DE10293961T5

DE10293961T5 - Dreidimensionales Laserstrahlgerät

Info

Publication number: DE10293961T5
Application number: DE10293961T
Authority: DE
Inventors: Tomonari Mukae; Masaki Tsukamoto; Hidekazu Sawai
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2004-04-22
Also published as: WO2003031110A1; CN1492793A; JPWO2003031110A1; TW516982B; US20030173340A1; KR20030055250A; KR100502457B1; CN1261275C; JP4122975B2; US6750425B2

Abstract

Dreidimensionales Laserstrahlgerät mit einer Kopfstruktur, bei welcher eine Bearbeitungsstelle nicht bewegt wird, wenn eine Drehachse und eine Stellungsachse gedreht werden, wobei das Gerät folgendes aufweist:
eine Einrichtung zum Speichern von Information von aktuellen Winkeln der Drehachse und der Stellungsachse und zum Berechnen eines Düsenrichtungsvektors aus den Winkeln;
eine Einrichtung, um basierend auf dem Düsenrichtungsvektor Winkel einer Düse in einer vertikalen Richtung und einer horizontalen Richtung bestehend aus einer Z-Achse eines orthogonalen Koordinatensystems zu bestimmen; und
eine Einrichtung zum Anzeigen der bestimmten Düsenwinkel.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für ein dreidimensionales Laserstrahlgerät mit einer Kopfstruktur, bei welcher die Bearbeitungsstelle nicht bewegt wird, wenn die Drehachse und die Positionsachse bzw. Stellungsachse gedreht werden, wobei die Steuervorrichtung eine Funktion hat, um basierend auf einem Düsenrichtungsvektor einen Winkel einer Düse in einer vertikalen Richtung anzuzeigen, die aus der Z-Achse eines orthogonalen Koordinatensystems besteht, und einen Winkel in einer horizontalen Richtung, wenn der Düsenrichtungsvektor auf die XY-Ebene projiziert ist.
Stand der Technik
Hierin nachfolgend wird die Konfiguration eines dreidimensionalen Laserstrahlgeräts, das eine planare oder eine dreidimensionale Werkstücksform bearbeitet und das eine Kopfstruktur hat, bei welcher die Bearbeitungsstelle nicht bewegt wird, wenn die Drehachse und die Stellungsachse gedreht werden (hierin nachfolgend wird ein solcher Kopf als in einer Richtung verlaufender Kopf bezeichnet), unter Bezugnahme auf die 6, 7 und 8 beschrieben.
6 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfigurationen von Achsen eines dreidimensionalen Laserstrahlgeräts zeigt, an welchem ein in einer Richtung verlaufender Kopf angebracht ist, die 7A und 7B sind vergrößerte Ansichten eines Bearbeitungskopfs des dreidimensionalen Laserstrahlgeräts, an welchem ein in einer Richtung verlaufender Kopf angebracht ist, und die 8 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration des dreidimensionalen Laserstrahlgeräts zeigt.
In den Figuren bezeichnet 109 eine Positionsachse bzw. Stellungsachse (die hierin nachfolgend U-Achse genannt wird), die am Antriebsende eines Arms 111 positioniert ist, bezeichnet 110 eine Drehwelle (die hierin nachfolgend W-Achse genannt wird), die mit der U-Achse 109 verbunden ist, und bezeichnet 108 eine Z-Achse, die mit der W-Achse 110 verbunden ist. Diese Achsen bilden den Arm 111.
Der Bearbeitungskopf 3 weist folgendes auf: die W-Achse 110, die am Kopfende eines Z-Achsenlagers 115 angeordnet ist und die durch ein Drehlager 114 in einer Richtung des Pfeils +α oder –α um die Z-Achse gedreht werden kann; und die U-Achse 109, die durch ein Positionslager 113 am Kopfende der W-Achse 110 angebracht ist und die in einer Richtung eines Pfeils +β oder –β um eine Achse gedreht werden kann, die in Bezug auf die Z-Achse um 45 Grad geneigt ist. Eine Bearbeitungsdüse 4 ist am Kopfende der U-Achse 109 angebracht. Da die U-Achse 109 um die Achse gedreht wird, die in Bezug auf die horizontale Ebene um 45 Grad geneigt ist, entspricht der Winkel der U-Achse nicht in einer Eins-zu-Eins-Beziehung dem vertikalen Winkel, bei welchem die Bearbeitungsdüse 4 ausgerichtet ist.
Das Bezugszeichen 113 bezeichnet das Positionslager, das die U-Achse 109 durch einen Servomotor SM5 in der Richtung des Pfeils +β oder –β dreht, und 114 bezeichnet das Drehlager, das die W-Achse 110 durch einen Servomotor SM4 in der Richtung des Pfeils +α oder –α dreht.
Das Bezugszeichen 115 bezeichnet das Z-Achsenlager, das den Bearbeitungskopf 3 durch einen Servomotor SM3 in der Richtung eines Pfeils Z bewegt, 116 bezeichnet ein Y-Achsenlager, das den Bearbeitungskopf 3 durch einen Servomotor SM2 in der Richtung eines Pfeils Y bewegt, und 117 bezeichnet ein X-Achsenlager, das einen Bearbeitungstisch 2 durch einen Servomotor SM1 in der Richtung eines Pfeils X bewegt. Die Servomotoren SM1 bis SM5 werden durch ein Treibersignal von einer numerischen Steuerung bzw. NC-Steuerung 8 angetrieben. Das Bezugszeichen P bezeichnet eine Bearbeitungsstelle, deren Position selbst dann nicht bewegt wird, wenn die W-Achse 110 und die U-Achse 109 gedreht werden.
Das Bezugszeichen 105 bezeichnet einen Laseroszillator, der einen Laserstrahl erzeugt, und 103 bezeichnet einen Operationsabschnitt, durch welchen die NC-Steuerung betrieben wird.
Wenn eine Laserstrahlbearbeitung durch Verwenden des so konfigurierten Laserstrahlgeräts durchzuführen ist, ist es bei einer Laserstrahlbearbeitung, die eine planare oder eine dreidimensionale Werkstücksform bearbeitet, erforderlich, dass die Richtung und die Position der Bearbeitungsdüse 4 immer senkrecht zur Bearbeitungsebene sind, um die optische Achse des Laserstrahls, der die Bearbeitungsebene bestrahlt, so beizubehalten, dass sie normal zur Bearbeitungsebene ist.
Vor einer Durchführung einer Bearbeitung veranlasst der Bediener daher, dass die Bearbeitungsstelle P mit einer Stelle (die hierin nachfolgend Lehrstelle genannt wird) auf einer Bearbeitungslinie K eines Bearbeitungswerkstücks 9 übereinstimmt, und führt vor einer tatsächlichen Bearbeitung eine Lehrarbeit durch, wobei eine Lehrstelle, die die Anforderung erfüllt, als Lehrdaten in ein Programm eingegeben wird.
