縮短趨近時(shí)間的激光加工裝置的控制裝置以及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種激光加工裝置的控制裝置以及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)使用激光加工裝置開(kāi)始激光加工時(shí)，執(zhí)行將放射激光的噴嘴定位在從工件僅遠(yuǎn)離預(yù)定的距離的目標(biāo)位置上的趨近工序。一般的激光加工裝置在噴嘴的定位完成的時(shí)刻結(jié)束趨近工序，向后工序轉(zhuǎn)移。
[0003]圖1OA?圖1OD是表示激光加工裝置中的噴嘴的趨近動(dòng)作的圖。圖1OA示出了將平坦板材的工件W配置在預(yù)先決定的位置上的理想的例子。為了執(zhí)行后工序，將噴嘴NZ定位在從工件W僅遠(yuǎn)離目標(biāo)間隙量的目標(biāo)位置T上。此時(shí)，因預(yù)先知道工件W的位置以及目標(biāo)間隙量，因此按照位置指令移動(dòng)噴嘴NZ即可，能夠在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行正確的定位。
[0004]然而，在實(shí)際的應(yīng)用例中，大多情況下事先不知道工件W處于何種狀態(tài)。例如圖1OB表示工件W向上彎曲的狀態(tài)。這樣的情況下，需要檢測(cè)工件W與噴嘴NZ之間的未知的間隙量，根據(jù)檢測(cè)出的間隙量使噴嘴NZ移動(dòng)至目標(biāo)位置T為止。
[0005]然而，在一般使用的靜電容量方式或光學(xué)式間隙傳感器中，當(dāng)噴嘴NZ離開(kāi)工件W，則間隙量的檢測(cè)精度下降。此外，由于基于間隙量的檢測(cè)、間隙量的噴嘴NZ的位置控制，可能產(chǎn)生延遲。由此，有時(shí)因噴嘴NZ的減速變慢從而產(chǎn)生下沖(undershoot)的情況。那么，例如在工件W的彎曲顯著的情況(圖10C)、周?chē)牟考?例如伴隨切斷加工而產(chǎn)生的切斷片)以在工件W的上方突出的狀態(tài)而被放置的情況，噴嘴NZ有可能與工件W等發(fā)生沖突。
[0006]如果以低速度執(zhí)行趨近動(dòng)作，則在圖1OC以及圖1OD所示的情況下也能回避?chē)娮霳Z的沖突。然而，如果始終以低速度執(zhí)行趨近動(dòng)作，則效率明顯下降。此外，如果噴嘴NZ簡(jiǎn)單地僅與工件W等進(jìn)行物理接觸，不會(huì)使工件產(chǎn)生不良損失，而能夠繼續(xù)執(zhí)行加工工序。另一方面，在開(kāi)始伴隨激光照射等的后工序后如果噴嘴NZ與工件W接觸，則工件W的融化物附著在工件W的其他部位上，從而有可能在廣范圍內(nèi)產(chǎn)生工件W的不良損失。此時(shí)，需要追加去除不能使用的工件W等的工序，修復(fù)時(shí)需要較多的時(shí)間。因此，希望能夠回避工件的不良損失風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)盡快在短時(shí)間內(nèi)結(jié)束噴嘴的趨近工序。
[0007]在JP-A-9-308979中公開(kāi)了如下結(jié)構(gòu)的激光加工裝置，其縮短從退避位置至模擬動(dòng)作的基準(zhǔn)位置為止的趨近動(dòng)作所需要的時(shí)間。在該激光加工裝置中，根據(jù)按照預(yù)先決定的趨近速度以及減速度而決定的停止距離和由間隙傳感器得到的基準(zhǔn)位置為止的距離，控制開(kāi)始減速動(dòng)作的時(shí)刻。
[0008]在JP-A-2004-1067中公開(kāi)了如下結(jié)構(gòu)的激光加工裝置，其縮短從第一工序結(jié)束點(diǎn)到之后執(zhí)行的第二工序的開(kāi)始點(diǎn)為止的移動(dòng)時(shí)間。在該激光加工裝置中，按照定位指令使加工噴嘴移動(dòng)至針對(duì)工件僅遠(yuǎn)離預(yù)定的間隙量的位置為止，之后按照利用了傳感器檢測(cè)出的間隙量的反饋的間隙控制來(lái)控制加工噴嘴的動(dòng)作。
[0009]在JP-A-2000-052076中公開(kāi)了使加工頭的趨近速度高速化并穩(wěn)定化而構(gòu)成的激光加工裝置。在該激光加工裝置中，進(jìn)行控制以便在通過(guò)間隙傳感器能夠測(cè)定加工頭與工件之間的間隙量的范圍為止使加工頭高速地移動(dòng)，之后將趨近動(dòng)作切換成低速。
