專利名稱：加工控制裝置以及激光加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于利用激光進(jìn)行焊接加工的加工控制裝置以及激光加工裝置。
背景技術(shù)：
在利用激光進(jìn)行的焊接加工中，通常進(jìn)行下述控制，S卩，從焊接加工開始的位置， 伴隨著加工位置的移動，使光束輸出增加(輸出遞增)，并在以某個固定的輸出持續(xù)地實施加工后，直至移動至加工結(jié)束位置為止，使光束輸出減少(輸出遞減)。在需要將輸出遞增結(jié)束的位置和輸出遞增開始的位置逐一作為示教點(diǎn)而進(jìn)行指定的情況下，需要針對每個實施焊接加工的位置，與加工的開始位置及結(jié)束位置和遞增/遞減用的2個點(diǎn)對應(yīng)地指定 4個示教點(diǎn)，以及生成斜度指令。另外，在進(jìn)行修正的情況下，需要針對每個焊接位置進(jìn)行示教點(diǎn)的位置修正。將減輕上述示教程序的生成負(fù)擔(dān)作為目的，例如在專利文獻(xiàn)1中提出了下述技術(shù)，即，通過讀出預(yù)先存儲在存儲裝置中的升降(slope)時間(穿孔(pierce)時間)，而省略數(shù)據(jù)輸入作業(yè)。專利文獻(xiàn)1 日本特開平8167255號公報

發(fā)明內(nèi)容
即使指定穿孔時間，從加工開始位置至輸出遞增結(jié)束的位置為止的區(qū)間長度、以及從輸出遞減開始的位置至加工結(jié)束位置為止的區(qū)間長度，也隨著另外設(shè)定的加工速度的不同而不同。為了以期望的長度實施輸出遞增、輸出遞減，指定通過使用加工速度進(jìn)行換算而求出的穿孔時間。因此，產(chǎn)生下述情況，即，難以在掌握了遞增/遞減用的點(diǎn)的基礎(chǔ)上，設(shè)定用于實施期望長度下的輸出遞增、輸出遞減的加工條件。本發(fā)明就是鑒于上述情況而提出的，其目的在于，得到一種加工控制裝置以及激光加工裝置，其可以在掌握了遞增/遞減用的點(diǎn)的基礎(chǔ)上，容易地設(shè)定用于實施期望長度下的輸出遞增、輸出遞減的加工條件。為了解決上述課題，達(dá)到目的，本發(fā)明是一種加工控制裝置，其用于對利用激光實施焊接加工的激光加工裝置進(jìn)行控制，其特征在于，具有加工條件設(shè)定單元，其用于針對被加工物的各焊接位置，集中地設(shè)定使所述焊接加工開始時的加工條件以及使所述焊接加工結(jié)束時的加工條件中的至少一個，所述加工條件設(shè)定單元具有區(qū)間長度設(shè)定單元，其用于設(shè)定從使所述焊接加工開始的位置至使輸出遞增結(jié)束的位置為止的區(qū)間長度、和從使輸出遞減開始的位置至使所述焊接加工結(jié)束的位置為止的區(qū)間長度中的至少一個。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，可以實現(xiàn)下述效果，S卩，可以在掌握了遞增/遞減用的點(diǎn)的基礎(chǔ)上， 容易地設(shè)定用于實施期望長度下的輸出遞增和輸出遞減的加工條件。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的三維激光加工機(jī)的結(jié)構(gòu)的圖。
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圖2是表示加工頭的結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。圖3是表示示教點(diǎn)與輸出波形之間的關(guān)系的圖。圖4是表示形成在工件上的加工痕跡的形狀的例子的圖。圖5是表示加工控制裝置的加工條件設(shè)定單元的框圖。圖6是表示通過加工條件設(shè)定單元設(shè)定的加工條件的顯示例的圖。圖7是表示加工控制裝置中用于實施與加工條件設(shè)定單元中的設(shè)定相對應(yīng)的控制的結(jié)構(gòu)的框圖。
