JP2706498B2 - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
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- JP2706498B2 JP2706498B2 JP63332537A JP33253788A JP2706498B2 JP 2706498 B2 JP2706498 B2 JP 2706498B2 JP 63332537 A JP63332537 A JP 63332537A JP 33253788 A JP33253788 A JP 33253788A JP 2706498 B2 JP2706498 B2 JP 2706498B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザ光を照射してワークを加工するレーザ
加工装置に関し、特に穴あけ完了時点の検知、及び穴あ
け工程から次工程への移行操作を自動化したレーザ加工
装置に関する。
加工装置に関し、特に穴あけ完了時点の検知、及び穴あ
け工程から次工程への移行操作を自動化したレーザ加工
装置に関する。
レーザ加工装置はレーザ光を集光レンズ等によってワ
ークの一点に照射し、照射した部分の温度を上昇させ、
さらに蒸発させることによって加工を行う。始めに、ワ
ークを停止させた状態で照射すると穴あけ（ピアシン
グ）が行なわれる。この後に続けてワークを移動させる
とワークが切断される。
ークの一点に照射し、照射した部分の温度を上昇させ、
さらに蒸発させることによって加工を行う。始めに、ワ
ークを停止させた状態で照射すると穴あけ（ピアシン
グ）が行なわれる。この後に続けてワークを移動させる
とワークが切断される。
ところで、穴が貫通するとワークにレーザ光が照射さ
れなくなるのでワークの温度は急激に低下する。このた
め、例えば金属等のワークの場合には穴あけ完了後約10
0ミリ秒以上経過するとレーザ光の吸収率が低下して、
その後にワークを移動させても良好な切断加工ができな
い。
れなくなるのでワークの温度は急激に低下する。このた
め、例えば金属等のワークの場合には穴あけ完了後約10
0ミリ秒以上経過するとレーザ光の吸収率が低下して、
その後にワークを移動させても良好な切断加工ができな
い。
したがって、特に切断加工の場合には穴あけ完了後に
できるだけ早く切断工程へ移行させてワークの移動を開
始しなければならない。
できるだけ早く切断工程へ移行させてワークの移動を開
始しなければならない。
従来のレーザ加工装置では、ワークの材質、板厚等の
条件に基づいて実際に穴あけが完了するまでの時間をオ
ペレータが推測して穴あけ工程の実行時間が設定されて
いる。
条件に基づいて実際に穴あけが完了するまでの時間をオ
ペレータが推測して穴あけ工程の実行時間が設定されて
いる。
しかし、従来のレーザ加工装置ではワークの材質、板
厚、表面状態等が変化する度に、オペレータが穴あけ工
程の実行時間を設定し直す必要がある。また、オペレー
タの判断基準が異なると加工品質に影響する。
厚、表面状態等が変化する度に、オペレータが穴あけ工
程の実行時間を設定し直す必要がある。また、オペレー
タの判断基準が異なると加工品質に影響する。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、
穴あけ加工を高速に行うことのできるレーザ加工装置を
提供することを目的とする。
穴あけ加工を高速に行うことのできるレーザ加工装置を
提供することを目的とする。
本発明では上記課題を解決するために、レーザ光をワ
ーク表面に照射し、前記ワークを加工するレーザ加工装
置において、前記ワーク表面での反射によってレーザ発
振器内に帰還される反射レーザ光のレベルを検出する反
射光検出手段と、前記反射レーザ光のレベルが所定値以
下に減少した時点を検知する検知手段と、所要の出力レ
ベルで前記レーザ光を出力して穴あけ加工を開始し、前
記反射レーザ光のレベルが所定値以下に減少した時点で
前記穴あけ加工を終了し、継続して次の穴あけ加工の指
令を出力する指令手段と、を有することを特徴とするレ
ーザ加工装置、が提供される。
ーク表面に照射し、前記ワークを加工するレーザ加工装
置において、前記ワーク表面での反射によってレーザ発
振器内に帰還される反射レーザ光のレベルを検出する反
射光検出手段と、前記反射レーザ光のレベルが所定値以
下に減少した時点を検知する検知手段と、所要の出力レ
ベルで前記レーザ光を出力して穴あけ加工を開始し、前
記反射レーザ光のレベルが所定値以下に減少した時点で
前記穴あけ加工を終了し、継続して次の穴あけ加工の指
令を出力する指令手段と、を有することを特徴とするレ
ーザ加工装置、が提供される。
所要の出力レベルでレーザ光を出力して穴あけ工程を
開始する。穴が貫通するとレーザ発振器内に帰還される
反射レーザ光が所定値以下に減少する。この時点を検知
手段によって検知して穴あけ工程を終了し、継続してす
ぐに次の穴あけ加工を行う。これにより、工程移行時に
おけるワークの温度の低下が最小限に抑えられる。
開始する。穴が貫通するとレーザ発振器内に帰還される
反射レーザ光が所定値以下に減少する。この時点を検知
手段によって検知して穴あけ工程を終了し、継続してす
ぐに次の穴あけ加工を行う。これにより、工程移行時に
おけるワークの温度の低下が最小限に抑えられる。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の一実施例のCO2ガスレーザ発振器を
使用したレーザ加工装置のブロック図である。図におい
て、プロセッサ１は図示されていない加工プログラムに
基づいて各種の指令を行ってレーザ加工装置全体を制御
する。出力制御回路２はプロセッサ１から出力された出
力指令値を電流指令値に変換して出力し、その内部にデ
ィジタル値をアナログ出力に変換するDAコンバータを内
