JP7118160B2 - Ignition detection method and ignition detection device - Google Patents

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Description

本発明は発火検知方法および発火検知装置に関する。 The present invention relates to an ignition detection method and an ignition detection device.

COレーザーは非金属に吸収されやすい。紙、木材、アクリル、ゴム、革などの素材にはほぼ100%吸収されるため、エネルギー効率が良く、少ないレーザーエネルギーで厚い被加工物をカットすることができる。例えば、40WのCOレーザーは、一度のレーザー切断加工で最大10mm厚のアクリル樹脂板を切断することができる。 CO2 lasers are easily absorbed by non-metals. Nearly 100% absorption is achieved by materials such as paper, wood, acrylic, rubber, and leather, making it highly energy efficient and capable of cutting thick workpieces with less laser energy. For example, a 40 W CO 2 laser can cut an acrylic resin plate with a maximum thickness of 10 mm in one laser cutting process.

このため、COレーザー加工機は、様々な分野で使用され、金属加工のみならず非金属加工の分野で使用される場合も多い。金属加工の用途では、被加工物が金属のため、火災が起きることがほとんどないが、非金属加工用途では、特に、被加工物を所定の形状に切断する切断モード(ベクターモード)では、レーザーのエネルギーが素材の一箇所に止まる時間が長いと同時に、非金属素材は通常可燃性の物性を持っているため、被加工物の発火による火災が起きる可能性がある。 For this reason, CO 2 laser processing machines are used in various fields, and are often used not only in metal processing but also in non-metal processing. In metal processing applications, fires rarely occur because the workpieces are metal, but in non-metal processing applications, especially in the cutting mode (vector mode) that cuts the workpiece into a predetermined shape, laser The energy of the material stays in one place for a long time, and at the same time, non-metallic materials usually have flammable physical properties, so there is a possibility of fire due to ignition of the work piece.

汎用レーザー加工機における被加工物の発火検知出及び火災防止について研究調査した。例えば、中国特許番号CN201822174251.8には、炎検知器を備えたレーザー切断装置が記載されている。この出願では非金属材料被加工物へのリアルタイム監視を実現するために、レーザー切断装置の作業台に炎検知器を設置している。炎が発生したら作業者に警告および通知する目的を実現する。しかしこの出願における設計の重点は、レーザー切断装置内部部品の簡単な取り付けや、取り外しに置いたため、発火検知の感度と正確性については研究していない。同様に、中国公開番号CN2513710Yには、レーザー切断彫刻機の火災警報装置の発明が記載されているが、この出願においてもレーザー切断彫刻機の内部に火花検出器、警告装置、および警報制御システムを設置し、加工中に発生する熱をブロワで排気して火炎の発生を防ぎ、炎の検知があった場合に作業者に警告し、火災防止および警報の効果を発揮する。また、この特許から、2002年以前に、レーザー加工機に発火検知機能を実装する方法があったことがわかる。 A study was conducted on detection of ignition and fire prevention of workpieces in a general-purpose laser processing machine. For example, Chinese Patent No. CN201822174251.8 describes a laser cutting device with a flame detector. In this application, a flame detector is installed on the workbench of the laser cutting machine in order to realize real-time monitoring of the non-metallic material workpiece. To realize the purpose of warning and notifying workers when flames occur. However, since the design emphasis in this application was on the easy installation and removal of the internal parts of the laser cutting machine, the sensitivity and accuracy of firing detection were not studied. Similarly, China Publication No. CN2513710Y describes the invention of fire alarm device for laser cutting engraving machine. Installed, the heat generated during processing is exhausted by a blower to prevent the occurrence of flames, and when a flame is detected, the worker is warned, and the effect of fire prevention and alarm is demonstrated. Also, from this patent, it can be seen that prior to 2002, there was a way to implement a fire detection function in a laser processing machine.

