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      三維線狀加工裝置的制作方法

      文檔序號(hào):6285060閱讀:203來源:國(guó)知局
      專利名稱:三維線狀加工裝置的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及一種可實(shí)現(xiàn)管類長(zhǎng)材的三維加工的激光加工機(jī)、等離子體切斷加工機(jī)、氣體切斷加工機(jī)等的三維線狀加工裝置。
      為此,已知一種通過使用由CAD/CAM裝置生成的加工程序進(jìn)行的微小線段的插補(bǔ)指令,在上述的異型部件構(gòu)成的工件中,可連續(xù)地加工通過角部的加工路徑的方法。
      可是,在如此加工中,由于要進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算,不但要花費(fèi)很多時(shí)間且必須很熟練。并且,必須要有另外的CAD/CAM裝置,而且產(chǎn)生必須準(zhǔn)備要生成的加工程序用的龐大的存儲(chǔ)容量這樣的不良情形。而且,因使用了微小線段的插補(bǔ)指令,這樣的加工速度變慢,很難實(shí)現(xiàn)高速加工。

      發(fā)明內(nèi)容
      因此,希望提供一種在維持加工的切斷面無不勻的良好工件的情況下,通過異型部件類工件的連續(xù)加工可實(shí)現(xiàn)高速加工的、即不必有CAD/CAM裝置或加工程序用的存儲(chǔ)容量的情形下同時(shí)也無需很熟練就可簡(jiǎn)單地加工的三維線狀加工裝置。
      即,本發(fā)明在具有設(shè)有可以第1軸為中心保持工件的同時(shí)、可以該第1軸為中心在第1旋轉(zhuǎn)軸方向成角度轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)自由地保持著的旋轉(zhuǎn)保持驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),和相對(duì)于該旋轉(zhuǎn)保持驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)保持著的工件、在上述第1和相互垂直的第2和第3軸方向自由移動(dòng)驅(qū)動(dòng)并且在以第2和第3軸為中心的第2和第3旋轉(zhuǎn)軸方向成角度轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)自由地設(shè)置的加工部的三維線狀加工裝置中,其構(gòu)成為設(shè)有在執(zhí)行始點(diǎn)、中間點(diǎn)和終點(diǎn)以及進(jìn)給速度在加工程序中指示出的同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令之際,以使上述加工部相對(duì)工件的進(jìn)給速度成為上述加工程序中所指示的進(jìn)給速度式地,計(jì)算上述第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)軸方向的角速度以及上述第1、第2和第3軸方向的移動(dòng)速度的軸速度計(jì)算機(jī)構(gòu);設(shè)有根據(jù)由該軸速度計(jì)算機(jī)構(gòu)計(jì)算的上述第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)方向的角速度以及上述第1、第2和第3軸方向的移動(dòng)速度,同時(shí)控制上述第1、第2和第3軸以及上述第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)軸,以對(duì)工件實(shí)施加工的加工執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
      由此,由于加工執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)由軸速度計(jì)算機(jī)構(gòu)計(jì)算的第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)方向的角速度以及第1、第2和第3軸方向的移動(dòng)速度,同時(shí)控制第1、第2和第3軸以及第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)軸,以對(duì)工件實(shí)施加工,從而即使對(duì)于斷面形狀具有角部的異型形狀構(gòu)成的工件,也可沿著通過角部的路徑連續(xù)地加工,不需要現(xiàn)有那樣的對(duì)工件的各加工面逐個(gè)地加工,可實(shí)行高速加工。此外,由于為了使加工部相對(duì)工件的進(jìn)給速度成為由加工程序中指示的進(jìn)給速度,執(zhí)行同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令,從而在實(shí)現(xiàn)高速加工的同時(shí),可加工出切斷面無不勻的工件。并且,由于同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令的執(zhí)行是通過在加工程序中指示始點(diǎn)、中間點(diǎn)和終點(diǎn)以及進(jìn)給速度進(jìn)行的,從而不必另外有用于CAD/CAM裝置或加工程序的存儲(chǔ)容量,不必熟練就可方便地加工出。
      另外,本發(fā)明設(shè)有上限速度判斷機(jī)構(gòu),用于判斷由上述軸速度計(jì)算機(jī)構(gòu)計(jì)算的第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)軸方向的角速度以及上述第1、第2和第3軸方向的移動(dòng)速度是否超過對(duì)各軸設(shè)定的規(guī)定的上限值;設(shè)有速度校正機(jī)構(gòu),以在由上述上限速度判斷機(jī)構(gòu)判斷出上述第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)軸方向的角速度以及上述第1、第2和第3軸方向的移動(dòng)速度超過了對(duì)各軸設(shè)定的規(guī)定的上限值時(shí),對(duì)判斷出的超過上述上限值的速度加以校正;上述加工執(zhí)行機(jī)構(gòu)在由上述速度校正機(jī)構(gòu)校正的速度下對(duì)上述工件實(shí)施加工。
      由此,由于加工執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)上限速度判定機(jī)構(gòu)的判斷就可在由速度校正機(jī)構(gòu)校正的速度下對(duì)工件實(shí)施加工,從而即使在各旋轉(zhuǎn)方向的角速度和軸方向的移動(dòng)速度超過規(guī)定的上限值時(shí),也可正確地實(shí)施沿著通過角部的加工路徑的連續(xù)的加工。
      此外,本發(fā)明所述的三維線狀加工裝置為激光加工機(jī),可設(shè)有激光輸出條件變更機(jī)構(gòu),用于在由上述速度校正機(jī)構(gòu)校正上述各軸的速度時(shí),將由上述激光加工機(jī)的上述加工部射出的激光光束的激光輸出條件加以變更。
      由此,激光輸出條件變更機(jī)構(gòu)在由速度校正機(jī)構(gòu)校正各軸速度時(shí),通過變更激光輸出條件,可設(shè)定出與校正的各軸速度相應(yīng)的激光輸出條件,能夠可靠地加工出切斷面無不勻的良好的工件。
      圖5為示出使用激光加工機(jī)進(jìn)行加工之際的處理流程的流程圖,圖6為示出進(jìn)給速度控制程序的流程圖,圖7為通過本發(fā)明切斷加工的矩形斷面的長(zhǎng)形材料的剖視圖,圖8為使編碼參數(shù)輸入畫面圖象化的視圖,圖9為本發(fā)明的矩形斷面的長(zhǎng)形材料的加工控制例,(a)為說明加工控制的矩形斷面的長(zhǎng)形材料的示意的透視圖,(b)為說明(a)的加工控制的圖2A方向的向視圖,(c)為示出執(zhí)行(a)的加工的加工程序一部分的視圖,

