JP2016022511A - レーザ切断加工方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バーニング等の発生を抑制することのできるレーザ切断加工方法及び装置を提供する。
【解決手段】レーザ切断加工方法であって、レーザ切断加工用プログラムに従って前記レーザ加工ヘッドの移動を制御してワークのレーザ切断加工を行う工程、上記レーザ切断加工においてのレーザ切断不良箇所を検出する工程、ワークに対して次回のレーザ切断加工を行うに際し、検出したレーザ切断不良箇所に相当する不良相当箇所のレーザ切断加工を行うに際し、前記レーザ加工ヘッドの移動及びレーザ光の照射を一時停止する工程、上記一時停止位置においてワークに対する冷却流体又は冷却流体とアシストガスの噴射を継続し、当該一時停止位置において既にレーザ切断加工を行った切断溝内へ冷却流体を供給する工程、冷却流体によって前記一時停止位置におけるワークの表面及びワークの内部を冷却した後に、前記不良相当箇所のレーザ切断加工を開始する工程、の各工程を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ワークのレーザ切断加工方法及び装置に係り、さらに詳細には、ワークのレーザ切断加工を最初に行ったときにおけるレーザ切断不良箇所を検出し、次回のレーザ切断加工時に、前記レーザ切断不良箇所に相当する不良相当箇所のレーザ切断加工を行うに際し、ワークへ噴出される冷却流体をワークの切断溝内へ流入して、ワークの表面及びワークの内部を冷却した後にレーザ切断加工を行うレーザ切断加工方法及び装置に関する。

例えば比較的厚い板状のワークのレーザ切断加工を行うとき、レーザ切断加工時の熱がワークに蓄熱されて、バーニングや切断溝の幅が次第に広くなるなどのレーザ切断不良を生じることがある。そこで、ワークのレーザ切断加工位置付近に、冷却用の水を霧状に噴霧することや（特許文献１参照）、ワークのレーザ切断位置付近におけるワーク表面の温度を検出し、検出した表面温度が設定値以上になると、レーザ切断加工位置付近へ冷却水を噴射してワークの冷却が行われる（特許文献２，３参照）。

特開２０００−５２０８１号公報 特開平５−１５４６７４号公報 特開２００７−７５８７６号公報

前記特許文献１，２，３に記載の構成においては、ワークの表面に対して冷却水を噴霧するので、ワーク表面の冷却は行われるものの、ワーク内部に蓄熱した熱によりバーニング等のレーザ切断不良を生じることがある。また、レーザ切断加工中にレーザ切断加工における切断溝へアシストガスや前記冷却水と言った冷却流体を噴射して冷却を行おうとするが、熱源であるレーザを照射しながらの冷却になり、十分な冷却を行えず、バーニング等のレーザ切断不良を生じることがある。

本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、ワークに対して互に直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸方向へ相対的に移動自在なレーザ加工ヘッドを適宜方向へ移動してワークのレーザ切断加工を行うレーザ切断加工方法であって、レーザ切断加工用プログラムに従って前記レーザ加工ヘッドの移動を制御してワークのレーザ切断加工を行う（ａ）工程と、上記レーザ切断加工においてのレーザ切断不良箇所を検出する（ｂ）工程と、ワークに対して次回のレーザ切断加工を行うに際し、検出したレーザ切断不良箇所に相当する不良相当箇所のレーザ切断加工を行う際に、前記レーザ加工ヘッドの移動及びレーザ光の照射を一時停止する（ｃ）工程と、上記一時停止位置においてワークに対する冷却流体又は冷却流体とアシストガスの噴射を継続し、当該一時停止位置において既にレーザ切断加工を行った切断溝内へ冷却流体を供給する（ｄ）工程と、冷却流体によって前記一時停止位置におけるワークの表面及びワークの内部を冷却した後に、前記不良相当箇所のレーザ切断加工を開始する（ｅ）工程の各工程を備えていることを特徴とするものである。

