レーザ加工装置
【課題】高精度にレーザ出力のタイミングを制御することによって生産性の高いレーザ加工を行うレーザ加工装置を得ること。
【解決手段】レーザ発振器からのレーザ光線を被加工物に照射する加工ヘッドと、加工ヘッドを所定の軸方向に駆動する軸駆動部と、レーザ発振器を制御する制御装置と、を有するレーザ加工装置において、制御装置は、加工ヘッドを所定の位置に移動させる移動指令を軸駆動部に送出し、軸駆動部は、移動指令内から加工ヘッドの目標移動位置までの距離を抽出するとともに、抽出した距離と、加工ヘッドの実速度と、を含んで構成される加工ヘッド情報を生成するデータ生成部と、を備え、レーザ発振器は、加工ヘッド情報に基づいて、レーザ光線をオン／オフさせるタイミングを算出する算出部を備えるとともに、算出したタイミングに従ってレーザ光線をオン／オフさせる。
【解決手段】レーザ発振器からのレーザ光線を被加工物に照射する加工ヘッドと、加工ヘッドを所定の軸方向に駆動する軸駆動部と、レーザ発振器を制御する制御装置と、を有するレーザ加工装置において、制御装置は、加工ヘッドを所定の位置に移動させる移動指令を軸駆動部に送出し、軸駆動部は、移動指令内から加工ヘッドの目標移動位置までの距離を抽出するとともに、抽出した距離と、加工ヘッドの実速度と、を含んで構成される加工ヘッド情報を生成するデータ生成部と、を備え、レーザ発振器は、加工ヘッド情報に基づいて、レーザ光線をオン／オフさせるタイミングを算出する算出部を備えるとともに、算出したタイミングに従ってレーザ光線をオン／オフさせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ発振器を備えたレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ加工装置の制御装置としては、一般的に数値制御装置が用いられている。このような数値制御装置は、一定周期毎に移動指令を出力することにより、被加工物（ワーク）に対して加工ヘッドを相対移動させ、ワークに対してレーザビームによる加工を行なわせている。レーザ発振器に対するレーザ出力のオン／オフ等の制御も、この一定周期単位で制御されることが多い。
【０００３】
ところで、特許文献１に記載のレーザ加工装置は、レーザ加工プログラムにおけるレーザ出力条件の変更時点がデータ送信の指令周期に一致しない場合に、次の指令周期の到来を待機することなく、指定時点でレーザ出力条件を変更できるようにした構成を有している。
【０００４】
また、特許文献２に記載のレーザ加工システムは、レーザ加工装置と、レーザ加工装置の制御軸を駆動する軸駆動部と、レーザ加工装置にレーザ光を供給するレーザ発振器と、軸駆動部及びレーザ発振器を制御する制御装置と、軸駆動部とレーザ発振器とをデイジーチェーン式に制御装置に接続する転送線路とを備えている。そして、特許文献１に記載の方法などで求めた時間遅れなどの発振器制御パラメータを、シリアルデータとしてレーザ発振器に送っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１６７５４９号公報（第８頁、図１）
【特許文献２】特開２００６−２４７７４５号公報（第８頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記前者および後者の従来技術では、制御装置からレーザ発振器や駆動アンプに送るデータは、予め決められた所定の通信周期でしか送ることができない。そして、この通信周期は、レーザ発振器へ送る通信周期と軸駆動部へ送る通信周期とで異なる。このため、精度の高いレーザ加工を行う場合は、各加工位置で加工を開始する際に一旦停止してから位置合わせを行い、その後に加工を開始する必要があり、生産性が下がるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高精度にレーザ出力のタイミングを制御することによって生産性の高いレーザ加工を行うレーザ加工装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、レーザ光線を発振するレーザ発振器と、前記レーザ光線を被加工物に照射する加工ヘッドと、前記加工ヘッドを所定の軸方向に駆動する軸駆動部と、前記レーザ発振器を制御する制御装置と、を有するレーザ加工装置において、前記制御装置は、前記加工ヘッドを所定の位置に移動させる移動指令を前記軸駆動部に送出し、前記軸駆動部は、前記移動指令内から前記加工ヘッドの目標移動位置までの距離を抽出するとともに、抽出した距離と、前記加工ヘッドの実速度と、を含んで構成される加工ヘッド情報を生成するデータ生成部と、前記加工ヘッド情報を前記レーザ発振器に送信する通信部と、を備え、前記レーザ発振器は、前記加工ヘッド情報に基づいて、前記レーザ光線をオン／オフさせるタイミングを算出する算出部を備えるとともに、算出したタイミングに従って前記レーザ光線をオン／オフさせることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高精度にレーザ出力のタイミングを制御するので、加工開始点で一旦停止することなくレーザ加工を行うことができ、その結果、生産効率を高めることが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態１に係るレーザ加工装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る位置・速度情報の構成例を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態２に係るレーザ加工装置の構成を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態３に係るレーザ加工装置の構成を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態３に係る位置・速度情報の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るレーザ加工装置の構成を示す図である。レーザ加工装置１０１は、被加工物（ワーク）９にレーザ光を照射して被加工物９へのレーザ加工を行う装置である。本実施の形態のレーザ加工装置１０１は、加工開始・終了を判断する演算機能がレーザ発振器１０に配置されている。この構成により、制御装置５０の制御周期によらずにレーザ光の出射をオン／オフすることができるので、高精度なレーザ光のオン／オフ制御が可能となる。レーザ加工装置１０１は、レーザ発振器１０と、加工ヘッド３と、制御装置５０と、軸駆動部４０と、を備えて構成されている。
【００１３】
