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)明涉及一種可實現(xiàn)管類長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)雜的計算，不但要花費很多時間且必須很熟練。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)加工可實現(xiàn)高速加工的、即不必有CAD/CAM裝置或加工程序用的存儲容量的情形下同時也無需很熟練就可簡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、可以該第1軸為中心在第1旋轉(zhuǎn)軸方向成角度轉(zhuǎn)動驅(qū)動自由地保持著的旋轉(zhuǎn)保持驅(qū)動機(jī)構(gòu)，和相對于該旋轉(zhuǎn)保持驅(qū)動機(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軸方向自由移動驅(qū)動并且在以第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)動驅(qū)動自由地設(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、中間點和終點以及進(jìn)給速度在加工程序中指示出的同時6軸圓柱插補(bǔ)指令之際，以使上述加工部相對工件的進(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軸方向的移動速度的軸速度計算機(jī)構(gòu)；設(shè)有根據(jù)由該軸速度計算機(jī)構(gòu)計算的上述第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軸方向的移動速度，同時控制上述第1、第2和第3軸以及上述第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)軸，以對工件實施加工的加工執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
由此，由于加工執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)由軸速度計算機(jī)構(gòu)計算的第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)方向的角速度以及第1、第2和第3軸方向的移動速度，同時控制第1、第2和第3軸以及第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)軸，以對工件實施加工，從而即使對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)有那樣的對工件的各加工面逐個地加工，可實行高速加工。此外，由于為了使加工部相對工件的進(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6軸圓柱插補(bǔ)指令，從而在實現(xiàn)高速加工的同時，可加工出切斷面無不勻的工件。并且，由于同時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、中間點和終點以及進(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算機(jī)構(gòu)計算的第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軸方向的移動速度是否超過對各軸設(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軸方向的移動速度超過了對各軸設(shè)定的規(guī)定的上限值時，對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)校正的速度下對上述工件實施加工。
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)校正的速度下對工件實施加工，從而即使在各旋轉(zhuǎn)方向的角速度和軸方向的移動速度超過規(guī)定的上限值時，也可正確地實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，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，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)明的矩形斷面的長形材料的加工控制例，(a)為說明加工控制的矩形斷面的長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，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3。工作臺3具有水平的工件設(shè)置面3a，并且被設(shè)置成相對基座2可在圖1～圖3所示的箭頭G、H方向(X軸方向)自由移動。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)動驅(qū)動自由和自由定位。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卡爪10a。即，多個卡爪10a設(shè)置成可自由地抓握例如由圓管或方管等的長形部件構(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)動驅(qū)動和定位自由。
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軸方向自由移動的上述工作臺3，以跨過工作臺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可相對基座2在Y軸方向自由移動驅(qū)動。盡管例示出了上述的工作臺3在X軸方向移動的結(jié)構(gòu)，但并不限于鞍架6相對基座2可在X軸和Y軸方向相對移動驅(qū)動的結(jié)構(gòu)，可以是例如鞍架6可在X軸和Y軸方向自由移動，而工作臺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方向移動而可自由伸縮式移動的適當(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)可自由移動驅(qū)動。即，加工頭主體11設(shè)置成通過鞍架6和立柱5可相對基座2在Z軸方向自由移動驅(qū)動。
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，相對加工頭主體11在箭頭N、O方向成角度轉(zhuǎn)動驅(qū)動自由。
而內(nèi)套筒12b也同樣，設(shè)置成相對外套筒12a可在箭頭N、O方向成角度轉(zhuǎn)動驅(qū)動自由，同時，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)動裝置的動力向前端部件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，相對外套筒12a在箭頭P、Q方向成角度轉(zhuǎn)動驅(qū)動自由。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)動驅(qū)動自由。