本發(fā)明涉及激光加工裝置及激光加工方法，根據(jù)加工程序，使加工噴嘴相對于被加工物相對移動，并且使該加工噴嘴以預(yù)定的旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)，通過從加工噴嘴照射的激光對被加工物實施激光加工。

背景技術(shù)：

一直以來，在激光加工裝置中，根據(jù)加工程序，使加工噴嘴相對于被加工物相對移動，而且一邊使加工噴嘴以預(yù)定的旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)，一邊從加工噴嘴向被加工物照射激光，從而進行對被加工物的激光加工。該情況下，通過使加工噴嘴相對于被加工物沿加工噴嘴的軸向相對移動，從而加工噴嘴與被加工物的間隙量被控制為預(yù)定量。

日本特開平09－164494號公報公開了以下技術(shù)：在三維激光加工機中，通過在加工噴嘴設(shè)置的仿形傳感器檢測被加工物與加工噴嘴的間隙量，基于檢測到的間隙量，計算該間隙量的三維方向的補正量，基于各補正量，控制各軸的驅(qū)動馬達，從而在保持加工噴嘴的姿勢的狀態(tài)下，使加工噴嘴相對于被加工物在三維方向上相對移動。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

然而，在一邊使加工噴嘴沿被加工物的表面移動，一邊進行激光加工的情況下，若不知道加工噴嘴的實際的位置及姿勢，則不能準確地控制為恒定的間隙量。

即，在進行激光加工的情況下，根據(jù)加工程序求出加工噴嘴的位置及姿勢的指令值(指令位置)，基于求出的指令位置，使加工噴嘴的位置及姿勢變化，該情況下，由于控制延遲，在指令位置與實際的加工噴嘴的位置及姿勢之間產(chǎn)生偏差。

因此，為了保持間隙量恒定，基于間隙量及指令位置求出加工噴嘴的向三維方向的補正移動量，當根據(jù)求出的補正移動量使加工噴嘴相對于被加工物在三維方向上相對移動時，加工噴嘴沿指令位置中的加工噴嘴的軸向相對移動。即，加工噴嘴沿與實際的加工噴嘴的軸向不同的方向相對移動。其結(jié)果，難以將加工噴嘴與被加工物的間隙量控制為恒定。若在該狀態(tài)下從加工噴嘴向被加工物照射激光而進行激光加工，則在設(shè)為目標的加工形狀與實際的加工形狀之間產(chǎn)生誤差，加工精度降低。

本發(fā)明鑒于上述的課題而做成，其目的在于提供一種激光加工裝置及激光加工方法，即使對加工噴嘴的位置及姿勢的變化產(chǎn)生控制延遲，也能夠準確地控制為恒定的間隙量，而且能夠降低被加工物的加工形狀的誤差。

本發(fā)明涉及激光加工裝置及激光加工方法，根據(jù)加工程序，使加工噴嘴相對于被加工物相對移動，并且使上述加工噴嘴以預(yù)定的旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)，通過從上述加工噴嘴照射的激光而對上述被加工物實施激光加工。

而且，為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的激光加工裝置具備：使上述加工噴嘴相對于上述被加工物在三維方向上相對移動的三維移動部；使上述加工噴嘴以上述旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部；對上述加工噴嘴與上述被加工物的間隙量進行檢測的間隙量檢測部；對由上述旋轉(zhuǎn)部引起的上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)位置進行檢測的旋轉(zhuǎn)位置檢測部；以及基于上述間隙量及上述旋轉(zhuǎn)位置來生成用于將上述間隙量保持恒定的指令信號的指令運算部。該情況下，上述三維移動部基于上述指令信號使上述加工噴嘴相對于上述被加工物在上述三維方向上相對移動。

另外，為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的激光加工方法具有：第一步驟，通過間隙量檢測部對上述加工噴嘴與上述被加工物的間隙量進行檢測；第二步驟，通過旋轉(zhuǎn)位置檢測部對由旋轉(zhuǎn)部引起的上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)位置進行檢測；第三步驟，基于上述間隙量及上述旋轉(zhuǎn)位置，通過指令運算部生成用于將上述間隙量保持恒定的指令信號；以及第四步驟，基于上述指令信號，通過三維移動部使上述加工噴嘴相對于上述被加工物在三維方向上相對移動。