      圖10為本發(fā)明的三角形斷面的長(zhǎng)形材料的加工控制例,(a)為說明加工控制的三角形斷面的長(zhǎng)形材料的示意地透視圖,(b)為說明(a)的加工控制的圖2A方向的向視圖。
      適用本發(fā)明的激光加工機(jī)1(三維線狀加工機(jī))如圖1所示,例如為管件加工用NCN裝置(NC切斷機(jī)),由工件設(shè)置裝置1a,激光照射裝置1b和控制裝置1c構(gòu)成,在工件設(shè)置裝置1a的上方設(shè)有激光照射裝置1b,同時(shí),控制裝置1c附設(shè)在工件設(shè)置裝置1a和激光照射裝置1b上。
      工件設(shè)置裝置1a如圖1所示,具有基座2和工作臺(tái)3?;?將激光加工機(jī)1固定在地板上,并且在其上面設(shè)置工作臺(tái)3。工作臺(tái)3具有水平的工件設(shè)置面3a,并且被設(shè)置成相對(duì)基座2可在圖1~圖3所示的箭頭G、H方向(X軸方向)自由移動(dòng)。另外,在工件設(shè)置面3a上固定有卡盤裝置9。
      卡盤裝置9如圖2所示,具有卡盤10,卡盤10設(shè)置成以平行于上述X軸的C軸為中心、朝箭頭R、S方向成角度轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)自由和自由定位。在卡盤10上設(shè)有以C軸為中心的、同心圓狀且大致有等角度間隔的多個(gè)卡爪10a。即,多個(gè)卡爪10a設(shè)置成可自由地抓握例如由圓管或方管等的長(zhǎng)形部件構(gòu)成的工件70一端的外周,在轉(zhuǎn)軸C(工件70的轉(zhuǎn)軸)平行于X軸的狀態(tài)下,可自由裝脫地保持著工件70。也就是說,工件70被設(shè)置成與卡盤10一同以C軸為中心成角度轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)和定位自由。
      而激光照射裝置1b如圖1所示,具有立柱5、鞍架6和加工頭主體11。立柱5為了不干涉在X軸方向自由移動(dòng)的上述工作臺(tái)3,以跨過工作臺(tái)3的形式固定在基座2上。另外,立柱5具有沿著垂直于X軸方向且為水平的箭頭J、K方向(Y軸方向)的鞍架用軌道5a,5a,鞍架6設(shè)置成通過鞍架用軌道5a,5a可相對(duì)基座2在Y軸方向自由移動(dòng)驅(qū)動(dòng)。盡管例示出了上述的工作臺(tái)3在X軸方向移動(dòng)的結(jié)構(gòu),但并不限于鞍架6相對(duì)基座2可在X軸和Y軸方向相對(duì)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu),可以是例如鞍架6可在X軸和Y軸方向自由移動(dòng),而工作臺(tái)3被固定等的結(jié)構(gòu)。
      此外,立柱5還具有輸出激光光束的圖中未示出的激光振蕩器,激光振蕩器和鞍架6如圖1所示,通過隨鞍架6在Y方向移動(dòng)而可自由伸縮式移動(dòng)的適當(dāng)?shù)募す夤獬坦?來連接。此外,激光光程管7通過與激光光程管7同樣形成的鞍架用光程管15,而與設(shè)置在鞍架6內(nèi)部的加工頭主體11連接。
      此外,上述的激光振蕩器只要是可以穩(wěn)定地照射出可進(jìn)行金屬等工件70的切斷、開孔等加工的有規(guī)定輸出的激光光束的裝置即可,本發(fā)明可使用例如CO2激光器、YAG激光器、受激準(zhǔn)分子激光器等任一種。
      加工頭主體11如圖2和圖3所示,具有套筒部件12、前端部件20和噴嘴26,并且設(shè)置成相對(duì)鞍架6在垂直于X和Y軸方向也就是圖1至圖3所示的箭頭L、M方向(Z軸方向)可自由移動(dòng)驅(qū)動(dòng)。即,加工頭主體11設(shè)置成通過鞍架6和立柱5可相對(duì)基座2在Z軸方向自由移動(dòng)驅(qū)動(dòng)。
      套筒部件12如圖3所示,由外套筒12a和內(nèi)套筒12b構(gòu)成,圓柱形的內(nèi)套筒12b以嵌套方式插入外套筒12a中。外套筒12a設(shè)置成如圖3所示,以平行于Z軸方向的A軸為中心,相對(duì)加工頭主體11在箭頭N、O方向成角度轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)自由。
      而內(nèi)套筒12b也同樣,設(shè)置成相對(duì)外套筒12a可在箭頭N、O方向成角度轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)自由,同時(shí),在內(nèi)套筒12b下端(圖3的紙面下側(cè))的外周上形成傘齒輪12c,該傘齒輪12c與后述的形成于前端部件20上的傘齒輪21a嚙合,以將電機(jī)等構(gòu)成圖中未示出的驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)力向前端部件20側(cè)輸出。
      另外,在外套筒12a下方(圖3的紙面下側(cè))的內(nèi)部設(shè)有第1鏡13,如圖3所示,為了將激光光路RK彎曲成直角,將進(jìn)入加工頭主體11的激光束RZ可在前端部件20側(cè)反射,將鏡13的反射面13a設(shè)置成規(guī)定的角度。
      前端部件20如圖3所示,由圓柱部21、噴嘴安裝部22、鏡安裝部25以及夾頭裝著部30構(gòu)成,在鏡安裝部25的側(cè)部(圖3的紙面左側(cè))通過夾頭裝著部30形成圓柱部21,還在鏡安裝部25的下部(圖3的紙面下側(cè))以延伸方式形成噴嘴安裝部22。
      圓柱部21在其端部(圖3的紙面左側(cè))形成傘齒輪21a,傘齒輪21a以插入在上述的外套筒12a側(cè)部(圖3的紙面右側(cè))形成的開口部17中的方式,通過球軸承16與外套筒12a可成角度自由旋轉(zhuǎn)地連接。并且,傘齒輪21a以垂直于A軸旋轉(zhuǎn)自由地方式與上述的內(nèi)套筒12b的傘齒輪12c嚙合。也就是說,前端部件20設(shè)置成如圖2和圖3所示,以平行于X軸的B軸為中心,相對(duì)外套筒12a在箭頭P、Q方向成角度轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)自由。在噴嘴安裝部22上設(shè)有噴嘴前端部26a向下(在圖3的紙面下側(cè))的噴嘴26。也就是說,噴嘴26也設(shè)置成與前端部件20一同可以B軸為中心成角度轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)自由。另外,作為激光加工機(jī)1的結(jié)構(gòu),示出了上述的在X、Y、Z、A、B、C軸方向移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)的一例,但只要使噴嘴26相對(duì)成角度轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)自由和定位自由的工件70能夠進(jìn)行三維移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng),則不限于此,為任意一種結(jié)構(gòu)均可。
      另外,在鏡安裝部25的內(nèi)部,第2鏡23如圖3所示,為了使激光光路RK彎曲成直角,為從外套筒12a側(cè)進(jìn)入的激光RZ可從噴嘴前端部26a照射出,將鏡23的反射面23a設(shè)置成規(guī)定的角度。
      在夾頭裝著部30上可自由裝卸地設(shè)有透鏡夾頭31,透鏡夾頭31由聚焦透鏡33和固定聚焦透鏡33的透鏡架32構(gòu)成,透鏡夾頭31為了可將激光束RZ通過聚焦透鏡33聚焦在規(guī)定位置上,設(shè)置于形成在夾頭裝著部30內(nèi)的圖3所示的激光光路RK上。
