CN101134264A - 激光加工中的加工不良防止系统 - Google Patents

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山崎恒彦
宫川直臣
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    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
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Abstract

在激光加工中，根据嵌套数据算出积累在坯料中的热密度，生成防止加工不良的NC程序。在从坯料B1切出工件W1～W9时，定义嵌套区域N1为线S1～S4的长度尺寸的合计，为NG1。工件W1～W9的激光加工长度尺寸，为线长L1～L4与圆孔的圆周长度C1的合计，为9倍，定义为LG1。热密度通过HF1＝LG1/NG1计算，将此热密度与预先设定的参数比较，设定防止由热量引起的加工不良的加工顺序，生成程序。

Description

激光加工中的加工不良防止系统
技术领域
本发明涉及防止因激光加工中的热积累的影响而产生的加工不良的系统。
背景技术
在激光加工中，随着对工件坯料实施激光加工，工作台上剩余的工件坯料会积累由激光加工产生的热量。如果想要重新实施激光加工的工件坯料的局部温度超过规定值，则即使用激光束照射也不能进行良好的加工，而成为加工不良的原因。
下述专利文献1，公开了与本申请人的提案相关的，根据嵌套数据(nesting data)变更加工顺序来防止热影响的系统。
专利文献1：日本特开2005-334919号公报
发明内容
本发明的目的在于，在上述在前的提案中，进一步加入热密度的算法(algorithm)，提供更有效的加工不良防止系统。
为了达成上述目的，本发明的加工不良防止系统，作为基本的手段，具有：根据嵌套数据规定嵌套区域，将包围该区域的长度尺寸定义为嵌套区域尺寸NG1的工序；
对在全部工件上实施的激光加工的整体的长度尺寸进行计算，并定义为整体的加工长度尺寸LG1的工序；
计算热密度HF1＝LG1/NG1的工序；
将计算出的热密度HF1与预先设定的参数进行比较的工序；以及
基于比较结果设定工件的加工顺序，生成程序的工序。
并且，对应于坯料的材质、板厚设定参数。
另外，也可以具有：在沿加工路径的两侧的区域，设定受到由加工产生的热影响的热区域的工序；以及以热区域不发生干涉的方式设定工件的加工顺序，生成加工程序的工序。
并且，具有：在即使设定最合适的工件加工顺序也无法避免热区域的干涉时，在加工程序中设定直到可以再次加工的冷却待机时间的工序，和在加工程序中包括冷却待机时间时，输出有可能发生加工不良的警报的工序。
根据本发明，能够更正确的预测热影响，可以防止加工不良。
附图说明
图1是表示对板状的金属板坯料实施激光加工时的进行嵌套的顺序的说明图；
图2是表示在坯料的嵌套区域内进行9个工件的嵌套的状态的说明图；
图3是由本发明的系统进行的处理的流程图；
图4是表示考虑了热区域的加工程序的说明图；
图5是对由热影响引起的加工不良发出警告的输出画面。
图中：
B1—坯料；N1—嵌套区域；S1～S4—围绕嵌套区域的线的长度尺寸；W1～W9—工件；L1～L4—围绕工件W1的线的长度尺寸；C1—圆孔圆周的长度尺寸；
具体实施方式
图1表示对板状的金属板坯料B1实施激光加工时进行嵌套的顺序。
斜线表示的嵌套区域N1内表示对9个工件W1～W9进行嵌套的情况。
第一工件W1，表示在短的外形形状的中央部具有1个圆孔的例子。在此情况下，对第一工件W1实施的激光加工的长度，是外周部的边的长度尺寸与圆孔的圆周长度尺寸。
外周部的边的长度尺寸，是四条边L1、L2、L3、L4的长度尺寸的合计尺寸，圆孔的尺寸，是孔的圆周长度C1。
图1的实施例表示在坯料B1上嵌套9个形状相同的工件，并进行激光加工的例子。因此，整体的加工长度尺寸LG1，为一个工件W1的加工长度尺寸的9倍。
其次，嵌套区域N1是由实线S1、S2、S3、S4的四边包围的区域。因此，此四边的长度尺寸S1、S2、S3、S4合计的长度尺寸为嵌套区域尺寸NG1。
本发明中，定义LG1与该NG1的比为热密度(HF1)，计算式为
HF1(热密度)＝LG1/NG1    ···(式1)
图2表示在坯料B11的嵌套区域N11内，进行了9个工件W11～W19的嵌套的状态。
第一工件W11，具有被四条边L11、L12、L13、L14包围的短的形状，加工出8个圆孔C11。
从而，第一工件W11的加工长度，为在四条边L11、L12、L13、L14的长度尺寸上，加上了圆孔的圆周尺寸C11的8倍的尺寸后得到的尺寸LG11，为全部加工长度尺寸。
同样地，嵌套区域N11表现为四条边的长度尺寸S11、S12、S13、S14的合计长度尺寸NG11。
图2表示的嵌套的情况下的热密度(HF11)，计算式为
HF11＝LG11/NG11    ···(式2)
在将图1的嵌套与图2的嵌套进行比较时，如果工件W1的四条边L1、L2、L3、L4与工件W11的四条边L11、L12、L13、L14相等，且圆孔C1与C11的尺寸也相同，则工件W11的加工长度尺寸LG11，与工件W1的加工长度尺寸LG1相比，只长出增加的圆孔个数的部分。
同样，如果图1的嵌套尺寸NG1与图2的嵌套尺寸NG11大致相等，则
HF11>HF1
本发明计算上述热密度，构成预防激光加工不良的发生的系统。
图3为由本发明的系统进行的处理的流程图。
如果在步骤S1给出嵌套指示，则在步骤S2执行嵌套。
在此嵌套中，根据嵌套数据计算图1、图2中说明的热密度HF。然后，如果判定为此热密度HF比预先设定的参数大，则显示警报。根据坯料的材质、板厚等设定参数。
接着，在步骤S3中设定考虑了热区域的加工顺序。
图4说明考虑了热区域的加工顺序。
图4表示在坯料B3上嵌套有9个工件W21～W29的状态。各个工件被表示为具有基于激光的切断线CL1的同一构件。在切断线CL1的两侧设定有受热影响的热区域HB。此热区域HB，根据激光输出、坯料的材质、板厚、切断速度等进行设定。
如果是不考虑热区域HB的加工顺序，以邻接的工件W21、W22、W23、W24···W29的顺序进行加工，但移动距离短也可，可以更有效。
但是，在第一工件W21的热区域HB与邻接的第二工件W22的切断线CL2的一部分相干涉时，在该干涉部分有可能发生加工不良。
在此情况下，跳过邻接的第二工件W22，第二步加工第三工件W23。接下来，第三步加工第七工件W27，第四步加工第九工件W29。在此期间内，第二工件W22的热区域通过散热而被冷却、消失。
然后，加工完第九工件W29后，回到第二工件W22进行加工。
以下，以同样的加工顺序加工所有的工件。
即使在考虑到上述热区域来确定加工顺序的情况下，也会发生散热时间不足而残留热影响的情况。在加工这个位置的时候，为了能够再次加工，输出暂停指令，使加工机处于待机状态。
并且，在步骤S3生成NC程序时，在程序上输出了用于冷却的暂停时间的情况下，输出如图5所示的这样的警告：“有因热影响引起加工不良的可能性，请加大嵌套的构件间隔、或设定较长的热避免用的暂停时间”。
实施了上述处理后，在步骤S4生成NC程序。

