JP2008068305A - Laser machining method and laser machining device - Google Patents

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公彦 赤澤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser machining method and a laser machining device where a workpiece can be quickly subjected to laser machining with high efficiency. <P>SOLUTION: In the laser machining method where a workpiece is irradiated with a laser beam while outputting a machining gas thereto, beam on timings are decided in such a manner that the laser beam is turned on at the timing before the timing in which gas pressure reaches the set gas pressure in previously set machining conditions, and the laser irradiation is performed to the workpiece at the timing after the timing in which the gas pressure reaches the set gas pressure. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、被加工物に加工ガスおよびレーザビームを照射しながら被加工物のレーザ加工を行うレーザ加工方法およびレーザ加工装置に関するものである。   The present invention relates to a laser processing method and a laser processing apparatus for performing laser processing on a workpiece while irradiating the workpiece with a processing gas and a laser beam.

鉄、アルミ、樹脂などの種々の被加工物(ワーク)を加工する装置として、ワークへレーザ光の照射を行なって加工を行うレーザ加工装置などがある。このようなレーザ加工装置では、レーザ照射によって融点に達したワークに対して溶融を促進したり高い圧力によって材料を吹き飛ばしたりするための加工ガス(アシストガス)が使用されている。   As an apparatus for processing various workpieces (workpieces) such as iron, aluminum, and resin, there is a laser processing apparatus that performs processing by irradiating the workpiece with laser light. In such a laser processing apparatus, a processing gas (assist gas) for accelerating melting or blowing off a material with a high pressure is used for a workpiece that has reached a melting point by laser irradiation.

ワークをレーザ加工する際の加工条件(レーザ光の出力や周波数、レーザ光の焦点位置、加工ガス圧力、ガスの種類、加工速度)は、ワーク(加工材料や板厚)などによって決定するため、予め設定しておいた加工条件(設定値)と異なる加工条件でレーザ加工を行うと加工不良となってしまう。   Processing conditions (laser beam output and frequency, laser beam focal position, processing gas pressure, gas type, processing speed) when laser processing a workpiece are determined by the workpiece (processing material and plate thickness), etc. If laser processing is performed under processing conditions different from preset processing conditions (setting values), processing failure occurs.

例えば、レーザ加工する際のガス圧力(加工ガス圧)は、加工ガスの配管中に配設された圧力センサを用いて測定している。そして、所定の指令圧力に対する実圧力(測定したガス圧)をフィードバックして加工ガス圧が所定のガス圧となるよう制御している。レーザ加工を行う際に加工ガスが所定の圧力に到達しない状態でレーザ光を照射すると、溶融したワークが加工レンズ(レーザ光を集光するレンズ)に付着し、加工不良の原因となる。これにより、高価な加工レンズが破損し、復旧作業に多くの時間を費やすこととなる。このため、加工ガス圧の制御とレーザ光の照射タイミングの制御は、ワークのレーザ加工において重要視されている。   For example, the gas pressure (processing gas pressure) at the time of laser processing is measured by using a pressure sensor disposed in a processing gas pipe. Then, the actual pressure (measured gas pressure) with respect to a predetermined command pressure is fed back to control the processing gas pressure to be a predetermined gas pressure. When laser processing is performed in a state where the processing gas does not reach a predetermined pressure when performing laser processing, the melted workpiece adheres to the processing lens (lens that condenses the laser light), which causes processing defects. As a result, the expensive processing lens is damaged, and a lot of time is spent on the restoration work. For this reason, control of the processing gas pressure and control of the irradiation timing of the laser beam are regarded as important in laser processing of the workpiece.

また、レーザ加工装置では、効率良く迅速にワークを加工することが望まれている。このため、レーザ加工装置によってレーザ加工を行う際には、迅速に所定の加工ガス圧に到達させてレーザ光を照射し、レーザ加工を開始させる必要がある。従来のレーザ加工装置では、レーザ光の照射タイミングを所定の固定時間(固定のタイミング)に設定している。例えば、加工ガス圧が所定のガス圧に到達した後にレーザ照射が行なわれるよう、レーザ光の照射タイミング(立ち上げのタイミング)を全ての加工条件で同じタイミングに設定している。このため、加工条件によっては、加工ガス圧が所定のガス圧に到達してからレーザ照射が行なわれるまでの時間が長時間となる場合があり、レーザ加工に要する時間が長くなるとともに余計な加工ガスを消費していた。   Further, it is desired that a laser processing apparatus processes a workpiece efficiently and quickly. For this reason, when laser processing is performed by a laser processing apparatus, it is necessary to quickly reach a predetermined processing gas pressure, irradiate laser light, and start laser processing. In the conventional laser processing apparatus, the laser beam irradiation timing is set to a predetermined fixed time (fixed timing). For example, the laser beam irradiation timing (rise timing) is set to the same timing under all the processing conditions so that laser irradiation is performed after the processing gas pressure reaches a predetermined gas pressure. For this reason, depending on the processing conditions, it may take a long time until the laser irradiation is performed after the processing gas pressure reaches a predetermined gas pressure, which increases the time required for laser processing and unnecessary processing. Was consuming gas.

また、特許文献1に記載のレーザ加工装置では、加工ヘッド内のアシストガス圧力を検出する圧力センサを加工ヘッドに設け、圧力センサの検出値に基づいてアシストガス圧力を制御している。   Moreover, in the laser processing apparatus described in Patent Document 1, a pressure sensor for detecting the assist gas pressure in the processing head is provided in the processing head, and the assist gas pressure is controlled based on the detection value of the pressure sensor.

特開平5−185276号公報JP-A-5-185276

しかしながら、上記従来の技術では、ワークへのレーザ加工を開始する際、加工ガス圧が所定の圧力に到達した後にレーザ光をビームONさせるため、加工条件として設定された加工ガス圧に到達した後、レーザ光が照射されるまでの時間(ビームONからレーザ照射までの時間)が無駄となる。このため、効率良く迅速にワークをレーザ加工することができないといった問題があった。   However, in the above conventional technique, when laser processing on the workpiece is started, the laser beam is turned on after the processing gas pressure reaches a predetermined pressure, and therefore, after reaching the processing gas pressure set as the processing conditions The time until the laser beam is irradiated (the time from the beam ON to the laser irradiation) is wasted. For this reason, there was a problem that the workpiece could not be laser processed efficiently and quickly.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、効率良く迅速に被加工物をレーザ加工するレーザ加工方法およびレーザ加工装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a laser processing method and a laser processing apparatus for laser processing a workpiece efficiently and quickly.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、被加工物に加工ガスを出力しながらレーザビームを照射して前記被加工物のレーザ加工を行うレーザ加工方法において、予め設定しておいた加工条件の設定ガス圧力に到達するタイミングよりも前のタイミングで前記レーザビームをオンし、かつ前記設定ガス圧力に到達するタイミングよりも後のタイミングで前記被加工物へレーザ照射が行なわれるよう、前記レーザビームをオンするビームオンタイミングを決定することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a preset laser processing method for performing laser processing on a workpiece by irradiating a laser beam while outputting a processing gas to the workpiece. The laser beam is turned on at a timing earlier than the timing at which the set gas pressure is reached under the processing conditions, and the workpiece is irradiated with laser at a timing after the timing at which the set gas pressure is reached. It is characterized in that a beam-on timing for turning on the laser beam is determined so as to be performed.