因此，在本發(fā)明中，對上述旋轉(zhuǎn)軸的實際的旋轉(zhuǎn)位置和實際的間隙量分別進行檢測，基于檢測到的上述旋轉(zhuǎn)位置及上述間隙量生成上述指令信號，基于生成的上述指令信號使上述加工噴嘴相對于上述被加工物在上述三維方向上相對移動。由此，即使對上述加工噴嘴的位置及姿勢的變化產(chǎn)生控制延遲，也能夠準確地控制為恒定的上述間隙量。其結(jié)果，能夠降低因上述間隙量的控制而引起的上述被加工物的加工形狀的誤差。

在此，上述激光加工裝置還具備基于上述旋轉(zhuǎn)位置來運算上述加工噴嘴的軸向的單位向量的單位向量運算部。該情況下，上述指令運算部基于上述單位向量及上述間隙量，生成與沿上述軸向的上述加工噴嘴的補正移動量對應(yīng)的上述指令信號。由此，能夠使上述加工噴嘴相對于上述被加工物沿實際的上述軸向在三維方向上相對移動，因此能夠準確地控制上述間隙量。

另外，上述旋轉(zhuǎn)位置檢測部優(yōu)選為輸出與上述旋轉(zhuǎn)位置對應(yīng)的輸出信號的絕對型旋轉(zhuǎn)編碼器。該情況下，上述激光加工裝置還具備基于上述輸出信號計算上述旋轉(zhuǎn)軸的當前的旋轉(zhuǎn)位置的旋轉(zhuǎn)位置運算部，上述單位向量運算部只要基于上述當前的旋轉(zhuǎn)位置運算上述單位向量即可。上述絕對型旋轉(zhuǎn)編碼器輸出表示上述旋轉(zhuǎn)位置的絕對位置的輸出信號。因此，若基于該輸出信號計算上述當前的旋轉(zhuǎn)位置，基于計算出的上述當前的旋轉(zhuǎn)位置來運算上述單位向量，則能夠準確地求出沿上述軸向的上述加工噴嘴的補正移動量。

另外，上述激光加工裝置也可以還具備：指令控制部，其基于上述加工程序，輸出上述加工噴嘴的三維方向的指令移動量，并且輸出上述旋轉(zhuǎn)軸的指令旋轉(zhuǎn)量；以及伺服控制部，其基于上述指令移動量，控制上述三維移動部，并且基于上述指令旋轉(zhuǎn)量，控制上述旋轉(zhuǎn)。該情況下，上述伺服控制部使用上述指令信號來補正上述指令移動量，基于補正后的上述指令移動量控制上述三維移動部。

根據(jù)上述指令信號補正上述指令移動量，基于補正后的上述指令移動量控制上述三維移動部，因此能夠使因伺服控制的延遲而引起的指令位置與實際的加工噴嘴的位置及姿勢的偏差縮小。另外，能夠迅速補正上述指令移動量，將上述間隙量控制為恒定，因此能夠提高上述旋轉(zhuǎn)軸的速度，優(yōu)化激光加工的周期時間。

根據(jù)參照附圖進行說明的以下的實施方式的說明，將容易地理解上述的目的、特征以及優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本實施方式的課題的說明圖。

圖2是本實施方式的課題的說明圖。

圖3是本實施方式的解決方法的說明圖。

圖4是本實施方式的激光加工裝置的框圖。

圖5是比較例的說明圖。

圖6是加工程序的說明圖。

圖7是實施例的說明圖。

圖8是實施例的流程圖。

具體實施方式

以下，對于本發(fā)明的激光加工裝置及激光加工方法，列舉合適的實施方式，且參照附圖，詳細地進行說明。

本實施方式的課題

在說明本實施方式前，參照圖1及圖2，對本實施方式所要解決的課題詳細地進行說明。圖1及圖2是現(xiàn)有的三維激光加工的說明圖。

加工噴嘴10是三維激光加工用的噴嘴。如圖1及圖2中虛線所示，從作為被加工物的工件12的表面隔開預(yù)定距離，設(shè)定有路徑14。該路徑14是基于預(yù)定的加工程序而設(shè)定的加工噴嘴10的前端的路徑。加工噴嘴10根據(jù)加工程序，以與y方向平行的未圖示的旋轉(zhuǎn)軸為中心而旋轉(zhuǎn)，而且一邊相對于工件12在三維方向上相對移動，一邊從前端朝向工件12的表面照射激光，對工件12進行激光加工。

