JP6306321B2 - Laser cutting method and apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、金属板などのワークのレーザ切断加工を行うレーザ切断加工方法及び装置に係り、さらに詳細には、ワークのレーザ切断加工時に、例えば穴などのレーザ切断加工時の形状、寸法の加工精度の低下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 processing method and apparatus for performing laser cutting processing of a workpiece such as a metal plate, and more specifically, processing of the shape and dimensions at the time of laser cutting processing of a workpiece such as a hole. The present invention relates to a laser cutting method and apparatus capable of suppressing a decrease in accuracy.

板状のワークにレーザ切断加工を行う場合、例えば夏季に屋外に保管されていた板状のワークは工場内の温度よりも高温であるので、そのままレーザ切断加工を行うと、例えば穴等の形状、寸法の加工精度が低下するという問題がある。また、適宜形状の穴を複数列、複数行に配置して順次レーザ切断加工を行う場合、初期のレーザ切断加工においては形状、寸法を精度良く切断加工を行うことができる。しかし、レーザ切断加工が進行すると、レーザ切断加工時の熱が周囲に伝導され、次第に蓄熱されるものである。したがって、蓄熱に起因する熱膨張により切断精度が低下することがある。また、場合によっては、蓄熱に起因してバーニングを生じることがある。そこで、レーザ切断加工位置へ冷却水を噴射してレーザ切断加工位置の冷却を行うことが行われている(例えば特許文献1,2参照)。   When laser cutting is performed on a plate-shaped workpiece, for example, the plate-shaped workpiece stored outdoors in the summer is higher than the temperature in the factory. There is a problem that the processing accuracy of the dimensions is lowered. In addition, when laser cutting processing is performed by arranging holes having appropriate shapes in a plurality of rows and rows, it is possible to perform cutting processing with high accuracy in shape and dimensions in the initial laser cutting processing. However, when the laser cutting process proceeds, the heat at the time of the laser cutting process is conducted to the surroundings and gradually stored. Therefore, cutting accuracy may be reduced due to thermal expansion caused by heat storage. In some cases, burning may occur due to heat storage. Therefore, cooling of the laser cutting processing position is performed by jetting cooling water to the laser cutting processing position (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開昭58−23590号公報JP 58-23590 A 特開平5−154674号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-157474

前記特許文献1に記載の構成においては、レーザ切断加工位置の周囲に冷却水を噴出して冷却を行うので、ワークの熱膨張等を抑制してレーザ切断加工を行うことができ、精度のよいレーザ切断加工を行うことができる。しかし、ワークの冷却が充分でない場合には、レーザ切断加工の進行方向の前側に熱伝導によって蓄熱されることがあり、この蓄熱に起因してレーザ切断加工精度が低下することがある。   In the configuration described in Patent Document 1, since cooling is performed by ejecting cooling water around the laser cutting position, laser cutting can be performed while suppressing thermal expansion of the workpiece, and the accuracy is high. Laser cutting can be performed. However, when the workpiece is not sufficiently cooled, heat may be stored by heat conduction in the front side of the laser cutting process, and the accuracy of laser cutting may be reduced due to this heat storage.

特許文献2の記載に係る構成においては、レーザ加工ヘッドに備えた温度センサによってレーザ切断加工位置付近のワークの温度を検出し、この検出温度が設定温度以上の場合に、ノズルからレーザ加工位置付近へ冷却水を噴射して、ワークを冷却しながらレーザ切断加工を行うものである。そして、温度センサによる検出温度が設定温度以下になると、冷却水の噴出を停止するものである。したがって、例えばバーニングを防止してレーザ切断加工を行うことができるものである。   In the configuration according to Patent Document 2, the temperature of the workpiece near the laser cutting processing position is detected by a temperature sensor provided in the laser processing head, and when the detected temperature is equal to or higher than the set temperature, the laser processing position is detected from the nozzle. The laser cutting process is performed while jetting cooling water to cool the workpiece. Then, when the temperature detected by the temperature sensor becomes equal to or lower than the set temperature, the cooling water jet is stopped. Accordingly, for example, laser cutting can be performed while preventing burning.

前記特許文献1,2に記載の構成は、レーザ切断加工位置近傍の周囲に冷却水を噴射して加工位置付近の冷却を行う構成である。したがって、レーザ切断加工時に、レーザ切断加工位置において溶損を生じ易い部分の溶損を防止してのレーザ切断加工を行うことができる。しかし、レーザ切断加工の進行方向の前側に、熱伝導によって蓄熱されることを防止し得るものではない。   The configurations described in Patent Documents 1 and 2 are configured to cool the vicinity of the processing position by injecting cooling water around the vicinity of the laser cutting processing position. Accordingly, at the time of laser cutting processing, laser cutting processing can be performed while preventing the portion of the laser cutting processing position from being easily melted. However, it is not possible to prevent heat from being stored by heat conduction on the front side in the direction of laser cutting.