制御装置５０は、数値制御装置などであり、レーザ発振器１０および軸駆動部４０を制御する。制御装置５０からレーザ発振器１０へは、発振器制御パラメータが送られる。発振器制御パラメータは、レーザ光の発振周波数（レーザ周波数）、出力波形のｄｕｔｙ比（レーザｄｕｔｙ比）、レーザ光のレーザ出力（パワー）などである。また、制御装置５０から軸駆動部４０へは、加工ヘッド３への位置指令（加工ヘッド３を所定の位置に移動させる移動指令）（以下、加工ヘッド位置指令という）が送られる。制御装置５０は、軸駆動部４０から送られてくるフィードバック情報に基づいて、加工ヘッド位置指令を作成し、軸駆動部４０に送る。
【００１４】
軸駆動部４０は、制御装置５０からの加工ヘッド位置指令に基づいて、加工ヘッド３を移動させる機能を有している。軸駆動部４０は、駆動制御部４Ａと軸指令出力部４Ｂとを有している。
【００１５】
駆動制御部４Ａは、データ生成部６とデータ通信部７を具備している。データ生成部６は、制御装置５０からの加工ヘッド位置指令および軸指令出力部４Ｂからのフィードバック情報を用いて、レーザ発振器１０に送るデータ（位置・速度情報２０）を作成する。位置・速度情報（加工ヘッド情報）２０は、加工ヘッド３の加工位置（加工開始位置または加工終了位置）までの距離に関する情報や加工ヘッド３の移動速度に関する情報を含んで構成されている。データ通信部７は、データ生成部６が生成した位置・速度情報をレーザ発振器１０に送る。
【００１６】
また、駆動制御部４Ａは、制御装置５０からの加工ヘッド位置指令に基づいて、軸指令（Ｘ軸指令、Ｙ軸指令、Ｚ軸指令）を生成し、軸指令出力部４Ｂに送る。また、駆動制御部４Ａは、軸指令出力部４Ｂからのフィードバック情報を制御装置５０に送る。
【００１７】
軸指令出力部４Ｂは、駆動制御部４Ａから軸指令を受信し、軸指令に基づいて、加工ヘッド３に移動指令（軸ごとの移動指令）を送る。また、軸指令出力部４Ｂは、加工ヘッド３の近傍に設けられた位置センサ（図示せず）、速度センサ（図示せず）から、加工ヘッド３の現在位置（実際の位置）、現在速度（実速度）などをフィードバック情報として取得する。軸指令出力部４Ｂは、取得したフィードバック情報を駆動制御部４Ａに送る。
【００１８】
レーザ発振器１０は、レーザ光を発振しレーザ光線２として出射する。レーザ発振器１０は、計算部８０を有しており、計算部８０からの指示に従った所定のタイミングでレーザ光線２を出射する。計算部８０は、加工開始・終了を判断する演算機能を有しており、駆動制御部４Ａから送られてくる位置・速度情報２０に基づいて、レーザ発振器１０内でレーザ光線２の出射をオン／オフするタイミングを判断する。レーザ光線２の出射をオン／オフするタイミングは、加工ヘッド３が加工開始点、加工終了点へ到達するタイミングである。
【００１９】
レーザ発振器１０からのレーザ光線２は、所定の光路を通って加工ヘッド３に導かれる。加工ヘッド３は、レーザ発振器１０から発振されたレーザ光線２を被加工物９に向けて照射するとともに加工ノズルを介してアシストガスを供給する。
【００２０】
図２は、実施の形態１に係る位置・速度情報の構成例を示す図である。位置・速度情報２０は、加工ヘッド位置指令（移動指令）として、Ｘ軸加工開始位置２１Ｘ、Ｙ軸加工開始位置２１Ｙ、Ｘ軸加工終了位置２２Ｘ、Ｙ軸加工終了位置２２Ｙ、Ｘ軸加工残距離２３Ｘ、Ｙ軸加工残距離２３Ｙを有している。また、位置・速度情報２０は、フィードバック情報として、Ｘ軸位置フィードバック情報２４Ｘ、Ｙ軸位置フィードバック情報２４Ｙ、Ｘ軸速度フィードバック情報２５Ｘ、Ｙ軸速度フィードバック情報２５Ｙを有している。
【００２１】
Ｘ軸加工開始位置２１Ｘは、加工ヘッド３が次に加工を行なう際の加工開始位置（Ｘ座標）であり、Ｙ軸加工開始位置２１Ｙは、加工ヘッド３が次に加工を行う際の加工開始位置（Ｙ座標）である。Ｘ軸加工終了位置２２Ｘは、加工終了位置（Ｘ座標）であり、Ｙ軸加工終了位置２２Ｙは、加工終了位置（Ｙ座標）である。
【００２２】
Ｘ軸加工残距離２３Ｘは、加工ヘッド３が次の加工開始位置まで移動するのに必要な残距離（Ｘ方向の距離）または加工ヘッド３が加工終了位置まで移動するのに必要な残距離（Ｘ方向の距離）である。同様に、Ｙ軸加工残距離２３Ｙは、加工ヘッド３が次の加工開始位置まで移動するのに必要な残距離（Ｙ方向の距離）または加工ヘッド３が加工終了位置まで移動するのに必要な残距離（Ｙ方向の距離）である。したがって、加工ヘッド３が加工位置から次の加工位置へ移動している間のＸ軸加工残距離２３Ｘ、Ｙ軸加工残距離２３Ｙは、加工ヘッド３が次の加工開始位置まで移動するのに必要な残距離（目標移動位置までの距離）である。また、加工ヘッド３によって被加工物９を加工している間のＸ軸加工残距離２３Ｘ、Ｙ軸加工残距離２３Ｙは、加工ヘッド３が加工終了位置まで移動するのに必要な残距離（目標移動位置までの距離）である。
【００２３】
Ｘ軸位置フィードバック情報２４Ｘは、加工ヘッド３の現在位置（Ｘ座標）を示す情報であり、Ｙ軸位置フィードバック情報２４Ｙは、加工ヘッド３の現在位置（Ｙ座標）を示す情報である。
【００２４】
Ｘ軸速度フィードバック情報２５Ｘは、加工ヘッド３の現在速度（Ｘ方向）を示す情報であり、Ｙ軸速度フィードバック情報２５Ｙは、加工ヘッド３の現在速度（Ｙ方向）を示す情報である。
【００２５】
なお、Ｘ軸速度フィードバック情報２５Ｘ、Ｙ軸速度フィードバック情報２５Ｙは、Ｘ軸位置フィードバック情報２４Ｘの単位時間当たりの変化量、Ｙ軸位置フィードバック情報２４Ｙの単位時間当たりの変化量に基づいて算出してもよい。また、本実施の形態における座標や距離は、被加工物９上の座標や距離であってもよいし、被加工物９を載置するワークステージ（図示せず）上の座標や距離であってもよい。
【００２６】
本実施の形態では、計算部８０が、位置・速度情報２０に基づいて、レーザ光線２の出射をオン／オフするタイミングを算出する。具体的には、計算部８０は、Ｘ軸加工残距離２３Ｘ、Ｙ軸加工残距離２３Ｙ、Ｘ軸速度フィードバック情報２５Ｘ、Ｙ軸速度フィードバック情報２５Ｙを用いて、レーザ光線２の出射タイミングを算出する。例えば、Ｘ軸方向に対しては、（Ｘ軸加工残距離２３Ｘ）／（Ｘ軸速度フィードバック情報２５Ｘ）によって、次の加工開始位置まで加工ヘッド３が移動するのに要する時間（移動残時間）が算出される。同様に、Ｙ軸方向に対しては、（Ｙ軸加工残距離２３Ｙ）／（Ｙ軸速度フィードバック情報２５Ｙ）によって、次の加工開始位置まで加工ヘッド３が移動するのに要する時間（移動残時間）が算出される。計算部８０は、Ｘ軸方向における移動残時間と、Ｙ軸方向における移動残時間のうち、移動残時間が大きい方の時間を、次の加工を開始するまでの時間または現在の加工を終了するまでの時間とする。
【００２７】