[0010]此外，在JP-A-2011-210245、JP-A-10-260734、JP-A-9-190968、JP-A-2002-318361以及JP-A-2012-084631中公開(kāi)了不是以控制激光加工裝置為目的的，一般的驅(qū)動(dòng)控制相關(guān)的各種技術(shù)。
[0011]然而，即使采用JP-A-9-308979、JP-A-2004-1067 以及 JP-A-2000-052076 中公開(kāi)的激光加工裝置的控制方法，為了終止趨近工序，依然需要針對(duì)目標(biāo)間隙量的位置定位噴嘴。因此，需要進(jìn)一步縮短趨近時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]根據(jù)本發(fā)明的第一方式，一種對(duì)具備放射激光的噴嘴的激光加工裝置的動(dòng)作進(jìn)行控制的控制裝置，具備:目標(biāo)間隙量指定部，其指定與執(zhí)行激光加工時(shí)的所述噴嘴與工件之間的距離對(duì)應(yīng)的目標(biāo)間隙量以及針對(duì)所述目標(biāo)間隙量的精度；間隙量檢測(cè)部，其檢測(cè)所述噴嘴與所述工件之間的實(shí)際的間隙量；噴嘴位置控制部，其根據(jù)所述目標(biāo)間隙量以及所述實(shí)際的間隙量來(lái)控制所述噴嘴的位置；定位完成判定部，其按照所述目標(biāo)間隙量以及針對(duì)所述目標(biāo)間隙量的所述精度來(lái)判定所述噴嘴的定位是否完成；完成預(yù)估判定部，其判定是否是所述噴嘴的定位完成的預(yù)估；以及后工序判定部，其在是所述噴嘴的定位完成的預(yù)估時(shí)，判定是否能夠執(zhí)行應(yīng)當(dāng)在所述噴嘴的定位后執(zhí)行的后工序，該控制裝置構(gòu)成為，當(dāng)通過(guò)所述后工序判定部判定為能夠執(zhí)行所述后工序時(shí)，在通過(guò)所述完成預(yù)估判定部判定為是所述噴嘴的定位完成的的預(yù)估時(shí)刻執(zhí)行所述后工序，并且構(gòu)成為，當(dāng)通過(guò)所述后工序判定部判定為不能執(zhí)行所述后工序時(shí)，在通過(guò)所述定位完成判定部判定為所述噴嘴的定位完成的時(shí)刻，執(zhí)行所述后工序。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第二方式，在第一方式的控制裝置中，所述噴嘴位置控制部構(gòu)成為，不管基于所述后工序判定部的判定結(jié)果如何，繼續(xù)所述噴嘴的位置控制，所述定位完成判定部構(gòu)成為，不管基于所述后工序判定部的判定結(jié)果如何，繼續(xù)所述噴嘴的定位完成的判定。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第三方式，在第一或第二方式的控制裝置中，所述完成預(yù)估判定部構(gòu)成為，根據(jù)所述噴嘴是否與所述工件接觸以及所述噴嘴的動(dòng)作狀態(tài)相關(guān)的信息，判定是否是所述噴嘴的定位完成的預(yù)估。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的第四方式，在第一至第三方式的任意一個(gè)控制裝置中，所述完成預(yù)估判定部根據(jù)所述噴嘴是否與所述工件接觸以及所述噴嘴的動(dòng)作是否至少反轉(zhuǎn)了一次，判定是否是所述噴嘴的定位完成的預(yù)估。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第五方式，在第一至第四方式的任意一個(gè)控制裝置中，根據(jù)通過(guò)所述目標(biāo)間隙量指定部指定的所述目標(biāo)間隙量以及針對(duì)所述目標(biāo)間隙量的所述精度來(lái)設(shè)定目標(biāo)間隙范圍，所述定位完成判定部在通過(guò)所述完成預(yù)估判定部判定為是所述噴嘴的定位完成的預(yù)估之后，在所述噴嘴的實(shí)際的位置被包含在所述目標(biāo)間隙范圍內(nèi)的時(shí)刻，判定為所述噴嘴的定位完成。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的第六方式，在第一至第四方式的任意一個(gè)控制裝置中，根據(jù)通過(guò)所述目標(biāo)間隙量指定部指定的所述目標(biāo)間隙量以及針對(duì)所述目標(biāo)間隙量的所述精度來(lái)設(shè)定目標(biāo)間隙范圍，所述定位完成判定部在通過(guò)所述完成預(yù)估判定部判定為是所述噴嘴的定位完成的預(yù)估之后，在所述噴嘴的實(shí)際的位置被包含在所述目標(biāo)間隙范圍內(nèi)，并且，所述噴嘴的動(dòng)作至少反轉(zhuǎn)了一次的時(shí)刻，判定為所述噴嘴的定位完成。