JP4741914B2 - Laser cutting method - Google Patents

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本発明は、被切断材に向けてレーザ光を照射すると共にアシストガスを噴射して該被切断材を切断しつつ切断すべき部位の母材温度を認識し、認識した温度に応じて切断を継続し、又は切断を停止し、或いは切断すべき部位の周辺を冷却することでバーニングを防止し得るようにしたレーザ切断方法に関するものである。   The present invention recognizes the base material temperature of a portion to be cut while irradiating laser light toward the material to be cut and injecting an assist gas to cut the material to be cut, and cutting according to the recognized temperature. The present invention relates to a laser cutting method in which burning can be prevented by continuing, stopping cutting, or cooling the periphery of a portion to be cut.

金属からなる被切断材を切断する際に、レーザ切断法を採用することがある。このレーザ切断法は、被切断材に向けてレーザ切断ノズルからレーザ光を照射すると共にアシストガスを噴射して母材を蒸発又は溶融させ、且つ蒸発物及び溶融物を排除しつつ、レーザ切断ノズルと被切断材とを相対的に移動させることで連続した溝を形成して切断するものである。   A laser cutting method may be employed when cutting a metal workpiece. In this laser cutting method, a laser cutting nozzle irradiates a laser beam from a laser cutting nozzle toward a material to be cut and injects an assist gas to evaporate or melt the base material, and eliminates the evaporated material and the molten material. And a material to be cut are moved relatively to form a continuous groove and cut.

特に、被切断材が鉄系金属である場合、良好な切断を実現するにはアシストガスとして純度の高い酸素ガスを使用するのが一般的である。即ち、酸素ガスからなるアシストガスと共にレーザ光をレーザ切断ノズルの中心に形成された噴射口から被切断材に向けて噴射することで、レーザ光が照射された部位の母材を燃焼させると共にアシストガスの噴射エネルギーによって蒸発物,溶融母材,溶融酸化物等を母材から排除して連続した溝を形成し、これにより、被切断材を切断している。   In particular, when the material to be cut is an iron-based metal, it is common to use high-purity oxygen gas as an assist gas in order to achieve good cutting. In other words, the laser beam is ejected from the injection port formed at the center of the laser cutting nozzle toward the material to be cut together with the assist gas made of oxygen gas, so that the base material at the portion irradiated with the laser beam is burned and assisted. By evaporating the gas, the evaporated material, the molten base material, the molten oxide and the like are removed from the base material to form a continuous groove, thereby cutting the material to be cut.

鉄系金属をレーザ切断する場合、レーザ出力,切断速度,アシストガスの流量等のバランスが崩れたとき、レーザ光の照射部位の近傍の母材が溶融或いは燃焼するバーニングと呼ばれる現象が発生することがあり、この現象が発生したとき、切断予定線の周囲に制御不能の窪みが生じて切断面の品質が劣化するという問題が生じる。このため、バーニングの発生を検知するための幾つかの技術が提案されている。   When laser cutting iron-based metals, when the balance of laser output, cutting speed, assist gas flow rate, etc. is lost, a phenomenon called burning occurs in which the base metal near the irradiated portion of the laser beam melts or burns. When this phenomenon occurs, there arises a problem that uncontrollable depressions are generated around the planned cutting line and the quality of the cut surface is deteriorated. For this reason, several techniques for detecting the occurrence of burning have been proposed.

例えば、特許文献1に記載された技術は、レーザトーチの内部に配置されたCCDカメラによってノズルを通して撮影した被切断材の表面の画像から光量を計測し、計測した光量を、現在の加工内容(切断か、ピアシングか)に応じて予め設定された標準的な光量の値と比較することで、目的の加工が円滑に行われているか否かを判断し得るようにしたものである。従って、目的の加工が切断である場合、計測された光量が予め設定された光量よりも大きいときにバーニングが発生しているとして認識し、異常切断状態である旨の信号を発生するものである。   For example, the technique described in Patent Document 1 measures the amount of light from an image of the surface of a material to be cut photographed through a nozzle by a CCD camera arranged inside a laser torch, and uses the measured amount of light as the current processing content (cutting). Or piercing), it is possible to determine whether or not the target processing is performed smoothly by comparing with a standard light amount value set in advance. Therefore, when the target processing is cutting, when the measured light quantity is larger than a preset light quantity, it is recognized that burning has occurred, and a signal indicating an abnormal cutting state is generated. .

特開平11−320149号公報JP-A-11-320149

上記技術は、現在の切断が正常に行われているか、バーニングが発生しているかを判断するものであるため、バーニングが発生したことを検知したとき、切断を速やかに停止させて被切断材に生じる不具合を最小限にとどめることができる。しかし、バーニングが発生したと同時に製品が不良になってしまうため、バーニングの発生を検知し得たとしても不良の発生を防止し得るものではない。このため、切断中にバーニングが発生することのないレーザ切断方法の開発が要求されている。   Since the above technique is used to determine whether the current cutting is normally performed or whether burning has occurred, when the occurrence of burning has been detected, the cutting is quickly stopped and the workpiece is cut. It is possible to minimize the problems that occur. However, since the product becomes defective at the same time as the burning occurs, the occurrence of the defect cannot be prevented even if the occurrence of the burning can be detected. For this reason, development of a laser cutting method in which burning does not occur during cutting is required.

本発明の目的は、レーザ切断の進行中に被切断材に於ける切断部位の周囲の温度を認識してバーニングが発生する可能性を想定し、バーニング発生の虞が高くなったときに所定の対応をすることで、バーニングを防止し得るようにしたレーザ切断方法を提供することにある。   The object of the present invention is to recognize the possibility of burning by recognizing the temperature around the cutting site in the material to be cut during the progress of laser cutting. The object is to provide a laser cutting method capable of preventing burning by taking measures.

本件発明者はレーザ切断に於けるバーニングの発生メカニズムについて追求している。その結果、バーニングが発生する際の原因の一つに被切断材の温度の上昇があることを確認した。   The inventor of the present invention is pursuing a mechanism of occurrence of burning in laser cutting. As a result, it was confirmed that one of the causes when burning occurred was an increase in the temperature of the material to be cut.

通常、特定の材質と板厚を持った被切断材に対する切断速度等の切断仕様は、該被切断材が大気温度の状態(冷間)であることを前提として設定される。しかし、切断可能な速度は被切断材の温度の上昇に伴って上昇する。即ち、被切断材の被切断性能は母材温度の上昇に伴って上昇する。このため、母材の温度が上昇した被切断材では、被切断部位の周辺が燃焼し易くなり、冷間状態の被切断材に対する切断速度で切断していたのでは、相対的に切断可能な速度よりも遅い速度で切断していることとなる。   Usually, cutting specifications such as a cutting speed for a material to be cut having a specific material and plate thickness are set on the assumption that the material to be cut is in an atmospheric temperature state (cold). However, the speed at which cutting is possible increases as the temperature of the material to be cut increases. That is, the cutting performance of the material to be cut increases as the base material temperature increases. For this reason, in the material to be cut whose base material temperature has increased, the periphery of the material to be cut easily burns, and if it is cut at the cutting speed for the material to be cut in the cold state, it can be cut relatively. Cutting is slower than the speed.