したがって、レーザ切断加工が進行し、レーザ切断加工の進行方向の前側であって蓄熱されている部分のレーザ切断加工を行う場合には、蓄熱に対してレーザ切断加工時の熱が追加されることとなり、冷却水を噴射して冷却しているにも拘わらず、冷却が不充分になり、レーザ切断加工の精度が低下する場合がある。   Therefore, when laser cutting processing proceeds and laser cutting processing is performed on the part of the heat storage that is in front of the direction of laser cutting processing, heat at the time of laser cutting processing is added to the heat storage. In spite of cooling by injecting cooling water, cooling may be insufficient and the accuracy of laser cutting may be reduced.

本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、レーザ切断加工位置付近へ冷却水を噴出する冷却水ノズルと、ワークの温度を検出する温度センサとを備えたレーザ加工ヘッドを用いて板状の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開始する前に、前記温度センサによってワークの温度を検出し、この検出温度が予め設定した設定温度以上の場合に、これからレーザ切断加工を行うためのレーザ切断加工プログラムに従って、レーザ発振器の出力を零に保持して、レーザ加工領域全面に、前記冷却水ノズルから冷却水を噴出して、ワークの冷却を行った後にレーザ切断加工を開始するに際して、前記温度センサの検出温度と設定温度との比較の結果、前記冷却水ノズルから冷却水を噴射する際のレーザ加工ヘッドの高さ位置は、レーザ切断加工時におけるレーザ加工ヘッドの高さ位置よりも高い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 uses a laser processing head that includes a cooling water nozzle that ejects cooling water to the vicinity of a laser cutting processing position and a temperature sensor that detects the temperature of a workpiece. A laser cutting method for performing laser cutting processing of a plate-shaped workpiece, wherein the temperature of the workpiece is detected by the temperature sensor before the workpiece laser cutting processing is started, and the detected temperature is equal to or higher than a preset set temperature. In this case, according to the laser cutting processing program for performing laser cutting processing, the output of the laser oscillator is held at zero, cooling water is jetted from the cooling water nozzle to the entire surface of the laser processing region, and the workpiece is cooled. in starting the laser cutting after the detected temperature and the comparison between the set temperature results of the temperature sensor, jetting the cooling water from the cooling water nozzles That the height position of the laser processing head of the case, is characterized in that higher than the height position of the laser processing head during laser cutting.

また、レーザ切断加工位置付近へ冷却水を噴出する冷却水ノズルと、ワークの温度を検出する温度センサとを備えたレーザ加工ヘッドを用いて板状の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開始する前に、前記温度センサによってワークの温度を検出し、この検出温度が予め設定した設定温度以上の場合に、これからレーザ切断加工を行うためのレーザ切断加工プログラムに従って、レーザ発振器の出力を零に保持して、レーザ加工領域に、前記冷却水ノズルから冷却水を噴出して、ワークの冷却を行った後にレーザ切断加工を開始するに際して、レーザ切断加工の再開始のレーザ出力は、直前のレーザ切断加工時のレーザ出力よりも低出力であることを特徴とするものである。 Also, a laser cutting processing method for performing laser cutting processing of a plate-shaped workpiece using a laser processing head provided with a cooling water nozzle for jetting cooling water near the laser cutting processing position and a temperature sensor for detecting the temperature of the workpiece. In this case, the temperature of the workpiece is detected by the temperature sensor before the laser cutting processing of the workpiece is started, and the laser cutting for performing laser cutting processing from now on when the detected temperature is equal to or higher than a preset temperature. In accordance with the machining program, laser cutting is performed when laser cutting is started after the output of the laser oscillator is held at zero, cooling water is ejected from the cooling water nozzle to the laser machining area, and the workpiece is cooled. The laser output at the restart is lower than the laser output at the time of the last laser cutting process.

また、レーザ切断加工位置付近へ冷却水を噴出する冷却水ノズルと、ワークの温度を検出する温度センサとを備えたレーザ加工ヘッドを用いて板状の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開始する前に、前記温度センサによってワークの温度を検出し、前記温度センサの検出温度と設定温度との比較の結果、前記冷却水ノズルから冷却水を噴射する際のレーザ加工ヘッドの高さ位置は、レーザ切断加工時におけるレーザ加工ヘッドの高さ位置よりも高いものである。Also, a laser cutting processing method for performing laser cutting processing of a plate-shaped workpiece using a laser processing head provided with a cooling water nozzle for jetting cooling water near the laser cutting processing position and a temperature sensor for detecting the temperature of the workpiece. The temperature of the workpiece is detected by the temperature sensor before laser cutting of the workpiece is started. As a result of comparison between the detected temperature of the temperature sensor and a set temperature, the cooling water is injected from the cooling water nozzle. The height position of the laser processing head at this time is higher than the height position of the laser processing head during laser cutting.

また、前記レーザ切断加工方法において、レーザ切断加工の再開始のレーザ出力は、直前のレーザ切断加工時のレーザ出力よりも低出力である。In the laser cutting method, the laser output at the restart of the laser cutting process is lower than the laser output at the last laser cutting process.

