JP2016022512A

JP2016022512A - Laser cutting-off processing method and apparatus

Info

Publication number: JP2016022512A
Application number: JP2014148862A
Authority: JP
Inventors: 治也佐藤; Haruya Sato
Original assignee: Amada Holdings Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2014-07-22
Filing date: 2014-07-22
Publication date: 2016-02-08
Anticipated expiration: 2034-07-22
Also published as: JP6329834B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser cutting-off processing method and apparatus capable of suppressing the occurrence of burning.SOLUTION: Provided is a laser cutting-off processing method for performing a laser cutting process by moving a laser working head made relatively movable in X, Y and Z directions perpendicular to one another with respect to a workpiece, thereby to perform a laser cutting treatment of the workpiece. At each cutting work of a predetermined time period or a predetermined distance upon the workpiece, the movement of the laser cutting head and the output of the laser beam are temporarily stopped, but the injection of a cooling fluid and an assist gas is continued at said temporary stop position, thereby to repeat the cooling of the surface and inside of the workpiece.SELECTED DRAWING: Figure 1

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、例えばバーニングなどのレーザ切断不良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に関する。 The present invention relates to a laser cutting method and apparatus for a workpiece, and more particularly, to a laser cutting method and apparatus capable of suppressing the occurrence of laser cutting defects such as burning.

例えば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、切断溝の幅が次第に広くなることや、バーニングを発生するなど、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水を噴霧して冷却することが行われている（例えば特許文献１参照）。また、ワークのレーザ加工位置付近の温度を検出し、検出温度が設定温度を越えると、レーザ加工位置付近へ冷却水を噴出して冷却することが行われている（例えば特許文献２，３参照）。 For example, when performing laser cutting processing of a plate-shaped workpiece, the heat at the time of laser cutting processing is accumulated in the workpiece, and the width of the cutting groove gradually increases, and burning may occur, causing laser cutting defects. is there. Therefore, cooling is performed by spraying cooling water near the laser cutting position of the workpiece (see, for example, Patent Document 1). Further, the temperature near the laser processing position of the workpiece is detected, and when the detected temperature exceeds the set temperature, cooling is performed by jetting cooling water near the laser processing position (see, for example, Patent Documents 2 and 3). ).

特開２０００−５２０８１号公報JP 2000-52081 A 特開平５−１５４６７４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-157474 特開２００７−７５８７６号公報JP 2007-75876 A

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。 In the configurations described in Patent Documents 1, 2, and 3, since cooling water is sprayed on the surface of the workpiece, the workpiece surface is cooled, but laser cutting failure such as burning due to heat accumulated in the workpiece is performed. May occur. Also, during laser cutting processing, cooling fluid such as assist gas or cooling water is sprayed into the cutting groove in laser cutting processing, but cooling is performed while irradiating the laser as the heat source. Cooling may not be performed and laser cutting defects such as burning may occur.

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、ワークに対して所定時間又は所定距離のレーザ切断加工を行う毎にレーザ加工ヘッドの移動及びレーザ光の出力を一時停止し、当該一時停止位置で冷却流体及びアシストガスの噴出を継続して、ワークの表面及び内部の冷却を繰り返し行うことを特徴とするものである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and a laser processing head that is relatively movable in the X, Y, and Z axis directions orthogonal to each other is moved in an appropriate direction to move the workpiece. A laser cutting method for performing laser cutting processing, wherein the movement of the laser processing head and the output of laser light are temporarily stopped each time laser cutting processing is performed on a workpiece for a predetermined time or a predetermined distance. The cooling fluid and the assist gas are continuously ejected to repeatedly cool the surface and the inside of the workpiece.

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、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を行うに際し、前記レーザ切断不良箇所に相当する不良相当箇所又は当該不良相当箇所をも含む付近のレーザ切断加工を行うとき、レーザ加工ヘッドの移動及びレーザ光の出力を一時停止し、この一時停止位置において冷却流体及びアシストガスの噴出を継続してワークの表面及び内部を冷却することを、所定時間毎又は所定距離のレーザ切断加工毎に繰り返すことを特徴とするものである。 A laser cutting method for performing laser cutting processing of a workpiece by moving a laser processing head relatively movable in X, Y, and Z axis directions orthogonal to the workpiece in an appropriate direction. When the second laser cutting process is performed by performing the laser cutting process, the defect-corresponding part corresponding to the laser-cutting part or the laser cutting process in the vicinity including the defect-corresponding part is also performed. When stopping the movement of the laser processing head and the output of the laser light, and continuously cooling the surface and the inside of the work by continuously ejecting the cooling fluid and the assist gas at the temporary stop position, It repeats for every laser cutting process of predetermined distance, It is characterized by the above-mentioned.

また、前記レーザ切断加工方法において、前記一時停止位置においてレーザ切断加工ヘッドを僅かに戻すことを特徴とするものである。 In the laser cutting method, the laser cutting head is slightly returned at the temporary stop position.