Während einer Laserstrahlbearbeitung gemäß den Lehrdaten wird der Lichtfleck des Laserstrahls so gesteuert, dass er sich entlang der Bearbeitungslinie K fortbewegt, während der Abstand des Bearbeitungskopfs 3 in Bezug auf das Bearbeitungswerkstück 9 konstant gehalten wird.
9 ist eine Ansicht, die Winkel von horizontalen und vertikalen Komponenten eines Einheitsvektors (der hierin nachfolgend Düsenrichtungsvektor genannt wird) in einer Richtung, die durch die Bearbeitungsdüse 4 von den Winkeln der W-Achse 110 und der U-Achse 109 angezeigt wird, in einem Koordinatensystem (das hierin nachfolgend orthogonales Koordinatensystem genannt wird) zeigt, in welchem die XY-Ebene als horizontale Ebene definiert ist und X-, Y- und Z-Achsen äußere Produkte der anderen Achsen sind oder Beziehungen von Y × Z, Z × X und X × Y gebildet werden.
Das Bezugszeichen 70 bezeichnet eine Lehrstelle in einem schrägen Teilabschnitt eines Werkstücks, und 71 bezeichnet ein Liniensegment, das durch den Ursprung O und die Lehrstelle 70 gebildet ist, d.h. den Düsenrichtungsvektor.
Das Bezugszeichen 72 bezeichnet eine Stelle, die durch Projizieren der Lehrstelle 70 auf die XY-Ebene erhalten wird, 73 bezeichnet ein Liniensegment, das durch Projizieren des Liniensegments 71 auf die XY-Ebene erhalten wird, d.h. ein Liniensegment, das durch den Ursprung O und die Stelle 72 gebildet wird, 74 bezeichnet die X-Komponente dx bei der Bearbeitungsstelle 70, 75 bezeichnet die Y-Komponente dy bei der Bearbeitungsstelle 70, 76 bezeichnet die Z-Komponente dz bei der Bearbeitungsstelle 70, θ bezeichnet einen Winkel θ der vertikalen Komponente, die durch das Liniensegment 71 und die Z-Achse gebildet wird, und φ bezeichnet einen Winkel φ der horizontalen Komponente, die durch das Liniensegment 73 und die X-Achse gebildet wird. In 9 ist aufgrund der Struktur des Bearbeitungskopfs 3 bekannt, dass der Düsenrichtungsvektor d aus dem Winkel α der W-Achse 110 und dem Winkel β der U-Achse 109 gegeben ist als:
Wenn ein Polarkoordinatensystem verwendet wird, werden die Beziehungen zwischen den Komponenten dx, dy und dz bei der Lehrstelle 70 in 9 und die Winkel der horizontalen Komponente und der vertikalen Komponente durch die folgenden Ausdrücke erhalten: cosθ = dz tanφ = dy/dx
Aus den Ausdrücken werden die Winkel in der horizontalen und der vertikalen Richtung folgendermaßen erhalten: θ = acos (dz) φ = atan (dy/dx)
Wie es oben beschrieben ist, enthalten die Umwandlungsausdrücke eine inverse trigonometrische Funktion. In dem Fall, in welchem nur der Winkel β der U-Achse 109 bekannt ist, ist es unmöglich, den Winkel θ der vertikalen Komponente zu lesen, um welchen die Bearbeitungsdüse 4 ausgerichtet ist.
Das Obige ist gleichermaßen anwendbar auf die Beziehung zwischen der W-Achse 101 und dem Winkel φ der horizontalen Komponente.
Die 10A und 10B sind Ansichten, die eine Positionsänderung des Bearbeitungskopfs bei einem Lehrprozess und eine Bearbeitung, bei welcher der Einfallswinkel des Laserstrahls geneigt ist, zeigen, wobei 10A eine Positionsänderung des Bearbeitungskopfs bei einem Lehrprozess und in einem Positionsänderungs-Eckenteilabschnitt bei einem dreidimensionalen Laserstrahlgerät mit einer Kopfstruktur, bei welcher die Bearbeitungsstelle nicht bewegt wird, wenn die W-Achse und die U-Achse gedreht werden, zeigt und wobei 10B eine Ansicht ist, die eine Bearbeitung (die hierin nachfolgend Konusbearbeitung genannt wird) zeigt, bei welcher der Einfallswinkel des Laserstrahls in Bezug auf die Oberfläche des Werkstücks geneigt ist.
In der Figur bezeichnet P1 eine Lehrstelle, die auf der Bearbeitungslinie K des Bearbeitungswerkstücks 9 und auf einer horizontalen Ebene ist, bezeichnet P2 eine Lehrstelle, die auf der Bearbeitungslinie K des Bearbeitungswerkstücks 9 und auf einer um 45 Grad geneigten Ebene ist, bezeichnet P3 eine Lehrstelle, die auf der Bearbeitungslinie K des Bearbeitungswerkstücks 9 und auf einer aufrecht stehenden Ebene ist, bezeichnen 3a und 4a einen Bearbeitungskopf und eine Bearbeitungsdüse, die bei der Lehrstelle P1 nach unten gerichtet sind, bezeichnen 3b und 4b einen Bearbeitungskopf und eine Bearbeitungsdüse, die bei der Lehrstelle P2 auf 45 Grad ausgerichtet sind, und bezeichnen 3c und 4c einen Bearbeitungskopf und eine Bearbeitungsdüse, die bei der Lehrstelle P3 in horizontaler Richtung ausgerichtet sind.
Wenn ein Lehren durchzuführen ist, liest der Bediener die Form eines vollständigen Werkstücks aus einer vorbestimmten Zeichnung zum Durchführen einer Laserstrahlbearbeitung.
Basierend auf der Form schreibt der Bediener dann die Bearbeitungslinie K auf ein Werkstück zum Erzeugen von Lehrdaten und bestimmt den Düsenwinkel bei jeder der Lehrstellen auf der Bearbeitungslinie K. Wenn dann ein senkrechter Zustand bei jeder der Lehrstellen P1, P2 und P3 am Bearbeitungswerkstück 9 einzurichten ist, werden die Düsenwinkel auf 0°, 45° und 90° eingestellt, die aus der Zeichnung bestimmte Werkstücksneigungwinkel sind.
In 10B bezeichnet A einen bestimmten Winkel bei der Konusbearbeitung, und es ist erforderlich, dass die Düsenwinkel auf diesen Wert eingestellt werden.