中国特許番号CN201510311657.4では、消防安全機構を備えたレーザー切断彫刻機を紹介している。この出願では加工機内部に消防安全機構を設置してあり、当該機構は火災源感知部、消火部、および制御部を備えている。その中で、制御部は、炎感知部および消火部に電気的に接続され、炎感知部によって送信された信号を受信および処理し、加工機内に発火があるかどうかを判断し、消火部の動作を制御する。被加工物が発火した時に消火部を作動させて消火することができる。炎感知部は、煙センサー、特定の波長の光センサー、炎センサーまたは特定のガスセンサーなどが使用できる。 Chinese Patent No. CN201510311657.4 introduces a laser cutting engraving machine with fire safety mechanism. In this application, a fire safety mechanism is installed inside the processing machine, and the mechanism comprises a fire source detection part, a fire extinguishing part and a control part. In which, the control part is electrically connected to the flame sensing part and the extinguishing part, receives and processes the signal sent by the flame sensing part, determines whether there is ignition in the processing machine, and the extinguishing part control behavior. When the workpiece catches fire, the fire extinguishing part can be operated to extinguish the fire. A smoke sensor, a light sensor of a specific wavelength, a flame sensor, or a specific gas sensor can be used as the flame sensor.

中国特許第201822174251.8号公報Chinese Patent No. 201822174251.8 中国公開公報第2513710Y号公報Chinese Publication No. 2513710Y 中国特許第201510311657.4号公報Chinese Patent No. 201510311657.4

上記特許文献3では迅速的に消火する目的が達成できると記載しているが、その主な構成を調べると、消火部が加工機の近くに設置されている特徴がわかる。しかし、発火の初期段階でどのように迅速かつ正確に発火を検知する方法については記述がなかった。 Although the above Patent Document 3 describes that the purpose of extinguishing the fire quickly can be achieved, an examination of the main configuration reveals the feature that the fire extinguishing section is installed near the processing machine. However, there was no description of how to detect ignition quickly and accurately in the early stages of ignition.

本発明によれば、各種非金属の被加工物Wのレーザー加工に対し、レーザー加工機のレーザー加工過程において、被加工物Wの発火を可能な限り早期に検知して火災の発生を抑える発火検知方法および発火検知装置を提供することができる。その上、本発明は機械装置の大きさ、加工速度、レーザー出力パワー、レーザー発振器の種類などの違いによる発火検知設定方法の変更が必要ないため、良い汎用性を持っている。 According to the present invention, for laser processing of various non-metal workpieces W, in the laser processing process of a laser processing machine, ignition of the workpiece W is detected as early as possible to suppress the occurrence of fire. A detection method and an ignition detection device can be provided. In addition, the present invention has good versatility because it does not require changes in ignition detection setting methods due to differences in machine size, processing speed, laser output power, type of laser oscillator, and the like.

