JP2837748B2 - レーザ加工機のピアス完了検出装置 - Google Patents
レーザ加工機のピアス完了検出装置Info
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- JP2837748B2 JP2837748B2 JP2207610A JP20761090A JP2837748B2 JP 2837748 B2 JP2837748 B2 JP 2837748B2 JP 2207610 A JP2207610 A JP 2207610A JP 20761090 A JP20761090 A JP 20761090A JP 2837748 B2 JP2837748 B2 JP 2837748B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明はレーザー加工機によるピアス加工のピアス
完了検出装置に関する。
完了検出装置に関する。
（従来の技術） レーザ光による板金切断を行なうレーザ加工機におい
て、通常、切断を行なう前にピアス加工を行なわなけれ
ばならない。このピアス加工の完了時間は、シャッタが
開かれ、ワークにレーザ光が照射されてから、レーザ光
が貫通するまでの時間であるが、この時間は発振器の状
態（パワー、モード）、ワークの状態（板厚、組成、表
面状態）、加工機の状態（ミラー、カッティングレン
ズ）により大幅に異なるものである。一例をあげると、
SPH板厚9mmの場合、最良時５秒、最悪時12.5秒で7.5秒
もの開きがある。
て、通常、切断を行なう前にピアス加工を行なわなけれ
ばならない。このピアス加工の完了時間は、シャッタが
開かれ、ワークにレーザ光が照射されてから、レーザ光
が貫通するまでの時間であるが、この時間は発振器の状
態（パワー、モード）、ワークの状態（板厚、組成、表
面状態）、加工機の状態（ミラー、カッティングレン
ズ）により大幅に異なるものである。一例をあげると、
SPH板厚9mmの場合、最良時５秒、最悪時12.5秒で7.5秒
もの開きがある。
現在の加工機のピアスの待ち時間は、全ての状態が最
も悪い条件でも、確実にピアスが完了するように余裕を
みて、かなり大きな時間をとっており、ピアス完了の有
無に関わらず、ピアス時は常に決まった時間待ちを行な
っている。
も悪い条件でも、確実にピアスが完了するように余裕を
みて、かなり大きな時間をとっており、ピアス完了の有
無に関わらず、ピアス時は常に決まった時間待ちを行な
っている。
（発明が解決しようとする課題） ピアス待ち時間は、上記のように余裕をみて設定して
いる。しかし、通常では、ピアス待ち時間より早くピア
スが完了するが、ピアス完了を検出する手段がないた
め、常に設定された時間だけ待っていることになる。そ
のため、大きな無駄時間が生じていた。
いる。しかし、通常では、ピアス待ち時間より早くピア
スが完了するが、ピアス完了を検出する手段がないた
め、常に設定された時間だけ待っていることになる。そ
のため、大きな無駄時間が生じていた。
また、ワークの材質、板厚によりピアス完了時間が異
なるため、それぞれについて、材質、板厚に対するピア
ス完了時間の情報を、自動プログラミング装置または、
オペレータが知っていなければならなかった。更に、NC
文にも、ピアス完了待ち時間の情報が必要なため、メモ
リの消費や実行速度が遅くなるという問題があった。
なるため、それぞれについて、材質、板厚に対するピア
ス完了時間の情報を、自動プログラミング装置または、
オペレータが知っていなければならなかった。更に、NC
文にも、ピアス完了待ち時間の情報が必要なため、メモ
リの消費や実行速度が遅くなるという問題があった。
この発明は、このような問題に着目して創案されたも
ので、ワークの材質、板厚等に無関係にピアス完了時を
検出するピアス完了検出装置を、提供することを目的と
するものである。
ので、ワークの材質、板厚等に無関係にピアス完了時を
検出するピアス完了検出装置を、提供することを目的と
するものである。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 前記の目的を達成するために、この発明は、カッティ
ングヘッドのノズル先端とカッティングレンズの間にお
けるノズル先端の光を検出するセンサヘッド部と、セン
サヘッド部の検出信号に基づいてピアス加工の完了を検
出する検出部とからなり、前記のセンサヘッド部がノズ
ル先端の光を反射するミラーと、カッティングヘッドの
外側に設けた光センサとからなり、前記検出部が入力ア
ンプと、入力波形のレベル検出部と、振動波形検出部
と、NC出力部とからなるものである。
ングヘッドのノズル先端とカッティングレンズの間にお
けるノズル先端の光を検出するセンサヘッド部と、セン
サヘッド部の検出信号に基づいてピアス加工の完了を検
出する検出部とからなり、前記のセンサヘッド部がノズ