該情況下，將加工噴嘴10的前端與工件12的表面的距離保持為恒定的間隙量g，并且使加工噴嘴10相對于工件12沿路徑14在三維方向上相對移動。具體而言，以往進行如下所述的間隙量g的控制。

首先，基于加工程序，求出加工噴嘴10的位置及姿勢的指令值(指令位置)，計算所求出的指令位置中的加工噴嘴10的軸向的單位向量16。在此，當加工噴嘴10以旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)時，其姿勢變化。即，加工噴嘴10的姿勢在使加工噴嘴10以旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)時，根據(jù)該加工噴嘴10的旋轉(zhuǎn)角度而變化。另外，加工噴嘴10的位置是指三維空間上的加工噴嘴10的任意的位置(例如，加工噴嘴10的重心位置或前端位置)。因此，當使加工噴嘴10相對于工件12在三維方向上移動時，加工噴嘴10的位置也改變。進一步地，指令位置包含基于加工程序計算的加工噴嘴10的作為目標的位置及姿勢，在圖1及圖2中用雙點劃線表示。另外，加工噴嘴10的軸向是指沿加工噴嘴10的中心軸18的方向。另外，單位向量16是指沿中心軸18的方向的單位向量。

然后，在單位向量16乘以間隙量g的變化量gv，從而求出用于將間隙量g保持恒定的加工噴嘴10的補正移動量(向量)gt。此外，間隙量g的變化量gv是上次的加工噴嘴10的位置(與之相應(yīng)的間隙量g)與本次的加工噴嘴10的位置(與之相應(yīng)的間隙量g)的差。

然后，使加工噴嘴10相對于工件12的表面向單位向量16的方向相對移動補正移動量gt，從而將間隙量g保持恒定。

此外，在使加工噴嘴10沿工件12的表面轉(zhuǎn)彎的情況下，若產(chǎn)生伺服控制的延遲，則如圖1所示，在加工噴嘴10的指令位置(雙點劃線)與實際的位置及姿勢(實現(xiàn))之間產(chǎn)生偏差。

在該狀態(tài)將間隙量g控制為恒定的情況下，求出指令位置中的加工噴嘴10的單位向量16，使用求出的單位向量16及間隙量g的變化量gv，求出加工噴嘴10的補正移動量(向量)gt，基于求出的補正移動量gt，使加工噴嘴10相對于工件12相對移動。因此，如圖2所示，加工噴嘴10沿指令位置中的加工噴嘴10的軸向(z方向)相對移動。即，加工噴嘴10沿與實際的加工噴嘴10的軸向(傾斜方向)不同的z方向相對移動。

其結(jié)果，難以將間隙量g控制為恒定，并且在加工噴嘴10的移動前的位置與移動后的位置之間產(chǎn)生誤差e。當在該狀態(tài)下從加工噴嘴10的前端向工件12的表面照射激光而進行激光加工時，在工件12的設(shè)為目標的加工形狀與實際的加工形狀之間產(chǎn)生誤差，加工精度降低。該情況下，誤差e成為工件12的加工形狀的誤差。

本實施方式的解決方法

因此，在本實施方式中，為了解決上述的課題，進行如下所述的間隙量g的控制。

如圖3所示，在本實施方式中，取代指令位置中的單位向量16的計算方法(參照圖2)，而運算實際的加工噴嘴10的沿中心軸18的單位向量16。然后，在求出的單位向量16乘以間隙量g的變化量gv來求出加工噴嘴10的補正移動量(向量)gt，基于求出的補正移動量gt，使加工噴嘴10相對移動。由此，能夠使加工噴嘴10在實際的加工噴嘴10的軸向(中心軸18的方向)上相對移動。其結(jié)果，即使在產(chǎn)生伺服控制的延遲的情況下，也能夠沿實際的加工噴嘴10的中心軸18的方向，將間隙量g控制為恒定，并且能夠降低工件12的加工形狀的誤差e。此外，在圖3中，表示加工噴嘴10的虛線示出了移動前的加工噴嘴10的位置，另一方面，表示加工噴嘴10的實線示出了移動后的加工噴嘴10的位置。

