル作成プログラムを実行することによって、図４に示す座標パターンファイル作成装置２００が構成される。表示部２１５及び操作部２１６は、座標入力部２０１として機能する。操作部２１６は、キーボードであってもよいし、表示部２１５の画面に装着されたタッチパネルであってもよい。ＣＰＵ２１１が座標パターンファイル作成プログラムを実行することによって、軌跡パターンシミュレーション部２０２及び座標パターンファイル作成部２０５の機能が実現される。
　ビームスポットを図６に示す８の字状振動パターンで振動させる場合を例として、図４に示す座標パターンファイル作成装置２００が、８の字状振動パターンを得るための座標パターンファイルをどのように作成するかを説明する。図６において、円で示すビームスポットは、ビームスポット内の数字で示す順に移動するように振動する。数字８で示す位置のビームスポットは数字１で示す位置へと移動して振動を繰り返す。図６に示す８の字状振動パターンは、加工ヘッド３５が移動していない状態でガルバノスキャナユニット３２がビームスポットを振動させることのみによって描かれるパターンである。
　図７及び図８に示すフローチャートは、座標パターンファイル作成装置２００で実行される処理を示す。ＣＰＵ２１１が座標パターンファイル作成プログラムを実行すると、ＣＰＵ２１１は、図７のステップＳ２０１にて、表示部２１５に、図９に示す座標値入力ウィンドウ２２０を表示する。座標値入力ウィンドウ２２０が座標入力部２０１の少なくとも一部に相当する。
　座標値入力ウィンドウ２２０は、１周期の軌跡パターンを決定するための元データである座標パターンを構成する複数の座標値（第１の複数の座標値）を入力する座標値入力欄２２１と、座標パターンを表示する座標パターン表示領域２２２とを有する。座標値入力ウィンドウ２２０は、座標パターンファイルデータベース７５に記憶されている座標パターンファイルを読み出すための読み出しボタン２２３と、クリアボタン２２４と、シミュレーション指示ボタン２２５とを有する。
　加工ヘッド３５の移動方向である板金Ｗの切断進行方向をｘ軸方向、板金Ｗの面内でｘ軸方向と直交する方向をｙ軸方向とする。ｘ軸方向及びｙ軸方向は、Ｘ軸キャリッジ２２及びＹ軸キャリッジ２３が、加工ヘッド３５を板金Ｗの面に沿って、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、または、Ｘ軸とＹ軸との任意の合成方向に移動させる移動方向によって決まる。
　オペレータは、ステップＳ２０２にて、座標値入力欄２２１に座標パターンを構成する複数の座標値を入力する。図１０に示すように、オペレータは、座標値入力欄２２１の番号１～７の欄に、（ｘ，ｙ）の座標値として、それぞれ（０，０）、（－５０，２５）、（０，５０）、（５０，２５）、（０，０）、（－５０，－２５）、（０，－５０）、（５０，－２５）と入力する。
　すると、座標パターン表示領域２２２には、座標値入力欄２２１に入力された複数の座標値に対応した座標パターンが表示される。座標値入力欄２２１のＳｔａｒｔと表記されている欄にチェックを付した座標値は、座標パターンの開始座標となる。
　なお、オペレータは、事前に、図６に示す８の字状振動パターンを得るための座標パターンが図１０に示す座標パターンであることを理解している。図１０における座標パターン表示領域２２２のｘ軸方向及びｙ軸方向の表示範囲は、座標値入力欄２２１に入力された複数の座標値に対応して、図９における表示範囲とは異なる表示範囲とされている。
　ＣＰＵ２１１は、ステップＳ２０３にて、シミュレーションの指示がなされたか否かを判定する。シミュレーションの指示がなされなければ（NO）、ステップＳ２０２及びＳ２０３の処理が繰り返される。図１０において、オペレータがシミュレーション指示ボタン２２５を押下してシミュレーションの指示がなされると（YES）、ＣＰＵ２１１（補間パラメータ計算部２０３）は、ステップＳ２０４にて、入力された座標値に基づいて、３次スプライン補間の補間パラメータを計算する。
　３次スプライン補間の計算方法には、自然スプライン補間、秋間プライン補間等の各種の補間計算式（補間方法）がある。ステップＳ２０４では、使用される補間計算式が選択されている。
　ＣＰＵ２１１（補間パラメータ計算部２０３）は、ｘ軸方向及びｙ軸方向それぞれの補間パラメータを計算する。補間パラメータとは、３次スプライン補間で用いられる式（１）及び式（２）で示す区分的多項式Ｓｉ（ｘ）及びＳｉ（ｙ）の係数ａ、ｂ、ｃ、及びｄである。区分的多項式Ｓｉ（ｘ）は離散点である座標値ｘｉと座標値ｘｉ＋１との間を補間する３次元多項式であり、区分的多項式Ｓｉ（ｙ）は離散点である座標値ｙｉと座標値ｙｉ＋１との間を補間する３次元多項式である。
　Ｓｉ（ｘ）＝ａｉ＋ｂｉ（ｘ－ｘｉ）＋ｃｉ（ｘ－ｘｉ）２＋ｄｉ（ｘ－ｘｉ）３　…（１）
　　Ｓｉ（ｙ）＝ａｉ＋ｂｉ（ｙ－ｙｉ）＋ｃｉ（ｙ－ｙｉ）２＋ｄｉ（ｙ－ｙｉ）３　…（２）
　実際には、ｘ軸の補間パラメータとｙ軸の補間パラメータとを個別に計算するために、媒介変数ｕを用いた式（３）及び式（４）が用いられる。座標値の数が７である場合、媒介変数ｕは０から座標値の数より１を減算した数まで、即ち、０～６である。このとき、媒介変数ｕは順番に入力された座標番号値であり、各座標値間を均等の時間で移動して１周期の移動を終えることにより、ｘ軸方向の座標値－入力座標番号値（時間）、ｙ軸方向の座標値－入力座標番号値（時間）の補間計算式が求まる。
　ｘｉ（ｕ）＝ａｘ，ｉ＋ｂｘ，ｉｕ＋ｃｘ，ｉｕ２＋ｄｘ，ｉｕ３　…（３）
　ｙｉ（ｕ）＝ａｙ，ｉ＋ｂｙ，ｉｕ＋ｃｙ，ｉｕ２＋ｄｙ，ｉｕ３　…（４）
　ＣＰＵ２１１（軌跡パターン計算部２０４）は、ステップＳ２０５にて、補間パラメータと、シミュレーション条件と、ガルバノスキャナユニット３２の制御周期とに基づいて軌跡パターンを作成する。続けて、ＣＰＵ２１１（軌跡パターン計算部２０４）は、ステップＳ２０６にて、シミュレーション条件に基づいて軌跡パターンを切断進行方向に移動させた移動軌跡パターンを作成する。ＣＰＵ２１１は、ステップＳ２０６にて、表示部２１５に、図１１に示す軌跡パターン表示ウィンドウ２３０を表示する。