以上の目的を実現するために、本発明が提供する技術方法は下記のとおりである。
本発明はレーザー加工中にレーザー発振器のレーザー出力信号を取得するレーザー出力信号取得工程と、被加工物Wに対するレーザー照射により生ずる炎を検知することにより得られる炎検出信号Qを取得する炎検出工程と前記レーザー出力信号と前記炎検出信号Qを比較し、前記レーザー出力信号によりレーザーを出力しているときに、単一レーザー出力信号の持続期間と、単一レーザー出力信号持続期間の炎検出信号Qの合計検出数により、装置が発火して燃焼している異常の状態にあるかどうかを判断し、レーザー出力信号によりレーザーを出力していないときに、累積検知期間TM中の炎検出信号Qの合計検出数により、装置が発火して燃焼している異常の状態であるかどうかを判断する発火燃焼判断工程と、を備える発火検知方法に関するものである。
また、本発明は、レーザー加工時に前記レーザー発振器のレーザー出力信号を取得するレーザー出力信号取得部と、前記被加工物Wに対するレーザー照射により生ずる炎を検知する炎検知部と、前記炎検知部による炎を検知することにより得られる炎検出信号Qを取得する炎検出信号取得部と、前記レーザー出力信号によりレーザーを出力しているときに、単一レーザー出力信号の持続期間と、単一レーザー出力信号の持続期間に検知した炎検出信号Qの合計検出数により、装置が発火して燃焼している異常の状態にあるかどうかを判断し、前記レーザー出力信号によりレーザーを出力していないときに、累積検知期間TM中に検知した炎検出信号Qの合計検出数により、装置が発火して燃焼している異常の状態であるかどうかを判断する燃焼判断部と、を備える発火検知装置に関するものである。
To achieve the above objectives, the technical methods provided by the present invention are as follows.
The present invention includes a laser output signal acquisition process for acquiring a laser output signal from a laser oscillator during laser processing, and a flame detection process for acquiring a flame detection signal Q obtained by detecting a flame generated by laser irradiation on a workpiece W. and the laser output signal and the flame detection signal Q, and when the laser is output according to the laser output signal, the duration of the single laser output signal and the flame detection signal of the single laser output signal duration. Based on the total number of detections of Q, it is judged whether or not the device is in an abnormal state of ignition and combustion. and an ignition combustion determination step of determining whether or not the device is in an abnormal state of ignition and combustion, based on the total number of detections.
Further, the present invention comprises a laser output signal acquisition unit for acquiring a laser output signal of the laser oscillator during laser processing, a flame detection unit for detecting flame generated by laser irradiation to the workpiece W, and the flame detection unit. a flame detection signal acquisition unit for acquiring a flame detection signal Q obtained by detecting a flame; and a duration of a single laser output signal and a single laser output when the laser is output according to the laser output signal. Based on the total number of flame detection signals Q detected during the duration of the signal, it is determined whether the device is in an abnormal state of ignition and burning, and when the laser output signal is not outputting the laser. and a combustion judgment unit for judging whether or not the device is in an abnormal state of ignition and combustion based on the total number of flame detection signals Q detected during the cumulative detection period TM. is.

本発明によって提供される技術方法を使用すれば、既存の技術と比較し、下記のような効果が得られる。 By using the technical method provided by the present invention, the following effects can be obtained compared with the existing technology.

(1)本発明の発火検知方法は、レーザー出力信号によりレーザーを出力していないときと、単一レーザー信号によりレーザーを出力しているときに検出した炎検出信号Qを利用し、この2種類の特徴を重要な根拠として累積し、発火燃焼の最終判断基準とする。装置の大きさ、加工速度、レーザー出力パワー、レーザーの種類などの違いにより検知方法が変わることはなく、汎用性に優れている。 (1) The ignition detection method of the present invention utilizes the flame detection signal Q detected when the laser is not output by the laser output signal and when the laser is output by the single laser signal. The characteristics of are accumulated as important grounds and used as the final judgment criteria for ignition combustion. The detection method does not change due to differences in equipment size, processing speed, laser output power, laser type, etc., and has excellent versatility.

(2)本発明の発火検知方法は、ラスターモード(彫刻モード)において、少なくとも複数の改行時に炎検出信号Qを連続して取得しない限り警報しないと設定している。これで数秒以内に発火を正しく判断すると同時にノイズ信号を合理的にキャンセルすることができ、誤判定を根本的に回避することができる。ベクターモード(切断モード)においては、各種加工状態も監視する。即ち、単一レーザー信号の出力時とレーザー無出力時に炎を検知し、レーザー出力する時と出力しない時の両方に対して素材の発火を検知することができ、かつ数秒以内に正確な判断を行うことができる。上記の方法により、レーザー加工機のレーザー加工において、被加工物Wの発火を可能な限り早期に検知して火災の発生を抑えることができる。その上、検知除外期間を設定することで、さらに残留火花によるノイズ信号をキャンセルし、検知精度を高めることができる。 (2) In the ignition detection method of the present invention, in the raster mode (engraving mode), it is set that an alarm will not be issued unless the flame detection signal Q is continuously obtained at least at a plurality of line feeds. This makes it possible to correctly determine firing within a few seconds and at the same time rationally cancel the noise signal, thereby fundamentally avoiding erroneous determination. In vector mode (cutting mode), various machining conditions are also monitored. That is, it can detect flames when a single laser signal is on and when the laser is off, detect material ignition both when the laser is on and off, and make an accurate decision within seconds. It can be carried out. According to the above method, in the laser processing of the laser processing machine, it is possible to detect the ignition of the workpiece W as early as possible and suppress the occurrence of the fire. Moreover, by setting the detection exclusion period, the noise signal due to the residual spark can be further canceled, and the detection accuracy can be improved.

