JP2739354B2 - Teaching method in three-dimensional laser beam machine - Google Patents
Teaching method in three-dimensional laser beam machineInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、三次元レーザ加工機のティーチング方法に
関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a teaching method for a three-dimensional laser beam machine.
〔従来の技術〕 5軸制御可能な大型の三次元レーザ加工機のティーチ
ング操作は、遠隔操作可能なジョイスティックなどを用
いてティーチングプレイバック機能を使って機械を動か
し教示される。通常、教示点のデータは、被加工物の罫
書き線上に設定される。したがって、教示者は、直接教
示の過程で、スタイラスを罫書き線上の加工点に接触さ
せて、タッチセンサがON(接触検知)となった時、加工
ヘッドを停止させる。この時加工ヘッドの動く速度が速
い場合はスタイラスは罫書き線から外れたり、スタイラ
スが縮み、実際の教示点を設定することが出来ず、ジョ
イスティックレバーで加工ヘッドを戻し方向に動かし、
スタイラスを罫書き線に再び合わせる操作を行なうこと
により、正確な教示点を定めている。[Prior Art] Teaching operation of a large-sized three-dimensional laser processing machine capable of controlling five axes is taught by moving the machine using a teaching playback function using a joystick that can be remotely controlled. Usually, the data of the teaching point is set on the scored line of the workpiece. Therefore, in the process of direct teaching, the instructor brings the stylus into contact with the processing point on the scored line, and stops the processing head when the touch sensor is turned ON (contact detection). At this time, if the moving speed of the processing head is fast, the stylus will fall off the score line, the stylus will shrink, and the actual teaching point cannot be set, and the processing head will be moved in the return direction with the joystick lever.
An accurate teaching point is determined by performing an operation of adjusting the stylus again to the ruled line.
このような操作によると、教示過程で、スタイラスの
接触操作と、位置合わせのためのスタイラスの戻し操作
とが必要となるため、教示動作の作業性が悪い。特に、
5軸制御の加工機では、5軸について移動量を設定しな
ければならないため、加工ヘッドを自在に動かしスタイ
ラスを罫書き線上に合わせることは極めて困難であっ
た。このため、教示者によって教示位置がばらつき、正
確な加工経路の確保が困難となる。According to such an operation, in the teaching process, a stylus contact operation and a stylus return operation for positioning are required, so that the workability of the teaching operation is poor. Especially,
In a five-axis controlled processing machine, it is extremely difficult to move the processing head freely and align the stylus on the score line because the moving amount must be set for five axes. For this reason, the teaching position varies depending on the instructor, and it is difficult to secure an accurate machining path.
したがって、本発明の目的は、レーザ加工機の加工ヘ
ッドの加工経路教示過程で、スタイラスが罫書き線上に
自動的に設定できるようにすることである。Accordingly, an object of the present invention is to enable a stylus to be automatically set on a score line in a process of teaching a processing path of a processing head of a laser processing machine.
そこで、本発明は、ティーチング用のスタイラスと連
動するタッチセンサのオンオフ機能に着目し、スタイラ
スを加工点に位置決めし、タッチセンサのオンによっ
て、戻し操作をプログラムにより自動化し、スタイラス
を加工点から法線方向に離れる方向に移動させ、その後
のタッチセンサのオフに基づいて、移動を停止させ、そ
の停止位置で教示点データを自動的に取り込めるように
している。Therefore, the present invention focuses on an on / off function of a touch sensor that is linked to a stylus for teaching, positions the stylus at a processing point, automates a return operation by a program by turning on the touch sensor, and moves the stylus from the processing point. It is moved in a direction away from the line direction, and based on the subsequent turning off of the touch sensor, the movement is stopped, and the teaching point data can be automatically taken in at the stop position.
したがって、このティーチング方法によると、教示者
は、スタイラスを加工対象の教示点上に接触させるだけ
で、位置合わせのための戻し操作が自動的に行われ、ス
タイラスの非接触となった時点で教示点を正確に教示で
きることになる。Therefore, according to this teaching method, the instructor only needs to bring the stylus into contact with the teaching point of the processing target, the return operation for positioning is automatically performed, and the teaching is performed when the stylus becomes non-contact. Points can be taught accurately.
第1図は制御対象のレーザ加工機1およびその制御装
置2を示している。FIG. 1 shows a laser processing machine 1 to be controlled and a control device 2 thereof.
レーザ加工機1は、X軸、Y軸およびZ軸方向に移動
可能な加工ヘッド3、およびこの加工ヘッド3に取り付
けられ、姿勢制御用のα軸、β軸の周りに回転可能なレ
ンズホルダ4を有しており、通常、被加工物5の加工面
に対し法線方向でしかも一定の距離の下に向き合うよう
に制御される。A laser processing machine 1 includes a processing head 3 movable in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions, and a lens holder 4 attached to the processing head 3 and rotatable around an α-axis and a β-axis for attitude control. Usually, it is controlled so as to face the processing surface of the workpiece 5 in a normal direction and at a certain distance below.