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軸方向移動和轉(zhuǎn)動驅(qū)動的一例，但只要使噴嘴26相對成角度轉(zhuǎn)動驅(qū)動自由和定位自由的工件70能夠進(jìn)行三維移動和轉(zhuǎn)動驅(qū)動，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)程序存儲器43、程序生成控制部45、圖像控制部46、圖像數(shù)據(jù)存儲器47、工件數(shù)據(jù)存儲器49、立體數(shù)據(jù)生成部50、立體數(shù)據(jù)存儲器51、程序生成部52、加工程序存儲器53、加工控制部55、驅(qū)動控制部56、加工數(shù)據(jù)計算控制部57、加工數(shù)據(jù)計算部59、加工數(shù)據(jù)存儲器60、速度箝制判定部61、驅(qū)動條件存儲器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)動控制部56與分別驅(qū)動作為控制軸的X、Y、Z、A、B、C軸的驅(qū)動電機(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)動驅(qū)動電機(jī)76A、76B、76C、76D、76E、76F，使上述的工作臺3、立柱5、鞍架6、外套筒12a、內(nèi)套筒12b、卡盤10(下面簡單地稱作“移動部3、5、6、12a、12b、10”)分別在X、Y、Z、A、B、C軸方向移動和旋轉(zhuǎn)，使噴嘴26相對工件70的相對位置變化的同時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，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，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C軸不錯位，同時，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)定自動設(shè)定上述的錯位校正或平行推出的處理。例如，將該錯位量由規(guī)定的傳感器檢測出，并且根據(jù)該檢測結(jié)果，校正上述各移動部3、5、6、12a、12b、10移動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出從XY平面到面S12上的多個點(連接點的連線不平行于C軸的2個以上的點)的距離，根據(jù)該檢測結(jié)果，自動設(shè)定以規(guī)定角度轉(zhuǎn)動卡盤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開關(guān)輸入起動指令，接受該指令的主控制部403從系統(tǒng)程序存儲器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)出存儲在圖像數(shù)據(jù)存儲器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，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存儲在工件數(shù)據(jù)存儲器49中。另外，角部半徑Rc較小時，例如大致為0時(所謂角部的角為直角時)，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存儲在工件數(shù)據(jù)存儲器49中。
在步驟STP2中，結(jié)束上述工件數(shù)據(jù)WD的輸入時，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”，“切斷長度Lc”等。接受上述指令的圖像控制部46調(diào)出存儲在圖像數(shù)據(jù)存儲器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存儲在立體數(shù)據(jù)存儲器51中。另外，編碼參數(shù)輸入畫面CPN中，也就是存儲在工件數(shù)據(jù)存儲器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)相對應(yīng)的項目。
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)存儲器49調(diào)出工件數(shù)據(jù)WD，進(jìn)而從立體數(shù)據(jù)存儲器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存儲在立體數(shù)據(jù)存儲器51中，同時，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、例如相對工件70的長度方向(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，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，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，并指示出切斷工件70的角部C2的同時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6軸圓柱插補(bǔ)指令(G12)，但在此，在對作為本發(fā)明主要部分的角部的同時6軸圓柱插補(bǔ)進(jìn)行詳細(xì)說明的關(guān)系上，省略了對加工程序PRO的其他段有關(guān)的說明。然而，后面對于與同時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6軸圓柱插補(bǔ)的終點位置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、將噴嘴26沿Y軸和Z軸方向移動到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、將噴嘴26沿Y軸和Z軸方向移動到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，該加工程序PRO存儲在加工程序存儲器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)動控制部56，驅(qū)動和控制各控制軸的驅(qū)動電機(jī)76A、76B、76C、76D、76E、76F，對工件70實施加工程序PRO中指示的加工。
此時，在加工程序PRO中，發(fā)出前述的同時6軸圓柱插補(bǔ)指令(G12)時，主控制部40向加工數(shù)據(jù)計算控制部57發(fā)出指令，以在對進(jìn)入圖5所示的步驟STP4中、執(zhí)行該同時6軸圓柱插補(bǔ)指令之際，計算必要的加工數(shù)據(jù)KD。接受該加工數(shù)據(jù)的加工數(shù)據(jù)計算控制部57向加工數(shù)據(jù)計算部59發(fā)出計算加工數(shù)據(jù)KD的指令。在此，在執(zhí)行同時6軸圓柱插補(bǔ)指令之際，作為加工數(shù)據(jù)KD，為驅(qū)動控制各移動部3、5、6、12a、12b、10的必要的數(shù)據(jù)，加工數(shù)據(jù)計算部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6軸圓柱插補(bǔ)指令之際，計算卡盤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相對工件70作為進(jìn)給速度(相對速度)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，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6軸圓柱插補(bǔ)指令。同時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)始點位置P1(控制座標(biāo)位置Xp1、Yp1、Zp1、Ap1、Bp1、Cp1)時，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，加工控制部55通過驅(qū)動控制部56轉(zhuǎn)動驅(qū)動C軸驅(qū)動電機(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。此時，工件70在上述相對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。
