激光加工裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種激光加工裝置。
【背景技術】
[0002]在具備用于對工件照射激光的加工噴嘴的激光加工裝置中，已知如下一種結構:在對工件進行切割等激光加工的期間，一邊執行用于將加工噴嘴的頂端與工件的被加工面之間的距離(在本申請中稱為“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移動。擔心的是，當在間隙控制下進行激光加工的中途發生例如停電、電壓降低這樣的電源故障時，由于間隙傳感器的誤動作、安全制動器的啟動延遲等，加工噴嘴無意地碰撞到工件。
[0003]提出了各種能夠防止加工噴嘴無意地碰撞到工件的激光加工裝置。例如日本實公平03-044388號公報(JP03-044388Y)公開了如下結構:在激光加工機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動的驅動裝置的電源變為關閉(OFF)時，通過彈簧施力的卡定構件來使驅動裝置所驅動的滾珠絲杠的旋轉停止。
[0004]另外日本專利第2751766號公報(JP2751766B)公開了如下結構:在激光加工裝置中，通過設置于具有加工頭的可動部的止擋件與設置于具有加工頭引導件的固定部的止擋件相抵接，來進行加工頭的定位和滑落防止。可動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構。

【發明內容】

[0005]激光加工執行過程中的間隙的尺寸根據加工條件等而不同，例如為幾毫米左右。擔心以往手法、即在維持這樣狹小的間隙的中途發生電源故障時通過以機械構造強制停止加工噴嘴的移動來防止對工件的碰撞的方法缺乏可靠性。因此，期望的是，在激光加工執行過程中發生電源故障時，能夠自動地擴大間隙。
[0006]本發明的一個方式是激光加工裝置，該激光加工裝置具備:加工噴嘴，其用于對工件照射激光；驅動機構，其使加工噴嘴與工件相對移動；間隙傳感器，其測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量值來運算用于控制驅動機構以將激光加工執行過程中的間隙維持為第一尺寸的操作量；電力監視部，其監視從電源供給的電力，在電力發生異常時對間隙控制部發送異常檢測信號；以及控制動作切換部，在激光加工執行過程中對間隙控制部發送了異常檢測信號時，該控制動作切換部切換間隙控制部的控制動作使得間隙從第一尺寸起擴大。
[0007]根據一個方式所涉及的激光加工裝置，在發生停電、電壓降低等電源故障時，控制動作切換部立即對來自電力監視部的異常檢測信號做出反應而切換間隙控制部的控制動作，由此作為間隙控制的一環而能夠將間隙從激光加工執行過程中的第一尺寸擴大到任意尺寸。通過使間隙與激光加工執行過程中的第一尺寸相比擴大，能夠防止加工噴嘴無意地碰撞到工件。不需要如通過以機械構造強制停止加工噴嘴的移動來防止對工件的碰撞的以往方法那樣的、用于強制停止的追加設備。
【附圖說明】
[0008]本發明的目的、特征以及優點通過與附圖相關聯的以下的實施方式的說明會變得更進一步明確。在該附圖中，
[0009]圖1是表示激光加工裝置的基本結構的功能框圖，
[0010]圖2是表示一個實施方式的激光加工裝置的結構的功能框圖，
[0011]圖3是表示其它實施方式的激光加工裝置的結構的功能框圖，以及
[0012]圖4是表示電源故障時的加工噴嘴的動作控制流程的圖。
【具體實施方式】
[0013]下面，參照附圖來說明本發明的實施方式。
[0014]圖1表示本發明的一個方式的激光加工裝置10的基本結構。激光加工裝置10具備:加工噴嘴12，其用于對工件W照射激光L ;驅動機構14，其使加工噴嘴12與工件W相對移動；間隙傳感器16，其測量加工噴嘴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的測量值G來運算用于控制驅動機構14以將激光加工執行過程中的間隙維持為目標值的操作量。
[0015]激光加工裝置10具備加工頭(未圖示)，該加工頭內置有將從激光振蕩器(未圖示)射出的激光L引導并聚光到規定的光路的光學要素，在加工頭的頂端設置有加工噴嘴12。加工噴嘴12能夠以任意的焦距將激光L照射到工件W，并且能夠將從輔助氣體供給源(未圖示)供給的輔助氣體吹送到工件W。
[0016]驅動機構14具有使加工噴嘴12與工件W選擇向相互接近和遠離的方向之一移動的結構。另外，驅動機構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移動的結構。例如，驅動機構14的三個控制軸(X軸、Y軸、Z軸)按照正交三軸坐標系下的指令值分別進行動作，由此能夠使加工噴嘴12與工件W三維地相對移動。在該情況下，驅動機構14能夠針對各控制軸具備伺服電動機和動力傳遞機構。各個控制軸能夠設定于加工噴嘴12和工件W中的任一方或雙方。例如，能夠采用如下結構??沿Z軸驅動具備加工噴嘴12的加工頭(未圖示)，使其相對于工件W在鉛垂方向上移動，沿X軸和Y軸驅動固定有工件W的工件臺(未圖示)，使其相對于加工噴嘴12在水平方向上移動。
[0017]間隙傳感器16例如由非接觸式的位移傳感器構成，測量加工噴嘴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對工件W進行切割等激光加工的期間持續地測量間隙的尺寸，將其測量值G作為實時的反饋信息發送到間隙控制部18。
[0018]間隙控制部18構成為數控裝置等控制裝置(未圖示)的一個功能。間隙控制部18在激光加工裝置10對工件W進行切割等激光加工的期間，持續地參照間隙傳感器16的測量值G來運算用于控制驅動機構14以將間隙維持為預先決定的目標值的操作量。在本申請中將激光加工執行過程中的間隙的目標值稱為“第一尺寸”。在激光加工裝置10對工件W進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)對應的指令提供到驅動機構14。驅動機構14按照該指令來進行動作，使加工噴嘴12與工件W向相互接近或遠離的方向移動來將間隙維持為第一尺寸。在本申請中將基于間隙控制部18運算得到的操作量的控制稱為“間隙控制”。
[0019]作為未圖示的補充結構，激光加工裝置10能夠具備以下結構:Z軸位置傳感器，其檢測使加工噴嘴12與工件W選擇向相互接近和遠離的方向之一移動的控制軸(以下，Z軸)的動作位置；以及Z軸位置控制部，其參照Z軸位置傳感器的檢測值來運算用于控制驅動機構14以將加工噴嘴12和工件W的Z軸位置維持為目標值的操作量。驅動機構14能夠按照與Z軸位置控制部運算得到的操作量對應的指令，例如使加工噴嘴12從規定的待機位置向工件加工開始位置移動，或者使加工噴嘴12從工件加工完成位置向規定的待機位置移動。
[0020]另外，作為未圖示的補充結構，激光加工裝置10能夠具備以下結構:X軸位置傳感器和Y軸位置傳感器，它們檢測使加工噴嘴12與工件W在沿著工件表面的方向上相對移動的控制軸(以下，X軸和Y軸)的動作位置；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值來分別運算用于控制驅動機構14以將加工噴嘴12和工件W的X軸位置及Y軸位置維持為目標值的操作量。驅動機構14能夠按照與X軸位置控制部和Y軸位置控制部運算得到的操作量對應的指令，例如使加工噴嘴12相對于工件W沿規定的加工路徑從工件加工開始位置移動到工件加工完成位置。激光加工裝置10能夠