　軌跡パターン表示ウィンドウ２３０は、シミュレーション条件を入力する条件入力部２３１と、軌跡パターン及び移動軌跡パターンを表示する軌跡パターン表示領域２３２と、座標パターンファイルの出力を指示するための出力指示ボタン２３３とを有する。条件入力部２３１は、Speedと表記されている加工ヘッド３５の移動速度の入力部、Ｑｘと表記されている軌跡パターンのｘ軸方向の振幅の入力部、Ｑｙと表記されている軌跡パターンのｙ軸方向の振幅の入力部を含む。また、条件入力部２３１は、Frequencyと表記されているレーザビームを振動させる周波数の入力部、Angleと表記されている軌跡パターンを回転させる回転角度、Splineと表記されている補間計算式の選択部を含む。
　補間計算式の選択部では、自然スプライン補間（Natural）と秋間スプライン補間（Akima）とが選択可能である。補間計算式の選択部には、ステップＳ２０４で使用された補間計算式が選択されている。ステップＳ２０４で自然スプライン補間が使用されており、自然スプライン補間が選択されている。なお、１またはそれ以上の実施形態においては補間計算式の一例としてスプライン補間の補間計算式を用いているが、他の任意の補間方法の補間計算式を用いてもよく、所定の補間計算式が選択されていればよい。
　ステップＳ２０５で用いられるシミュレーション条件とは、具体的には、条件入力部２３１で設定されている振幅Ｑｘ及びＱｙ、周波数、軌跡パターンの回転角度、補間計算式である。ステップＳ２０６で用いられるシミュレーション条件とは、具体的には、条件入力部２３１で設定されている加工ヘッド３５の移動速度及び周波数である。
　図８は、ステップＳ２０５の詳細な処理を示す。図８において、ＣＰＵ２１１（軌跡パターン計算部２０４）は、ステップS2051にて、条件入力部２３１の周波数の入力部に設定されている周波数に対応する、軌跡パターンを形成するのに必要な座標の数を計算する。周波数を１０００Ｈｚとし、ガルバノスキャナユニット３２の制御周期を１μｓとする。軌跡パターンの周期は１／１０００ｓ＝１０００μｓである。この場合、軌跡パターンに必要な座標数は１０００μｓ／１μｓで１０００となる。
　ＣＰＵ２１１（軌跡パターン計算部２０４）は、ステップS2052にて、軌跡パターンを構成する補間点である複数の座標値（第２の複数の座標値）を計算する。このとき、ＣＰＵ２１１（軌跡パターン計算部２０４）は、ｘ軸の補間パラメータとｙ軸の補間パラメータとを用いて、軌跡パターンのｘ軸方向の座標値とｙ軸方向の座標値を個別に計算する。
　具体的には、各座標値は次のように計算される。入力された座標パターンの座標値が２５である場合を例とする。３次スプライン補間によって補間されるべき補間点は、入力された座標値から１を減算した入力座標番号値を座標数１０００で除算した０．０２４間隔の、ｘ軸方向及びｙ軸方向それぞれの０、０．０２４、０．０４８、０．０７２、…２３．9２８、２３．９５２、２３．９７６の１０００座標となる。補間点と補間パラメータとによって求められる同じ補間点の座標値を有するｘ軸方向の座標値とｙ軸方向の座標値とによって軌跡パターンの各座標値が決まる。
　例えば、ｘ軸方向の補間点０の座標値とｙ軸方向の補間点０の座標値とによって１つ目の補間点の座標値が決まり、ｘ軸方向の補間点０．０２４の座標値とｙ軸方向の補間点０．０２４の座標値とによって２つ目の補間点の座標値が決まる。以降、１０００番目の補間点の座標値まで同様である。
　ＣＰＵ２１１（軌跡パターン計算部２０４）は、ステップS2053にて、軌跡パターンの各座標の位置を示す座標データを、振幅Ｑｘ及びＱｙに応じて拡大または縮小する。ＣＰＵ２１１（軌跡パターン計算部２０４）は、ステップS2054にて、座標間の距離が制限値以内であるか否かを判定する。座標間の距離は周波数と振幅Ｑｘ及びＱｙとに応じて変更される。ガルバノスキャナユニット３２のスキャンミラー３２１及び３２３が角度を変更する角速度には上限がある。軌跡パターンの一部でも、座標間の距離が角速度の上限値で移動可能な距離を超えれば、その軌跡パターンを描くことはできないため使用不可となる。
　ＣＰＵ２１１がステップＳ２０４～Ｓ２０６の処理を実行することによって、図１１に示すように、軌跡パターン表示領域２３２には、軌跡パターンＴｐと、加工ヘッド３５の移動に伴って軌跡パターンＴｐが切断進行方向に移動していく移動軌跡パターンＭＴｐとが表示される。移動軌跡パターンＭＴｐは、軌跡パターンＴｐの周波数と、加工ヘッド３５の移動速度とによって決まる。
　軌跡パターンＴｐ及び移動軌跡パターンＭＴｐは、後述する図２３と同様に、補間点の座標値を示す所定の形状の点によって形成される。図１１～図１９、図２４、及び図２５においては、軌跡パターンＴｐ及び移動軌跡パターンＭＴｐを所定の形状の点を省略した曲線で示している。なお、所定の形状の点のみを表示してもよいし、隣接する点の間（即ち座標間）を直線または曲線で連結してもよい。軌跡パターンＴｐと移動軌跡パターンＭＴｐとを異なる色で表示するのがよい。移動軌跡パターンＭＴｐの各周期を互いに異なる色で表示してもよい。
　ここでは、第１周期～第３周期の軌跡パターンＭＴｐ１～ＭＴｐ３が表示されている。図１１に示す軌跡パターンＴｐ及び移動軌跡パターンＭＴｐは、加工ヘッド３５の移動速度が６０００ｍｍ／分、振幅Ｑｘ及びＱｙが１００μｍ、周波数が１０００Ｈｚ、回転角度が０度、補間計算式が自然スプライン補間の場合を示している。