Der Bediener kann keine richtigen Werte der W- und der U-Achse aus den Düsenwinkeln berechnen, die aus der Zeichnung bestimmt werden. Daher ist es schwierig, eine numerische Übereinstimmung zu erhalten, und bestenfalls können nur Näherungswerte geschätzt werden.
11 ist eine Ansicht, die einen herkömmlichen Koordinatenanzeigeschirm zeigt, der Koordinaten von Achsen in einem Geräte-Koordinatensystem anzeigt, wobei eine charakteristische Position, die durch ein Gerät definiert ist, als der Ursprung verwendet wird. Der Bildschirm wird während einer Lehrarbeit angezeigt.
Im Bildschirm wird die Position (die hierin nachfolgend Kopfendeposition genannt wird) der Bearbeitungsstelle P, die am Kopfende der Bearbeitungsdüse 4 auf der X-, Y- und der Z-Achse ist, in Bezug auf den Geräteursprung gezeigt, der dem Gerät eigen ist, und wird die Position der Bearbeitungsdüse 4 mittels der Winkel α und β der W- und der U-Achse angezeigt.
Wenn die X-, die Y-, die Z-, die W- und die U-Achse weiter bewegt werden, werden die Werte der Achsen auf dem Bildschirm bei Gelegenheit gemäß der Bewegung aktualisiert.
Da Lehrdaten unter Verwendung der Koordinaten erzeugt werden, sind die Werte der W- und der U-Achse bei einer Bearbeitung nötig, um den Lichtfleck des Laserstrahls mittels einer Verarbeitung in der NC-Steuerung zu steuern, um entlang der Bearbeitungslinie K weiterzugehen.
Jedoch gibt es wenige Situationen, in welchen solche Werte als Information behandelt werden, um dem Bediener angezeigt zu werden.
12 zeigt ein Ablaufdiagramm einer herkömmlichen Lehrarbeit bei einem schrägen Teilabschnitt eines Werkstücks oder bei einer Konusbearbeitung.
Als Vorbereitungen für eine Lehrarbeit, bei welcher ein dreidimensionales Programm durch Lehren von Bearbeitungsstellen vorbereitet wird, werden verschiedene Elemente, wie beispielsweise eine Effektivität der Verwendung einer Lehrbox (die hierin nachfolgend mit T/W abgekürzt wird) 7, eingestellt, und Befehle, wie beispielsweise ein Öffnen eines Verschlusses, von Hilfsfunktionscodes, die Vorgabeeinstellungen in einem Bearbeitungsprogramm sind, werden in einem Schritt ST11 eingestellt.
Während eines Sehens der Koordinaten der X-, der Y- und der Z-Achse auf dem in 11 gezeigten Koordinatenanzeigeschirm wird darauf folgend die Kopfendeposition in einem Schritt ST12 zu einer Lehrstelle bewegt, indem eine Bearbeitungswellen-Zufuhrtaste, die an der T/B 7 angeordnet ist, oder ein Handgriff und ein Joystick verwendet wird.
Zu dieser Zeit werden dann, wenn die Winkel der Bearbeitungsdüse 4 durch Lehren bei einem geneigten Teilabschnitt eines Werkstücks oder bei einer Konusbearbeitung eingestellt werden müssen (Schritt ST13), die W-Achse 110 und die U-Achse 109 in einem Schritt ST14 manuell gedreht, um die Position der Bearbeitungsdüse 4 einzustellen.
In einem Schritt ST15 wird der Schritt ST14 wiederholt, bis als Ergebnis einer Prüfung der Düsenwinkel durch eine visuelle Inspektion bestätigt wird, dass der senkrechte Zustand realisiert ist oder die Winkel bei der Konusbearbeitung erhalten sind.
Nachdem das Einstellen der Kopfendeposition und der Position bzw. Stellung bei der Lehrstelle im Schritt ST15 beendet ist, wird in einem Schritt ST16 ein Lehren als Lehrdaten durchgeführt.
Dem Obigen folgend wird, während die in 11 gezeigte Koordinatenanzeige gesehen wird, die Kopfendeposition gleichermaßen zur nächsten Lehrstelle bewegt, indem die an der T/W 7 angeordnete Bearbeitungswellen-Zufuhrtaste, oder der Handgriff und der Joystick, verwendet wird, und werden die Lehrstellen des Bearbeitungsprogramms durch die Lehrarbeit erzeugt.
Im Fall einer Lehrarbeit, bei welcher die Winkel der Bearbeitungsdüse 4 nicht in einem Schritt ST13 eingestellt werden, werden die Arbeiten der Schritte ST14 und ST15 weggelassen.
Schließlich werden in einem Schritt ST18 Befehle, wie beispielsweise ein Schießen eines Verschlusses und ein Programmende, von Hilfsfunktionscodes eingegeben, und die Vorbereitung des Bearbeitungsprogramms wird beendet.
Bei einer Lehrarbeit in einem dreidimensionalen Laserstrahlgerät mit der Kopfstruktur der 7A und 7B wird herkömmlicherweise das Verfahren des in 12 gezeigten Ablaufdiagramms als Standardoperation eingerichtet.
Aufgrund einer visuellen Prüfung ist jedoch die Genauigkeit der Einstellung der Düsenwinkel im senkrechten Zustand und der Konusbearbeitung so schlecht, dass eine zufrieden stellende Bearbeitung kaum realisiert wird. Darüber hinaus erfordert die Lehrarbeit eine lange Zeitperiode.
Bei der Arbeit eines Prüfens der Position und der Stellung jeder Lehrstelle direkt vor einer Bearbeitung ist es dann, wenn die Winkel der W-Achse 110 und der U-Achse 109 zu ändern sind, nötig, die Stellung bei der Lehrstelle erneut einzustellen, und wird die Stellung auf der Basis der Operationen der Schritte ST13 bis ST16 des oben angegebenen Ablaufdiagramms korrigiert.
Zum Zwecke einer Bezugnahme wird die Konfiguration eines dreidimensionalen Laserstrahlgeräts mit einer Struktur einer weiteren Art von Kopftyp (der hierin nachfolgend Kopf vom Offset-Typ genannt wird), der mit einem kleinen Bearbeitungskopf versehen ist und der zum Bearbeiten eines Tiefziehwerkstücks geeignet ist, unter Bezugnahme auf die 13 und 14 beschrieben.
