專利名稱：激光加工系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光加工系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
眾所周知，激光加工系統(tǒng)是具有沿例如機(jī)床的垂直相交3軸或機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)軸等的固有控制軸可以動(dòng)作的激光加工機(jī)的裝置。該激光加工系統(tǒng)一般具有驅(qū)動(dòng)激光加工機(jī)的控制軸的軸驅(qū)動(dòng)部(包括伺服放大器及伺服電機(jī))、向激光加工機(jī)供給激光的激光起振器、控制軸驅(qū)動(dòng)部及激光起振器的控制裝置以及其它的周邊設(shè)備。
在上述現(xiàn)有的激光加工系統(tǒng)中，控制裝置通常用各個(gè)接口分別與軸驅(qū)動(dòng)部、激光起振器及其它需要的周邊設(shè)備連接。并且，控制裝置根據(jù)給與的激光加工程序，以預(yù)先確定的指令周期(例如數(shù)值控制的插補(bǔ)周期)，向需要的軸驅(qū)動(dòng)部的伺服放大器輸送移動(dòng)指令使伺服電機(jī)工作，驅(qū)動(dòng)需要的控制軸，使裝載了被加工原料的工作臺(tái)或發(fā)射激光的加工噴嘴沿指定路徑移動(dòng)。同時(shí)，控制裝置根據(jù)激光加工程序，通常以與軸移動(dòng)指令的周期相同的指令周期，向激光起振器輸送激光發(fā)射、停止、峰值功率、頻率數(shù)等的各種輸出條件相關(guān)的指令。由此，激光起振器在激光加工機(jī)工作中的所希望的時(shí)間將所希望輸出的激光供給激光加工機(jī)，運(yùn)行激光加工。
在控制裝置內(nèi)，輸送給伺服放大器的移動(dòng)指令的數(shù)據(jù)(在本申請(qǐng)中稱為移動(dòng)數(shù)據(jù))與輸送給激光起振器的輸出條件指令的數(shù)據(jù)(在本申請(qǐng)中稱為激光輸出條件數(shù)據(jù))基于所給與的激光加工程序同時(shí)生成?？墒?，在連接在伺服放大器上的控制裝置的接口與連接在激光起振器上的控制裝置的接口中，因?yàn)橥ǔ?shù)據(jù)的傳送周期(即固有的傳送定時(shí))或傳送速度不同，在伺服放大器接收指令的時(shí)刻與激光起振器接收指令的時(shí)刻之間產(chǎn)生時(shí)間差。該數(shù)據(jù)傳送相關(guān)的時(shí)間差成為使激光加工精度降低的主要原因。
例如，有時(shí)為了減少激光加工的周期時(shí)間，以大致一定的速度使激光加工機(jī)動(dòng)作的同時(shí)反復(fù)激光的發(fā)射及停止，進(jìn)行需要的激光加工。在這種場(chǎng)合，擔(dān)心由于上述數(shù)據(jù)傳送相關(guān)的時(shí)間差引起在被加工原料上實(shí)際的激光加工的起點(diǎn)及終點(diǎn)偏離目標(biāo)位置。另外，加工程序指定的激光輸出條件的變更時(shí)刻(例如激光起振的開始或結(jié)束)與數(shù)據(jù)發(fā)送之際的上述指令周期未必一致，也有在脫離指令周期的時(shí)刻發(fā)出激光輸出條件變更指令的情況。這種場(chǎng)合，由于激光起振器在從控制裝置接收了數(shù)據(jù)到發(fā)出激光輸出條件變更指令的周期的下一個(gè)周期不能變更激光輸出條件，所以比指令時(shí)間滯后進(jìn)行變更處理。其結(jié)果還是擔(dān)心在被加工原料上的實(shí)際激光加工區(qū)域相對(duì)指定的加工區(qū)域含有某些誤差(起點(diǎn)或終點(diǎn)的位置偏離等)。于是，這種在實(shí)際加工區(qū)域的加工誤差隨激光加工速度(即激光加工機(jī)的移動(dòng)速度)增加，有增大的傾向。
特開2004-167549號(hào)公報(bào)(JP-A-2004-167549)上公開了具有在激光加工程序的激光輸出條件的變更時(shí)間與數(shù)據(jù)發(fā)送的指令周期不一致的場(chǎng)合，不需要等待下一個(gè)指令周期的到來(lái)，在指定時(shí)刻就能變更激光輸出條件的構(gòu)成的激光加工機(jī)。在該激光加工機(jī)中，在激光加工程序方面，通過(guò)計(jì)算求出從包含激光輸出條件的變更指令的指令周期(插補(bǔ)周期)開始時(shí)到發(fā)出激光輸出條件變更指令的時(shí)刻的時(shí)間，在求出的時(shí)間從該指令周期開始時(shí)經(jīng)過(guò)的時(shí)刻，實(shí)際發(fā)出激光輸出條件變更指令而構(gòu)成。由此，能排除由于激光輸出條件變更處理滯后引起的實(shí)際加工區(qū)域的加工誤差。
如上所述，為使激光加工機(jī)實(shí)施高精度加工，要求激光的發(fā)射、停止、峰值功率、頻率數(shù)等的各種輸出條件的切換乃至變更即使在激光加工機(jī)繼續(xù)動(dòng)作期間，也能在目標(biāo)位置準(zhǔn)確地執(zhí)行?？墒牵诂F(xiàn)有的激光加工系統(tǒng)中，由于起因于對(duì)于軸驅(qū)動(dòng)部及激光起振器的各自數(shù)據(jù)傳送相關(guān)的時(shí)間差，有在實(shí)際加工區(qū)域產(chǎn)生加工誤差的傾向。這種數(shù)據(jù)傳送的時(shí)間差引起的加工誤差在現(xiàn)有一般的激光加工機(jī)的加工速度范圍內(nèi)不是大的問(wèn)題，但近年來(lái)，由于激光加工技術(shù)和激光技術(shù)的提高，激光加工機(jī)的加工速度飛躍地提高，伴隨這些，由于上述原因引起的加工精度惡化的問(wèn)題顯現(xiàn)出來(lái)。