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(成為該圖(b)所示的中間狀態(tài)72時)，沿著上述旋轉(zhuǎn)圓弧RA2移動的角部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，噴嘴前端部26a為了也以同步于該移動的方式移動并位于上述位置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)動控制部56，移動并驅(qū)動Y軸驅(qū)動電機(jī)76B以及Z軸驅(qū)動電機(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6軸圓柱插補(bǔ)指令的終點指示，進(jìn)而驅(qū)動C軸驅(qū)動電機(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)動工件的同時，移動并驅(qū)動Y軸驅(qū)動電機(jī)76B和Z軸驅(qū)動電機(jī)76C，直到噴嘴前端部26a的位置及角部C2到達(dá)終點位置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)(也就是相對角部C2的同時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，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(也就是直線L23的切斷結(jié)束時)，通過上述的同時6軸圓柱插補(bǔ)指令(G12)，在使工件70旋轉(zhuǎn)的同時切斷角部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6軸圓柱插補(bǔ)指令(G12)，同時，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6軸圓柱插補(bǔ)指令為驅(qū)動控制Y、Z、C軸方向的簡單加工方管的例子，但驅(qū)動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)動電機(jī)76A的工作臺5進(jìn)行的X軸方向的驅(qū)動控制、通過A軸驅(qū)動電機(jī)76D的外套筒12a進(jìn)行的A軸方向的驅(qū)動控制和通過B軸驅(qū)動電機(jī)76E的內(nèi)套筒12b進(jìn)行的B軸方向的驅(qū)動控制加以并用，同時進(jìn)行噴嘴26的5軸方向(X、Y、Z、A、B軸方向)的移動和轉(zhuǎn)動驅(qū)動控制以及卡盤10的在C軸方向的轉(zhuǎn)動控制。
在步驟STP4中計算的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)動控制的結(jié)果、噴嘴26相對工件70的進(jìn)給速度(相對速度)成為由加工程序PRO指示的進(jìn)給速度Fr(圖9(c)時，F(xiàn)r＝5000mm/min)。
在此，主控制部40執(zhí)行同時6軸圓柱插補(bǔ)指令之際，在加工數(shù)據(jù)計算控制部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6軸圓柱插補(bǔ)指令之際的上述相對速度。
即，在進(jìn)給速度控制程序FCP中，在步驟STP101中，加工數(shù)據(jù)計算控制部57向加工數(shù)據(jù)計算部59發(fā)出計算出執(zhí)行同時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，計算旋轉(zhuǎn)半徑Rr。另外，本實施例中的工件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，也就是對角線的中心，并且任意一個的角部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字形等異型材時，旋轉(zhuǎn)半徑Rr由于在各角部每一個中的數(shù)值不同，因此要計算每個角部的旋轉(zhuǎn)半徑Rr。
接下來，加工數(shù)據(jù)計算控制部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)計算控制部57向加工數(shù)據(jù)計算部59發(fā)出計算用于實現(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)計算部59計算X、Y、Z、A、B、C軸各軸的速度，即移動速度Fx、Fy、Fz以及角速度ωa、ωb、ωc。此時，因C軸旋轉(zhuǎn)所致工件70轉(zhuǎn)動驅(qū)動時，通過C軸以外的控制軸同時移動和轉(zhuǎn)動驅(qū)動，為了使噴嘴26相對工件70的進(jìn)給速度(相對速度)成為步驟STP102中設(shè)定的進(jìn)給速度Fr，要計算C軸角速度ωc以及C軸以外的各軸速度Fx、Fy、Fz、ωa、ωb。然后，將計算的各軸速度Fx、Fy、Fz、ωa、ωb、ωc存儲在加工數(shù)據(jù)存儲器60中。
加工數(shù)據(jù)計算部59在步驟STP103中，用于實現(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)存儲器60中調(diào)出C軸角速度ωc和從驅(qū)動條件存儲器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(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)計算控制部57，接受該結(jié)果的加工數(shù)據(jù)計算控制部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大的場合，在例如操作者輸入比較大的進(jìn)給速度Fr時，或方管的角部半徑Rc比較小時等情況下，為超過C軸最大角速度ωcmax的場合。
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)計算控制部57向圖像控制部46發(fā)出顯示出對操作者示出的進(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(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軸移動速度Fx是否小于X軸最大移動速度Fxmax，Y軸移動速度Fy是否小于Y軸最大移動速度Fymax，Z軸移動速度Fz是否小于Z軸最大移動速度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中至少一個大于各軸最大速度Fxmax、Fymax、Fzmax、ωamax、ωbmax時(步驟STP107的No)時，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)計算控制部57，接受該結(jié)果的加工數(shù)據(jù)計算控制部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)的同時進(jìn)行進(jìn)給速度Fr(即也包含在步驟STP105中校正的場合)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軸移動速度Fy進(jìn)行設(shè)定為Y軸最大移動速度Fymax以下的規(guī)定值(例如Y軸最大移動速度Fymax)的Y軸校正移動速度Fymdf的處理?；蛘?，速度校正部63根據(jù)上述Y軸校正移動速度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比任意一個的各軸最大速度Fxmax、Fymax、Fzmax、ωamax、ωbmax小時(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6軸圓柱插補(bǔ)指令。由此，執(zhí)行同時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，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)運行。