本實施方式的結(jié)構(gòu)

接下來，參照圖4，對用于實現(xiàn)上述的解決方法的本實施方式的激光加工裝置20的結(jié)構(gòu)進行說明。

激光加工裝置20含有數(shù)值控制裝置(cnc)而構(gòu)成，具備nc控制部(指令控制部)22及伺服控制部24。

nc控制部22根據(jù)預(yù)定的加工程序26，輸出用于使加工噴嘴10相對于工件12在三維方向上相對移動的移動量的指令值(指令移動量)和用于使加工噴嘴10以a軸28a及b軸28b(旋轉(zhuǎn)軸)為中心旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)量的指令值(指令旋轉(zhuǎn)量)。此外，a軸28a與b軸28b大致正交，而且是將b軸28b支撐為能夠旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸。另外，b軸28b與加工噴嘴10的中心軸18大致正交，而且是將加工噴嘴10支撐為能夠旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸。

伺服控制部24基于指令移動量控制x軸馬達30x、y軸馬達30y以及z軸馬達30z(三維移動部)，從而使加工噴嘴10相對于工件12在三維方向(x方向、y方向以及z方向)上相對移動。另外，伺服控制部24基于指令旋轉(zhuǎn)量控制a軸馬達30a(旋轉(zhuǎn)部)，從而使b軸28b及加工噴嘴10a以軸28a為中心旋轉(zhuǎn)，另一方面，控制b軸馬達30b(旋轉(zhuǎn)部)，從而使加工噴嘴10以b軸28b為中心旋轉(zhuǎn)。

在此，詳細地說明nc控制部22及伺服控制部24的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

nc控制部22具有加工路徑指令解析部34、插值處理部36、坐標值更新處理部38以及指令輸出部40。加工路徑指令解析部34對存儲于未圖示的存儲裝置的工件12用的加工程序26的內(nèi)容進行解析。由此，加工路徑指令解析部34指定構(gòu)成加工噴嘴10的前端相對于工件12的表面的路徑14的該加工噴嘴10的移動位置(坐標位置)。插值處理部36進行連結(jié)各移動位置的插值處理，從而生成路徑14。

坐標值更新處理部38進行更新處理，基于與a軸馬達30a、b軸馬達30b、x軸馬達30x、y軸馬達30y以及z軸馬達30z的各旋轉(zhuǎn)位置對應(yīng)的加工噴嘴10的當前位置，將設(shè)定好的路徑14的坐標位置修正為與實際的加工噴嘴10對應(yīng)的位置。

指令輸出部40基于設(shè)定好的路徑14，求出加工噴嘴10的向三維方向的指令移動量、繞a軸28a及繞b軸28b的指令旋轉(zhuǎn)量，且向伺服控制部24輸出所求出的指令移動量及指令旋轉(zhuǎn)量。

伺服控制部24具有位置控制處理部42、速度控制處理部44以及電流控制處理部46。位置控制處理部42在使加工噴嘴10沿路徑14移動的情況下，基于指令移動量，設(shè)定使加工噴嘴10在三維方向上相對移動時的目標位置，并且基于指令旋轉(zhuǎn)量，設(shè)定使加工噴嘴10繞a軸28a及繞b軸28b旋轉(zhuǎn)時的目標旋轉(zhuǎn)位置。

速度控制處理部44設(shè)定用于使加工噴嘴10在三維方向上相對移動至由位置控制處理部42設(shè)定的目標位置的x軸馬達30x、y軸馬達30y以及z軸馬達30z的旋轉(zhuǎn)速度。另外，速度控制處理部44設(shè)定用于使a軸28a及b軸28b旋轉(zhuǎn)至由位置控制處理部42設(shè)定的目標旋轉(zhuǎn)位置的a軸馬達30a及b軸馬達30b的旋轉(zhuǎn)速度。