13 ist eine perspektivische Ansicht, die Konfigurationen von Achsen eines dreidimensionalen Laserstrahlgeräts zeigt, an welchem ein Kopf vom Offset-Typ angebracht ist, und die 14A und 14B sind vergrößerte Ansichten eines Bearbeitungskopfs des dreidimensionalen Laserstrahlgeräts, an welchem ein Kopf vom Offset-Typ angebracht ist. Die Komponenten, die durch dieselben Bezugszeichen wie diejenigen des dreidimensionalen Laserstrahlgeräts bezeichnet sind, an welchem der in einer Richtung verlaufende Kopf, der in den 7A und 7B gezeigt ist, angebracht ist, sind auf eine im Wesentlichen gleiche Weise strukturiert, und der Teilabschnitt des Arms 111 ist anders konfiguriert.
Gemäß den Figuren weist der Bearbeitungskopf 4 folgendes auf: eine Drehachse (die hierin nachfolgend C-Achse genannt wird) 122, die am Kopfende des Z-Achsenelements 115 angeordnet ist und die durch das Drehlager 114 in einer Richtung eines Pfeils +α' oder –α' um die Z-Achse gedreht werden kann; und eine Stellungsachse (die hierin nachfolgend A-Achse genannt wird) 121, die am Kopfende der C-Achse 122 durch das Stellungslager 113 angebracht ist und die in einer Richtung eines Pfeils +β' oder -β' um eine Achse (die C-Achse 122) gedreht werden kann, die senkrecht zur Z-Achse ist. Die Bearbeitungsdüse 4 ist am Kopfende der A-Achse 121 angebracht.
Der Winkel der A-Achse 121 entspricht in einer Eins-zu-Eins-Beziehung dem vertikalen Winkel der Bearbeitungsdüse 4, und derjenige der C-Achse 122 entspricht in einer Eins-zu-Eins-Beziehung dem horizontalen Winkel der Bearbeitungsdüse 4.
Als nächstes werden auch unter Bezugnahme auf den Kopf vom Offset-Typ Beziehungen zwischen den Winkeln der Drehachse und der Stellungsachse und den Winkeln der horizontalen Komponente und der vertikalen Komponente des Düsenrichtungsvektors gezeigt.
In 14B ist es aufgrund der Struktur des Bearbeitungskopfs 3 bekannt, dass der Düsenrichtungsvektor d' aus dem Winkel α' der C-Achse 122 und dem Winkel β' der A-Achse 121 gegeben ist als:
Wenn ein Polarkoordinatensystem verwendet wird, werden die Beziehungen zwischen den Komponenten dx, dy und dz bei der Lehrstelle 70 in 9 und die Winkel der horizontalen Komponente und der vertikalen Komponente durch die folgenden Ausdrücke erhalten: cos θ = dz tan φ = dy/dx
Aus den Ausdrücken werden die Winkel der horizontalen Komponente und der vertikalen Komponente folgendermaßen erhalten: θ = β' φ = 90° – α'
Selbst dann, wenn nur der Winkel (β' der A-Achse 121 bekannt ist, ist es möglich, den Winkel θ der vertikalen Komponente zu lesen, um welchen die Bearbeitungsdüse 4 ausgerichtet ist.
Das Obige ist gleichermaßen anwendbar auf die Beziehung zwischen der C-Achse 122 und dem Winkel φ der horizontalen Komponente.
15 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Lehrarbeit im dreidimensionalen Laserstrahlgerät mit einem Kopf vom Offset-Typ.
Gemäß der Figur sind die Operationen der Schritte bis zum Schritt ST22 identisch zu denjenigen der Schritte bis zum Schritt ST12 des in 12 gezeigten in einer Richtung verlaufenden Kopfs.
Darauf folgend wird in dem Fall, in welchem es erforderlich ist, dass die Winkel der Bearbeitungsdüse 4 eingestellt werden (Schritt ST23), ein Fixiermode für das Kopfende, in welchem eine Kopfendeposition fixiert wird und die C-Achse 122 und die A-Achse 121 gedreht werden, um mit der Stellung übereinzustimmen, in einem Schritt ST24 eingestellt.
Während man die Anzeige der Winkel der C-Achse 122 und der A-Achse 121 auf dem Koordinatenanzeigeschirm sieht, werden die C-Achse 122 und die A-Achse 121 in einem Schritt ST25 gedreht, bis ein senkrechter Zustand in einem bekannten geneigten Teilabschnitt eines Werkstücks, wie es beispielsweise in 14A gezeigt ist, erreicht wird, oder wird die Bearbeitungsdüse 4 auf den Winkel für die Konusbearbeitung eingestellt.
Nachdem die Einstellung der Kopfendeposition und der Stellung bei der Lehrstelle beendet ist, wird in einem Schritt ST26 ein Lehren als Lehrdaten durchgeführt.
Die Operationen nachfolgender Schritte ST27 und ST28 sind identisch zu denjenigen der Schritte ST17 und ST18 des in 12 gezeigten in einer Richtung verlaufenden Kopfs.
Bei der Lehrarbeit im dreidimensionalen Laserstrahlgerät mit der in 13 gezeigten herkömmlichen Kopfstruktur wird die Form eines vervollständigten Werkstücks aus einer Zeichnung gelesen, und die Düsenwinkel werden dann bestimmt, wie es im oben angegebenen Ablaufdiagramm gezeigt ist. Da die Düsenwinkel in einer Eins-zu-Eins-Beziehung der C-Achse und der A-Achse entsprechen, kann eine Einstellung auf einen senkrechten Zustand und des in der Zeichnung bestimmten Winkels auf einfache Weise und genau an dem bekannten geneigten Teilabschnitt des Werkstücks durchgeführt werden, so dass auch die Zeitperiode der Lehrarbeit verkürzt werden kann.
Wie es im Ablaufdiagramm der 15 gezeigt ist, wird die Lehrarbeit in einem dreidimensionalen Laserstrahlgerät mit der herkömmlichen Kopfstruktur vom Offset-Typ auf einfache Weise durchgeführt. Jedoch hat die Lehrarbeit in einem geneigten Teilabschnitt eines Werkstücks oder bei einer Konusbearbeitung unter Verwendung eines dreidimensionalen Laserstrahlgeräts mit der in einer Richtung verlaufenden Kopfstruktur ein Problem, das darin besteht, dass die Genauigkeit des Düsenwinkels bei einer Lehrstelle bei einem geneigten Teilabschnitt eines Werkstücks oder bei einer Konusbearbeitung gering ist, weil die W-Achse und die U-Achse manuell gedreht werden, bis der senkrechte Zustand realisiert ist oder der Winkel bei der Konusbearbeitung erreicht ist, während der Bediener die Düsenwinkel beim Lehren visuell prüft, und auch ein weiteres Problem, das darin besteht, dass dann, wenn die Anzahl von Lehrstellen weiter erhöht wird, ein Lehren eine längere Zeitperiode erfordert, weil ein Lehren an jeder der Lehrstellen durchgeführt wird.