具體實施例方式下面，基于附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明所涉及的加工控制裝置以及激光加工裝置的實施方式。另外，本發(fā)明并不限定于本實施方式。實施方式圖1是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的三維激光加工機(jī)的結(jié)構(gòu)的圖。在圖1中， 作為斜視圖示出三維激光加工機(jī)100的結(jié)構(gòu)例。三維激光加工機(jī)100是一邊與各示教點(diǎn)的位置及角度對應(yīng)地使加工頭9移動，一邊進(jìn)行工件50的三維激光焊接的激光加工裝置。三維激光加工機(jī)100具有工件工作臺2，其設(shè)置在底座1上，可以沿X軸方向移動；橫軌6，其水平地架設(shè)在左右立柱4、5之間；Y軸單元7，其設(shè)置在橫軌6上，可以沿Y軸方向移動；Z軸單元8，其設(shè)置在Y軸單元7上，可以沿Z軸方向移動；加工頭9，其安裝在Z 軸單元8上；加工嘴(激光用嘴)10，其安裝在加工頭9的前端部上；以及計算機(jī)式的加工控制裝置30。在加工控制裝置30上，作為人機(jī)接口而具有操作盤IlA以及畫面顯示部11B。畫面顯示部IlB是例如CRT等。工件工作臺2、Y軸單元7、Ζ軸單元8分別通過省略圖示的X 軸伺服電動機(jī)、Y軸伺服電動機(jī)、Z軸伺服電動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，通過來自加工控制裝置30的各軸指令而進(jìn)行位置控制。加工頭9構(gòu)成為與現(xiàn)有技術(shù)相同。圖2是表示加工頭的結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。加工頭9具有旋轉(zhuǎn)軸14，其通過軸承部件13安裝在Z軸單元8的前端，可以圍繞Z軸的中心軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；以及姿態(tài)軸16，其通過軸承部件15安裝在旋轉(zhuǎn)軸14的前端，可以以與Z軸正交的軸為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，在姿態(tài)軸16的前端安裝有加工嘴10。旋轉(zhuǎn)軸14通過C軸伺服電動機(jī)17而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，姿態(tài)軸16通過A軸伺服電動機(jī)18而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。X軸伺服電動機(jī)、Y軸伺服電動機(jī)、Z軸伺服電動機(jī)(省略圖示)、C軸伺服電動機(jī) 17、以及A軸伺服電動機(jī)18分別根據(jù)來自加工控制裝置30的驅(qū)動信號而進(jìn)行驅(qū)動。另外， 各軸(X軸、Y軸、Z軸、C軸、A軸)的伺服電動機(jī)由加工控制裝置30進(jìn)行控制，以一邊按照示教數(shù)據(jù)將加工嘴10相對于工件工作臺2上的工件(被加工物)50的間隔距離保持一定， 一邊使激光的光點(diǎn)沿著加工線進(jìn)行仿形，并且使加工嘴10的方向成為與工件50的表面大致垂直(法線)。由此，在使旋轉(zhuǎn)軸14以及姿態(tài)軸16旋轉(zhuǎn)時，可以使加工點(diǎn)不變。圖3是表示示教點(diǎn)與輸出波形之間的關(guān)系的圖。圖3所示的曲線圖的縱軸表示激光的光束輸出，橫軸表示加工嘴10相對于工件50的移動長度。在從焊接加工開始位置(1) 開始的開始控制區(qū)間Ll中，伴隨著加工位置的移動，使輸出增加(輸出遞增)。成為開始控制區(qū)間Ll的終點(diǎn)的位置(2)是輸出遞增結(jié)束的位置。從位置(2)開始，以某個固定的輸出而持續(xù)地實施焊接加工。另一方面，在至焊接加工結(jié)束位置(4)為止的結(jié)束控制區(qū)間L2中，伴隨著加工位置的移動，使輸出減少(輸出遞減)。成為結(jié)束控制區(qū)間L2的起點(diǎn)的位置(3)是輸出遞減開始的位置。圖4是表示形成在工件上的加工痕跡的形狀的例子的圖。與加工方向垂直的方向上的加工痕跡51的寬度，在從位置(1)至位置( 為止的開始控制區(qū)間Ll中，隨著向加工方向移動而變寬，在從位置( 至位置C3)為止的區(qū)間中，成為大致固定。另外，在從位置 (3)至位置(4)為止的結(jié)束控制區(qū)間L2中，加工痕跡51的寬度隨著向加工方向移動而變窄。通過實施輸出遞增以及輸出遞減，而使光束輸出逐漸變化，從而可以抑制加工開始位置和加工結(jié)束位置上的毛刺的產(chǎn)生。圖5是表示加工控制裝置的加工條件設(shè)定單元的框圖。