ル先端の光を反射するミラーと、カッティングヘッドの
外側に設けた光センサとからなり、前記検出部が入力ア
ンプと、入力波形のレベル検出部と、振動波形検出部
と、NC出力部とからなるものである。
（作 用） このような構成において、カッティングヘッドからワ
ークにレーザ光を照射すると、ワークの表面に発生する
光が、センサヘッド部で検出される。この光は初めは強
く、穴があくと急に弱くなるので、この光の変化を検出
部で検出して、ピアス完了の判断を行ない、NC装置へピ
アス完了の信号を送る。ピアス加工中におけるワーク表
面に発生する光の変化には、種々の波形があるので、波
形のレベル及び振動状態等を検出してピアス完了時を判
断する。
ークにレーザ光を照射すると、ワークの表面に発生する
光が、センサヘッド部で検出される。この光は初めは強
く、穴があくと急に弱くなるので、この光の変化を検出
部で検出して、ピアス完了の判断を行ない、NC装置へピ
アス完了の信号を送る。ピアス加工中におけるワーク表
面に発生する光の変化には、種々の波形があるので、波
形のレベル及び振動状態等を検出してピアス完了時を判
断する。
（実施例） 次に、この発明の実施例について説明する。第１図は
この発明の基本構成の説明図である。センサヘッド部１
はレーザ加工機のカッティングヘッド３に取付けてあ
り、ピアス加工においてワークＷに発生する光をカッテ
ィングレンズ５及びノズル７の間で補そくする。センサ
ヘッド部１で検出した信号は検出部９へ送られ、ここ
で、ピアス完了の検出を行ない、ピアス完了信号をNC装
置11へ送る。検出部９にはピアス加工の始めに、NC装置
11からシャッタ開信号が送られる。
この発明の基本構成の説明図である。センサヘッド部１
はレーザ加工機のカッティングヘッド３に取付けてあ
り、ピアス加工においてワークＷに発生する光をカッテ
ィングレンズ５及びノズル７の間で補そくする。センサ
ヘッド部１で検出した信号は検出部９へ送られ、ここ
で、ピアス完了の検出を行ない、ピアス完了信号をNC装
置11へ送る。検出部９にはピアス加工の始めに、NC装置
11からシャッタ開信号が送られる。
センサヘッド部１は第２図のように、ミラー13、窓15
及び増幅器を取付けた可視光センサ17等からなってい
る。ミラー13はカッティングヘッド３の内部に設置して
あるが、カッティングヘッド３の内部は酸素等のアシス
トガスが充満しており、また、レーザ光路となっており
苛酷な環境であるので、可視光センサ17は窓15によって
分離して、カッティングヘッド３の外部に置いてある。
可視光センサ17に入力された光は、電気信号に変換増幅
され、検出部へ送られる。なお、ミラー13、窓15及び可
視光センサ17は１体的に構成してある。
及び増幅器を取付けた可視光センサ17等からなってい
る。ミラー13はカッティングヘッド３の内部に設置して
あるが、カッティングヘッド３の内部は酸素等のアシス
トガスが充満しており、また、レーザ光路となっており
苛酷な環境であるので、可視光センサ17は窓15によって
分離して、カッティングヘッド３の外部に置いてある。
可視光センサ17に入力された光は、電気信号に変換増幅
され、検出部へ送られる。なお、ミラー13、窓15及び可
視光センサ17は１体的に構成してある。
検出部９は第３図のように、入力アンプ19、入力波形
のレベル検出部21、扇動波形検出部23及びNC出力部25等
からなっている。
のレベル検出部21、扇動波形検出部23及びNC出力部25等
からなっている。
入力アンプ19は、シャッタ閉の状態即ち、センサヘッ
ドからの信号が本来ゼロであるべき時は、NC装置により
オフセットスイッチSWをONにし、コンデンサＣに、入力
電圧と同等になるように電荷を蓄えることにより、Ａ点
の出力電圧を常にゼロにしてある。ピアス加工を開始す
る時は、NC装置のシャッタ開の信号により、オフセット
スイッチSWをOFFにして、オフセット調整を解除するよ
うにしてある。このように、シャッタ開直前のセンサ信
号入力時に、出力電圧がゼロになるように調整している
ので、シャッタ開後（オフセット調整解除後）は、シャ
ッタが開いてからのセンサ信号の変化のみを増幅するこ
とになる。
ドからの信号が本来ゼロであるべき時は、NC装置により
オフセットスイッチSWをONにし、コンデンサＣに、入力
電圧と同等になるように電荷を蓄えることにより、Ａ点
の出力電圧を常にゼロにしてある。ピアス加工を開始す
る時は、NC装置のシャッタ開の信号により、オフセット
スイッチSWをOFFにして、オフセット調整を解除するよ
うにしてある。このように、シャッタ開直前のセンサ信
号入力時に、出力電圧がゼロになるように調整している
ので、シャッタ開後（オフセット調整解除後）は、シャ
ッタが開いてからのセンサ信号の変化のみを増幅するこ
とになる。
入力アンプ19により増幅された信号は、レベル検出部
21及び振動波形検出部23へ入力される。レベル検出部21