この発明によれば、設定ガス圧力に到達するタイミングよりも前のタイミングでレーザビームをオンし、かつ設定ガス圧力に到達するタイミングよりも後のタイミングで被加工物へレーザ照射が行なわれるよう、ビームオンタイミングを決定するので、効率良く迅速に被加工物をレーザ加工することが可能になるという効果を奏する。   According to this invention, the laser beam is turned on at a timing before the timing at which the set gas pressure is reached, and the workpiece is irradiated with laser at a timing after the timing at which the set gas pressure is reached. Since the beam-on timing is determined, there is an effect that the workpiece can be laser processed efficiently and quickly.

以下に、本発明に係るレーザ加工方法およびレーザ加工装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of a laser processing method and a laser processing apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態
図1は、本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。レーザ加工装置1は、加工ガス(アシストガス)を用いてワーク(被加工物)をレーザ加工する装置であり、制御部10、ガス出力部20、レーザ発振器30、加工ヘッド(レーザ照射部)40を備えている。
Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention. The laser processing apparatus 1 is an apparatus for laser processing a workpiece (workpiece) using a processing gas (assist gas), and includes a control unit 10, a gas output unit 20, a laser oscillator 30, and a processing head (laser irradiation unit) 40. It has.

制御部10は、ワークをレーザ加工する際のNC制御などを行なう。制御部10は、データテーブル記憶部11、ビームONタイミング決定部12などを備えており、ガス出力部20、レーザ発振器30、加工ヘッド40を制御する。   The control unit 10 performs NC control when the workpiece is laser processed. The control unit 10 includes a data table storage unit 11, a beam ON timing determination unit 12, and the like, and controls the gas output unit 20, the laser oscillator 30, and the processing head 40.

データテーブル記憶部11は、レーザ光(レーザビーム)をONさせるタイミング(ビームONタイミング)を決定する際に用いるデータテーブル(後述のデータテーブル100)を記憶する。   The data table storage unit 11 stores a data table (a data table 100 to be described later) used when determining the timing (beam ON timing) for turning on the laser beam (laser beam).

ビームONタイミング決定部12は、データテーブル記憶部11が記憶するデータテーブル100などに基づいて、レーザ加工を開始する際のビームONタイミングを決定する。制御部10は、ビームONタイミング決定部12が決定したビームONタイミングに基づいて、所定のタイミングでレーザ発振器30にレーザ光を発振させる。   The beam ON timing determination unit 12 determines the beam ON timing when starting laser processing based on the data table 100 stored in the data table storage unit 11 and the like. The control unit 10 causes the laser oscillator 30 to oscillate laser light at a predetermined timing based on the beam ON timing determined by the beam ON timing determination unit 12.

ガス出力部20は、制御部10からの指示に基づいて、加工ヘッド40に加工ガスを出力(供給)する。ガス出力部20は、加工ガスの供給源であるガスボンベ21、ガス圧測定部(ガス圧力測定部)22を備えている。ガス圧測定部22は、例えば圧力センサなどを備えており、ガスボンベ21から加工ヘッド40に出力する加工ガスのガス圧力(ガス圧力値)を測定する。ガス圧測定部22は、測定した加工ガス圧力(測定値)を制御部10に入力する。   The gas output unit 20 outputs (supplies) a processing gas to the processing head 40 based on an instruction from the control unit 10. The gas output unit 20 includes a gas cylinder 21 serving as a processing gas supply source, and a gas pressure measurement unit (gas pressure measurement unit) 22. The gas pressure measurement unit 22 includes a pressure sensor, for example, and measures the gas pressure (gas pressure value) of the processing gas output from the gas cylinder 21 to the processing head 40. The gas pressure measuring unit 22 inputs the measured processing gas pressure (measured value) to the control unit 10.

レーザ発振器30は、制御部10からの指示に基づいて、加工ヘッド40にレーザ光を発振(供給)する。加工ヘッド40は、ガス出力部20から供給される加工ガスと、レーザ発振器30から供給されるレーザ光をワークに照射してワークのレーザ加工を行なう。加工ヘッド40は、制御部10からの指示に基づいて、ワークに対する位置を移動する。   The laser oscillator 30 oscillates (supplies) laser light to the machining head 40 based on an instruction from the control unit 10. The processing head 40 performs laser processing on the workpiece by irradiating the workpiece with the processing gas supplied from the gas output unit 20 and the laser beam supplied from the laser oscillator 30. The machining head 40 moves the position relative to the workpiece based on an instruction from the control unit 10.

ここで本発明の主たる特徴である制御部10の詳細な構成について説明する。図2は、制御部の詳細な構成を示すブロック図である。制御部10は、データテーブル記憶部11、ビームONタイミング決定部(ガス圧力判断部、ビームオンタイミング決定部)12、加工条件記憶部14、圧力差算出部13、圧力指令部15、ビームON指令部16を備えている。加工条件記憶部14は、ワークを加工する際の加工条件(例えば、レーザ加工を開始する際に必要な加工ガス圧力など)を記憶する。   Here, a detailed configuration of the control unit 10 which is a main feature of the present invention will be described. FIG. 2 is a block diagram illustrating a detailed configuration of the control unit. The control unit 10 includes a data table storage unit 11, a beam ON timing determination unit (gas pressure determination unit, beam on timing determination unit) 12, a processing condition storage unit 14, a pressure difference calculation unit 13, a pressure command unit 15, and a beam ON command. A portion 16 is provided. The processing condition storage unit 14 stores processing conditions (for example, a processing gas pressure required when starting laser processing) when processing a workpiece.

圧力差算出部13は、ガス出力部20のガス圧測定部22、加工条件記憶部14、圧力指令部15、ビームONタイミング決定部12と接続している。圧力差算出部13は、加工条件記憶部14が記憶する加工条件内の加工ガス圧力(予め設定されている加工ガス圧力)と、ガス圧測定部22が測定した加工ガス圧力(実際に出力されている加工ガス圧力)を比較し、これらの間のガス圧力の差を算出する。圧力差算出部13は、算出したガス圧力の差(圧力差)を圧力指令部15に送信する。   The pressure difference calculation unit 13 is connected to the gas pressure measurement unit 22, the processing condition storage unit 14, the pressure command unit 15, and the beam ON timing determination unit 12 of the gas output unit 20. The pressure difference calculation unit 13 includes a processing gas pressure within the processing conditions stored in the processing condition storage unit 14 (a preset processing gas pressure) and a processing gas pressure measured by the gas pressure measurement unit 22 (actually output). And the difference in gas pressure between them is calculated. The pressure difference calculation unit 13 transmits the calculated gas pressure difference (pressure difference) to the pressure command unit 15.

圧力指令部15は、圧力差算出部13から送られる圧力差を用いて、ガス出力部20が加工ヘッド40へ出力するガスの圧力をガス出力部20に調整させる。圧力指令部15は、ガス出力部20が出力するガスの圧力をガス出力部20に調整させる際、ガス出力部20に対してガス圧力を指定する指示情報(指令)を送信する。   The pressure command unit 15 causes the gas output unit 20 to adjust the pressure of the gas output from the gas output unit 20 to the machining head 40 using the pressure difference sent from the pressure difference calculation unit 13. The pressure command unit 15 transmits instruction information (command) for designating the gas pressure to the gas output unit 20 when the gas output unit 20 adjusts the pressure of the gas output from the gas output unit 20.

