激光加工系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有加工再開始準(zhǔn)備功能的激光加工系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在使用激光來對工件進(jìn)行加工的激光加工系統(tǒng)中，存在以下情況:在控制裝置正在執(zhí)行激光加工程序時(shí)，由于用于激光振蕩的電力供給、介質(zhì)(特別是氣體)供給的異常、向加工點(diǎn)的輔助氣體供給的異常等，或者按照操作者有意的停止命令、用于確保安全的緊急停止信號(hào)等，而激光加工程序的執(zhí)行被中斷。在按照激光加工程序工作的激光加工機(jī)(包括激光振蕩器和加工頭)的運(yùn)行狀況是對工件實(shí)際進(jìn)行切割、焊接等加工的狀況(本申請中稱為“激光加工過程中”)的期間，如果激光加工程序的執(zhí)行被中斷，則根據(jù)控制裝置再開始執(zhí)行激光加工程序時(shí)的激光加工機(jī)的再啟動(dòng)條件(激光振蕩的有無、加工頭的位置等)而存在對工件的被加工部位的加工質(zhì)量產(chǎn)生影響的擔(dān)憂。例如，如果使激光加工機(jī)在與激光加工過程中的程序中斷時(shí)相同的位置再啟動(dòng)，則有時(shí)激光輸出還未達(dá)到目標(biāo)值時(shí)加工頭就移動(dòng)，從而產(chǎn)生加工不良。如果為了避免這種情況而使激光加工機(jī)在從激光加工過程中的程序中斷時(shí)的位置沿加工路徑稍微倒退的位置再啟動(dòng)，則有時(shí)對工件上的同一部位進(jìn)行重復(fù)加工，從而加工質(zhì)量劣化。
[0003]已知如下一種激光加工系統(tǒng):在激光加工程序的執(zhí)行中斷后，能夠在與中斷時(shí)的位置不同的位置再開始執(zhí)行激光加工程序。例如，日本特開平5-158520號(hào)公報(bào)(JPH05-158520A)公開了如下的激光加工裝置:該激光加工裝置具備在發(fā)生異常時(shí)探測出異常來停止加工的功能，能夠在發(fā)生異常時(shí)從與發(fā)生異常的位置不同的位置自動(dòng)地進(jìn)行重啟來繼續(xù)進(jìn)行加工，或者根據(jù)異常內(nèi)容而從發(fā)生異常的位置自動(dòng)地進(jìn)行重啟來繼續(xù)進(jìn)行加工。JPH05-158520A中記載了以下的意思:在加工程序上指定重啟位置；以及作為其例將重啟位置設(shè)為正在執(zhí)行的模塊的起點(diǎn)或終點(diǎn)。另外，JPH05-158520A中記載了以下事項(xiàng):“在停止了加工的加工程序上的模塊為定位移動(dòng)過程中的情況下，并不是正在利用激光2進(jìn)行加工，因此只要移動(dòng)至該模塊的終點(diǎn)(定位目標(biāo)點(diǎn))并從此處再開始加工就不會(huì)使加工中的產(chǎn)品成為不良品”、“在停止了加工的加工程序上的模塊為穿孔(Piercing)之后的加工移動(dòng)過程中的情況下，只要從該移動(dòng)模塊的起點(diǎn)再次重新加工就不會(huì)使加工中的產(chǎn)品成為不良品的情況多”。這樣，JPH05-158520A所記載的技術(shù)基于加工程序的描述來判定程序中斷時(shí)的激光加工裝置的運(yùn)行狀況是否為激光加工過程中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在激光加工系統(tǒng)中，從降低程序中斷和程序再開始對工件的被加工部位的加工質(zhì)量產(chǎn)生的影響的觀點(diǎn)出發(fā)，期望的是，能夠正確地判定激光加工程序的執(zhí)行被中斷時(shí)的激光加工機(jī)的運(yùn)行狀況，根據(jù)中斷時(shí)的運(yùn)行狀況來適當(dāng)?shù)卦O(shè)定再開始激光加工程序的執(zhí)行時(shí)的激光加工機(jī)的再啟動(dòng)條件。
[0005]本發(fā)明的一個(gè)方式是激光加工系統(tǒng)，具備:激光加工機(jī)；控制裝置，其按照被提供的激光加工程序來控制激光加工機(jī)；以及再開始準(zhǔn)備裝置，其進(jìn)行用于控制裝置在激光加工程序的執(zhí)行中斷后再開始執(zhí)行的準(zhǔn)備處理，其中，再開始準(zhǔn)備裝置具備:運(yùn)行狀況判定部，其判定激光加工程序的執(zhí)行被中斷時(shí)的激光加工機(jī)的運(yùn)行狀況是否為實(shí)際對工件進(jìn)行加工的激光加工過程中；以及再啟動(dòng)條件確定部，其根據(jù)運(yùn)行狀況判定部的判定結(jié)果，在激光加工程序中的既定條件中確定再開始執(zhí)行激光加工程序時(shí)的激光加工機(jī)的再啟動(dòng)條件，其中，在激光加工程序的執(zhí)行中斷時(shí)在正在從控制裝置輸出激光加工機(jī)對工件進(jìn)行加工所需的規(guī)定的操作指令、或者激光加工機(jī)對工件進(jìn)行加工所需的規(guī)定的外部信息正在輸入到控制裝置時(shí)，運(yùn)行狀況判定部判定為運(yùn)行狀況是激光加工過程中。