(3)本発明の発火検知方法は素材判定期間T2を設定し、単一レーザー出力信号が出力状態になってから、最初の素材判定期間T2に炎検出信号Qによる炎の検知があった場合、被加工物Wは火花が発生しやすい可能性があると判断する。この方法により、シリコンやアルミナなど火花の発生しやすい素材が含まれる被加工物Wに対してレーザー加工を行うとき、素材判定期間T2を利用して火花を発火燃焼と間違って検出する誤判定を回避することができる。 (3) In the ignition detection method of the present invention, the material determination period T2 is set, and after the single laser output signal becomes an output state, the flame is detected by the flame detection signal Q during the first material determination period T2. , it is determined that there is a possibility that the workpiece W is likely to generate sparks. With this method, when laser processing is performed on a workpiece W containing a material that easily generates sparks, such as silicon or alumina, the material determination period T2 is used to prevent an erroneous determination that sparks are erroneously detected as ignition combustion. can be avoided.

(4)本発明の発火検知方法は所定期間T3を設定し、単一レーザー出力信号によりレーザー出力の出力期間が所定期間T3に達したまたは達していないとき、炎検出信号Qの合計検出数は累計所定量C3に達したかどうかによって、発火して燃焼している異常の状態であるかどうかを判断する。この方法により、1本のレーザー切断信号(切断線分)が長くても、例えばレーザー照射開始から照射終了まで10分以上かかる場合でも、レーザー照射が終了するまで待つ必要がなく、レーザー加工中にレーザー出力信号によりレーザー出力している期間に火災の原因となる炎の検出ができ、発火検知のタイミングを逃さず検知期間を確保することができる。 (4) The ignition detection method of the present invention sets a predetermined period T3, and when the output period of the laser output by a single laser output signal reaches or does not reach the predetermined period T3, the total number of detected flame detection signals Q is It is determined whether or not there is an abnormal state of ignition and combustion depending on whether or not the cumulative predetermined amount C3 has been reached. With this method, even if one laser cutting signal (cutting line segment) is long, for example, even if it takes 10 minutes or more from the start of laser irradiation to the end of irradiation, there is no need to wait until the end of laser irradiation. A flame that causes a fire can be detected by the laser output signal while the laser is being output, and the detection period can be secured without missing the timing of ignition detection.

(5)本発明の発火検知方法は、レーザー加工機が待機状態または停止状態に入るときに発火するような、作業者に見落とされやすい問題に対し、加工後の検知期間T4を設定し、検知時間が加工後の検知期間T4に達したまたは達していないとき、炎検出信号Qの合計検出数は累計所定量C4達したかどうかによって、発火して燃焼している異常の状態であるかどうかを判断する。この方法により、レーザー加工が終了した瞬間に被加工物Wが発火した場合、炎が検出されないリスクを効果的に回避することができる。 (5) In the ignition detection method of the present invention, the detection period T4 after processing is set for a problem that is easily overlooked by workers, such as ignition when the laser processing machine enters a standby state or a stop state, and detection is performed. When the time reaches or does not reach the detection period T4 after processing, whether the total detection number of the flame detection signal Q reaches the cumulative predetermined amount C4, whether it is in an abnormal state of ignition and combustion. to judge. With this method, it is possible to effectively avoid the risk of the flame not being detected when the workpiece W ignites at the moment the laser processing ends.

(6)本発明の発火検知方法は、作業者が所定期間T3にレーザー出力パワーの設定を変更した場合、カウンタとタイマーをリセットし、レーザー出力パワーが変化した時点を開始時点として発火燃焼判断工程をはじめからやり直す。この方法により、単一レーザー出力信号によりレーザーを出力しているとき、作業者がレーザー出力パワーを変更することにより火花を発火燃焼と間違って検出する誤判定を回避することができる。 (6) In the ignition detection method of the present invention, when the operator changes the setting of the laser output power during the predetermined period T3, the counter and the timer are reset, and the time when the laser output power changes is used as the start time. start over. By this method, when the laser is output by a single laser output signal, it is possible to avoid erroneously detecting sparks as ignition combustion by changing the laser output power by the operator.