　図７に戻り、ＣＰＵ２１１は、ステップＳ２０７にて、座標パターンファイルを出力する指示がなされたか否かを判定する。座標パターンファイルを出力する指示がなされなければ（NO）、ＣＰＵ２１１（軌跡パターン計算部２０４）は、ステップＳ２０８にて、シミュレーション条件のうちの振幅Ｑｘ、振幅Ｑｙ、回転角度、補間計算式、周波数のいずれかが変更されたか否かを判定する。振幅Ｑｘ、振幅Ｑｙ、回転角度、補間計算式、周波数のいずれかが変更されれば（YES）、ＣＰＵ２１１（軌跡パターン計算部２０４）は、処理をステップＳ２０５に戻して、変更されたシミュレーション条件に基づいて軌跡パターンを作成する。
　ステップＳ２０８にて振幅Ｑｘ、振幅Ｑｙ、回転角度、補間計算式、周波数のいずれも変更されなければ（NO）、ＣＰＵ２１１（軌跡パターン計算部２０４）は、ステップＳ２０９にて、シミュレーション条件のうちの移動速度が変更されたか否かを判定する。移動速度が変更されれば（YES）、ＣＰＵ２１１（軌跡パターン計算部２０４）は、処理をステップＳ２０６に戻して、変更された移動速度に基づいて移動軌跡パターンを作成する。移動速度が変更されなければ（NO）、ＣＰＵ２１１は処理をステップＳ２０７に戻す。
　ステップＳ２０７にて座標パターンファイルを作成する指示がなされれば（YES）、ＣＰＵ２１１（座標パターンファイル作成部２０５）は、ステップＳ２１０にて、座標値入力欄２２１に入力された複数の座標値によって構成された座標パターンを示す座標パターンデータと、条件入力部２３１で設定した回転角度と、選択された補間計算式を示す識別値とを１つのファイルとした座標パターンファイルを作成して処理を終了させる。
　回転角度を０度に限定する場合には、座標パターンファイルは座標パターンデータと補間計算式の識別値とを１つのファイルとしてもよい。補間計算式を自然スプライン補間または秋間プライン補間の１つに限定する場合には、座標パターンファイルは座標パターンデータと回転角度とを１つのファイルとしてもよい。回転角度を０度に限定し、補間計算式を１つに限定する場合には、座標パターンファイルは座標パターンデータのみで１つのファイルとしてもよい。
　ＣＰＵ２１１（座標パターンファイル作成部２０５）によって作成された座標パターンファイルは、任意のタイミングで、ネットワーク接続部２１４によって座標パターンファイルデータベース７５に送信されて記憶される。
　図１２は、加工ヘッド３５の移動速度を図１１の６０００ｍｍ／分の半分の３０００ｍｍ／分に変更した場合の軌跡パターン表示ウィンドウ２３０を示している。加工ヘッド３５の移動速度が低くなったことにより、移動軌跡パターンＭＴｐの各周期の重複量が増大することが分かる。図１３は、加工ヘッド３５の移動速度を９０００ｍｍ／分に変更した場合の軌跡パターン表示ウィンドウ２３０を示している。加工ヘッド３５の移動速度が高くなったことにより、移動軌跡パターンＭＴｐの各周期の重複量が減少することが分かる。
　図１４は、移動速度を６０００ｍｍ／分としたままで、振幅Ｑｘ及びＱｙを２００μｍに変更した場合の軌跡パターン表示ウィンドウ２３０を示している。図１５は、移動速度を６０００ｍｍ／分としたままで、振幅Ｑｘ及びＱｙを５０μｍに変更した場合の軌跡パターン表示ウィンドウ２３０を示している。振幅Ｑｘ及びＱｙを変更すると、軌跡パターンのｘ軸方向及びｙ軸方向の振幅が変更されることに伴い、各周期の重複量も増減する。
　図１６は、移動速度を６０００ｍｍ／分としたままで、周波数を図１１の１０００Ｈｚの２倍の２０００Ｈｚに変更した場合の軌跡パターン表示ウィンドウ２３０を示している。図１７は、移動速度を６０００ｍｍ／分としたままで、周波数を図１１の１０００Ｈｚの半分の５００Ｈｚに変更した場合の軌跡パターン表示ウィンドウ２３０を示している。周波数を変更すると、各周期の重複量が増減する。
　図１８は、図１１のシミュレーション条件で回転角度を９０度に変更した場合の軌跡パターン表示ウィンドウ２３０を示している。図１９は、図１１のシミュレーション条件で補間計算式を秋間プライン補間に変更した場合の軌跡パターン表示ウィンドウ２３０を示している。補間計算式を自然スプライン補間から秋間プライン補間に変更すると、軌跡パターンＴｐの形状が変更され、それに伴って移動軌跡パターンＭＴｐの形状が変更される。
　オペレータは、図１１～図１９に示すように、シミュレーション条件を適宜に修正して、軌跡パターンＴｐの形状または移動軌跡パターンＭＴｐの形状を確認して、最適な軌跡パターンＴｐまたは移動軌跡パターンを選択することができる。オペレータは、最適な軌跡パターンＴｐまたは移動軌跡パターンを決定した上で座標パターンファイルを作成することができる。
　図２０は、図６に示す８の字状振動パターンによるｘ軸方向及びｙ軸方向の振幅変化を示している。図２０に示すように、図６に示す８の字状振動パターンは、ｘ軸方向では正弦波状に振動し、ｙ軸方向では正弦波以外の波形状に振動する軌跡パターンであることが分かる。座標パターンファイル作成装置２００は、ｘ軸方向及びｙ軸方向の双方で正弦波状の８の字状振動パターンをシミュレーションすることも可能である。
　図２１に示す略三角形状の軌跡パターンを例として、座標値入力ウィンドウ２２０に入力される座標値と、軌跡パターン表示ウィンドウ２３０に表示される軌跡パターンＴｐ及び移動軌跡パターンＭＴｐを説明する。図２１において、円で示すビームスポットは、ビームスポット内の数字で示す順に移動するように振動する。数字３で示す位置のビームスポットは数字１で示す位置へと移動して振動を繰り返す。図６と同様に、図２１に示す軌跡パターンは、加工ヘッド３５が移動していない状態でガルバノスキャナユニット３２がビームスポットを振動させることのみによって描かれるパターンである。
　図２２に示すように、オペレータは、座標値入力欄２２１の番号１～７の欄に、（ｘ，ｙ）の座標値として、それぞれ（０，０）、（２５，２５）、（５０，４８）、（２５，５０）、（０，５０）、（－２５，５０）、（－５０，－４８）、（－２５，２５）と入力する。すると、座標パターン表示領域２２２には、座標値入力欄２２１に入力された複数の座標値に対応した座標パターンが表示される。なお、オペレータは、事前に、図２１に示す略三角形状の軌跡パターンを得るための座標パターンが図２２に示す座標パターンであることを理解している。