ビームONタイミング決定部12は、圧力差算出部13、加工条件記憶部14、ビームON指令部16、データテーブル記憶部11と接続している。ビームONタイミング決定部12は、加工条件記憶部14が記憶する加工条件、データテーブル記憶部11が記憶するデータテーブル100、圧力差算出部13が算出した圧力差に基づいて、レーザ光のビームONタイミング(ワークへレーザ光を照射するタイミング)を決定する。ビームONタイミング決定部12は、決定したビームONタイミングをビームON指令部16に送信する。   The beam ON timing determination unit 12 is connected to the pressure difference calculation unit 13, the processing condition storage unit 14, the beam ON command unit 16, and the data table storage unit 11. The beam ON timing determination unit 12 is configured to turn the laser beam ON based on the processing conditions stored in the processing condition storage unit 14, the data table 100 stored in the data table storage unit 11, and the pressure difference calculated by the pressure difference calculation unit 13. Determine the timing (timing of irradiating the workpiece with laser light). The beam ON timing determination unit 12 transmits the determined beam ON timing to the beam ON command unit 16.

ビームON指令部16は、ビームONタイミング決定部12から受けたビームONタイミングに基づいて、レーザ発振器30に所定のタイミングでレーザ光を発振(ビームON)させる。   The beam ON command unit 16 causes the laser oscillator 30 to oscillate the laser beam at a predetermined timing (beam ON) based on the beam ON timing received from the beam ON timing determination unit 12.

つぎに、レーザ加工装置1の動作手順を説明する。図3は、本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置の動作手順を示すフローチャートである。レーザ加工装置1の制御部10では、圧力差算出部13とビームONタイミング決定部12が加工条件記憶部14からワークの加工条件を読み込む(ステップS10)。   Next, an operation procedure of the laser processing apparatus 1 will be described. FIG. 3 is a flowchart showing an operation procedure of the laser processing apparatus according to the embodiment of the present invention. In the control unit 10 of the laser processing apparatus 1, the pressure difference calculation unit 13 and the beam ON timing determination unit 12 read the processing conditions of the workpiece from the processing condition storage unit 14 (step S10).

圧力差算出部13は、加工条件記憶部14が記憶する加工条件内からワークを加工する際の加工ガス圧力(設定値)を抽出して、圧力指令部15に送信する。圧力指令部15は、圧力差算出部13から送られる加工ガス圧力に基づいて、ガス出力部20が出力するガスの圧力をガス出力部20に指示する(ガス圧指令の送信)(ステップS20)。   The pressure difference calculation unit 13 extracts the processing gas pressure (set value) when processing the workpiece from the processing conditions stored in the processing condition storage unit 14 and transmits the processing gas pressure to the pressure command unit 15. The pressure command unit 15 instructs the gas output unit 20 on the pressure of the gas output from the gas output unit 20 based on the processing gas pressure sent from the pressure difference calculation unit 13 (transmission of a gas pressure command) (step S20). .

ガス出力部20は、圧力指令部15からのガス圧指令に基づいて、所定の圧力で加工ガスを加工ヘッド40に出力する。ガス出力部20から加工ヘッド40への加工ガスはワークに吹き付けられる。このとき、ガス圧測定部22は、ガス出力部20が加工ヘッド40に出力する加工ガスの圧力を測定し、加工ガス圧力の測定値を圧力差算出部13に送信する。ガス圧測定部22は、ガス出力部20が加工ヘッド40に加工ガスを出力している間、出力中の加工ガス圧力を測定し、測定した加工ガス圧力(測定値)を圧力差算出部13に送信し続ける。   The gas output unit 20 outputs the processing gas to the processing head 40 at a predetermined pressure based on the gas pressure command from the pressure command unit 15. The processing gas from the gas output unit 20 to the processing head 40 is blown onto the workpiece. At this time, the gas pressure measurement unit 22 measures the pressure of the processing gas output from the gas output unit 20 to the processing head 40 and transmits the measured value of the processing gas pressure to the pressure difference calculation unit 13. The gas pressure measuring unit 22 measures the processing gas pressure being output while the gas output unit 20 outputs the processing gas to the processing head 40, and the measured processing gas pressure (measured value) is used as the pressure difference calculating unit 13. Continue to send to.

圧力差算出部13は、加工条件記憶部14が記憶する加工条件内の加工ガス圧力と、ガス圧測定部22が測定した加工ガス圧力を比較し、これらの間のガス圧力の差を算出する(ステップS30)。圧力差算出部13は、算出した圧力差を圧力指令部15とビームONタイミング決定部12に送信する。   The pressure difference calculation unit 13 compares the processing gas pressure within the processing conditions stored in the processing condition storage unit 14 with the processing gas pressure measured by the gas pressure measurement unit 22, and calculates the difference in gas pressure between them. (Step S30). The pressure difference calculation unit 13 transmits the calculated pressure difference to the pressure command unit 15 and the beam ON timing determination unit 12.

圧力差算出部13は、ガス圧測定部22から加工ガス圧力の測定値を受けている間、圧力差の算出を継続する。圧力差算出部13は、ビームONタイミング決定部12がビームONタイミングを決定するまで、圧力差の算出結果をビームONタイミング決定部12に送信し続ける。また、圧力差算出部13は、ガス圧測定部22から加工ガス圧力の測定値を受けている間、圧力差の算出結果を圧力指令部15に送信し続ける。   The pressure difference calculation unit 13 continues to calculate the pressure difference while receiving the measurement value of the processing gas pressure from the gas pressure measurement unit 22. The pressure difference calculation unit 13 continues to transmit the pressure difference calculation result to the beam ON timing determination unit 12 until the beam ON timing determination unit 12 determines the beam ON timing. Further, the pressure difference calculation unit 13 continues to transmit the calculation result of the pressure difference to the pressure command unit 15 while receiving the measurement value of the processing gas pressure from the gas pressure measurement unit 22.

圧力指令部15は、圧力差算出部13から送られる圧力差を用いて、ガス出力部20が出力するガスの圧力をガス出力部20に調整させる。圧力指令部15は、加工条件内で設定されている加工ガス圧力に近付くよう、ガス出力部20が出力するガスの圧力を調整させる。   The pressure command unit 15 causes the gas output unit 20 to adjust the pressure of the gas output from the gas output unit 20 using the pressure difference sent from the pressure difference calculation unit 13. The pressure command unit 15 adjusts the pressure of the gas output by the gas output unit 20 so as to approach the processing gas pressure set within the processing conditions.

ビームONタイミング決定部12は、加工ガスの出力を開始して所定時間(例えば2msec)が経過した後に、圧力差算出部13から送られる圧力差を用いて、ガス出力部20から出力されているガス圧力の上昇率(ガス圧上昇率)を算出する(ステップS40)。ビームONタイミング決定部12がガス圧上昇率を算出するタイミングは、予め固定的に設定しておいてもよいし、データテーブル100内で加工条件毎に設定しておいてもよい。つぎに、ビームONタイミング決定部12は、ガス圧上昇率(加工ガス圧力値の上昇率)が加工条件に応じた所定範囲内の傾きであるか否かを判断する(ステップS50)。   The beam ON timing determination unit 12 is output from the gas output unit 20 using the pressure difference sent from the pressure difference calculation unit 13 after a predetermined time (for example, 2 msec) has elapsed since the start of processing gas output. A rate of increase in gas pressure (a rate of increase in gas pressure) is calculated (step S40). The timing at which the beam ON timing determination unit 12 calculates the gas pressure increase rate may be fixedly set in advance, or may be set for each processing condition in the data table 100. Next, the beam ON timing determination unit 12 determines whether the gas pressure increase rate (the increase rate of the processing gas pressure value) is an inclination within a predetermined range corresponding to the processing conditions (step S50).