は入力波形の平均値を基準値VH及びVLと比較して、信号
の状態を監視するものであり、第４図のセンサ信号の波
形１と第５図のセンサ信号の波形２の場合の判定を行な
う。即ち、シャッタ開信号によりレベル検出部21が動作
を始め、信号入力がVH以上になったのを確認する。その
後、ピアス加工が進むにつれて入力信号は、急に波形１
または、振動しながら波形２のように徐々に下るが、信
号がVL以下の状態がｔ−１時間以上続いた場合、NC出力
部25へピアス完了信号を出力する。
21及び振動波形検出部23へ入力される。レベル検出部21
は入力波形の平均値を基準値VH及びVLと比較して、信号
の状態を監視するものであり、第４図のセンサ信号の波
形１と第５図のセンサ信号の波形２の場合の判定を行な
う。即ち、シャッタ開信号によりレベル検出部21が動作
を始め、信号入力がVH以上になったのを確認する。その
後、ピアス加工が進むにつれて入力信号は、急に波形１
または、振動しながら波形２のように徐々に下るが、信
号がVL以下の状態がｔ−１時間以上続いた場合、NC出力
部25へピアス完了信号を出力する。
振動検出部23は第６図のセンサ信号の波形３の場合の
判定を行なう。即ち、シャッタ開信号により振動検出部
も動作をはじめ、信号入力がVH以上になったのを確認す
る。その後、入力信号は振動しながら徐々に下がり振動
が無くなるが、この状態がｔ−２時間以上続き、かつ入
力信号の平均値がVM以下であるとき、NC出力部25へ完了
信号を出力する。ここで、振動の状態の判定として波形
の最大最小が所定値VPP以下であると振動がないと判断
する。
判定を行なう。即ち、シャッタ開信号により振動検出部
も動作をはじめ、信号入力がVH以上になったのを確認す
る。その後、入力信号は振動しながら徐々に下がり振動
が無くなるが、この状態がｔ−２時間以上続き、かつ入
力信号の平均値がVM以下であるとき、NC出力部25へ完了
信号を出力する。ここで、振動の状態の判定として波形
の最大最小が所定値VPP以下であると振動がないと判断
する。
レベル検出部21、振動波形検出部23のいずれかの検出
部が前記の条件に達したとき、前記のようにNC出力部25
へピアス完了信号が出力され、NC出力部25はNC装置に対
しピアス完了パルスを出力する。これよりNC装置はピア
ス待ちを解除し、切断を開始する。
部が前記の条件に達したとき、前記のようにNC出力部25
へピアス完了信号が出力され、NC出力部25はNC装置に対
しピアス完了パルスを出力する。これよりNC装置はピア
ス待ちを解除し、切断を開始する。
この実施例では、カッティングヘッド３の内部に設置
したミラー13により、ワーク表面の光を反射させ、これ
をカッティングヘッド側面の窓を通して光センサ（可視
光領域センサ）で検出している。しかし、カッティング
ヘッド内にセンサを設置し、直接ワーク表面の光を検出
してもよく、またミラー、窓の代りに例えば、光ファイ
バを用いてヘッド外部へ直接光を導いてもよい。また、
ノズル先端の光の検出場所をカッティングレンズの上部
にしてもよい。更に、可視光センサのほか紫外光セン
サ、赤外光センサ、熱センサ等を使用してもよい。
したミラー13により、ワーク表面の光を反射させ、これ
をカッティングヘッド側面の窓を通して光センサ（可視
光領域センサ）で検出している。しかし、カッティング
ヘッド内にセンサを設置し、直接ワーク表面の光を検出
してもよく、またミラー、窓の代りに例えば、光ファイ
バを用いてヘッド外部へ直接光を導いてもよい。また、
ノズル先端の光の検出場所をカッティングレンズの上部
にしてもよい。更に、可視光センサのほか紫外光セン
サ、赤外光センサ、熱センサ等を使用してもよい。
［発明の効果］ 以上の説明から理解されるように、この発明は特許請
求の範囲に記載の構成を備えているので、従来のような
ピアス加工完了から切断開始までの無駄時間が無くな
り、大幅な加工時間の短縮が図れる。また、ピアス完了
信号をNC装置へ入力するので、ワークの材質，板厚等に
関する自動プログラミング装置のNC文内のピアス完了時
間情報が不要になり、装置の自動化、高速化及び簡略化
等が可能になる。
求の範囲に記載の構成を備えているので、従来のような
ピアス加工完了から切断開始までの無駄時間が無くな
り、大幅な加工時間の短縮が図れる。また、ピアス完了
信号をNC装置へ入力するので、ワークの材質，板厚等に
関する自動プログラミング装置のNC文内のピアス完了時
間情報が不要になり、装置の自動化、高速化及び簡略化
等が可能になる。
第１図はこの発明の基本構成の説明図、第２図はセンサ
ヘッド部の説明図、第３図は検出部の説明図、第４図、
第５図、第６図はそれぞれ入力波形１、入力波形２、入
力波形３の場合の判断基準の説明図である。 図面の主要な部分を表わす符号の説明 １……センサヘッド部 ３……カッティングヘッド ５……カッティングレンズ ７……ノズル ９……検出部 13……ミラー 17……可視光センサ 19……入力アンプ 21……レベル検出部 23……振動波形検出部 25……NC出力部