　図２３は、図２２に示す座標パターンに基づいて、軌跡パターンシミュレーション部２０２によって描かれる軌跡パターンを示している。軌跡パターンは、補間点の座標値を示す×で示す点によって表現されている。座標値（５０，４８）、（２５，５０）、（０，５０）、（－２５，５０）、（－５０，－４８）で描かれる部分の座標は隣接する座標間の距離が短いため、レーザビームによる熱量を集中させることができる。
　図２４は、加工ヘッド３５の移動速度を２０００ｍｍ／分、振幅Ｑｘ及びＱｙを１００μｍ、周波数を２０００Ｈｚ、回転角度を０度、補間計算式を自然スプライン補間としたときに、軌跡パターン表示領域２３２に表示される軌跡パターンＴｐ及び移動軌跡パターンＭＴｐを示している。図２２に示す座標パターンを用いると、軌跡パターンＴｐのｙ軸方向の一方の端部に熱量を集中させて板金Ｗを切断することが可能となる。
　図２４においても、加工ヘッド３５の移動速度、振幅Ｑｘ及びＱｙ、周波数、回転角度、補間計算式のうちの少なくとも１つを変更することによって、軌跡パターンＴｐまたは移動軌跡パターンＭＴｐの形状を変更することができる。
　図２５は、ステップS2054にて、座標間の距離が制限値以内にないと判定されたときに、軌跡パターン表示領域２３２に表示される軌跡パターンＴｐ及び移動軌跡パターンＭＴｐを示している。図２５に示すように、例えば、加工ヘッド３５の移動速度を８０００ｍｍ／分、振幅Ｑｘ及びＱｙを２０００μｍ、周波数を１４００Ｈｚと設定すると、部分的に座標間の距離が制限値である角速度の上限値で移動可能な距離を超えてしまう。このような場合、軌跡パターンＴｐが黒で表示されているとすれば、ＣＰＵ２１１は軌跡パターンＴｐの制限超過箇所Ｔｅｘを例えば赤で表示するのがよい。図２５においては、制限超過箇所Ｔｅｘにハッチングを付している。
　赤で表示された制限超過箇所Ｔｅｘは、軌跡パターンＴｐは使用不可である旨を示している。使用不可である旨を文章または図形で示してもよい。少なくとも一部に制限超過箇所Ｔｅｘが存在するとき、出力指示ボタン２３３を非アクティブの状態にして、座標パターンファイルの出力を禁止するのがよい。
　図２６は、図２３に示す軌跡パターンによるｘ軸方向及びｙ軸方向の振幅変化を示している。図２６に示すように、図２３に示す軌跡パターンはｘ軸方向及びｙ軸方向の双方で正弦波以外の波形状に振動する軌跡パターンであることが分かる。
　図２２に示す座標パターンに代えて、図２２における座標値（５０，４８）から（－５０，－４８）の間の座標値を間引いた図２７に示す座標パターンを用いれば、描かれる座標間の距離が長くなる図２８に示す軌跡パターンを得ることができる。図２８に示す軌跡パターンは、図２３に示す軌跡パターンとは異なり、レーザビームによる熱量の集中が抑えられた軌跡パターンとなる。
　次に、図２９及び図３０を用いて、１またはそれ以上の実施形態の軌跡パターン作成装置及びレーザ加工機の制御方法を説明する。図２９に示すように、ＮＣ装置５０は、ＮＣ制御部５１、加工条件設定部５２、座標パターンファイル読込部５３、補間パラメータ計算部５４、軌跡パターン計算部５５、軌跡パターン保持部５６、ガルバノ駆動制御部５７、移動機構制御部５８を備える。座標パターンファイル読込部５３～軌跡パターン保持部５６は、軌跡パターン作成装置５００を構成する。軌跡パターン保持部５６は一時記憶用の記憶部によって構成される。
　ＮＣ制御部５１は、加工プログラムデータベース６０より加工対象の板金Ｗを加工するための加工プログラムを読み出す。加工条件設定部５２は、加工条件データベース７０より板金Ｗを加工する際の加工条件を読み出す。加工条件には、加工ヘッド３５の移動速度、レーザ発振器１０のレーザ出力、アシストガス圧、ガルバノスキャナユニット３２によってレーザビームを振動させるときの周波数、振幅Ｑｘ及びＱｙ等が設定されている。加工条件は操作部４０によって選択されてもよいし、板金Ｗの材料条件（材質及び板厚）に応じて自動的に選択されてもよい。読み出した加工条件はＮＣ制御部５１に供給される。
　座標パターンファイル読込部５３は、座標パターンファイルデータベース７５より座標パターンファイルを読み出す。加工プログラムにレーザビームを振動させるときの軌跡パターンが設定されていれば、座標パターンファイル読込部５３は、ＮＣ制御部５１が読み出した加工プログラムに基づき、設定されている軌跡パターンを得るための座標パターンファイルを読み出す。座標パターンファイルは、少なくとも第１の複数の座標値よりなる座標パターンデータを含む。
　補間パラメータ計算部５４は、読み出した座標パターンファイルに含まれている座標パターンと回転角度と補間計算式の識別値に基づいて、３次スプライン補間の補間パラメータを計算する。回転角度をθとすると、補間パラメータ計算部５４は、座標パターンの各座標値ｘ及びｙを次の式（５）及び式（６）によって回転させる。回転させた後の座標値ｘ及びｙを座標値ｘ’及びｙ’とする。
　ｘ’＝ｘｃｏｓθ－ｙｓｉｎθ　…（５）
　ｙ’＝ｘｓｉｎθ＋ｙｃｏｓθ　…（６）
　補間パラメータ計算部５４における３次スプライン補間の補間パラメータを計算方法は、上述した補間パラメータ計算部２０３における計算方法と同じである。
　軌跡パターン計算部５５は、加工条件で設定されている周波数に応じて軌跡パターンに必要な座標の数を計算し、補間点である複数の座標値（第２の複数の座標値）を決定する。軌跡パターン計算部５５は、軌跡パターンの各座標値を示す座標データを、加工条件で設定されている振幅Ｑｘ及びＱｙに応じて拡大または縮小する。軌跡パターン計算部５５は、座標間の距離が制限値以内であるか否かを判定する。座標間の距離が制限値以内であれば、軌跡パターンデータは軌跡パターン保持部５６に保持される。軌跡パターンデータは、軌跡パターンを構成するｘ軸及びｙ軸の座標値よりなる。