計算部８０は、時間を計測する時間計測部（図示せず）を備えている。時間計測部が、次の加工を開始するまでの時間を計測すると、計算部８０は、レーザ光線２の出射をオンにしてレーザ光線２を出射する。同様に、時間計測部が、現在の加工を終了するまでの時間を計測すると、計算部８０は、レーザ光線２の出射をオフにしてレーザ光線２の出射を停止する。
【００２８】
つぎに、レーザ加工装置１０１によるレーザ加工処理手順について説明する。レーザ加工装置１０１が被加工物９の加工を開始すると、制御装置５０は、加工プログラムに基づいて、レーザ発振器１０に発振器制御パラメータを送る。
【００２９】
また、制御装置５０は、加工プログラムに基づいて、軸駆動部４０に対し所定の周期毎に加工ヘッド位置指令を送る。駆動制御部４Ａは、制御装置５０からの加工ヘッド位置指令に基づいて、軸指令を生成し、軸指令出力部４Ｂに送る。軸指令出力部４Ｂは、駆動制御部４Ａから軸指令を受信し、軸指令に基づいて、加工ヘッド３に移動指令を送る。これにより、加工ヘッド３は、加工ヘッド位置指令に応じた位置に移動する。換言すると、被加工物９に対して加工ヘッド３が相対移動させられる。
【００３０】
軸指令出力部４Ｂは、位置センサ、速度センサから、加工ヘッド３の現在位置、現在速度をフィードバック情報として取得する。軸指令出力部４Ｂは、取得したフィードバック情報を駆動制御部４Ａに送る。
【００３１】
データ生成部６は、制御装置５０からの加工ヘッド位置指令および軸指令出力部４Ｂからのフィードバック情報を用いて、位置・速度情報２０を作成する。なお、位置・速度情報２０は、Ｘ軸加工残距離２３Ｘ、Ｙ軸加工残距離２３Ｙ、Ｘ軸速度フィードバック情報２５Ｘ、Ｙ軸速度フィードバック情報２５Ｙで構成してもよい。この場合、例えば、データ生成部６は、加工ヘッド位置指令から、Ｘ軸加工残距離２３Ｘ、Ｙ軸加工残距離２３Ｙを抽出し、フィードバック情報からＸ軸速度フィードバック情報２５Ｘ、Ｙ軸速度フィードバック情報２５Ｙを抽出する。そして、Ｘ軸加工残距離２３Ｘ、Ｙ軸加工残距離２３Ｙ、Ｘ軸速度フィードバック情報２５Ｘ、Ｙ軸速度フィードバック情報２５Ｙを用いて、位置・速度情報２０を作成する。
【００３２】
この位置・速度情報２０は、データ通信部７から計算部８０に送られる。そして、計算部８０が、位置・速度情報２０に基づいて、レーザ光線２の出射をオン／オフするタイミングを算出する。位置・速度情報２０に、Ｘ軸加工開始位置２１Ｘ、Ｙ軸加工開始位置２１Ｙ、Ｘ軸加工終了位置２２Ｘ、Ｙ軸加工終了位置２２Ｙ、Ｘ軸位置フィードバック情報２４Ｘ、Ｙ軸位置フィードバック情報２４Ｙが含まれている場合、計算部８０は、さらに高精度にレーザ光の出射タイミングを制御することが可能となる。
【００３３】
また、駆動制御部４Ａは、軸指令出力部４Ｂからのフィードバック情報を制御装置５０に送る。制御装置５０は、加工プログラムおよびフィードバック情報に基づいて、次の加工ヘッド位置指令を作成する。加工ヘッド位置指令うち、Ｘ軸加工開始位置２１Ｘ、Ｙ軸加工開始位置２１Ｙ、Ｘ軸加工終了位置２２Ｘ、Ｙ軸加工終了位置２２Ｙは、加工プログラムから抽出される情報である。
【００３４】
また、加工ヘッド３が加工位置から次の加工位置へ移動している間のＸ軸加工残距離２３Ｘは、Ｘ軸加工開始位置２１ＸおよびＸ軸位置フィードバック情報２４Ｘに基づいて算出される情報である。また、加工ヘッド３によって被加工物９を加工している間のＸ軸加工残距離２３Ｘは、Ｘ軸加工終了位置２２ＸおよびＸ軸位置フィードバック情報２４Ｘに基づいて算出される情報である。
【００３５】
同様に、また、加工ヘッド３が加工位置から次の加工位置へ移動している間のＹ軸加工残距離２３Ｙは、Ｙ軸加工開始位置２１ＹおよびＹ軸位置フィードバック情報２４Ｙに基づいて算出される情報である。また、加工ヘッド３によって被加工物９を加工している間のＹ軸加工残距離２３Ｙは、Ｙ軸加工終了位置２２ＹおよびＹ軸位置フィードバック情報２４Ｙに基づいて算出される情報である。
【００３６】
制御装置５０は、作成した加工ヘッド位置指令を軸駆動部４０に送る。制御装置５０では、レーザ加工を行っている間、加工プログラムおよびフィードバック情報に基づいた加工ヘッド位置指令の作成、軸駆動部４０への送信を繰り返す。
【００３７】
駆動制御部４Ａでは、レーザ加工を行っている間、加工ヘッド位置指令および軸指令出力部４Ｂからのフィードバック情報を用いて、位置・速度情報２０を作成し、データ通信部７を介して計算部８０に送る。計算部８０は、レーザ加工を行っている間、位置・速度情報２０に基づいて、レーザ光線２の出射をオン／オフするタイミングを算出する。
【００３８】
レーザ発振器１０は、計算部８０による計算結果（レーザ光線２の出射タイミング）に基づいて、レーザ光線２を出射する。このレーザ光線２は、所定の光路を伝搬して加工ヘッド３に導かれ、加工ヘッド３で集光されて被加工物９の被加工部分に照射される。これにより、被加工物９に対してレーザ光線２（レーザビーム）によるレーザ加工が行われる。
【００３９】
このように、本実施形態では、レーザ発振器１０内でレーザ光線２の出射タイミングを算出しているので、制御装置５０の制御周期によらずレーザ光線２の出射タイミングを制御することが可能になり、高精度なオン／オフの制御が行える。
【００４０】
また、フィードバック情報（Ｘ軸位置フィードバック情報２４Ｘなど）が制御装置５０を介さずにレーザ発振器１０で送受信されることにより、通信遅れと制御装置５０の制御周期による遅れ分が短くなる。このため、フィードバック情報の到着タイミングに起因する計算誤差が小さくなる。そして、計算誤差が小さくなることにより、到着タイミングの精度が高まることとなり、その結果、レーザ光線２のオン／オフのタイミング精度が高まる。このため、加工開始点で一旦停止することなく加工を行えるので、生産効率を高めることが可能になる。
【００４１】
例えば、特開２００４−１６７５４９号公報、特開２００６−２４７７４５号公報などの従来のレーザ加工方法では、軸駆動部のフィードバック情報を計算に考慮していない。このため、もしサーボアンプの制御パラメータにズレが生じ、レーザ加工装置のサーボ応答が変化した場合でも、あらかじめ与えられたサーボの応答に基づいたサーボ遅れしか考慮しないので、レーザ光線のオン／オフタイミングの時間精度が悪化し、加工形状に悪影響をもたらしてしまう。
【００４２】
なお、本実施の形態では、軸指令出力部４Ｂが加工ヘッド３を移動させる場合について説明したが、軸指令出力部４Ｂは、被加工物９（ワークステージ）を移動させてもよい。この場合、フィードバック情報は、被加工物９の位置、速度などに関する情報となる。
【００４３】
このように、実施の形態１によれば、レーザ発振器１０内でレーザ光線２の出射タイミングを算出しているので、高精度にレーザ出力のタイミングを制御することができる。したがって、加工開始点で一旦停止することなくレーザ加工を行うことができ、その結果、生産効率を高めることが可能になる。
