CN103370165A - 激光加工方法 - Google Patents

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Abstract

激光加工方法包含试加工工序，在该试加工工序中，将作为激光加工对象的加工材料载置在加工台上，在用于从加工材料切出产品的正式加工之前，对加工材料实施试加工，试加工工序包含：切出工序，在该工序中，从在加工材料上设定的试加工区域，通过激光加工切出具有预先设定的形状的试加工用切片；检测工序，在该工序中，通过将经过切出工序后的加工材料作为对象，确认有无试加工用切片，从而检测试加工用切片是否残留在加工材料上；以及判定工序，在该工序中，对应于检测工序的检测结果，判定是否许可转换为正式加工。

Description

激光加工方法
技术领域
本发明涉及一种激光加工方法。
背景技术
当前，在激光加工中，在加工表面产生熔融物的情况下，或从加工表面吹起熔融物的情况下，采取视作发生加工不良而停止加工的措施。例如，在从板材切出产品并使其下落的激光加工中，可能会出现由于附着在板材背面的熔融物而使得产品成为无法脱落状态的情况，或由于至板材背面为止的加工不充分而使得产品成为无法脱落状态的情况。在上述情况下，有时会因没有视为加工不良而在产品没有脱落的状态下继续加工。例如，在通过自动运转实现的连续加工中，上述问题成为产生大量不合格品的原因。
针对上述问题，提出了下述技术，即，通过作为下落检测单元的振动传感器检测加工品向工件枪（work shooter）下方的下落，在没有检测到产品下落的情况下，使激光加工机的运转停止（例如，参照专利文献1）。
专利文献1：日本特开2001-179691号公报
发明内容
在检测加工品向工件枪下方下落的结构中，即使加工品从加工材料正常地脱落，也可能由于某种原因而使加工品滞留在加工台至下落检测单元之间。因此，有时会针对加工品是否从加工材料正常脱落发生错误辨认。
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到一种激光加工方法，在从加工材料切出产品的激光加工中，可以适当地判断加工品是否从加工材料正常脱落，可以进行高效的加工。
为了解决上述课题并实现目的，本发明的特征在于，包含试加工工序，在该工序中，将作为激光加工对象的加工材料载置在加工台上，在用于从所述加工材料切出产品的正式加工之前，对所述加工材料实施试加工，所述试加工工序包含：切出工序，在该工序中，从在所述加工材料上设定的试加工区域，通过所述激光加工切出具有预先设定的形状的试加工用切片；检测工序，在该工序中，通过将经过所述切出工序后的所述加工材料作为对象，确认有无所述试加工用切片，从而检测所述试加工用切片是否残留在所述加工材料上；以及判定工序，在该工序中，对应于所述检测工序的检测结果，判定是否许可转换为所述正式加工。
发明的效果
本发明所涉及的激光加工方法，可以通过将加工材料作为对象而直接确认试加工工序中的加工品即试加工用切片是否残留在加工材料上，从而适当地判断试加工用切片是否从加工材料正常脱落。通过在确认试加工用切片正常脱落后转换为正式加工，从而可以抑制在产品没有脱落的状态下继续加工的情况，或即使可以进行产品正常脱落的加工而仍然停止向正式加工转换的情况。由此，在从加工材料切下产品的激光加工中，可以适当地判断加工品是否从加工材料正常脱落，可以实施高效的加工。
附图说明
图1是表示使用本发明的实施方式所涉及的激光加工方法的激光加工机的结构的图。
图2是表示载置在加工台上的加工材料的俯视图。
图3是表示从加工材料切出的试加工用切片的例子的俯视图。
图4是表示针对试加工用切片正常脱落后的材料基板测量间隙的状态的概略图。
图5是说明实施方式所涉及的激光加工方法的步骤的流程图。
具体实施方式
下面，基于附图，对本发明所涉及的激光加工方法的实施方式详细地进行说明。此外，本发明并不限定于本实施方式。
实施方式
图1是表示使用本发明的实施方式所涉及的激光加工方法的激光加工机的结构的图。激光加工机100具有：加工台2、左右的支柱4及5、横梁6、Y轴单元7、Z轴单元8、加工头10及加工控制装置20。