ここでのビームONタイミング決定部12は、加工条件記憶部14が記憶する加工条件、データテーブル記憶部11が記憶するデータテーブル100、圧力差算出部13が算出した圧力差に基づいて、ガス圧上昇率が所定範囲内の傾きであるか否かを判断する。具体的には、データテーブル100内から加工条件に応じたガス圧上昇率の傾きの許容範囲を抽出し、抽出したガス圧上昇率の傾きの許容範囲内に、算出したガス圧上昇率が入っているか否かを判断する(ステップS50)。   Here, the beam ON timing determination unit 12 determines the gas pressure based on the processing conditions stored in the processing condition storage unit 14, the data table 100 stored in the data table storage unit 11, and the pressure difference calculated by the pressure difference calculation unit 13. It is determined whether or not the rate of increase is within a predetermined range. Specifically, an allowable range of the slope of the gas pressure increase rate corresponding to the machining conditions is extracted from the data table 100, and the calculated gas pressure increase rate is included in the allowable range of the extracted gas pressure increase rate. It is judged whether it is (step S50).

ここで、データテーブル記憶部11が記憶するデータテーブル100の構成について説明する。図4は、データテーブルの構成の一例を示す図である。データテーブル100は、ワークの「加工条件」、加工ガス圧力の「測定タイミング」、ガス圧上昇率の「傾き」の許容範囲、「ビームONタイミング」がそれぞれ対応付けされたデータテーブルである。   Here, the configuration of the data table 100 stored in the data table storage unit 11 will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the configuration of the data table. The data table 100 is a data table in which the “machining conditions” of the workpiece, the “measurement timing” of the machining gas pressure, the allowable range of the “tilt” of the gas pressure increase rate, and the “beam ON timing” are associated with each other.

ワークの「加工条件」は、加工条件記憶部14が記憶する加工条件に対応している。加工ガス圧力の「測定タイミング」は、ガス出力部20が加工ガスの出力を開始してから、ビームONタイミング決定部12がビームONタイミングの判断を開始するまでの時間を示している。例えば、「測定タイミング」が1ms後の場合、ガス出力部20が加工ガスの出力を開始してから1m秒後にガス圧測定部22が測定した加工ガス圧力に基づいて、ビームONタイミング決定部12がビームONタイミングを決定(判断)する。   The “machining condition” of the workpiece corresponds to the machining condition stored in the machining condition storage unit 14. The “measurement timing” of the processing gas pressure indicates the time from when the gas output unit 20 starts outputting the processing gas to when the beam ON timing determination unit 12 starts determining the beam ON timing. For example, when the “measurement timing” is 1 ms later, the beam ON timing determination unit 12 is based on the processing gas pressure measured by the gas pressure measurement unit 22 1 ms after the gas output unit 20 starts outputting the processing gas. Determines (determines) the beam ON timing.

ガス圧上昇率の「傾き」の許容範囲は、ビームONタイミング決定部12が算出したガス圧上昇率の傾きに対して、予め設定しておいた所定時間の経過後にビームONさせることを許容する範囲である。すなわち、ここでの「傾き」は、所定時間の経過後に加工条件で設定されている加工ガス圧力に到達することを保証するガス圧上昇率である。ビームONタイミング決定部12が算出したガス圧上昇率の傾きが、データテーブル100で設定されている「傾き」の範囲内である場合に、この「傾き」に応じた所定時間の経過後にビームONさせると判断する。   The allowable range of the “inclination” of the gas pressure increase rate allows the beam to be turned on after a predetermined time elapses with respect to the inclination of the gas pressure increase rate calculated by the beam ON timing determination unit 12. It is a range. That is, the “slope” here is a gas pressure increase rate that guarantees that the processing gas pressure set in the processing conditions will be reached after a predetermined time has elapsed. When the slope of the gas pressure increase rate calculated by the beam ON timing determination unit 12 is within the range of “slope” set in the data table 100, the beam is turned on after a predetermined time corresponding to this “slope” has elapsed. Judge that you want to.

「ビームONタイミング」は、ビームONタイミング決定部12が所定時間の経過後にビームONさせると判断した後、レーザ発振器30にレーザ光をビームONさせるまでの時間である。   “Beam ON timing” is the time from when the beam ON timing determination unit 12 determines that the beam is turned on after a predetermined time has elapsed until the laser beam is turned on by the laser oscillator 30.

なお、ビームONタイミング決定部12は、ガス圧上昇率の傾きを算出する際、原点と原点以外の他の1点(所定の時刻におけるガス圧力)を用いてガス圧上昇率の傾きを算出してもよいし、原点以外の2点を用いてガス圧上昇率の傾きを算出してもよい。   When calculating the slope of the gas pressure increase rate, the beam ON timing determination unit 12 calculates the slope of the gas pressure increase rate using the origin and one point other than the origin (gas pressure at a predetermined time). Alternatively, the slope of the gas pressure increase rate may be calculated using two points other than the origin.

ビームONタイミング決定部12が、データテーブル100から抽出したガス圧上昇率の傾きの許容範囲内に、算出したガス圧上昇率が入っていると判断すると(ステップS50、Yes)、データテーブル100を用いて、レーザ光のビームONタイミングを決定する。   When the beam ON timing determination unit 12 determines that the calculated gas pressure increase rate is within the allowable range of the gradient of the gas pressure increase rate extracted from the data table 100 (Yes in step S50), the data table 100 is stored. Use to determine the beam ON timing of the laser light.

例えば、加工条件Aの場合、ガス出力部20が加工ガスの出力を開始してから1m秒後にガス圧測定部22が測定した加工ガス圧力に基づいて、ビームONタイミング決定部12がビームONタイミングを決定する。このとき、ビームONタイミング決定部12は、算出したガス圧上昇率の「傾き」が10〜12(圧力/時間)内であれば29m秒後にレーザ光をビームONさせると判断し、算出したガス圧上昇率の「傾き」が12〜15(圧力/時間)内であれば28m秒後にレーザ光をビームONさせると判断する。ビームONタイミング決定部12は、決定したビームONタイミングをビームON指令部16に送信する。   For example, in the case of the processing condition A, the beam ON timing determination unit 12 determines the beam ON timing based on the processing gas pressure measured by the gas pressure measurement unit 22 1 msec after the gas output unit 20 starts outputting the processing gas. To decide. At this time, the beam ON timing determination unit 12 determines that the laser beam is turned on after 29 milliseconds if the “gradient” of the calculated gas pressure increase rate is within 10 to 12 (pressure / hour), and the calculated gas If the “inclination” of the pressure increase rate is within 12 to 15 (pressure / hour), it is determined that the laser beam is turned on after 28 milliseconds. The beam ON timing determination unit 12 transmits the determined beam ON timing to the beam ON command unit 16.

なお、ここではガス圧上昇率の「傾き」に応じてビームONタイミング(28m秒後または29m秒後)を決定する場合について説明したが、加工条件Bのようにガス圧上昇率の「傾き」の許容範囲を1つの領域(10〜13(圧力/時間))に設定し、この範囲以外の場合には異常状態(ガス出力の異常)であると判断してもよい。   Here, the case where the beam ON timing (after 28 msec or 29 msec) is determined according to the “inclination” of the gas pressure increase rate has been described, but the “inclination” of the gas pressure increase rate as in the processing condition B has been described. May be determined to be in an abnormal state (abnormal gas output) if the allowable range is set to one region (10 to 13 (pressure / time)).

本実施の形態では、加工ガス圧力が所定の設定値に到達して安定した後、すぐにワークへのレーザ光の照射を行なえるよう、加工ガス圧力が安定する前にレーザ光のビームONを開始しておく。図5は、レーザ照射のタイミングを説明するための図である。   In the present embodiment, after the processing gas pressure reaches a predetermined set value and stabilizes, the laser beam is turned on before the processing gas pressure is stabilized so that the laser beam can be irradiated onto the workpiece immediately. Get started. FIG. 5 is a diagram for explaining the timing of laser irradiation.