【００４４】
実施の形態２．
つぎに、図３を用いてこの発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２では、軸駆動部に計算部を配置しておき、軸駆動部で、レーザ光線２のオン／オフのタイミングを判断する。
【００４５】
図３は、実施の形態２に係るレーザ加工装置の構成を示す図である。図３の各構成要素のうち図１に示す実施の形態１のレーザ加工装置１０１と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。本実施の形態のレーザ加工装置１０２は、レーザ発振器１１と、加工ヘッド３と、制御装置５０と、軸駆動部４１と、を備えて構成されている。
【００４６】
軸駆動部４１は、駆動制御部４Ｃ、軸指令出力部４Ｂを有しており、駆動制御部４Ｃが計算部８１を備えている。計算部８１は、実施の形態１で説明した計算部８０と同様の機能を有している。計算部８１は、制御装置５０からの加工ヘッド位置指令および軸指令出力部４Ｂからのフィードバック情報から、位置・速度情報２０に対応する情報を抽出する。計算部８１は、抽出した情報に基づいて、レーザ発振器１１内でレーザ光線２の出射をオン／オフするタイミングを判断し、レーザ光線２の出射タイミングをレーザ発振器１１に送る。レーザ発振器１１は、計算部８１からの出射タイミングに基づいて、レーザ光線２をオン／オフする。
【００４７】
このように、実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、レーザ発振器１１内でレーザ光線２の出射タイミングを算出しているので、高精度にレーザ出力のタイミングを制御することができる。したがって、加工開始点で一旦停止することなくレーザ加工を行うことができ、その結果、生産効率を高めることが可能になる。
【００４８】
実施の形態３．
つぎに、図４および図５を用いてこの発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３では、軸駆動部からレーザ発振器に、位置・速度情報２０とともに、発振器制御パラメータを送る。
【００４９】
図４は、実施の形態３に係るレーザ加工装置の構成を示す図である。図４の各構成要素のうち図１に示す実施の形態１のレーザ加工装置１０１と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。本実施の形態のレーザ加工装置１０３は、レーザ発振器１０と、加工ヘッド３と、制御装置５１と、軸駆動部４０と、を備えて構成されている。
【００５０】
制御装置５１は、実施の形態１で説明した制御装置５０と同様の機能を有している。本実施の形態の制御装置５１は、発振器制御パラメータを軸駆動部４０に送る。軸駆動部４０は、後述の位置・速度情報２１内に発振器制御パラメータを含めて、レーザ発振器１０に送る。
【００５１】
図５は、実施の形態３に係る位置・速度情報の構成例を示す図である。位置・速度情報２１は、位置・速度情報２０と同様の情報と、発振器制御パラメータと、を含んで構成されている。
【００５２】
具体的には、位置・速度情報２１は、加工ヘッド位置指令として、Ｘ軸加工開始位置２１Ｘ、Ｙ軸加工開始位置２１Ｙ、Ｘ軸加工終了位置２２Ｘ、Ｙ軸加工終了位置２２Ｙ、Ｘ軸加工残距離２３Ｘ、Ｙ軸加工残距離２３Ｙを有している。また、位置・速度情報２１は、フィードバック情報として、Ｘ軸位置フィードバック情報２４Ｘ、Ｙ軸位置フィードバック情報２４Ｙ、Ｘ軸速度フィードバック情報２５Ｘ、Ｙ軸速度フィードバック情報２５Ｙを有している。さらに、位置・速度情報２１は、発振器制御パラメータとして、レーザ出力２６、レーザ周波数２７、レーザｄｕｔｙ比２８を有している。
【００５３】
なお、レーザ加工装置１０３が、軸駆動部４０（データ生成部６、データ通信部７）の代わりに軸駆動部４１（計算部８１）を有し、レーザ発振器１０の代わりにレーザ発振器１１を有する構成としてもよい。この場合、計算部８１からレーザ発振器１１にレーザ光線２の出射タイミングと、発振器制御パラメータとが送られる。
【００５４】
このように、実施の形態３によれば、位置・速度情報２１内に発振器制御パラメータを含めてレーザ発振器１０に送るので、レーザ発振器１０と制御装置５０を結ぶケーブルを少なくすることが可能となり、安価なレーザ加工装置１０３を提供することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上のように、本発明に係るレーザ加工装置は、レーザ出力のタイミング制御に適している。
【符号の説明】
【００５６】
２ レーザ光線
３ 加工ヘッド
４Ａ，４Ｃ 駆動制御部
４Ｂ 軸指令出力部
６ データ生成部
７ データ通信部
９ 被加工物
１０，１１ レーザ発振器
２０，２１ 位置・速度情報
４０，４１ 軸駆動部
５０，５１ 制御装置
８０，８１ 計算部
１０１〜１０３ レーザ加工装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ発振器を備えたレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ加工装置の制御装置としては、一般的に数値制御装置が用いられている。このような数値制御装置は、一定周期毎に移動指令を出力することにより、被加工物（ワーク）に対して加工ヘッドを相対移動させ、ワークに対してレーザビームによる加工を行なわせている。レーザ発振器に対するレーザ出力のオン／オフ等の制御も、この一定周期単位で制御されることが多い。
【０００３】
ところで、特許文献１に記載のレーザ加工装置は、レーザ加工プログラムにおけるレーザ出力条件の変更時点がデータ送信の指令周期に一致しない場合に、次の指令周期の到来を待機することなく、指定時点でレーザ出力条件を変更できるようにした構成を有している。
【０００４】
また、特許文献２に記載のレーザ加工システムは、レーザ加工装置と、レーザ加工装置の制御軸を駆動する軸駆動部と、レーザ加工装置にレーザ光を供給するレーザ発振器と、軸駆動部及びレーザ発振器を制御する制御装置と、軸駆動部とレーザ発振器とをデイジーチェーン式に制御装置に接続する転送線路とを備えている。そして、特許文献１に記載の方法などで求めた時間遅れなどの発振器制御パラメータを、シリアルデータとしてレーザ発振器に送っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１６７５４９号公報（第８頁、図１）