上記の如くして、切断速度と被切断材の被切断性能とのバランスが崩れることになり、これに伴ってバーニングが発生することになる。   As described above, the balance between the cutting speed and the cutting performance of the material to be cut is lost, and burning occurs accordingly.

バーニングは被切断材の表面に於いて発生する。即ち、被切断材の表面温度がバーニングを発生し易い温度以上に上昇したとき、極めて容易に発生する。従って、被切断材の表面温度がバーニングを発生し易い温度に対して如何なる関係にあるかを認識することで、バーニングの発生を防止することができる。   Burning occurs on the surface of the material to be cut. That is, it occurs very easily when the surface temperature of the material to be cut rises above the temperature at which burning is likely to occur. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of burning by recognizing how the surface temperature of the material to be cut is related to the temperature at which burning is likely to occur.

従って、本発明に係るレーザ切断方法は、被切断材に向けてレーザ光を照射すると共にアシストガスを噴射して該被切断材を切断する際に、被切断材に於ける被切断部位の近傍の温度を認識した後、前記被切断部位を切断するレーザ切断方法であって、予め被切断材を切断して板厚や材質、切断する図形の形状、切断時間、被切断材に対する板取りを含む切断条件に応じた被切断材の温度を測定しておき、被切断材に対する切断条件に応じて前記予め測定した温度を被切断材に於ける被切断部位の近傍の温度として認識し、且つ予め被切断材に対する切断を停止させる切断停止温度、又は被切断材に対する切断を開始させる切断開始温度を設定しておき、被切断材に於ける被切断部位の近傍の温度を認識したとき、該認識した温度が切断停止温度よりも高い場合、被切断材に対する切断を停止して被切断材に対し冷却流体を噴射して冷却し、認識した温度が切断開始温度よりも低い場合に被切断材に対する切断を開始することを特徴とするものである。 Therefore, the laser cutting method according to the present invention, when cutting the該被cutting material by ejecting an assist gas irradiates laser light toward the workpiece, near of the cleavage site in the workpiece Is a laser cutting method of cutting the part to be cut after recognizing the temperature of the material, cutting the material to be cut in advance to obtain the plate thickness and material, the shape of the figure to be cut, the cutting time, and the cutting of the material Measuring the temperature of the material to be cut according to the cutting conditions including, recognizing the temperature measured in advance according to the cutting conditions for the material to be cut as the temperature in the vicinity of the site to be cut in the material to be cut; and precut stop temperature to stop the cut for the material to be cut, or may be set the cutoff start temperature for starting the cut for the workpiece, when it recognizes a temperature in the vicinity of the target cleavage sites in the workpiece, the Recognized temperature stops cutting Is higher than degrees, to start the cut with respect to the cutting member when the cutting for cutting material is stopped to cool by spraying cooling fluid to the cutting object, recognized temperature is lower than the cutoff start temperature It is characterized by.

記レーザ切断方法では、被切断材に於ける被切断部位の近傍の温度を認識した後切断するので、被切断部位の近傍の温度が高くバーニングを発生する虞があるような場合には切断を停止しておくことが出来る。このため、バーニングを発生させることがない。 Above chelating chromatography The cutting method, since the cut after recognizing the temperature in the vicinity of the cleavage site in the workpiece, if such there is a possibility that the temperature in the vicinity of the cleavage site generates a high burning Can stop cutting. For this reason, burning does not occur.

た、予め被切断材に対する切断を実行して、板厚や材質、切断する図形の形状、切断時間、被切断材に対する板取りを含む切断条件に応じた被切断材の温度を測定しておくことで、前記各条件に対応させた被切断材の温度を想定することが出来る。従って、目的の被切断材に対する切断条件が設定されると、目的の被切断材に於ける被切断部位の近傍の温度を予測することが出来る。 Also, by executing the cutting with respect to advance the cutting object, the plate thickness and material, the shape of the graphics to be cut, the cutting time, by measuring the temperature of the workpiece according to the cutting conditions including the blank layout for the material to be cut By setting it, the temperature of the material to be cut corresponding to each of the above conditions can be assumed. Therefore, when the cutting conditions for the target material to be cut are set, the temperature near the portion to be cut in the target material to be cut can be predicted.

このため、目的の被切断材に対する切断条件に応じて予測して温度を被切断部位の近傍の温度として認識し、この認識した温度がバーニングが発生する虞のある温度か否かを判断することができる。従って、前記判断に基づいて目的の被切断材に対する切断を進行させ、或いは切断を停止しておくことで、バーニングを発生させることなく、良好なレーザ切断を進行させることが出来る。   For this reason, predicting according to the cutting conditions for the target material to be cut, recognizing the temperature as the temperature in the vicinity of the part to be cut, and determining whether the recognized temperature is a temperature at which burning may occur. Can do. Therefore, by cutting the target material to be cut based on the above determination or by stopping the cutting, it is possible to make a good laser cutting without causing burning.

た、予めバーニングが発生する虞のある温度を基準として、被切断材に対する切断を停止させる切断停止温度、又は被切断材に対する切断を開始させる切断開始温度を設定しておき、目的の被切断材に於ける被切断部位の近傍の温度を認識したとき、認識した温度が切断停止温度よりも高い場合被切断材に対する切断を停止し、又は認識した温度が切断開始温度よりも低い場合被切断材に対する切断を開始することで、バーニングを発生させることなく、良好なレーザ切断を進行させることが出来る。 Also, in advance based on the temperature that a possibility that burning occurs, may be set the cutoff start temperature for starting the cut for cutting stop temperature, or workpiece stops cut against the cutting object, the cutting of the object When recognizing the temperature in the vicinity of the part to be cut in the material, if the recognized temperature is higher than the cutting stop temperature, the cutting of the cut material is stopped, or the cut is made when the recognized temperature is lower than the cutting start temperature. By starting the cutting of the material, a good laser cutting can be advanced without causing burning.

に、被切断材に対し切断を停止して冷却流体を噴射して強制冷却することで、バーニングを発生させることなく、良好なレーザ切断を進行させることが出来る。 Further, in the forced cooling to isosamples injecting cooling fluid to stop the cutting to the cutting object, without causing burning, it is possible to proceed with good laser cutting.

以下、本発明に係るレーザ切断方法の最良の形態について説明する。本発明に係るレーザ切断方法は、被切断材をレーザ切断する際に、該被切断材に於ける被切断部位の近傍の温度を認識し、認識した温度に対応させて、切断を継続又は停止させ、或いは強制的に冷却することによって、バーニングを生じさせることなく、円滑な切断を実行し得るようにしたものである。   The best mode of the laser cutting method according to the present invention will be described below. The laser cutting method according to the present invention recognizes the temperature in the vicinity of the part to be cut in the material to be cut when laser cutting the material to be cut, and continues or stops the cutting in accordance with the recognized temperature. By smoothing or forcibly cooling, smooth cutting can be performed without causing burning.