[0006]根據(jù)一個(gè)方式所涉及的激光加工系統(tǒng)，再開始準(zhǔn)備裝置的運(yùn)行狀況判定部能夠正確地判定激光加工程序的執(zhí)行被中斷時(shí)的激光加工機(jī)的運(yùn)行狀況是否為激光加工過程中，因此再開始準(zhǔn)備裝置的再啟動(dòng)條件確定部能夠根據(jù)程序執(zhí)行中斷時(shí)的激光加工機(jī)的運(yùn)行狀況來適當(dāng)?shù)卦O(shè)定再開始執(zhí)行激光加工程序時(shí)的激光加工機(jī)的再啟動(dòng)條件。其結(jié)果，能夠降低程序中斷和程序再開始對工件W的被加工部位的加工質(zhì)量產(chǎn)生的影響。
【附圖說明】
[0007]本發(fā)明的目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)通過與附圖相關(guān)聯(lián)的以下實(shí)施方式的說明會(huì)變得更進(jìn)一步明確。在該附圖中，
[0008]圖1是表示激光加工系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)的功能框圖，
[0009]圖2是以示意圖的方式表示基于一個(gè)實(shí)施方式的激光加工系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖，
[0010]圖3是以示意圖的方式表示激光加工系統(tǒng)能夠?qū)嵤┑募す饧庸さ囊焕膱D，
[0011]圖4是表示基于其它實(shí)施方式的激光加工系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)的功能框圖，
[0012]圖5是以示意圖的方式表示激光加工系統(tǒng)能夠?qū)嵤┑募す饧庸さ钠渌膱D，
[0013]圖6是以示意圖的方式表示激光加工系統(tǒng)能夠?qū)嵤┑募す饧庸さ牧硪焕膱D，以及
[0014]圖7是以示意圖的方式表示激光加工系統(tǒng)能夠?qū)嵤┑募す饧庸さ牧硪焕膱D。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面，參照附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0016]圖1以功能框來表示基于本發(fā)明的一個(gè)方式的激光加工系統(tǒng)10的基本結(jié)構(gòu)。激光加工系統(tǒng)10具備:激光加工機(jī)12 ;控制裝置14，其按照被提供的激光加工程序P來控制激光加工機(jī)12 ;以及再開始準(zhǔn)備裝置16，其進(jìn)行用于控制裝置14在激光加工程序P的執(zhí)行中斷后再開始執(zhí)行的準(zhǔn)備處理。再開始準(zhǔn)備裝置16具備:運(yùn)行狀況判定部18，其判定激光加工程序P的執(zhí)行被中斷時(shí)的激光加工機(jī)12的運(yùn)行狀況R是否為實(shí)際對工件W進(jìn)行加工的激光加工過程中；以及再啟動(dòng)條件確定部20，其根據(jù)運(yùn)行狀況判定部18的判定結(jié)果，在激光加工程序P中的既定條件中確定再開始執(zhí)行激光加工程序P時(shí)的激光加工機(jī)12的再啟動(dòng)條件C。
[0017]參照圖2中作為一個(gè)實(shí)施方式而示出的激光加工系統(tǒng)30的結(jié)構(gòu)來進(jìn)一步說明具有上述基本結(jié)構(gòu)的激光加工系統(tǒng)10的功能。圖2以示意圖的方式表示具有上述基本結(jié)構(gòu)的基于一個(gè)實(shí)施方式的激光加工系統(tǒng)30，對與圖1的激光加工系統(tǒng)10的結(jié)構(gòu)要素對應(yīng)的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注共同的參照標(biāo)記。
[0018]在圖2的激光加工系統(tǒng)30中，激光加工機(jī)12具備激光振蕩器32、加工頭34以及使加工頭34與工件W相對移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)36。在激光加工機(jī)12具有對例如由金屬或非金屬的材料構(gòu)成的工件W實(shí)施切割、焊接、熱處理等激光加工的結(jié)構(gòu)的情況下，激光振蕩器32例如能夠振蕩出IkW?8kW這樣的高輸出的激光，從外部的電源38向激光振蕩器32供給用于該振蕩的電力。另外，在激光振蕩器32是二氧化碳?xì)怏w激光振蕩器的情況下，從外部的氣體供給源40向激光振蕩器32斷續(xù)地或連續(xù)地供給由二氧化碳(CO2)、氮(N2)、氦(He)等的混合氣體構(gòu)成的激光介質(zhì)。能夠?qū)す庹袷幤?2附設(shè)以物理方式切斷激光的射出的能夠開閉的遮板(shutter) 42。