加工台2可移动地设置在底座1上。加工台2载置作为激光加工对象的加工材料。横梁6水平地架设在支柱4及5之间。Y轴单元7可向Y轴方向移动地设置在横梁6上。Z轴单元8可向Z轴方向移动地设置在Y轴单元7上。加工头10安装在Z轴单元8上。在加工头10的前端安装有加工嘴（激光用喷嘴）。
加工控制装置20是人机接口，具有操作面板21及画面显示部22。画面显示部22例如是液晶面板。加工控制装置20根据针对省略图示的X轴伺服电动机、Y轴伺服电动机及Z轴伺服电动机的各轴指令，控制加工台2、Y轴单元7及Z轴单元8的位置。
图2是表示载置在加工台上的加工材料的俯视图。加工材料30例如是由金属材料形成的板材。工件支架3在加工台2上支撑加工材料30。加工材料30通过彼此具有间隔的多个工件支架3水平支撑。
在激光加工机100中，使利用激光加工从加工材料30切下的产品向加工台2上下落。
在本实施方式所涉及的激光加工方法中，在加工台2的工件支架3上载置加工材料30，在用于从加工材料30切出产品的正式加工之前，实施加工材料30的试加工。
激光加工机100针对加工材料30上规定的试加工区域31实施试加工。试加工区域31例如位于加工材料30所形成的长方形中的、在向加工台2送入时前端侧的一个角部处。
接下来，参照图3至图5，说明本实施方式所涉及的激光加工方法的步骤。图5是说明本实施方式所涉及的激光加工方法的步骤的流程图。在步骤S 1中，将加工材料30向加工台2送入。
将加工材料30向加工台2送入后，激光加工机100开始加工（步骤S2）。激光加工机100例如对应于操作者对操作面板21的操作，读取用于激光加工的NC程序，开始加工。激光加工机100例如通过操作者的操作执行步骤S1及S2。激光加工机100也可以通过使用随行夹具交换装置实现的自动运转，进行加工材料30的送入及送出。
激光加工机100使加工头10向预先设定的试加工区域31移动（步骤S3），开始试加工工序。激光加工机100实施从试加工区域31切出试加工用切片的激光加工（步骤S4）。步骤S4是试加工工序中的切出工序。
图3是表示从加工材料切出的试加工用切片的例子的俯视图。试加工用切片32例如呈正八边形。激光加工机100实施如下激光加工，即，以沿着预先设定的正八边形的方式对试加工区域31进行切削。试加工用切片32例如无论加工材料30的厚度如何，均形成为50mm的宽度。试加工用切片32例如也可以对应于加工材料30的厚度进行变更。试加工用切片32也可以形成为实际产品的形状。
激光加工机100在结束切出试加工用切片32的激光加工后，使加工头10向已切出试加工用切片32的部分的中心位置移动（步骤S5）。激光加工机100通过使用加工头10进行仿形控制，对加工头10与从加工材料30中切出了试加工用切片32的部分的中心位置的间隙进行测量。
激光加工机100测量加工头10与加工材料30的间隙并转换为电压。激光加工机100将该测量电压与预先设定的基准值进行比较（步骤S6）。激光加工机100根据测量电压与基准值的比较结果，确认加工头10正下方有无试加工用切片32。
激光加工机100通过将经过切出工序后的加工材料30作为对象而确认有无试加工用切片32，从而检测试加工用切片32是否残留在加工材料30上。
图4是表示针对试加工用切片正常脱落的材料基板测量间隙的状态的概略图。在图中，加工材料30以剖面结构示出。在加工材料30上形成有试加工用切片32脱落的痕迹即开口33。激光加工机100使加工头10移动至开口33的中心位置的上方，测量间隙。
在试加工用切片32正常脱落而没有残留在加工材料30上的情况下，测量电压大于或等于基准值。在测量电压大于或等于基准值的情况下（步骤S6为“是”），激光加工机100转换为正式加工（步骤S7），继续进行加工。激光加工机100通过正式加工，对加工材料30整体实施用于切出产品的加工。
例如，在由于加工材料30的背面附着有熔融物或切削不充分等，试加工用切片32没有脱落而是残留在加工材料30上的情况下，测量电压小于基准值。在测量电压小于基准值的情况下（步骤S6为“否”），激光加工机100不转换为正式加工而是停止加工（步骤S8）。另外，激光加工机100例如在画面显示部22上进行错误显示。