為了降低由于數(shù)據(jù)傳送時(shí)間差引起的加工誤差，在連接在軸驅(qū)動(dòng)部及激光起振器的各自上的控制裝置的各個(gè)的接口上，或者縮短數(shù)據(jù)傳送周期或者增加傳送速度都是有效的，但該對(duì)策存在使構(gòu)建系統(tǒng)需要的成本增高的傾向。另外，上述的JP-A-2004-167549中記載的技術(shù)是在激光加工程序的激光輸出條件變更時(shí)刻與數(shù)據(jù)發(fā)送指令周期不一致的場(chǎng)合，不需要等待下一個(gè)指令周期的到來(lái)，在指定時(shí)刻就可以變更激光輸出條件的技術(shù)，但通過(guò)該技術(shù)也難于解決由控制裝置接口的不同引起的數(shù)據(jù)傳送的時(shí)間差的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有控制驅(qū)動(dòng)激光加工機(jī)的控制軸的軸驅(qū)動(dòng)部和向激光加工機(jī)供給激光的激光起振器二者的控制裝置的激光加工系統(tǒng)，可以實(shí)質(zhì)地排除由于對(duì)于軸驅(qū)動(dòng)部及激光起振器的各個(gè)數(shù)據(jù)傳送的時(shí)間差引起的加工誤差，能實(shí)施高精度激光加工，并且可以廉價(jià)地構(gòu)建。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的激光加工系統(tǒng)具有沿固有的控制軸可以動(dòng)作的激光加工機(jī)、驅(qū)動(dòng)激光加工機(jī)的控制軸的軸驅(qū)動(dòng)部、向激光加工機(jī)供給激光的激光起振器、控制軸驅(qū)動(dòng)部及激光起振器的控制裝置以及將軸驅(qū)動(dòng)部和激光起振器雛菊鏈?zhǔn)降剡B接在控制裝置上的傳輸線路，控制裝置具有通過(guò)給與的激光加工程序作成向軸驅(qū)動(dòng)部發(fā)出指令的移動(dòng)數(shù)據(jù)及向激光起振器發(fā)出指令的激光輸出條件數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)作成部；將數(shù)據(jù)作成部作成的移動(dòng)數(shù)據(jù)及將激光輸出條件數(shù)據(jù)按照軸驅(qū)動(dòng)部及激光起振器通用的通信數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為時(shí)序地記錄移動(dòng)數(shù)據(jù)及激光輸出條件數(shù)據(jù)的串行數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部；以及將在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部得到的串行數(shù)據(jù)以包含在串行數(shù)據(jù)中的移動(dòng)數(shù)據(jù)及激光輸出條件數(shù)據(jù)通用的預(yù)先確定的指令周期輸送給傳輸線路的數(shù)據(jù)發(fā)送部。
在上述激光加工系統(tǒng)中，控制裝置還具有生成表示根據(jù)規(guī)定的指令周期的串行數(shù)據(jù)的發(fā)送定時(shí)的同步信號(hào)的信號(hào)生成部。這種場(chǎng)合下，數(shù)據(jù)發(fā)送部根據(jù)信號(hào)生成部生成的同步信號(hào)能將串行數(shù)據(jù)輸送給傳輸線路。
另外，上述激光加工系統(tǒng)具有多個(gè)軸驅(qū)動(dòng)部和將分配多個(gè)軸驅(qū)動(dòng)的多組的各自的軸驅(qū)動(dòng)部雛菊鏈?zhǔn)降剡B接在控制裝置上的多條傳輸線路。這種場(chǎng)合下，控制裝置具有將串行數(shù)據(jù)以規(guī)定的指令周期向多條傳輸線路同步地輸送的多個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送部。
另外，在上述激光加工系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)作成部能作成用于將包含在串行數(shù)據(jù)的激光輸出條件數(shù)據(jù)脫離規(guī)定的指令周期地向激光起振器發(fā)出指令的指令定時(shí)數(shù)據(jù)。