また、冷却水をワークへ噴射する冷却水ノズルとワークの温度を検出する温度センサとを備えてX,Y,Z軸方向へ移動自在のレーザ加工ヘッドと、このレーザ加工ヘッドの動作を制御するための制御装置とを備えたレーザ切断加工装置であって、
前記制御装置は、ワークの温度を検出する温度センサによって検出した検出温度と予め設定した設定温度とを比較する比較手段と、この比較手段の比較結果に基いてのワークのレーザ切断加工位置に対してレーザ切断加工開始前に、これからレーザ切断加工を行うためのレーザ切断加工プログラムに従って、レーザ発振器の出力を零に保持して、レーザ加工領域全面に、前記冷却水ノズルから冷却水を噴射するために前記レーザ加工ヘッドの移動動作を行うための動作パターンのプログラムを格納した噴射動作プログラム格納手段と、を備え、前記冷却水ノズルから冷却水を噴射する際のレーザ加工ヘッドの高さ位置は、レーザ切断加工時におけるレーザ加工ヘッドの高さ位置よりも高いことを特徴とするものである。
A laser processing head that is provided with a cooling water nozzle that injects cooling water onto the workpiece and a temperature sensor that detects the temperature of the workpiece and is movable in the X, Y, and Z axis directions, and controls the operation of the laser processing head. A laser cutting processing apparatus comprising a control device for
The control device compares the detected temperature detected by the temperature sensor that detects the temperature of the workpiece with a preset temperature, and the laser cutting processing position of the workpiece based on the comparison result of the comparing means. In order to inject the cooling water from the cooling water nozzle to the entire surface of the laser processing area by holding the output of the laser oscillator at zero according to the laser cutting processing program for performing laser cutting processing from now on before starting the laser cutting processing. And an injection operation program storage means for storing an operation pattern program for performing the moving operation of the laser processing head, and the height position of the laser processing head when injecting the cooling water from the cooling water nozzle is It is characterized by being higher than the height position of the laser processing head during laser cutting processing.

本発明は、ワークのレーザ切断加工を開始する前に、冷却水をワークに噴出して冷却した後にレーザ切断加工を行うものである。したがって、ワークの熱膨張等に起因する精度低下を抑制することができるものである。   The present invention performs laser cutting after jetting cooling water onto a workpiece and cooling it before starting laser cutting of the workpiece. Therefore, it is possible to suppress a decrease in accuracy due to thermal expansion of the workpiece.

本発明の実施形態に係るレーザ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 processing apparatus which concerns on embodiment of this invention. レーザ切断加工の説明図である。It is explanatory drawing of a laser cutting process.

以下、図面を用いて本発明の実施形態に係るレーザ切断加工装置について説明するに、図1に概念的、概略的に示すように、レーザ切断加工装置1は、ワークWとしての金属板に対して相対的にX,Y,Z軸方向へ移動自在のレーザ加工ヘッド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5が光学的に接続してある。また、レーザ加工ヘッド3には、ワークWに対してレーザ加工ヘッド3をX,Y,Z軸方向へ移動位置決めするためのサーボモータ7が備えられている。したがって、前記レーザ発振器5から発振されたレーザ光LBを、レーザ加工ヘッド3からワークWへ照射しつつ、前記サーボモータ7の駆動によってレーザ加工ヘッド3をX,Y,Z軸方向へ移動することにより、ワークWのレーザ切断加工が行われることになる。   Hereinafter, a laser cutting apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown conceptually and schematically in FIG. 1, the laser cutting apparatus 1 is used for a metal plate as a workpiece W. The laser processing head 3 is relatively movable in the X, Y, and Z axis directions. A laser oscillator 5 is optically connected to the laser processing head 3. Further, the laser processing head 3 is provided with a servo motor 7 for moving and positioning the laser processing head 3 in the X, Y, and Z axis directions with respect to the workpiece W. Therefore, the laser processing head 3 is moved in the X, Y, and Z axis directions by driving the servo motor 7 while irradiating the workpiece W with the laser beam LB oscillated from the laser oscillator 5. As a result, the laser cutting of the workpiece W is performed.

前記レーザ加工ヘッド3の適宜位置には、ワークWの温度を検出するための温度センサ9が備えられていると共に、レーザ切断加工位置付近の周囲に冷却水を噴出(噴射)するための冷却水ノズル11が備えられている。そして、この冷却水ノズル11には、例えばポンプなどのごとき冷却水噴出手段13が開閉弁15を介して接続してある。したがって、ワークWに対してレーザ加工ヘッド3を相対的に移動することにより、前記温度センサ9によってワークWの温度を測定することができる。そして、測定温度が設定温以上の箇所に対して、冷却水ノズル11から冷却水を噴出して冷却することができるものである。   A temperature sensor 9 for detecting the temperature of the workpiece W is provided at an appropriate position of the laser processing head 3, and cooling water for injecting (injecting) cooling water around the laser cutting processing position. A nozzle 11 is provided. The cooling water nozzle 11 is connected to a cooling water jetting means 13 such as a pump via an on-off valve 15. Therefore, the temperature of the workpiece W can be measured by the temperature sensor 9 by moving the laser processing head 3 relative to the workpiece W. And it can cool by ejecting a cooling water from the cooling water nozzle 11 with respect to the location where measured temperature is more than preset temperature.