【特許文献２】特開２００６−２４７７４５号公報（第８頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記前者および後者の従来技術では、制御装置からレーザ発振器や駆動アンプに送るデータは、予め決められた所定の通信周期でしか送ることができない。そして、この通信周期は、レーザ発振器へ送る通信周期と軸駆動部へ送る通信周期とで異なる。このため、精度の高いレーザ加工を行う場合は、各加工位置で加工を開始する際に一旦停止してから位置合わせを行い、その後に加工を開始する必要があり、生産性が下がるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高精度にレーザ出力のタイミングを制御することによって生産性の高いレーザ加工を行うレーザ加工装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、レーザ光線を発振するレーザ発振器と、前記レーザ光線を被加工物に照射する加工ヘッドと、前記加工ヘッドを所定の軸方向に駆動する軸駆動部と、前記レーザ発振器を制御する制御装置と、を有するレーザ加工装置において、前記制御装置は、前記加工ヘッドを所定の位置に移動させる移動指令を前記軸駆動部に送出し、前記軸駆動部は、前記移動指令内から前記加工ヘッドの目標移動位置までの距離を抽出するとともに、抽出した距離と、前記加工ヘッドの実速度と、を含んで構成される加工ヘッド情報を生成するデータ生成部と、前記加工ヘッド情報を前記レーザ発振器に送信する通信部と、を備え、前記レーザ発振器は、前記加工ヘッド情報に基づいて、前記レーザ光線をオン／オフさせるタイミングを算出する算出部を備えるとともに、算出したタイミングに従って前記レーザ光線をオン／オフさせることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高精度にレーザ出力のタイミングを制御するので、加工開始点で一旦停止することなくレーザ加工を行うことができ、その結果、生産効率を高めることが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態１に係るレーザ加工装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る位置・速度情報の構成例を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態２に係るレーザ加工装置の構成を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態３に係るレーザ加工装置の構成を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態３に係る位置・速度情報の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るレーザ加工装置の構成を示す図である。レーザ加工装置１０１は、被加工物（ワーク）９にレーザ光を照射して被加工物９へのレーザ加工を行う装置である。本実施の形態のレーザ加工装置１０１は、加工開始・終了を判断する演算機能がレーザ発振器１０に配置されている。この構成により、制御装置５０の制御周期によらずにレーザ光の出射をオン／オフすることができるので、高精度なレーザ光のオン／オフ制御が可能となる。レーザ加工装置１０１は、レーザ発振器１０と、加工ヘッド３と、制御装置５０と、軸駆動部４０と、を備えて構成されている。
【００１３】
制御装置５０は、数値制御装置などであり、レーザ発振器１０および軸駆動部４０を制御する。制御装置５０からレーザ発振器１０へは、発振器制御パラメータが送られる。発振器制御パラメータは、レーザ光の発振周波数（レーザ周波数）、出力波形のｄｕｔｙ比（レーザｄｕｔｙ比）、レーザ光のレーザ出力（パワー）などである。また、制御装置５０から軸駆動部４０へは、加工ヘッド３への位置指令（加工ヘッド３を所定の位置に移動させる移動指令）（以下、加工ヘッド位置指令という）が送られる。制御装置５０は、軸駆動部４０から送られてくるフィードバック情報に基づいて、加工ヘッド位置指令を作成し、軸駆動部４０に送る。
【００１４】
軸駆動部４０は、制御装置５０からの加工ヘッド位置指令に基づいて、加工ヘッド３を移動させる機能を有している。軸駆動部４０は、駆動制御部４Ａと軸指令出力部４Ｂとを有している。
【００１５】
駆動制御部４Ａは、データ生成部６とデータ通信部７を具備している。データ生成部６は、制御装置５０からの加工ヘッド位置指令および軸指令出力部４Ｂからのフィードバック情報を用いて、レーザ発振器１０に送るデータ（位置・速度情報２０）を作成する。位置・速度情報（加工ヘッド情報）２０は、加工ヘッド３の加工位置（加工開始位置または加工終了位置）までの距離に関する情報や加工ヘッド３の移動速度に関する情報を含んで構成されている。データ通信部７は、データ生成部６が生成した位置・速度情報をレーザ発振器１０に送る。
【００１６】
また、駆動制御部４Ａは、制御装置５０からの加工ヘッド位置指令に基づいて、軸指令（Ｘ軸指令、Ｙ軸指令、Ｚ軸指令）を生成し、軸指令出力部４Ｂに送る。また、駆動制御部４Ａは、軸指令出力部４Ｂからのフィードバック情報を制御装置５０に送る。
【００１７】
軸指令出力部４Ｂは、駆動制御部４Ａから軸指令を受信し、軸指令に基づいて、加工ヘッド３に移動指令（軸ごとの移動指令）を送る。また、軸指令出力部４Ｂは、加工ヘッド３の近傍に設けられた位置センサ（図示せず）、速度センサ（図示せず）から、加工ヘッド３の現在位置（実際の位置）、現在速度（実速度）などをフィードバック情報として取得する。軸指令出力部４Ｂは、取得したフィードバック情報を駆動制御部４Ａに送る。
【００１８】
レーザ発振器１０は、レーザ光を発振しレーザ光線２として出射する。レーザ発振器１０は、計算部８０を有しており、計算部８０からの指示に従った所定のタイミングでレーザ光線２を出射する。計算部８０は、加工開始・終了を判断する演算機能を有しており、駆動制御部４Ａから送られてくる位置・速度情報２０に基づいて、レーザ発振器１０内でレーザ光線２の出射をオン／オフするタイミングを判断する。レーザ光線２の出射をオン／オフするタイミングは、加工ヘッド３が加工開始点、加工終了点へ到達するタイミングである。
【００１９】
レーザ発振器１０からのレーザ光線２は、所定の光路を通って加工ヘッド３に導かれる。加工ヘッド３は、レーザ発振器１０から発振されたレーザ光線２を被加工物９に向けて照射するとともに加工ノズルを介してアシストガスを供給する。
【００２０】