　ガルバノ駆動制御部５７は、軌跡パターン保持部５６に保持されている軌跡パターンデータに基づいてレーザビームを振動させるよう、ガルバノスキャナユニット３２の駆動部３２２及び３２４を制御する。Ｘ軸キャリッジ２２及びＹ軸キャリッジ２３よりなる移動機構（以下、移動機構２２及び２３）は、移動機構２２及び２３をそれぞれ駆動する駆動部２２Ｄ及び２３Ｄを有する。移動機構制御部５８は、加工プログラムで設定されている加工指令に基づいて駆動部２２Ｄ及び２３Ｄを制御して、加工ヘッド３５を移動させる。このとき、移動機構制御部５８は、加工プログラムで設定されている移動速度で加工ヘッド３５を移動させる。
　これにより、板金Ｗに照射されるレーザビームのビームスポットは、軌跡パターンＴｐ及び加工ヘッド３５の移動速度及び周波数で決まる移動軌跡パターンＭＴｐで振動しながら切断進行方向に進行して、板金Ｗが切断される。
　図２９においては、レーザ発振器１０とアシストガス供給装置８０を制御するＮＣ装置５０内の構成の図示を省略している。ＮＣ装置５０は、加工条件で設定されているレーザ出力となるようにレーザ発振器１０を制御し、加工条件で設定されているアシストガス圧となるようにアシストガス供給装置８０を制御する。
　図３０に示すフローチャートを用いて、軌跡パターン作成装置５００で実行される処理を改めて説明する。処理が開始されると、軌跡パターン作成装置５００は、ステップＳ５０１にて、座標パターンファイルデータベース７５より座標パターンファイルを読み出す。軌跡パターン作成装置５００は、ステップＳ５０２にて、座標パターンを座標パターンファイルで設定されている回転角度で回転させる。軌跡パターン作成装置５００は、ステップＳ５０３にて、座標パターンファイルで設定されている補間計算式を用いた３次スプライン補間の補間パラメータを計算する。
　軌跡パターン作成装置５００は、ステップＳ５０４にて、加工条件で設定された周波数に対応する、軌跡パターンに必要な座標の数を計算する。軌跡パターン作成装置５００は、ステップＳ５０５にて、軌跡パターンの各座標値を計算する。軌跡パターン作成装置５００は、ステップＳ５０６にて、軌跡パターンの各座標値よりなる座標データを加工条件で設定された振幅Ｑｘ及びＱｙに応じて拡大または縮小する。
　軌跡パターン作成装置５００は、ステップＳ５０７にて、軌跡パターンの全ての位置において座標間距離が制限値以内であるか否かを判定する。軌跡パターンの全ての位置において座標間距離が制限値以内であれば（YES）、軌跡パターン作成装置５００は、ステップＳ５０８にて、軌跡パターン保持部５６に軌跡パターンデータを書き込み、処理を終了させる。少なくとも一部において座標間距離が制限値以内になければ（NO）、軌跡パターン作成装置５００は、軌跡パターン保持部５６に軌跡パターンデータを書き込むことなく処理を終了させる。
　軌跡パターン保持部５６は、少なくとも一部において座標間距離が制限値を超えて使用不可の軌跡パターンデータを保持しないように構成されているので、板金Ｗの加工不良を防ぐことができる。ＮＣ装置５０は、座標間距離が制限値以内にないとき、表示部９０に、選択された軌跡パターンを用いて板金Ｗを加工することができないことを示すエラー情報を表示してもよい。
　１またはそれ以上の実施形態のレーザ加工機１００の制御方法は、加工ヘッド３５を加工条件に設定されている移動速度で移動させるよう移動機構２２及び２３を制御し、かつ、軌跡パターン保持部５６に記憶された軌跡パターンデータに基づいてレーザビームを振動させるようガルバノスキャナユニット３２を制御する。
　軌跡パターン作成装置５００における少なくとも補間パラメータ計算部５４及び軌跡パターン計算部５５は、ＮＣ装置５０がコンピュータプログラム（軌跡パターン作成プログラム）を実行することによって構成されていてもよい。
　ところで、以上説明した１またはそれ以上の実施形態においては、レーザ加工機１００が加工ヘッド３５を移動させながら板金Ｗを加工するときの移動軌跡パターンＭＴｐを表示する軌跡パターン表示ウィンドウ２３０を例示している。レーザ加工機１００が加工ヘッド３５を移動させずに板金Ｗを加工するときには、軌跡パターン表示ウィンドウ２３０に軌跡パターンＴｐのみが表示される。
　図３１に示すように、レーザ加工機１００が板金Ｗに複数の穴ｈ１を形成する場合を例として、軌跡パターンＴｐのみを表示する軌跡パターン表示ウィンドウ２３０を説明する。図３１において、穴ｈ１の直径は１ｍｍであり、複数の穴ｈ１のピッチは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に５ｍｍであるとする。
　図３２Ａは、１またはそれ以上の実施形態において、ＮＣ装置５０が図３１に示すように板金Ｗを加工するようレーザ加工機１００を制御する加工プログラムの一例を部分的に示している。図３２Ｂは、比較のため、ＮＣ装置５０が図３１に示すように板金Ｗを加工するようレーザ加工機１００を制御する従来の加工プログラムの一例を部分的に示している。
　まず、図３２Ｂに示す従来の加工プログラムを説明する。ＧコードのＧ９０は絶対座標指令、Ｇ９２は座標系設定を意味する。図３２Ｂに示す加工プログラムの１行目のＧ９０Ｇ９２　Ｘ０．Ｙ０．は、（Ｘ，Ｙ）の絶対座標として（０，０）を指令することを意味する。３行目のＥ１０３はピアスコード指令を示す。Ｇ００は位置決め指令を示し、４行目のＧ００Ｘ５．Ｙ５．は（Ｘ，Ｙ）の座標（５，５）に位置決めすることを意味する。５行目のＭ１０３は、ヘッド下降・ビームオン・ピアス指令を示す。６行目のＧ９１は、相対座標指令（インクレメンタル指令）を示す。