如此，執(zhí)行同時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相對工件70的進(jìn)給速度(相對速度)以成為加工程序PRO中指定的進(jìn)給速度Fr式地，要計算并確定各控制軸的速度，并根據(jù)該計算確定的速度同時控制各控制軸。同時，該計算確定的速度在超過對各控制軸設(shè)定的規(guī)定的上限速度時，執(zhí)行適當(dāng)?shù)男Ｕ?，并且同時6軸圓柱插補(bǔ)指令被恰當(dāng)?shù)貓?zhí)行。
另外，上述的實施例是對斷面為矩形的工件70、通過同時6軸圓柱插補(bǔ)指令加工其角部的場合進(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，為此在圖10中省略有關(guān)的說明。
在上述的本實施例的激光加工機(jī)1中，噴嘴26在5軸方向(X、Y、Z、A、B軸方向)的移動和轉(zhuǎn)動驅(qū)動控制以及卡盤10在C軸方向的轉(zhuǎn)動控制是同步的，并且被同時控制，從而即使對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的各加工面每一個的加工，可實現(xiàn)高速加工。此外，噴嘴26相對工件70的進(jìn)給速度(相對速度)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6軸圓柱插補(bǔ)指令，從而可實現(xiàn)高速加工，同時，可進(jìn)行切斷面無不勻的良好的加工。此外，上述同時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P1、中間點P2和終點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對工件70實行加工的，從而即使在各旋轉(zhuǎn)方向的角速度ωa、ωb、ωc以及軸方向的移動速度Fx、Fy、Fz超過規(guī)定的上限值時，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，在上述的本實施例的激光加工機(jī)1中，示出了對矩形斷面或三角形斷面的管子進(jìn)行簡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，即使對于L字形斷面等切斷面的角部的內(nèi)角為鈍角時同樣適用。另外，工件70并不限于管子等長尺寸材料，如為切斷面具有角部者，即使軸心方向的長度不長，也可適用。
在上述本實施例中，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)實施例說明了本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于上述例示的實施例。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、可以該第1軸為中心在第1旋轉(zhuǎn)軸方向成角度轉(zhuǎn)動驅(qū)動自由地保持著的旋轉(zhuǎn)保持驅(qū)動機(jī)構(gòu)，和設(shè)置成相對于該旋轉(zhuǎn)保持驅(qū)動機(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軸方向自由移動驅(qū)動并且在以所述第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)動驅(qū)動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、中間點和終點以及進(jìn)給速度由加工程序中指示出的同時6軸圓柱插補(bǔ)指令之際，以使所述加工部相對工件的進(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軸方向的移動速度的軸速度計算機(jī)構(gòu)；設(shè)有根據(jù)由該軸速度計算機(jī)構(gòu)計算的所述第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軸方向的移動速度，同時控制所述第1、第2和第3軸以及所述第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)軸，以對工件實施加工的加工執(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算機(jī)構(gòu)計算的所述第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軸方向的移動速度是否超過對各軸設(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軸方向的移動速度超過了對各軸設(shè)定的上限值時，對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)校正的速度下對所述工件實施加工。
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，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、可以該第1軸為中心在第1旋轉(zhuǎn)軸方向成角度轉(zhuǎn)動驅(qū)動自由地保持著的旋轉(zhuǎn)保持驅(qū)動機(jī)構(gòu)，和設(shè)置成相對于該旋轉(zhuǎn)保持驅(qū)動機(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軸方向自由移動驅(qū)動并且在以所述第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)動驅(qū)動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、中間點和終點以及進(jìn)給速度在加工程序中指示出的同時6軸圓柱插補(bǔ)指令之際，以使所述加工部相對工件的進(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軸方向的移動速度的軸速度計算裝置；設(shè)有根據(jù)由該軸速度計算機(jī)構(gòu)計算的所述第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軸方向的移動速度，同時控制所述第1、第2和第3軸以及所述第1、第2和第3旋轉(zhuǎn)軸，以對工件實施加工的加工執(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算裝置計算的所述第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軸方向的移動速度是否超過對各軸設(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軸方向的移動速度超過了對各軸設(shè)定的規(guī)定上限值時，對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所述工件實施加工。
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，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、中間點和終點以及進(jìn)給速度的同時6軸圓柱插補(bǔ)指令之際，加工數(shù)據(jù)計算部59為了使噴嘴相對工件的進(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軸方向的移動速度，加工控制部55根據(jù)該計算出的角速度以及移動速度，同時控制第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，移動噴嘴，以對工件實施加工。
文檔編號G05B19/416GK1452036SQ0312181
公開日2003年10月29日 申請日期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 申請人:山崎馬扎克株式會社