また、ワークに対して互に直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸方向へ相対的に移動自在なレーザ加工ヘッドを適宜方向へ移動してワークのレーザ切断加工を行うレーザ切断加工方法であって、レーザ切断加工用プログラムに従って前記レーザ加工ヘッドの移動を制御してワークのレーザ切断加工を行う（ａ）工程と、上記レーザ切断加工においてのレーザ切断不良箇所を検出する（ｂ）工程と、前記レーザ加工ヘッドの移動制御を行う制御装置又はレーザ切断加工用プログラムを生成する自動プログラミング装置における表示手段の表示画面にワークの加工形状を表示する（ｃ）工程と、前記表示画面に表示されたワークの加工形状において、検出したレーザ切断不良箇所に相当する不良相当箇所を前記表示画面上において指示する（ｄ）工程と、指示された前記不良相当箇所のレーザ切断加工を行う際に、冷却流体の噴射を継続し前記レーザ加工ヘッドの移動及びレーザ光の照射を一時停止する一時停止時間を設定して、前記レーザ切断加工用プログラムに割付ける（ｅ）工程と、前記一時停止時間を割付けられたレーザ切断加工用プログラムに従ってワークのレーザ切断加工を行う（ｆ）工程の各工程を備えていることを特徴とするものである。

また、前記レーザ切断加工方法において、前記一時停止時間は、レーザ切断加工開始位置からのレーザ切断加工の加工経路長又はレーザ切断加工開始時間からの経過時間のパラメータとして、前記制御装置又は前記自動プログラミング装置におけるパラメータメモリに格納されていることを特徴とするものである。

また、前記ワークに対して互に直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸方向へ相対的に移動自在なレーザ加工ヘッドを備えたレーザ切断加工機と、レーザ切断加工用プログラムに従って前記レーザ加工ヘッドの移動を制御する制御装置と、前記レーザ切断加工用プログラムを生成して前記制御装置へ提供する自動プログラミング装置と、を備えたレーザ切断加工装置であって、前記レーザ切断加工用プログラムによってレーザ切断加工されるワークの加工形状を表示する表示画面を前記制御装置又は前記自動プログラミング装置の少なくとも一方に備え、前記レーザ切断加工用プログラムに従ってのワークのレーザ切断加工において検出されたレーザ切断不良箇所に相当する不良相当箇所を前記表示画面上のワークの加工形状に指示する不良箇所指示手段を前記制御装置又は前記自動プログラミング装置に備え、指示された前記不良相当箇所のレーザ切断加工を行う際に、冷却流体の噴射を継続し前記レーザ加工ヘッドの移動及びレーザ光の照射を一時停止する一時停止時間を、レーザ切断加工開始位置からのレーザ切断加工の加工経路長又はレーザ切断加工開始時からの経過時間のパラメータとして格納したパラメータメモリを前記制御装置又は前記自動プログラミング装置に備え、加工経路長又は経過時間に基いて前記レーザ切断加工用プログラムにおいての前記不良相当箇所に一時停止時間のパラメータを割付ける割付け手段を前記制御装置又は前記自動プログラミング装置に備え、前記一時停止時間を割付けられたレーザ切断加工用プログラムに従って前記レーザ加工ヘッドの移動を制御する前記制御装置を備えていることを特徴とするものである。

また、前記ワークに対して互に直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸方向へ相対的に移動自在なレーザ加工ヘッドを備えたレーザ切断加工機と、レーザ切断加工用プログラムに従って前記レーザ加工ヘッドの移動を制御する制御装置と、を備えたレーザ切断加工装置であって、前記レーザ切断加工用プログラムによってレーザ切断加工されるワークの加工形状を表示する表示画面を前記制御装置に備え、前記レーザ切断加工用プログラムに従ってのワークのレーザ切断加工において検出されたレーザ切断不良箇所に相当する不良相当箇所を前記表示画面上のワークの加工形状に指示する不良箇所指示手段を前記制御装置に備え、指示された前記不良相当箇所のレーザ切断加工を行う際に、冷却流体の噴射を継続し前記レーザ加工ヘッドの移動及びレーザ光の照射を一時停止する一時停止時間を、レーザ切断加工開始位置からのレーザ切断加工の加工経路長又はレーザ切断加工開始時からの経過時間のパラメータとして格納したパラメータメモリを前記制御装置に備え、加工経路長又は経過時間に基いて前記レーザ切断加工用プログラムにおける前記不良相当箇所に一時停止時のパラメータを割付ける割付け手段を前記制御装置に備え、前記一時停止時間を割付けられたレーザ切断加工用プログラムに従って前記レーザ加工ヘッドの移動を制御する前記制御装置を備えていることを特徴とするものである。

本発明によれば、レーザ切断不良を生じ易い箇所のワーク表面及びワーク内部を冷却してワークのレーザ切断加工を行うので、例えばバーニング等のレーザ切断不良の発生を抑制することができるものである。