前記レーザ発振器5の出力、前記サーボモータ7の動作、前記冷却水噴出手段13の動作及び前記開閉弁15の開閉動作を制御するために、前記レーザ切断加工装置1には制御装置17が備えられている。この制御装置17は、コンピュータから構成されているものであって、CPU19、RAM21、ROM23、入力手段25及び表示手段27を備えている。   In order to control the output of the laser oscillator 5, the operation of the servo motor 7, the operation of the cooling water jetting means 13, and the opening / closing operation of the on-off valve 15, the laser cutting apparatus 1 is provided with a control device 17. ing. The control device 17 is composed of a computer and includes a CPU 19, a RAM 21, a ROM 23, an input unit 25 and a display unit 27.

前記制御装置17には、自動プログラミング装置29によって生成(作成)された各種のレーザ切断加工プログラムを格納した加工プログラム格納手段31が備えられている。さらに、前記制御装置17には、レーザ切断加工に先立ってレーザ切断加工位置又はレーザ切断加工領域全面に冷却水を噴出(噴射)する移動動作を行うための動作パターンを格納した噴射動作プログラム格納手段33が備えられている。   The control device 17 includes processing program storage means 31 that stores various laser cutting processing programs generated (created) by the automatic programming device 29. Further, the control device 17 includes an injection operation program storage means for storing an operation pattern for performing a moving operation of injecting (injecting) cooling water to the laser cutting processing position or the entire surface of the laser cutting processing region prior to the laser cutting processing. 33 is provided.

すなわち、ワークWが全面的に高温の場合には、ワークWのレーザ加工領域(レーザ加工範囲)の全面に対して冷却水ノズル11から冷却水を噴出するために、レーザ切断加工時におけるレーザ加工ヘッド3の高さ位置よりもレーザ加工位置の高さ位置を高く位置決めすると共に、ワークWのレーザ加工領域全面に対してジグザグ状に、又は螺旋状などの適宜のパターンで移動する動作パターン(全面的噴射動作パターン)のプログラムが前記噴射動作プログラム格納手段33に格納されている。   That is, when the workpiece W is entirely hot, the cooling water is ejected from the cooling water nozzle 11 to the entire surface of the laser processing region (laser processing range) of the workpiece W. An operation pattern that moves in a zigzag or spiral manner relative to the entire laser processing region of the workpiece W while positioning the height of the laser processing position higher than the height position of the head 3 (entire surface Program of the general injection operation pattern) is stored in the injection operation program storage means 33.

また、前記噴射動作プログラム格納手段33には、前記加工プログラム格納手段31に格納された各レーザ切断加工プログラムのNoに関連付けて、加工位置を予め冷却するための動作を行う予噴出プログラムが格納されている。この予噴出プログラムは、例えば適宜形状の穴をレーザ切断加工する際に、前記温度センサ9による当該レーザ切断加工位置の検出温度(測定温度)が予め設定した設定温度よりも高温の場合に、当該レーザ切断加工位置に前記冷却水ノズル11から冷却水を噴出する動作のプログラムであって、前記自動プログラミング装置29によるレーザ切断加工プログラムの生成時に、当該レーザ切断加工プログラムに関連付けて作成されるものである。   The injection operation program storage means 33 stores a pre-injection program that performs an operation for cooling the machining position in advance in association with the No of each laser cutting machining program stored in the machining program storage means 31. ing. This pre-injection program, for example, when laser-cutting an appropriately shaped hole, when the temperature detection temperature (measurement temperature) of the laser cutting processing position by the temperature sensor 9 is higher than a preset set temperature, An operation program for ejecting cooling water from the cooling water nozzle 11 to a laser cutting processing position, which is created in association with the laser cutting processing program when the automatic programming device 29 generates the laser cutting processing program. is there.

すなわち、予噴出プログラムは、例えば穴等のレーザ切断加工を順次行う場合に、レーザ切断加工を開始する前に、当該レーザ切断加工位置のワークWの温度を前記温度センサ9によって予め測定した結果、測定温度が設定値以上のときに、レーザ加工ヘッド3を、レーザ切断加工時の高さ位置よりも高位置で穴等の切断加工位置付近へ移動して、冷却水ノズル11から冷却水をレーザ加工位置付近の周囲に予め噴出するためのものである。   That is, the pre-ejection program is a result of measuring the temperature of the workpiece W at the laser cutting processing position in advance by the temperature sensor 9 before starting the laser cutting processing, for example, when performing laser cutting processing such as holes sequentially. When the measurement temperature is equal to or higher than the set value, the laser processing head 3 is moved to a position near the cutting processing position such as a hole at a position higher than the height position at the time of laser cutting processing, and the cooling water nozzle 11 lasers the cooling water. It is for ejecting in advance around the machining position.