蔵している。レーザ用電源３は商用電源を整流した後、
出力制御回路２からの指令に応じた高周波の電圧を出力
する。
使用したレーザ加工装置のブロック図である。図におい
て、プロセッサ１は図示されていない加工プログラムに
基づいて各種の指令を行ってレーザ加工装置全体を制御
する。出力制御回路２はプロセッサ１から出力された出
力指令値を電流指令値に変換して出力し、その内部にデ
ィジタル値をアナログ出力に変換するDAコンバータを内
蔵している。レーザ用電源３は商用電源を整流した後、
出力制御回路２からの指令に応じた高周波の電圧を出力
する。
放電管４の内部にはレーザガスが循環しており、レー
ザ用電源３から高周波電圧が印加されると、放電を生じ
てレーザガスが励起される。リア鏡５は反射率99.5％の
ゲルマニウム（Ge）製の鏡、出力鏡６は反射率65％のジ
ンクセレン（ZnSe）製の鏡であり、これらはファブリペ
ロー型共振器を構成し、励起されたレーザガス分子から
放出される10.6μｍの光を増幅させて一部を出力鏡６か
らレーザ光７として外部に出力する。
ザ用電源３から高周波電圧が印加されると、放電を生じ
てレーザガスが励起される。リア鏡５は反射率99.5％の
ゲルマニウム（Ge）製の鏡、出力鏡６は反射率65％のジ
ンクセレン（ZnSe）製の鏡であり、これらはファブリペ
ロー型共振器を構成し、励起されたレーザガス分子から
放出される10.6μｍの光を増幅させて一部を出力鏡６か
らレーザ光７として外部に出力する。
レーザ光７はベンダミラー８で方向を変え、集光レン
ズ９によって0.2mm以下のスポットに集光されてワーク1
0の表面に照射される。11はワーク10の表面で反射され
る反射レーザ光であり、集光レンズ９、ベンダミラー
８、出力鏡６を通って再び放電管４内へ戻る。
ズ９によって0.2mm以下のスポットに集光されてワーク1
0の表面に照射される。11はワーク10の表面で反射され
る反射レーザ光であり、集光レンズ９、ベンダミラー
８、出力鏡６を通って再び放電管４内へ戻る。
メモリ12は加工プログラム及びパラメータ等を格納す
るメモリであり、バッテリバックアップされたCMOS等が
使用される。位置制御回路13はプロセッサ１から出力さ
れた位置指令値を解読し、サーボアンプ14を介してサー
ボモータ15を回転制御し、ボールスクリュー16及びナッ
ト17によってテーブル18の移動を制御し、ワーク10の位
置を制御する。表示装置19にはCRT或いは液晶表示装置
等が使用される。
るメモリであり、バッテリバックアップされたCMOS等が
使用される。位置制御回路13はプロセッサ１から出力さ
れた位置指令値を解読し、サーボアンプ14を介してサー
ボモータ15を回転制御し、ボールスクリュー16及びナッ
ト17によってテーブル18の移動を制御し、ワーク10の位
置を制御する。表示装置19にはCRT或いは液晶表示装置
等が使用される。
20はリア鏡５から0.5％の透過率で出力されるモニタ
用レーザ光であり、この出力レベル、すなわちモニタ値
はパワーセンサ21によって測定される。パワーセンサ21
には熱電あるいは光電変換素子等が用いられる。パワー
センサ21の出力は増幅回路22で増幅及びディジタル変換
された後、プロセッサ１に出力される。
用レーザ光であり、この出力レベル、すなわちモニタ値
はパワーセンサ21によって測定される。パワーセンサ21
には熱電あるいは光電変換素子等が用いられる。パワー
センサ21の出力は増幅回路22で増幅及びディジタル変換
された後、プロセッサ１に出力される。
第２図（ａ）は穴あけ加工時のモニタ値Paの経時的変
化を示したグラフである。縦軸はモニタ値Pa、横軸は時
間である。時間t0より、出力指令値Pcでレーザ光の出力
を開始すると、ワーク表面からの反射レーザ光によって
モニタ値Paは短時間のうちに出力指令値の２倍近くに上
昇する。その後、ワークが加熱されてレーザ光の吸収率
が高まるためにモニタ値Paは徐々に低下してくる。時刻
t1で穴あけが完了するとモニタ値Paは急激に低下し、略
出力指令値Pcと等しくなる。
化を示したグラフである。縦軸はモニタ値Pa、横軸は時
間である。時間t0より、出力指令値Pcでレーザ光の出力
を開始すると、ワーク表面からの反射レーザ光によって
モニタ値Paは短時間のうちに出力指令値の２倍近くに上
昇する。その後、ワークが加熱されてレーザ光の吸収率
が高まるためにモニタ値Paは徐々に低下してくる。時刻
t1で穴あけが完了するとモニタ値Paは急激に低下し、略
出力指令値Pcと等しくなる。
プロセッサ１はこのモニタ値Paをパワーセンサ21及び
増幅回路22を介して入力し、ワークのレーザ光に対する
反射率を算出している。
増幅回路22を介して入力し、ワークのレーザ光に対する
反射率を算出している。
第２図（ｂ）は反射率の経時的変化を示したグラフで
ある。このように、反射率は穴あけが完了した時刻t1を
境にQ0からQ2に急激に低下する。したがって、これらの
中間点にしきい値を設けることによって穴あけ完了時点
を検出することができる。本実施例ではこのしきい値を
10％に設定している。切断加工の場合には、まず穴あけ
加工を開始し、反射率が10％以下に低下した時点で切断
工程へ移行し、ワークの移動を開始する。
ある。このように、反射率は穴あけが完了した時刻t1を
境にQ0からQ2に急激に低下する。したがって、これらの
中間点にしきい値を設けることによって穴あけ完了時点
を検出することができる。本実施例ではこのしきい値を
10％に設定している。切断加工の場合には、まず穴あけ
加工を開始し、反射率が10％以下に低下した時点で切断
工程へ移行し、ワークの移動を開始する。
第３図は本発明の一実施例のレーザ加工装置における
切断加工時の処理のフローチャートである。図において
Ｓに続く数値はステップ番号を表す。
切断加工時の処理のフローチャートである。図において
Ｓに続く数値はステップ番号を表す。