      另外,激光加工機(jī)1的控制裝置1c如圖4所示,具有主控制部40,主控制部40通過總線44與鍵盤41、顯示器42、系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器43、程序生成控制部45、圖像控制部46、圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器47、工件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器49、立體數(shù)據(jù)生成部50、立體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器51、程序生成部52、加工程序存儲(chǔ)器53、加工控制部55、驅(qū)動(dòng)控制部56、加工數(shù)據(jù)計(jì)算控制部57、加工數(shù)據(jù)計(jì)算部59、加工數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器60、速度箝制判定部61、驅(qū)動(dòng)條件存儲(chǔ)器62、速度校正部63、激光條件設(shè)定部65、激光振蕩控制部66等連接。另外,驅(qū)動(dòng)控制部56與分別驅(qū)動(dòng)作為控制軸的X、Y、Z、A、B、C軸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)76A、76B、76C、76D、76E、76F連接。
      激光加工機(jī)1的構(gòu)成如上,該激光加工機(jī)1中的加工控制由后述的加工程序PRO的生成和生成的加工程序PRO的執(zhí)行所致的加工構(gòu)成。該加工程序PRO如圖5所示,以后述的工件數(shù)據(jù)WD的輸入(步驟STP1)和立體數(shù)據(jù)RD的生成(步驟STP2)為基礎(chǔ)制成(步驟STP3)。并且,根據(jù)如此生成的加工程序PRO,通過適當(dāng)?shù)仳?qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)76A、76B、76C、76D、76E、76F,使上述的工作臺(tái)3、立柱5、鞍架6、外套筒12a、內(nèi)套筒12b、卡盤10(下面簡(jiǎn)單地稱作“移動(dòng)部3、5、6、12a、12b、10”)分別在X、Y、Z、A、B、C軸方向移動(dòng)和旋轉(zhuǎn),使噴嘴26相對(duì)工件70的相對(duì)位置變化的同時(shí)用激光照射由異型材構(gòu)成的工件70,以將工件70加工成所希望的三維形狀(步驟STP4)。下面,對(duì)在上述的加工控制中,以如圖7所示的、由面S12、S23、S34、S41圍住并且具有由角部半徑Rc構(gòu)成的角部C1、C2、C3、C4的矩形斷面的方管(長(zhǎng)形材料)作為異型材一例進(jìn)行的切斷加工控制加以說明。
      操作者(作業(yè)者)在上述加工控制時(shí),首先,通過在激光加工機(jī)1上設(shè)置工件70,以進(jìn)行工件70的定位。具體如圖2所示,用多個(gè)卡爪10a保持著工件70的一端來設(shè)置工件70之際,盡可能使工件70的旋轉(zhuǎn)中心與C軸一致,同時(shí),將開始切斷加工的面平行推出。例如圖7所示,使工件70的旋轉(zhuǎn)中心CT(矩形斷面的重心)相對(duì)C軸不錯(cuò)位,同時(shí),開始切斷加工的面(例如面S12)成為水平(也就是平行于Y軸)地方式進(jìn)行工件70的定位。另外,上述的定位并不限于操作者進(jìn)行,可以在加工程序PRO中預(yù)先設(shè)定自動(dòng)設(shè)定上述的錯(cuò)位校正或平行推出的處理。例如,將該錯(cuò)位量由規(guī)定的傳感器檢測(cè)出,并且根據(jù)該檢測(cè)結(jié)果,校正上述各移動(dòng)部3、5、6、12a、12b、10移動(dòng)等的處理可以在加工程序PRO中設(shè)定,還可通過規(guī)定的距離傳感器檢測(cè)出從XY平面到面S12上的多個(gè)點(diǎn)(連接點(diǎn)的連線不平行于C軸的2個(gè)以上的點(diǎn))的距離,根據(jù)該檢測(cè)結(jié)果,自動(dòng)設(shè)定以規(guī)定角度轉(zhuǎn)動(dòng)卡盤10以進(jìn)行平行推出。
      接著,操作者通過控制裝置1c所具備的圖中未示出的起動(dòng)開關(guān)輸入起動(dòng)指令,接受該指令的主控制部403從系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器43讀取系統(tǒng)程序SYS。之后,主控制部40根據(jù)讀取的該系統(tǒng)程序SYS,進(jìn)行圖5所示的步驟STP1至STP4的處理。
      之后,操作者通過鍵盤41輸入生成加工程序PRO的指令CM1。該指令CM1向主控制部40傳送,接受該指令的主控制部40在程序生成控制部45中指令生成加工程序PRO。然后,程序生成控制部45隨著加工程序PRO的生成,進(jìn)行上述工件數(shù)據(jù)WD的輸入和立體數(shù)據(jù)RD的生成。
      在步驟STP1中,程序生成控制部45首先向圖像控制部46指令以顯示圖中未示出的工件數(shù)據(jù)輸入畫面WDN。在此,工件數(shù)據(jù)WD為工件70的材質(zhì)(例如低碳鋼、不銹鋼等)、形狀(例如矩形、三角形、L字形、半圓形等斷面形狀)、尺寸(例如角部半徑Rc、板厚Dp、管子縱向尺寸Hp、管子橫向尺寸Wp)等,工件數(shù)據(jù)輸入畫面WDN由對(duì)操作者顯示出提示該工件數(shù)據(jù)WD輸入的內(nèi)容的畫面。接受上述指令的圖像控制部46調(diào)出存儲(chǔ)在圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器47中的工件數(shù)據(jù)輸入畫面WDN并由顯示器42顯示。顯示工件數(shù)據(jù)輸入畫面WDN時(shí),操作者通過鍵盤41根據(jù)工件數(shù)據(jù)輸入畫面WDN的上述工件數(shù)據(jù)WD,該輸入的工件數(shù)據(jù)WD經(jīng)程序生成控制部45存儲(chǔ)在工件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器49中。另外,角部半徑Rc較小時(shí),例如大致為0時(shí)(所謂角部的角為直角時(shí)),程序生成控制部45將預(yù)先設(shè)定的角部半徑Rc的下限值作為角部半徑Rc存儲(chǔ)在工件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器49中。
      在步驟STP2中,結(jié)束上述工件數(shù)據(jù)WD的輸入時(shí),程序生成控制部45向圖像控制部46發(fā)出顯示編碼參數(shù)輸入畫面CPN的指令。在此,作為編碼參數(shù)CP是指操作者所希望的加工形狀必需的各尺寸,此外,編碼參數(shù)輸入畫面CPN例如圖8所示,由表示出對(duì)操作者提示輸入該編碼參數(shù)CP的內(nèi)容的畫面構(gòu)成,該必需的各尺寸的名稱表示為“管子縱向尺寸Hp”,“管子橫向尺寸Wp”,“切斷角度Q”,“切斷長(zhǎng)度Lc”等。接受上述指令的圖像控制部46調(diào)出存儲(chǔ)在圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器47中的編碼參數(shù)輸入畫面CPN并在顯示器42中顯示。編碼參數(shù)輸入畫面CPN一旦顯示,操作者就通過鍵盤41輸入與根據(jù)編碼參數(shù)輸入畫面CPN的上述必需的各尺寸名稱相應(yīng)的數(shù)值,該輸入的編碼參數(shù)CP通過程序生成控制部45存儲(chǔ)在立體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器51中。另外,編碼參數(shù)輸入畫面CPN中,也就是存儲(chǔ)在工件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器49中的與工件數(shù)據(jù)WD重復(fù)的內(nèi)容例如與“管子縱向尺寸Hp”,“管子橫向尺寸Wp”有關(guān)的內(nèi)容,由程序生成控制部45從工件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器49中調(diào)出并向圖像控制部46傳送,圖像控制部46可以預(yù)先表示出與傳送的“管子縱向尺寸Hp”,“管子橫向尺寸Wp”(如圖8所示)相對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目。