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第七方式，以預(yù)定的精度將放射激光的噴嘴針對(duì)工件定位在僅遠(yuǎn)離目標(biāo)間隙量的位置上的激光加工裝置的控制方法，包括:按照所述目標(biāo)間隙量以及針對(duì)所述目標(biāo)間隙量決定的所述精度來(lái)判定所述噴嘴的定位是否完成；判定是否是所述噴嘴的定位完成的預(yù)估；以及當(dāng)是所述噴嘴的定位完成的預(yù)估時(shí)，判定是否能夠執(zhí)行應(yīng)當(dāng)在所述噴嘴的定位后執(zhí)打的后工序，當(dāng)判定為能夠執(zhí)打所述后工序時(shí)，在判定為是所述嗔嘴的定位完成的預(yù)估時(shí)執(zhí)打所述后工序，當(dāng)判定為不能執(zhí)打所述后工序時(shí)，在判定為時(shí)所述嗔嘴的定位完成時(shí)執(zhí)行所述后工序。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的第八方式，在第七方式的控制方法中，當(dāng)判定為是所述定位完成的預(yù)估時(shí)，不管是否能夠執(zhí)行所述后工序的判定結(jié)果，繼續(xù)所述噴嘴的定位動(dòng)作以及判定所述噴嘴的定位是否完成。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的第九方式，在第七或第八方式的控制方法中，根據(jù)所述噴嘴是否與所述工件接觸以及所述噴嘴的動(dòng)作狀態(tài)相關(guān)的信息，判定是否是所述噴嘴的定位完成的預(yù)估。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的第十方式，在第七至第九方式的任一個(gè)控制方法中，根據(jù)所述噴嘴是否與所述工件接觸以及所述噴嘴的動(dòng)作是否至少反轉(zhuǎn)了一次，判定是否是所述噴嘴的定位完成的預(yù)估。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的第十一方式，在第七至第十方式的任意一個(gè)控制方法中，根據(jù)所述目標(biāo)間隙量以及針對(duì)所述目標(biāo)間隙量決定的所述精度來(lái)設(shè)定目標(biāo)間隙范圍，判定為是所述噴嘴的定位完成的預(yù)估之后，在所述噴嘴的被包含在所述目標(biāo)間隙范圍內(nèi)的時(shí)刻，判定為所述噴嘴的定位完成。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的第十二方式，在第七至第十方式的任意一個(gè)控制方法中，根據(jù)所述目標(biāo)間隙量以及針對(duì)所述目標(biāo)間隙量決定的所述精度來(lái)設(shè)定目標(biāo)間隙范圍，判定為是所述噴嘴的定位完成的預(yù)估之后，所述噴嘴的位置被包含在所述目標(biāo)間隙范圍內(nèi)，并且，在所述噴嘴的動(dòng)作至少反轉(zhuǎn)了一次的時(shí)刻，判定為所述噴嘴的定位完成。
[0024]參照附圖所示的本發(fā)明的例示的實(shí)施方式的詳細(xì)的說(shuō)明，使這些以及其他本發(fā)明的目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)更加明確。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是表示能夠應(yīng)用本發(fā)明的激光加工裝置的結(jié)構(gòu)例的概要圖。
[0026]圖2是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的控制裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0027]圖3是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的控制裝置的處理流程的流程圖。
[0028]圖4是說(shuō)明與第一實(shí)施例對(duì)應(yīng)的