這種場(chǎng)合下，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部能使指令定時(shí)數(shù)據(jù)附帶在激光輸出條件數(shù)據(jù)中并轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的另一激光加工系統(tǒng)具有沿固有的控制軸可以動(dòng)作的激光加工機(jī)；驅(qū)動(dòng)激光加工機(jī)的控制軸的軸驅(qū)動(dòng)部；向激光加工機(jī)供給激光的激光起振器；控制軸驅(qū)動(dòng)部及激光起振器的控制裝置；用于將軸驅(qū)動(dòng)部和激光起振器連接在控制裝置上的軸驅(qū)動(dòng)部及激光起振器通用的傳輸線路，控制裝置具有通過(guò)給與的激光加工程序作成向軸驅(qū)動(dòng)部發(fā)出指令的移動(dòng)數(shù)據(jù)及向激光起振器發(fā)出指令的激光輸出條件數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)作成部；將數(shù)據(jù)作成部作成的移動(dòng)數(shù)據(jù)及將激光輸出條件數(shù)據(jù)按照軸驅(qū)動(dòng)部及激光起振器通用的通信數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為時(shí)序地記錄移動(dòng)數(shù)據(jù)及激光輸出條件數(shù)據(jù)的串行數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部；以及將在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部得到的串行數(shù)據(jù)以包含在串行數(shù)據(jù)中的移動(dòng)數(shù)據(jù)及激光輸出條件數(shù)據(jù)通用的預(yù)先確定的指令周期輸送給傳輸線路的數(shù)據(jù)發(fā)送部。


本發(fā)明的上述和其它的目的、特征及優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)附圖關(guān)聯(lián)的以下優(yōu)選的實(shí)施方式的說(shuō)明將更為明確。在該附圖中，圖1是表示本發(fā)明涉及的激光加工系統(tǒng)的基本構(gòu)成的功能方框圖。
圖2是表示根據(jù)本發(fā)明第1實(shí)施方式的激光加工系統(tǒng)的軟件構(gòu)成的功能方框圖。
圖3是表示圖2激光加工系統(tǒng)的硬件構(gòu)成的概要的圖。
圖4是表示在圖2的激光加工系統(tǒng)中使用的串行數(shù)據(jù)格式的一例的圖。
圖5是表示根據(jù)本發(fā)明第2實(shí)施方式的激光加工系統(tǒng)的軟件構(gòu)成的功能方框圖。
圖6是說(shuō)明以根據(jù)本發(fā)明的變形例的激光加工系統(tǒng)執(zhí)行的數(shù)據(jù)變更處理的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。在附圖中，同一或類似的構(gòu)成單元標(biāo)以通用的參照符號(hào)。
參照附圖，圖1是表示本發(fā)明涉及的激光加工系統(tǒng)10的基本構(gòu)成。激光加工系統(tǒng)10具有沿固有的控制軸可以動(dòng)作的激光加工機(jī)12；驅(qū)動(dòng)激光加工機(jī)12的控制軸的軸驅(qū)動(dòng)部14；向激光加工機(jī)12供給激光的激光起振器16；控制軸驅(qū)動(dòng)部14及激光起振器16的控制裝置18；以及將軸驅(qū)動(dòng)部14和激光起振器16雛菊鏈?zhǔn)降剡B接在控制裝置18上的傳輸線路20?？刂蒲b置18具有從給與的激光加工程序22作成向軸驅(qū)動(dòng)部14發(fā)出指令的移動(dòng)數(shù)據(jù)及向激光起振器16發(fā)出指令的激光輸出條件數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)作成部24；將數(shù)據(jù)作成部24作成的移動(dòng)數(shù)據(jù)及激光輸出條件數(shù)據(jù)按照軸驅(qū)動(dòng)部14及激光起振器16通用的通信數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為時(shí)序地記錄移動(dòng)數(shù)據(jù)及激光輸出條件數(shù)據(jù)的串行數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部26；以及將在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部26得到的串行數(shù)據(jù)以包含在串行數(shù)據(jù)的移動(dòng)數(shù)據(jù)及激光輸出條件數(shù)據(jù)通用的預(yù)先設(shè)定的指令周期輸送給傳輸線路20的數(shù)據(jù)發(fā)送部28。
根據(jù)具有上述構(gòu)成的激光加工系統(tǒng)10，將軸驅(qū)動(dòng)部14和激光起振器16通過(guò)傳輸線路20雛菊鏈?zhǔn)降剡B接在控制裝置18上，能將對(duì)于軸驅(qū)動(dòng)部14及激光起振器16的控制裝置18的接口予以通用化。而且，由于用軸驅(qū)動(dòng)部14和激光起振器16通用的通信數(shù)據(jù)格式將包含已轉(zhuǎn)換的移動(dòng)數(shù)據(jù)及激光輸出條件數(shù)據(jù)的串行數(shù)據(jù)以移動(dòng)數(shù)據(jù)及激光輸出條件數(shù)據(jù)通用的規(guī)定的指令周期輸送給傳輸線路20，所以對(duì)于軸驅(qū)動(dòng)部14及激光起振器16的各自的數(shù)據(jù)傳送的時(shí)間差被盡可能地減少，實(shí)質(zhì)地消除。