      上述的編碼參數(shù)CP的輸入一旦結(jié)束,程序生成控制部45就向立體數(shù)據(jù)生成部50發(fā)出生成立體數(shù)據(jù)RD的指令。在此,立體數(shù)據(jù)RD為根據(jù)工件數(shù)據(jù)WD和編碼參數(shù)CP、使操作者所希望的加工形狀具體化(也就是在三維空間中座標(biāo)化)者。接受上述指令的立體數(shù)據(jù)生成部50從工件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器49調(diào)出工件數(shù)據(jù)WD,進(jìn)而從立體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器51調(diào)出編碼參數(shù)CP以生成立體數(shù)據(jù)RD。然后,將該生成的立體數(shù)據(jù)RD存儲(chǔ)在立體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器51中,同時(shí),向圖像控制部46傳送該立體數(shù)據(jù)RD。接受該立體數(shù)據(jù)的圖像控制部46在顯示器42中顯示出例如如圖9(a)所示形式的、例如相對(duì)工件70的長(zhǎng)度方向(C軸方向)成直角切斷的加工形狀(由直線L12,L23,L34,L41圍住的切斷面構(gòu)成的加工形狀)。操作者看見所顯示的立體數(shù)據(jù)RD并確認(rèn)為所希望的加工形狀后,就完成了立體數(shù)據(jù)RD的制作。
      在操作者判斷出上述顯示的立體數(shù)據(jù)RD不是所希望的加工形狀時(shí),通過操作者進(jìn)行的規(guī)定的輸入,程序生成控制部45就在顯示器42中顯示出圖像控制部46中的工件數(shù)據(jù)輸入畫面WDN或編碼參數(shù)輸入畫面CPN,操作者再次輸入成為所希望的加工形狀的工件數(shù)據(jù)WD或編碼參數(shù)CP。雖然對(duì)于立體數(shù)據(jù)RD的制作示出了以上述的工件數(shù)據(jù)WD和編碼參數(shù)CP的輸入進(jìn)行的一例,但只要是可生成立體數(shù)據(jù)RD,不限于此,任何一種方式均可,例如可將由CAD/CAM裝置等制作的加工形狀的數(shù)據(jù)向控制裝置1c輸入,并且,將縱向和橫向尺寸Hp,Wp等規(guī)定尺寸,和噴嘴前端部26a在工件70上移動(dòng)的路徑(加工路徑)由示教機(jī)向控制裝置1c輸入。
      在步驟STP2中,一旦結(jié)束上述立體數(shù)據(jù)RD的制作,就移入步驟STP3,程序生成控制部45對(duì)程序生成部52發(fā)出根據(jù)操作者輸入的數(shù)據(jù)(工件數(shù)據(jù)WD和立體數(shù)據(jù)RD)以制作(生成)加工程序PRO的指令,例如生成圖9(c)所示的加工程序PRO。
      該加工程序PRO,首先指示出在段N001中,由直線插補(bǔ)指令(G01)在位置P1的在各控制軸中的座標(biāo)位置(以下簡(jiǎn)單地稱作“各控制座標(biāo)位置”)Xp1、Yp1、Zp1、Ap1、Bp1、Cp1為止進(jìn)行加工,此時(shí)的進(jìn)給速度Fr為5000mm/min。接著,在段N002和N003中,如圖9(b)所示,將工件70沿箭頭R方向的旋轉(zhuǎn)角度(C軸旋轉(zhuǎn)角度)只旋轉(zhuǎn)θ2,同時(shí),使噴嘴前端部26a與該工件70同步旋轉(zhuǎn)并以旋轉(zhuǎn)半徑Rr沿箭頭R方向移動(dòng),并指示出切斷工件70的角部C2的同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令(G12)。
      之后,加工程序PRO中,通過程序生成部52生成加工面S23的直線插補(bǔ)指令(G01)和加工角部C3的與前述同樣的同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令(G12),接著,全部生成加工面S34的直線插補(bǔ)指令(G01)和加工角部C4的與前述同樣的同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令(G12),但在此,在對(duì)作為本發(fā)明主要部分的角部的同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)進(jìn)行詳細(xì)說明的關(guān)系上,省略了對(duì)加工程序PRO的其他段有關(guān)的說明。然而,后面對(duì)于與同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)有關(guān)的說明,在其他角部C3,C4,C1也具有同樣的效果。
      即,在加工程序PRO的同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令中,指示出在段N002中進(jìn)行圓柱插補(bǔ)之際的中間通過位置P2的各控制座標(biāo)位置Xp1、Yp2、Zp2、Ap1、Bp1、Cp2,和在段N003中進(jìn)行同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)的終點(diǎn)位置P3的各控制座標(biāo)位置Xp1、Yp3、Zp3、Ap1、Bp1、Cp3。由此,在段N002中,發(fā)出從結(jié)束直線插補(bǔ)指令的C軸座標(biāo)位置Cp1開始、將工件70隨著C軸沿箭頭R方向旋轉(zhuǎn)到C軸座標(biāo)位置Cp2為止的同時(shí)、將噴嘴26沿Y軸和Z軸方向移動(dòng)到Y(jié)p2,Zp2為止以進(jìn)行加工的指令。此外,在通過C軸座標(biāo)位置Cp2后,在段N003中,發(fā)出從該位置Cp2開始、將工件70隨著C軸沿箭頭R方向旋轉(zhuǎn)到C軸座標(biāo)位置Cp3為止的同時(shí)、將噴嘴26沿Y軸和Z軸方向移動(dòng)到Y(jié)p3,Zp3為止以進(jìn)行加工的指令。
      在步驟STP3中,包含上述的同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令的加工程序PRO由程序生成控制部45生成時(shí),該加工程序PRO存儲(chǔ)在加工程序存儲(chǔ)器53中。
      一旦生成加工程序PRO,就移入圖5的步驟STP4中,操作者操作鍵盤41,對(duì)主控制部40輸入根據(jù)加工程序PRO開始加工的指令CM2,加工控制部55根據(jù)該加工程序PRO,經(jīng)驅(qū)動(dòng)控制部56,驅(qū)動(dòng)和控制各控制軸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)76A、76B、76C、76D、76E、76F,對(duì)工件70實(shí)施加工程序PRO中指示的加工。
      此時(shí),在加工程序PRO中,發(fā)出前述的同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令(G12)時(shí),主控制部40向加工數(shù)據(jù)計(jì)算控制部57發(fā)出指令,以在對(duì)進(jìn)入圖5所示的步驟STP4中、執(zhí)行該同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令之際,計(jì)算必要的加工數(shù)據(jù)KD。接受該加工數(shù)據(jù)的加工數(shù)據(jù)計(jì)算控制部57向加工數(shù)據(jù)計(jì)算部59發(fā)出計(jì)算加工數(shù)據(jù)KD的指令。在此,在執(zhí)行同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令之際,作為加工數(shù)據(jù)KD,為驅(qū)動(dòng)控制各移動(dòng)部3、5、6、12a、12b、10的必要的數(shù)據(jù),加工數(shù)據(jù)計(jì)算部59在執(zhí)行例如圖9(c)所示的加工程序PRO的段N002和N003的同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令之際,計(jì)算卡盤10以C軸為中心旋轉(zhuǎn)的角速度(C軸角速度ωc)和移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)噴嘴26的X、Y、Z、A、B軸的各控制軸的速度。在此,還根據(jù)圖7和圖9具體地說明執(zhí)行上述同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令之際的、控制裝置1c側(cè)的處理。