前記制御装置17には、前記温度センサ9が接続してあると共に、当該温度センサ9によって検出した検出温度(測定温度)と比較する設定温度を予め格納した設定値メモリ35を備えている。そして、前記検出温度と設定温度とを比較する比較手段37が前記制御装置17に備えられている。   The control device 17 is connected to the temperature sensor 9 and includes a set value memory 35 in which a set temperature to be compared with a detected temperature (measured temperature) detected by the temperature sensor 9 is stored in advance. The control device 17 includes a comparison unit 37 that compares the detected temperature with the set temperature.

以上のごとき構成において、レーザ切断加工装置1におけるワークテーブル(図示省略)上にワークWを載置位置決めした後に、ワークWのレーザ切断加工を行うことになる。ここで、ワークWのレーザ切断加工を行う前に、レーザ加工ヘッド3に備えた温度センサ9によってワークWの温度を検出する。そして、検出温度と設定値メモリ35に予め格納された設定温度とを、比較手段37によって比較した結果、検出温度≧設定温度の関係にある場合には、ワークWのレーザ加工領域全面に対して冷却水を噴出して、ワークWをレーザ加工開始前に冷却するものである。   In the configuration as described above, the work W is subjected to laser cutting after the work W is placed and positioned on a work table (not shown) in the laser cutting apparatus 1. Here, the temperature of the workpiece W is detected by the temperature sensor 9 provided in the laser processing head 3 before the workpiece W is laser-cut. When the detected temperature and the preset temperature stored in the preset value memory 35 are compared with each other by the comparison means 37, the detected temperature is greater than the preset temperature. Cooling water is ejected to cool the workpiece W before starting laser processing.

すなわち、ワークWのレーザ切断開始前に、ワークの検出温度≧設定温度の場合には、これからレーザ切断加工を行うためのレーザ切断加工プログラムに従って、レーザ加工領域全面に冷却水を噴出するものである。この場合は、冷却水を噴出するための動作であるから、発振器動作制御手段39の制御の下にレーザ発振器5の出力は零に保持される。そして、加工ヘッド動作制御手段41の制御の下に、レーザ加工ヘッド3の高さ位置を、レーザ切断加工時の高さ位置よりも高位置に保持する。そして、レーザ加工ヘッド3はワークWに対してX,Y軸方向へ相対的に移動制御される。また、冷却水噴出制御手段43の制御の下に冷却水噴出手段13及び開閉弁15の動作が制御されて、レーザ加工領域全面に冷却水の噴出が行われることになる。   That is, before the laser cutting of the workpiece W starts, when the workpiece detection temperature ≧ the set temperature, the cooling water is jetted over the entire laser processing area in accordance with a laser cutting processing program for performing laser cutting processing. . In this case, since the operation is for ejecting cooling water, the output of the laser oscillator 5 is maintained at zero under the control of the oscillator operation control means 39. Then, under the control of the machining head operation control means 41, the height position of the laser machining head 3 is held at a higher position than the height position at the time of laser cutting. The laser processing head 3 is controlled to move relative to the workpiece W in the X and Y axis directions. Further, the operations of the cooling water jetting means 13 and the on-off valve 15 are controlled under the control of the cooling water jetting control means 43, and the cooling water is jetted over the entire laser processing region.

なお、検出温度<設定温度の場合には、レーザ加工領域全面に冷却水の噴出を行うことなく、ワークWのレーザ切断加工が開始されることになる。ところで、図2に示すように、ワークWに対して穴H1〜H4を順次加工するとき、最初の穴H1の加工開始時には、ワークWの温度は常温度あるので、安定したレーザ切断加工が行われることになる。   If the detected temperature is lower than the set temperature, the laser cutting of the workpiece W is started without ejecting the cooling water over the entire laser processing region. By the way, as shown in FIG. 2, when the holes H1 to H4 are sequentially processed in the workpiece W, since the temperature of the workpiece W is normal at the start of the processing of the first hole H1, stable laser cutting is performed. It will be.

しかし、レーザ切断加工を順次行う場合、前工程におけるレーザ切断加工時の熱が伝導されて、次の加工位置に蓄熱されることになる。したがって、この蓄熱された部分は熱膨張等を生じ、レーザ切断加工の形状、寸法の精度が低下することになる。そこで、次の穴H2のレーザ切断加工を行う前に、温度センサ9によって穴H2のレーザ加工領域の温度を検出し、検出温度≧設定温度の場合には、レーザ加工ヘッド3を、レーザ切断加工位置の高さ位置よりも高く位置決めし、冷却水ノズル11から冷却水を噴出することにより、レーザ加工領域付近の冷却を行うことになる。   However, when laser cutting is sequentially performed, heat at the time of laser cutting in the previous process is conducted and stored at the next processing position. Therefore, this heat-stored portion undergoes thermal expansion and the like, and the accuracy of the shape and dimensions of the laser cutting process is reduced. Therefore, before laser cutting of the next hole H2, the temperature of the laser processing region of the hole H2 is detected by the temperature sensor 9, and when the detected temperature ≧ the set temperature, the laser processing head 3 is subjected to laser cutting processing. By positioning the position higher than the height position and ejecting the cooling water from the cooling water nozzle 11, the vicinity of the laser processing region is cooled.