軸驅(qū)動(dòng)部14及激光起振器16從輸送給傳輸線路20的串行數(shù)據(jù)按在傳輸線路20上的連接順序順次地獲取需要的移動(dòng)數(shù)據(jù)及激光輸出條件數(shù)據(jù)。此時(shí)，由于串行數(shù)據(jù)以移動(dòng)數(shù)據(jù)及激光輸出條件數(shù)據(jù)通用的指令周期輸送，所以在1個(gè)指令周期輸送的串行數(shù)據(jù)在下一個(gè)周期的數(shù)據(jù)傳送開始前被軸驅(qū)動(dòng)部14及激光起振器16二者接收。因而，即使軸驅(qū)動(dòng)部14及激光起振器16各自在取得了需要數(shù)據(jù)的同時(shí)動(dòng)作，對(duì)于兩者的數(shù)據(jù)傳送時(shí)間差也減少到在1個(gè)指令周期(例如數(shù)值控制的插補(bǔ)周期)內(nèi)的水平，因此能使軸驅(qū)動(dòng)部14及激光起振器16的動(dòng)作實(shí)質(zhì)上同步。其結(jié)果是，實(shí)質(zhì)上排除了由于數(shù)據(jù)傳送的時(shí)間差引起的加工誤差，能實(shí)施高精度的激光加工。
或者，軸驅(qū)動(dòng)部14及激光起振器16各自在取得了需要數(shù)據(jù)后，等待到下一個(gè)指令周期的數(shù)據(jù)傳送開始，如果下一個(gè)周期的開始作為觸發(fā)而動(dòng)作，則對(duì)于兩者的數(shù)據(jù)傳送的時(shí)間差就消除，能使軸驅(qū)動(dòng)部14及激光起振器16的動(dòng)作正確地同步進(jìn)行。其結(jié)果，能實(shí)施更高精度的激光加工。而且，在本發(fā)明中，由于用于實(shí)質(zhì)上消除數(shù)據(jù)傳送時(shí)間差的措施不是縮短控制裝置接口的傳送周期或者增加傳送速度，而是將標(biāo)準(zhǔn)的指令周期適用于1個(gè)接口，所以也能排除系統(tǒng)構(gòu)建成本增高的擔(dān)心。再有，在圖示的構(gòu)成中，當(dāng)然也可以使傳輸線路20上的軸驅(qū)動(dòng)部14及激光起振器16的連接順序相反。
圖2是以功能方框圖表示根據(jù)具有上述基本構(gòu)成的本發(fā)明第1實(shí)施方式的激光加工系統(tǒng)30的軟件構(gòu)成。另外，圖3表示該激光加工系統(tǒng)30的硬件構(gòu)成的概要。在本實(shí)施方式涉及的激光加工系統(tǒng)30中，在對(duì)應(yīng)圖1的激光加工系統(tǒng)10的構(gòu)成單元的構(gòu)成單元上標(biāo)以通用的參照符號(hào)并省略其說(shuō)明。
激光加工系統(tǒng)30具有通過(guò)在例如垂直相交的3軸座標(biāo)系的數(shù)值控制下動(dòng)作的激光加工機(jī)12對(duì)被加工原料W實(shí)施要求的激光加工的構(gòu)成。如圖2所示，激光加工系統(tǒng)30的控制裝置18作為對(duì)應(yīng)上述數(shù)據(jù)作成部24的構(gòu)成單元，具有程序分析部32及數(shù)據(jù)生成分配部34。程序分析部32分析包含對(duì)于激光加工機(jī)12的多個(gè)控制軸(X軸、Y軸、Z軸)的移動(dòng)數(shù)據(jù)或?qū)τ诩す馄鹫衿?6的激光輸出條件數(shù)據(jù)的激光加工程序22，以該分析結(jié)果為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)生成分配部34生成以預(yù)先設(shè)定的指令周期(即數(shù)值控制的插補(bǔ)周期)劃分的形態(tài)的移動(dòng)指令及激光輸出指令，作為插補(bǔ)指令數(shù)據(jù)分配給數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部26。
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部26將分配的插補(bǔ)指令數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為上述的串行數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)發(fā)送部28將串行數(shù)據(jù)以規(guī)定的指令周期輸送給傳輸線路20。這里，控制裝置18還具有生成表現(xiàn)根據(jù)該指令周期的串行數(shù)據(jù)的發(fā)送定時(shí)的同步信號(hào)的信號(hào)生成部(即時(shí)鐘)36。因而，數(shù)據(jù)發(fā)送部28根據(jù)信號(hào)生成部36生成的同步信號(hào)，將串行數(shù)據(jù)輸送給傳輸線路20。利用這種構(gòu)成，數(shù)據(jù)發(fā)送部28能以根據(jù)同步信號(hào)的規(guī)定的指令周期正確地將串行數(shù)據(jù)輸送給傳輸線路20。
構(gòu)成上述軸驅(qū)動(dòng)部14的各軸的伺服放大器38、40、42和激光起振器16通過(guò)傳輸線路20，雛菊鏈?zhǔn)降剡B接在控制裝置18的數(shù)據(jù)發(fā)送部28上。這里，在圖2及圖3所示的構(gòu)成中，X軸伺服放大器38首先在由數(shù)據(jù)發(fā)送部28發(fā)送的串行數(shù)據(jù)中，取得使X軸伺服電機(jī)44動(dòng)作所需要的移動(dòng)數(shù)據(jù)，其次將串行數(shù)據(jù)原樣地傳送給下一個(gè)連接設(shè)備(Y軸伺服放大器40)。Y軸伺服放大器40也同樣地從串行數(shù)據(jù)取得使Y軸伺服電機(jī)46動(dòng)作所需要的移動(dòng)數(shù)據(jù)，將串行數(shù)據(jù)傳送給下一個(gè)連接設(shè)備(Z軸伺服放大器42)。Z軸伺服放大器42也同樣，從串行數(shù)據(jù)取得使Z軸伺服電機(jī)48動(dòng)作所需要的移動(dòng)數(shù)據(jù)，將串行數(shù)據(jù)傳送給下一個(gè)連接設(shè)備(激光起振器16)。激光起振器16從由Z軸伺服放大器42傳送來(lái)的串行數(shù)據(jù)中，取得起振動(dòng)作所需要的激光輸出條件數(shù)據(jù)，將串行數(shù)據(jù)傳送給下一個(gè)連接設(shè)備(存在的情形)。