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備えたレーザ切断加工装置であって、前記レーザ加工ヘッドの動作を制御するための制御装置は、ワークのレーザ加工を行うためのレーザ加工用プログラムを格納した加工プログラムメモリと、前記加工プログラムメモリの加工プログラムを読み取るプログラム読取手段と、上記プログラム読取手段によって読み取られたレーザ加工用プログラムに従ってレーザ加工ヘッドのＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の動作を制御する動作制御手段と、ワークに対して所定時間又は所定距離のレーザ切断加工を行う毎に前記レーザ加工ヘッドの移動及びレーザ光の出力を一時停止するための指令を出力する一時停止指令手段と、を備えていることを特徴とするものである。 A laser cutting apparatus having a laser processing head that is relatively movable in the X, Y, and Z axis directions orthogonal to the workpiece, the control for controlling the operation of the laser processing head The apparatus includes a machining program memory storing a laser machining program for performing laser machining of a workpiece, program reading means for reading a machining program in the machining program memory, and a laser machining program read by the program reading means. Operation control means for controlling the movement of the laser processing head in the X, Y, and Z axis directions, and the movement of the laser processing head and the output of the laser beam each time laser cutting processing is performed on the workpiece for a predetermined time or a predetermined distance. And a pause command means for outputting a command for pause.

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備えたレーザ切断加工装置であって、前記レーザ加工ヘッドの動作を制御するための制御装置は、ワークのレーザ加工を行うためのレーザ加工用プログラムを格納した加工プログラムメモリと、前記加工プログラムメモリの加工プログラムを読み取るプログラム読取手段と、上記プログラム読取手段によって読み取られたレーザ加工用プログラムに従ってレーザ加工ヘッドのＸ，Ｙ，Ｚ軸方向への動作を制御する動作制御手段と、ワークの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レーザ切断不良箇所検出手段と、前記レーザ切断不良箇所検出手段によっ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又は当該不良相当箇所をも含む付近のレーザ切断加工を行うとき、ワークに対して所定時間又は所定距離のレーザ切断加工を行う毎に前記レーザ加工ヘッドの移動及びレーザ光の出力を一時停止するための指令を出力する一時停止指令手段と、を備えていることを特徴とするものである。 A laser cutting apparatus having a laser processing head that is relatively movable in the X, Y, and Z axis directions orthogonal to the workpiece, the control for controlling the operation of the laser processing head The apparatus includes a machining program memory storing a laser machining program for performing laser machining of a workpiece, program reading means for reading a machining program in the machining program memory, and a laser machining program read by the program reading means. Operation control means for controlling the movement of the laser machining head in the X, Y and Z axis directions, laser cutting failure spot detection means for detecting a laser cutting fault spot in laser cutting of a workpiece, and the laser cutting fault spot detection The part corresponding to the defect corresponding to the laser cutting defect part detected by the means or the part corresponding to the defect When a laser cutting process in the vicinity including the laser beam is performed, a command for temporarily stopping the movement of the laser processing head and the output of the laser beam is output every time the workpiece is subjected to the laser cutting process for a predetermined time or a predetermined distance. And a temporary stop command means.

また、前記レーザ切断加工装置において、前記レーザ加工ヘッドの一時停止時に、当該レーザ加工ヘッドを僅かに戻すレーザ加工ヘッド戻し手段を備えていることを特徴とするものである。 The laser cutting apparatus may further include a laser processing head returning unit that slightly returns the laser processing head when the laser processing head is temporarily stopped.

本発明によれば、レーザ加工ヘッドの移動及びレーザ光の出力を一時停止した位置において、レーザ切断加工位置への冷却水の噴出及びアシストガスの噴出を継続するものである。したがって、レーザ切断加工位置付近におけるワーク表面の冷却を行うことができることは勿論のこと、アシストガスの噴出によって、冷却水の一部は切断溝内へ深く押し込まれる態様となり、ワークの内部をも冷却することができる。よって、ワークの蓄熱を効果的に減少し、バーニング等のレーザ切断不良を抑制できるものである。 According to the present invention, at the position where the movement of the laser processing head and the output of the laser beam are temporarily stopped, the cooling water and the assist gas are continuously discharged to the laser cutting position. Therefore, not only can the workpiece surface be cooled in the vicinity of the laser cutting processing position, but also a part of the cooling water is pushed deeply into the cutting groove by the ejection of the assist gas, and the inside of the workpiece is also cooled. can do. Therefore, the heat storage of the workpiece can be effectively reduced, and laser cutting defects such as burning can be suppressed.

本発明のレーザ切断加工装置の構成を概念的、概略的に示した機能ブロック図である。It is the functional block diagram which showed notionally and schematically the structure of the laser cutting processing apparatus of this invention. ワークのバーニング発生箇所の説明図である。It is explanatory drawing of the burning generation | occurrence | production location of a workpiece | work.