バーニングは被切断材の表面を起点として発生する。このため、バーニングが発生するか否かを判定するための被切断材の温度としては、該被切断材の表面温度として差し支えない。従って、予めバーニングが発生する温度を実験的に測定しておき、被切断材の表面温度を認識したとき、認識した温度が前記バーニングが発生する温度の上下何れにあるかを判定することで、バーニングが発生し易いか否かを判断することが可能である。   Burning occurs from the surface of the material to be cut. For this reason, the temperature of the material to be cut for determining whether or not burning occurs may be the surface temperature of the material to be cut. Therefore, by preliminarily measuring the temperature at which burning occurs and recognizing the surface temperature of the material to be cut, by determining whether the recognized temperature is above or below the temperature at which burning occurs, It is possible to determine whether or not burning is likely to occur.

被切断材の温度を認識する方法としては、赤外線温度計等の温度計を利用して実測する方法がある。この方法では、被切断材に於ける実際の被切断部位の近傍の表面温度を高い信頼性を持って認識することが可能であるため好ましい。しかし、この方法では、被切断材の表面の状態によっては必ずしも正確な温度を測定し得ない場合も生じる。   As a method of recognizing the temperature of the material to be cut, there is a method of measuring using a thermometer such as an infrared thermometer. This method is preferable because it is possible to recognize the surface temperature of the material to be cut near the actual cut site with high reliability. However, in this method, there may be a case where an accurate temperature cannot always be measured depending on the state of the surface of the material to be cut.

被切断材の温度を認識する他の方法としては、被切断材に対し如何なる形状の切断を行おうとしているか、或いは現在切断中の被切断材に対し如何なる切断が施されたか、特に、現在進行中の切断線の近傍に既に如何なる切断がなされ、且つその切断がなされた後、如何なる時間が経過しているか、等の切断予定或いは切断実績を検討することで、被切断材がバーニングを発生する温度に達する可能性があるか否か、或いは被切断材がバーニング温度に達しているか否かを認識し得るようにすることも可能である。   Other methods for recognizing the temperature of the material to be cut include what type of cutting is being performed on the material to be cut, or what type of cutting has been performed on the material being cut. The material to be cut burns by examining the cutting schedule or cutting results such as what kind of cutting has already been made in the vicinity of the cutting line inside and what time has passed since the cutting was made. It is also possible to recognize whether there is a possibility of reaching the temperature or whether the material to be cut has reached the burning temperature.

上記の如き、切断予定或いは切断実績によって被切断材の温度を認識するには、被切断材に対する種々の形状の切断を行って、該切断線の近傍に於ける被切断材の経時的な温度変化を測定し、この測定結果から信頼性を発揮し得る値を求めることが可能である。   As described above, in order to recognize the temperature of the material to be cut according to the cutting schedule or the actual cutting result, various shapes of the material to be cut are cut, and the temperature of the material to be cut with time in the vicinity of the cutting line. It is possible to measure the change and obtain a value that can exhibit reliability from the measurement result.

例えば、被切断材に対し直線切断を行っている場合、切断の際に被切断材の切断部位の熱は周囲に略均等に伝達されて被切断材の温度を上昇させる。同時に被切断材は大気によって冷却されるため、切断部位の近傍の温度は、切断部分が最も高く、該切断部分から離隔するに従って低くなり、且つ経時的に降下してゆく。   For example, when a straight cut is performed on the material to be cut, the heat of the cut portion of the material to be cut is transmitted to the surroundings substantially evenly during the cutting, thereby raising the temperature of the material to be cut. At the same time, since the material to be cut is cooled by the atmosphere, the temperature in the vicinity of the cut portion is highest at the cut portion, becomes lower as it is separated from the cut portion, and falls with time.

従って、予め被切断材に於ける切断部分からの距離に対応させた温度分布と、切断終了後の経過時間に対応させた温度分布を測定することが可能である。そして、被切断材を切断しようとする場合、切断予定線と、既に被切断材に対する切断が行われていた場合には、既切断線からの温度分布に基づいて予定切断線の近傍の温度を認識することが可能である。   Therefore, it is possible to measure the temperature distribution corresponding to the distance from the cut portion in the material to be cut in advance and the temperature distribution corresponding to the elapsed time after the end of cutting. And, when trying to cut the material to be cut, if the cutting target line and the cutting material have already been cut, the temperature near the planned cutting line is set based on the temperature distribution from the already cut line. It is possible to recognize.

また被切断材に対し曲線(特に円)或いは角(特に鋭角)を切断するような場合、円の中心側、角の鋭角側は、切断の進行に伴って母材から切り離されるため、熱容量が小さくなる。このため、極めて短時間で高温に上昇し、この結果、円や鋭角の切断途中で、これから切断しようとする部位の温度が上昇してしまうことになる。   When cutting a curved line (especially a circle) or a corner (especially an acute angle) with respect to the material to be cut, the center side of the circle and the acute angle side of the corner are separated from the base material as the cutting progresses, so the heat capacity is high. Get smaller. For this reason, it rises to a high temperature in a very short time, and as a result, the temperature of the part to be cut will rise during the cutting of a circle or an acute angle.

従って、予定切断線に円や鋭角が存在する場合、これらの予定切断線の近傍では極めて高い温度(バーニングが発生する可能性の高い温度)として認識することが可能である。   Therefore, when a circle or an acute angle exists in the planned cutting line, it can be recognized as an extremely high temperature (a temperature at which burning is likely to occur) in the vicinity of these planned cutting lines.

本件発明者の実験では、例えば被切断材が鋼板である場合、バーニングが発生する温度は約70℃であった。また切断予定線が直径約20mm以下の円である場合、この円を切断している最中に被切断材はバーニングを発生する温度まで上昇してしまうという結果を得ている。更に、切断予定線が約45度以下の鋭角である場合も、この切断を行っている最中に被切断材はバーニングを発生する温度まで上昇してしまうという結果を得ている。   In the experiments of the present inventors, for example, when the material to be cut is a steel plate, the temperature at which burning occurs is about 70 ° C. Further, when the planned cutting line is a circle having a diameter of about 20 mm or less, the material to be cut rises to a temperature at which burning occurs while the circle is being cut. In addition, even when the planned cutting line has an acute angle of about 45 degrees or less, the material to be cut rises to a temperature at which burning occurs during the cutting.

また被切断材に対し既に切断されている線が存在する場合、この既切断線から5mm以内の範囲の温度は、該既切断線に対する切断が終了した後、大気により冷却されるものの空冷時間が10分以下ではバーニングを発生する温度よりも充分に低い温度まで冷却されず、10分が経過した時点で充分に低い温度に冷却されるという結果を得ている。   Further, when there is a line that has already been cut with respect to the material to be cut, the temperature within a range of 5 mm from the already cut line is the air cooling time that is cooled by the atmosphere after the cutting with respect to the already cut line is completed. In 10 minutes or less, it is not cooled to a temperature sufficiently lower than the temperature at which burning is generated, and it is cooled to a sufficiently low temperature when 10 minutes have elapsed.

従って、予定切断線が既切断線から5mm以内に存在する場合(予定切断線が既切断線と交叉する場合も含む)、既切断線の切断終了後10分以内に予定切断線を切断しようとすると、バーニングが発生する可能性があることになる。   Therefore, when the planned cutting line exists within 5 mm from the existing cutting line (including the case where the planned cutting line crosses the existing cutting line), an attempt is made to cut the planned cutting line within 10 minutes after the completion of the cutting of the existing cutting line. Then, there is a possibility that burning will occur.