如圖3所示，控制裝置18具有數(shù)值控制裝置(CNC)的硬件構(gòu)成，具備中央處理器(CPU)50；通過(guò)總線52連接在中央處理器50上的ROM54、RAM56、由附帶備用電源的CMOSRAM構(gòu)成的非易失性存儲(chǔ)器58、輸入輸出接口60及附帶顯示裝置(CRT或液晶等)的MDI(手動(dòng)輸入裝置)62。在ROM54上存儲(chǔ)著控制激光加工系統(tǒng)30全體的系統(tǒng)程序，在非易失性存儲(chǔ)器58上存儲(chǔ)有利用附帶顯示裝置的MDI62作成的或通過(guò)無(wú)圖示的輸入接口輸入的NC加工程序。另外，RAM56使用于各種處理中的數(shù)據(jù)的臨時(shí)存儲(chǔ)等。并且，在輸入輸出接口60上通過(guò)傳輸線路20雛菊鏈?zhǔn)降剡B接有X軸伺服放大器38、Y軸伺服放大器40、Z軸伺服放大器42及激光起振器16。
另外，激光加工機(jī)12具有支持被加工原料W的工作臺(tái)64、向被加工原料W照射激光的加工頭66及加工噴嘴68。在激光加工機(jī)12上裝載有在X軸方向(在圖3中左右方向)上驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)64的X軸伺服電機(jī)44、在Y軸方向(在圖3中垂直于紙面方向)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)64的Y軸伺服電機(jī)46以及在與X軸及Y軸垂直相交的Z軸方向上驅(qū)動(dòng)加工頭66及加工噴嘴68的Z軸伺服電機(jī)48。
X軸伺服電機(jī)連接在X軸伺服放大器38上，Y軸伺服電機(jī)46連接在Y軸伺服放大器40上，Z軸伺服電機(jī)48連接在Z軸伺服放大器42上。另外，在各伺服電機(jī)44、46、48上設(shè)置有檢測(cè)位置及速度的脈沖編碼器等的位置速度檢測(cè)器(無(wú)圖示)，各伺服電機(jī)44、46、48的位置及速度反饋到對(duì)應(yīng)的伺服放大器38、40、42上。各伺服放大器38、40、42基于來(lái)自中央處理器50的指令和位置及速度的反饋信號(hào)，控制對(duì)應(yīng)的伺服電機(jī)44、46、48的位置及速度。而且，基于無(wú)圖示的電流檢測(cè)器的反饋信號(hào)，也能實(shí)施電流控制。這樣，在激光加工系統(tǒng)30中，通過(guò)X軸伺服放大器38、Y軸伺服放大器40及Z軸伺服放大器42，構(gòu)成伺服控制系統(tǒng)。這種場(chǎng)合下，可以將圖2所示的數(shù)據(jù)發(fā)送部28作為也執(zhí)行反饋信號(hào)的接收的數(shù)據(jù)收發(fā)部而構(gòu)成。
激光起振器16基于包含在前述的串行數(shù)據(jù)內(nèi)的激光輸出條件數(shù)據(jù)，起振激光70。激光70被配置在適當(dāng)位置的反射鏡72反射，供給加工頭66，在加工頭66內(nèi)適當(dāng)聚光，從頭部前端的加工噴嘴68照射在被加工原料W上。具有這種構(gòu)成的激光加工系統(tǒng)30能取得圖1關(guān)聯(lián)說(shuō)明的特別的作用，能對(duì)被加工原料W實(shí)施高精度的激光加工。
圖4舉例說(shuō)明了在上述激光加工系統(tǒng)30中使用的串行數(shù)據(jù)格式74。在該格式74中，時(shí)序地排列并記錄通過(guò)傳輸線路20對(duì)于雛菊鏈?zhǔn)竭B接的各種設(shè)備(伺服放大器38、40、42、激光起振器16)的指令76。控制裝置18在電源接通時(shí)，確認(rèn)雛菊鏈?zhǔn)竭B接在傳輸線路20上的設(shè)備的種類及連接順序，確定串行數(shù)據(jù)內(nèi)的數(shù)據(jù)項(xiàng)目。再有，在上述實(shí)施方式中，作為連接在控制裝置18上的設(shè)備，只描述了伺服放大器38、40、42及激光起振器16，但I(xiàn)/O設(shè)備等的周邊設(shè)備也能雛菊鏈?zhǔn)竭B接在控制裝置18上。在這種場(chǎng)合下，向串行數(shù)據(jù)追加對(duì)應(yīng)向I/O設(shè)備發(fā)送的指令的數(shù)據(jù)項(xiàng)目。
作為本發(fā)明涉及的激光加工系統(tǒng)的特征的數(shù)據(jù)傳輸線路20的雛菊鏈?zhǔn)竭B接方式在以特定的指令周期傳送串行數(shù)據(jù)的場(chǎng)合在以1條傳輸線路20能雛菊鏈?zhǔn)竭B接的設(shè)備數(shù)上具有上限。存在著例如在激光加工機(jī)12的控制軸數(shù)較多，難于將所有的驅(qū)動(dòng)軸部14與激光起振器16一起用1個(gè)傳輸線路20雛菊鏈?zhǔn)竭B接的情況。這種場(chǎng)合下，使控制裝置18的接口(數(shù)據(jù)發(fā)送部28)的數(shù)據(jù)傳送速度增加，能增加可以連接的設(shè)備數(shù)的上限，但由此會(huì)擔(dān)心提高系統(tǒng)構(gòu)建成本。