ヘッド部の説明図、第３図は検出部の説明図、第４図、
第５図、第６図はそれぞれ入力波形１、入力波形２、入
力波形３の場合の判断基準の説明図である。 図面の主要な部分を表わす符号の説明 １……センサヘッド部 ３……カッティングヘッド ５……カッティングレンズ ７……ノズル ９……検出部 13……ミラー 17……可視光センサ 19……入力アンプ 21……レベル検出部 23……振動波形検出部 25……NC出力部
Claims (1)
- 【請求項１】カッティングヘッドのノズル先端とカッテ
ィングレンズの間におけるノズル先端の光を検出するセ
ンサヘッド部と、センサヘッド部で検出した信号に基づ
いてピアス加工の完了を検出する検出部とからなり、前
記センサヘッド部がノズル先端の光を反射するミラー
と、カッティングヘッドの外側に設けた光センサとから
なり、前記検出部が入力アンプと、入力波形のレベル検
出部と、振動波形検出部と、NC出力部とからなるレーザ
ー加工機のピアス完了検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2207610A JP2837748B2 (ja) | 1990-08-07 | 1990-08-07 | レーザ加工機のピアス完了検出装置 |
| EP91113229A EP0470583B1 (en) | 1990-08-07 | 1991-08-06 | A device for detecting cutting states in laser beam machining |
| DE69114399T DE69114399T2 (de) | 1990-08-07 | 1991-08-06 | Vorrichtung zum Ermitteln des Schneidzustands bei der Laserstrahlbearbeitung. |
| US07/740,909 US5155328A (en) | 1990-08-07 | 1991-08-06 | Device for detecting cutting states in laser beam machining |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2207610A JP2837748B2 (ja) | 1990-08-07 | 1990-08-07 | レーザ加工機のピアス完了検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0491880A JPH0491880A (ja) | 1992-03-25 |
| JP2837748B2 true JP2837748B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=16542637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2207610A Expired - Lifetime JP2837748B2 (ja) | 1990-08-07 | 1990-08-07 | レーザ加工機のピアス完了検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2837748B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06675A (ja) * | 1992-06-24 | 1994-01-11 | Fanuc Ltd | レーザ加工装置 |
| JP2720744B2 (ja) * | 1992-12-28 | 1998-03-04 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工機 |
| JP2809064B2 (ja) * | 1993-10-22 | 1998-10-08 | 株式会社新潟鉄工所 | レーザ加工機の制御方法及び装置 |
| CN115555742B (zh) * | 2022-12-06 | 2023-05-09 | 苏州思萃声光微纳技术研究所有限公司 | 一种用于多层结构的激光穿孔实时检测方法及系统 |
-
1990
- 1990-08-07 JP JP2207610A patent/JP2837748B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0491880A (ja) | 1992-03-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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