　７行目のＧ０２Ｉ－０．５におけるＧ０２は円弧補間指令を示し、Ｇ０２Ｉ－０．５はビームをオンして、半径０．５ｍｍの円の軌跡を描く指令を示す。即ち、Ｇ０２Ｉ－０．５は、加工ヘッド３５を移動させながら板金Ｗに半径０．５ｍｍの円を形成する指令を意味する。８行目のＧ００Ｘ５は、６行目のＧ９１で相対座標指令がなされているので、加工ヘッド３５をＸ軸方向に５ｍｍ移動させることを意味する。よって、７行目以降は、ある位置で加工ヘッド３５を移動させながら半径０．５ｍｍの円を描く板金Ｗの切断と、加工ヘッド３５のＸ軸方向への５ｍｍの移動とを繰り返すことを意味する。
　レーザ加工機１００は、加工ヘッド３５をＹ軸方向に５ｍｍずつ移動させながら、Ｘ軸方向に５ｍｍずつの移動させて、各位置で半径０．５ｍｍの円を形成するするよう加工ヘッド３５を移動させながらレーザビームを板金Ｗに照射する。レーザ加工機１００が板金Ｗをこのように加工すれば、図３１に示すように板金Ｗに複数の穴ｈ１を形成することができる。
　ＮＣ装置５０が図３２Ｂに示す従来の加工プログラムを用いてレーザ加工機１００を制御して、図３１に示すように板金Ｗに複数の穴ｈ１を形成すると、加工時間が非常に長くなる。そこで、加工時間を短くすることが求められる。
　１またはそれ以上の実施形態においては、板金Ｗに複数の穴ｈ１を形成するときの加工時間を従来よりも短くするため、ＮＣ装置５０は図３２Ａに示す加工プログラムを用いてレーザ加工機１００を制御する。
　図３２Ａにおいて、Ｅ１０４はピアスコード指令、Ｇ２４はビームオン・ピアス指令を示す。図３２Ａに示す加工プログラムは、ある位置でピアスを開けるためにビームをオンする指令と、加工ヘッド３５のＸ軸方向への５ｍｍの移動とを繰り返すことを意味する。即ち、図３２Ａに示す加工プログラムは、板金Ｗの切断の最中に加工ヘッド３５を移動させる指令を含まない。
　このとき、ＮＣ装置５０は、レーザビームを円形に振動させるようガルバノスキャナユニット３２を制御すれば、板金Ｗに複数の穴ｈ１を形成することができる。レーザ加工機１００は板金Ｗに穴ｈ１を形成するときには加工ヘッド３５を移動させず、円形の振動パターンでレーザビームを振動させる。オペレータは、座標パターンファイル作成装置２００によって軌跡パターン表示ウィンドウ２３０に板金Ｗに穴ｈ１を形成するための軌跡パターンＴｐを表示することによって、軌跡パターンＴｐを事前に確認することができる。
　図３３に示すように、オペレータは、座標入力部２０１によって、座標値入力ウィンドウ２２０の座標値入力欄２２１に円形の振動パターンを得るための座標パターンを構成する複数の座標値を入力する。オペレータは、座標値入力欄２２１の番号１～７の欄に、（ｘ，ｙ）の座標値として、それぞれ（０，５０）、（３５．４，３５．４）、（５０，０）、（３５．４，－３５．４）、（０，－５０）、（－３５．４，－３５．４）、（－５０，０）、（－３５．４，３５．４）と入力する。すると、座標パターン表示領域２２２には、座標値入力欄２２１に入力された複数の座標値に対応した座標パターンが表示される。
　図３４に示すように、軌跡パターンシミュレーション部２０２は、軌跡パターン表示ウィンドウ２３０の軌跡パターン表示領域２３２に図３３の座標パターンに基づく軌跡パターンＴｐを表示する。図３４に示す軌跡パターンＴｐは、穴ｈ１の形状に対応する軌跡パターンＴｐである。条件入力部２３１に示すように、穴ｈ１を形成する最中では加工ヘッド３５を移動させないので、加工ヘッド３５の移動速度は０ｍｍ／分である。図３４に示す例では、振幅Ｑｘ及びＱｙを１０００μｍ、周波数を１０００Ｈｚ、回転角度を０度、補間計算式を秋間プライン補間としている。
　図３２Ａに示す加工プログラムを用い、ガルバノスキャナユニット３２がレーザビームを図３４に示す円形の軌跡パターンＴｐで振動させれば、図３５Ａに示すように、レーザビームのビームスポットＢｓがノズル３６の開口３６ａ内で円形に移動する。これにより、板金Ｗに開口３６ａの直径より小さい例えば直径１ｍｍの穴ｈ１を形成することができる。図３５Ｂに示すように、ビームスポットＢｓは通常、開口３６ａの中心に位置している。この場合、ビームをオンするのと同時に穴ｈ１の半径の距離だけ開口３６ａの端部の方向にビームスポットＢｓを変位させて、レーザビームを円形の軌跡パターンＴｐで振動させればよい。
　レーザビームを円形に振動させるとき、レーザビームを３６０度回転させた後にビームをオフするのではなく、３６０度を超えた角度だけ回転させた後にビームをオフするのがよい。レーザビームが円形の軌跡を描く開始点から板金Ｗの切断を開始し、３６０度回転して開始点に戻った後、少なくとも、ビームスポットＢｓの半分の距離に相当する円弧の距離だけ開始点を過ぎた後にビームをオフするのがよい。即ち、レーザビームが３６０度回転して開始点に戻った後に、３６０度を超える角度以降、レーザビームを重複して照射するのがよい。
　レーザビームを重複して照射する周方向の長さは、１／４周でもよいし、半周でもよいし、２周またはそれ以上でもよい。
　レーザビームを３６０度を超えたどの程度の角度だけ円形に振動させるかは、加工条件ファイルで設定されている加工条件のうちのピアス時間で設定される。また、穴ｈ１の大きさを決める振幅Ｑｘ及びＱｙと、周波数も加工条件で設定される。
　加工ヘッド３５は数キログラム程度の重量を有するため、加工ヘッド３５を動かす頻度が多くなるほど加工ヘッド３５を加減速する時間が多くなり、加工時間が長くなる。加工ヘッド３５を停止させた状態でレーザビームを振動させることによって板金Ｗに複数の穴ｈ１を形成すると、加工ヘッド３５は穴ｈ１を形成する各位置間でビームをオフした状態で移動させるだけでよいので、加工時間を短くすることができる。
　図３１では板金Ｗに円形の穴ｈ１を形成する場合を例としたが、ノズル３６の開口３６ａより小さい穴であれば、加工ヘッド３５を停止させた状態でレーザビームを振動させることによって任意の形状の穴を形成することができる。ガルバノ駆動制御部５７は、板金Ｗに形成する穴の形状に対応する軌跡パターンＴｐに基づいてレーザビームを振動させればよい。軌跡パターンＴｐは閉じた形状を有すればよい。