因此，在本發(fā)明中，提供了一種在控制裝置18上設(shè)置多個(gè)傳輸線路20，通過(guò)這些傳輸線路的各個(gè)將多個(gè)設(shè)備雛菊鏈?zhǔn)降剡B接在控制裝置18上的構(gòu)成。圖5表示具有這種構(gòu)成的本發(fā)明的第2實(shí)施方式的激光加工系統(tǒng)80。激光加工系統(tǒng)80除具有2條雛菊鏈?zhǔn)絺鬏斁€路20以外，具有與圖2的激光加工系統(tǒng)30實(shí)質(zhì)相同的構(gòu)成。因而，在對(duì)應(yīng)的構(gòu)成單元上標(biāo)以通用的參照符號(hào)省略其說(shuō)明。
激光加工系統(tǒng)80具有多個(gè)軸驅(qū)動(dòng)部(伺服放大器82、84、86、88及伺服電機(jī)90、92、94、96)和將分配這些軸驅(qū)動(dòng)部的2組的各自的軸驅(qū)動(dòng)部雛菊鏈?zhǔn)降剡B接在控制裝置18上的2條傳輸線路20。于是，控制裝置18在2條傳輸線路20的各個(gè)上具有以規(guī)定的指令周期同步地發(fā)送串行數(shù)據(jù)的2個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送部28A、28B。這些數(shù)據(jù)發(fā)送部28A、28B根據(jù)信號(hào)生成部36生成的通用的同步信號(hào)，相互同步地將串行數(shù)據(jù)輸送給2條傳輸線路20。
在具有上述構(gòu)成的激光加工系統(tǒng)80中，由于2個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送部28A、28B用通用的同步信號(hào)，所以能使2條傳輸線路20傳送的串行數(shù)據(jù)的傳送定時(shí)相互同步。由此，使控制裝置18的接口的傳送速度不增加，就能增加雛菊鏈?zhǔn)降剡B接在控制裝置18上的設(shè)備數(shù)(或控制軸數(shù))，其結(jié)果，在控制軸數(shù)較多的激光加工機(jī)12中，能實(shí)施多種動(dòng)作的高精度激光加工。
在本發(fā)明涉及的激光加工系統(tǒng)中，也能采用用于在激光加工程序的激光輸出條件變更時(shí)刻與數(shù)據(jù)發(fā)送指令周期不一致的場(chǎng)合，不需要等待下一個(gè)指令周期的到來(lái)，在指定的時(shí)刻變更激光輸出條件的構(gòu)成。為了實(shí)現(xiàn)這種構(gòu)成，在圖1所示的激光加工系統(tǒng)10中，數(shù)據(jù)作成部24作成用于將包含在串行數(shù)據(jù)的激光輸出條件數(shù)據(jù)脫離規(guī)定的指令周期向激光起振器16發(fā)出指令的指令時(shí)刻數(shù)據(jù)。于是，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部26在使數(shù)據(jù)作成部24作成的激光輸出條件數(shù)據(jù)附帶指令時(shí)刻數(shù)據(jù)的狀態(tài)下，將移動(dòng)數(shù)據(jù)及激光輸出條件數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)。
如圖6所例示，照射激光的加工噴嘴在一個(gè)方向上以一定速度移動(dòng)，以規(guī)定間隔反復(fù)激光的發(fā)射(光束打開)及停止(光束關(guān)閉)進(jìn)行切縫加工的場(chǎng)合(光束軌跡以實(shí)線及虛線表示)，通常移動(dòng)數(shù)據(jù)及激光輸出條件數(shù)據(jù)劃分成規(guī)定的指令周期(插補(bǔ)周期)P而作成，并發(fā)出指令，所以從前，例如激光輸出條件數(shù)據(jù)變更(例如從激光打開到激光關(guān)閉)只能在指令周期切換時(shí)進(jìn)行?？墒?，實(shí)際使用上，如圖示，要求在1個(gè)指令周期P1的中途變更數(shù)據(jù)的場(chǎng)合較多。
因此，在本發(fā)明中，通過(guò)上述構(gòu)成，將從進(jìn)行數(shù)據(jù)變更的指令周期P1開始到數(shù)據(jù)變更時(shí)刻的時(shí)間信息在作為指令定時(shí)數(shù)據(jù)而附加在激光輸出條件數(shù)據(jù)內(nèi)的狀態(tài)下，準(zhǔn)備串行數(shù)據(jù)。即，指令周期P1的串行數(shù)據(jù)的內(nèi)容成為移動(dòng)指令為1個(gè)指令周期的移動(dòng)量，而與此相對(duì)激光輸出條件指令包含光束關(guān)閉指令和該指令定時(shí)(等待時(shí)間T)的指令。由此，激光起振器16在從開始該指令周期P1的處理，只等待指令定時(shí)數(shù)據(jù)所示的時(shí)間T后，就能進(jìn)行激光輸出條件的變更。其結(jié)果，與串行數(shù)據(jù)的指令周期無(wú)關(guān)，能在要求的時(shí)刻變更激光輸出條件，因而，能排除由于激光輸出條件的變更處理的滯后引起的加工誤差。
