JP2004322127A - Method for controlling lens and nozzle in laser beam machine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザ加工機におけるレンズおよびノズルの管理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、レーザ加工機におけるレンズの焦点距離やノズルの口径等の管理は作業者が行っている。ノズルおよびレンズを一種の工具とみなせば、そのノズルおよびレンズを使用した過去の履歴を知れば、交換時に際して、そのノズルおよびレンズの寿命を把握した工具管理を行うことができるが、従来はそこまで踏み込んだ管理は行われていない。さらに、レーザ加工機におけるレンズおよびノズルが通常の工作機械の工具と相違する点は、交換すべきレンズとノズルが過去の加工で影響を大きく受けるというところである。特に、レンズはレーザ光に曝されることにより熱レンズ現象という特異な性質を示す。レーザ光を遮断すれば熱レンズ現象は消滅するが、この繰り返しにより熱疲労がレンズに蓄積しレンズの特性に大きな影響を及ぼす。また、ノズルはレーザ加工中のスパッターの飛散により、レーザの出射する穴そのものが狭塞することがある。
【0003】
なお、レンズおよびノズルが2種類位であれば、加工ヘッド内部に検出センサーを設けて判別することは可能であるが、それ以上に種類が多くなると加工ヘッド内部に検出センサーを設ける方法では判別が難しい。
【0004】
また、板材加工機であるタレットパンチプレスにおいては、金型のサイズ、形状などを管理するためにバーコードの如き工具識別体を金型に取付けて工具を管理することが行われている(例えば特許文献1参照)。この工具識別体に含まれる主たる情報は工具呼び径、工具形状(抜き形状)、取付け角度、管理番号などの工具固有の情報である。
【0005】
【特許文献1】
特開平11−28532号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
レーザ加工機におけるレンズの焦点距離やノズルの口径等の管理を作業者に任せている場合には人為的ミスの発生が不可避である。また、タレットパンチプレスのような工作機械における工具管理では、工具呼び径、工具形状(抜き形状)、取付け角度、管理番号などの工具固有の情報を管理することが重要であるが、工作機械における工具とは性質の相違する工具であるレーザ加工機におけるレンズやノズルの管理においては、レンズの種類(焦点距離)、ノズルの口径などの固有情報に加えて過去の使用状況を把握することが重要となる。
【0007】
本発明は上述の如き問題を解決するためになされたものであり、本発明の課題は、機械的にレンズとノズルの種類および過去の使用履歴などをも含めた管理が可能なレーザ加工機におけるレンズおよびノズルの管理方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決する手段として請求項1に記載のレーザ加工機におけるレンズおよびノズルの管理方法は、着脱可能なレンズ組立体およびノズルを有するレーザ加工ヘッドを備えたレーザ加工機において、前記レンズ組立体およびノズルにデータを記録または読み出し可能な識別媒体を設け、該識別媒体に前記レンズ組立体およびノズルに固有の機能情報と、前記レンズ組立体およびノズルの使用環境並びにメンテナンス状況等を含む履歴情報とを記録し、前記レンズ組立体およびノズルまたはいずれか一方を交換するときに、前記機能情報を読み出して該読み出された機能情報と、NC装置に保有させた加工条件データベースとを比較して、不一致のときには不一致のアラームを表示することを要旨とするものである。
【0009】
請求項2に記載のレーザ加工機におけるレンズおよびノズルの管理方法は、請求項1に記載のレーザ加工機におけるレンズおよびノズルの管理方法において、前記レンズ組立体およびノズルの機能情報がレンズの焦点距離とノズル口径であり、前記履歴情報が累積使用時間、交換日時、クリーニングの有無、不使用経過時間、レーザ出力、パルス幅、レーザ周波数、 デューティ比、加工速度、戻り光レベル、戻り光露光時間、汚染度、トラブルの有無であることをことを要旨とするものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明に係るレーザ加工機におけるレンズおよびノズルの管理方法を適用したレーザ加工機の一例が図1〜図3に示してある。以下にレーザ加工機の概要を説明する。
【0011】
図1〜図3に示すように、レーザ加工機1は床面から立設した4本の支柱3を有し、この支柱3の上部にX軸方向へ延伸する2本のX軸ガイド5(a,b)が取り付けてある。このX軸ガイド5(a,b)の両端部には、Y軸方向に延伸した梁部材7(a,b)で連結してある。
【0012】
そして、前記X軸ガイド5(a,b)の上には、X軸キャリッジ9(a,b)が図示省略の駆動手段によりX軸方向へ位置決め可能に設けてある。X軸キャリッジ9aと9bの間にはY軸ガイド11が懸架してあって、このY軸ガイドにY軸キャリッジ13が図示省略の駆動手段によって、Y軸方向に移動位置決め可能に設けてある。また、このY軸キャリッジ13には図示省略の駆動手段によってZ軸方向に移動位置決め可能なZ軸キャリッジ15が設けてある。