Bei der Lehrarbeit in einem dreidimensionalen Laserstrahlgerät mit einer Kopfstruktur, bei welcher die Bearbeitungsstelle nicht bewegt wird, wenn die W-Achse und die U-Achse gedreht werden, können die tatsächlichen Winkel der Bearbeitungsdüse in der horizontalen und der vertikalen Richtung nicht aus den Winkeln der W-Achse und der U-Achse bekannt werden, wie es im Abschnitt unter Stand der Technik beschrieben ist. Für den Anwender, der zuvor ein dreidimensionales Laserstrahlgerät hatte, an welchem ein Kopf vom Offset-Typ angebracht ist, ist daher eine solche Lehrarbeit bezüglich einer Einfachheit der Düsenwinkeleinstellung schlecht und bezüglich einer Arbeitseffizienz unterlegen, wenn sie mit derjenigen im Fall eines Kopfs vom Offset-Typ verglichen wird.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung ist durchgeführt worden, um die Probleme zu lösen. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Effizienz einer Lehrarbeit bei einem dreidimensionalen Laserstrahlgerät mit einer Kopfstruktur zu verbessern, wobei die Bearbeitungsstelle nicht bewegt wird, wenn die W-Achse und die U-Achse gedreht werden, indem die Winkel einer Düse in der horizontalen und der vertikalen Richtung in einem orthogonalen Koordinatensystem berechnet und angezeigt werden.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Steuervorrichtung für ein dreidimensionales Laserstrahlgerät zu schaffen, welche auf einfache Weise einen senkrechten Zustand für ein Bearbeitungswerkstück bilden kann, wobei der Neigungswinkel bekannt ist.
Zum Erreichen der Aufgaben weist gemäß einem ersten Aspekt bei einem dreidimensionalen Laserstrahlgerät mit einer Kopfstruktur, bei welcher eine Bearbeitungsstelle nicht bewegt wird, wenn eine Drehachse und eine Stellungsachse gedreht werden, das Gerät folgendes auf: eine Einrichtung zum Speichern von Information über aktuelle Winkel der Drehachse und der Stellungsachse und zum Berechnen eines Düsenrichtungsvektors aus den Winkeln; eine Einrichtung, um basierend auf dem Düsenrichtungsvektor Winkel einer Düse in einer vertikalen Richtung und einer horizontalen Richtung bestehend aus einer Z-Achse eines orthogonalen Koordinatensystems zu bestimmen; und eine Einrichtung zum Anzeigen der bestimmten Düsenwinkel.
Weiterhin wird eine Bestimmung der Winkel der Düse in der vertikalen Richtung und der horizontalen Richtung erhalten auf der Basis des Düsenrichtungsvektors aus dem Winkel der Düse in der vertikalen Richtung bestehend aus der Z-Achse des orthogonalen Koordinatensystems und einem Winkel in der horizontalen Richtung bestehend aus einer X-Achse, wenn der Düsenrichtungsvektor auf eine XY-Ebene projiziert wird.
Das Gerät weist weiterhin eine Düsenwinkel-Einstelleinrichtung zum vorherigen Speichern von Winkeln der Düse auf und weist eine Benachrichtigungseinrichtung zum Vergleichen mit den bestimmten Winkeln der Düse in der vertikalen Richtung und der horizontalen Richtung auf, um mitzuteilen, dass die zuvor gespeicherten Düsenwinkel erreicht sind.
Weiterhin werden die Düsenwinkel auf einem entfernten Operations- bzw. Betriebsabschnitt, wie beispielsweise einer Lehrbox, angezeigt.
Das Gerät weist weiterhin eine Düsenwinkel-Einstelleinrichtung zum vorherigen Speichern von Winkeln der Düse auf, und vergleicht mit den bestimmten Winkeln der Düse in der vertikalen Richtung und der horizontalen Richtung, wodurch die Drehachse und die Stellungsachse der Düse gedreht werden und die Düse zu den zuvor gespeicherten Düsenwinkeln positioniert wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm einer gesamten Konfiguration, das Funktionen des dreidimensionalen Laserstrahlgeräts der Erfindung und den Ablauf des Prozesses zeigt.
2 ist eine Ansicht, die Winkel einer Düse in der horizontalen und der vertikalen Richtung zeigt, wie sie von einem orthogonalen Koordinatensystem gesehen werden.
3 ist ein Strukturdiagramm, das die Struktur eines Bearbeitungskopfs zeigt.
4 ist eine Ansicht eines Koordinatenanzeigeschirms, der Düsenwinkel gemäß der Erfindung enthält, und eine Bildschirmeinstellansicht bei einem ersten Ausführungsbeispiel.
5 ist ein Ablaufdiagramm einer Lehrarbeit gemäß der Erfindung.
6 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfigurationen von Achsen eines dreidimensionalen Laserstrahlgeräts zeigt, an welchem ein in einer Richtung verlaufender Kopf angebracht ist.
7A und 7B sind vergrößerte Ansichten eines Bearbeitungskopfs des dreidimensionalen Laserstrahlgeräts, an welchem ein in einer Richtung verlaufender Kopf angebracht ist.
8 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration des herkömmlichen dreidimensionalen Laserstrahlgeräts zeigt.
9 ist eine Ansicht, die Winkel einer Düse in der horizontalen und der vertikalen Richtung zeigt, wie sie von einem orthogonalen Koordinatensystem gesehen werden.
10A und 10B sind Ansichten, die schematisch eine Stellungsänderung eines Bearbeitungskopfs und eine Bearbeitung zeigen.
11 ist eine Ansicht, die einen herkömmlichen Koordinatenanzeigeschirm zeigt.
12 ist ein Ablaufdiagramm einer Lehrarbeit eines herkömmlichen in einer Richtung verlaufenden Kopfs.
13 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfigurationen von Achsen eines dreidimensionalen Laserstrahlgeräts zeigt, an welchem ein Kopf vom Offset-Typ angebracht ist.
14A und 14B sind vergrößerte Ansichten eines Bearbeitungskopfs des dreidimensionalen Laserstrahlgeräts, an welchem ein Kopf vom Offset-Typ angebracht ist.
15 ist ein Ablaufdiagramm einer Lehrarbeit eines Kopfs vom Offset-Typ.
Beste Art zum Ausführen der Erfindung Ausführungsbeispiel 1
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Systems eines dreidimensionalen Laserstrahlgeräts, an welchem ein in einer Richtung verlaufender Kopf angebracht ist, bei einer Lehrarbeit.