更に、被切断材にレーザトーチによる穴明け加工(ピアシング)が行われているような場合、このピアシング点から半径約10mm程度の範囲の温度は、ピアシング終了後10分以下ではバーニングを発生する温度よりも充分に低い温度まで冷却されず、10分が経過した時点で充分に低い温度に冷却されるという結果を得ている。   Further, when the material to be cut is subjected to drilling (piercing) by a laser torch, the temperature in the range of about 10 mm radius from the piercing point is lower than the temperature at which burning occurs within 10 minutes after the end of piercing. However, it is not cooled to a sufficiently low temperature, and it is cooled to a sufficiently low temperature when 10 minutes have passed.

また、本件発明者の実験では、バーニングが発生し易い被切断材の温度は、材質によって多少の差が生じるものの略一定の温度を境界とし、被切断材の温度がバーニングが発生する温度を超えるとバーニングが発生し易く、バーニングが発生する温度以下ではバーニングは発生し難い。   Further, in the experiments of the present inventors, the temperature of the material to be cut that is likely to cause burning is a substantially constant temperature, although there are some differences depending on the material, and the temperature of the material to be cut exceeds the temperature at which burning occurs. Burning is likely to occur, and burning is less likely to occur below the temperature at which burning occurs.

従って、予め被切断材に於けるバーニングが発生する温度を実験的に測定し、測定した温度を基準として、切断停止温度、切断開始温度、強制冷却温度を夫々設定することが好ましい。実験的に測定されたバーニングが発生する温度は、確実に被切断材にバーニングが発生する温度であるため、被切断材に対する切断を行ってはならない。即ち、前記バーニングが発生する温度は、切断を停止すべき温度であり、強制冷却温度を兼ねても良い。また、前記バーニングが発生する温度よりも低い温度が切断開始温度となる。   Therefore, it is preferable to experimentally measure the temperature at which burning occurs in the material to be cut in advance, and set the cutting stop temperature, cutting start temperature, and forced cooling temperature based on the measured temperatures. Since the temperature at which burning measured experimentally is a temperature at which burning is surely generated on the workpiece, cutting should not be performed on the workpiece. That is, the temperature at which the burning occurs is a temperature at which cutting should be stopped, and may also serve as a forced cooling temperature. Further, a temperature lower than the temperature at which the burning occurs is the cutting start temperature.

切断停止温度は、必ずしもバーニングが発生する温度と一致している必要はなく、該温度よりも5%〜10%程度低い温度を切断停止温度として設定することが好ましい。このように、バーニングが発生する温度よりも低い温度で切断を停止させることで、バーニングの発生を確実に防止することが可能である。   The cutting stop temperature does not necessarily need to coincide with the temperature at which burning occurs, and it is preferable to set a temperature lower by about 5% to 10% than the temperature as the cutting stop temperature. Thus, by stopping cutting at a temperature lower than the temperature at which burning occurs, it is possible to reliably prevent the burning from occurring.

また切断開始温度は、バーニングが発生する温度よりも少なくとも10%〜20%、好ましくは50%程度低い温度で、且つ切断停止温度と同じ温度を共有することがないように設定することが好ましい。このように、切断開始温度をバーニングが発生する温度よりも充分に低い温度に設定することで安定した切断を継続することが可能である。   The cutting start temperature is preferably set so that it is at least 10% to 20%, preferably about 50% lower than the temperature at which burning occurs, and does not share the same temperature as the cutting stop temperature. Thus, stable cutting can be continued by setting the cutting start temperature to a temperature sufficiently lower than the temperature at which burning occurs.

また強制冷却温度は、必ずしもバーニングが発生する温度と一致させる必要はなく、適宜設定することが可能である。例えば、強制冷却温度がバーニングが発生する温度と一致して設定されている場合、或いは切断停止温度と一致して設定されている場合、被切断材に対する切断を停止した状態で該被切断材を強制的に冷却することが可能である。   Further, the forced cooling temperature does not necessarily need to coincide with the temperature at which burning occurs, and can be set as appropriate. For example, when the forced cooling temperature is set to coincide with the temperature at which burning occurs, or when it is set to coincide with the cutting stop temperature, the material to be cut is stopped in a state where cutting to the material to be cut is stopped. It is possible to forcibly cool.

被切断材に対する強制冷却を行う場合、該強制冷却に伴う被切断材の温度を測定することなく、予め設定された時間の強制冷却を行うことで、被切断材が切断開始温度まで降下した、として認識し得るようにすることが好ましい。強制冷却の作動を時間に換算して行うことによって、被切断材に対する切断の再開を確実に行うことが可能となる。   When performing forced cooling on the material to be cut, without measuring the temperature of the material to be cut accompanying the forced cooling, by performing forced cooling for a preset time, the material to be cut dropped to the cutting start temperature, It is preferable that it can be recognized as. By performing the forced cooling operation in terms of time, it is possible to reliably resume the cutting of the workpiece.

このため、強制冷却のための装置を設定すると共に、該装置の稼働に伴う被切断材の温度降下を測定し、被切断材が強制冷却温度に達した後、強制冷却装置の稼働開始から切断開始温度まで降下するのに充分確実な時間を設定しておくことが好ましい。   For this reason, while setting the device for forced cooling, measure the temperature drop of the material to be cut due to the operation of the device, and cut from the start of operation of the forced cooling device after the material to be cut reaches the forced cooling temperature It is preferable to set a sufficiently reliable time to drop to the starting temperature.

強制冷却のための装置としては、例えばレーザトーチの周囲にノズルを配置しておき、被切断材に向けてこのノズルから冷却媒体を噴射し得るように構成したものを利用することが可能である。また冷却媒体としては、被切断材を冷却し得るものであれば良く、冷却水、圧縮空気、窒素ガスを含む不活性ガス等の流体を選択的に利用することが可能である。   As an apparatus for forced cooling, it is possible to use, for example, a device in which a nozzle is arranged around a laser torch and a cooling medium can be ejected from the nozzle toward a material to be cut. The cooling medium may be any material that can cool the material to be cut, and a fluid such as cooling water, compressed air, or an inert gas containing nitrogen gas can be selectively used.

次に、本発明の実施例について説明する。本実施例では、被切断材に於ける被切断部位の近傍の温度を認識する手段は、予め実験により測定した切断部位からの距離と経過時間を基準として設定した温度とした。また予め実験により測定したバーニングが発生する温度を基準とし、被切断材に対する切断を停止させる切断停止温度はバーニングが発生する温度よりも約15%低い温度として設定した。また被切断材に対する切断を開始する切断開始温度はバーニングが発生する温度よりも約45%低い温度として設定した。また被切断材に対する強制冷却を行う強制冷却温度はバーニングが発生する温度よりも約15%低い温度として設定した。この強制冷却温度は切断停止温度と同じ温度として設定されている。   Next, examples of the present invention will be described. In this embodiment, the means for recognizing the temperature in the vicinity of the part to be cut in the material to be cut is a temperature set based on the distance from the cutting part and the elapsed time measured in advance by experiments. Further, based on the temperature at which burning was measured in advance, which was measured in advance, the cutting stop temperature at which cutting of the material to be cut was stopped was set as a temperature about 15% lower than the temperature at which burning occurred. The cutting start temperature at which cutting of the material to be cut was started was set as a temperature approximately 45% lower than the temperature at which burning occurs. The forced cooling temperature at which the material to be cut was forcedly cooled was set to a temperature that was approximately 15% lower than the temperature at which burning occurred. This forced cooling temperature is set as the same temperature as the cutting stop temperature.