ワークにレーザ切断加工を行って、レーザ切断不良箇所を検出した場合の説明図である。 レーザ切断加工機の動作を制御する制御装置の構成を示す機能ブロック図の説明図である。 ワークにレーザ切断加工を行って、レーザ切断不良箇所を検出した場合の説明図である。 ワークにレーザ切断加工を行って、レーザ切断不良箇所を検出した場合の説明図である。

板状のワークＷに対して互に直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸方向へ相対的に移動位置決め自在なレーザ加工ヘッド（図示省略）を備えたレーザ加工機（図示省略）によってワークＷのレーザ切断加工を行うとき、例えば図１（Ａ）に示すように、内部に適宜形状の穴Ｈを備えた製品ＷＰを切断加工することがある。この場合、穴Ｈ内のスタート位置Ｓ１においてピアシング加工を行って、矢印Ａで示すように穴Ｈのレーザ切断加工を行う。次に、製品ＷＰの外側のスタート位置Ｓ２にピアシング加工を行い、矢印Ｂで示すように、製品ＷＰのレーザ切断加工が行われる。

前述のごとく製品ＷＰのレーザ切断加工を行うとき、穴Ｈのレーザ切断加工時の熱がワークＷに蓄熱される。そして、矢印Ｂに示すように、製品ＷＰの輪郭のレーザ切断加工を行うとき、予め蓄熱された熱と今回のレーザ加工時の熱とが重なり、図１（Ｂ）に示すように、例えばバーニングなどのレーザ切断不良箇所ＮＧを生じることがある。なお、ワークＷが比較的厚肉の場合には、内部への蓄熱が大きく、この蓄熱に起因するバーニングを生じ易いものである。

そこで、前記特許文献２に記載の構成においては、ワークの表面温度を検出し、検出温度が設定値の温度以上になると、レーザ加工ヘッドにおけるノズルの周囲に備えたノズルから冷却水を加工点近傍へ噴射し冷却するものである。また、特許文献３に記載の構成においては、レーザ切断加工位置から５ｍｍ離れた位置の温度変化を検出し、バーニングが発生する虞れのある温度の場合には、レーザ切断加工を停止すると共に、レーザトーチに冷却ノズルから圧縮空気を噴射してワークの冷却を行うものである。この場合、１０分以上冷却するものである（特許文献３の［００３２］、［００３３］参照）。

前記特許文献２，３に記載のように、ワーク表面に対して冷却水を噴射するだけではワーク表面を冷却すぎず、また停止時間が長くなると能率向上を図る上において問題がある。したがって、本実施形態においては、バーニングなどのレーザ切断不良箇所を予め検出し、このレーザ切断不良箇所に相当する不良相当箇所のレーザ切断加工のレーザ切断加工を行うに際し、ワーク表面及び内部を予め冷却しようとするものである。よって、本実施形態においてレーザ加工機の制御装置は、次のように構成してある。

図２を参照するに、ワークに対して互に直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸方向へ相対的に移動位置決め自在なレーザ加工ヘッド（図示省略）を備えたレーザ切断加工機（図示省略）の動作を制御するための制御装置１は、例えばコンピュータから構成してあって、ＣＰＵ３、ＲＡＭ５、ＲＯＭ７を備えると共に入出力手段９を備えている。また、前記制御装置１には、レーザ切断加工用プログラムを格納したプログラムメモリ１１が備えられている。上記レーザ切断加工用プログラムは、自動プログラミング装置１３において生成され、入出力手段９を介して制御装置１における前記プログラムメモリ１１に入力されて格納されるものである。

また、前記制御装置１には、前記プログラムメモリ１１に格納されたレーザ切断加工用プログラムを読み取るプログラム読取手段（プログラム解析手段）１５が備えられていると共に、当該プログラム読取手段１５によって読み取られたレーザ切断加工用プログラムに従って、例えばレーザ加工ヘッドをＸ，Ｙ，Ｚ軸方向へ移動位置決めするサーボモータ１７の動作を制御するための動作制御手段１９が備えられている。

上記構成により、自動プログラミング装置１３において生成されたレーザ切断加工用プログラムをプログラムメモリ１１に格納した後、制御装置１の制御の下にレーザ切断加工機を制御して、図１に示した製品ＷＰのレーザ切断加工を行うと、図１（Ｂ）に示すように、レーザ切断不良箇所ＮＧを生じることがある。したがって、上記レーザ切断不良箇所ＮＧを検出するためのレーザ切断不良箇所検出手段２１が備えられている。