電流控制處理部46基于由速度控制處理部44設(shè)定的各旋轉(zhuǎn)速度，生成用于控制a軸馬達30a、b軸馬達30b、x軸馬達30x、y軸馬達30y以及z軸馬達30z的電流信號。生成的各電流信號在被伺服放大器48a、48b、48x、48y、48z放大后，供給至a軸馬達30a、b軸馬達30b、x軸馬達30x、y軸馬達30y以及z軸馬達30z。

由此，基于指令移動量，驅(qū)動x軸馬達30x、y軸馬達30y以及z軸馬達30z，能夠使加工噴嘴10相對于工件12的表面在三維方向上相對移動。另外，基于指令旋轉(zhuǎn)量，驅(qū)動a軸馬達30a及b軸馬達30b，從而能夠使加工噴嘴10以a軸28a及b軸28b為中心旋轉(zhuǎn)。

而且，在激光加工裝置20中，為了在對工件12進行激光加工時將間隙量g控制為恒定，還具備下述的結(jié)構(gòu)。

激光加工裝置20還具備在加工噴嘴10附近設(shè)置的間隙量檢測部50、附設(shè)于a軸馬達30a的旋轉(zhuǎn)位置檢測部52a、以及附設(shè)于b軸馬達30b的旋轉(zhuǎn)位置檢測部52b。

間隙量檢測部50對沿加工噴嘴10的中心軸18的方向上的工件12的表面與加工噴嘴10的前端的間隙量g進行檢測。與檢測到的間隙量g對應(yīng)的模擬信號通過a/d變換部54進行a/d變換，且輸出至伺服控制部24。旋轉(zhuǎn)位置檢測部52a是絕對型旋轉(zhuǎn)編碼器，將與a軸馬達30a的旋轉(zhuǎn)位置對應(yīng)的輸出信號輸出至伺服控制部24。旋轉(zhuǎn)位置檢測部52b是絕對型旋轉(zhuǎn)編碼器，將與b軸馬達30b的旋轉(zhuǎn)位置對應(yīng)的輸出信號輸出至伺服控制部24。即，旋轉(zhuǎn)位置檢測部52a、52b對a軸馬達30a及b軸馬達30b的旋轉(zhuǎn)角度的絕對位置進行檢測，且將表示檢測到的絕對位置的輸出信號輸出至伺服控制部24。

另外，激光加工裝置20還具備旋轉(zhuǎn)位置運算部56、單位向量運算部58、移動指令運算部62、速度指令運算部64以及扭矩指令運算部66。這些結(jié)構(gòu)單元配備于伺服控制部24。

旋轉(zhuǎn)位置運算部56基于從旋轉(zhuǎn)位置檢測部52a、52b輸入的各輸出信號，計算a軸28a及b軸28b的當前的旋轉(zhuǎn)位置。

單位向量運算部58基于旋轉(zhuǎn)位置運算部56計算出的a軸28a及b軸28b的當前的各旋轉(zhuǎn)位置，計算實際的加工噴嘴10的沿中心軸18的方向的單位向量16。

移動指令運算部62基于單位向量運算部58運算的單位向量16和間隙量檢測部50檢測出的間隙量g，求出加工噴嘴10的補正移動量(向量)gt，且將與求出的補正移動量gt對應(yīng)的指令信號輸出至位置控制處理部42。具體而言，移動指令運算部62在單位向量16乘以間隙量g的變化量gv(上次的加工噴嘴10的前端的位置與本次的加工噴嘴10的前端的位置的差)，從而求補正移動量(向量)gt，將與求出的補正移動量gt對應(yīng)的指令信號輸出至位置控制處理部42。

由此，位置控制處理部42用從移動指令運算部62供給來的補正移動量gt補正從指令輸出部40輸入的指令移動量。然后，位置控制處理部42基于補正后的指令移動量來設(shè)定目標位置。由此，補正基于最初的指令移動量的目標位置。補正后的目標位置被輸出至速度控制處理部44。

其結(jié)果，速度控制處理部44基于補正后的目標位置設(shè)定x軸馬達30x、y軸馬達30y以及z軸馬達30z的旋轉(zhuǎn)速度。另外，電流控制處理部46基于反映補正后的目標位置的各旋轉(zhuǎn)速度，生成向x軸馬達30x、y軸馬達30y以及z軸馬達30z供給的電流信號。