(7)本発明の発火検知方法は、レーザー加工機使用中の様々な発火状況を十分に考慮している。ラスターモード(彫刻モード)とベクターモード(切断モード)での加工方式およびレーザー出力信号が異なっても、発火燃焼(火災)を引き起こす炎を正確に検出できる。この方法により、火花を発火燃焼と間違って検出する誤判定を回避することができ、さらに消火システムが発火燃焼でないときに誤作動することを回避できる。最終的には、レーザー加工機の無人状態での運転が実現できる。 (7) The ignition detection method of the present invention fully considers various ignition situations during use of the laser processing machine. Even if the processing method and laser output signal are different between raster mode (engraving mode) and vector mode (cutting mode), flames that cause ignition combustion (fire) can be accurately detected. This method can avoid erroneous determination that sparks are erroneously detected as ignition combustion, and can avoid malfunction of the fire extinguishing system when it is not ignition combustion. Finally, unattended operation of the laser processing machine can be realized.

(8)本発明の発火検知装置は、吸気口および前記の排気口には、外部の紫外線が装置本体の外部のあらゆる角度から装置に照射しても直接レーザー加工機の炎検知部に到達できないための、紫外線を遮光する紫外線遮光壁が設けられている。また、吸気口と排気口の位置が加工対象物の表面より高く、被加工物Wから発生した煙粉や粉塵が気流により素早く排気される。同時に、装置本体に入る気流が装置本体の内側に沿って流れるように吸気口に入る気流の向く方向を設定し、レーザー加工機の内部に環状の気流を形成し、被加工物Wから発生する煙や粉塵を炎検知部から遠ざかる方向へ導くことにより、煙が炎センサーの検出感度に影響せず、炎検知部が炎による紫外線を正しく検知することができる。 (8) In the ignition detection device of the present invention, the intake port and the exhaust port are such that external ultraviolet rays cannot directly reach the flame detection part of the laser processing machine even if the device is irradiated from any angle outside the main body of the device. For this reason, an ultraviolet light shielding wall is provided to shield ultraviolet rays. In addition, the positions of the intake port and the exhaust port are higher than the surface of the object to be processed, and smoke powder and dust generated from the object to be processed W are quickly exhausted by the airflow. At the same time, the direction of the airflow entering the inlet is set so that the airflow entering the apparatus main body flows along the inside of the apparatus main body, forming an annular airflow inside the laser processing machine, which is generated from the workpiece W By guiding the smoke and dust away from the flame detection section, the smoke does not affect the detection sensitivity of the flame sensor, and the flame detection section can correctly detect the ultraviolet rays caused by the flame.