より詳細には、前記レーザ切断不良箇所検出手段２１は、例えば特開２０１３−８６１１５号公報の図２に概略的に示されているように、レーザ加工位置からの反射光、散乱光等を検出する光センサ（光ファイバ）をレーザ加工ヘッド内に備えた構成である。そして、ワークＷのレーザ加工時に、バーニング等のレーザ切断不良を生じると、前記光センサへ入射される光量が多くなる。したがって、前記光センサへの入射光の光量の検出値が予め設定した設定値より大きくなった場合には、バーニングが発生しているものとして検出できる。

よって、前記プログラム読取手段１５のプログラム読取位置と前記光センサによるバーニング発生の検出とを合わせることにより、ワークＷのレーザ切断加工時のレーザ切断不良箇所を検出することができるものである。上記レーザ切断不良箇所検出手段２１によって検出されたレーザ切断不良箇所ＮＧは、制御装置１に備えたレーザ切断不良箇所メモリ２３に格納される。

なお、レーザ切断不良箇所ＮＧの検出方法としては、前述した方法に限ることなく、次のように行うことも可能である。すなわち、ワークＷのレーザ切断加工の終了後に、例えばＣＣＤカメラによってワーク（製品ＷＰ）を撮像する。そして、当該制御装置２５に備えた表示手段２５の表示画面２７Ａ又は前記自動プログラミング装置１３に備えた表示画面２７Ｂ上に表示された製品ＷＰの形状（ＣＡＤデータ又はＣＡＭデータに基づく形状）に対して撮像した製品ＷＰの形状を重ね合わせる。その後、撮像した形状においてのレーザ切断不良箇所ＮＧの始点、終点を例えば、タッチパネルの場合には画面上でタッチすることで指示するなど、適宜の不良箇所指示手段２９によって指示することも可能である。

また、レーザ切断加工を行った製品ＷＰを目視して、製品ＷＰの形状が表示された表示画面２７Ａ，２７Ｂ上においてレーザ切断不良箇所ＮＧの始点位置、又は始点位置と終点位置を、例えばマウスなどの適宜の不良箇所指示手段によって指示することも可能である。

前述のように、図１（Ｂ）に示したレーザ切断不良箇所ＮＧ１〜ＮＧ４の始点位置のみを表示画面２７Ａ，２７Ｂにおいて指示すると、各レーザ切断不良箇所ＮＧ１〜ＮＧ４の始点位置は、図３（Ａ）に示すように、Ｐ１〜Ｐ４の位置として表示画面２７Ａ，２７Ｂ上に表示されることになる。そして、前記各レーザ切断不良箇所ＮＧ１〜ＮＧ４の終点位置Ｐ１Ｅ〜Ｐ４Ｅの位置を指示すると、図３（Ｂ）に示すように、各レーザ切断不良箇所ＮＧ１〜ＮＧ４の始点位置及び終点位置が表示されると共に、各レーザ切断不良箇所ＮＧ１〜ＮＧ４の長い（長さ）が表示されることになる。前記各レーザ切断不良箇所ＮＧ１〜ＮＧ４における始点位置Ｐ１〜Ｐ４、終点位置Ｐ１Ｅ〜Ｐ４Ｅの位置データ及び各レーザ切断不良箇所ＮＧ１〜ＮＧ４の範囲のデータは、前記レーザ切断不良箇所メモリ２３に格納されるものである。

既に理解されるように、レーザ切断加工用プログラムに従ってワークＷのレーザ切断加工を行い、２回目以後のレーザ切断加工を行う場合には、１回目においてのレーザ切断不良箇所の検出を行うことができる。したがって、同一形状の製品ＷＰの２回目以後のレーザ切断加工を行う際には、検出したレーザ切断不良箇所ＮＧに相当する不良相当箇所のレーザ切断加工条件を変更することにより、良好なレーザ切断加工を行い得るものである。すなわち、レーザ切断加工不良としてのバーニング発生の原因となる蓄熱を予め除去して（冷却して）から、前記不良相当箇所のレーザ切断加工を行うものである。

したがって、前記制御装置１には、不良相当箇所のレーザ切断加工条件としての冷却時間をパラメータとして格納したパラメータメモリ３１が備えられていると共に、不良相当箇所のレーザ切断加工を再開する際の切断再開条件を予め格納した切断再開条件メモリ３３が備えられている。前記パラメータメモリ３１には、最初のレーザ切断加工開始位置（スタート位置Ｓ１）から各レーザ切断不良箇所ＮＧ１〜ＮＧ４の始点位置Ｐ１〜Ｐ４までの加工経路長Ｌに対応して冷却時間のパラメータが予め格納してある。