      例如,工件70如圖9(a)、(b)所示,以面S12朝向Z軸L方向水平(圖9(b)所示的初始狀態(tài)71中)定位,從角部C1部分開始對(duì)工件70進(jìn)行切斷加工。并且,如圖9(c)的段N001所示,通過操作者,向加工程序PRO輸入和指示出噴嘴26相對(duì)工件70作為進(jìn)給速度(相對(duì)速度)的送進(jìn)速度Fr。
      首先,在角部C1、C2之間,執(zhí)行直線插補(bǔ)指令(G01)。也就是,噴嘴26以進(jìn)給速度Fr從角部C1沿Y軸K方向在連接角部C1、C2的如圖9(a)、(b)所示的直線L12上移動(dòng),通過從該噴嘴26射出的激光光線RZ,沿該直線L12切斷工件70。
      噴嘴26一旦到達(dá)角部C2(始點(diǎn)位置P1),繼續(xù)上述直線L12中的直線插補(bǔ)指令(G01),執(zhí)行同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令。同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令的執(zhí)行具體為,當(dāng)噴嘴前端部26a到達(dá)始點(diǎn)位置P1(控制座標(biāo)位置Xp1、Yp1、Zp1、Ap1、Bp1、Cp1)時(shí),也就是到達(dá)形成圖7所示的角部C2的角部圓弧CA2(連接同圖所示的直線L12與角部圓弧CA2的位置P10)時(shí),加工控制部55通過驅(qū)動(dòng)控制部56轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)C軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)76F,使工件70(也就是卡盤10)開始向R方向旋轉(zhuǎn)。由此,工件70的角部C2在圖9(b)所示的旋轉(zhuǎn)半徑Rr的旋轉(zhuǎn)圓弧RA2(同圖(b)所示的粗線箭頭)上移動(dòng)。此時(shí),工件70在上述相對(duì)速度成為加工程序中指示的進(jìn)給速度Fr下,以C軸角速度ωc轉(zhuǎn)動(dòng)。
      如此,例如工件70如圖9(b)所示,C軸只旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)角θ1時(shí)(成為該圖(b)所示的中間狀態(tài)72時(shí)),沿著上述旋轉(zhuǎn)圓弧RA2移動(dòng)的角部C2位于中間通過位置P2(控制座標(biāo)位置Xp1、Yp2、Zp2、Ap1、Bp1、Cp2)處。此時(shí),噴嘴前端部26a為了也以同步于該移動(dòng)的方式移動(dòng)并位于上述位置P2,加工控制部55如向加工程序PRO的段N002發(fā)出指令那樣,通過驅(qū)動(dòng)控制部56,移動(dòng)并驅(qū)動(dòng)Y軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)76B以及Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)76C,以控制噴嘴前端部26a使其位置成為中間通過位置P2(控制座標(biāo)位置Xp1、Yp2、Zp2、Ap1、Bp1、Cp2)。
      通過中間通過位置P2后,加工控制部55根據(jù)加工程序PRO的段N003中的同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令的終點(diǎn)指示,進(jìn)而驅(qū)動(dòng)C軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)76F,為了使工件70在箭頭R方向的C軸旋轉(zhuǎn)角為θ2(π/2)(成為圖9(b)所示的最終狀態(tài)73),在轉(zhuǎn)動(dòng)工件的同時(shí),移動(dòng)并驅(qū)動(dòng)Y軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)76B和Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)76C,直到噴嘴前端部26a的位置及角部C2到達(dá)終點(diǎn)位置P3(控制座標(biāo)位置Xp1、Yp3、Zp3、Ap1、Bp1、Cp3),才以規(guī)定的進(jìn)給速度Fr進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。這樣,噴嘴前端部26a到達(dá)圖7所示的角部圓弧CA2與直線L23連接的位置P11,工件70成為面S23朝向Z軸L方向的水平狀態(tài)(也就是相對(duì)角部C2的同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)結(jié)束)。由此,角部C2(角部圓弧CA2)從位置PC10到P11被切斷。
      角部C2部分的切斷結(jié)束后,再次在角部C2、C3之間執(zhí)行指令(G01)。也就是激光光束RZ在與上述的直線L12同樣的、在Y軸K方向以進(jìn)給速度Fr在L23上移動(dòng),并且沿著該直線L23切斷工件70。
      然后,激光光束RZ到達(dá)角部C3時(shí)(也就是直線L23的切斷結(jié)束時(shí)),通過上述的同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令(G12),在使工件70旋轉(zhuǎn)的同時(shí)切斷角部C3(角部圓弧CA3),接下來同樣地,交替地反復(fù)進(jìn)行直線插補(bǔ)指令(G10)和同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令(G12),同時(shí),沿著直線L34、角部C4(角部圓弧CA4)、直線L41、角部C1(角部圓弧CA1)的加工路徑,激光光束RZ不會(huì)中斷地連續(xù)照射并切斷工件70,從而完成上述的加工控制。
      另外,上述說明的同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令為驅(qū)動(dòng)控制Y、Z、C軸方向的簡(jiǎn)單加工方管的例子,但驅(qū)動(dòng)控制的方向并不限于Y、Z、C軸,不用說,可以根據(jù)工件70的加工形狀,將通過X軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)76A的工作臺(tái)5進(jìn)行的X軸方向的驅(qū)動(dòng)控制、通過A軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)76D的外套筒12a進(jìn)行的A軸方向的驅(qū)動(dòng)控制和通過B軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)76E的內(nèi)套筒12b進(jìn)行的B軸方向的驅(qū)動(dòng)控制加以并用,同時(shí)進(jìn)行噴嘴26的5軸方向(X、Y、Z、A、B軸方向)的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制以及卡盤10的在C軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)控制。