【0013】
図1および図4に示すように、前記Z軸キャリッジ15の下部にはZ軸に直交する水平なB軸を軸として回動可能なレーザ加工ヘッド17が設けてある。このレーザ加工ヘッド17には、内部に集光レンズ23を備えたレンズ組立体18(レンズASSY.)が着脱可能に装着してあり、かつこのレンズ組立体18の下部にはギャップセンサーを備えたノズル19が着脱可能に装着してある。
【0014】
上述の集光レンズ23へは、レーザ発振器25からのレーザビームLBが複数のベンドミラーBMを介して導かれるようになっている。集光レンズ23で集光されたレーザビームLBは、前記ノズル19のノズル口からワークWへ照射されるように軸心が調整してある。また、前記Z軸キャリッジ15はZ軸を軸心とするA軸を軸に回転可能に設けてある。
【0015】
前記レーザ加工ヘッド17の下方の床面には、レーザ加工ヘッド17の移動範囲をカバーできる面積を有するワークテーブル21が設置してある。また、前記レーザ発振器25に隣接してレーザ加工機1を制御するNC装置27とレーザ発振器25の電源装置29が設置してある。
【0016】
上記構成のレーザ加工機1において、前記X、Y、Zの3軸とA軸およびB軸とを前記NC装置27によって制御することにより、レーザ加工ヘッド17を前記ワークテーブル21上に載置されたワークWの任意の位置に対して位置決めすることが可能であり、レーザビームを所望の加工位置へ照射することによりレーザ加工を行うことができる。
【0017】
図1、図3に示すように、前記ワークテーブル21の近傍の支柱3の一つ(実施例では、図3の左下の支柱3)に前記NC装置27に制御されるバーコードリーダ/ライター35が設けてある。
【0018】
一方、前記レーザ加工ヘッド17のレンズ組立体18(レンズASSY.)には、レンズ組立体18に関する情報を記録した識別媒体37としてバーコードが取り付けてある。この識別媒体37には、バーコードの他に例えば、2次元コード(VERIコード)、ICチップ等を使用することも可能である
上述のレンズ組立体18(レンズASSY.)に取り付ける識別媒体であるバーコードに記録する情報としては、部品固有の機能情報と部品の使用環境およびメンテナンス状況等を含む履歴情報とがあり、機能情報には1.レンズの焦点距離を、履歴情報には、1.累積使用時間、2.交換日時、3.クリーニングの有無、4.不使用経過時間、5.レーザ出力、6.パルス幅、7.レーザ周波数、8. デューティ比、9.加工速度、10.戻り光レベル、11.戻り光露光時間、12.汚染度、13.トラブルの有無、等の情報がコード化して記載してある。
【0019】
ノズル19に貼付するバーコードには、機能情報には1.ノズル口径、履歴情報には1.累積使用時間、2.交換日時、3.クリーニングの有無、4.不使用経過時間、5.レーザ出力、6.パルス幅、7.レーザ周波数、8. デューティ比、9.加工速度、10.戻り光レベル、11.戻り光露光時間、12.汚染度、13.トラブルの有無、等の情報がコード化して記載してある。
【0020】
次に、図6を参照して前記NC装置27の構成について説明する。NC装置27は中央処理装置であるCPU39を有し、このCPU39には種々のデータを入力するためのキーボードの如き入力手段41、種々のデータを表示するためのCRTの如き出力手段43が接続されている。
【0021】
また、CPU39には、ワークの材質と板厚に対応した最適な集光レンズの焦点距離およびノズルの口径の組み合わせが加工条件データベース45として記憶してある。また、入力されたワークの材質および板厚と、前記加工条件データベース45とを比較演算する加工条件比較手段47およびプログラムや演算結果を記憶しておくメモリ49、バーコードリーダ/ライター35が接続してある。
【0022】
次に、図7のフローチャートを参照しながら、本発明に係るレーザ加工機におけるレンズおよびノズルの管理方法の管理の流れを説明する。
【0023】
始めに、レーザ加工機1におけるレーザ加工を一時中断(ステップS1)すると同時に、現在装着されているレンズ(レンズ組立体)18とノズル19の機能情報と履歴情報をバーコードライターへ送信(ステップS2)し、これをバーコードとしてレンズ(レンズ組立体)18とノズル19のそれぞれに書き込むか、シールに書き込んでそれを張り付ける(ステップS3)。
【0024】
次いで、現在のレンズ(レンズ組立体)18とノズル19またはいずれか一方をレーザ加工ヘッド17から取り外して収納棚(図示せず)へ収納(ステップS4)するとともに、新しいレンズ(レンズ組立体)18とノズル19またはいずれか一方を収納棚から取り出してレーザ加工ヘッド17に装着する(ステップS5)。
【0025】
次いで、レーザ加工ヘッド17をバーコードリーダー35のところへ移動させて、バーコードに記録された機能情報と履歴情報を読みとり(ステップS6)、NC装置27に入力された加工条件データベース45とデータが一致するか否かの判断を加工条件比較手段47により行う(ステップS8)。
【0026】