In der Figur bezeichnet 1 den Körper eines dreidimensionalen Geräts, bezeichnet 2 einen Bearbeitungstisch, der auf einem Bett angeordnet ist, um in der X-Achsenrichtung bewegbar zu sein, bezeichnet 3 einen Bearbeitungskopf, der an einer Z-Achseneinheit 5 angebracht ist, bezeichnet 4 eine Bearbeitungsdüse, die am Kopfende des Bearbeitungskopfs 3 angebracht ist, und bezeichnet 5 die Z-Achseneinheit, die den Bearbeitungskopf 3 in der Richtung eines Pfeils Z bewegen kann und die an einer Y-Achseneinheit 6 angeordnet ist, um in der Z-Achsenrichtung bewegbar zu sein.
Das Bezugszeichen 6 bezeichnet die Y-Achseneinheit, die die Z-Achseneinheit 5 in der Richtung eines Pfeils Y bewegen kann und die bewegbar auf einer Querschiene angeordnet ist, die in horizontaler Richtung zwischen rechten und linken Säulen bzw. Ständer gelegt ist.
Das Bezugszeichen 7 bezeichnet eine Lehrbox vom Seitenstücktyp, 8 bezeichnet eine NC-Steuerung, die durch einen Computer konfiguriert ist und die ein Steuerpult 8a hat, das als Mensch-Maschinen-Schnittstelle dient, und einen Schirmanzeigeabschnitt 8b, der durch eine CRT, Flüssigkristall oder ähnliches konfiguriert ist, und 9 bezeichnet ein Bearbeitungswerkstück, das auf dem Bearbeitungstisch 2 angeordnet bzw. platziert ist.
Der Werkstückstisch 2, die Z-Achseneinheit 5 und die Y-Achseneinheit 6 werden jeweils durch einen X-Achsen-Servomotor, einen Z-Achsen-Servomotor und einen Y-Achsen-Servomotor angetrieben, die nicht gezeigt sind, und positionsmäßig durch Achsenbefehle von der NC-Steuerung 8 gesteuert. Das Bezugszeichen 10 bezeichnet einen Düsenrichtungs-Speicherabschnitt, der einen Einheitsvektor (der hierin nachfolgend Düsenrichtungsvektor genannt wird) in einer Richtung, die durch die Bearbeitungsdüse 4 angezeigt ist, aus den aktuellen Winkeln der W-Achse 22 und der U-Achse 24 berechnet und speichert, 11 bezeichnet einen Düsenwinkel-Berechnungsabschnitt, der auf der Basis des durch den Düsenrichtungs-Speicherabschnitt 10 berechneten Düsenrichtungsvektor den Winkel der Düse in der vertikalen Richtung berechnet, die aus der Z-Achse des orthogonalen Koordinatensystems besteht, und den Winkel in der horizontalen Richtung, wenn der Düsenrichtungsvektor auf die XY-Ebene projiziert ist, 12 bezeichnet einen Düsenwinkel-Einstell- und -Speicherabschnitt, der einen eingestellten Wert eines Düsenwinkels speichert, der auf dem Bildschirm des Bildschirmanzeigeabschnitts 8b oder an der T/B 7 eingestellt ist, und der zuvor zu bewegen ist, 13 bezeichnet einen Düsenwinkel-Vergleichs- und -Beurteilungsabschnitt, der beurteilt, ob der Düsenwinkel-Einstell- und -Speicherabschnitt 12 mit einem Ergebnis des Düsenwinkel-Berechnungsabschnitts 11 übereinstimmt oder nicht, und der dann, wenn die Übereinstimmung erreicht wird, ein Ankunftssignal einschaltet, und 14 bezeichnet einen Düsenwinkel-Anzeigeabschnitt, der die Winkel in der horizontalen und der vertikalen Richtung, die durch den Düsenwinkel-Berechnungsabschnitt 11 berechnet sind, auf der T/B 7 und dem Bildschirmanzeigeabschnitt 8b der NC-Steuerung 8 anzeigt, und der dann, wenn das Ankunftssignal des Düsenwinkel-Vergleichs- und -Beurteilungsabschnitts 13 eingeschaltet ist, eine Markierung in der Nähe des Düsenwinkels anzeigt.
Der Düsenrichtungs-Speicherabschnitt 10, der Düsenwinkel-Berechnungsabschnitt 11, der Düsenwinkel-Einstell- und -Speicherabschnitt 12, der Düsenwinkel-Vergleichs- und -Beurteilungsabschnitt 13 und der Düsenwinkel-Anzeigeabschnitt 14 sind interne Verarbeitungsfunktionen der NC-Steuerung 8.
Beim Berechnungsprozess des Düsenwinkel-Berechnungsabschnitts 11 wird eine Berechnung durch den folgenden logischen Ausdruck implementiert.
2 ist ein Ansicht, die Winkel des Düsenrichtungsvektors in der horizontalen und der vertikalen Richtung in einem orthogonalen Koordinatensystem zeigt, wobei die XY-Ebene als eine horizontale Ebene definiert ist und die X-, Y- und die Z-Achse äußere Produkte der anderen Achsen sind oder Beziehungen von Y × Z, Z × X und X × Y gebildet werden.
Das Bezugszeichen 15 bezeichnet eine Lehrstelle in einem geneigten Teilabschnitt eines Werkstücks, 16 bezeichnet ein Liniensegment, das durch den Ursprung O und die Lehrstelle 15 gebildet ist, d.h. den Düsenrichtungsvektor, 17 bezeichnet eine Stelle, die durch Projizieren der Lehrstelle 15 auf die XY-Ebene erhalten wird, 18 bezeichnet ein Liniensegment, das durch Projizieren des Liniensegments 16 auf die XY-Ebene erhalten wird, d.h. ein Liniensegment, das durch den Ursprung und die Stelle 17 gebildet wird, 19 bezeichnet die X-Komponente dx bei der Bearbeitungsstelle 15, 20 bezeichnet die Y-Komponente dy bei der Bearbeitungsstelle 15, 21 bezeichnet die Z-Komponente dz bei der Bearbeitungsstelle 15, θ bezeichnet einen Winkel θ der vertikalen Komponente, die durch das Liniensegment 14 und die Z-Achse gebildet wird, und φ bezeichnet einen Winkel φ der horizontalen Komponente, die durch das Liniensegment 16 und die X-Achse gebildet wird.