圖6是表示通過加工條件設(shè)定單元設(shè)定的加工條件的顯示例的圖。加工條件設(shè)定單元20針對工件50的各焊接位置， 集中地設(shè)定焊接加工開始時的加工條件和焊接加工結(jié)束時的加工條件。將通過加工條件設(shè)定單元20設(shè)定的加工條件，顯示在例如畫面顯示部IlB中。加工條件設(shè)定單元20具有有效/無效切換單元21、區(qū)間長度設(shè)定單元22、以及區(qū)間條件設(shè)定單元23。有效/無效切換單元21是用于對在加工條件設(shè)定單元20中設(shè)定的加工條件的有效及無效進(jìn)行切換的切換單元。有效/無效切換單元21對焊接加工開始時的加工條件以及焊接加工結(jié)束時的加工條件分別進(jìn)行有效及無效的切換。在加工條件的顯示中，在有效/無效設(shè)定顯示欄31中，針對開始控制、結(jié)束控制分別顯示加工條件為有效還是無效。區(qū)間長度設(shè)定單元22對開始控制區(qū)間Ll的區(qū)間長度、結(jié)束控制區(qū)間L2的區(qū)間長度進(jìn)行設(shè)定。在加工條件的顯示中，在區(qū)間長度設(shè)定顯示欄32中顯示針對開始控制區(qū)間Ll 設(shè)定的區(qū)間長度和針對結(jié)束控制區(qū)間L2設(shè)定的區(qū)間長度。區(qū)間條件設(shè)定單元23對開始控制區(qū)間Ll中的輸出條件和結(jié)束控制區(qū)間L2中的輸出條件進(jìn)行設(shè)定。作為開始控制區(qū)間Ll中的輸出條件，例如對位置(2)處的輸出值進(jìn)行設(shè)定。作為結(jié)束控制區(qū)間L2中的輸出條件，例如對位置(4)處的輸出值進(jìn)行設(shè)定。在加工條件的顯示中，在區(qū)間條件設(shè)定顯示欄33中顯示針對開始控制區(qū)間Ll設(shè)定的輸出條件和針對結(jié)束控制區(qū)間L2設(shè)定的輸出條件。圖7是表示在加工控制裝置中用于實施與加工條件設(shè)定單元中的設(shè)定相對應(yīng)的控制的結(jié)構(gòu)的框圖。加工條件有效/無效判定部41判定在加工條件設(shè)定單元20中設(shè)定的加工條件為有效還是無效。在加工條件有效/無效判定部41判定為加工條件有效的情況下，移動距離計算部42以及條件斜度(slope)變更部43執(zhí)行以下說明的處理。移動距離計算部42計算焊接加工開始后的加工嘴10相對于工件50的移動長度。 條件斜度變更部43與由移動距離計算部42計算出的移動長度相對應(yīng)，對光束輸出進(jìn)行調(diào)整。由此，伴隨著按照移動指令使加工位置移動，而實施圖3所示的輸出的自動調(diào)整。通過區(qū)間長度設(shè)定單元22中的開始控制區(qū)間Ll的區(qū)間長度和結(jié)束控制區(qū)間L2 的區(qū)間長度的設(shè)定，示教程序可以指定輸出遞增結(jié)束(位置(幻)、輸出遞減開始(位置 (3))這兩個示教點(diǎn)、和刪除斜度指令。另外，在對實施輸出遞增和輸出遞減的長度進(jìn)行修正的情況下，不針對焊接位置的示教點(diǎn)逐一單獨(dú)地進(jìn)行修正，而可以通過區(qū)間長度設(shè)定單元22的區(qū)間長度設(shè)定的變更，集中進(jìn)行修正。另外，由于加工控制裝置30可以通過區(qū)間長度設(shè)定單元22進(jìn)行區(qū)間長度的設(shè)定， 所以在以期望的長度實施輸出遞增、輸出遞減的情況下，不進(jìn)行使用加工速度實施的換算等，可以在掌握了遞增/遞減用的點(diǎn)的基礎(chǔ)上，容易地對加工條件進(jìn)行設(shè)定。另外，在加工條件有效/無效判定部41判定為加工條件無效的情況下，加工控制裝置30按照由加工條件設(shè)定單元20設(shè)定的加工條件以外的條件，對三維激光加工機(jī)100 進(jìn)行控制。在此情況下，加工控制裝置30也可以執(zhí)行例如已經(jīng)設(shè)定了位置( 及(3)的現(xiàn)有示教程序。加工控制裝置30在加工開始的加工條件為無效的情況下，也可以不進(jìn)行輸出遞增，而執(zhí)行從加工開始使輸出固定的控制。另外，加工控制裝置30在加工結(jié)束的加工條件為無效的情況下，也可以不進(jìn)行輸出遞減，而執(zhí)行至加工結(jié)束為止使輸出固定的控制。