比較の結果、データが加工条件データベース45のそれと一致すればレーザ加工を開始する(ステップS9)。不一致の場合には、加工条件データベース45のデータに不一致の旨のアラームを出力手段41に表示して、ステップS4に戻り、正しいレンズとノズルを装着を促すことになる。
【0027】
なお、このアラームには装着されたレンズ(レンズ組立体)18とノズル19の機能情報と履歴情報を同時に表示する。
【0028】
上述の如く、本発明のレーザ加工機におけるレンズおよびノズルの管理方法によれば、レンズまたはノズルの交換時に最適な加工条件に一致しない不適当なレンズまたはノズルを使用することを確実に防止することができる。また、交換時に直前の加工データをも含む履歴情報を作業者に提供できるので、機械故障などの不時の場合にも作業者は臨機応変な処置を行うことが可能となる。
【0029】
なお、本発明の実施例の説明において三次元レーザ加工機を例に説明してあるが、本発明のレーザ加工機におけるレンズおよびノズルの管理方法は三次元レーザ加工機に限定されるものではない。
【0030】
【発明の効果】
請求項1または請求項2の発明によれば、レンズまたはノズルの交換時に最適な加工条件に一致しない不適当なレンズまたはノズルを使用することを確実に防止することができる。したがって、不適当なレンズまたはノズルの使用による加工不良を防止することができる。
【0031】
また、レンズまたはノズルの交換時に直前の加工データをも含む履歴情報を作業者に提供できるので、機械故障などの不時の場合にも作業者は臨機応変な処置を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るレーザ加工機におけるレンズおよびノズルの管理方法を適用したレーザ加工機の一例(正面図)。
【図2】図1のレーザ加工機の右側面図。
【図3】図1のレーザ加工機の平面図。
【図4】図1のレーザ加工ヘッド17の部分の拡大説明図。
【図5】図4に於けるA矢視図。
【図6】NC装置の構成の説明図。
【図7】本発明に係るレーザ加工機におけるレンズおよびノズルの管理方法の管理の流れを説明するフローチャート。
【符号の説明】
1 レーザ加工機
3 支柱
5(a,b) X軸ガイド
7(a,b) 梁部材
9(a,b) X軸キャリッジ
11 Y軸ガイド
13 Y軸キャリッジ
15 Z軸キャリッジ
17 レーザ加工ヘッド
18 レンズ組立体
19 ノズル
21 ワークテーブル
23 集光レンズ
25 レーザ発振器
27 NC装置
29 電源装置
35 バーコードリーダ/ライタ
37 識別媒体
39 CPU
41 入力手段
43 出力手段
45 加工条件データベース
47 加工条件比較手段
W ワーク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lens and nozzle management method in a laser processing machine.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an operator performs management of the focal length of a lens, the diameter of a nozzle, and the like in a laser processing machine. If the nozzle and lens are regarded as a kind of tool, knowing the past history of using the nozzle and lens enables tool management to grasp the life of the nozzle and lens at the time of replacement. Management is not carried out in depth. Further, the lens and the nozzle in the laser processing machine are different from the tool of a normal machine tool in that the lens and the nozzle to be replaced are greatly affected by the past processing. In particular, the lens exhibits a unique property called a thermal lens phenomenon when exposed to laser light. If the laser beam is cut off, the thermal lens phenomenon disappears. However, this repetition causes thermal fatigue to accumulate in the lens, which greatly affects the lens characteristics. Moreover, the nozzle itself may be blocked by a laser beam due to spatter scattering during laser processing.