〔S1〕加工プログラムの穴あけ工程指令を解読する。
〔S2〕穴あけ工程を開始する。
〔S3〕反射率が10％以下に低下したかどうかを判断す
る。低下していればS4へ、低下していなければ穴あけ工
程を続行する。
る。低下していればS4へ、低下していなければ穴あけ工
程を続行する。
〔S4〕穴あけ工程を終了する。
〔S5〕切断工程指令を解読する。
〔S6〕切断工程を実行する。
なお、ここでは切断加工の場合を説明したが、穴あけ
工程終了後、他の穴あけ工程へ移行させることもでき
る。また、上記した反射率のしきい値は一例であり、ワ
ークの材質に応じて変更される。
工程終了後、他の穴あけ工程へ移行させることもでき
る。また、上記した反射率のしきい値は一例であり、ワ
ークの材質に応じて変更される。
以上説明したように本発明では、ワークからの反射レ
ーザ光の減少を検出して自動的に穴あけ工程を終了して
次の穴あけ加工へ移行するので、連続して穴あけ加工を
行う場合に加工時間を短縮できる。
ーザ光の減少を検出して自動的に穴あけ工程を終了して
次の穴あけ加工へ移行するので、連続して穴あけ加工を
行う場合に加工時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例のレーザ加工装置のブロック
図、 第２図（ａ）は本発明の一実施例における穴あけ加工時
のモニタ値の経時的変化を示したグラフ、 第２図（ｂ）は本発明の一実施例におけるワークのレー
ザ光に対する反射率の経時的変化を示したグラフ、 第３図は本発明の一実施例のレーザ加工装置における切
断加工時の処理のフローチャートである。 １……プロセッサ ５……リア鏡 ６……出力鏡 ７……レーザ光 10……ワーク 11……反射レーザ光 20……モニタ用レーザ光 21……パワーセンサ Pa……モニタ値 Pc……穴あけ加工時の出力指令値 t0……穴あけ加工開始時刻 t1……穴あけ完了時刻
図、 第２図（ａ）は本発明の一実施例における穴あけ加工時
のモニタ値の経時的変化を示したグラフ、 第２図（ｂ）は本発明の一実施例におけるワークのレー
ザ光に対する反射率の経時的変化を示したグラフ、 第３図は本発明の一実施例のレーザ加工装置における切
断加工時の処理のフローチャートである。 １……プロセッサ ５……リア鏡 ６……出力鏡 ７……レーザ光 10……ワーク 11……反射レーザ光 20……モニタ用レーザ光 21……パワーセンサ Pa……モニタ値 Pc……穴あけ加工時の出力指令値 t0……穴あけ加工開始時刻 t1……穴あけ完了時刻
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−165886（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−199588（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−14089（ＪＰ，Ａ) 特公 昭57−48316（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (2)
- 【請求項１】レーザ光をワーク表面に照射し、前記ワー
クを加工するレーザ加工装置において、 前記ワーク表面での反射によってレーザ発振器内に帰還
される反射レーザ光のレベルを検出する反射光検出手段
と、 前記反射レーザ光のレベルが所定値以下に減少した時点
を検知する検知手段と、 所要の出力レベルで前記レーザ光を出力して穴あけ加工
を開始し、前記反射レーザ光のレベルが所定値以下に減
少した時点で前記穴あけ加工を終了し、継続して次の穴
あけ加工の指令を出力する指令手段と、 を有することを特徴とするレーザ加工装置。 - 【請求項２】前記反射光検出手段は、前記レーザ発振器
のリア鏡より透過させたモニタ用レーザ光を入力して前
記反射レーザ光のレベルを検出す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装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63332537A JP2706498B2 (ja) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63332537A JP2706498B2 (ja) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | レーザ加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02179377A JPH02179377A (ja) | 1990-07-12 |
| JP2706498B2 true JP2706498B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=18256029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63332537A Expired - Fee Related JP2706498B2 (ja) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2706498B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3178661A1 (en) | 2015-12-08 | 2017-06-14 | Canon Finetech Inc. | Transfer material, printed material, and manufacturing method for printed material |