在上述的說明中，說明了從移動指令運算部62向位置控制處理部42輸出補正移動量gt來補正從指令輸出部40所輸入的指令移動量的情況。在激光加工裝置20中，也能夠取代補正指令移動量的情況，而向速度控制處理部44或電流控制處理部46輸出指令信號，直接補正各旋轉(zhuǎn)速度或各電流信號。

在此，在補正各旋轉(zhuǎn)速度的情況下，在伺服控制部24內(nèi)進行下述的處理。速度指令運算部64基于從移動指令運算部62所輸出對補正移動量gt，求出與補正移動量gt對應(yīng)的x軸馬達30x、y軸馬達30y以及z軸馬達30z的各旋轉(zhuǎn)速度的補正值(補正旋轉(zhuǎn)速度)。速度指令運算部64將與求出的各補正旋轉(zhuǎn)速度對應(yīng)的指令信號輸出至速度控制處理部44。

由此，速度控制處理部44對基于來自位置控制處理部42的目標位置所計算出的x軸馬達30x、y軸馬達30y以及z軸馬達30z的各旋轉(zhuǎn)速度分別補正從速度指令運算部64供給來的指令信號表示的各補正旋轉(zhuǎn)速度，且將補正后的各旋轉(zhuǎn)速度輸出至電流控制處理部46。

另一方面，在補正各電流信號的情況下，在伺服控制部24內(nèi)進行下述的處理。扭矩指令運算部66基于從速度指令運算部64所輸出的指令信號，求出與各補正旋轉(zhuǎn)速度對應(yīng)的x軸馬達30x、y軸馬達30y以及z軸馬達30z的扭矩的補正值(補正扭矩)。扭矩指令運算部66將與求出的各補正扭矩對應(yīng)的指令信號輸出至電流控制處理部46。

由此，電流控制處理部46基于從扭矩指令運算部66供給來的補正扭矩補正基于來自速度控制處理部44的各旋轉(zhuǎn)速度而計算出的向x軸馬達30x、y軸馬達30y以及z軸馬達30z供給的各電流信號，且將補正后的各電流信號輸出至伺服放大器48x、48y、48z。

如此，在激光加工裝置20中，能夠?qū)囊苿又噶钸\算部62、速度指令運算部64或扭矩指令運算部66輸出的指令信號(補正移動量gt、補正旋轉(zhuǎn)速度或補正扭矩)輸出至位置控制處理部42、速度控制處理部44或電流控制處理部46，從而選擇性地補正指令移動量、各旋轉(zhuǎn)速度或各電流信號。由此，能夠基于補正后的各電流信號來驅(qū)動x軸馬達30x、y軸馬達30y以及z軸馬達30z，在加工噴嘴10相對于工件12的表面相對移動時，將間隙量g控制為恒定。

本實施方式的動作

接下來，參照圖5～圖8，對本實施方式的激光加工裝置20的動作(激光加工方法)進行說明。此外，在該說明中，根據(jù)需要也參照圖1～圖4來進行說明。在此，對以下情況進行說明：使加工噴嘴10沿工件12的大致圓弧狀的表面保持預(yù)定的間隙量g，并且沿路徑14轉(zhuǎn)彎，從該加工噴嘴10向工件12照射激光，從而對工件12進行激光加工。

圖5是圖示比較例的激光加工的說明圖。另外，圖6是圖示加工程序26的說明圖。此外，在比較例、及作為本實施方式的激光加工裝置20的動作的實施例雙方中執(zhí)行圖6的加工程序26。

比較例是指與在圖4中不具備旋轉(zhuǎn)位置檢測部52a、52b、旋轉(zhuǎn)位置運算部56、單位向量運算部58、移動指令運算部62、速度指令運算部64以及扭矩指令運算部66的激光加工裝置相關(guān)的動作。

在比較例的激光加工中，根據(jù)圖6的加工程序26，使加工噴嘴10相對于工件12的表面在三維方向上相對移動，而且使加工噴嘴10以a軸28a及b軸28b為中心旋轉(zhuǎn)，從而將間隙量g控制為恒定，并且使加工噴嘴10轉(zhuǎn)彎，對工件12進行激光加工。