先ず、被切断材に於けるバーニングが発生する温度について実験的に測定したところ、鋼板,ステンレス鋼板の何れの場合も板厚の如何に関わらず約70℃〜約90℃であった。このため、バーニングが発生する温度を70℃として設定し、この温度を基準として、切断停止温度及び強制冷却温度を約15%低い60℃として設定し、更に、切断開始温度を約45%低い40℃として設定した。   First, when the temperature at which burning occurs in the material to be cut was experimentally measured, it was about 70 ° C. to about 90 ° C. regardless of the thickness of the steel plate and the stainless steel plate. For this reason, the temperature at which burning occurs is set as 70 ° C., the cutting stop temperature and the forced cooling temperature are set as 60 ° C. lower by about 15% with reference to this temperature, and the cutting start temperature is lowered by about 45% 40 Set as ° C.

また被切断材を直線切断した後、該切断部分(切断面の上縁)から離隔した部位の温度と、時間の経過に伴う温度の変化について測定した。この場合、最も温度条件が過酷なのは切断部分そのものである。また、一度切断した部位の近傍を再度切断する場合、既切断線に交叉する場合を除くと、既切断線に最も接近した位置でも5mmであり、それ以上接近(例えば3mm)することはないので、切断部分から5mm離隔した位置の温度の変化を測定した。   Further, after the material to be cut was linearly cut, the temperature of the part separated from the cut portion (the upper edge of the cut surface) and the change in temperature with the passage of time were measured. In this case, the severest temperature condition is the cut portion itself. Also, when cutting the vicinity of the once cut part again, except for the case of crossing the already cut line, the position closest to the already cut line is 5 mm, and no further approach (for example, 3 mm) will occur. The change in temperature at a position 5 mm away from the cut part was measured.

この結果、前記位置では、切断が開始されるまでは常温を保持しており、切断の終了直後から温度が上昇し、最も高い温度になるのは切断が終了してから約1分半後であり、このときの温度は約75℃に達した。その後、徐々に温度が降下し、8分後には約65℃に10分後には約60℃に達した。   As a result, at this position, the room temperature is maintained until cutting is started, the temperature rises immediately after the end of cutting, and the highest temperature is about one and a half minutes after the end of cutting. Yes, the temperature at this time reached about 75 ° C. Thereafter, the temperature gradually decreased, reaching about 65 ° C. after 8 minutes and reaching about 60 ° C. after 10 minutes.

従って、本実施例では、既切断線が直線である場合、該既切断線から5mmの位置では10分が経過するまでは、切断停止温度且つ強制冷却温度に対応する温度として認識している。そして10分が経過した後は、既切断線から5mm離隔した位置でも切断可能温度に対応する温度として認識している。   Therefore, in this embodiment, when the already cut line is a straight line, it is recognized as a temperature corresponding to the cutting stop temperature and the forced cooling temperature until 10 minutes have passed at a position 5 mm from the already cut line. And after 10 minutes have passed, it recognizes as a temperature corresponding to the temperature which can be cut | disconnected also in the position 5 mm away from the already cut line.

また被切断材に対するピアシングを行った後、該ピアシング点から離隔した部位の温度と、時間の経過に伴う温度の変化について測定した。ピアシング作業は、レーザトーチを停止させた状態で被切断材に対するレーザ光の照射及びアシストガスの噴射を行うため、多くの熱を与える過酷な作業となる。このため、ピアシング点から10mm離隔した位置の温度の変化を測定した。   Further, after piercing the material to be cut, the temperature of the part separated from the piercing point and the change in temperature with the passage of time were measured. The piercing operation is a harsh operation that applies a lot of heat because the laser beam is irradiated onto the material to be cut and the assist gas is injected while the laser torch is stopped. For this reason, the change in temperature at a position 10 mm away from the piercing point was measured.

この結果、上記位置では、ピアシングが開始されるまでは常温を保持しており、ピアシングの予熱開始から徐々に温度が上昇してゆき、ピアシングが終了するのと略同時に温度が約70℃に達した。その後、徐々に温度が降下し、8分後には約65℃に、10分後には約60℃に達した。   As a result, at the above position, the room temperature is maintained until piercing is started, the temperature gradually increases from the start of preheating of the piercing, and the temperature reaches about 70 ° C. almost simultaneously with the end of the piercing. did. Thereafter, the temperature gradually decreased, reaching about 65 ° C. after 8 minutes and reaching about 60 ° C. after 10 minutes.

従って、本実施例では、ピアシング点からの距離が10mmの位置では10分が経過するまでは、切断停止温度且つ強制冷却温度に対応する温度として認識している。そして10分が経過した後は、切断可能温度に対応する温度として認識している。   Therefore, in this embodiment, it is recognized as a temperature corresponding to the cutting stop temperature and the forced cooling temperature until 10 minutes have passed at a position where the distance from the piercing point is 10 mm. And after 10 minutes have passed, it is recognized as the temperature corresponding to the cuttable temperature.

また被切断材に対する予定切断線が円、鋭角の角を持った2辺である場合について切断を行って円の中心側の温度、角の内側の温度、及び温度の降下について測定した。前述したように円の中心側、角の内側では、切断の進行に伴って熱容量の小さい片が形成されることとなり、過酷な切断となる。   In addition, when the planned cutting line for the material to be cut was a circle and two sides having acute corners, cutting was performed to measure the temperature at the center of the circle, the temperature inside the corner, and the temperature drop. As described above, on the center side of the circle and the inside of the corner, a piece having a small heat capacity is formed as the cutting progresses, resulting in severe cutting.

この結果、直径20mm以下の円、又は角度45度以下の鋭角では、切断途中でバーニングが発生する温度である70℃を超えてしまうことが判明した。このため、予定切断線が前記円又は鋭角である場合には、円の略半分の位置、鋭角の一辺まで切断したときに、切断停止温度且つ強制冷却温度に対応する温度として認識している。更に、上記の如き円又は鋭角を切断した後は、既切断線が直線の場合と同様に扱っている。   As a result, it has been found that a circle with a diameter of 20 mm or less or an acute angle with an angle of 45 degrees or less exceeds 70 ° C., which is the temperature at which burning occurs during cutting. For this reason, when the planned cutting line is the circle or the acute angle, it is recognized as a temperature corresponding to the cutting stop temperature and the forced cooling temperature when cutting to approximately half the position of the circle and one side of the acute angle. Furthermore, after the above-described circle or acute angle is cut, it is handled in the same manner as when the already cut line is a straight line.