すなわち、スタート位置Ｓ１からレーザ切断不良箇所ＮＧの始点位置までの加工経路長がＬ１ｍｍ以下の場合にはＴ１秒の冷却、（Ｌ１＋１）ｍｍ〜Ｌ２ｍｍの場合にはＴ２秒の冷却、（Ｌ２＋１）ｍｍ〜Ｌ３ｍｍの場合にはＴ３秒の冷却のように、スタート位置Ｓ１からの加工経路長に対応して冷却時間が予めパラメータとして、前記パラメータメモリ３１に格納されている。冷却時間の上記パラメータは、実験により、又は経験値により予め定められているものである。

なお、上記の場合、加工経路長に対応して冷却時間のパラメータが設定してあるが、レーザ加工開始時からの時間に対応して冷却時間のパラメータを設定することも可能である。レーザ切断加工において、加工経路長が長くなるほどワークの蓄熱量は多くなるものであり、またレーザ加工時間が長くなるほどワークの蓄熱量が多くなるものである。

したがって、レーザ切断加工の経路長又はレーザ切断時間に対応してワークの冷却時間をパラメータとして設定することは望ましいものである。よって、前記制御装置１には、前記スタート位置Ｓ１から各レーザ切断不良箇所ＮＧ１〜ＮＧ４の始点位置Ｐ１〜Ｐ４に至る経路長演算手段３５が備えられていると共に、スタート位置Ｓ１から各レーザ切断不良箇所ＮＧ１〜ＮＧ４に至るまでの時間を計時する計時手段３７が備えられている。この計時手段３７は、ワークＷの最初のレーザ切断加工時に、レーザ切断加工を開始してからレーザ切断不良箇所検出手段２１が設定値以上の光量を検出したときの時間を計時するものである。

前記切断再開条件メモリ３３には、前記各レーザ切断不良箇所ＮＧ１〜ＮＧ４に相当する不良相当箇所のレーザ切断加工を行う場合の、前記各始点位置Ｐ１〜Ｐ４の予め設定した範囲及びその範囲のレーザ切断加工を行うときのレーザ光の出力、レーザ加工ヘッドの移動速度の各条件が予め実験的に求められて格納されている。なお、各不良相当箇所のレーザ切断加工を行うレーザ切断加工条件はそれぞれ同一であってよいものである。

以上のごとき構成において、自動プログラミング装置１３において生成され、プログラミングメモリ１１に格納されたレーザ切断加工用プログラムに従って、図１（Ａ）に示すようにワークＷのレーザ切断加工を行う。そして、前述したように、ワークＷのレーザ切断加工時に、又はレーザ切断加工後に、バーニング発生などのレーザ切断不良箇所ＮＧ１〜ＮＧ４を検出する。そして、各レーザ切断不良箇所ＮＧ１〜ＮＧ４の各始点位置Ｐ１〜Ｐ４をレーザ切断不良箇所メモリ２３に格納する。この際、スタート位置Ｓ１から各始点位置Ｐ１〜Ｐ４に至る時間を計時手段３７によって計時している場合には、計時時間をも前記レーザ切断不良箇所メモリ２３に格納する。

上述のように、ワークＷのレーザ切断加工を行い、レーザ切断不良箇所ＮＧ１〜ＮＧ４の検出を行った後、ワークＷの２回目のレーザ切断加工を行う場合には、前記レーザ切断不良箇所ＮＧ１〜ＮＧ４に相当する不良相当箇所のレーザ切断加工を行う場合には、前記各始点位置Ｐ１〜Ｐ４においてレーザ加工ヘッドの移動を停止すると共にレーザ光の出力を停止する。すなわち、前記各始点位置Ｐ１〜Ｐ４においてはアシストガスの噴出と冷却流体の噴出を継続してワークＷの冷却を行った後、各不良相当箇所のレーザ切断加工を再開するものである。

すなわち、ワークＷの２回目のレーザ切断加工を行う場合には、プログラムメモリ１１に格納されたレーザ切断加工用プログラムに従ってワークＷのレーザ切断加工を行い、レーザ切断不良箇所メモリ２３に格納された前記各始点位置Ｐ１〜Ｐ４に至ると、レーザ加工ヘッドの移動及びレーザ光の出力が停止される。そして、制御装置１に備えた割付け手段３９によって前記各始点位置Ｐ１〜Ｐ４の加工経路長に対応して設定された停止時間（冷却時間）のパラメータＴがパラメータメモリ３１から選択（検索）され、割付けられる。また、前記割付け手段３９によって切断再開メモリ３３に格納されている切断再開条件が割り付けられることになる。すなわち、パラメータＴとして割付けられた時間だけ前記各始点位置Ｐ１〜Ｐ４において冷却流体及びアシストガスの噴出が数秒継続される。