加工控制裝置30可以通過有效/無效切換單元21，在加工開始和加工結(jié)束分別進(jìn)行有效及無效的切換。另外，加工條件設(shè)定單元20并不限于對開始控制及結(jié)束控制這兩者設(shè)定加工條件的情況，只要可以對開始控制及結(jié)束控制中的至少一方設(shè)定加工條件即可。區(qū)間長度設(shè)定單元22并不限于設(shè)定開始控制區(qū)間Ll以及結(jié)束控制區(qū)間L2這兩者的區(qū)間長度的情況， 只要可以對開始控制區(qū)間Ll以及結(jié)束控制區(qū)間L2中的至少一方設(shè)定區(qū)間長度即可。加工條件設(shè)定單元20也可以設(shè)定開始控制及結(jié)束控制中的穿孔時間。例如，在沒有進(jìn)行區(qū)間長度設(shè)定單元22中的區(qū)間長度設(shè)定的情況下，加工條件設(shè)定單元20也可以基于設(shè)定的穿孔時間，而設(shè)定加工開始的加工條件和加工結(jié)束的加工條件。在進(jìn)行了區(qū)間長度設(shè)定單元22中的區(qū)間長度設(shè)定和穿孔時間設(shè)定這兩者的情況下，加工條件設(shè)定單元四也可以優(yōu)先某一種設(shè)定。工業(yè)實用性如上述所示，本發(fā)明所涉及的加工控制裝置以及激光加工裝置，在以規(guī)定的長度來進(jìn)行輸出遞增、輸出遞減而實施激光加工的情況下有用。
權(quán)利要求
1.一種加工控制裝置，其用于對利用激光實施焊接加工的激光加工裝置進(jìn)行控制，其特征在于，具有加工條件設(shè)定單元，其用于針對被加工物的各焊接位置，集中地設(shè)定使所述焊接加工開始時的加工條件以及使所述焊接加工結(jié)束時的加工條件中的至少一個，所述加工條件設(shè)定單元具有區(qū)間長度設(shè)定單元，其用于設(shè)定從使所述焊接加工開始的位置至使輸出遞增結(jié)束的位置為止的區(qū)間長度、和從使輸出遞減開始的位置至使所述焊接加工結(jié)束的位置為止的區(qū)間長度中的至少一個。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工控制裝置，其特征在于，所述加工條件設(shè)定單元具有切換單元，其用于對由所述加工條件設(shè)定單元設(shè)定的所述加工條件的有效及無效進(jìn)行切換。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加工控制裝置，其特征在于，所述切換單元可以針對使所述焊接加工開始時的所述加工條件以及使所述焊接加工結(jié)束時的所述加工條件，分別進(jìn)行有效及無效的切換。
4.一種激光加工裝置，其利用激光實施焊接加工，其特征在于，具有加工條件設(shè)定單元，其用于針對被加工物的各焊接位置，集中地設(shè)定使所述焊接加工開始時的加工條件以及使所述焊接加工結(jié)束時的加工條件中的至少一個，所述加工條件設(shè)定單元具有區(qū)間長度設(shè)定單元，其用于設(shè)定從使所述焊接加工開始的位置至使輸出遞增結(jié)束的位置為止的區(qū)間長度、和從使輸出遞減開始的位置至使所述焊接加工結(jié)束的位置為止的區(qū)間長度中的至少一個。
全文摘要
本發(fā)明得到一種加工控制裝置以及激光加工裝置，其可以在掌握了遞增/遞減用的點(diǎn)的基礎(chǔ)上，容易地設(shè)定用于實施期望長度下的輸出遞增和輸出遞減的加工條件。加工控制裝置(30)用于對利用激光實施焊接加工的激光加工裝置即三維激光加工機(jī)(100)進(jìn)行控制，具有加工條件設(shè)定單元，其針對被加工物的各焊接位置，集中地設(shè)定使焊接加工開始時的加工條件以及使焊接加工結(jié)束時的加工條件中的至少一個，加工條件設(shè)定單元具有區(qū)間長度設(shè)定單元，其用于設(shè)定從使焊接加工開始的位置至使輸出遞增結(jié)束的位置為止的區(qū)間長度、和從使輸出遞減開始的位置至使所述焊接加工結(jié)束的位置為止的區(qū)間長度中的至少一個。
文檔編號G05B19/18GK102205463SQ20101050332
公開日2011年10月5日 申請日期2010年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者迎友則 申請人:三菱電機(jī)株式會社