再有，取代將指令定時(shí)數(shù)據(jù)附加在激光輸出條件數(shù)據(jù)上的上述構(gòu)成，也可以做成使到達(dá)指令周期P1的數(shù)據(jù)變更刻時(shí)的移動(dòng)指令的移動(dòng)量與指令周期P1的數(shù)據(jù)變更時(shí)刻后的移動(dòng)指令的移動(dòng)量之比的數(shù)據(jù)包含在串行數(shù)據(jù)內(nèi)并傳送給激光起振器16的構(gòu)成。在這種場(chǎng)合下，激光起振器16基于從串行數(shù)據(jù)取得的移動(dòng)量的比的數(shù)據(jù)，計(jì)算等待時(shí)間T。
上述的本發(fā)明涉及的激光加工系統(tǒng)10、30、80作為將軸驅(qū)動(dòng)部14和激光起振器16連接在控制裝置18上的傳輸線路20的一實(shí)施方式，采用雛菊鏈?zhǔn)降膫鬏斁€路20?？墒牵景l(fā)明涉及的激光加工系統(tǒng)也可以取代雛菊鏈?zhǔn)降膫鬏斁€路20，采用具有總線式等的其它的連接方式的傳輸線路。這種場(chǎng)合的傳輸線路只要具有軸驅(qū)動(dòng)部14及激光起振器16兩者通用的線路構(gòu)成即可，由此，能取得將對(duì)于軸驅(qū)動(dòng)部14及激光起振器16的控制裝置18的接口通用化的優(yōu)點(diǎn)。因而，利用這種構(gòu)成，也能取得與圖1所示的激光加工裝置10同等的作用效果。
另外，在采用具有雛菊鏈?zhǔn)揭酝獾倪B接方式的傳輸線路的上述構(gòu)成中，也能在控制裝置18上設(shè)置多個(gè)傳輸線路，通過(guò)這些傳輸線路的各個(gè)，將多個(gè)設(shè)備連接在控制裝置18上。由此，不會(huì)增加控制裝置18的接口的傳送速度，就能增加連接在控制裝置18上的軸驅(qū)動(dòng)部的數(shù)量，其結(jié)果，在控制軸數(shù)較多的激光加工機(jī)中，能實(shí)施多種動(dòng)作的高精度激光加工。
以上，說(shuō)明了關(guān)聯(lián)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解只要不脫離權(quán)利要求書的公開范圍可以做各種修改及變更。
權(quán)利要求
1.一種激光加工系統(tǒng)，具有可以沿固有的控制軸動(dòng)作的激光加工機(jī)(12)、驅(qū)動(dòng)該激光加工機(jī)的該控制軸的軸驅(qū)動(dòng)部(14；38，40，42)、向該激光加工機(jī)供給激光的激光起振器(16)和控制該軸驅(qū)動(dòng)部及該激光起振器的控制裝置(18)，其特征在于，具有將上述軸驅(qū)動(dòng)部和上述激光起振器雛菊鏈?zhǔn)降剡B接在上述控制裝置上的傳輸線路(20)，上述控制裝置具有通過(guò)給與的激光加工程序(22)作成向上述軸驅(qū)動(dòng)部發(fā)出指令的移動(dòng)數(shù)據(jù)及向上述激光起振器發(fā)出指令的激光輸出條件數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)作成部(24)；將上述數(shù)據(jù)作成部作成的上述移動(dòng)數(shù)據(jù)及上述激光輸出條件數(shù)據(jù)按照上述軸驅(qū)動(dòng)部及上述激光起振器通用的通信數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為時(shí)序地記錄該移動(dòng)數(shù)據(jù)及該激光輸出條件數(shù)據(jù)的串行數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部(26)；以及將在上述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部得到的上述串行數(shù)據(jù)以包含在該串行數(shù)據(jù)中的上述移動(dòng)數(shù)據(jù)及上述激光輸出條件數(shù)據(jù)通用的預(yù)先確定的指令周期輸送給上述傳輸線路的數(shù)據(jù)發(fā)送部(28)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加工系統(tǒng)，其特征在于，上述控制裝置還具有生成表示根據(jù)上述指令周期的上述串行數(shù)據(jù)的發(fā)送定時(shí)的同步信號(hào)的信號(hào)生成部(36)，上述數(shù)據(jù)發(fā)送部根據(jù)該信號(hào)生成部生成的該同步信號(hào)將上述串行數(shù)據(jù)輸送給上述傳輸線路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加工系統(tǒng)，其特征在于，具有多個(gè)上述軸驅(qū)動(dòng)部(82，84，86，88)和將分配該多個(gè)軸驅(qū)動(dòng)部的多組的各自的該軸驅(qū)動(dòng)部雛菊鏈?zhǔn)降剡B接在上述控制裝置上的多條上述傳輸線路(20)，上述控制裝置具有將上述串行數(shù)據(jù)以上述指令周期向該多條傳輸線路同步輸送的多個(gè)上述數(shù)據(jù)發(fā)送部(28A，28B)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光加工系統(tǒng)，其特征在于，上述控制裝置還具有生成表示根據(jù)上述指令周期的上述串行數(shù)據(jù)的發(fā)送定時(shí)的同步信號(hào)的信號(hào)生成部(36)，上述多個