      在步驟STP4中計(jì)算的C軸角速度ωc,在噴嘴前端部26a以進(jìn)給速度Fr在角部圓弧CA1、CA2、CA3、CA4上移動(dòng)之際,成為必要的C軸角速度ωc,加工控制部55必須控制為,在發(fā)出同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令之際,噴嘴26在5軸方向(X、Y、Z、A、B軸方向)和卡盤10朝C軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)控制的結(jié)果、噴嘴26相對(duì)工件70的進(jìn)給速度(相對(duì)速度)成為由加工程序PRO指示的進(jìn)給速度Fr(圖9(c)時(shí),F(xiàn)r=5000mm/min)。
      在此,主控制部40執(zhí)行同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令之際,在加工數(shù)據(jù)計(jì)算控制部57中執(zhí)行圖6所示的進(jìn)給速度控制程序FCP,控制執(zhí)行同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令之際的上述相對(duì)速度。
      即,在進(jìn)給速度控制程序FCP中,在步驟STP101中,加工數(shù)據(jù)計(jì)算控制部57向加工數(shù)據(jù)計(jì)算部59發(fā)出計(jì)算出執(zhí)行同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令之際、使工件70圍繞C軸中心旋轉(zhuǎn)之際的旋轉(zhuǎn)半徑Rr,接受該指令的加工數(shù)據(jù)計(jì)算部59在生成加工程序PRO之際,根據(jù)操作者輸入的工件數(shù)據(jù)WD,計(jì)算旋轉(zhuǎn)半徑Rr。另外,本實(shí)施例中的工件70由于是上述的方管,旋轉(zhuǎn)中心CT(C軸)成為該矩形斷面的重心,也就是對(duì)角線的中心,并且任意一個(gè)的角部C1、C2、C3、C4的旋轉(zhuǎn)半徑Rr也成為相同數(shù)值,但在斷面形狀為L(zhǎng)字形等異型材時(shí),旋轉(zhuǎn)半徑Rr由于在各角部每一個(gè)中的數(shù)值不同,因此要計(jì)算每個(gè)角部的旋轉(zhuǎn)半徑Rr。
      接下來,加工數(shù)據(jù)計(jì)算控制部57在步驟STP102中,將由加工程序PRO指定的進(jìn)給速度Er作為要控制的進(jìn)給速度加以設(shè)定,在步驟STP103中,加工數(shù)據(jù)計(jì)算控制部57向加工數(shù)據(jù)計(jì)算部59發(fā)出計(jì)算用于實(shí)現(xiàn)該進(jìn)給速度Fr的C軸角速度ωc和C軸以外的各控制軸的速度(各軸速度)的指令。接受該指令的加工數(shù)據(jù)計(jì)算部59計(jì)算X、Y、Z、A、B、C軸各軸的速度,即移動(dòng)速度Fx、Fy、Fz以及角速度ωa、ωb、ωc。此時(shí),因C軸旋轉(zhuǎn)所致工件70轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)時(shí),通過C軸以外的控制軸同時(shí)移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng),為了使噴嘴26相對(duì)工件70的進(jìn)給速度(相對(duì)速度)成為步驟STP102中設(shè)定的進(jìn)給速度Fr,要計(jì)算C軸角速度ωc以及C軸以外的各軸速度Fx、Fy、Fz、ωa、ωb。然后,將計(jì)算的各軸速度Fx、Fy、Fz、ωa、ωb、ωc存儲(chǔ)在加工數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器60中。
      加工數(shù)據(jù)計(jì)算部59在步驟STP103中,用于實(shí)現(xiàn)由加工程序PRO指定的進(jìn)給速度Fr,并且還在步驟STP105和STP106中判斷計(jì)算的C軸角速度ωc以及C軸以外的各控制軸的速度Fx、Fy、Fz、ωa、ωb是否超出各控制軸的控制界限速度(規(guī)定的上限值)。
      即,在步驟STP105中,加工數(shù)據(jù)計(jì)算控制部57向速度箝制判定部61發(fā)出判斷上述C軸角速度ωc是否比C軸最大角速度ωcmax小的指令。接受該指令的速度箝制判定部61從加工數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器60中調(diào)出C軸角速度ωc和從驅(qū)動(dòng)條件存儲(chǔ)器62調(diào)出C軸最大角速度ωcmax(例如,在維持加工精度的最大的C軸角速度ωc下,為缺省數(shù)值),判斷C軸角速度ωc是否小于C軸最大角速度ωcmax。C軸角速度ωc比C軸最大角速度ωcmax大時(shí)(步驟STP105中的No),速度箝制判定部61將該判斷結(jié)果傳送給加工數(shù)據(jù)計(jì)算控制部57,接受該結(jié)果的加工數(shù)據(jù)計(jì)算控制部57向速度校正部63發(fā)出C軸角速度ωc的校正(箝制)的同時(shí)發(fā)出進(jìn)給速度Fr的校正(箝制)的指令。另外,C軸角速度ωc比C軸最大角速度ωcmax大的場(chǎng)合,在例如操作者輸入比較大的進(jìn)給速度Fr時(shí),或方管的角部半徑Rc比較小時(shí)等情況下,為超過C軸最大角速度ωcmax的場(chǎng)合。
      在步驟STP106中,接受上述校正的指令的速度校正部63,首先調(diào)出上述同樣的C軸角速度ωc和C軸最大角速度ωcmax,將C軸最大角速度ωcmax以下的規(guī)定值(例如C軸最大角速度ωcmax)作為C軸校正角速度ωcmdf。另外,速度校正部63根據(jù)該C軸校正角速度ωcmdf將進(jìn)給速度Fr校正為校正進(jìn)給速度Frmdf。
      上述校正結(jié)束后,速度校正部63向加工數(shù)據(jù)計(jì)算控制部57傳送上述校正的C軸角速度ωcmdf以及與該校正的C軸角速度ωcmdf相對(duì)應(yīng)的并且被校正的校正進(jìn)給速度Frmdf。接受該其的加工數(shù)據(jù)計(jì)算控制部57向圖像控制部46發(fā)出顯示出對(duì)操作者示出的進(jìn)給速度Fr已校正的畫面的指令,圖像控制部46通過顯示器42顯示該畫面,并進(jìn)入步驟STP107。
      再有,在步驟STP105中,判斷出C軸角速度ωc比C軸最大角速度ωcmax小時(shí)(步驟STP105的Yes),速度箝制判定部61不進(jìn)行C軸角速度ωc的校正,并將該判斷結(jié)果傳送給加工數(shù)據(jù)計(jì)算控制部57,同樣,進(jìn)入步驟STP107中。
      在步驟STP107中,加工數(shù)據(jù)計(jì)算控制部57向速度箝制判定部61發(fā)出判斷在步驟STP103中計(jì)算確定的C軸以外的控制軸的速度Fx、Fy、Fz、ωa、ωb是否比各軸最大角速度Fxmax、Fymax、Fzmax、ωamax、ωbmax(例如維持加工精度的最大的各控制軸的速度Fx、Fy、Fz、ωa、ωb)小的指令。速度箝制判定部61與上述同樣,從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器55、57中調(diào)出各軸速度Fx、Fy、Fz、ωa、ωb和各軸最大速度Fxmax、Fymax、Fzmax、ωamax、ωbmax,判斷X軸移動(dòng)速度Fx是否小于X軸最大移動(dòng)速度Fxmax,Y軸移動(dòng)速度Fy是否小于Y軸最大移動(dòng)速度Fymax,Z軸移動(dòng)速度Fz是否小于Z軸最大移動(dòng)速度Fzmax,A軸角速度ωa是否小于A軸最大角速度ωamax以及B軸角速度ωb是否小于B軸最大角速度ωbmax。各軸速度Fx、Fy、Fz、ωa、ωb中至少一個(gè)大于各軸最大速度Fxmax、Fymax、Fzmax、ωamax、ωbmax時(shí)(步驟STP107的No)時(shí),速度箝制判定部61就將該判斷結(jié)果傳送給加工數(shù)據(jù)計(jì)算控制部57,接受該結(jié)果的加工數(shù)據(jù)計(jì)算控制部57進(jìn)入步驟STP104,在速度校正部63進(jìn)行超過各軸最大速度的各軸速度Fx、Fy、Fz、ωa、ωb的校正(箝制)的同時(shí)進(jìn)行進(jìn)給速度Fr(即也包含在步驟STP105中校正的場(chǎng)合)的校正(箝制)。