既に理解されるように、各始点位置Ｐ１〜Ｐ４においては、パラメータとして設定されている停止時間が割付けられて、レーザ加工ヘッドの移動を停止した状態において冷却流体（冷却水）及びアシストガスの噴出が数秒間行われるものであるから、各始点位置Ｐ１〜Ｐ４付近のワーク表面が冷却される。また、冷却水の一部は、レーザ切断が行われた切断溝内に進入することになる。この際、冷却水は、アシストガスの噴出によってワークＷの切断溝内へ深く押し込まれる、又はアシストガスの流れが切断溝内へ冷却水を深く引き込む態様となる。したがって、ワークＷの表面だけでなく、ワークＷの内部をも冷却することとなり、前記各始点位置Ｐ１〜Ｐ４付近の冷却をより効果的に行うことができるものである。

前述のごとく、各始点位置Ｐ１〜Ｐ４においてワークＷの表面及び内部の冷却を行い、パラメータＴとして設定された時間が経過すると、前記切断再開条件メモリ３３に格納されていた条件でもって各不良相当箇所のレーザ切断加工が行われることになる。したがって、各不良相当箇所のレーザ切断加工を良好に行い得るものである。

なお、上記説明においては、制御装置１に、パラメータメモリ３１、切断再開条件メモリ３３及び割付け手段３９を備えて、レーザ切断不良箇所ＮＧ１〜ＮＧ４に相当する不良相当箇所のレーザ切断加工を行う際に、各不良相当箇所の各始点位置Ｐ１〜Ｐ４に停止時間のパラメータ、切断再開条件を割付ける旨説明した。しかし、前記パラメータメモリ３３、切断再開条件メモリ３３及び割付け手段３９を自動プログラミング装置１３に備える。そして、レーザ切断不良箇所メモリ２３に格納されたデータを、入出力手段９を介して、通信手段、記憶媒体等によって前記自動プログラミング装置１３に入力し、前述したようにレーザ切断加工用プログラムに停止時間、切断再開条件を割付けすることも可能である。

ところで、前記説明においては、スタート位置Ｓ１から各レーザ切断不良箇所ＮＧ１〜ＮＧ４に至る経路長に対応して冷却時間（レーザ加工ヘッドの停止時間）のパラメータを設定して説明した。この場合、レーザ切断不良箇所ＮＧ３の始点位置Ｐ３から終点位置Ｐ３Ｅの範囲よりも、レーザ切断不良箇所ＮＧ４の始点位置Ｐ４から終点位置Ｐ４Ｅの範囲が小さいにも拘わらず、始点位置Ｐ４においての冷却時間が長くなる。したがって、各レーザ切断不良箇所ＮＧ１〜ＮＧ４の範囲に対応して冷却時間のパラメータを設定することも可能である。

上述の場合、レーザ切断不良箇所ＮＧ２，ＮＧ３の範囲よりも、レーザ切断不良箇所ＮＧ４の範囲が小さいので、レーザ切断不良箇所ＮＧ２，ＮＧ３の始点位置Ｐ２，Ｐ３においての冷却時間よりも、始点位置Ｐ４においての冷却時間が短くなるものである。なお、レーザ切断不良箇所ＮＧ２の範囲が大きくなるのは、スタート位置Ｓ２でのピアス加工時の熱伝導によって蓄熱された状態にあるところに、レーザ切断加工時の熱が重ねられることにより、バーニングが生じるものである。レーザ切断不良箇所ＮＧ３の範囲が大きくなるのは、前記スタート位置Ｓ２でのピアス加工時の熱伝導で蓄熱された状態にあるところに、小さな半径の円弧を描くようにレーザ切断加工を行うことによりバーニングが生じるものである。

なお、上述のように、レーザ切断不良箇所ＮＧ１〜ＮＧ４における不良範囲の大きさに対応して、冷却時間のパラメータを設定して冷却を行う場合においても、２回目のレーザ切断加工時にはレーザ切断不良箇所の発生を抑制することができるものである。

ところで、１枚のワークＷに複数の製品ＷＰをネスティングしてレーザ切断加工を行う場合には、図４に示すように、全製品ＷＰのレーザ切断加工を行って、図４（Ｂ）に示すように、全製品ＷＰのレーザ切断不良箇所を検出する。そして、全製品ＷＰのレーザ切断不良箇所の冷却時間を設定し、２回目以後のレーザ切断加工時に、検出したレーザ切断不良箇所に相当する不良相当箇所のレーザ切断開始前に、前述したように、ワークの表面及び内部を冷却することにより、レーザ切断不良箇所の発生を抑制することができるものである。