一方、制御装置2は、演算処理用のメインコントロー
ラ6、作業プログラムなどを記憶するメモリ7、各種の
データやモード指令のためのキーボード8、操作表示あ
るいは出力表示用のディスプレイ9、および上記メイン
コントローラ6からの制御信号にもとづいて各制御軸の
モータを制御するためのサーボコントローラ10によって
組み立てられている。さらに、上記メインコントローラ
6は、遠隔直接教示のために、ティーチングボックス1
1、および5軸位置制御および各軸毎の移動速度の調整
のために、手動操作用のジョイスティックレバー12に接
続されている。On the other hand, the control device 2 includes a main controller 6 for arithmetic processing, a memory 7 for storing work programs and the like, a keyboard 8 for various data and mode commands, a display 9 for operation display or output display, and 6 is assembled by a servo controller 10 for controlling the motor of each control axis based on the control signal from 6. Further, the main controller 6 is provided with a teaching box 1 for remote direct teaching.
It is connected to a joystick lever 12 for manual operation in order to control the position of one and five axes and adjust the moving speed of each axis.
教示動作時に、教示者は、加工ヘッド3のレンズホル
ダ4をティーチング用のタッチセンサ13に取り替えた
後、ティーチングボックス11を操作し、加工経路のティ
ーチングモードにし、ティーチングする。なお、このタ
ッチセンサ13は、第2図のように、内部にスイッチ14を
内蔵しかつ先端にスタイラス15を具備している。このテ
ィーチングモードの指定によって、メインコントローラ
6は、第3図のティーチングプログラムを実行する。During the teaching operation, the teacher replaces the lens holder 4 of the processing head 3 with the touch sensor 13 for teaching, and then operates the teaching box 11 to set the teaching mode of the processing path to teaching. The touch sensor 13 has a built-in switch 14 and a stylus 15 at the tip as shown in FIG. By specifying the teaching mode, the main controller 6 executes the teaching program shown in FIG.
プログラムの開始後、まず教示者は、ジョイスティッ
クレバー12を操作し、加工ヘッド3をX軸、Y軸および
Z軸方向に移動させ、かつタッチセンサ13の姿勢α、β
を調整しながら、その先端を被加工物5の加工位置例え
ば罫書き線の方向に移動させ、スタイラス15を加工点に
接触させる。なお、このスタイラス15は、軸方向に移動
することによって、内部のスイッチ14をオンオフできる
ようになっている。After the start of the program, the instructor first operates the joystick lever 12 to move the processing head 3 in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions, and the postures α and β of the touch sensor 13.
Is adjusted, the tip is moved in the direction of the processing position of the workpiece 5, for example, the direction of the score line, and the stylus 15 is brought into contact with the processing point. The stylus 15 can turn on and off the internal switch 14 by moving in the axial direction.
この位置決め過程で、タッチセンサ13が接触検知すな
わちオンになった時点で、メインコントローラ6は、本
発明の特徴的なティーチングステップを実行していく。
すなわち、まず、そのプログラムは、タッチセンサ13の
オンを確認した後、スタイラス15を例えば被加工物5の
加工面に対して法線方向でスタイラス15を被加工物5の
加工面から離す方向に戻り移動させる。タッチセンサ13
が非接触検知すなわちオフになった時点で、メインコン
トローラ6は、例えば予めパラメータによって設定され
た値分だけさらに戻り方向にスタイラス15を移動させて
停止し、そこで教示点を定め、その教示点データすなわ
ちその位置での加工ヘッド3のX軸、Y軸およびZ軸方
向の座標データおよびスタイラスすなわち加工時のレン
ズホルダ4のα軸およびβ軸の回転角度データを取り込
み、メモリ7に格納していき、その加工点の教示を終了
していく。操作者は、この教示操作を、加工経路に沿っ
て必要な教示点毎に順次実行していく。In this positioning process, when the touch sensor 13 detects contact, that is, is turned on, the main controller 6 executes a characteristic teaching step of the present invention.
That is, first, the program confirms that the touch sensor 13 is turned on, and then moves the stylus 15 in a direction normal to the processing surface of the workpiece 5 and moves the stylus 15 away from the processing surface of the workpiece 5, for example. Move back. Touch sensor 13
Is turned off, the main controller 6 stops the stylus 15 by moving the stylus 15 further in the return direction by, for example, a value set in advance by a parameter, and determines a teaching point there. That is, the coordinate data in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions of the processing head 3 at that position and the stylus, that is, the rotation angle data of the α-axis and β-axis of the lens holder 4 at the time of processing are taken in and stored in the memory 7. Then, the teaching of the processing point is completed. The operator performs this teaching operation sequentially for each required teaching point along the machining path.
なお、この教示過程で、タッチセンサ13のオン状態ま
たはオフ状態は、ティーチングボックス11またはジョイ
スティックレバー12などの部分の表示ランプの点滅など
によって教示者に間接的に確認できるようになってい
る。In this teaching process, the ON state or the OFF state of the touch sensor 13 can be indirectly confirmed to the instructor by blinking the display lamp of the teaching box 11 or the joystick lever 12 or the like.