同図に示すように、算出したガス圧上昇率の傾きがデータテーブル100から抽出したガス圧上昇率の傾きの許容範囲内に入っている場合、加工ガス圧力が安定した後、すぐにワークへのレーザ光の照射を行なえるよう、加工ガス圧力が安定する前にレーザ光のビームONを開始する。このため、実施の形態では、レーザ光のビームONを開始してレーザ光の安定に要する時間が経過した時に、加工ガス圧力が安定した状態でレーザ照射が行なわれるよう、予め加工条件毎にレーザ光のビームONを開始するタイミングを設定しておく。   As shown in the figure, when the calculated slope of the gas pressure rise rate is within the allowable range of the slope of the gas pressure rise rate extracted from the data table 100, immediately after the processing gas pressure is stabilized, the workpiece is immediately transferred to the workpiece. The laser beam is turned on before the processing gas pressure is stabilized so that the laser beam can be irradiated. For this reason, in the embodiment, the laser is irradiated for each processing condition in advance so that the laser irradiation is performed in a state where the processing gas pressure is stable when the laser light beam ON is started and the time required for the laser light stabilization has elapsed. The timing for starting the light beam ON is set in advance.

ビームON指令部16は、ビームONタイミング決定部12から受けたビームONタイミングに基づいて、レーザ発振器30にビームON指令を送信し(ステップS60)、レーザ発振器30にレーザ光を発振(ビームON)させる。   The beam ON command unit 16 transmits a beam ON command to the laser oscillator 30 based on the beam ON timing received from the beam ON timing determination unit 12 (step S60), and oscillates the laser light to the laser oscillator 30 (beam ON). Let

レーザ発振器30ではビームON指令を受けた後、加工ヘッド40へのレーザ発振を開始する。この後、所定時間(例えば20msec)の経過後にレーザ発振器30が立ち上がり、レーザ発振器30から加工ヘッド40にレーザ光が出力される。これにより、加工ヘッド40から出力される加工ガスおよびレーザ光によって、ワークのレーザ加工が行われる(ステップS70)。   The laser oscillator 30 starts laser oscillation to the machining head 40 after receiving the beam ON command. Thereafter, after a predetermined time (for example, 20 msec) elapses, the laser oscillator 30 starts up, and laser light is output from the laser oscillator 30 to the processing head 40. Thereby, laser processing of the workpiece is performed by the processing gas and laser light output from the processing head 40 (step S70).

この後、圧力差算出部13は、加工条件記憶部14が記憶する加工条件内のガス圧力と、ガス圧測定部22が測定したガス圧力を比較し、これらの間のガス圧力の差を算出し圧力差を監視する(ステップS80)。圧力差算出部13は、算出した圧力差を圧力指令部15に送信し、圧力指令部15は、必要に応じてガス出力部20にガス圧力を調整させる。   Thereafter, the pressure difference calculation unit 13 compares the gas pressure within the processing conditions stored in the processing condition storage unit 14 with the gas pressure measured by the gas pressure measurement unit 22, and calculates the difference in gas pressure between them. The pressure difference is monitored (step S80). The pressure difference calculation unit 13 transmits the calculated pressure difference to the pressure command unit 15, and the pressure command unit 15 causes the gas output unit 20 to adjust the gas pressure as necessary.

一方、ビームONタイミング決定部12が、データテーブル100から抽出したガス圧上昇率の傾きの許容範囲内に算出したガス圧上昇率が入っていないと判断すると(ステップS50、No)、ビームONタイミング決定部12は圧力差算出部13が算出した圧力差が所定の範囲内となったか否か(ガス出力部20から出力される加工ガス圧力が加工条件で指定された圧力に到達したか否か)をチェックする(ステップS90)。   On the other hand, when the beam ON timing determination unit 12 determines that the gas pressure increase rate calculated within the allowable range of the gradient of the gas pressure increase rate extracted from the data table 100 is not included (No in step S50), the beam ON timing is determined. The determination unit 12 determines whether or not the pressure difference calculated by the pressure difference calculation unit 13 is within a predetermined range (whether or not the processing gas pressure output from the gas output unit 20 has reached the pressure specified by the processing conditions). ) Is checked (step S90).

ガス出力部20から出力される加工ガス圧力が加工条件で指定された圧力に到達すると(ステップS100、Yes)、ビームONタイミング決定部12はビームON指令部16にビームONさせる指示を送信する。   When the processing gas pressure output from the gas output unit 20 reaches the pressure specified by the processing conditions (step S100, Yes), the beam ON timing determination unit 12 transmits an instruction to turn on the beam to the beam ON command unit 16.

ビームON指令部16は、ビームONタイミング決定部12からビームONの指示を受けると、レーザ発振器30にビームON指令を送信し(ステップS60)、レーザ発振器30にレーザ光を発振(ビームON)させる。   When receiving the beam ON instruction from the beam ON timing determination unit 12, the beam ON command unit 16 transmits a beam ON command to the laser oscillator 30 (step S60), and causes the laser oscillator 30 to oscillate the laser beam (beam ON). .

この後、レーザ発振器30は、加工ヘッド40へのレーザ発振を開始し、加工ヘッド40から出力される加工ガスおよびレーザ光によって、ワークのレーザ加工が行われる(ステップS70)。そして、圧力差算出部13は、加工条件記憶部14が記憶する加工条件内のガス圧力と、ガス圧測定部22が測定したガス圧力を比較し、これらの間のガス圧力の差を算出し圧力差を監視する(ステップS80)。圧力差算出部13は、算出した圧力差を圧力指令部15に送信し、圧力指令部15は、必要に応じてガス出力部20にガス圧力を調整させる。   Thereafter, the laser oscillator 30 starts laser oscillation to the machining head 40, and the workpiece is laser machined by the machining gas and laser light output from the machining head 40 (step S70). Then, the pressure difference calculation unit 13 compares the gas pressure in the processing conditions stored in the processing condition storage unit 14 with the gas pressure measured by the gas pressure measurement unit 22, and calculates the difference in gas pressure between them. The pressure difference is monitored (step S80). The pressure difference calculation unit 13 transmits the calculated pressure difference to the pressure command unit 15, and the pressure command unit 15 causes the gas output unit 20 to adjust the gas pressure as necessary.

一方、所定の時間内にガス出力部20から出力される加工ガス圧力が加工条件で指定された圧力に到達しない場合(ステップS100、No)、加工ガス圧力の異常を通知するためのアラームを出力し、レーザ加工装置1を停止させる(ステップS110)。   On the other hand, if the processing gas pressure output from the gas output unit 20 within a predetermined time does not reach the pressure specified by the processing conditions (No in step S100), an alarm for notifying the abnormality of the processing gas pressure is output. Then, the laser processing apparatus 1 is stopped (step S110).

このように本実施の形態では、ガス圧上昇率の傾きに基づいて所定時間の経過後にビームONを開始してよいか否かを判断している。そして、所定時間の経過後にビームONを開始してよいと判断した場合には、加工ガス圧力が安定する前にレーザ光のビームONを開始しているので、加工ガス圧力が所定の設定値に到達して安定した後、すぐにワークへのレーザ光の照射を行なうことができる。   As described above, in the present embodiment, it is determined whether or not the beam ON can be started after a predetermined time has elapsed based on the slope of the gas pressure increase rate. If it is determined that the beam ON can be started after the lapse of a predetermined time, the beam ON of the laser beam is started before the processing gas pressure is stabilized, so that the processing gas pressure becomes a predetermined set value. Immediately after reaching and stabilizing, the workpiece can be irradiated with laser light.