以上のごとき説明より理解されるように、ワークのレーザ切断加工を行って、レーザ切断不良箇所の検出を行い、２回目のレーザ切断加工時には、前記レーザ切断不良箇所に相当する不良相当箇所のレーザ切断加工を行う前に、ワークの表面及び内部の冷却を行うものである。したがって、レーザ切断加工時の熱が蓄熱されてバーニングが発生することを抑制できるものである。

なお、本発明は、前述したごとき実施形態に限ることなく、適宜の変更を行うことにより、その他の形態で実施可能である。すなわち、レーザ加工ヘッドの移動を停止して、冷却水及びアシストガスを噴射してワークの表面及び内部の冷却を行うとき、噴射する冷却水を予め所定の温度以下に冷却することも可能である。また、冷却水及びアシストガスの噴出圧や量を変えることも可能である。

また、前記ワークの表面及び内部の冷却を行うときに、レーザ加工ヘッドを僅かに戻すことも可能である。この場合、レーザ加工ヘッドの停止位置のみの冷却でなく、切断溝に沿っての冷却になり、ワークの表面及び内部の冷却をより効果的に行うことができるものである。

また、レーザ切断不良箇所ＮＧ１〜ＮＧ４に相当する不良相当箇所のレーザ切断加工を行うに際し、レーザ加工ヘッドの移動及びレーザ光の出力を停止した状態において冷却水の噴出を継続する。そして、アシストガスの噴出をパルス的に行うことも可能である。この場合、アシストガスの噴出停止時に、冷却水がレーザ加工ヘッドに備えたノズルの下方位置へ容易に流れ込み易いものである。したがって、レーザ切断加工位置において切断溝内へ冷却水が入り込み易く、レーザ切断加工位置におけるワークの表面及び内部を効果的に冷却することができるものである。

また、前記不良相当箇所のレーザ切断加工を行う場合、レーザ加工ヘッドの前進動作と後退動作を繰り返し、上記後退動作時に、レーザ光の出力を停止し、冷却水及びアシストガスの噴出を継続することも可能である。この場合、不良相当箇所のレーザ切断加工を歩進的に行うことになるが、ワークのレーザ切断加工位置付近の表面及び内部を効果的に冷却することができるものである。

１ 制御装置
１１ プログラムメモリ
１３ 自動プログラミング装置
２１ レーザ切断不良箇所検出手段
２３ レーザ切断不良箇所メモリ
２５ 表示手段
２７Ａ，２７Ｂ 表示画面
２９ 不良箇所指示手段
３１ パラメータメモリ
３３ 切断再開条件メモリ
３５ 経路長演算手段
３７ 計時手段
３９ 割付け手段

Claims (5)