図２は、実施の形態１に係る位置・速度情報の構成例を示す図である。位置・速度情報２０は、加工ヘッド位置指令（移動指令）として、Ｘ軸加工開始位置２１Ｘ、Ｙ軸加工開始位置２１Ｙ、Ｘ軸加工終了位置２２Ｘ、Ｙ軸加工終了位置２２Ｙ、Ｘ軸加工残距離２３Ｘ、Ｙ軸加工残距離２３Ｙを有している。また、位置・速度情報２０は、フィードバック情報として、Ｘ軸位置フィードバック情報２４Ｘ、Ｙ軸位置フィードバック情報２４Ｙ、Ｘ軸速度フィードバック情報２５Ｘ、Ｙ軸速度フィードバック情報２５Ｙを有している。
【００２１】
Ｘ軸加工開始位置２１Ｘは、加工ヘッド３が次に加工を行なう際の加工開始位置（Ｘ座標）であり、Ｙ軸加工開始位置２１Ｙは、加工ヘッド３が次に加工を行う際の加工開始位置（Ｙ座標）である。Ｘ軸加工終了位置２２Ｘは、加工終了位置（Ｘ座標）であり、Ｙ軸加工終了位置２２Ｙは、加工終了位置（Ｙ座標）である。
【００２２】
Ｘ軸加工残距離２３Ｘは、加工ヘッド３が次の加工開始位置まで移動するのに必要な残距離（Ｘ方向の距離）または加工ヘッド３が加工終了位置まで移動するのに必要な残距離（Ｘ方向の距離）である。同様に、Ｙ軸加工残距離２３Ｙは、加工ヘッド３が次の加工開始位置まで移動するのに必要な残距離（Ｙ方向の距離）または加工ヘッド３が加工終了位置まで移動するのに必要な残距離（Ｙ方向の距離）である。したがって、加工ヘッド３が加工位置から次の加工位置へ移動している間のＸ軸加工残距離２３Ｘ、Ｙ軸加工残距離２３Ｙは、加工ヘッド３が次の加工開始位置まで移動するのに必要な残距離（目標移動位置までの距離）である。また、加工ヘッド３によって被加工物９を加工している間のＸ軸加工残距離２３Ｘ、Ｙ軸加工残距離２３Ｙは、加工ヘッド３が加工終了位置まで移動するのに必要な残距離（目標移動位置までの距離）である。
【００２３】
Ｘ軸位置フィードバック情報２４Ｘは、加工ヘッド３の現在位置（Ｘ座標）を示す情報であり、Ｙ軸位置フィードバック情報２４Ｙは、加工ヘッド３の現在位置（Ｙ座標）を示す情報である。
【００２４】
Ｘ軸速度フィードバック情報２５Ｘは、加工ヘッド３の現在速度（Ｘ方向）を示す情報であり、Ｙ軸速度フィードバック情報２５Ｙは、加工ヘッド３の現在速度（Ｙ方向）を示す情報である。
【００２５】
なお、Ｘ軸速度フィードバック情報２５Ｘ、Ｙ軸速度フィードバック情報２５Ｙは、Ｘ軸位置フィードバック情報２４Ｘの単位時間当たりの変化量、Ｙ軸位置フィードバック情報２４Ｙの単位時間当たりの変化量に基づいて算出してもよい。また、本実施の形態における座標や距離は、被加工物９上の座標や距離であってもよいし、被加工物９を載置するワークステージ（図示せず）上の座標や距離であってもよい。
【００２６】
本実施の形態では、計算部８０が、位置・速度情報２０に基づいて、レーザ光線２の出射をオン／オフするタイミングを算出する。具体的には、計算部８０は、Ｘ軸加工残距離２３Ｘ、Ｙ軸加工残距離２３Ｙ、Ｘ軸速度フィードバック情報２５Ｘ、Ｙ軸速度フィードバック情報２５Ｙを用いて、レーザ光線２の出射タイミングを算出する。例えば、Ｘ軸方向に対しては、（Ｘ軸加工残距離２３Ｘ）／（Ｘ軸速度フィードバック情報２５Ｘ）によって、次の加工開始位置まで加工ヘッド３が移動するのに要する時間（移動残時間）が算出される。同様に、Ｙ軸方向に対しては、（Ｙ軸加工残距離２３Ｙ）／（Ｙ軸速度フィードバック情報２５Ｙ）によって、次の加工開始位置まで加工ヘッド３が移動するのに要する時間（移動残時間）が算出される。計算部８０は、Ｘ軸方向における移動残時間と、Ｙ軸方向における移動残時間のうち、移動残時間が大きい方の時間を、次の加工を開始するまでの時間または現在の加工を終了するまでの時間とする。
【００２７】
計算部８０は、時間を計測する時間計測部（図示せず）を備えている。時間計測部が、次の加工を開始するまでの時間を計測すると、計算部８０は、レーザ光線２の出射をオンにしてレーザ光線２を出射する。同様に、時間計測部が、現在の加工を終了するまでの時間を計測すると、計算部８０は、レーザ光線２の出射をオフにしてレーザ光線２の出射を停止する。
【００２８】
つぎに、レーザ加工装置１０１によるレーザ加工処理手順について説明する。レーザ加工装置１０１が被加工物９の加工を開始すると、制御装置５０は、加工プログラムに基づいて、レーザ発振器１０に発振器制御パラメータを送る。
【００２９】
また、制御装置５０は、加工プログラムに基づいて、軸駆動部４０に対し所定の周期毎に加工ヘッド位置指令を送る。駆動制御部４Ａは、制御装置５０からの加工ヘッド位置指令に基づいて、軸指令を生成し、軸指令出力部４Ｂに送る。軸指令出力部４Ｂは、駆動制御部４Ａから軸指令を受信し、軸指令に基づいて、加工ヘッド３に移動指令を送る。これにより、加工ヘッド３は、加工ヘッド位置指令に応じた位置に移動する。換言すると、被加工物９に対して加工ヘッド３が相対移動させられる。
【００３０】
軸指令出力部４Ｂは、位置センサ、速度センサから、加工ヘッド３の現在位置、現在速度をフィードバック情報として取得する。軸指令出力部４Ｂは、取得したフィードバック情報を駆動制御部４Ａに送る。
【００３１】
データ生成部６は、制御装置５０からの加工ヘッド位置指令および軸指令出力部４Ｂからのフィードバック情報を用いて、位置・速度情報２０を作成する。なお、位置・速度情報２０は、Ｘ軸加工残距離２３Ｘ、Ｙ軸加工残距離２３Ｙ、Ｘ軸速度フィードバック情報２５Ｘ、Ｙ軸速度フィードバック情報２５Ｙで構成してもよい。この場合、例えば、データ生成部６は、加工ヘッド位置指令から、Ｘ軸加工残距離２３Ｘ、Ｙ軸加工残距離２３Ｙを抽出し、フィードバック情報からＸ軸速度フィードバック情報２５Ｘ、Ｙ軸速度フィードバック情報２５Ｙを抽出する。そして、Ｘ軸加工残距離２３Ｘ、Ｙ軸加工残距離２３Ｙ、Ｘ軸速度フィードバック情報２５Ｘ、Ｙ軸速度フィードバック情報２５Ｙを用いて、位置・速度情報２０を作成する。
【００３２】
この位置・速度情報２０は、データ通信部７から計算部８０に送られる。そして、計算部８０が、位置・速度情報２０に基づいて、レーザ光線２の出射をオン／オフするタイミングを算出する。位置・速度情報２０に、Ｘ軸加工開始位置２１Ｘ、Ｙ軸加工開始位置２１Ｙ、Ｘ軸加工終了位置２２Ｘ、Ｙ軸加工終了位置２２Ｙ、Ｘ軸位置フィードバック情報２４Ｘ、Ｙ軸位置フィードバック情報２４Ｙが含まれている場合、計算部８０は、さらに高精度にレーザ光の出射タイミングを制御することが可能となる。
【００３３】
また、駆動制御部４Ａは、軸指令出力部４Ｂからのフィードバック情報を制御装置５０に送る。制御装置５０は、加工プログラムおよびフィードバック情報に基づいて、次の加工ヘッド位置指令を作成する。加工ヘッド位置指令うち、Ｘ軸加工開始位置２１Ｘ、Ｙ軸加工開始位置２１Ｙ、Ｘ軸加工終了位置２２Ｘ、Ｙ軸加工終了位置２２Ｙは、加工プログラムから抽出される情報である。
【００３４】
