激光加工裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種激光加工裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在具備用于對(duì)工件照射激光的加工噴嘴的激光加工裝置中，已知如下一種結(jié)構(gòu):在對(duì)工件進(jìn)行切割等激光加工的期間，一邊執(zhí)行用于將加工噴嘴的頂端與工件的被加工面之間的距離(在本申請(qǐng)中稱(chēng)為“間隙(gap)”)維持為固定的間隙控制，一邊使加工噴嘴與工件相對(duì)移動(dòng)。擔(dān)心的是，當(dāng)在間隙控制下進(jìn)行激光加工的中途發(fā)生例如停電、電壓降低這樣的電源故障時(shí)，由于間隙傳感器的誤動(dòng)作、安全制動(dòng)器的啟動(dòng)延遲等，加工噴嘴無(wú)意地碰撞到工件。
[0003]提出了各種能夠防止加工噴嘴無(wú)意地碰撞到工件的激光加工裝置。例如日本實(shí)公平03-044388號(hào)公報(bào)(JP03-044388Y)公開(kāi)了如下結(jié)構(gòu):在激光加工機(jī)中具備加工頭下降防止裝置，該加工頭下降防止裝置在用于使加工頭上下運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置的電源變?yōu)殛P(guān)閉(OFF)時(shí)，通過(guò)彈簧施力的卡定構(gòu)件來(lái)使驅(qū)動(dòng)裝置所驅(qū)動(dòng)的滾珠絲杠的旋轉(zhuǎn)停止。
[0004]另外日本專(zhuān)利第2751766號(hào)公報(bào)(JP2751766B)公開(kāi)了如下結(jié)構(gòu):在激光加工裝置中，通過(guò)設(shè)置于具有加工頭的可動(dòng)部的止擋件與設(shè)置于具有加工頭引導(dǎo)件的固定部的止擋件相抵接，來(lái)進(jìn)行加工頭的定位和滑落防止?？蓜?dòng)部和固定部中的一方的止擋件具有能夠改變與另一方止擋件抵接的位置的結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]激光加工執(zhí)行過(guò)程中的間隙的尺寸根據(jù)加工條件等而不同，例如為幾毫米左右。擔(dān)心以往手法、即在維持這樣狹小的間隙的中途發(fā)生電源故障時(shí)通過(guò)以機(jī)械構(gòu)造強(qiáng)制停止加工噴嘴的移動(dòng)來(lái)防止對(duì)工件的碰撞的方法缺乏可靠性。因此，期望的是，在激光加工執(zhí)行過(guò)程中發(fā)生電源故障時(shí)，能夠自動(dòng)地?cái)U(kuò)大間隙。
[0006]本發(fā)明的一個(gè)方式是激光加工裝置，該激光加工裝置具備:加工噴嘴，其用于對(duì)工件照射激光；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其使加工噴嘴與工件相對(duì)移動(dòng)；間隙傳感器，其測(cè)量加工噴嘴與工件之間的間隙；間隙控制部，其參照間隙傳感器的測(cè)量值來(lái)運(yùn)算用于控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以將激光加工執(zhí)行過(guò)程中的間隙維持為第一尺寸的操作量；電力監(jiān)視部，其監(jiān)視從電源供給的電力，在電力發(fā)生異常時(shí)對(duì)間隙控制部發(fā)送異常檢測(cè)信號(hào)；以及控制動(dòng)作切換部，在激光加工執(zhí)行過(guò)程中對(duì)間隙控制部發(fā)送了異常檢測(cè)信號(hào)時(shí)，該控制動(dòng)作切換部切換間隙控制部的控制動(dòng)作使得間隙從第一尺寸起擴(kuò)大。
[0007]根據(jù)一個(gè)方式所涉及的激光加工裝置，在發(fā)生停電、電壓降低等電源故障時(shí)，控制動(dòng)作切換部立即對(duì)來(lái)自電力監(jiān)視部的異常檢測(cè)信號(hào)做出反應(yīng)而切換間隙控制部的控制動(dòng)作，由此作為間隙控制的一環(huán)而能夠?qū)㈤g隙從激光加工執(zhí)行過(guò)程中的第一尺寸擴(kuò)大到任意尺寸。通過(guò)使間隙與激光加工執(zhí)行過(guò)程中的第一尺寸相比擴(kuò)大，能夠防止加工噴嘴無(wú)意地碰撞到工件。不需要如通過(guò)以機(jī)械構(gòu)造強(qiáng)制停止加工噴嘴的移動(dòng)來(lái)防止對(duì)工件的碰撞的以往方法那樣的、用于強(qiáng)制停止的追加設(shè)備。
【附圖說(shuō)明】
[0008]本發(fā)明的目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)通過(guò)與附圖相關(guān)聯(lián)的以下的實(shí)施方式的說(shuō)明會(huì)變得更進(jìn)一步明確。在該附圖中，
[0009]圖1是表示激光加工裝置的基本結(jié)構(gòu)的功能框圖，
[0010]圖2是表示一個(gè)實(shí)施方式的激光加工裝置的結(jié)構(gòu)的功能框圖，
[0011]圖3是表示其它實(shí)施方式的激光加工裝置的結(jié)構(gòu)的功能框圖，以及
[0012]圖4是表示電源故障時(shí)的加工噴嘴的動(dòng)作控制流程的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面，參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0014]圖1表示本發(fā)明的一個(gè)方式的激光加工裝置10的基本結(jié)構(gòu)。激光加工裝置10具備:加工噴嘴12，其用于對(duì)工件W照射激光L ;驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)14，其使加工噴嘴12與工件W相對(duì)移動(dòng)；間隙傳感器16，其測(cè)量加工噴嘴12與工件W之間的間隙；以及間隙控制部18，其參照間隙傳感器16的測(cè)量值G來(lái)運(yùn)算用于控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)14以將激光加工執(zhí)行過(guò)程中的間隙維持為目標(biāo)值的操作量。