すなわち、冷却水を噴出してワークのレーザ加工領域を予め冷却した後にレーザ切断加工を行うものである。したがって、熱伝導による蓄熱の悪影響を抑制してレーザ切断加工を行うこととなり、精度のよいレーザ切断加工を行い得るものである。なお、この冷却した後にレーザ切断加工を行う場合、前回のレーザ切断加工時におけるレーザ出力よりも低出力でもってレーザ切断加工を行うことが望ましいものである。この場合、ワークWに対して過剰な熱を付与することなくレーザ切断加工を行い得るものである。   That is, laser cutting is performed after the cooling water is jetted to cool the laser processing region of the workpiece in advance. Therefore, the laser cutting process is performed while suppressing the adverse effect of heat storage due to heat conduction, and the laser cutting process can be performed with high accuracy. When laser cutting is performed after cooling, it is desirable to perform laser cutting with a lower output than the laser output at the previous laser cutting. In this case, laser cutting can be performed without applying excessive heat to the workpiece W.

なお、ワークWのレーザ加工領域へ予め冷却水を噴出して予め冷却するには、前述したように、穴H2位置に冷却水を噴出する際に、穴H3,H4のレーザ加工領域へレーザ加工ヘッド3を予め移動して、レーザ切断加工の進行方向の前側のレーザ切断加工領域へ予め冷却水を噴出することも可能なものである。このように、レーザ切断加工の進行方向の前側のレーザ切断加工領域へ予め冷却水を噴出することにより、ワークWのレーザ切断加工方向の前側のレーザ切断加工領域の温度上昇を抑制することができ、ワークWに対する穴加工を能率よく行うことができるものである。   In addition, in order to preliminarily cool the coolant by ejecting the coolant to the laser processing region of the workpiece W, as described above, when the coolant is ejected to the hole H2 position, the laser processing is performed to the laser processing regions of the holes H3 and H4. The head 3 can be moved in advance, and the cooling water can be ejected in advance to the laser cutting processing area on the front side in the direction of laser cutting processing. As described above, the temperature rise in the front laser cutting region in the laser cutting direction of the workpiece W can be suppressed by jetting the cooling water in advance to the laser cutting region in the front direction in the laser cutting direction. In addition, the hole machining for the workpiece W can be efficiently performed.

以上のごとき説明から理解されるように、ワークWの検出温度≧設定温度の場合には、冷却水を噴出してワークWを冷却した後にレーザ切断加工を行うものであるから、精度のよいレーザ切断加工を行い得るものである。   As can be understood from the above description, when the detected temperature of the workpiece W is equal to or higher than the set temperature, the laser cutting is performed after the cooling water is jetted to cool the workpiece W, so that a laser with high accuracy is obtained. Cutting can be performed.

また、レーザ切断加工の進行方向の前側のレーザ切断加工領域に予め冷却水を噴出するものであるから、レーザ切断加工時の熱伝導による蓄熱を抑制することができ、レーザ切断加工領域を改めて冷却することを省略することも可能であり、レーザ切断加工の能率向上を図ることができるものである。なお、レーザ切断加工領域に予め冷却水を噴射し冷却した後に、冷却をしながらレーザ切断加工をする場合は、蓄熱の抑制効果は高まり温度上昇をさらに抑制することができる。また、冷却水を噴射する際はレーザ加工ヘッド3の高さ位置を、レーザ切断加工時の高さ位置よりも高位置に保持する旨説明したが、レーザ切断加工時の高さと同等の位置に保持して行っても良い。   Also, since the cooling water is jetted in advance to the laser cutting process area in the front direction of the laser cutting process, heat storage due to heat conduction during the laser cutting process can be suppressed, and the laser cutting process area is cooled again. This can be omitted, and the efficiency of laser cutting can be improved. In addition, when performing laser cutting while cooling by injecting cooling water into the laser cutting region in advance, the effect of suppressing heat storage is increased and temperature rise can be further suppressed. In addition, it has been described that when the cooling water is injected, the height position of the laser processing head 3 is held higher than the height position at the time of laser cutting processing. You may hold it.