如圖5所示，在使加工噴嘴10從上方的c位置沿路徑14順時針轉(zhuǎn)彎的情況下，在以加工程序26為基礎(chǔ)的加工噴嘴10的指令位置為d位置時，由于伺服控制部24的控制延遲，加工噴嘴10的實際的位置成為e位置。

因此，在比較例中，在d位置的單位向量16乘以e位置的間隙量g的變化量gv，求出補正移動量gt。該補正移動量gt是沿d位置的單位向量16的方向(x方向)的移動量，成為與e位置的加工噴嘴10的中心軸18不同的方向的補正移動量。

由此，當根據(jù)該補正移動量gt，使加工噴嘴10相對于工件12的表面在三維方向上相對移動時，加工噴嘴10移動至從e位置在x方向位移了補正移動量gt的f位置。其結(jié)果，在e位置與f位置之間，產(chǎn)生與加工噴嘴10的移動相關(guān)的誤差e。因此，當從移動至f位置的加工噴嘴10向工件12的表面照射激光時，激光加工后的工件12產(chǎn)生形狀誤差。

與之相對，在圖7及圖8的實施例中，在本實施方式的激光加工裝置20中，作為圖8的步驟s1(第一步驟)，通過間隙量檢測部50對實際的加工噴嘴10的前端與工件12的表面的間隙量g進行檢測，將檢測到的間隙量g輸出至伺服控制部24的移動指令運算部62。

另外，作為步驟s2(第二步驟)，通過旋轉(zhuǎn)位置檢測部52a、52b分別檢測繞a軸28a及繞b軸28b的各旋轉(zhuǎn)位置，將檢測到的各旋轉(zhuǎn)位置的輸出信號分別輸出至旋轉(zhuǎn)位置運算部56。旋轉(zhuǎn)位置運算部56基于來自旋轉(zhuǎn)位置檢測部52a、52b的輸出信號，計算a軸28a及b軸28b的當前的各旋轉(zhuǎn)位置(圖7的e位置的各旋轉(zhuǎn)位置)。單位向量運算部58基于a軸28a及b軸28b的當前的各旋轉(zhuǎn)位置，計算e位置的加工噴嘴10的沿中心軸18的方向的單位向量16。

由此，作為步驟s3(第三步驟)，移動指令運算部62基于e位置的單位向量16及間隙量g(的變化量gv)，求出加工噴嘴10的補正移動量gt，且輸出與求出的補正移動量gt對應(yīng)的指令信號。位置控制處理部42用從移動指令運算部62輸出的補正移動量gt補正指令移動量，基于補正后的指令移動量設(shè)定目標位置。速度控制處理部44輸出反映補正后的目標位置的各旋轉(zhuǎn)速度，電流控制處理部46輸出反映補正后的目標位置的各電流信號。該各電流信號被伺服放大器48x、48y、48z放大，供給至x軸馬達30x、y軸馬達30y以及z軸馬達30z。

其結(jié)果，作為步驟s4(第四步驟)，加工噴嘴10在沿e位置的單位向量16(中心軸18)的方向上，向比e位置遠離工件12的表面的h位置在三維方向上相對移動。因此，在圖7及圖8的實施例中，即使在產(chǎn)生伺服控制部24的控制延遲的情況下，也能夠使用以實際的間隙量g及旋轉(zhuǎn)位置為基礎(chǔ)的補正移動量gt(指令信號)來補正指令移動量，基于補正后的指令移動量設(shè)定目標位置。由此，能夠抑制伺服控制部24的控制延遲的影響，并將間隙量g保持恒定，并且抑制因激光加工而引起的工件12的表面的形狀誤差(誤差e)的產(chǎn)生。

此外，如上所述，在激光加工裝置20中，速度指令運算部64能夠輸出與補正旋轉(zhuǎn)速度對應(yīng)的指令信號，或者扭矩指令運算部66能夠輸出與補正扭矩對應(yīng)的指令信號。因此，即使取代位置控制處理部42對指令移動量的補正處理，而進行速度控制處理部44的各旋轉(zhuǎn)速度的補正處理、或電流控制處理部46的各電流信號的補正處理，該情況下也能夠?qū)㈤g隙量g保持恒定，并且抑制誤差e的產(chǎn)生。