　加工ヘッド３５を停止させた状態でレーザビームを振動させることによって穴を形成する加工方法は、一例として、板厚１．０ｍｍのアルミニウム板を加工するときに用いるのが好適である。勿論、この加工方法は、鉄、ステンレス鋼、真鍮を加工するときにも用いることができる。板厚２．０ｍｍ以下の薄板を加工するときに用いるのが好適であるが、レーザ発振器１０のレーザ出力の増大により板厚２．０ｍｍを超える板金Ｗを加工することも可能である。アシストガスの種類は限定されない。
　本発明は以上説明した１またはそれ以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。座標パターンファイル作成装置２００が備える軌跡パターンＴｐ及び移動軌跡パターンＭＴｐのシミュレーションの機能をＮＣ装置５０に設けてもよい。座標パターンファイル作成装置２００が作成した座標パターンファイルを、座標パターンファイルデータベース７５に記憶させることなく直接、ＮＣ装置５０内の記憶部に記憶させてもよい。
　加工ヘッド３５を移動させながら板金Ｗを加工する場合であっても、軌跡パターン表示領域２３２は、軌跡パターンＴｐのみを表示してもよい。軌跡パターン表示領域２３２は、軌跡パターンＴｐと移動軌跡パターンＭＴｐとの双方を表示することが好ましい。但し、軌跡パターンＴｐと移動軌跡パターンＭＴｐとが同時に表示されていなくてもよい。
　レーザ加工機１００は板金Ｗを切断する加工機に限定されず、板金Ｗを溶接するレーザ溶接機であってもよい。
　以上説明したように、１またはそれ以上の実施形態は、軌跡パターンＴｐ（移動軌跡パターンＭＴｐ）を事前に確認した上で座標パターンファイルを作成すること、レーザビームを任意の波形状に振動させるための軌跡パターンを作成するすることを目的としている。また、１またはそれ以上の実施形態は、レーザビームを任意の波形状に振動させて板金Ｗを加工することを目的としている。
　１またはそれ以上の実施形態は、これらの目的に代えて、板金Ｗにノズル３６の開口３６ａより小さい１または複数の穴を形成するときの加工時間を短くすることを目的として、次の発明を開示する。
　レーザビームを開口より射出するノズルが先端に取り付けられた加工ヘッドと、
　前記加工ヘッドを板金の面に沿って移動させる移動機構と、
　前記開口より射出されるレーザビームを前記開口内で振動させるビーム振動機構と、
　前記加工ヘッドを移動させるよう前記移動機構を制御する移動機構制御部と、
　所定の軌跡パターンでレーザビームを振動させるよう前記ビーム振動機構を制御する駆動制御部と、
　前記板金に前記開口の直径より小さい穴を形成するとき、前記板金に前記穴を形成する最中では前記移動機構制御部が前記加工ヘッドを停止させるよう前記移動機構を制御し、かつ、前記駆動制御部が前記穴の形状に対応する軌跡パターンでレーザビームを振動させるよう前記ビーム振動機構を制御するように、前記移動機構制御部及び前記駆動制御部を制御するＮＣ制御部と、
　を備えるレーザ加工機。
　加工ヘッドを停止させた状態とし、
　前記加工ヘッドに取り付けられているノズルの開口よりレーザビームを射出して板金に照射し、
　前記板金に照射するレーザビームをビーム振動機構によって前記開口内で閉じた形状を有する所定の軌跡パターンで振動させて、前記板金に前記開口の直径より小さい穴を形成する
　レーザ加工方法。
　本願は、２０１９年１２月２日に日本国特許庁に出願された特願２０１９－２１７７３９号に基づく優先権を主張するものであり、その全ての開示内容は引用によりここに援用される。
　１０　レーザ発振器
　２０　レーザ加工ユニット
　２２　Ｘ軸キャリッジ（移動機構）
　２３　Ｙ軸キャリッジ（移動機構）
　３０　コリメータユニット
　３１　コリメーションレンズ
　３２　ガルバノスキャナユニット（ビーム振動機構）
　３３　ベンドミラー
　３４　集束レンズ
　３５　加工ヘッド
　３６　ノズル
　４０　操作部
　５０　ＮＣ装置
　５１　ＮＣ制御部
　５２　加工条件設定部
　５３　座標パターンファイル読込部
　５４，２０３，　補間パラメータ計算部
　５５，２０４　軌跡パターン計算部
　５６　軌跡パターン保持部
　５７　ガルバノ駆動制御部
　５８　移動機構制御部
　６０　加工プログラムデータベース
　７０　加工条件データベース
　７５　座標パターンファイルデータベース
　８０　アシストガス供給装置
　１００　レーザ加工機
　２０１　座標入力部
　２０２　軌跡パターンシミュレーション部
　２０５　座標パターンファイル作成部
　２１０　コンピュータ機器
　２１１　中央処理装置
　２１２　記憶媒体
　２１３　メインメモリ
　２１４　ネットワーク接続部
　２１５　表示部
　２１６　操作部
　２２Ｄ，２３Ｄ，３２２，３２４　駆動部
　３２１，３２３　スキャンミラー
　５００　軌跡パターン作成装置
　Ｗ　板金

Claims (11)

  1. 　座標入力部によって入力された、加工ヘッドより射出されて板金に照射されるレーザビームを振動させる際の１周期の軌跡パターンを決定するための元データである座標パターンを構成する第１の複数の座標値に基づいて、所定の補間計算式の補間パラメータを計算する補間パラメータ計算部と、
    　前記補間パラメータと、前記加工ヘッドの移動方向をｘ軸方向、ｘ方向と直交する方向をｙ軸方向としたときの前記軌跡パターンのｘ軸方向及びｙ軸方向の各振幅と、前記軌跡パターンの周波数と、レーザビームを振動させるビーム振動機構の制御周期とに基づいて、前記軌跡パターンを構成する第２の複数の座標値を計算する軌跡パターン計算部と、
    　を有し、前記第２の複数の座標値によって形成される前記軌跡パターンを表示部に表示する軌跡パターンシミュレーション部と、
    　前記第１の複数の座標値によって構成された前記座標パターンを示す座標パターンデータを含む座標パターンファイルを作成する座標パターンファイル作成部と、