また、加工ヘッド３が加工位置から次の加工位置へ移動している間のＸ軸加工残距離２３Ｘは、Ｘ軸加工開始位置２１ＸおよびＸ軸位置フィードバック情報２４Ｘに基づいて算出される情報である。また、加工ヘッド３によって被加工物９を加工している間のＸ軸加工残距離２３Ｘは、Ｘ軸加工終了位置２２ＸおよびＸ軸位置フィードバック情報２４Ｘに基づいて算出される情報である。
【００３５】
同様に、また、加工ヘッド３が加工位置から次の加工位置へ移動している間のＹ軸加工残距離２３Ｙは、Ｙ軸加工開始位置２１ＹおよびＹ軸位置フィードバック情報２４Ｙに基づいて算出される情報である。また、加工ヘッド３によって被加工物９を加工している間のＹ軸加工残距離２３Ｙは、Ｙ軸加工終了位置２２ＹおよびＹ軸位置フィードバック情報２４Ｙに基づいて算出される情報である。
【００３６】
制御装置５０は、作成した加工ヘッド位置指令を軸駆動部４０に送る。制御装置５０では、レーザ加工を行っている間、加工プログラムおよびフィードバック情報に基づいた加工ヘッド位置指令の作成、軸駆動部４０への送信を繰り返す。
【００３７】
駆動制御部４Ａでは、レーザ加工を行っている間、加工ヘッド位置指令および軸指令出力部４Ｂからのフィードバック情報を用いて、位置・速度情報２０を作成し、データ通信部７を介して計算部８０に送る。計算部８０は、レーザ加工を行っている間、位置・速度情報２０に基づいて、レーザ光線２の出射をオン／オフするタイミングを算出する。
【００３８】
レーザ発振器１０は、計算部８０による計算結果（レーザ光線２の出射タイミング）に基づいて、レーザ光線２を出射する。このレーザ光線２は、所定の光路を伝搬して加工ヘッド３に導かれ、加工ヘッド３で集光されて被加工物９の被加工部分に照射される。これにより、被加工物９に対してレーザ光線２（レーザビーム）によるレーザ加工が行われる。
【００３９】
このように、本実施形態では、レーザ発振器１０内でレーザ光線２の出射タイミングを算出しているので、制御装置５０の制御周期によらずレーザ光線２の出射タイミングを制御することが可能になり、高精度なオン／オフの制御が行える。
【００４０】
また、フィードバック情報（Ｘ軸位置フィードバック情報２４Ｘなど）が制御装置５０を介さずにレーザ発振器１０で送受信されることにより、通信遅れと制御装置５０の制御周期による遅れ分が短くなる。このため、フィードバック情報の到着タイミングに起因する計算誤差が小さくなる。そして、計算誤差が小さくなることにより、到着タイミングの精度が高まることとなり、その結果、レーザ光線２のオン／オフのタイミング精度が高まる。このため、加工開始点で一旦停止することなく加工を行えるので、生産効率を高めることが可能になる。
【００４１】
例えば、特開２００４−１６７５４９号公報、特開２００６−２４７７４５号公報などの従来のレーザ加工方法では、軸駆動部のフィードバック情報を計算に考慮していない。このため、もしサーボアンプの制御パラメータにズレが生じ、レーザ加工装置のサーボ応答が変化した場合でも、あらかじめ与えられたサーボの応答に基づいたサーボ遅れしか考慮しないので、レーザ光線のオン／オフタイミングの時間精度が悪化し、加工形状に悪影響をもたらしてしまう。
【００４２】
なお、本実施の形態では、軸指令出力部４Ｂが加工ヘッド３を移動させる場合について説明したが、軸指令出力部４Ｂは、被加工物９（ワークステージ）を移動させてもよい。この場合、フィードバック情報は、被加工物９の位置、速度などに関する情報となる。
【００４３】
このように、実施の形態１によれば、レーザ発振器１０内でレーザ光線２の出射タイミングを算出しているので、高精度にレーザ出力のタイミングを制御することができる。したがって、加工開始点で一旦停止することなくレーザ加工を行うことができ、その結果、生産効率を高めることが可能になる。
【００４４】
実施の形態２．
つぎに、図３を用いてこの発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２では、軸駆動部に計算部を配置しておき、軸駆動部で、レーザ光線２のオン／オフのタイミングを判断する。
【００４５】
図３は、実施の形態２に係るレーザ加工装置の構成を示す図である。図３の各構成要素のうち図１に示す実施の形態１のレーザ加工装置１０１と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。本実施の形態のレーザ加工装置１０２は、レーザ発振器１１と、加工ヘッド３と、制御装置５０と、軸駆動部４１と、を備えて構成されている。
【００４６】
軸駆動部４１は、駆動制御部４Ｃ、軸指令出力部４Ｂを有しており、駆動制御部４Ｃが計算部８１を備えている。計算部８１は、実施の形態１で説明した計算部８０と同様の機能を有している。計算部８１は、制御装置５０からの加工ヘッド位置指令および軸指令出力部４Ｂからのフィードバック情報から、位置・速度情報２０に対応する情報を抽出する。計算部８１は、抽出した情報に基づいて、レーザ発振器１１内でレーザ光線２の出射をオン／オフするタイミングを判断し、レーザ光線２の出射タイミングをレーザ発振器１１に送る。レーザ発振器１１は、計算部８１からの出射タイミングに基づいて、レーザ光線２をオン／オフする。
【００４７】
このように、実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、レーザ発振器１１内でレーザ光線２の出射タイミングを算出しているので、高精度にレーザ出力のタイミングを制御することができる。したがって、加工開始点で一旦停止することなくレーザ加工を行うことができ、その結果、生産効率を高めることが可能になる。
【００４８】
実施の形態３．
つぎに、図４および図５を用いてこの発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３では、軸駆動部からレーザ発振器に、位置・速度情報２０とともに、発振器制御パラメータを送る。
【００４９】
図４は、実施の形態３に係るレーザ加工装置の構成を示す図である。図４の各構成要素のうち図１に示す実施の形態１のレーザ加工装置１０１と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。本実施の形態のレーザ加工装置１０３は、レーザ発振器１０と、加工ヘッド３と、制御装置５１と、軸駆動部４０と、を備えて構成されている。
【００５０】
制御装置５１は、実施の形態１で説明した制御装置５０と同様の機能を有している。本実施の形態の制御装置５１は、発振器制御パラメータを軸駆動部４０に送る。軸駆動部４０は、後述の位置・速度情報２１内に発振器制御パラメータを含めて、レーザ発振器１０に送る。
【００５１】
図５は、実施の形態３に係る位置・速度情報の構成例を示す図である。位置・速度情報２１は、位置・速度情報２０と同様の情報と、発振器制御パラメータと、を含んで構成されている。