図1は、本発明の実施形態による発火検知装置が設けられたレーザー加工機を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a laser processing machine provided with an ignition detection device according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施形態による発火検知装置を有するレーザー加工機を備えたレーザー加工装置を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a laser processing apparatus equipped with a laser processing machine having an ignition detection device according to an embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施形態による発火検知装置が設けられたレーザー加工機を示す側方概略図である。FIG. 3 is a schematic side view showing a laser processing machine provided with an ignition detection device according to an embodiment of the present invention. 図4は、本発明の実施形態による発火検知装置が設けられたレーザー加工機において紫外線が装置本体の内部に入ることを阻止する構成および環状排気気流の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration for preventing ultraviolet rays from entering the main body of a laser processing machine provided with an ignition detection device according to an embodiment of the present invention, and a configuration for an annular exhaust gas flow. 図5は、本発明の実施形態による発火検知装置の紫外線光電管センサーの作動原理を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing the operating principle of the ultraviolet phototube sensor of the ignition detection device according to the embodiment of the present invention. 図6は、本発明の実施形態による発火検知装置のセンサー駆動基板回路の作動原理を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing the principle of operation of the sensor drive board circuit of the ignition detection device according to the embodiment of the present invention. 図7は、本発明の実施形態による発火検知装置における火災検知のための各波形を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing waveforms for fire detection in the ignition detection device according to the embodiment of the present invention. 図8は、ラスターモードによる加工方法の一例を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a processing method in raster mode. 図9は、ベクターモードによる加工方法における加工経路を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a machining path in a machining method in vector mode. 図10は、ベクターモードによる加工方法における加工経路を示すもう一例の説明図である。FIG. 10 is another explanatory diagram showing a machining path in the machining method in the vector mode. 図11は、本発明の実施形態による発火検知装置において、単一レーザー出力信号の持続期間が比較的短い場合の発火燃焼判断方法を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a method of determining ignition combustion when the duration of a single laser output signal is relatively short in an ignition detection device according to an embodiment of the present invention. 図12は本発明の実施形態による発火検知装置において、レーザー出力信号が長い場合の残留火花による炎検出信号Qを示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a flame detection signal Q due to residual sparks when the laser output signal is long in the ignition detection device according to the embodiment of the present invention. 図13は本発明の実施形態による発火検知装置において、レーザー出力信号が短い場合の残留火花による炎検出信号Qを示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a flame detection signal Q due to residual sparks when the laser output signal is short in the ignition detection device according to the embodiment of the present invention. 図14は本発明の実施形態による発火検知検出装置において、発火燃焼判断を行う有効検知期間TAを示す説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram showing an effective detection period TA for judging ignition combustion in the ignition detection detector according to the embodiment of the present invention. 図15は、本発明の実施形態による発火検知装置において、切断モード(ベクターモード)における検知除外期間TEを示す図である。FIG. 15 is a diagram showing the detection exclusion period TE in the disconnection mode (vector mode) in the ignition detection device according to the embodiment of the present invention. 図16は、本発明の実施形態による発火検知装置の彫刻モード(ラスターモード)における検知除外期間TEを示す図である。FIG. 16 is a diagram showing the detection exclusion period TE in the engraving mode (raster mode) of the ignition detection device according to the embodiment of the present invention. 図17は、本発明の実施形態による発火検知装置において、単一レーザー出力信号が比較的長い場合の素材判定期間T2を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing the material determination period T2 when the single laser output signal is relatively long in the ignition detection device according to the embodiment of the present invention. 図18は、本発明の実施形態による発火検知装置において、単一レーザー出力信号が比較的長い場合の発火燃焼判断方法を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing an ignition combustion judgment method when a single laser output signal is relatively long in the ignition detection device according to the embodiment of the present invention. 図19は、本発明の実施形態による発火検知検出装置において、各状況における発火燃焼判断方法の場合分けを示す説明図である。19A and 19B are explanatory diagrams showing classification of the ignition/combustion determination method in each situation in the ignition detection/detection device according to the embodiment of the present invention.

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1に示すように、レーザー加工機1は、紙やアクリル等の様々な素材により構成される被加工物Wに対してレーザー加工を施すことが可能な、赤外線領域レーザーを用いたレーザー加工機1であり、レーザー加工機1に設けられた炎検知部70、燃焼判断部80(図2参照)と共に、レーザー加工装置を構成する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a laser processing machine 1 is a laser processing machine using an infrared region laser, which can perform laser processing on a workpiece W composed of various materials such as paper and acrylic. 1, and constitutes a laser processing apparatus together with a flame detection unit 70 and a combustion determination unit 80 (see FIG. 2) provided in the laser processing machine 1. FIG.