[0003]
If there are about two types of lenses and nozzles, it is possible to make a determination by providing a detection sensor inside the processing head, but if there are more types than that, the method of providing a detection sensor inside the processing head can make the determination. difficult.
[0004]
In a turret punch press that is a plate material processing machine, a tool is managed by attaching a tool identification body such as a barcode to a mold in order to manage the size and shape of the mold (for example, Patent Document 1). The main information included in the tool identifier is information unique to the tool such as a tool nominal diameter, a tool shape (cut shape), an attachment angle, and a management number.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-28532
[Problems to be solved by the invention]
In the case where the management of the focal length of the lens, the diameter of the nozzle, etc. in the laser processing machine is left to the operator, it is inevitable that human error will occur. Also, in tool management in machine tools such as turret punch presses, it is important to manage tool-specific information such as tool nominal diameter, tool shape (extracted shape), mounting angle, and management number. In the management of lenses and nozzles in laser processing machines, which are tools that have different properties from tools, it is important to understand past usage conditions in addition to specific information such as lens type (focal length) and nozzle diameter. It becomes.
[0007]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a laser processing machine capable of mechanically managing the lens and the type of the nozzle and the past use history. It is to provide a lens and nozzle management method.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The method of managing a lens and a nozzle in a laser processing machine according to
[0009]
The lens and nozzle management method in the laser beam machine according to claim 2 is the lens and nozzle management method in the laser beam machine according to
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An example of a laser processing machine to which the lens and nozzle management method in the laser processing machine according to the present invention is applied is shown in FIGS. The outline of the laser processing machine will be described below.
[0011]
As shown in FIGS. 1 to 3, the
[0012]
On the X-axis guide 5 (a, b), an X-axis carriage 9 (a, b) is provided so as to be positioned in the X-axis direction by a driving means (not shown). A Y-
[0013]
As shown in FIGS. 1 and 4, a
[0014]
A laser beam LB from the
[0015]
A work table 21 having an area that can cover the moving range of the
[0016]
In the
[0017]
As shown in FIG. 1 and FIG. 3, a bar code reader /
[0018]
On the other hand, a barcode is attached to the lens assembly 18 (lens ASSY.) Of the
[0019]
The bar code affixed to the
[0020]
Next, the configuration of the
[0021]
Further, the
[0022]
Next, the management flow of the lens and nozzle management method in the laser beam machine according to the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0023]
First, the laser processing in the
[0024]
Next, the current lens (lens assembly) 18 and / or
[0025]
Next, the
[0026]
As a result of the comparison, if the data matches that of the
[0027]
In this alarm, the function information and history information of the mounted lens (lens assembly) 18 and
[0028]
As described above, according to the lens and nozzle management method of the laser processing machine of the present invention, it is possible to reliably prevent the use of an inappropriate lens or nozzle that does not match the optimum processing conditions when the lens or nozzle is replaced. Can do. In addition, since the history information including the immediately preceding machining data can be provided to the worker at the time of replacement, the worker can take an appropriate action even in the event of an emergency such as a machine failure.
[0029]
In the description of the embodiment of the present invention, a three-dimensional laser processing machine has been described as an example. However, the lens and nozzle management method in the laser processing machine of the present invention is not limited to the three-dimensional laser processing machine. .
[0030]
【The invention's effect】
According to the first or second aspect of the present invention, it is possible to reliably prevent the use of an inappropriate lens or nozzle that does not match the optimum processing conditions when the lens or nozzle is replaced. Therefore, it is possible to prevent processing defects caused by using inappropriate lenses or nozzles.
[0031]
In addition, since history information including processing data immediately before the replacement of the lens or nozzle can be provided to the worker, the worker can take flexible measures even in the event of an emergency such as a machine failure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an example (front view) of a laser processing machine to which a lens and nozzle management method is applied in a laser processing machine according to the present invention.
FIG. 2 is a right side view of the laser beam machine shown in FIG.
3 is a plan view of the laser beam machine in FIG. 1. FIG.
4 is an enlarged explanatory view of a portion of the
FIG. 5 is a view on arrow A in FIG. 4;
FIG. 6 is an explanatory diagram of the configuration of the NC device.
FIG. 7 is a flowchart for explaining a management flow of a lens and nozzle management method in the laser beam machine according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
41 Input means 43 Output means 45
Claims (2)
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