    　を備える座標パターンファイル作成装置。
  2. 　前記座標パターンファイル作成部は、前記座標パターンファイルとして、前記座標パターンデータと、前記補間パラメータ計算部が前記補間パラメータを計算する際に用いた補間計算式を示す識別値とを含む座標パターンファイルを作成する請求項１に記載の座標パターンファイル作成装置。
  3. 　前記軌跡パターンシミュレーション部は、前記軌跡パターンを回転させる回転角度が設定されているとき、前記回転角度だけ回転させた前記軌跡パターンを前記表示部に表示し、
    　前記座標パターンファイル作成部は、前記座標パターンファイルとして、前記座標パターンデータと前記回転角度とを含む座標パターンファイルを作成する
    　請求項１または２に記載の座標パターンファイル作成装置。
  4. 　前記軌跡パターンシミュレーション部は、前記軌跡パターンの周波数と前記加工ヘッドの移動速度とに基づいて、前記軌跡パターンを前記移動方向に移動させた移動軌跡パターンを計算して、前記表示部に表示する請求項１～３のいずれか１項に記載の座標パターンファイル作成装置。
  5. 　前記補間パラメータ計算部が、前記第２の複数の座標値における少なくとも一部の隣接する座標間の距離が、前記ビーム振動機構によってレーザビームを移動可能な距離を超えていると判定したとき、前記軌跡パターンシミュレーション部は、前記軌跡パターンは使用不可である旨を前記表示部に表示する請求項１～４のいずれか１項に記載の座標パターンファイル作成装置。
  6. 　予め作成された座標パターンファイルに含まれている、加工ヘッドより射出されて板金に照射されるレーザビームを振動させる際の１周期の軌跡パターンを決定するための元データである第１の複数の座標値によって構成された座標パターンに基づいて、所定の補間計算式の補間パラメータを計算する補間パラメータ計算部と、
    　前記補間パラメータと、前記板金を加工する加工条件に設定されている、前記加工ヘッドの移動方向をｘ軸方向、ｘ方向と直交する方向をｙ軸方向としたときの前記軌跡パターンのｘ軸方向及びｙ軸方向の各振幅と、前記加工条件に設定されている前記軌跡パターンの周波数と、レーザビームを振動させるビーム振動機構の制御周期とに基づいて、前記軌跡パターンを構成する第２の複数の座標値を計算する軌跡パターン計算部と、
    　前記第２の複数の座標値よりなる軌跡パターンデータを保持する軌跡パターン保持部と、
    　を備える軌跡パターン作成装置。
  7. 　前記補間パラメータ計算部は、前記座標パターンファイルに前記軌跡パターンを回転させる回転角度が設定されているとき、前記回転角度だけ前記第１の複数の座標値を回転させ、回転させた前記第１の複数の座標値に基づいて３次スプライン補間の補間パラメータを計算し、
    　前記軌跡パターン計算部は、回転させた前記第１の複数の座標値と、回転させた前記第１の複数の座標値に基づく前記補間パラメータと、前記各振幅と、前記周波数と、前記制御周期とに基づいて、前記第２の複数の座標値を計算する
    　請求項６に記載の軌跡パターン作成装置。
  8. 　前記補間パラメータ計算部は、前記座標パターンファイルに含まれている補間計算式の識別値が示す補間計算式を用いて、前記補間パラメータを計算する請求項６または７に記載の軌跡パターン作成装置。
  9. 　前記軌跡パターン計算部が、前記第２の複数の座標値における少なくとも一部の隣接する座標間の距離が、前記ビーム振動機構によってレーザビームを移動可能な距離を超えていると判定したとき、前記軌跡パターン保持部は前記軌跡パターンデータを保持しないように構成されている請求項６～８のいずれか１項に記載の軌跡パターン作成装置。
  10. 　レーザビームを射出する加工ヘッドを板金の面に沿って前記板金に対して相対的に移動させる移動機構と、前記加工ヘッドより射出されて板金に照射されるレーザビームを振動させるビーム振動機構を備えるレーザ加工機を制御するＮＣ装置が、
    　予め作成された座標パターンファイルに含まれている、レーザビームを振動させる際の１周期の軌跡パターンを決定するための元データである第１の複数の座標値によって構成された座標パターンに基づいて、所定の補間計算式の補間パラメータを計算し、
    　前記補間パラメータと、前記板金を加工する加工条件に設定されている、前記加工ヘッドの移動方向をｘ軸方向、ｘ方向と直交する方向をｙ軸方向としたときの前記軌跡パターンのｘ軸方向及びｙ軸方向の各振幅と、前記加工条件に設定されている前記軌跡パターンの周波数と、前記ビーム振動機構の制御周期とに基づいて、前記軌跡パターンを構成する第２の複数の座標値を計算し、
    　前記第２の複数の座標値よりなる軌跡パターンデータを記憶部に記憶し、
    　前記加工条件に設定されている速度が０を超える速度であるとき、前記加工ヘッドを前記加工条件に設定されている速度で移動させるよう前記移動機構を制御し、かつ、前記記憶部に記憶された軌跡パターンデータに基づいてレーザビームを振動させるよう前記ビーム振動機構を制御する
    　レーザ加工機の制御方法。
  11. 　前記加工条件に設定されている速度が０であるとき、前記加工ヘッドを移動させないよう前記移動機構を制御し、かつ、前記記憶部に記憶された軌跡パターンデータに基づいてレーザビームを振動させるよう前記ビーム振動機構を制御する請求項１０に記載のレーザ加工機の制御方法。
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JP7470764B1 (ja) 2022-10-14 2024-04-18 株式会社アマダ レーザ加工機、レーザ加工方法、加工プログラム作成方法、及び加工プログラムの構成方法
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