図１に概念的、概略的に示すように、本発明の実施形態に係るレーザ切断加工装置１は、ワークWに対して直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸方向へ相対的に移動自在なレーザ加工ヘッド３を備えている。このレーザ加工ヘッド３には、レーザ発振器（図示省略）から発振されたレーザ光ＬＢを集光する集光レンズ５が備えられていると共に、レーザ光ＬＢと同時にアシストガスＡＧを噴出するレーザノズル７が備えられている。また、前記レーザ加工ヘッド３には、ワークＷのレーザ切断加工位置方向へ冷却水を噴出する冷却水ノズル９が備えられている。 As conceptually and schematically shown in FIG. 1, a laser cutting apparatus 1 according to an embodiment of the present invention is capable of laser processing that is relatively movable in X, Y, and Z axis directions orthogonal to a workpiece W. A head 3 is provided. The laser processing head 3 is provided with a condenser lens 5 that condenses the laser beam LB oscillated from a laser oscillator (not shown), and a laser nozzle 7 that ejects an assist gas AG simultaneously with the laser beam LB. Is provided. Further, the laser processing head 3 is provided with a cooling water nozzle 9 that ejects cooling water toward the laser cutting processing position of the workpiece W.

また、前記レーザ切断加工装置１には、ワークＷに対する前記レーザ加工ヘッド３の移動動作等を制御する制御装置１１が備えられている。この制御装置１１は、例えばコンピュータから構成してあって、ＣＰＵ１３、ＲＡＭ１５、ＲＯＭ１７を備えていると共に表示画面１９Ａを備えた表示手段１９が備えられている。上記制御装置１１には、ワークＷのレーザ切断加工を行うためのレーザ加工用プログラムを格納した加工用プログラムメモリ２１が備えられている。 Further, the laser cutting processing apparatus 1 is provided with a control device 11 for controlling the movement operation of the laser processing head 3 with respect to the workpiece W. The control device 11 is composed of, for example, a computer, and includes a CPU 13, a RAM 15, and a ROM 17 and a display means 19 having a display screen 19A. The control device 11 is provided with a processing program memory 21 that stores a laser processing program for performing laser cutting processing of the workpiece W.

そして、ワークＷのレーザ切断加工を行うために、前記加工プログラムを読み取り解析するプログラム読取手段（プログラム解析手段）２３が制御装置１１に備えられていると共に、上記プログラム読取手段２３によって読み取られたレーザ加工用プログラムに従って前記レーザ加工ヘッド３のＸ，Ｙ，Ｚ軸方向への移動動作を制御する動作制御手段２５が備えられている。すなわち、前記レーザ加工ヘッド３をＸ，Ｙ，Ｚ軸方向へ移動するためのサーボモータの動作は前記動作制御手段２５によって制御されるものである。 In order to perform laser cutting processing of the workpiece W, a program reading means (program analysis means) 23 for reading and analyzing the machining program is provided in the control device 11, and the laser read by the program reading means 23 is provided. An operation control means 25 for controlling the movement operation of the laser processing head 3 in the X, Y, and Z axis directions according to a processing program is provided. That is, the operation of the servo motor for moving the laser processing head 3 in the X, Y and Z axis directions is controlled by the operation control means 25.

上記構成により、加工プログラムメモリ２１に格納されたレーザ加工用プログラムに従ってレーザ加工ヘッド３の動作を制御することにより、ワークＷにレーザ切断加工が行われることになる。この場合、例えば図２（Ａ）に示すように、穴Ｈ内のスタート位置Ｓ１からレーザ切断加工を開始し、矢印Ａ方向にレーザ加工を行うことにより、穴Ｈのレーザ切断加工が行われる。そして、穴Ｈの外側のスタート位置Ｓ２から矢印Ｂ方向にレーザ切断加工を行うと、ワークＷから製品ＷＰが切断分離されることになる。 With the above configuration, the workpiece W is subjected to laser cutting processing by controlling the operation of the laser processing head 3 in accordance with the laser processing program stored in the processing program memory 21. In this case, for example, as shown in FIG. 2A, the laser cutting process is started from the start position S1 in the hole H, and the laser cutting process is performed on the hole H by performing the laser process in the arrow A direction. When laser cutting is performed in the direction of arrow B from the start position S2 outside the hole H, the product WP is cut and separated from the workpiece W.

前述のように、ワークＷのレーザ切断加工を行うと、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、スタート位置Ｓ２から矢印Ｂ方向にレーザ切断加工を行うと、今回のレーザ切断加工時の熱と蓄熱されている熱とが重なり合うこととなり、バーニングが発生してレーザ切断不良箇所ＮＧ１〜ＮＧ４を生じることがある。したがって、レーザ切断加工装置１には、レーザ切断不良箇所ＮＧ１〜ＮＧ４を検出するためのレーザ切断不良箇所検出手段２７が備えられている。 As described above, when laser cutting of the workpiece W is performed, heat at the time of laser cutting of the hole H is stored in the workpiece W. When laser cutting is performed in the direction of arrow B from the start position S2, the heat at the time of the current laser cutting and the heat stored are overlapped, and burning occurs and the laser cutting defects NG1 to NG4 are identified. May occur. Therefore, the laser cutting processing apparatus 1 is provided with the laser cutting failure location detecting means 27 for detecting the laser cutting failure locations NG1 to NG4.