[0019]從激光振蕩器32射出的激光通過包括光纖、反射鏡等的導(dǎo)光單元44被引導(dǎo)至加工頭34。加工頭34具備使激光聚集的透鏡等光學(xué)要素，從設(shè)置于頭頂端的加工噴嘴46對工件W的表面的狹窄的區(qū)域照射激光來實(shí)施激光加工。在激光加工過程中，對工件W的加工點(diǎn)及其周邊吹送以氧、氮、空氣、氬等為成分的輔助氣體。輔助氣體從外部的氣體供給源48供給到加工頭34。
[0020]驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)36能夠使加工頭34與工件W向相互接近的方向和相互遠(yuǎn)離的方向擇一性地移動(dòng)。另外，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)36能夠使加工頭34與工件W在沿著工件表面的方向上相對移動(dòng)。例如，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)36的三個(gè)控制軸(X軸、Y軸、Z軸)按照正交三軸坐標(biāo)系中的指令值分別進(jìn)行動(dòng)作，由此能夠使加工頭34與工件W三維地相對移動(dòng)。在該情況下，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)36能夠針對各控制軸具備伺服電動(dòng)機(jī)和動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)。各個(gè)控制軸能夠設(shè)定于加工頭34和工件W中的任一方或雙方。例如，能夠采用如下結(jié)構(gòu)??沿Z軸驅(qū)動(dòng)加工頭34，使得加工頭34相對于工件W在鉛垂方向上移動(dòng)，沿X軸和Y軸驅(qū)動(dòng)固定有工件W的工件臺(tái)(未圖示)，使得工件臺(tái)相對于加工頭34在水平方向上移動(dòng)。
[0021]控制裝置14例如具有數(shù)值控制裝置的結(jié)構(gòu)。控制裝置14能夠分析激光加工程序P (圖1)來對包括激光加工機(jī)12的控制對象輸出操作指令，使驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)36移動(dòng)加工頭34、工件W，或者使激光振蕩器32振蕩、射出激光，或者使氣體供給源48向加工頭34供給輔助氣體。另外，控制裝置14能夠進(jìn)行以下的所謂間隙控制:實(shí)時(shí)地參照加工噴嘴46的頂端與工件W的加工點(diǎn)之間的最短距離(即間隙)G，以將激光加工過程中的間隙G維持為目標(biāo)值的方式控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)36。再開始準(zhǔn)備裝置16能夠構(gòu)成為控制裝置14的一個(gè)功能?；蛘咭材軌蚶门c控制裝置14分開的CPU來構(gòu)成再開始準(zhǔn)備裝置16。
[0022]在圖1和圖2所示的激光加工系統(tǒng)10、30中，存在以下情況:在控制裝置14正在執(zhí)行激光加工程序P時(shí)，由于用于激光振蕩的電力供給、介質(zhì)(特別是氣體)供給的異常、向加工點(diǎn)的輔助氣體供給的異常等，或者按照操作者有意的停止命令、用于確保安全的緊急停止信號(hào)等，而激光加工程序P的執(zhí)行被中斷。在圖2的激光加工系統(tǒng)30中，利用停電檢測器50來檢測由停電、電壓降低等電源故障引起的電力供給的異常，從停電檢測器50對控制裝置14發(fā)送異常檢測信號(hào)。另外，利用氣壓傳感器52來檢測由氣體供給源40、48的動(dòng)作故障等引起的氣體供給的異常，從氣壓傳感器52對控制裝置14發(fā)送異常檢測信號(hào)。另夕卜，在例如在激光加工過程中為了對工件W的被加工部位進(jìn)行目視確認(rèn)等而操作者有意地使激光加工系統(tǒng)30停止時(shí)，操作者對停止開關(guān)54進(jìn)行操作，由此從停止開關(guān)54對控制裝置14發(fā)送停止信號(hào)。另外，在人、其它物體闖入預(yù)先設(shè)定的禁止進(jìn)入?yún)^(qū)域時(shí)等的要確保安全時(shí)，安全開關(guān)56自動(dòng)地工作，從安全開關(guān)56對控制裝置14發(fā)送緊急停止信號(hào)。
[0023]控制裝置14當(dāng)接收到上述的異常檢測信號(hào)、停止信號(hào)時(shí)，立即中斷激光加工程序P的執(zhí)行，使運(yùn)行中途的激光加工機(jī)12停止。此外，激光加工系統(tǒng)10、30能夠具備存儲(chǔ)部58 (圖2)，該存儲(chǔ)部58存儲(chǔ)激光加工程序P的執(zhí)行被中斷時(shí)的激光加工機(jī)12的運(yùn)行狀況R0存儲(chǔ)部58中存儲(chǔ)的運(yùn)行狀況R可以是激光加工程序P中的命令文、或者從控制裝置14對控制對象輸出的操作指令、或者從控制對象對控制裝置14輸入的反饋信息。
[0024]在圖1和圖2所示的激光加工系統(tǒng)10、30中，在電力供給、氣體供給的異常被消除時(shí)以及在操作者的停止命令、緊急停止信號(hào)被解除時(shí)