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送部根據(jù)該信號(hào)生成部生成的通用的該同步信號(hào)，相互同步地將上述串行數(shù)據(jù)輸送給上述多條傳輸線路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任意一項(xiàng)所述的激光加工系統(tǒng)，其特征在于，上述數(shù)據(jù)作成部作成用于將包含在上述串行數(shù)據(jù)中的上述激光輸出條件數(shù)據(jù)脫離上述指令周期地向上述激光起振器發(fā)出指令的指令定時(shí)數(shù)據(jù)，上述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部使該指令定時(shí)數(shù)據(jù)附帶在上述激光輸出條件數(shù)據(jù)中并轉(zhuǎn)換為上述串行數(shù)據(jù)。
6.一種激光加工系統(tǒng)，具有可以沿固有的控制軸動(dòng)作的激光加工機(jī)(12)、驅(qū)動(dòng)該激光加工機(jī)的該控制軸的軸驅(qū)動(dòng)部(14；38，40，42)、向該激光加工機(jī)供給激光的激光起振器(16)和控制該軸驅(qū)動(dòng)部及該激光起振器的控制裝置(18)，其特征在于，具有用于將上述軸驅(qū)動(dòng)部和上述激光起振器連接在上述控制裝置上的該軸驅(qū)動(dòng)部及該激光起振器通用的傳輸線路(20)，上述控制裝置具有通過(guò)給與的激光加工程序(22)作成向上述軸驅(qū)動(dòng)部發(fā)出指令的移動(dòng)數(shù)據(jù)及向上述激光起振器發(fā)出指令的激光輸出條件數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)作成部(24)；將上述數(shù)據(jù)作成部作成的上述移動(dòng)數(shù)據(jù)及上述激光輸出條件數(shù)據(jù)按照上述軸驅(qū)動(dòng)部及上述激光起振器通用的通信數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為時(shí)序地記錄該移動(dòng)數(shù)據(jù)及該激光輸出條件數(shù)據(jù)的串行數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部(26)；以及將在上述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部得到的上述串行數(shù)據(jù)以包含在該串行數(shù)據(jù)中的上述移動(dòng)數(shù)據(jù)及上述激光輸出條件數(shù)據(jù)通用的預(yù)先確定的指令周期輸送給上述傳輸線路的數(shù)據(jù)發(fā)送部(28)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光加工系統(tǒng)，其特征在于，具有多個(gè)上述軸驅(qū)動(dòng)部和將分配該多個(gè)軸驅(qū)動(dòng)部的多組的各自的該軸驅(qū)動(dòng)部連接在上述控制裝置上的多條上述傳輸線路，上述控制裝置具有將上述串行數(shù)據(jù)以上述指令周期向該多條傳輸線路同步輸送的多個(gè)上述數(shù)據(jù)發(fā)送部。
全文摘要
本發(fā)明的激光加工系統(tǒng)具有沿固有的控制軸動(dòng)作的激光加工機(jī)、驅(qū)動(dòng)控制軸的軸驅(qū)動(dòng)部、供給激光的激光起振器和控制軸驅(qū)動(dòng)部及激光起振器的控制裝置。還具有將軸驅(qū)動(dòng)部和激光起振器雛菊鏈?zhǔn)竭B接在控制裝置上的傳輸線路?？刂蒲b置具有根據(jù)給與的激光加工程序作成向軸驅(qū)動(dòng)部發(fā)出指令的移動(dòng)數(shù)據(jù)及向激光起振器發(fā)出指令的激光輸出條件數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)作成部；將數(shù)據(jù)作成部作成的移動(dòng)數(shù)據(jù)及激光輸出條件數(shù)據(jù)按照軸驅(qū)動(dòng)部及激光起振器通用的通信數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為時(shí)序地記錄移動(dòng)數(shù)據(jù)及激光輸出條件數(shù)據(jù)的串行數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部；及將在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部得到的串行數(shù)據(jù)以含在串行數(shù)據(jù)的移動(dòng)數(shù)據(jù)及激光輸出條件數(shù)據(jù)通用的預(yù)先設(shè)定的指令周期傳給傳輸線路的數(shù)據(jù)發(fā)送部。
文檔編號(hào)B23K26/42GK1817548SQ200610007358
公開日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2006年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月9日
發(fā)明者江川明, 鈴木一弘, 佐藤元彥 申請(qǐng)人:發(fā)那科株式會(huì)社