激光加工机100对应于检测工序的检测结果，判定是否许可转换为正式加工。步骤S6是试加工工序中的检测工序及判定工序。由此，激光加工机100结束对该加工材料30的加工。
激光加工机100通过在试加工工序中检测到异常、即试加工用切片32残留在加工材料30上的情况下停止加工，从而可以事先防止加工不良。激光加工机100在通过自动运转连续对多个加工材料30进行加工的情况下，可以有效抑制产生大量不合格品的状况。激光加工机100在不良的原因例如是激光通过的透镜被污染或喷嘴损坏等，不进行维修很难恢复且很难通过自动控制解决的情况下，如步骤S8所示停止加工的措施是有效的。
激光加工机100通过将加工材料30作为对象而直接确认试加工用切片32是否残留在加工材料30上，从而可以准确地判断试加工用切片32是否从加工材料30正常脱落。激光加工机100可以抑制在产品没有脱落的状态下继续加工的情况，或即使可以进行产品正常脱落的加工而仍然停止向正式加工转换的情况。由此，激光加工机100可以在从加工材料30切下产品的激光加工中，适当地判断加工品是否从加工材料30正常脱落，可以实施高效的加工。
通过将试加工用切片32设为八边形，激光加工机100可以针对二维方向中的8个方向，确认激光加工是否正常。此外，试加工用切片32的形状也可以是除了本实施方式中说明的正八边形以外的形状。试加工用切片32例如也可以是圆形等。
本实施方式的激光加工方法通过将使用加工头10进行的仿形控制沿用到试加工工序中，不需要追加复杂的结构即可容易地实现试加工。激光加工机100并不限定于通过使用加工头10进行的间隙测量来检测试加工用切片32是否残留在加工材料30上的情况。
激光加工机100可以使用将加工材料30作为对象而可以确认有无试加工用切片32的任意方法。激光加工机100例如可以将红外传感器检测、照相机拍摄、接触件等的接触检测等用于确认有无试加工用切片32。
激光加工机100例如在每次向加工台2送入加工材料30时实施试加工。激光加工机100除了对向加工台2送入的全部加工材料30实施试加工之外，也可以对向加工台2送入的加工材料30的一部分实施试加工。激光加工机100例如也可以对向加工台2送入的加工材料30中每隔规定数量的加工材料30实施试加工。激光加工机100通过省略对一部分加工材料30的试加工而可以实现产品加工的高效化。
激光加工机100例如也可以每隔规定时间实施对加工材料30的试加工。另外，激光加工机100也可以对持续加工的时间进行累计，每隔规定的累计时间实施试加工。激光加工机100可以对加工中的激光输出进行累计，每隔规定的累计输出实施试加工。激光加工机100可以通过对应于时间流逝或对应于持续加工的过程而实施试加工，有效地处理由部件或运转状态等的历时变化引起的加工不良。
标号的说明
1 底座
2 加工台
3 工件支架
4、5 支柱
6 横梁
7 Y轴单元
8 Z轴单元
10 加工头
20 加工控制装置
21 操作面板
22 画面显示部
30 加工材料
31 试加工区域
32 试加工用切片
33 开口
100 激光加工机

Claims (3)

1.一种激光加工方法，其特征在于，
该激光加工方法包含试加工工序，在该工序中，将作为激光加工对象的加工材料载置在加工台上，在用于从所述加工材料切出产品的正式加工之前，对所述加工材料实施试加工，
所述试加工工序包含：
切出工序，在该工序中，从在所述加工材料上设定的试加工区域，通过所述激光加工切出具有预先设定的形状的试加工用切片；
检测工序，在该工序中，通过将经过所述切出工序后的所述加工材料作为对象，确认有无所述试加工用切片，从而检测所述试加工用切片是否残留在所述加工材料上；以及
判定工序，在该工序中，对应于所述检测工序的检测结果，判定是否许可转换为所述正式加工。
2.根据权利要求1所述的激光加工方法，其特征在于，
在所述检测工序中，对用于所述激光加工的加工头与所述加工材料中切出了所述试加工用切片的部分之间的间隙进行测量，根据所述间隙的测量结果，确认有无所述试加工用切片。
3.根据权利要求1或2所述的激光加工方法，其特征在于，
将所述试加工用切片的形状设为八边形。
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