より詳細には、前記レーザ切断不良箇所検出手段２７の一部として、前記レーザ加工ヘッド３には、レーザ加工位置からの反射光、散乱光を検出する光ファイバ（光センサ）２９が備えられている。なお、ワークＷのレーザ切断加工時にバーニングが発生すると、前記光センサ２９への入射光の光量が多くなるので、光センサ２９の検出値と予め設定した設定値とを比較することにより、バーニング等のレーザ切断加工の不良の発生を検出することができるものである。 More specifically, as a part of the laser cutting defect location detecting means 27, the laser processing head 3 is provided with an optical fiber (optical sensor) 29 for detecting reflected light and scattered light from the laser processing position. Yes. Note that if burning occurs during laser cutting of the workpiece W, the amount of light incident on the optical sensor 29 increases. Therefore, by comparing the detection value of the optical sensor 29 with a preset set value, burning or the like is performed. It is possible to detect the occurrence of defects in the laser cutting process.

したがって、前記光センサ２９によるバーニング発生の検出と、前記レーザ加工ヘッド３の動作位置すなわち前記プログラム読取手段２３によるレーザ加工用プログラムの読み取り位置とを合わせることにより、ワークＷのレーザ切断加工時におけるバーニング発生箇所（レーザ切断不良箇所ＮＧ）を検出することができるものである。そして、前記レーザ切断不良箇所検出手段２７によって検出されたレーザ切断不良箇所ＮＧのデータはレーザ切断不良箇所メモリ３１に格納される。 Therefore, by combining the detection of the occurrence of burning by the optical sensor 29 with the operating position of the laser machining head 3, that is, the reading position of the laser machining program by the program reading means 23, the burning at the time of laser cutting of the workpiece W is performed. An occurrence location (laser cutting failure location NG) can be detected. Then, the data of the defective laser cutting part NG detected by the defective laser cutting part detecting means 27 is stored in the defective laser cutting part memory 31.

なお、レーザ切断不良箇所ＮＧの検出方法としては、例えばワークＷのレーザ切断加工を行う。そして、例えばＣＣＤカメラによってワークＷを撮像し、この撮像した画像を、表示画面１９Ａに表示されている製品ＷＰの画像（ＣＡＤ，ＣＡＭデータの画像）に重ね合わせる。そして、撮像したレーザ切断不良箇所ＮＧの始点、終点を画面上でタッチすることによってレーザ切断不良箇所ＮＧを指示することも可能である。また、製品ＷＰが表示されている表示画面１９Ａ上において、レーザ切断不良箇所ＮＧの大凡の位置を指示することも可能である。 In addition, as a method for detecting the defective laser cutting location NG, for example, laser cutting of the workpiece W is performed. Then, the workpiece W is imaged by, for example, a CCD camera, and the captured image is superimposed on an image of the product WP (CAD, CAM data image) displayed on the display screen 19A. And it is also possible to instruct | indicate the laser cutting defect location NG by touching the start point and end point of the imaged laser cutting failure location NG on a screen. It is also possible to indicate the approximate position of the laser cutting failure location NG on the display screen 19A on which the product WP is displayed.

既に理解されるように、ワークＷのレーザ切断加工を行うと、バーニング発生によるレーザ切断不良箇所ＮＧの検出を行うことができ、かつレーザ切断不良箇所ＮＧのデータはレーザ切断不良箇所メモリ３１に格納できるものである。したがって、次回のレーザ切断加工時に、前記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を行うときには、ワークＷを充分に冷却し、蓄熱量を低減してレーザ切断加工を行うことにより、バーニング発生によるレーザ切断不良箇所ＮＧの発生を抑制することができるものである。 As already understood, when laser cutting of the workpiece W is performed, it is possible to detect the defective laser cutting location NG due to the occurrence of burning, and the data of the defective laser cutting location NG is stored in the laser defective cutting location memory 31. It can be done. Therefore, when performing laser cutting processing of a portion corresponding to a defect corresponding to the laser cutting defective portion NG at the next laser cutting processing, the workpiece W is sufficiently cooled, and the laser cutting processing is performed by reducing the heat storage amount. The occurrence of defective laser cutting NG due to the occurrence of burning can be suppressed.