1. ワークに対して互に直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸方向へ相対的に移動自在なレーザ加工ヘッドを適宜方向へ移動してワークのレーザ切断加工を行うレーザ切断加工方法であって、
   （ａ）レーザ切断加工用プログラムに従って前記レーザ加工ヘッドの移動を制御してワークのレーザ切断加工を行う工程、
   （ｂ）上記レーザ切断加工においてのレーザ切断不良箇所を検出する工程、
   （ｃ）ワークに対して次回のレーザ切断加工を行うに際し、検出したレーザ切断不良箇所に相当する不良相当箇所のレーザ切断加工を行う際に、前記レーザ加工ヘッドの移動及びレーザ光の照射を一時停止する工程、
   （ｄ）上記一時停止位置においてワークに対する冷却流体又は冷却流体とアシストガスの噴射を継続し、当該一時停止位置において既にレーザ切断加工を行った切断溝内へ冷却流体を供給する工程、
   （ｅ）冷却流体によって前記一時停止位置におけるワークの表面及びワークの内部を冷却した後に、前記不良相当箇所のレーザ切断加工を開始する工程、
   の各工程を備えていることを特徴とするレーザ切断加工方法。
2. ワークに対して互に直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸方向へ相対的に移動自在なレーザ加工ヘッドを適宜方向へ移動してワークのレーザ切断加工を行うレーザ切断加工方法であって、
   （ａ）レーザ切断加工用プログラムに従って前記レーザ加工ヘッドの移動を制御してワークのレーザ切断加工を行う工程、
   （ｂ）上記レーザ切断加工においてのレーザ切断不良箇所を検出する工程、
   （ｃ）前記レーザ加工ヘッドの移動制御を行う制御装置又はレーザ切断加工用プログラムを生成する自動プログラミング装置における表示手段の表示画面にワークの加工形状を表示する工程、
   （ｄ）前記表示画面に表示されたワークの加工形状において、検出したレーザ切断不良箇所に相当する不良相当箇所を前記表示画面上において指示する工程、
   （ｅ）指示された前記不良相当箇所のレーザ切断加工を行う際に、冷却流体の噴射を継続し前記レーザ加工ヘッドの移動及びレーザ光の照射を一時停止する一時停止時間を設定して、前記レーザ切断加工用プログラムに割付ける工程、
   （ｆ）前記一時停止時間を割付けられたレーザ切断加工用プログラムに従ってワークのレーザ切断加工を行う工程、
   の各工程を備えていることを特徴とするレーザ切断加工方法。
3. 請求項２に記載のレーザ切断加工方法において、前記一時停止時間は、レーザ切断加工開始位置からのレーザ切断加工の加工経路長又はレーザ切断加工開始時間からの経過時間のパラメータとして、前記制御装置又は前記自動プログラミング装置におけるパラメータメモリに格納されていることを特徴とするレーザ切断加工方法。
4. ワークに対して互に直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸方向へ相対的に移動自在なレーザ加工ヘッドを備えたレーザ切断加工機と、レーザ切断加工用プログラムに従って前記レーザ加工ヘッドの移動を制御する制御装置と、前記レーザ切断加工用プログラムを生成して前記制御装置へ提供する自動プログラミング装置と、を備えたレーザ切断加工装置であって、
   前記レーザ切断加工用プログラムによってレーザ切断加工されるワークの加工形状を表示する表示画面を前記制御装置又は前記自動プログラミング装置の少なくとも一方に備え、
   前記レーザ切断加工用プログラムに従ってのワークのレーザ切断加工において検出されたレーザ切断不良箇所に相当する不良相当箇所を前記表示画面上のワークの加工形状に指示する不良箇所指示手段を前記制御装置又は前記自動プログラミング装置に備え、
   指示された前記不良相当箇所のレーザ切断加工を行う際に、冷却流体の噴射を継続し前記レーザ加工ヘッドの移動及びレーザ光の照射を一時停止する一時停止時間を、レーザ切断加工開始位置からのレーザ切断加工の加工経路長又はレーザ切断加工開始時からの経過時間のパラメータとして格納したパラメータメモリを前記制御装置又は前記自動プログラミング装置に備え、
   加工経路長又は経過時間に基いて前記レーザ切断加工用プログラムにおいての前記不良相当箇所に一時停止時間のパラメータを割付ける割付け手段を前記制御装置又は前記自動プログラミング装置に備え、
   前記一時停止時間を割付けられたレーザ切断加工用プログラムに従って前記レーザ加工ヘッドの移動を制御する前記制御装置を備えていることを特徴とするレーザ切断加工装置。
5. ワークに対して互に直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸方向へ相対的に移動自在なレーザ加工ヘッドを備えたレーザ切断加工機と、レーザ切断加工用プログラムに従って前記レーザ加工ヘッドの移動を制御する制御装置と、を備えたレーザ切断加工装置であって、
   前記レーザ切断加工用プログラムによってレーザ切断加工されるワークの加工形状を表示する表示画面を前記制御装置に備え、
   前記レーザ切断加工用プログラムに従ってのワークのレーザ切断加工において検出されたレーザ切断不良箇所に相当する不良相当箇所を前記表示画面上のワークの加工形状に指示する不良箇所指示手段を前記制御装置に備え、
   指示された前記不良相当箇所のレーザ切断加工を行う際に、冷却流体の噴射を継続し前記レーザ加工ヘッドの移動及びレーザ光の照射を一時停止する一時停止時間を、レーザ切断加工開始位置からのレーザ切断加工の加工経路長又はレーザ切断加工開始時からの経過時間のパラメータとして格納したパラメータメモリを前記制御装置に備え、
   加工経路長又は経過時間に基いて前記レーザ切断加工用プログラムにおける前記不良相当箇所に一時停止時のパラメータを割付ける割付け手段を前記制御装置に備え、
   前記一時停止時間を割付けられたレーザ切断加工用プログラムに従って前記レーザ加工ヘッドの移動を制御する前記制御装置を備えていることを特徴とするレーザ切断加工装置。

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