【００５２】
具体的には、位置・速度情報２１は、加工ヘッド位置指令として、Ｘ軸加工開始位置２１Ｘ、Ｙ軸加工開始位置２１Ｙ、Ｘ軸加工終了位置２２Ｘ、Ｙ軸加工終了位置２２Ｙ、Ｘ軸加工残距離２３Ｘ、Ｙ軸加工残距離２３Ｙを有している。また、位置・速度情報２１は、フィードバック情報として、Ｘ軸位置フィードバック情報２４Ｘ、Ｙ軸位置フィードバック情報２４Ｙ、Ｘ軸速度フィードバック情報２５Ｘ、Ｙ軸速度フィードバック情報２５Ｙを有している。さらに、位置・速度情報２１は、発振器制御パラメータとして、レーザ出力２６、レーザ周波数２７、レーザｄｕｔｙ比２８を有している。
【００５３】
なお、レーザ加工装置１０３が、軸駆動部４０（データ生成部６、データ通信部７）の代わりに軸駆動部４１（計算部８１）を有し、レーザ発振器１０の代わりにレーザ発振器１１を有する構成としてもよい。この場合、計算部８１からレーザ発振器１１にレーザ光線２の出射タイミングと、発振器制御パラメータとが送られる。
【００５４】
このように、実施の形態３によれば、位置・速度情報２１内に発振器制御パラメータを含めてレーザ発振器１０に送るので、レーザ発振器１０と制御装置５０を結ぶケーブルを少なくすることが可能となり、安価なレーザ加工装置１０３を提供することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上のように、本発明に係るレーザ加工装置は、レーザ出力のタイミング制御に適している。
【符号の説明】
【００５６】
２ レーザ光線
３ 加工ヘッド
４Ａ，４Ｃ 駆動制御部
４Ｂ 軸指令出力部
６ データ生成部
７ データ通信部
９ 被加工物
１０，１１ レーザ発振器
２０，２１ 位置・速度情報
４０，４１ 軸駆動部
５０，５１ 制御装置
８０，８１ 計算部
１０１〜１０３ レーザ加工装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光線を発振するレーザ発振器と、前記レーザ光線を被加工物に照射する加工ヘッドと、前記加工ヘッドを所定の軸方向に駆動する軸駆動部と、前記レーザ発振器を制御する制御装置と、を有するレーザ加工装置において、
前記制御装置は、
前記加工ヘッドを所定の位置に移動させる移動指令を前記軸駆動部に送出し、
前記軸駆動部は、
前記移動指令内から前記加工ヘッドの目標移動位置までの距離を抽出するとともに、抽出した距離と、前記加工ヘッドの実速度と、を含んで構成される加工ヘッド情報を生成するデータ生成部と、
前記加工ヘッド情報を前記レーザ発振器に送信する通信部と、
を備え、
前記レーザ発振器は、
前記加工ヘッド情報に基づいて、前記レーザ光線をオン／オフさせるタイミングを算出する算出部を備えるとともに、算出したタイミングに従って前記レーザ光線をオン／オフさせることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記レーザ発振器を制御する制御パラメータを前記データ生成部に送り、
前記データ生成部は、前記制御パラメータを含めた加工ヘッド情報を生成し、
前記通信部は、前記制御パラメータを含めた加工ヘッド情報を前記レーザ発振器に送信することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
レーザ光線を発振するレーザ発振器と、前記レーザ光線を被加工物に照射する加工ヘッドと、前記加工ヘッドを所定の軸方向に駆動する軸駆動部と、前記レーザ発振器を制御する制御装置と、を有するレーザ加工装置において、
前記制御装置は、前記加工ヘッドを所定の位置に移動させる移動指令を前記軸駆動部に送出し、
前記軸駆動部は、
前記移動指令内から前記加工ヘッドの目標移動位置までの距離を抽出するとともに、抽出した距離と、前記加工ヘッドの実速度と、に基づいて、前記レーザ光線をオン／オフさせるタイミングを算出する算出部を備え、
前記レーザ発振器は、
算出されたタイミングに従って前記レーザ光線をオン／オフさせることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１】
レーザ光線を発振するレーザ発振器と、前記レーザ光線を被加工物に照射する加工ヘッドと、前記加工ヘッドを所定の軸方向に駆動する軸駆動部と、前記レーザ発振器を制御する制御装置と、を有するレーザ加工装置において、
前記制御装置は、
前記加工ヘッドを所定の位置に移動させる移動指令を前記軸駆動部に送出し、
前記軸駆動部は、
前記移動指令内から前記加工ヘッドの目標移動位置までの距離を抽出するとともに、抽出した距離と、前記加工ヘッドの実速度と、を含んで構成される加工ヘッド情報を生成するデータ生成部と、
前記加工ヘッド情報を前記レーザ発振器に送信する通信部と、
を備え、
前記レーザ発振器は、
前記加工ヘッド情報に基づいて、前記レーザ光線をオン／オフさせるタイミングを算出する算出部を備えるとともに、算出したタイミングに従って前記レーザ光線をオン／オフさせることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記レーザ発振器を制御する制御パラメータを前記データ生成部に送り、
前記データ生成部は、前記制御パラメータを含めた加工ヘッド情報を生成し、
前記通信部は、前記制御パラメータを含めた加工ヘッド情報を前記レーザ発振器に送信することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
レーザ光線を発振するレーザ発振器と、前記レーザ光線を被加工物に照射する加工ヘッドと、前記加工ヘッドを所定の軸方向に駆動する軸駆動部と、前記レーザ発振器を制御する制御装置と、を有するレーザ加工装置において、
前記制御装置は、前記加工ヘッドを所定の位置に移動させる移動指令を前記軸駆動部に送出し、
前記軸駆動部は、
前記移動指令内から前記加工ヘッドの目標移動位置までの距離を抽出するとともに、抽出した距離と、前記加工ヘッドの実速度と、に基づいて、前記レーザ光線をオン／オフさせるタイミングを算出する算出部を備え、
前記レーザ発振器は、
算出されたタイミングに従って前記レーザ光線をオン／オフさせることを特徴とするレーザ加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２１０６３８（Ｐ２０１２−２１０６３８Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７６４０４（Ｐ２０１１−７６４０４）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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