ところで、前記説明においては、温度センサ9によってワークWの温度を検出し、設定温度以上の場合に、ワークWの上面に全体的に冷却水を噴出して冷却する旨説明した。しかし、例えば夏季の炎天下にワークWを保管している場合、温度を測定するまでもなく、ワークWは高温度あることは既知である。したがって、このような場合には、レーザ切断加工装置のレーザ切断加工位置に搬入した後に、又は搬入するときに、ワークWの上面に全体的に冷却水を噴出して、ワークを予め冷却した後にレーザ切断加工を行うことが望ましいものである。   In the above description, the temperature sensor 9 detects the temperature of the workpiece W, and when the temperature is equal to or higher than the set temperature, the cooling water is entirely jetted onto the upper surface of the workpiece W to be cooled. However, for example, when the workpiece W is stored under the hot weather in summer, it is known that the workpiece W has a high temperature without measuring the temperature. Therefore, in such a case, after carrying in the laser cutting processing position of the laser cutting processing apparatus or when carrying it in, the cooling water is generally jetted onto the upper surface of the work W, and the work is cooled in advance. It is desirable to perform laser cutting.

前述のように、レーザ切断加工位置に搬入した後に冷却水をワークWに対して全面的に噴射するには、前述したように、ワークWに対してレーザ加工ヘッド3を相対的にX,Y,Z軸方向へ移動し、レーザ加工ヘッド3に備えた冷却水のズル11から冷却水を噴出すればよいものである。なお、レーザ切断加工位置へワークWを搬入するときに、ワークWに対して冷却水を全面的に噴射する構成としては、前記レーザ切断加工位置へのワークWの搬入経路の上方に適宜構成の冷却水ノズルを備えた構成とすればよいものである。この場合、ワーク検出センサを備えて、ワークWが所定位置に搬入されたときに冷却水ノズルから冷却水を噴射し、上記所定位置を経過したときに冷却水の噴射を停止する構成とすることが望ましいものである。   As described above, in order to inject the cooling water to the workpiece W entirely after being carried into the laser cutting processing position, as described above, the laser processing head 3 is moved relative to the workpiece W relative to X, Y. , Move in the Z-axis direction, and the cooling water may be ejected from the cooling water sill 11 provided in the laser processing head 3. Note that when the workpiece W is carried into the laser cutting position, the cooling water is entirely sprayed onto the workpiece W. The configuration is appropriately arranged above the carry-in path of the workpiece W to the laser cutting position. What is necessary is just to set it as the structure provided with the cooling water nozzle. In this case, a workpiece detection sensor is provided, and cooling water is injected from the cooling water nozzle when the workpiece W is carried into a predetermined position, and the cooling water injection is stopped when the predetermined position has elapsed. Is desirable.

前述のように、ワークWの上面のほぼ全面に冷却水の噴射を行ってワークWを全体的に予め冷却してレーザ切断加工を行う場合、ワーク上面が冷却水によって濡れた状態にあるときに、レーザ切断加工を開始することが望ましいものである。   As described above, when laser cutting is performed by preliminarily cooling the workpiece W entirely by jetting cooling water over almost the entire upper surface of the workpiece W, the workpiece upper surface is wet with the cooling water. It is desirable to start laser cutting.

1 レーザ切断加工装置
3 レーザ加工ヘッド
9 温度センサ
11 冷却水ノズル
31 加工プログラム格納手段
33 噴射動作プログラム格納手段
35 設定値メモリ
37 比較手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser cutting processing apparatus 3 Laser processing head 9 Temperature sensor 11 Cooling water nozzle 31 Processing program storage means 33 Injection operation program storage means 35 Setting value memory 37 Comparison means

Claims (5)

