JP2528509B2 - レ―ザ加工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はワークを加工工程に従って切断加工するレー
ザ加工方法に関し、特にノズルとワーク間のギャップ制
御の不具合を改良したレーザ加工方法に関する。

〔従来の技術〕

レーザ加工機の高速加工と、複雑な輪郭制御が可能な
数値制御装置（CNC）の特徴を結合して、複雑な形状の
加工通路でも非接触で高速に切断加工することができる
ようになってきている。実際の切断加工では、ワークの
そり等によって加工条件が変化しないように、NC指令を
実行しながら、さらにならい制御等が行われている。こ
れによって、ノジルとワーク間のギャップを一定に保っ
て切断加工を実行することができる。

第２図に加工例を示す。図において、51は加工通路、
B1及びB2はギャップ測定要のプローブレーザ光のビーム
スポットを示す。点P1からワーク46の切断加工を開始
し、点P2を通過して点P1に戻るまでの加工通路51に沿っ
て切断加工を実行する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、加工が進んで点P1に戻る近傍では切り落と
し部52が反り始め、加工を終了すると切り落とし部52は
切り落とされる。この時、ビームスポットB1の反射光は
半減する。したがって、ギャップの測定値は急変して、
あたかもギャップそのものが急変したように判断され
る。この結果、ノズルが切り落とし部52を追って残部53
に衝突し、制御不能になる。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、
ノズルとワーク間のギャップ制御の不具合を改良したレ
ーザ加工方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では上記課題を解決するために、 レーザ加工装置のノズル部よりワーク表面にレーザ光
を照射し、前記ワークを加工工程に従って切断加工する
レーザ加工方法において、前記ノズル部と前記ワークと
のギャップを測定して距離信号を出力する距離検出器を
設け、前記距離信号を位置制御回路にフィードバックし
て、前記ギャップを一定に保つようにギャップ制御しな
がら加工通路の始点より切断加工を開始し、前記加工通
路の終点の近傍に設定された所定箇所に達した時点で前
記ギャップ制御を中断して前記ノズル部を前記時点での
位置にクランプし、継続して前記終点までを切断加工す
ることを特徴とするレーザ加工方法が、提供される。

〔作用〕

ギャップ制御によってノズルとワーク間の距離を一定
に保って、加工通路の始点より切断加工を開始する。加
工通路の終点の直前まで切断加工を実行した時点でギャ
ップ制御を中断し、同時にノズル部をこの位置でクラン
プし、その後はクランプした状態でノズル部あるいはワ
ークを移動させて加工通路の終点までを切断加工する。
これにより、終点でワークが切り落とされた時に、ノズ
ル部が切り落とされたワークを追って他のワークと衝突
したりする不具合が発生しない。

〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明を実施するための切断加工レーザ装置
の構成を示すブロック図である。図において、数値制御
装置（CNC）10はNC指令を記憶、実行し、ならい制御を
行う。

プロセッサ11は数値制御装置10の全体の動作を制御す
る。メモリ12は制御プログラムを格納する。表示制御回
路14は表示データを作成し、送出する。距離検出回路15
は後述する距離検出器からの距離信号を受けて、これを
ディジタル値に変換してプロセッサ11に入力する。プロ
セッサはこの距離データから、基準距離との差を演算し
て偏差を求め、この偏差に比例した速度指令を演算す
る。プロセッサ11からの速度指令はD/A変換器16でアナ
ログ値に変換され、サーボアンプ17で増幅されて後述す
るサーボモータに出力される。位置検出回路18はサーボ
モータに取りつけられた位置検出器からの位置信号を受
け、ディジタル値に変換してプロセッサ11に入力する。

表示装置30にはCRTまたは液晶表示装置等が使用さ
れ、表示制御回路14からのビデオ信号を受けて各種の表
示を行う。

サーボモータ42はならい軸を駆動するサーボモータで
あり、位置検出器41によってならい軸の位置が検出され
る。距離検出器43はノズル45とワーク46の間のギャップ
を測定し、距離検出回路15に距離信号を出力する。距離
検出器43には半導体レーザを使用したレーザ測定器が使
用される。44は測定用のプローブレーザ光を示す。な
お、これ以外に静電容量型センサあるいは磁気センサ等
の距離検出器が使用できる。ワーク46は機械テーブル47
の上に固定されている。

ノズル45からは図示されていない加工用のレーザ光が
ワーク46に照射されて、ワーク46の切断加工が行われ
る。なお、第１図ではならい軸のサーボ系のみを示し、
他の軸のサーボ系は省略してある。

ここで、NC指令を実行しながら、同時に距離検出器43
によってノズル45の先端からワーク46までのギャップを
測定し、プロセッサ11にフィードバックしている。この
結果、ノズル45の先端は、基本的にはNC指令を実行しな
がらならい制御によってワーク46との距離が一定になる
ように制御される。

プロセッサ11は、このならい制御を加工通路の終点直
前で中断する。中断する時点は、ワークの反りが発生せ
ず、且つできるだけ終点に近い点が望ましい。本実施例
では中断する時点を終点までの距離が1mmに達した時点
に設定している。この後は、ノズル45の位置はならい制
御を中断した時点での位置にクランプされて、終点まで
切断加工が実行される。

したがって、第２図の切り落とし部52の反り、あるい
は切り落としが行われても、ノズル45の位置が不用意に
変動しない。

なお、次工程の切断加工では、再びその始点よりなら
い制御が開始される。

また、上記したならい制御を中断する時点の設定値は
加工の種類、ワークの材質等に応じて選択される。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明では、NC指令実行中にギャ
ップ制御を行い、一方、加工通路の終点直前から終点ま
ではノズルの位置をクランプさせるので、ワークの一部
が切り落とされた場合でもノズルがワークに接触せず、
加工を続行することができ、加工能率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための切断加工レーザ装置の
構成を示すブロック図、 第２図は加工例の一例を示す概念図である。 10……数値制御装置 11……プロセッサ 12……メモリ 15……距離検出回路 18……位置検出回路 41……位置検出器 42……サーボモータ 43……距離検出器 44……プローブレーザ光 45……ノズル 46……ワーク 51……加工通路 52……内側ワーク 53……外側ワーク P1……加工通路の始点及び終点 B1、B2……ビームスポット

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザ加工装置のノズル部よりワーク表面
   にレーザ光を照射し、前記ワクを加工工程に従って切断
   加工するレーザ加工方法において、 前記ノズル部と前記ワークとのギャップを測定して距離
   信号を出力する距離検出器を設け、 前記距離信号を位置制御回路にフィードバックして、前
   記ギャップを一定に保つようにギャップ制御しながら加
   工通路の始点より切断加工を開始し、 前記加工通路の終点の近傍に設定された所定箇所に達し
   た時点で前記ギャップ制御を中断して前記ノズル部を前
   記時点での位置にクランプし、継続して前記終点までを
   切断加工することを特徴とするレーザ加工方法。
2. 【請求項２】前記加工通路は前記始点の座標と前記終点
   の座標とが互いに一致する閉路の通路であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のレーザ加工方法。
3. 【請求項３】前記加工工程が互いに独立した複数の加工
   通路で構成される場合には、前記ギャップ制御は再度各
   々の加工通路の始点より開始されることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のレーザ加工方法。
4. 【請求項４】前記ギャップ制御はならい制御で行われる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレーザ加
   工方法。
5. 【請求項５】前記距離検出器はレーザ距離測定器である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレーザ加
   工方法。