上記の如く、本実施例では、被切断材に対して設定された予定切断線と、該予定切断線に対する過去10分以内の既切断線との位置関係を考慮し、既切断線が上記関係にあるとき、切断停止温度且つ強制冷却温度に対応する温度として認識し、それ以外の部位では切断可能温度に対応する温度として認識している。   As described above, in this embodiment, considering the positional relationship between the planned cutting line set for the material to be cut and the previous cutting line within the past 10 minutes with respect to the planned cutting line, The temperature is recognized as the temperature corresponding to the cutting stop temperature and the forced cooling temperature, and is recognized as the temperature corresponding to the cutting possible temperature at other portions.

次に本発明に係るレーザ切断方法を実施する装置の例について図を用いて簡単に説明する。図1はレーザ切断装置の構成を概略的に説明する図である。図2は被切断材を強制冷却する冷却装置の例を説明する図である。図3はレーザ切断装置の制御系のブロック図である。   Next, an example of an apparatus for performing the laser cutting method according to the present invention will be briefly described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically illustrating the configuration of a laser cutting device. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a cooling device that forcibly cools a material to be cut. FIG. 3 is a block diagram of a control system of the laser cutting device.

図1に示すレーザ切断装置Aは、数値制御(NC)装置によって制御される切断装置であり、予め被切断材Bに対する予定切断線のプログラムを記憶させた後、このプログラムを実行することで、所望の形状を切断し得るように構成されている。   The laser cutting device A shown in FIG. 1 is a cutting device controlled by a numerical control (NC) device, and after storing a program of a planned cutting line for the material to be cut B in advance, by executing this program, It is comprised so that a desired shape can be cut | disconnected.

図に於いて、レーザ切断装置Aは、平行に敷設された一対のレール1上に載置したサドル2aとレール1に対して直交する方向に配置された2本のガーター2b,2cとからなり、サドル2aとガーター2b,2cとを接続して構成したフレーム2を有しており、サドル2aのレール1と対応する位置に走行モータ3を取り付け、ガーター2cの上部にレーザ発振器4を載置している。   In the figure, the laser cutting device A comprises a saddle 2a placed on a pair of rails 1 laid in parallel and two garters 2b, 2c arranged in a direction orthogonal to the rails 1. The frame 2 is configured by connecting the saddle 2a and the garters 2b and 2c, the traveling motor 3 is attached to the position corresponding to the rail 1 of the saddle 2a, and the laser oscillator 4 is mounted on the upper portion of the garter 2c. is doing.

レーザ発振器4の出射口4aを始点としてレーザ光路5が形成されている、このレーザ光路5は、レーザ発振器4とレーザトーチ7の間に形成されるものであり、フレーム2に於けるレーザトーチ7の位置に関わらず、該レーザトーチ7とレーザ発振器4との間の距離が一定に維持するための反転ミラー6が設けられている。   A laser beam path 5 is formed starting from the emission port 4a of the laser oscillator 4. This laser beam path 5 is formed between the laser oscillator 4 and the laser torch 7, and the position of the laser torch 7 in the frame 2 Regardless, an inversion mirror 6 is provided for maintaining a constant distance between the laser torch 7 and the laser oscillator 4.

レーザトーチ7はフレーム2を構成するガーター2bに沿って横行可能に設けたキャリッジ8に搭載されている。従って、キャリッジ8に設けた横行モータ9の回転を制御することで、ガーター2bに沿ってレール1に対し直交する方向に横行させることが可能である。   The laser torch 7 is mounted on a carriage 8 provided so as to be capable of traversing along the garter 2 b constituting the frame 2. Therefore, by controlling the rotation of the traverse motor 9 provided on the carriage 8, it is possible to traverse in the direction orthogonal to the rail 1 along the garter 2b.

キャリッジ8がガーター2bに沿って横行し得るように構成されるため、レーザ光路5もガーター2bを利用して構成されている。即ち、レーザ光路5はレーザ白金既4の出射口4aからガーター2bに沿って該レーザ発振器4の反対方向に戻り、反転ミラー6によって反転して再度ガーター2bに沿ってレーザ発振器4の出射口4aの方向に方向変換してレーザトーチ7に入射し得るように構成されている。   Since the carriage 8 is configured to traverse along the garter 2b, the laser beam path 5 is also configured using the garter 2b. That is, the laser beam path 5 returns from the laser platinum existing exit 4a along the garter 2b in the opposite direction of the laser oscillator 4 and is inverted by the inverting mirror 6 and again along the garter 2b along the exit 4a of the laser oscillator 4. It is configured to be able to enter the laser torch 7 after changing its direction to

上記の如く構成されたレーザ光路5では、方向を変換する部位に夫々ミラー10a〜10cが設けられており、反転ミラー6には対向する位置に一対のミラー6a,6bが設けられている。尚、反転ミラー6はガーター2bに沿ってキャリッジ8の移動量の1/2の移動量で移動し得るように構成されている。   In the laser light path 5 configured as described above, the mirrors 10a to 10c are provided at the portions where the direction is changed, and the reversing mirror 6 is provided with a pair of mirrors 6a and 6b at opposing positions. The reversing mirror 6 is configured to move along the garter 2b with a movement amount ½ of the movement amount of the carriage 8.

レーザ光路5に於けるレーザ発振器4の出射口4aからレーザトーチ7に至る間の直線部分には、伸縮可能なジャバラや筒体からなるカバー11が配置されており、該カバー11によってレーザ光が暴露されることを防止し、且つレーザ光路5に空気中のホコリが入り込むことを防止している。   A cover 11 made of an expandable bellows or a cylindrical body is disposed in a linear portion from the exit 4a of the laser oscillator 4 to the laser torch 7 in the laser light path 5, and the laser light is exposed by the cover 11. And dust in the air is prevented from entering the laser beam path 5.

制御盤12にはレーザ切断装置Aを制御するNC装置が組み込まれており、操作盤12aに設けたキーボードやスイッチ類からなる入力装置13、及びディスプレイ14を利用して被切断材Bの材質,厚さ等の情報や切断すべき図形の情報を入力して材料取りを行った後、制御を開始することで、走行モータ3,横行モータ9,レーザ発振器4によるレーザ光の出射を順次制御することで被切断材Bに対する切断を実行することが可能である。   The control panel 12 incorporates an NC device for controlling the laser cutting device A. The input device 13 including a keyboard and switches provided on the operation panel 12a and the display 14 are used for the material of the material B to be cut, After the material is taken by inputting information such as thickness and the figure to be cut, the control is started to sequentially control the emission of the laser light by the traveling motor 3, the transverse motor 9, and the laser oscillator 4. It is possible to perform the cutting | disconnection with respect to the to-be-cut material B by this.