| DE102017103509A1 (de) | 2016-02-29 | 2017-08-31 | Fanuc Corporation | Laserbearbeitungsvorrichtung, die in der Lage ist, eine Laserbearbeitung zu starten, während ein reflektierter Laserstrahl reduziert wird |
| DE102017107081A1 (de) | 2016-04-04 | 2017-10-05 | Fanuc Corporation | Zur Verringerung der Intensität eines reflektierten Laserstrahls fähige Laserbearbeitungsvorrichtung |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5249403B2 (ja) | 2011-11-17 | 2013-07-31 | ファナック株式会社 | 補助制御装置を備えたレーザ加工システム |
| JP6294378B2 (ja) * | 2016-03-30 | 2018-03-14 | ファナック株式会社 | 前加工制御部を備えるレーザ加工装置及びレーザ加工方法 |
| JP7460199B2 (ja) * | 2021-09-27 | 2024-04-02 | 国立大学法人東海国立大学機構 | 加工装置および加工終了検出方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0694080B2 (ja) * | 1988-12-19 | 1994-11-24 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工装置 |
-
1988
- 1988-12-29 JP JP63332537A patent/JP2706498B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3178661A1 (en) | 2015-12-08 | 2017-06-14 | Canon Finetech Inc. | Transfer material, printed material, and manufacturing method for printed material |
| EP3398789A2 (en) | 2015-12-08 | 2018-11-07 | Canon Finetech Nisca Inc. | Transfer material, printed material, and manufacturing method for printed material |
| DE102017103509A1 (de) | 2016-02-29 | 2017-08-31 | Fanuc Corporation | Laserbearbeitungsvorrichtung, die in der Lage ist, eine Laserbearbeitung zu starten, während ein reflektierter Laserstrahl reduziert wird |
| JP2017154148A (ja) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | ファナック株式会社 | 反射光を抑制しつつレーザ加工を開始できるレーザ加工装置 |
| US10722975B2 (en) | 2016-02-29 | 2020-07-28 | Fanuc Corporation | Laser processing device capable of starting laser processing while reducing reflected laser beam |
| DE102017103509B4 (de) * | 2016-02-29 | 2021-02-11 | Fanuc Corporation | Laserbearbeitungsvorrichtung zum ausführen einer laserbearbeitung eines zu bearbeitenden objekts |
| DE102017107081A1 (de) | 2016-04-04 | 2017-10-05 | Fanuc Corporation | Zur Verringerung der Intensität eines reflektierten Laserstrahls fähige Laserbearbeitungsvorrichtung |
| US10730148B2 (en) | 2016-04-04 | 2020-08-04 | Fanuc Corporation | Laser processing device capable of reducing intensity of reflected laser beam |
| DE102017107081B4 (de) | 2016-04-04 | 2020-08-06 | Fanuc Corporation | Laserbearbeitungsvorrichtung zum Ausführen einer Laserbearbeitung unter Verringerung einer Intensität eines von einem zu bearbeitenden Gegenstand reflektierten Laserstrahls |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02179377A (ja) | 1990-07-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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