[0015]激光加工裝置10具備加工頭(未圖示)，該加工頭內(nèi)置有將從激光振蕩器(未圖示)射出的激光L引導(dǎo)并聚光到規(guī)定的光路的光學(xué)要素，在加工頭的頂端設(shè)置有加工噴嘴12。加工噴嘴12能夠以任意的焦距將激光L照射到工件W，并且能夠?qū)妮o助氣體供給源(未圖示)供給的輔助氣體吹送到工件W。
[0016]驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)14具有使加工噴嘴12與工件W選擇向相互接近和遠(yuǎn)離的方向之一移動(dòng)的結(jié)構(gòu)。另外，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)14具有使加工噴嘴12與工件W在沿著工件表面的方向上相對(duì)移動(dòng)的結(jié)構(gòu)。例如，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)14的三個(gè)控制軸(X軸、Y軸、Z軸)按照正交三軸坐標(biāo)系下的指令值分別進(jìn)行動(dòng)作，由此能夠使加工噴嘴12與工件W三維地相對(duì)移動(dòng)。在該情況下，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)14能夠針對(duì)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)定于加工噴嘴12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)具備加工噴嘴12的加工頭(未圖示)，使其相對(duì)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)，使其相對(duì)于加工噴嘴12在水平方向上移動(dòng)。
[0017]間隙傳感器16例如由非接觸式的位移傳感器構(gòu)成，測(cè)量加工噴嘴12的頂端與工件W的被加工面之間的最短距離(即間隙)。間隙傳感器16在激光加工裝置10對(duì)工件W進(jìn)行切割等激光加工的期間持續(xù)地測(cè)量間隙的尺寸，將其測(cè)量值G作為實(shí)時(shí)的反饋信息發(fā)送到間隙控制部18。
[0018]間隙控制部18構(gòu)成為數(shù)控裝置等控制裝置(未圖示)的一個(gè)功能。間隙控制部18在激光加工裝置10對(duì)工件W進(jìn)行切割等激光加工的期間，持續(xù)地參照間隙傳感器16的測(cè)量值G來(lái)運(yùn)算用于控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)14以將間隙維持為預(yù)先決定的目標(biāo)值的操作量。在本申請(qǐng)中將激光加工執(zhí)行過(guò)程中的間隙的目標(biāo)值稱(chēng)為“第一尺寸”。在激光加工裝置10對(duì)工件W進(jìn)行切割等激光加工的期間，包含間隙控制部18的控制裝置將與間隙控制部18運(yùn)算得到的操作量(即用于將間隙維持為第一尺寸的操作量)對(duì)應(yīng)的指令提供到驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)14。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)14按照該指令來(lái)進(jìn)行動(dòng)作，使加工噴嘴12與工件W向相互接近或遠(yuǎn)離的方向移動(dòng)來(lái)將間隙維持為第一尺寸。在本申請(qǐng)中將基于間隙控制部18運(yùn)算得到的操作量的控制稱(chēng)為“間隙控制”。
[0019]作為未圖示的補(bǔ)充結(jié)構(gòu)，激光加工裝置10能夠具備以下結(jié)構(gòu):Z軸位置傳感器，其檢測(cè)使加工噴嘴12與工件W選擇向相互接近和遠(yuǎn)離的方向之一移動(dòng)的控制軸(以下，Z軸)的動(dòng)作位置；以及Z軸位置控制部，其參照Z(yǔ)軸位置傳感器的檢測(cè)值來(lái)運(yùn)算用于控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)14以將加工噴嘴12和工件W的Z軸位置維持為目標(biāo)值的操作量。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)14能夠按照與Z軸位置控制部運(yùn)算得到的操作量對(duì)應(yīng)的指令，例如使加工噴嘴12從規(guī)定的待機(jī)位置向工件加工開(kāi)始位置移動(dòng)，或者使加工噴嘴12從工件加工完成位置向規(guī)定的待機(jī)位置移動(dòng)。
[0020]另外，作為未圖示的補(bǔ)充結(jié)構(gòu)，激光加工裝置10能夠具備以下結(jié)構(gòu):X軸位置傳感器和Y軸位置傳感器，它們檢測(cè)使加工噴嘴12與工件W在沿著工件表面的方向上相對(duì)移動(dòng)的控制軸(以下，X軸和Y軸)的動(dòng)作位置；以及X軸位置控制部和Y軸位置控制部，它們分別參照X軸位置傳感器和Y軸位置傳感器的檢測(cè)值來(lái)分別運(yùn)算用于控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)14以將加工噴嘴12和工件W的X軸位置及Y軸位置維持為目標(biāo)值的操作量。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)14能夠按照與X軸位置控制部和Y軸位置控制部運(yùn)算得到的操作量對(duì)應(yīng)的指令，例如使加工噴嘴12相對(duì)于工件W沿規(guī)定的加工路徑從工件加工開(kāi)始位置移動(dòng)到工件加工完成位置。激光加工裝置10能夠