本實施方式的效果

如以上說明地，根據(jù)本實施方式的激光加工裝置20及激光加工方法，對繞a軸28a及繞b軸28b的實際的旋轉(zhuǎn)位置和實際的間隙量g分別進行檢測，基于檢測到的旋轉(zhuǎn)位置及間隙量g，生成指令信號，基于生成的指令信號使加工噴嘴10相對于工件12在三維方向(x方向、y方向以及z方向)上相對移動。由此，即使對加工噴嘴10的位置及姿勢的變化產(chǎn)生控制延遲，也能夠準確地控制為恒定的間隙量g。其結(jié)果，能夠降低因間隙量g的控制而導(dǎo)致的工件12的加工形狀的誤差e。

另外，由單位向量運算部58基于旋轉(zhuǎn)位置運算加工噴嘴10的中心軸18的方向的單位向量16，移動指令運算部62、速度指令運算部64或扭矩指令運算部66生成與根據(jù)單位向量16及間隙量g求出的補正移動量gt對應(yīng)的指令信號。由此，能夠使加工噴嘴10相對于工件12沿實際的中心軸18的方向在三維方向上相對移動，能夠準確地控制間隙量g。

另外，旋轉(zhuǎn)位置檢測部52a、52b是絕對型旋轉(zhuǎn)編碼器，因此能夠輸出表示旋轉(zhuǎn)位置的絕對位置的輸出信號。因此，若在旋轉(zhuǎn)位置運算部56基于該輸出信號計算當前的旋轉(zhuǎn)位置，在單位向量運算部58基于計算出的當前的旋轉(zhuǎn)位置而運算單位向量16，則能夠準確地求補正移動量gt。

另外，在伺服控制部24，使用指令信號補正指令移動量、各旋轉(zhuǎn)速度或各電流信號，基于以補正后的指令移動量為基礎(chǔ)的目標位置、各旋轉(zhuǎn)速度或各電流信號來控制x軸馬達30x、y軸馬達30y以及z軸馬達30z。由此，能夠使因伺服控制的延遲而導(dǎo)致的指令位置與實際的加工噴嘴10的位置及姿勢的偏差縮小。另外，能夠迅速地補正目標位置、各旋轉(zhuǎn)速度或各電流信號，將間隙量g控制為恒定，因此能夠提高a軸28a及b軸28b的旋轉(zhuǎn)速度，優(yōu)化激光加工的周期時間。

此外，本發(fā)明不限于上述的實施方式，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)，能夠進行各種變更。

在上述的說明中說明了旋轉(zhuǎn)位置檢測部52a、52b是絕對型旋轉(zhuǎn)編碼器的情況，但是也可以是增量型旋轉(zhuǎn)編碼器。該情況下，從旋轉(zhuǎn)位置檢測部52a、52b向旋轉(zhuǎn)位置運算部56輸出表示旋轉(zhuǎn)位置的脈沖信號，因此旋轉(zhuǎn)位置運算部56基于原點位置與脈沖信號的比較，能夠運算繞a軸28a及繞b軸28b的當前的旋轉(zhuǎn)位置。

另外，在上述的說明中，旋轉(zhuǎn)位置運算部56、單位向量運算部58、移動指令運算部62、速度指令運算部64以及扭矩指令運算部66配備于伺服控制部24，但是也可以將這些結(jié)構(gòu)單元設(shè)于伺服控制部24的外部。即使在該情況下，也能夠通過從移動指令運算部62、速度指令運算部64或扭矩指令運算部66向伺服控制部24供給指令信號來在伺服控制部24的內(nèi)部對指令移動量(目標位置)、各旋轉(zhuǎn)速度或各電流信號進行補正處理，因此能夠使因伺服控制的延遲而產(chǎn)生的對間隙量g的控制的影響縮小。

進一步地，在上述的說明中說明了將間隙量檢測部50檢測到的間隙量g輸出至移動指令運算部62的情況，但是也可以根據(jù)間隙量g計算加工噴嘴10的前端的位置，將計算出的前端的位置輸出至移動指令運算部62。即使在該情況下，移動指令運算部62也能夠根據(jù)所輸入的前端的位置計算間隙量g的變化量gv，基于計算出的變化量gv和單位向量16計算補正移動量gt。