      在步驟STP104中,接受上述校正指令的速度校正部63進(jìn)行將超過最大速度的要校正的必要的各軸速度(判斷為超過規(guī)定的上限值的速度),例如Y軸移動(dòng)速度Fy進(jìn)行設(shè)定為Y軸最大移動(dòng)速度Fymax以下的規(guī)定值(例如Y軸最大移動(dòng)速度Fymax)的Y軸校正移動(dòng)速度Fymdf的處理?;蛘?,速度校正部63根據(jù)上述Y軸校正移動(dòng)速度Fymdf,來校正進(jìn)給速度Fr。
      如此,上述的校正結(jié)束后,速度校正部63就向加工數(shù)據(jù)計(jì)算控制部57傳送上述C軸校正角速度ωcmdf、校正進(jìn)給速度Frmdf。接受其的加工數(shù)據(jù)計(jì)算控制部57與上述同樣,在圖像控制部46中通過顯示器42顯示出對(duì)操作者表示的進(jìn)給速度Fr已校正的畫面,并進(jìn)入步驟STP108中。
      另外,各軸速度Fx、Fy、Fz、ωa、ωb比任意一個(gè)的各軸最大速度Fxmax、Fymax、Fzmax、ωamax、ωbmax小時(shí)(步驟STP107中的Yes),速度箝制判定部61不進(jìn)行各軸速度的校正,并將該判斷結(jié)果向加工數(shù)據(jù)計(jì)算控制部57傳送,同樣,進(jìn)入步驟STP108中。
      在步驟STP108中,主控制部40向激光條件設(shè)定部65發(fā)出設(shè)定激光條件的指令。接受該指令的激光條件設(shè)定部65根據(jù)已變更校正的各軸的進(jìn)給速度,計(jì)算激光輸出條件,并向激光振蕩控制部66輸出。激光振蕩控制部66將執(zhí)行同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令之際的激光輸出條件直接變更為由激光條件設(shè)定部65設(shè)定的條件,來執(zhí)行同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令。由此,執(zhí)行同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令之際,由噴嘴26供給的激光束RZ,由于與通過進(jìn)給速度控制程序FCP修正的進(jìn)給速度Fr相適合的方式被校正,能以良好的狀態(tài)對(duì)工件70的角部C2進(jìn)行切斷。另外,各軸速度Fx、Fy、Fz、 ωa、ωb、ωc沒有被校正時(shí),不進(jìn)行步驟STP108的激光輸出條件的變更,激光振蕩控制部66以基于加工程序PRO設(shè)定的加工條件的激光輸出條件,繼續(xù)運(yùn)行。
      如此,執(zhí)行同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令之際,主控制部40執(zhí)行進(jìn)給速度控制程序FCP,噴嘴26相對(duì)工件70的進(jìn)給速度(相對(duì)速度)以成為加工程序PRO中指定的進(jìn)給速度Fr式地,要計(jì)算并確定各控制軸的速度,并根據(jù)該計(jì)算確定的速度同時(shí)控制各控制軸。同時(shí),該計(jì)算確定的速度在超過對(duì)各控制軸設(shè)定的規(guī)定的上限速度時(shí),執(zhí)行適當(dāng)?shù)男U?,并且同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令被恰當(dāng)?shù)貓?zhí)行。
      另外,上述的實(shí)施例是對(duì)斷面為矩形的工件70、通過同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令加工其角部的場(chǎng)合進(jìn)行了說明,但工件70的斷面形狀并不限于矩形,不用說可以是圖10所示的三角形,多角形。另外,在圖10中,與圖9說明的部分相同的部分標(biāo)以相同的序號(hào),為此在圖10中省略有關(guān)的說明。
      在上述的本實(shí)施例的激光加工機(jī)1中,噴嘴26在5軸方向(X、Y、Z、A、B軸方向)的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制以及卡盤10在C軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)控制是同步的,并且被同時(shí)控制,從而即使對(duì)于斷面形狀由具有角部的異型形狀構(gòu)成的工件70,也可沿著通過角部的加工路徑連續(xù)地加工,無需以往的加工工件70的各加工面每一個(gè)的加工,可實(shí)現(xiàn)高速加工。此外,噴嘴26相對(duì)工件70的進(jìn)給速度(相對(duì)速度)以成為加工程序PRO中指示的進(jìn)給速度Fr式地,執(zhí)行同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令,從而可實(shí)現(xiàn)高速加工,同時(shí),可進(jìn)行切斷面無不勻的良好的加工。此外,上述同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令由于是通過加工程序中的指示來執(zhí)行始點(diǎn)P1、中間點(diǎn)P2和終點(diǎn)P3以及進(jìn)給速度的,從而也不必另外有CAD/CAM裝置或CAD/CAM裝置的加工程序用的存儲(chǔ)容量,不必熟練就可方便地加工。此外,由于是由校正的各軸速度ωamdf、ωbmdf、ωcmdf、Fxmdf、Fymdf、Fzmdf對(duì)工件70實(shí)行加工的,從而即使在各旋轉(zhuǎn)方向的角速度ωa、ωb、ωc以及軸方向的移動(dòng)速度Fx、Fy、Fz超過規(guī)定的上限值時(shí),也可正確地執(zhí)行沿著通過上述角部的加工路徑的連續(xù)的加工。
      另外,在上述的本實(shí)施例的激光加工機(jī)1中,示出了對(duì)矩形斷面或三角形斷面的管子進(jìn)行簡(jiǎn)單的切斷加工的例子,但本發(fā)明也適用于任意一種切斷面具有角部的工件70,不僅是例如五角形、六角形等的多角形斷面或半圓形斷面等的直線和曲線組合的形狀,即使對(duì)于L字形斷面等切斷面的角部的內(nèi)角為鈍角時(shí)同樣適用。另外,工件70并不限于管子等長(zhǎng)尺寸材料,如為切斷面具有角部者,即使軸心方向的長(zhǎng)度不長(zhǎng),也可適用。
      在上述本實(shí)施例中,作為三維線狀加工機(jī)的一例示出了激光加工機(jī),但只要是可進(jìn)行三維加工工件的任意機(jī)器均可,本發(fā)明也適用于例如三維等離子體切斷加工機(jī)、三維氣體切斷加工機(jī)等加工機(jī)。
      以上根據(jù)實(shí)施例說明了本發(fā)明,但本發(fā)明并不限于上述例示的實(shí)施例。并且,本發(fā)明的范圍由附加的技術(shù)方案所示,并不限于實(shí)施例的描述。因此,在技術(shù)方案的范圍內(nèi)作出的變形或變更均包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
      權(quán)利要求