Claims (5)

1.一种激光加工中的加工不良防止系统，其为生成通过激光加工从坯料加工工件的加工程序时的加工不良防止系统，其中，
其具有：
根据嵌套数据规定嵌套区域，将包围该区域的长度尺寸定义为嵌套区域尺寸NG1的工序；
对在全部工件上实施的激光加工的整体的长度尺寸进行计算，并定义为整体的加工长度尺寸LG1的工序；
计算热密度HF1＝LG1/NG1的工序；
将计算出的热密度HF1与预先设定的参数进行比较的工序；以及
基于比较结果设定工件的加工顺序，生成程序的工序。
2.如权利要求1所述的激光加工中的加工不良防止系统，其中，对应于坯料的材质、板厚设定参数。
3.一种激光加工中的加工不良防止系统，其为生成通过激光加工从坯料加工工件的加工程序时的加工不良防止系统，其中，
其具有：
根据嵌套数据规定嵌套区域，将包围该区域的长度尺寸定义为嵌套区域尺寸NG1的工序；
对在全部工件上实施的激光加工的整体的长度尺寸进行计算，并定义为整体的加工长度尺寸LG1的工序；
计算热密度HF1＝LG1/NG1的工序；
将计算出的热密度HF1与预先设定的参数进行比较的工序；
基于比较结果设定工件的加工顺序，生成程序的工序；
在沿加工路径的两侧的区域，设定受到由加工产生的热影响的热区域的工序；以及
以热区域不发生干涉的方式设定工件的加工顺序，生成加工程序的工序。
4.如权利要求3所述的激光加工中的加工不良防止系统，其中，
其具有：在即使设定最合适的工件加工顺序也无法避免热区域的干涉时，在加工程序中设定直到可以再次加工的冷却待机时间的工序。
5.如权利要求4所述的激光加工中的加工不良防止系统，其中，其具有：在加工程序中包括冷却待机时间时，输出有可能发生加工不良的警报的工序。
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