したがって、本実施形態においては、前記レーザ切断不良箇所ＮＧ又は当該レーザ切断不良箇所ＮＧをも含む付近のレーザ切断加工を行うとき、レーザ加工ヘッド３の移動及びレーザ光ＬＢの出力を一時停止して、この一時停止位置の冷却を行うことを繰り返しつつレーザ切断加工を行うものである。すなわち、ワークＷに対して所定時間又は所定距離のレーザ切断加工を行う毎に、レーザ加工ヘッド３の移動及びレーザ光ＬＢの出力を一時停止し、この一時停止位置において冷却水の噴出及びアシストガスＡＧの噴出を継続してワークＷの冷却を行うものである。 Therefore, in this embodiment, when performing laser cutting processing in the vicinity of the laser cutting failure location NG or the laser cutting failure location NG, the movement of the laser processing head 3 and the output of the laser beam LB are temporarily stopped. The laser cutting process is performed while repeating the cooling of the temporary stop position. That is, every time the workpiece W is subjected to laser cutting processing for a predetermined time or a predetermined distance, the movement of the laser processing head 3 and the output of the laser beam LB are temporarily stopped. The work W is cooled by continuing the jet of AG.

よって、前記制御装置１１には、パラメータメモリ３３が備えられている。このパラメータメモリ３３には、ワークＷの材質、板厚に対応して前記レーザ加工ヘッド３の一時停止時間が予め実験的に求められて、パラメータとして格納されているものである。なお、レーザ光ＬＢの出力停止時間は、レーザ加工ヘッド３の一時停止時間と同一である。また、制御装置１１には、レーザ切断時間を計時する計時手段３５が備えられていると共に、前記プログラム読取手段２３によって読み取られた座標位置の変化に基いて、レーザ切断加工の経路長を演算する距離演算手段３７が備えられている。 Therefore, the control device 11 is provided with a parameter memory 33. In the parameter memory 33, the temporary stop time of the laser processing head 3 is experimentally determined in advance corresponding to the material and thickness of the workpiece W, and stored as parameters. The output stop time of the laser beam LB is the same as the temporary stop time of the laser processing head 3. Further, the control device 11 is provided with a time measuring means 35 for measuring the laser cutting time, and calculates the path length of the laser cutting processing based on the change of the coordinate position read by the program reading means 23. A distance calculation means 37 is provided.

さらに、前記制御装置１１には、設定値メモリ３９が備えられている。この設定値メモリ３９には、レーザ加工ヘッド３の一時停止を繰り返す際の継続した加工時間が予め設定してあると共に、一時停止を繰り返す際の加工距離が予め格納してある。そして、上記設定値メモリ３９に格納された設定時間、設定距離と前記計時手段３５の計時時間、距離演算手段３７の演算結果とを比較する比較手段４１が備えられている。 Further, the control device 11 is provided with a set value memory 39. In this set value memory 39, a continuous machining time when the laser machining head 3 is repeatedly paused is preset, and a machining distance when the pause is repeated is stored in advance. A comparison means 41 for comparing the set time and set distance stored in the set value memory 39 with the time measured by the time measuring means 35 and the calculation result of the distance calculating means 37 is provided.

また、制御装置１１には、前記比較手段４１の比較が一致したときに、前記レーザ加工ヘッド３の移動及びレーザ光ＬＢの出力を一時停止する指令を、前記動作制御手段２５及びレーザ光ＬＢの出力を制御するレーザ光出力制御手段（図示省略）へ出力する一時停止指令手段４３が備えられている。さらに、前記制御装置１１には、レーザ加工ヘッド３が一時停止した後に、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４５が備えられている。 Further, when the comparison of the comparison means 41 coincides, the control device 11 is instructed to temporarily stop the movement of the laser processing head 3 and the output of the laser light LB, and the operation control means 25 and the laser light LB. Temporary stop command means 43 for outputting to laser light output control means (not shown) for controlling output is provided. Further, the control device 11 is provided with a cutting resumption condition memory 45 preliminarily storing cutting resumption conditions when resuming laser cutting after the laser machining head 3 is temporarily stopped.

前記切断再開条件メモリ４５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レーザ光の出力、レーザ加工ヘッドの移動速度の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もよいものである。 In the cutting resumption condition memory 45, the conditions of the laser beam output and the moving speed of the laser processing head when performing laser cutting processing of the defect-corresponding locations corresponding to the laser cutting failure locations NG1 to NG4 are experimentally conducted in advance. Sought and stored. It should be noted that the laser cutting processing conditions for performing the laser cutting processing for each defective portion may be the same.

また、前記制御装置１１には、レーザ加工ヘッド３の移動を一時停止した際に、レーザ加工ヘッド３を予め設定された距離だけ加工経路を辿って戻る動作を指令する戻り動作指令手段４５が備えられている。 Further, the control device 11 is provided with a return operation command means 45 for instructing to return the laser processing head 3 by following a processing path by a preset distance when the movement of the laser processing head 3 is temporarily stopped. It has been.