In 2 ist aufgrund der Struktur des Bearbeitungskopfs 3 bekannt, dass der Düsenrichtungsvektor d aus den Winkeln α und β der W-Achse 22 und der U-Achse 24 gegeben ist als:
Wenn ein Polarkoordinatensystem verwendet wird, werden die Beziehungen zwischen den Komponenten dx, dy und dz bei der Lehrstelle 15 in 2 und die Winkel der horizontalen Komponente und der vertikalen Komponente durch die folgenden Ausdrücke erhalten: cos θ = dz tan φ = dy/dx
Aus den Ausdrücken werden die Winkel in der horizontalen und der vertikalen Richtung folgendermaßen erhalten. θ = acos (dz) φ = atan (dy/dx)
Bei dem Winkel φ in der horizontalen Richtung muss jedoch eine Bedingungsklassifizierung auf die folgende Weise durchgeführt werden: dx > 0 : φ = atan (dy/dx) dx < 0, dy < 0 : φ = atan (dy/dx) + 180° dx < 0, dy < 0 : φ = atan (dy/dx) – 180°
Weiterhin ist θ' ein Winkel in der vertikalen Richtung in Bezug auf die XY-Ebene und wird wie folgt erhalten: θ' = 90 ° – θ
Daher werden die Winkel in der horizontalen und der vertikalen Richtung aus den Winkeln α und β der W-Achse 22 und der U-Achse 24 durch Verwenden der obigen Bezugsausdrücke abgeleitet.
Darüber hinaus ist der Bearbeitungskopf 3 auf ähnliche Weise wie derjenige des Standes der Technik konfiguriert. Wie es in 3 gezeigt ist, weist der Bearbeitungskopf folgendes auf: eine Drehachse (die hierin nachfolgend W-Achse genannt wird) 22, die am Kopfende der Z-Achseneinheit 5 angebracht ist und die durch ein Lagerelement 27 in einer Richtung eines Pfeils +α oder –α um die Z-Achse gedreht werden kann; und eine Stellungsachse (die hierin nachfolgend U-Achse genannt wird) 24, die am Kopfende der W-Achse 22 durch ein Lagerelement 23 angebracht ist und die in einer Richtung eines Pfeils +β oder –β um eine Achse gedreht werden kann, die in Bezug auf die Z-Achse um 45 Grad geneigt ist. Die Bearbeitungsdüse 4 ist am Kopfende der U-Achse 24 angebracht.
Die W-Achse 22 wird durch einen W-Achsen-Servomotor 25 gedreht und die U-Achse 24 wird durch einen U-Achsen-Servomotor 26 gedreht.
Der X-Achsen-Servomotor, der Y-Achsen-Servomotor und der Z-Achsen-Servomotor (nicht gezeigt) und der W-Achsen-Servomotor 25 und der U-Achsen-Servomotor 26 werden durch ein Treibersignal von der NC-Steuerung 8 angetrieben und so gesteuert, dass, während der Abstand der Bearbeitungsdüse 4 in Bezug auf das Werkstück auf dem Bearbeitungstisch 2 konstant gehalten wird, der Lichtfleck des Laserstrahls der Bearbeitungslinie gemäß den Lehrdaten folgt und der Düsenwinkel der Bearbeitungsdüse 4 im Wesentlichen senkrecht (in der Richtung der Normalenlinie) zur Oberfläche des Bearbeitungswerkstücks 9 ist.
4 ist eine Ansicht, die den Bildschirm einer Koordinatenanzeige zeigt, die eine Anzeige von Düsenwinkeln enthält.
Bei den Düsenwinkeln werden Winkel in der horizontalen und der vertikalen Richtung angezeigt, wie sie von einem orthogonalen Koordinatensystem gesehen werden.
Gemäß der Drehung der W-Achse 22 und der U-Achse 24 wird auch die Anzeige der Düsenwinkel durch entsprechendes Durchführen der oben angegebenen Berechnung verändert.
In dem Fall, in welchem Düsenwinkel, die zuvor zu bewegen sind, auf dem Bildschirm des Bildschirmanzeigeabschnitts 8b oder der T/B 7 eingestellt werden, werden dann, wenn ein Knopf auf dem Steuerpult 8a oder an der T/B 7 gedrückt wird, die W-Achse 22 und die U-Achse 24 gedreht, bis der Düsenwinkel-Vergleichs- und -Beurteilungsabschnitt 13 beurteilt, dass die durch den Düsenwinkel-Berechnungsabschnitt 11 berechneten Werte mit den voreingestellten Werten übereinstimmen.
Wenn der Düsenwinkel-Vergleichs- und -Beurteilungsabschnitt 13 beurteilt, dass die Düsenwinkel die voreingestellten Werte erreichen, werden die W-Achse 22 und die U-Achse 24 gestoppt, und eine Markierung # wird auf der Seite der Düsenwinkelanzeige durch den Düsenwinkel-Anzeigeabschnitt 34 angezeigt.
5 ist ein Ablaufdiagramm einer Lehrarbeit bei einem geneigten Teilabschnitt eines Werkstücks oder bei einer Konusbearbeitung.
Als Vorbereitungen für die Lehrarbeit, bei welcher ein dreidimensionales Programm durch Lehren von Bearbeitungsstellen vorbereitet wird, werden verschiedene Elemente, wie beispielsweise eine Effektivität der Verwendung der T/B 7, eingestellt, und Befehle, wie beispielsweise ein Öffnen eines Verschlusses, von Hilfsfunktionscodes, die Vorgabeeinstellungen in einem Bearbeitungsprogramm sind, werden dann in einem Schritt ST1 eingestellt.
Während die Koordinaten der X-, der Y- und der Z-Achse auf dem in 4 gezeigten Koordinatenanzeigeschirm gesehen werden, wird darauf folgend die Kopfendeposition in einem Schritt ST2 zu einer Lehrstelle bewegt, indem eine Bearbeitungswellen-Zufuhrtaste, die an dem T/B 7 angeordnet ist, oder ein Handgriff und ein Joystick verwendet wird. Zu dieser Zeit werden dann, wenn die Winkel der Bearbeitungsdüse 4 durch Lehren bei einem geneigten Teilabschnitt eines Werkstücks oder bei einer Konusbearbeitung eingestellt werden müssen (Schritt ST3), die U-Achse 24 und die W-Achse 22 in einem Schritt ST14 gedreht, während die in 4 gezeigten und an der T/B 7 oder auf dem Schirmanzeigeabschnitt 8b der Steuerung 8 angezeigten Düsenwinkel geprüft werden, bis der senkrechte Zustand realisiert ist oder die Winkel bei der Konusbearbeitung erreicht sind.
Nach dem Einstellen der Kopfendeposition und der Stellung bei der Lehrstelle wird in einem Schritt ST5 ein Lehren als Lehrdaten durchgeführt.
Danach wird, während die in 4 gezeigte Koordinatenanzeige gesehen wird, die Kopfendeposition gleichermaßen in einem Schritt ST6 zur nächsten Lehrstelle bewegt, indem die Bearbeitungswellen-Zufuhrtaste verwendet wird, die an der T/B 7 angeordnet ist, oder der Handgriff und der Joystick, und werden Lehrstellen des Bearbeitungsprogramms durch die Lehrarbeit erzeugt.