ここで、従来から用いられていたレーザ加工方法(ビームONタイミングの制御方法)と、実施の形態に係るレーザ加工方法の相違点について説明する。図6は、従来のレーザ加工方法と、実施の形態に係るレーザ加工方法の相違点を説明するための図である。   Here, the difference between the laser processing method (beam ON timing control method) conventionally used and the laser processing method according to the embodiment will be described. FIG. 6 is a diagram for explaining the difference between the conventional laser processing method and the laser processing method according to the embodiment.

図6では、図内の上側に従来のレーザ加工方法におけるビームONタイミングを示し、図内の下側に実施の形態に係るレーザ加工方法におけるビームONタイミングを示している。   In FIG. 6, the beam ON timing in the conventional laser processing method is shown on the upper side in the drawing, and the beam ON timing in the laser processing method according to the embodiment is shown on the lower side in the drawing.

従来のレーザ加工方法では、加工条件で設定される所定の加工ガス圧力に到達して、この加工ガス圧力が安定した後に、レーザ光のビームON指令が行われる。そして、レーザ光の安定に要する時間が経過した後に、ワークへのレーザ照射が行なわれる。このため、ビームON指令が行われてからレーザ照射が行なわれるまでの時間がレーザ加工において無駄な時間となり、レーザ加工に長時間を要することとなる。   In the conventional laser processing method, after a predetermined processing gas pressure set in processing conditions is reached and the processing gas pressure is stabilized, a laser beam ON command is issued. Then, after the time required for stabilization of the laser light has elapsed, the workpiece is irradiated with laser. For this reason, the time from when the beam ON command is issued until the laser irradiation is performed is a wasteful time in laser processing, and a long time is required for laser processing.

一方、実施の形態に係るレーザ加工方法では、加工条件で設定される所定の加工ガス圧力に到達して加工ガス圧力が安定する前にレーザ光のビームONを開始しているので、加工ガス圧力が所定の設定値に到達して安定した後、すぐにワークへのレーザ光の照射を行なうことができる。このため、ビームON指令が行われてからレーザ照射が行なわれるまでの無駄な時間を費やすことなく短時間でレーザ加工処理を行なえる。   On the other hand, in the laser processing method according to the embodiment, the laser beam ON is started before reaching the predetermined processing gas pressure set in the processing conditions and stabilizing the processing gas pressure. After reaching the predetermined set value and stabilizing, the workpiece can be irradiated with laser light immediately. For this reason, laser processing can be performed in a short time without wasting time from when the beam ON command is issued until laser irradiation is performed.

また、本実施の形態では、ガス圧測定部22がガスボンベ21から加工ヘッド40に出力する加工ガスのガス圧力を測定しているので、正確な加工ガス圧力を測定できる。図7は、レーザ加工装置に配設されるガス圧測定部の位置を説明するための図である。   In the present embodiment, since the gas pressure measuring unit 22 measures the gas pressure of the processing gas output from the gas cylinder 21 to the processing head 40, an accurate processing gas pressure can be measured. FIG. 7 is a diagram for explaining the position of the gas pressure measurement unit disposed in the laser processing apparatus.

レーザ加工装置1は、ガス出力部20内にガスボンベ21、制御バルブ54、開閉バルブ55、ガス圧測定部22を備えている。ガスボンベ21からの加工ガスは開閉バルブ55、制御バルブ54を介して加工ヘッド40に送られる。ガス圧測定部22は、制御バルブ54を介して加工ヘッド40に送られる加工ガスの圧力を測定できるよう、制御バルブ54と加工ヘッド40の間に配設されている。   The laser processing apparatus 1 includes a gas cylinder 21, a control valve 54, an opening / closing valve 55, and a gas pressure measuring unit 22 in the gas output unit 20. The processing gas from the gas cylinder 21 is sent to the processing head 40 via the opening / closing valve 55 and the control valve 54. The gas pressure measuring unit 22 is disposed between the control valve 54 and the processing head 40 so that the pressure of the processing gas sent to the processing head 40 via the control valve 54 can be measured.

例えば、ガス圧測定部22(圧力センサ)を加工ヘッド40の内部に配設した場合、レーザ加工によってワークへピアス穴を貫通させる際に、コーナRなどで急激な圧力変動を受けやすくなり、安定した加工を行うことが困難となる。また、スパッタやレーザ光の反射光によって圧力センサが破損しやすくなってしまう。また、加工点近傍の周囲環境などによって圧力センサへ影響をおよぼす可能性が大きくなる。さらに、圧力センサを加工ヘッド40の内部(チャンバ内)に取り付けるため、チャンバの内壁部分に圧力センサの凹凸ができてしまい、加工ガスの流れを乱す原因となる。   For example, when the gas pressure measuring unit 22 (pressure sensor) is disposed in the machining head 40, when the pierced hole is penetrated into the workpiece by laser machining, it becomes easy to be subjected to a sudden pressure fluctuation at the corner R or the like and stable. It becomes difficult to perform the processed. Further, the pressure sensor is likely to be damaged by the reflected light of the sputtering or laser light. In addition, there is a greater possibility that the pressure sensor will be affected by the surrounding environment near the machining point. Furthermore, since the pressure sensor is attached to the inside of the processing head 40 (inside the chamber), the pressure sensor has irregularities on the inner wall portion of the chamber, which may disturb the flow of the processing gas.

一方、本実施の形態では、制御バルブ54と加工ヘッド40の間に圧力センサを配設しているので、急激な圧力変動の影響を受けにくくなる。また、スパッタやレーザ光の反射光による圧力センサの破損を防止することができる。また、加工中の加工ガス圧力の管理は、加工ヘッド40でのガス圧力を用いて行なう必要はなく、制御バルブ54と加工ヘッド40の間の圧力で管理してもよい。さらに、圧力センサが加工ヘッド40の内部に取り付けられていないため、チャンバの内壁部分が均一な面となり、加工ガスの整流化ができる。これにより、実施の形態では従来のガス圧力の測定と比べて正確にガス圧力を測定できる。したがって、適切なビームONタイミングを正確に判断できることとなる。   On the other hand, in the present embodiment, since the pressure sensor is disposed between the control valve 54 and the machining head 40, it is difficult to be affected by sudden pressure fluctuations. Further, the pressure sensor can be prevented from being damaged by sputtering or reflected light of the laser beam. Further, the management of the processing gas pressure during processing does not need to be performed using the gas pressure at the processing head 40, and may be managed by the pressure between the control valve 54 and the processing head 40. Further, since the pressure sensor is not attached to the inside of the processing head 40, the inner wall portion of the chamber becomes a uniform surface, and the processing gas can be rectified. Thereby, in embodiment, compared with the measurement of the conventional gas pressure, a gas pressure can be measured correctly. Therefore, it is possible to accurately determine an appropriate beam ON timing.