図2に示すように、レーザトーチ7の先端には被切断材Bを冷却するための冷却ノズル21が取り付けられており、更に、この冷却ノズル21は電磁弁22を介して図示しないエアコンプレッサーに接続されている。従って、電磁弁22の開閉を制御することで、被切断材Bに向けて圧縮空気を噴射し、これにより、被切断材Bに於けるレーザトーチ7の近傍、即ち、被切断材Bに於ける切断部位の近傍を強制冷却することが可能である。   As shown in FIG. 2, a cooling nozzle 21 for cooling the material to be cut B is attached to the tip of the laser torch 7, and this cooling nozzle 21 is connected to an air compressor (not shown) via an electromagnetic valve 22. Has been. Therefore, by controlling the opening and closing of the electromagnetic valve 22, the compressed air is jetted toward the material to be cut B, whereby the vicinity of the laser torch 7 in the material to be cut B, that is, in the material to be cut B. It is possible to forcibly cool the vicinity of the cutting site.

次に、レーザ切断装置Aの制御系を図3のブロック図により説明する。   Next, the control system of the laser cutting apparatus A will be described with reference to the block diagram of FIG.

図に於いて、31は制御装置であり、演算部31aと、予め設定された切断のためのプログラムが書き込まれたプログラム記憶部31bと、入力装置13から入力された被加工材Bの板厚等の切断条件等のデータを一時記憶する一時記憶部31cを有して構成されている。   In the figure, reference numeral 31 denotes a control device, and a thickness of the processing part 31a, a program storage part 31b in which a preset cutting program is written, and a workpiece B input from the input device 13 And a temporary storage unit 31c for temporarily storing data such as cutting conditions.

32は被切断材Bの温度を認識する温度認識部であり、実施例1で説明した被切断材Bに於ける温度を認識する際の基準(即ち、既切断線が直線である場合、該既切断線から5mmの位置では10分が経過するまでは、切断停止温度且つ強制冷却温度に対応する温度として認識し、10分が経過した後は、既切断線から5mm離隔した位置でも切断可能温度に対応する温度として認識する点、ピアシングを施した後は、ピアシング点からの距離が10mmの位置では10分が経過するまでは切断停止温度且つ強制冷却温度に対応する温度として認識し、10分が経過した後は切断可能温度に対応する温度として認識する点、予定切断線が直径20mm以下の円、又は角度45度以下の鋭角では、円の略半分の位置、鋭角の一辺まで切断したときに、切断停止温度且つ強制冷却温度に対応する温度として認識し、その後、既切断線が直線の場合と同様に認識する点)を記憶させておき、レーザ切断装置Aの稼働に伴って切断した既切断線から5mm離隔した位置の座標データを順次、10分間分記憶してゆき、現在のレーザトーチ7の座標データと比較して、被切断材Bに於ける現在のレーザトーチ7の座標の近傍の温度を認識する機能を有する。   Reference numeral 32 denotes a temperature recognition unit for recognizing the temperature of the material to be cut B, and the reference for recognizing the temperature in the material to be cut B described in the first embodiment (that is, when the already cut line is a straight line, It is recognized as a temperature corresponding to the cutting stop temperature and the forced cooling temperature until 10 minutes have passed at a position 5 mm from the already cut line, and after 10 minutes have passed, it can be cut even at a position 5 mm away from the already cut line. Recognized as a temperature corresponding to the temperature, after the piercing is performed, at a position where the distance from the piercing point is 10 mm, it is recognized as a temperature corresponding to the cutting stop temperature and the forced cooling temperature until 10 minutes have passed. After a minute has passed, the point is recognized as the temperature corresponding to the temperature that can be cut, and when the planned cutting line is a circle with a diameter of 20 mm or less, or an acute angle with an angle of 45 degrees or less, it is cut to about half the circle and one side of the acute angle. When The temperature is recognized as the temperature corresponding to the cutting stop temperature and the forced cooling temperature, and thereafter the point that is recognized in the same manner as in the case where the already cut line is a straight line) is stored, and cutting is performed with the operation of the laser cutting device A. Coordinate data at a position 5 mm away from the already cut line is sequentially stored for 10 minutes, and compared with the coordinate data of the current laser torch 7, the coordinate data of the vicinity of the current laser torch 7 on the workpiece B is compared. It has a function of recognizing temperature.

上記の如く構成されたレーザ切断装置Aでは、プログラム記憶部31bに被切断材Bから切断すべき図形のプログラムを記憶させると共に、入力装置13から被切断材Bの板厚や切断速度等の切断情報を入力して稼働させると、切断プログラムに従ってレーザトーチ7が被切断材Bに於けるピアシング点に移動し、該位置でピアシングを開始すると同時に温度認識部32ではピアシング点を中心として10mm離隔した位置の座標データと時間の積算を行う。   In the laser cutting apparatus A configured as described above, a program for a figure to be cut from the material to be cut B is stored in the program storage unit 31b, and the thickness and cutting speed of the material B to be cut from the input device 13 are cut. When the information is input and operated, the laser torch 7 moves to the piercing point in the material B to be cut according to the cutting program, and at the same time, the temperature recognizing unit 32 is positioned 10 mm apart from the piercing point. Integration of coordinate data and time.

被切断材Bに対するピアシングが終了すると、レーザトーチ7はピアシング点から目的の図形上に移動して切断を開始する。目的の図形の切断に伴って、温度認識部32では切断部分から両側に夫々5mm離隔した位置の座標データを記憶する。従って、温度認識部32に記憶されている座標データの位置は、現在の温度が切断停止温度、強制冷却温度として認識されるものである。従って、プログラム記憶部31bから読み出された予定切断線の座標データが、温度認識部32に記憶されている座標データと重なる場合、被切断材Bに於ける予定切断線の近傍の温度は切断停止温度、強制冷却温度であるとして認識されることになる。   When the piercing for the workpiece B is completed, the laser torch 7 moves from the piercing point onto the target graphic and starts cutting. Along with the cutting of the target graphic, the temperature recognition unit 32 stores the coordinate data at positions separated by 5 mm on both sides from the cut portion. Therefore, the position of the coordinate data stored in the temperature recognition unit 32 is such that the current temperature is recognized as the cutting stop temperature and the forced cooling temperature. Therefore, when the coordinate data of the scheduled cutting line read from the program storage unit 31b overlaps the coordinate data stored in the temperature recognition unit 32, the temperature in the vicinity of the scheduled cutting line in the material to be cut B is cut. It will be recognized as the stop temperature and the forced cooling temperature.

予定切断線の近傍の温度が切断停止温度、強制冷却温度であると認識したとき、制御装置31からは走行モータ3、横行モータ9、レーザ発振器4に対する駆動信号が停止し、レーザトーチ7は原位置を保持する。また電磁弁22に開放信号が出され、該電磁弁22が開放して冷却ノズル21から被切断材Bに向けて圧縮空気が噴射して、被切断材Bに於けるレーザトーチ7と対向する位置を強制的に冷却する。   When it is recognized that the temperature in the vicinity of the scheduled cutting line is the cutting stop temperature and the forced cooling temperature, the drive signals from the control device 31 to the traveling motor 3, the traversing motor 9, and the laser oscillator 4 are stopped, and the laser torch 7 is in the original position. Hold. Further, an opening signal is output to the electromagnetic valve 22, the electromagnetic valve 22 is opened, and compressed air is jetted from the cooling nozzle 21 toward the material to be cut B so as to face the laser torch 7 on the material to be cut B. Forcibly cool.