以上のごとき構成において、加工プログラムメモリ２１に格納されたレーザ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うと、最初のレーザ切断加工においてのレーザ切断不良箇所ＮＧがレーザ切断不良箇所検出手段２７によって検出される。そして、検出されたレーザ切断不良箇所ＮＧの位置データはレーザ切断不良箇所メモリ３１に格納される。 In the configuration as described above, when laser cutting of the workpiece W is performed in accordance with the laser processing program stored in the processing program memory 21, the laser cutting failure location NG in the first laser cutting processing is detected by the laser cutting failure location detection means 27. Detected. The detected position data of the defective laser cutting part NG is stored in the defective laser cutting part memory 31.

上述のように、レーザ切断不良箇所ＮＧを検出した後、２回目以後のレーザ切断加工時においては、プログラム読取手段２３によって読み取られた座標位置とレーザ切断不良箇所メモリ３１に格納されたレーザ切断不良箇所ＮＧの座標位置とが比較手段４１によって比較される。そして、前記両座標位置が一致すると、一時停止指令手段４３の指令によってレーザ加工ヘッド３の移動及びレーザ光ＬＢの出力が一時停止される。なお、レーザ加工ヘッド３の移動が一時停止された停止位置においては、冷却水ノズル９からの冷却水の噴出及びアシストガスＡＧの噴出は継続されるものである。 As described above, after detecting the laser cutting failure location NG, at the second and subsequent laser cutting processing, the coordinate position read by the program reading unit 23 and the laser cutting failure stored in the laser cutting failure location memory 31 are detected. The comparison unit 41 compares the coordinate position of the location NG. When the two coordinate positions coincide with each other, the movement of the laser processing head 3 and the output of the laser beam LB are temporarily stopped by a command from the temporary stop command means 43. In addition, in the stop position where the movement of the laser processing head 3 was temporarily stopped, the ejection of the cooling water from the cooling water nozzle 9 and the ejection of the assist gas AG are continued.

したがって、前記一時停止位置においては、冷却水によってワークＷの上面が冷却される。また、アシストガスＡＧが噴出されていることにより、冷却水の一部はワークＷの切断溝内に深く入り込む態様となり、ワークＷの内部をも冷却することになる。よって、レーザ切断不良箇所ＮＧに相当する不良相当箇所の蓄熱は減少されるものである。レーザ加工ヘッド３の一時停止時間が計時手段３５によって計時され、この計時時間とパラメータメモリ３３にパラメータとして格納された停止時間とが比較手段４１によって比較されて一致すると、切断再開条件メモリ４５に格納された切断再開条件によってレーザ加工ヘッド３の移動が低速でもって再開されると共に、レーザ光ＬＢの出力が低出力で再開されて、レーザ切断加工が再開されることになる。そして、予め設定した時間を経過した後は、レーザ加工用プログラムに従った加工速度及びレーザ出力に制御されて、レーザ切断加工が行われるものである。 Therefore, at the temporary stop position, the upper surface of the workpiece W is cooled by the cooling water. Further, since the assist gas AG is ejected, a part of the cooling water enters into the cutting groove of the workpiece W, and the inside of the workpiece W is also cooled. Therefore, the heat storage in the defective equivalent portion corresponding to the laser cutting defective portion NG is reduced. The temporary stop time of the laser processing head 3 is timed by the time measuring means 35, and when the time measured and the stop time stored as a parameter in the parameter memory 33 are compared by the comparing means 41 and stored, they are stored in the cutting resumption condition memory 45. The movement of the laser processing head 3 is resumed at a low speed according to the cut resumption condition, and the output of the laser beam LB is resumed at a low output, and the laser cutting process is resumed. Then, after a preset time has elapsed, the laser cutting is performed under the control of the processing speed and the laser output according to the laser processing program.

上述のごとく、レーザ切断加工が再開されて、前記不良相当箇所のレーザ切断加工を行うときには、レーザ切断加工の開始時からの時間が計時手段３５によって計時されると共に、距離演算手段３７によってレーザ切断加工開始時からのレーザ切断加工距離が演算される。そして、計時手段３５によって計時された計時時間と設定値メモリ３９に格納された設定時間とが比較され、一致すると、レーザ加工ヘッド３の移動及びレーザ光ＬＢの出力が再び一時停止される。なお、前記距離演算手段３７によって演算された演算値と前記設定値メモリ３９に格納された設定距離とが比較手段４１によって比較され、一致したときにもレーザ加工ヘッド３の移動及びレーザ光ＬＢの出力は再び一時停止されるものである。 As described above, when the laser cutting process is resumed and the laser cutting process is performed on the portion corresponding to the defect, the time from the start of the laser cutting process is measured by the time measuring unit 35 and the distance calculating unit 37 performs the laser cutting. The laser cutting processing distance from the start of processing is calculated. Then, the time measured by the time measuring means 35 is compared with the set time stored in the set value memory 39, and when they match, the movement of the laser processing head 3 and the output of the laser beam LB are temporarily stopped again. The calculated value calculated by the distance calculating means 37 and the set distance stored in the set value memory 39 are compared by the comparing means 41, and even when they match, the movement of the laser processing head 3 and the laser light LB The output is again paused.