In dem Fall einer Lehrarbeit, bei welcher die Düsenwinkel nicht bei einem geneigten Teilabschnitt eines Werkstücks oder bei einer Konusbearbeitung eingestellt werden, wird die Arbeit des Schritt ST4 weggelassen.
Schließlich werden Befehle, wie ein Verschließen eines Verschlusses und ein Programmende, von Hilfsfunktionscodes in einem Schritt ST7 eingegeben und wird die Vorbereitung des Bearbeitungsprogramms beendet.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel können die Düsenwinkel für einen in einer Richtung verlaufenden Kopf angezeigt werden, wobei die Effizienz einer Lehrarbeit gering ist, und somit kann der senkrechte Zustand in Bezug auf die Oberfläche eines Werkstücks auf einfache Weise erzeugt werden und kann die Arbeit eines wiederholten visuellen Prüfens der Düsenwinkel weggelassen werden, so dass die Effizienz der Lehrarbeit verbessert werden kann.
In Bezug auf eine Anfrage nach einer Konusbearbeitung können darüber hinaus Winkel einer Konusbearbeitung mit hoher Genauigkeit angepasst werden.
Andererseits wird für den Anwender, der zuvor ein dreidimensionales Laserstrahlgerät hatte, an welchem ein Kopf vom Offset-Typ angebracht ist, die Einfachheit einer Anwendung auf dieselbe Weise wie bei einem Kopf vom Offset-Typ auch bei einem in einer Richtung verlaufenden Kopf verbessert, weil eine Lehrarbeit durchgeführt werden kann, während die Düsenwinkel erfasst werden.
Weiterhin kann Winkelinformation in der horizontalen und der vertikalen Richtung an einer entfernten Betriebsvorrichtung, wie beispielsweise einer T/B, angezeigt werden, und somit können die Winkel der Düse in der horizontalen und der vertikalen Richtung an der Stelle während einer Lehrarbeit geprüft werden, wodurch die Arbeitseffizienz durch Verkürzen der Zeitperiode verbessert werden kann.
In dem Fall eines geneigten Teilabschnitts eines Werkstücks oder dort, wo die Düsenwinkel in einer Zeichnung bestimmt sind, kann veranlasst werden, dass die Düsenwinkel mit den tatsächlichen Düsenwinkeln übereinstimmen, und in Bezug auf ein Werkstück, bei welchem der Neigungswinkel bekannt ist, kann der senkrechte Zustand auf einfache Weise erreicht werden. Daher kann eine Lehrarbeit effizienter durchgeführt werden.
Wie es oben detailliert beschrieben ist, kann gemäß der Erfindung ein senkrechter Zustand einer Düse in Bezug auf die Oberfläche eines Werkstücks auf einfache Weise eingerichtet werden, so dass die Effizienz einer Lehrarbeit verbessert werden kann.
Da ein Vergleich zwischen voreingestellten Düsenwinkeln und den tatsächlichen Düsenwinkeln während einer Lehrarbeit durchgeführt werden kann, kann die Arbeitseffizienz des Bedieners verbessert werden.
Da die Winkel der Düse in der horizontalen und der vertikalen Richtung an der Stelle während einer Lehrarbeit geprüft werden können, kann die Arbeitseffizienz durch Verkürzen der Zeitperiode verbessert werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie es oben beschreiben ist, ist das dreidimensionale Laserstrahlgerät der Erfindung zum Anzeigen der Düsenwinkel eines Bearbeitungskopfs dazu geeignet, die Effizienz einer Lehrarbeit zu verbessern.
Zusammenfassung
In einem dreidimensionalen Laserstrahlgerät mit einer Kopfstruktur, bei welcher eine Bearbeitungsstelle nicht bewegt wird, wenn eine Drehachse und eine Stellungsachse gedreht werden, weist das Gerät folgendes auf: eine Einrichtung zum Speichern von Information von aktuellen Winkeln der Drehachse und der Stellungsachse und zum Berechnen eines Düsenrichtungsvektors aus den Winkeln; eine Einrichtung, um basierend auf dem Düsenrichtungsvektor Winkel einer Düse in einer vertikalen Richtung und einer horizontalen Richtung bestehen aus einer Z-Achse eines orthogonalen Koordinatensystems zu bestimmen; und eine Einrichtung zum Anzeigen der bestimmten Düsenwinkel.
(1)

Claims

Dreidimensionales Laserstrahlgerät mit einer Kopfstruktur, bei welcher eine Bearbeitungsstelle nicht bewegt wird, wenn eine Drehachse und eine Stellungsachse gedreht werden, wobei das Gerät folgendes aufweist: eine Einrichtung zum Speichern von Information von aktuellen Winkeln der Drehachse und der Stellungsachse und zum Berechnen eines Düsenrichtungsvektors aus den Winkeln; eine Einrichtung, um basierend auf dem Düsenrichtungsvektor Winkel einer Düse in einer vertikalen Richtung und einer horizontalen Richtung bestehend aus einer Z-Achse eines orthogonalen Koordinatensystems zu bestimmen; und eine Einrichtung zum Anzeigen der bestimmten Düsenwinkel.
Dreidimensionales Laserstrahlgerät nach Anspruch 1, wobei eine Bestimmung der Winkel der Düse in der vertikalen Richtung und der horizontalen Richtung erhalten wird auf der Basis des Düsenrichtungsvektors aus dem Winkel der Düse in der vertikalen Richtung bestehend aus der Z-Achse des orthogonalen Koordinatensystems und einem Winkel in der horizontalen Richtung bestehend aus einer X-Achse, wenn der Düsenrichtungsvektor auf eine XY-Ebene projiziert wird.
Dreidimensionales Laserstrahlgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Gerät weiterhin eine Düsenwinkel-Einstelleinrichtung zum vorherigen Speichern von Winkeln der Düse aufweist und eine Mitteilungseinrichtung zum Vergleichen mit den bestimmten Winkeln der Düse in der vertikalen Richtung und der horizontalen Richtung aufweist, um mitzuteilen, dass die zuvor gespeicherten Düsenwinkel erreicht sind.
Dreidimensionales Laserstrahlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Düsenwinkel an einem entfernten Betriebsabschnitt, wie beispielsweise einer Lehrbox, angezeigt werden.
Dreidimensionales Laserstrahlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Gerät weiterhin eine Düsenwinkel-Einstelleinrichtung zum vorherigen Speichern von Winkeln der Düse aufweist und mit den bestimmten Winkeln der Düse in der vertikalen Richtung und der horizontalen Richtung vergleicht, wodurch die Drehachse und die Stellungsachse der Düse gedreht werden und die Düse zu den zuvor gespeicherten Düsenwinkeln positioniert wird.