なお、実施の形態では、データテーブル100を用いてビームONタイミングを決定することとしたが、加工条件、圧力差などに基づいて、ワークの加工毎にレーザ光のビームONタイミングを算出してもよい。この場合において、ビームONタイミング(所定時間の経過後にビームONさせると判断した後、レーザ光をビームONさせるまでの時間)がマイナスの値の時間となった場合は、レーザ発振器30に直ちにビームONさせる。   In the embodiment, the beam ON timing is determined using the data table 100, but the beam ON timing of the laser beam may be calculated for each workpiece processing based on the processing conditions, the pressure difference, and the like. Good. In this case, if the beam ON timing (the time from when it is determined that the beam is turned on after a predetermined time elapses until the laser beam is turned on) becomes a negative value, the beam is immediately turned on to the laser oscillator 30. Let

また、実施の形態では、ビームONタイミング決定部12が算出したガス圧上昇率の傾きと、データテーブル100で設定されているガス圧上昇率の「傾き」に基づいて所定時間の経過後にビームONさせるか否かを判断したが、ガス圧上昇率の傾き以外によって所定時間の経過後にビームONさせるか否かを判断してもよい。ガス圧上昇率の傾き以外によって所定時間の経過後にビームONさせるか否かを判断する場合、例えば加工ガスの出力を開始してからの経過時間と加工ガス圧力の関係に基づいて、加工ガス圧力が所定の設定値に到達して安定するまでの時間(圧力到達タイミング)を予測する。そして、予測した時間に基づいてビームONさせるタイミングを決定する。   In the embodiment, the beam ON is performed after elapse of a predetermined time based on the inclination of the gas pressure increase rate calculated by the beam ON timing determination unit 12 and the “inclination” of the gas pressure increase rate set in the data table 100. It is determined whether or not the beam is turned on, but it may be determined whether or not the beam is turned on after the elapse of a predetermined time other than the inclination of the gas pressure increase rate. When determining whether or not to turn on the beam after a lapse of a predetermined time other than the inclination of the gas pressure increase rate, for example, based on the relationship between the processing gas pressure and the elapsed time since the start of processing gas output, the processing gas pressure Predicts the time (pressure arrival timing) until it reaches a predetermined set value and stabilizes. Then, the timing for turning on the beam is determined based on the predicted time.

このように、実施の形態によれば、加工ガス圧力が安定する前にワークへのレーザ照射が開始されないよう、レーザ光のビームONタイミングを決定しているので、ワークの加工不良を低減できるとともに、加工レンズへのスパッタ付着を防止することが可能となる。また、所定時間の経過後にビームONを開始してよいと判断した場合には、加工ガス圧力が所定の設定値に到達して安定した際に直ちにワークへのレーザ光の照射を開始できるよう、加工ガス圧力が安定する前にレーザ光のビームONを開始しているので、加工ガスの出力からレーザ加工までの処理を短時間で行なうことが可能となる。また、加工ガスの出力からレーザ加工を開始するまでの時間が短くなるので、少ないガスの消費量でレーザ加工を行うことが可能となる。したがって、効率良く迅速にワークをレーザ加工することが可能となる。   As described above, according to the embodiment, since the laser beam ON timing is determined so that laser irradiation to the workpiece is not started before the processing gas pressure is stabilized, the processing defect of the workpiece can be reduced. It becomes possible to prevent spatter adhesion to the processed lens. In addition, when it is determined that the beam ON may be started after the lapse of a predetermined time, when the processing gas pressure reaches a predetermined set value and stabilizes, the irradiation of the laser beam to the workpiece can be started immediately. Since the laser beam is turned on before the processing gas pressure is stabilized, the processing from the processing gas output to the laser processing can be performed in a short time. In addition, since the time from the output of the processing gas to the start of laser processing is shortened, it is possible to perform laser processing with a small amount of gas consumption. Therefore, the workpiece can be laser processed efficiently and quickly.

また、ガス圧上昇率の「傾き」に応じてビームONタイミングを決定するので、ガス圧上昇率の「傾き」に応じた適切なタイミングでレーザ光をビームONすることが可能となる。   Further, since the beam ON timing is determined according to the “inclination” of the gas pressure increase rate, it becomes possible to turn on the laser beam at an appropriate timing according to the “inclination” of the gas pressure increase rate.

また、測定した加工ガス圧力のガス圧上昇率の傾きに基づいて、所定時間の経過後に加工ガスの圧力が所定の設定値に到達して安定するか否かを判定しているので、所定時間の経過後に加工ガスの圧力が所定の設定値に到達して安定するか否かを正確に判定することが可能となる。これによりレーザ光をビームONする適切なタイミングを正確に決定することが可能となる。   Further, since it is determined whether or not the pressure of the processing gas reaches a predetermined set value after a predetermined time elapses based on the slope of the gas pressure increase rate of the measured processing gas pressure, the predetermined time It is possible to accurately determine whether the pressure of the processing gas reaches a predetermined set value after the elapse of time and stabilizes. This makes it possible to accurately determine an appropriate timing for turning on the laser beam.

また、例えば加工ガスの出力を開始してからの経過時間と加工ガス圧力の関係に基づいて、加工ガス圧力が所定の設定値に到達して安定するまでの時間を予測し、予測した時間に基づいて、所定時間の経過後に加工ガスの圧力が所定の設定値に到達して安定するか否かを判定している。したがって、所定時間の経過後に加工ガスの圧力が所定の設定値に到達して安定するか否かを正確に判定することが可能となる。これによりレーザ光をビームONする適切なタイミングを正確に決定することが可能となる。   Also, for example, based on the relationship between the elapsed time from the start of the processing gas output and the processing gas pressure, the time until the processing gas pressure reaches a predetermined set value and stabilizes is predicted. Based on this, it is determined whether or not the pressure of the processing gas reaches a predetermined set value after a predetermined time has elapsed and is stabilized. Therefore, it is possible to accurately determine whether or not the pressure of the processing gas reaches a predetermined set value and stabilizes after the lapse of a predetermined time. This makes it possible to accurately determine an appropriate timing for turning on the laser beam.

また、制御バルブ54と加工ヘッド40の間にガス圧測定部22(圧力センサ)を配設しているので、レーザ加工中の加工ガス圧力を適切に管理することが可能となり、加工ガスの出力からレーザ加工を開始するまでの時間が短時間となるよう、正確なビームONタイミングを決定することが可能となる。   Further, since the gas pressure measuring unit 22 (pressure sensor) is disposed between the control valve 54 and the processing head 40, it is possible to appropriately manage the processing gas pressure during laser processing, and output the processing gas. It is possible to determine an accurate beam ON timing so that the time from the start to the laser processing is short.

以上のように、本発明に係るレーザ加工方法およびレーザ加工装置は、レーザ加工を行う際のレーザビームのビームオンタイミングの設定に適している。   As described above, the laser processing method and the laser processing apparatus according to the present invention are suitable for setting the beam-on timing of the laser beam when performing laser processing.

実施の形態に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the laser processing apparatus which concerns on embodiment. 制御部の詳細な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed structure of a control part. 実施の形態に係るレーザ加工装置の動作手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement procedure of the laser processing apparatus which concerns on embodiment. データテーブルの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of a data table. レーザ照射のタイミングを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the timing of laser irradiation. 従来のレーザ加工方法と実施の形態に係るレーザ加工方法の相違点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the difference between the conventional laser processing method and the laser processing method which concerns on embodiment. レーザ加工装置に配設されるガス圧測定部の位置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the position of the gas pressure measurement part arrange | positioned at a laser processing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 レーザ加工装置
10 制御部
11 データテーブル記憶部
12 ビームONタイミング決定部
13 圧力差算出部
14 加工条件記憶部
15 圧力指令部
16 ビームON指令部
20 ガス出力部
21 ガスボンベ
22 ガス圧測定部
30 レーザ発振器
40 加工ヘッド
54 制御バルブ
55 開閉バルブ
100 データテーブル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser processing apparatus 10 Control part 11 Data table memory | storage part 12 Beam ON timing determination part 13 Pressure difference calculation part 14 Processing condition memory | storage part 15 Pressure command part 16 Beam ON command part 20 Gas output part 21 Gas cylinder 22 Gas pressure measurement part 30 Laser Oscillator 40 Processing head 54 Control valve 55 Open / close valve 100 Data table