すなわち、レーザ切断加工を再開して不良相当箇所のレーザ切断加工を行うときには、レーザ切断加工時間及びレーザ切断加工距離の両方を監視して、再び一時停止するものであるから、多くの蓄熱を抑制することができるものである。 In other words, when laser cutting is restarted and laser cutting is performed at a location corresponding to a defect, both the laser cutting time and the laser cutting distance are monitored and paused again, so a large amount of heat storage is suppressed. Is something that can be done.

既に理解されるように、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又は不良相当箇所をも含む付近のレーザ切断加工を行うとき、レーザ加工ヘッド３の移動及びレーザ光ＬＢの出力を一時停止し、冷却水及びアシストガスの噴出を継続して、ワーク表面及びワーク内部の冷却を行うことを、所定時間（設定時間）毎又は所定距離（設定距離）のレーザ切断加工毎に繰り返すものであるから、蓄熱を低減して、バーニングの発生を抑制することができるものである。 As already understood, when performing laser cutting processing in the vicinity including the defect-corresponding portion corresponding to the detected laser cutting failure portion NG or the portion corresponding to the defect, the movement of the laser processing head 3 and the output of the laser beam LB are temporarily transmitted. Stopping and continuing the cooling water and assist gas jetting to cool the workpiece surface and inside the workpiece is repeated every predetermined time (set time) or every laser cutting processing at a predetermined distance (set distance). Therefore, heat storage can be reduced and the occurrence of burning can be suppressed.

なお、バーニング等の切断不良箇所の発生は、レーザ切断加工を行うことによって検出することができるものである。したがって、ワークＷのレーザ切断加工を行うに当り、最初のレーザ切断加工時から、所定時間又は所定距離のレーザ切断加工を行う毎にレーザ加工ヘッドの移動及びレーザ光の出力を一時停止する。そして、この一時停止位置で冷却水の噴出及びアシストガスの噴出を、予め設定された所定時間継続することを繰り返してレーザ切断を行うことにより、最初のレーザ切断加工時からバーニング等の発生を抑制することができるものである。 Note that the occurrence of defective cutting such as burning can be detected by laser cutting. Therefore, when performing laser cutting processing of the workpiece W, the movement of the laser processing head and the output of the laser beam are temporarily stopped every time laser cutting processing is performed for a predetermined time or a predetermined distance from the time of the first laser cutting processing. Then, by repeating laser cutting of the cooling water and the assist gas at the temporary stop position for a predetermined period of time, the occurrence of burning and the like is suppressed from the time of the first laser cutting process. Is something that can be done.

ところで、ワークＷの切断溝内へ冷却水をより多く進入させて、ワークＷの内部をより迅速に冷却するには、前記一時停止位置からレーザ加工ヘッドを、切断経路に沿って僅かに後退すること、すなわち戻すことが望ましいものである。そこで、前記制御装置１１に備えた選択手段４７によって戻り動作指令手段４５の使用を選択すると、前述したように、レーザ加工ヘッド３の移動及びレーザ光ＬＢの出力を一時停止した後、この一時停止位置から、予め設定された戻り距離だけ加工経路を辿ってレーザ加工ヘッド３が戻されることになる。 By the way, in order to allow more cooling water to enter the cutting groove of the workpiece W and cool the inside of the workpiece W more quickly, the laser processing head is slightly retracted along the cutting path from the temporary stop position. That is, it is desirable to return. Therefore, when the selection means 47 provided in the control device 11 selects the use of the return operation command means 45, as described above, the movement of the laser processing head 3 and the output of the laser beam LB are temporarily stopped, and then the temporary stop. From the position, the laser machining head 3 is returned by following the machining path by a preset return distance.

上述のように、レーザ加工ヘッド３が僅かに戻されると、レーザ加工ヘッド３の下側の切断溝は、レーザ加工ヘッド３の移動方向の前後両側に位置することとなり、アシストガスＡＧの噴出に補助されて、前記切断溝内へより多くの冷却水を流入できることとなる。したがって、ワークＷの内部をより効果的に冷却できることになり、バーニングの発生を抑制して切断能率の向上を図ることができるものである。 As described above, when the laser processing head 3 is slightly returned, the lower cutting grooves of the laser processing head 3 are positioned on both front and rear sides in the moving direction of the laser processing head 3, and the assist gas AG is ejected. With assistance, more cooling water can flow into the cutting groove. Therefore, the inside of the workpiece W can be cooled more effectively, and the cutting efficiency can be improved by suppressing the occurrence of burning.

以上のごとき説明より理解されるように、予め設定された所定時間又は所定距離のレーザ切断加工を行う毎に、レーザ切断加工を一時停止してワーク表面及び内部の冷却を行うことを繰り返してレーザ切断加工を行うものであるから、バーニング等の発生を抑制できるものである。 As can be understood from the above description, every time laser cutting is performed for a predetermined time or a predetermined distance, laser cutting is temporarily stopped and the workpiece surface and the inside are cooled repeatedly to perform laser cutting. Since cutting is performed, the occurrence of burning or the like can be suppressed.