更に、レーザトーチ7の停止状態が経過し、予定切断線の座標データと重なった温度認識部32に記憶されている座標データの経過時間が10分になったとき、被切断材Bに於ける予定切断線の近傍の温度は切断開始温度であると認識し、制御装置31からは走行モータ3、横行モータ9、レーザ発振器4に対して駆動信号が出され、レーザトーチ7は予定切断線の切断を再開する。また電磁弁22に出されていた開放信号が停止し、該電磁弁22が閉鎖して冷却ノズル21からの圧縮空気の噴射が停止する。   Furthermore, when the laser torch 7 is stopped and the elapsed time of the coordinate data stored in the temperature recognition unit 32 that overlaps the coordinate data of the scheduled cutting line becomes 10 minutes, the scheduled time on the material B to be cut Recognizing that the temperature in the vicinity of the cutting line is the cutting start temperature, the control device 31 outputs a drive signal to the traveling motor 3, the traverse motor 9, and the laser oscillator 4, and the laser torch 7 cuts the planned cutting line. Resume. Further, the open signal that has been output to the electromagnetic valve 22 is stopped, the electromagnetic valve 22 is closed, and the injection of compressed air from the cooling nozzle 21 is stopped.

温度認識部32に記憶した座標データは記憶開始後、10分を経過した時点で順次消去される。即ち、被切断材Bに対するピアシング点から10mm離隔した位置、切断部分から5mm離隔した位置は夫々ピアシング後、切断後、10分を経過した時点で、ピアシングや切断に伴う温度の影響を受けることがなくなったとして、切断開始温度として認識されることになる。従って、レーザトーチ7が停止することなく、被切断材Bに対する切断を継続する。   The coordinate data stored in the temperature recognizing unit 32 is sequentially deleted when 10 minutes have elapsed since the start of storage. That is, the position 10 mm away from the piercing point with respect to the material to be cut B and the position 5 mm away from the cut portion are affected by the temperature associated with piercing or cutting after 10 minutes have passed after cutting. If it disappears, it will be recognized as a cutting start temperature. Accordingly, the cutting of the workpiece B is continued without stopping the laser torch 7.

またプログラム記憶部31bから読み出した予定切断線に直径が20mm以下の円や、角度が45度以下の鋭角が存在する場合、これらの円や鋭角はプログラム上で認識され、円の半分、鋭角の一辺を切断した時点で切断停止温度、強制冷却温度であるとして認識される。これにより、レーザトーチ7の移動が停止すると共にレーザ発振器4の稼働が停止し、冷却ノズル21から圧縮空気が噴射して被切断材Bに対する強制冷却を行う。そして、レーザトーチ7が停止してから10分経過した後、レーザトーチ7が再稼働して切断が再開される。   In addition, when the planned cutting line read from the program storage unit 31b has a circle with a diameter of 20 mm or less or an acute angle with an angle of 45 degrees or less, the circle and the acute angle are recognized on the program, and the half of the circle and the acute angle When one side is cut, it is recognized as the cutting stop temperature and the forced cooling temperature. As a result, the movement of the laser torch 7 is stopped and the operation of the laser oscillator 4 is stopped. The compressed air is injected from the cooling nozzle 21 to forcibly cool the material B to be cut. Then, after 10 minutes have passed since the laser torch 7 stopped, the laser torch 7 is restarted and cutting is resumed.

上記の如く構成した本発明のレーザ切断方法では、被切断材の温度を実測することなくバーニングの発生を防止して円滑な且つ安定した切断を行うことが可能となり有利である。   The laser cutting method of the present invention configured as described above is advantageous in that it is possible to prevent the occurrence of burning and perform smooth and stable cutting without actually measuring the temperature of the material to be cut.

レーザ切断装置の構成を概略的に説明する図である。It is a figure which illustrates the structure of a laser cutting device roughly. 被切断材を強制冷却する冷却装置の例を説明する図である。It is a figure explaining the example of the cooling device which forcedly cools a to-be-cut material. レーザ切断装置の制御系のブロック図である。It is a block diagram of the control system of a laser cutting device.

A レーザ切断装置
B 被切断材
1 レール
2 フレーム
2a サドル
2b,2c ガーター
3 走行モータ
4 レーザ発振器
4a 出射口
5 レーザ光路
6 反転ミラー
6a,6b ミラー
7 レーザトーチ
8 キャリッジ
9 横行モータ
10a〜10c ミラー
11 カバー
12 制御盤
12a 操作盤
13 入力装置
14 ディスプレイ
21 冷却ノズル
22 電磁弁
31 制御装置
31a 演算部
31b プログラム記憶部
31c 一時記憶部
32 温度認識部
A Laser cutting device B Material to be cut 1 Rail 2 Frame 2a Saddle 2b, 2c Garter 3 Traveling motor 4 Laser oscillator 4a Emission port 5 Laser optical path 6 Reverse mirror 6a, 6b Mirror 7 Laser torch 8 Carriage 9 Traverse motor 10a-10c Mirror 11 Cover DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Control panel 12a Operation panel 13 Input device 14 Display 21 Cooling nozzle 22 Solenoid valve 31 Control apparatus 31a Calculation part 31b Program storage part 31c Temporary storage part 32 Temperature recognition part

Claims (1)

被切断材に向けてレーザ光を照射すると共にアシストガスを噴射して該被切断材を切断する際に、被切断材に於ける被切断部位の近傍の温度を認識した後、前記被切断部位を切断するレーザ切断方法であって、
予め被切断材を切断して板厚や材質、切断する図形の形状、切断時間、被切断材に対する板取りを含む切断条件に応じた被切断材の温度を測定しておき、被切断材に対する切断条件に応じて前記予め測定した温度を被切断材に於ける被切断部位の近傍の温度として認識し、
且つ予め被切断材に対する切断を停止させる切断停止温度、又は被切断材に対する切断を開始させる切断開始温度を設定しておき、
被切断材に於ける被切断部位の近傍の温度を認識したとき、該認識した温度が切断停止温度よりも高い場合、被切断材に対する切断を停止して被切断材に対し冷却流体を噴射して冷却し、認識した温度が切断開始温度よりも低い場合に被切断材に対する切断を開始することを特徴とするレーザ切断方法。
When cutting the該被cutting material by ejecting an assist gas irradiates laser light toward the workpiece, after recognizing the temperature in the vicinity of the cleavage site in the workpiece, the object cleavage site A laser cutting method for cutting
Cut the material to be cut in advance, measure the plate thickness and material, the shape of the figure to be cut, the cutting time, the temperature of the material to be cut according to the cutting conditions including the cutting for the material to be cut, and Recognizing the temperature measured in advance according to the cutting conditions as the temperature in the vicinity of the part to be cut in the cut material,
And the cutting stop temperature for stopping the cutting of the workpiece to be cut in advance, or the cutting start temperature for starting the cutting of the workpiece to be cut ,
When the temperature near the part to be cut in the material to be cut is recognized, if the recognized temperature is higher than the cutting stop temperature , the cutting of the material to be cut is stopped and the cooling fluid is injected to the material to be cut. The laser cutting method is characterized in that when the detected temperature is lower than the cutting start temperature, the cutting of the material to be cut is started .
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