上記実施例は、ジョイスティックレバー12によって、
スタイラス15の位置を制御しているが、このスタイラス
15の位置制御は、外部装置として、三次元測定機などに
より、被加工物5の加工経路を直接データとして読み込
み、その加工データをメインコントローラ6に入力する
ことによって行うこともできる。この場合も、三次元測
定機が新たな教示点データを取り込む毎に、メインコン
トローラ6は、上記教示プログラムにもとづいて、必要
な上記ステップを順次繰り返していく。In the above embodiment, the joystick lever 12
The position of stylus 15 is controlled.
The position control of 15 can also be performed by directly reading the machining path of the workpiece 5 as data using a three-dimensional measuring machine or the like as an external device and inputting the machining data to the main controller 6. Also in this case, the main controller 6 sequentially repeats the necessary steps based on the teaching program each time the CMM acquires new teaching point data.
本発明では、加工経路の直接教示の過程で、タッチセ
ンサの接触検知によってスタイラスが加工面から自動的
に離れる方向に移動し、タッチセンサの非接触検知によ
って、自動的に停止され、その位置でティーチングデー
タを取り込めるようにしたため、ティーチングの作業性
が向上し、ティーチング時間が従来、1ポイント15秒程
かかっていたのが、わずか5秒で行えるようになり、大
幅に短縮できるとともに、ティーチングの正確性も向上
し、その後の加工過程で、加工ヘッドと被加工物との間
の距離が教示者の個人誤差や偶然誤差などに影響され
ず、面一的に正確に設定できる。In the present invention, in the process of direct teaching of the processing path, the stylus automatically moves in a direction away from the processing surface by contact detection of the touch sensor, and is automatically stopped by non-contact detection of the touch sensor, at that position. Teaching data can be imported to improve teaching workability. Teaching time can be reduced to just 5 seconds, which used to take 1 point 15 seconds in the past. In addition, the distance between the processing head and the workpiece can be accurately set uniformly without being affected by a personal error or an accidental error of a teacher in a subsequent processing process.
第1図はレーザ加工機およびその制御装置の説明図、第
2図はティーチング用スタイラスの概略的な断面図、第
3図は本発明のティーチング方法によるフローチャート
図である。 1……レーザ加工機、2……制御装置、3……加工ヘッ
ド、4……レンズホルダ、5……被加工物、6……メイ
ンコントローラ、7……メモリ、8……キーボード、9
……ディスプレイ、10……サーボコントローラ、11……
ティーチングボックス、12……ジョイスティックレバ
ー、13……ティーチング用のタッチセンサ、14……スイ
ッチ、15……スタイラス。FIG. 1 is an explanatory view of a laser processing machine and a control device thereof, FIG. 2 is a schematic sectional view of a teaching stylus, and FIG. 3 is a flowchart according to a teaching method of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser processing machine, 2 ... Control device, 3 ... Processing head, 4 ... Lens holder, 5 ... Workpiece, 6 ... Main controller, 7 ... Memory, 8 ... Keyboard, 9
…… Display, 10 …… Servo controller, 11 ……
Teaching box, 12 joystick lever, 13 touch sensor for teaching, 14 switch, 15 stylus.
Claims (1)
路教示操作において、加工ヘッド先端に取り付けたタッ
チセンサのスタイラスを被加工物の教示点上に接触さ
せ、タッチセンサが接触検知したときに加工ヘッドを教
示点から離れる方向に自動的に移動させ、タッチセンサ
が非接触検知した時点で三次元レーザ加工機の動きを自
動的に停止させ、この停止位置で教示点データを取り込
むことを特徴とする三次元レーザ加工機におけるティー
チング方法。In a teaching operation of a processing path of a processing head of a three-dimensional laser processing machine, a stylus of a touch sensor attached to a tip of the processing head is brought into contact with a teaching point of a workpiece, and the touch sensor detects a contact. The processing head is automatically moved away from the teaching point, the movement of the 3D laser machine is automatically stopped when the touch sensor detects non-contact, and the teaching point data is captured at this stop position. Teaching method in a three-dimensional laser beam machine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1254856A JP2739354B2 (en) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | Teaching method in three-dimensional laser beam machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1254856A JP2739354B2 (en) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | Teaching method in three-dimensional laser beam machine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03118988A JPH03118988A (en) | 1991-05-21 |
JP2739354B2 true JP2739354B2 (en) | 1998-04-15 |
Family
ID=17270797
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1254856A Expired - Lifetime JP2739354B2 (en) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | Teaching method in three-dimensional laser beam machine |
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Country | Link |
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Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3734867B2 (en) * | 1995-11-21 | 2006-01-11 | 株式会社アマダ | Laser processing head |
JP4004618B2 (en) * | 1998-01-07 | 2007-11-07 | 株式会社アマダ | Machining point detector |
JP6804479B2 (en) * | 2018-01-15 | 2020-12-23 | Dmg森精機株式会社 | Motor drive control device and machine tools equipped with it |
-
1989
- 1989-09-29 JP JP1254856A patent/JP2739354B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH03118988A (en) | 1991-05-21 |
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