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、レーザ切断加工においてのバーニング等は、ワークの蓄熱等に起因することが多いものである。したがって、レーザ切断経路が予め設定した設定値より近接する場合に、レーザ切断加工を一時停止して、前述したようにワークの冷却を繰り返すことも可能である。また、一時停止位置での冷却水の供給量をより多くすることも可能である。さらに、アシストガスＡＧの噴出をパルス的に行って、ワークＷの切断溝への冷却水の流入を図ることも可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in other forms by making appropriate changes. That is, the burning or the like in the laser cutting process is often caused by heat storage of the workpiece. Therefore, when the laser cutting path is closer than a preset value, it is possible to temporarily stop the laser cutting process and repeat cooling of the workpiece as described above. It is also possible to increase the amount of cooling water supplied at the temporary stop position. Further, the assist gas AG can be ejected in a pulse manner so that the cooling water flows into the cutting groove of the workpiece W.

１レーザ切断加工装置
３レーザ加工ヘッド
１１制御装置
２１加工用プログラムメモリ
２３プログラム読取手段（プログラム解析手段）
２５動作制御手段
２７レーザ切断不良箇所検出手段
２９光センサ（光ファイバー）
３１レーザ切断不良箇所メモリ
３３パラメータメモリ
３５計時手段
３７距離演算手段
３９設定値メモリ
４１比較手段
４３一時停止指令手段
４５戻り動作指令手段
４７選択手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser cutting processing apparatus 3 Laser processing head 11 Control apparatus 21 Program memory for processing 23 Program reading means (program analysis means)
25 Operation control means 27 Laser cutting failure point detection means 29 Optical sensor (optical fiber)
31 Laser cutting failure location memory 33 Parameter memory 35 Timekeeping means 37 Distance calculation means 39 Set value memory 41 Comparison means 43 Temporary stop command means 45 Return operation command means 47 Selection means

Claims

A laser cutting method for performing laser cutting processing of a workpiece by moving a laser processing head relatively movable in X, Y, and Z axis directions orthogonal to the workpiece in an appropriate direction. Each time laser cutting processing is performed for a predetermined time or a predetermined distance, the movement of the laser processing head and the output of the laser light are temporarily stopped, and the cooling fluid and the assist gas are continuously ejected at the temporary stop position, A laser cutting method characterized by repeatedly cooling the inside.

A laser cutting method for performing laser cutting processing of a workpiece by moving a laser processing head that is relatively movable in X, Y, and Z axis directions orthogonal to the workpiece in an appropriate direction. Laser cutting is detected by performing cutting processing, and when performing the second laser cutting processing, laser cutting processing in the vicinity corresponding to the defective portion corresponding to the laser cutting defective portion or also including the defective corresponding portion is performed. The movement of the laser processing head and the output of the laser beam are temporarily stopped, and the cooling fluid and the assist gas are continuously ejected at the temporary stop position to cool the surface and the inside of the work every predetermined time or at a predetermined distance. A laser cutting method, which is repeated for each laser cutting process.

3. The laser cutting processing method according to claim 1, wherein the laser processing head is slightly returned at the temporary stop position.

A laser cutting apparatus including a laser processing head that is relatively movable in X, Y, and Z axis directions orthogonal to each other, and a control device for controlling the operation of the laser processing head is provided. , A machining program memory storing a laser machining program for performing laser machining of the workpiece, a program reading means for reading the machining program in the machining program memory, and a laser machining according to the laser machining program read by the program reading means Operation control means for controlling the movement of the head in the X-, Y- and Z-axis directions, and the movement of the laser processing head and the output of laser light are temporarily stopped every time laser cutting processing is performed on the workpiece for a predetermined time or a predetermined distance And a temporary stop command means for outputting a command to perform the laser cutting processing device. .

A laser cutting apparatus including a laser processing head that is relatively movable in X, Y, and Z axis directions orthogonal to each other, and a control device for controlling the operation of the laser processing head is provided. , A machining program memory storing a laser machining program for performing laser machining of the workpiece, a program reading means for reading the machining program in the machining program memory, and a laser machining according to the laser machining program read by the program reading means An operation control means for controlling the movement of the head in the X, Y and Z axis directions, a laser cutting failure spot detection means for detecting a laser cutting fault spot in laser cutting of a workpiece, and the laser cutting fault spot detection means A defect equivalent location or a corresponding defect equivalent location corresponding to the detected laser cutting failure location When performing laser cutting processing in the vicinity, a pause for outputting a command for temporarily stopping movement of the laser processing head and output of laser light every time laser cutting processing is performed on the workpiece for a predetermined time or a predetermined distance. And a command cutting means.

6. The laser cutting processing apparatus according to claim 4, further comprising a laser processing head returning means for slightly returning the laser processing head when the laser processing head is temporarily stopped.