Claims (6)

被加工物に加工ガスを出力しながらレーザビームを照射して前記被加工物のレーザ加工を行うレーザ加工方法において、
予め設定しておいた加工条件の設定ガス圧力に到達するタイミングよりも前のタイミングで前記レーザビームをオンし、かつ前記設定ガス圧力に到達するタイミングよりも後のタイミングで前記被加工物へレーザ照射が行なわれるよう、前記レーザビームをオンするビームオンタイミングを決定することを特徴とするレーザ加工方法。
In a laser processing method for performing laser processing of the workpiece by irradiating a laser beam while outputting a processing gas to the workpiece,
The laser beam is turned on at a timing earlier than the timing at which the preset gas pressure for the processing conditions set in advance is reached, and laser is applied to the workpiece at a timing later than the timing at which the preset gas pressure is reached. A laser processing method for determining a beam-on timing for turning on the laser beam so that irradiation is performed.
前記被加工物へレーザビームを照射する前に前記被加工物へ出力する加工ガスの圧力を加工ガス圧力値として測定するガス圧力測定ステップと、
前記被加工物へ加工ガスの出力を開始してから前記設定ガス圧力に達するまでの間の予め設定しておいた所定のタイミングで測定した前記加工ガス圧力値を用いて、前記被加工物へ加工ガスの出力を開始してからの予め設定しておいた所定時間の経過後に前記被加工物へ出力される加工ガスの圧力が前記設定ガス圧力に到達するか否かを判断するガス圧力判断ステップと、
前記所定時間の経過後に前記加工ガスの圧力が前記設定ガス圧力に到達すると判断した場合に、レーザビームをオンしてから前記被加工物にレーザ照射されるまでに要する時間を用いて前記ビームオンタイミングを決定するビームオンタイミング決定ステップと、
決定したビームオンタイミングでレーザビームをオンして前記被加工物へのレーザ照射を行うレーザ加工ステップと、
を含むことを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工方法。
A gas pressure measuring step for measuring, as a processing gas pressure value, a pressure of a processing gas output to the workpiece before irradiating the workpiece with a laser beam;
Using the processing gas pressure value measured at a predetermined timing set in advance from the start of output of processing gas to the workpiece until the set gas pressure is reached, the workpiece is output to the workpiece. Gas pressure determination for determining whether or not the pressure of the processing gas output to the workpiece reaches the set gas pressure after the elapse of a predetermined time after starting the output of the processing gas Steps,
When it is determined that the pressure of the processing gas reaches the set gas pressure after the predetermined time has elapsed, the beam on is used by using a time required from turning on the laser beam to irradiating the workpiece with the laser. A beam-on timing determination step for determining timing;
A laser processing step of turning on the laser beam at the determined beam-on timing and irradiating the workpiece with laser;
The laser processing method according to claim 1, comprising:
前記ガス圧力判断ステップは、前記所定のタイミングで測定した加工ガス圧力値を用いて前記加工ガス圧力値の上昇率を算出し、算出した加工ガス圧力値の上昇率に基づいて、所定時間の経過後に前記加工ガスの圧力が設定ガス圧力に到達するか否かを判断することを特徴とする請求項2に記載のレーザ加工方法。   The gas pressure determining step calculates a rate of increase of the processing gas pressure value using the processing gas pressure value measured at the predetermined timing, and elapses of a predetermined time based on the calculated rate of increase of the processing gas pressure value. The laser processing method according to claim 2, wherein it is determined later whether or not the pressure of the processing gas reaches a set gas pressure. 前記ガス圧力判断ステップは、前記加工ガスの圧力が予め設定しておいた加工条件のガス圧力に到達するタイミングを圧力到達タイミングとして予測し、
前記ビームオンタイミング決定ステップは、予測した圧力到達タイミングを用いて、前記ビームオンタイミングを決定することを特徴とする請求項2または3に記載のレーザ加工方法。
The gas pressure determining step predicts a timing at which the pressure of the processing gas reaches a gas pressure of a processing condition set in advance as a pressure arrival timing,
4. The laser processing method according to claim 2, wherein the beam-on timing determination step determines the beam-on timing using a predicted pressure arrival timing. 5.
被加工物に加工ガスを出力しながらレーザビームを照射して前記被加工物のレーザ加工を行うレーザ加工装置において、
前記被加工物へレーザビームを照射する前に前記被加工物へ出力する加工ガスの圧力を加工ガス圧力値として測定するガス圧力測定部と、
前記被加工物へ加工ガスの出力を開始してから加工ガスの圧力が予め設定しておいた加工条件の設定ガス圧力に達するまでの間の予め設定しておいた所定のタイミングで測定した前記加工ガス圧力値を用いて、前記被加工物へ加工ガスの出力を開始してからの予め設定しておいた所定時間の経過後に前記被加工物へ出力される加工ガスの圧力が前記設定ガス圧力に到達するか否かを判断するガス圧力判断部と、
前記ガス圧力判断部が前記所定時間の経過後に前記加工ガスの圧力が前記設定ガス圧力に到達すると判断した場合に、レーザビームをオンしてから前記被加工物にレーザ照射されるまでに要する時間を用いて前記レーザビームをオンするビームオンタイミングを決定するビームオンタイミング決定部と、
ビームオンタイミング決定部が決定したビームオンタイミングでレーザビームをオンして前記被加工物へのレーザ照射を行うレーザ照射部と、
を備え、
前記ビームオンタイミング決定部は、前記設定ガス圧力に到達するタイミングよりも前のタイミングで前記レーザビームをオンし、かつ前記設定ガス圧力に到達するタイミングよりも後のタイミングで前記被加工物へレーザ照射が行なわれるよう、前記ビームオンタイミングを決定することを特徴とするレーザ加工装置。
In a laser processing apparatus for performing laser processing on a workpiece by irradiating a laser beam while outputting a processing gas to the workpiece,
A gas pressure measuring unit that measures a pressure of a processing gas output to the workpiece before irradiating the workpiece with a laser beam as a processing gas pressure value;
Measured at a predetermined timing set in advance from the start of the output of the processing gas to the workpiece until the processing gas pressure reaches a preset gas pressure of the processing conditions set in advance Using the processing gas pressure value, the pressure of the processing gas output to the workpiece after the elapse of a predetermined time after starting the output of the processing gas to the workpiece is set to the set gas. A gas pressure determination unit for determining whether or not pressure is reached;
When the gas pressure determination unit determines that the pressure of the processing gas reaches the set gas pressure after the predetermined time has elapsed, the time required from when the laser beam is turned on until the workpiece is irradiated with the laser A beam on timing determination unit that determines a beam on timing to turn on the laser beam using
A laser irradiation unit that turns on the laser beam at the beam on timing determined by the beam on timing determination unit and performs laser irradiation on the workpiece; and
With
The beam-on-timing determining unit turns on the laser beam at a timing before reaching the set gas pressure, and lasers the workpiece at a timing after the timing at which the set gas pressure is reached. A laser processing apparatus, wherein the beam-on timing is determined so that irradiation is performed.
前記ガス圧力測定部は、前記加工ガスの供給元から出力される前記加工ガスの圧力を制御する制御バルブと、前記加工ヘッドとの間で前記加工ガス圧力値を測定することを特徴とする請求項5に記載のレーザ加工装置。   The gas pressure measurement unit measures the processing gas pressure value between a control valve that controls the pressure of the processing gas output from a processing gas supply source and the processing head. Item 6. The laser processing apparatus according to Item 5.
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