レーザ切断加工位置付近へ冷却水を噴出する冷却水ノズルと、ワークの温度を検出する温度センサとを備えたレーザ加工ヘッドを用いて板状の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開始する前に、前記温度センサによってワークの温度を検出し、この検出温度が予め設定した設定温度以上の場合に、これからレーザ切断加工を行うためのレーザ切断加工プログラムに従って、レーザ発振器の出力を零に保持して、レーザ加工領域に、前記冷却水ノズルから冷却水を噴出して、ワークの冷却を行った後にレーザ切断加工を開始するに際して、前記温度センサの検出温度と設定温度との比較の結果、前記冷却水ノズルから冷却水を噴射する際のレーザ加工ヘッドの高さ位置は、レーザ切断加工時におけるレーザ加工ヘッドの高さ位置よりも高いことを特徴とするレーザ切断加工方法。 This is a laser cutting processing method for performing laser cutting processing of a plate-shaped workpiece using a laser processing head equipped with a cooling water nozzle that jets cooling water to the vicinity of the laser cutting processing position and a temperature sensor that detects the temperature of the workpiece. Before starting laser cutting of the workpiece, the temperature of the workpiece is detected by the temperature sensor, and when the detected temperature is equal to or higher than a preset temperature, a laser cutting processing program for performing laser cutting processing from now on accordingly holds the output of the laser oscillator to zero, the laser processing region, from said coolant nozzle by ejecting cooling water, when starting the laser cutting after the cooling of the workpiece, the detection of the temperature sensor As a result of the comparison between the temperature and the set temperature, the height position of the laser processing head when injecting the cooling water from the cooling water nozzle is Laser cutting wherein the higher than the height position of the definitive laser processing head. レーザ切断加工位置付近へ冷却水を噴出する冷却水ノズルと、ワークの温度を検出する温度センサとを備えたレーザ加工ヘッドを用いて板状の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開始する前に、前記温度センサによってワークの温度を検出し、この検出温度が予め設定した設定温度以上の場合に、これからレーザ切断加工を行うためのレーザ切断加工プログラムに従って、レーザ発振器の出力を零に保持して、レーザ加工領域に、前記冷却水ノズルから冷却水を噴出して、ワークの冷却を行った後にレーザ切断加工を開始するに際して、レーザ切断加工の再開始のレーザ出力は、直前のレーザ切断加工時のレーザ出力よりも低出力であることを特徴とするレーザ切断加工方法。This is a laser cutting processing method for performing laser cutting processing of a plate-shaped workpiece using a laser processing head equipped with a cooling water nozzle that jets cooling water to the vicinity of the laser cutting processing position and a temperature sensor that detects the temperature of the workpiece. Before starting laser cutting of the workpiece, the temperature of the workpiece is detected by the temperature sensor, and when the detected temperature is equal to or higher than a preset temperature, a laser cutting processing program for performing laser cutting processing from now on Accordingly, when the laser cutting process is started after the cooling water nozzle is jetted into the laser processing area and the workpiece is cooled, the laser cutting process is restarted. A laser cutting processing method characterized in that the starting laser output is lower than the laser output at the time of the last laser cutting processing. レーザ切断加工位置付近へ冷却水を噴出する冷却水ノズルと、ワークの温度を検出する温度センサとを備えたレーザ加工ヘッドを用いて板状の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開始する前に、前記温度センサによってワークの温度を検出し、前記温度センサの検出温度と設定温度との比較の結果、前記冷却水ノズルから冷却水を噴射する際のレーザ加工ヘッドの高さ位置は、レーザ切断加工時におけるレーザ加工ヘッドの高さ位置よりも高いことを特徴とするレーザ切断加工方法。   This is a laser cutting processing method for performing laser cutting processing of a plate-shaped workpiece using a laser processing head equipped with a cooling water nozzle that jets cooling water to the vicinity of the laser cutting processing position and a temperature sensor that detects the temperature of the workpiece. Before the laser cutting process of the workpiece is started, the temperature of the workpiece is detected by the temperature sensor, and as a result of comparison between the detected temperature of the temperature sensor and the set temperature, the cooling water is injected from the cooling water nozzle. A laser cutting processing method characterized in that the height position of the laser processing head is higher than the height position of the laser processing head at the time of laser cutting processing. 請求項1又は3に記載のレーザ切断加工方法において、レーザ切断加工の再開始のレーザ出力は、直前のレーザ切断加工時のレーザ出力よりも低出力であることを特徴とするレーザ切断加工方法。 4. The laser cutting method according to claim 1, wherein the laser output at the restart of the laser cutting process is lower than the laser output at the last laser cutting process. 冷却水をワークへ噴射する冷却水ノズルとワークの温度を検出する温度センサとを備えてX,Y,Z軸方向へ移動自在のレーザ加工ヘッドと、このレーザ加工ヘッドの動作を制御するための制御装置とを備えたレーザ切断加工装置であって、
前記制御装置は、ワークの温度を検出する温度センサによって検出した検出温度と予め設定した設定温度とを比較する比較手段と、この比較手段の比較結果に基いてのワークのレーザ切断加工位置に対してレーザ切断加工開始前に、これからレーザ切断加工を行うためのレーザ切断加工プログラムに従って、レーザ発振器の出力を零に保持して、レーザ加工領域に、前記冷却水ノズルから冷却水を噴射するために前記レーザ加工ヘッドの移動動作を行うための動作パターンのプログラムを格納した噴射動作プログラム格納手段と、を備え、前記冷却水ノズルから冷却水を噴射する際のレーザ加工ヘッドの高さ位置は、レーザ切断加工時におけるレーザ加工ヘッドの高さ位置よりも高いことを特徴とするレーザ切断加工装置。
A laser processing head that is provided with a cooling water nozzle that injects cooling water onto the workpiece and a temperature sensor that detects the temperature of the workpiece and is movable in the X, Y, and Z axis directions, and for controlling the operation of the laser processing head A laser cutting processing device comprising a control device,
The control device compares the detected temperature detected by the temperature sensor that detects the temperature of the workpiece with a preset temperature, and the laser cutting processing position of the workpiece based on the comparison result of the comparing means. In order to inject the cooling water from the cooling water nozzle into the laser processing area by holding the output of the laser oscillator to zero according to the laser cutting processing program for performing laser cutting processing from now on before starting the laser cutting processing. Jetting operation program storage means for storing an operation pattern program for performing the moving operation of the laser processing head, and the height position of the laser processing head when jetting the cooling water from the cooling water nozzle is a laser. A laser cutting apparatus characterized by being higher than a height position of a laser processing head at the time of cutting.
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