      1.一種三維線狀加工裝置,在具有設(shè)有可以第1軸為中心保持工件的同時(shí)、可以該第1軸為中心在第1旋轉(zhuǎn)軸方向成角度轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)自由地保持著的旋轉(zhuǎn)保持驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),和設(shè)置成相對(duì)于該旋轉(zhuǎn)保持驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)保持著的所述工件、在所述第1和相互垂直的第2和第3軸方向自由移動(dòng)驅(qū)動(dòng)并且在以所述第2和第3軸為中心的第2和第3旋轉(zhuǎn)軸方向成角度轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)自由的加工部的三維線狀加工裝置中,其構(gòu)成為,設(shè)有在執(zhí)行始點(diǎn)、中間點(diǎn)和終點(diǎn)以及進(jìn)給速度由加工程序中指示出的同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令之際,以使所述加工部相對(duì)工件的進(jìn)給速度成為所述加工程序中所指示的進(jìn)給速度式地,計(jì)算所述第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)軸方向的角速度以及所述第1、第2和第3軸方向的移動(dòng)速度的軸速度計(jì)算機(jī)構(gòu);設(shè)有根據(jù)由該軸速度計(jì)算機(jī)構(gòu)計(jì)算的所述第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)方向的角速度以及所述第1、第2和第3軸方向的移動(dòng)速度,同時(shí)控制所述第1、第2和第3軸以及所述第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)軸,以對(duì)工件實(shí)施加工的加工執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
      2.按照權(quán)利要求1所述的三維線狀加工裝置,其特征在于,設(shè)有上限速度判斷機(jī)構(gòu),用于判斷由所述軸速度計(jì)算機(jī)構(gòu)計(jì)算的所述第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)軸方向的角速度以及所述第1、第2和第3軸方向的移動(dòng)速度是否超過對(duì)各軸設(shè)定的規(guī)定的上限值;設(shè)有速度校正機(jī)構(gòu),以在由所述上限速度判斷機(jī)構(gòu)判斷出所述第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)軸方向的角速度以及所述第1、第2和第3軸方向的移動(dòng)速度超過了對(duì)各軸設(shè)定的上限值時(shí),對(duì)判斷出的超過所述上限值的速度加以校正;所述加工執(zhí)行機(jī)構(gòu)在由所述速度校正機(jī)構(gòu)校正的速度下對(duì)所述工件實(shí)施加工。
      3.按照權(quán)利要求2所述的三維線狀加工裝置,其中所述三維線狀加工裝置為激光加工機(jī),其構(gòu)成為設(shè)有激光輸出條件變更機(jī)構(gòu),用于在由所述速度校正機(jī)構(gòu)校正所述各軸的速度時(shí),將由所述激光加工機(jī)的所述加工部射出的激光光束的激光輸出條件加以變更。
      4.一種三維線狀加工裝置,在具有設(shè)有可以第1軸為中心保持工件的同時(shí)、可以該第1軸為中心在第1旋轉(zhuǎn)軸方向成角度轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)自由地保持著的旋轉(zhuǎn)保持驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),和設(shè)置成相對(duì)于該旋轉(zhuǎn)保持驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)保持著的所述工件、在所述第1和相互垂直的第2和第3軸方向自由移動(dòng)驅(qū)動(dòng)并且在以所述第2和第3軸為中心的第2和第3旋轉(zhuǎn)軸方向成角度轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)自由的加工部的三維線狀加工裝置中,其構(gòu)成為,設(shè)有在執(zhí)行始點(diǎn)、中間點(diǎn)和終點(diǎn)以及進(jìn)給速度在加工程序中指示出的同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令之際,以使所述加工部相對(duì)工件的進(jìn)給速度成為所述加工程序中所指示的進(jìn)給速度式地,計(jì)算所述第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)軸方向的角速度以及所述第1、第2和第3軸方向的移動(dòng)速度的軸速度計(jì)算裝置;設(shè)有根據(jù)由該軸速度計(jì)算機(jī)構(gòu)計(jì)算的所述第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)方向的角速度以及所述第1、第2和第3軸方向的移動(dòng)速度,同時(shí)控制所述第1、第2和第3軸以及所述第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)軸,以對(duì)工件實(shí)施加工的加工執(zhí)行裝置。
      5.按照權(quán)利要求4所述的三維線狀加工裝置,其特征在于,設(shè)有上限速度判斷裝置,用于判斷由所述軸速度計(jì)算裝置計(jì)算的所述第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)軸方向的角速度以及所述第1、第2和第3軸方向的移動(dòng)速度是否超過對(duì)各軸設(shè)定的規(guī)定的上限值;設(shè)有速度校正裝置,以在由所述上限速度判斷裝置判斷出所述第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)軸方向的角速度以及所述第1、第2和第3軸方向的移動(dòng)速度超過了對(duì)各軸設(shè)定的規(guī)定上限值時(shí),對(duì)判斷出的超過所述上限值的速度加以校正;所述加工執(zhí)行裝置在由所述速度校正裝置校正的速度下對(duì)所述工件實(shí)施加工。
      6.按照權(quán)利要求5所述的三維線狀加工裝置,其中所述三維線狀加工裝置為激光加工機(jī),其構(gòu)成為設(shè)有激光輸出條件變更裝置,在由所述速度校正裝置校正了所述各軸的速度時(shí),將由所述激光加工機(jī)的所述加工部射出的激光光束的激光輸出條件加以變更。
      全文摘要
      本發(fā)明涉及一種三維線狀加工裝置,其中,在執(zhí)行由加工程序PRO中指示出始點(diǎn)、中間點(diǎn)和終點(diǎn)以及進(jìn)給速度的同時(shí)6軸圓柱插補(bǔ)指令之際,加工數(shù)據(jù)計(jì)算部59為了使噴嘴相對(duì)工件的進(jìn)給速度成為加工程序PRO中指示的進(jìn)給速度,計(jì)算第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)軸方向的角速度以及所述第1、第2和第3軸方向的移動(dòng)速度,加工控制部55根據(jù)該計(jì)算出的角速度以及移動(dòng)速度,同時(shí)控制第1、第2和第3軸以及第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)軸,通過在使保持工件的卡盤旋轉(zhuǎn)的同時(shí),移動(dòng)噴嘴,以對(duì)工件實(shí)施加工。
      文檔編號(hào)G05B19/416GK1452036SQ0312181
      公開日2003年10月29日 申請(qǐng)日期2003年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月16日
      發(fā)明者山崎恒彥, 宮川直臣, 井上利彥 申請(qǐng)人:山崎馬扎克株式會(huì)社
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