レーザー加工機1は、装置本体10と、図示しないレーザー発振器を収納する発振器ケースとを備えている。以下の説明においては、装置本体10の奥壁12から前壁11へと向かう方向を前方向として定義し、その反対の方向を後方向と定義し、これらを前後方向と定義する。また、図1における第2側壁16から第1側壁15へと向かう方向を左方向と定義し、その反対の方向を右方向と定義し、これらを左右方向と定義する。また、図1における下壁14から上壁13へと向かう方向を上方向と定義し、その反対の方向を下方向と定義し、これらを上下方向と定義する。 The laser processing machine 1 includes an apparatus main body 10 and an oscillator case that houses a laser oscillator (not shown). In the following description, the direction from the back wall 12 to the front wall 11 of the device main body 10 is defined as the front direction, the opposite direction is defined as the rear direction, and these are defined as the front and rear directions. Also, the direction from the second side wall 16 to the first side wall 15 in FIG. 1 is defined as the left direction, the opposite direction is defined as the right direction, and these are defined as the left and right directions. Further, the direction from the lower wall 14 to the upper wall 13 in FIG. 1 is defined as the upward direction, the opposite direction is defined as the downward direction, and these are defined as the vertical direction.

装置本体10は、直方体形状に構成されており、図1に示すように、前壁11と奥壁12と上壁13と下壁14と第1側壁15と第2側壁16とを有する。奥壁12、上壁13、下壁14、第1側壁15、及び第2側壁16は、金属製の板金に塗装が施されて構成されている。なお、図1においては、説明の便宜上、第2側壁16を透明にして図示している。 The apparatus main body 10 has a rectangular parallelepiped shape, and has a front wall 11, a rear wall 12, an upper wall 13, a lower wall 14, a first side wall 15, and a second side wall 16, as shown in FIG. The inner wall 12, the upper wall 13, the lower wall 14, the first side wall 15, and the second side wall 16 are formed by coating metal sheets. In addition, in FIG. 1, the 2nd side wall 16 is made transparent and illustrated for convenience of explanation.

第1側壁15と第2側壁16とは対向しており、上壁13と下壁14とは対向している。前壁11の下端、奥壁12の下端、第1側壁15の下端、及び第2側壁16の下端は、全て下壁14に接続されている。上壁13の前側寄りの部分には、前壁11の上部にわたって本体開口部101が形成されている。上壁13の後部には、一対の蝶番131を介して上蓋132(アクセスパネル)が上壁13に対して回動可能に支持されている。上蓋132は、本体開口部101と略同一形状を有しており、本体開口部101を閉塞可能である。 The first side wall 15 and the second side wall 16 face each other, and the upper wall 13 and the lower wall 14 face each other. The lower end of the front wall 11 , the lower end of the rear wall 12 , the lower end of the first side wall 15 , and the lower end of the second side wall 16 are all connected to the lower wall 14 . A main body opening 101 is formed over the upper portion of the front wall 11 in a portion near the front side of the upper wall 13 . A top cover 132 (access panel) is rotatably supported with respect to the top wall 13 via a pair of hinges 131 at the rear portion of the top wall 13 . The upper lid 132 has substantially the same shape as the body opening 101 and can close the body opening 101 .

前壁11の内面、奥壁12の内面、上壁13及び上蓋132の内面、下壁14の内面、第1側壁15の内面、及び第2側壁16の内面は、これらによって取り囲まれた装置本体10の内部の加工空間102を形成している。加工空間102には、レーザー加工される被加工物W(図3参照)が配置されてレーザー加工される。奥壁12には排気口が形成されている。奥壁12における外側には、図示しないエアーホースの一端部が接続されている。エアーホースの他端部には、図示しない排気ブロワが接続されており、レーザー加工をしている最中に排気ブロワが駆動され、排気ブロワによって加工空間102の内部に空気を吸引し、加工中に発生した煙、粉塵や臭気を加工空間102の外部へ排気する。 The inner surface of the front wall 11, the inner surface of the rear wall 12, the inner surfaces of the upper wall 13 and the upper lid 132, the inner surface of the lower wall 14, the inner surface of the first side wall 15, and the inner surface of the second side wall 16 are surrounded by the main body of the apparatus. A machining space 102 inside 10 is formed. A workpiece W to be laser-processed (see FIG. 3) is arranged in the processing space 102 and is laser-processed. An exhaust port is formed in the inner wall 12 . One end of an air hose (not shown) is connected to the outside of the inner wall 12 . An exhaust blower (not shown) is connected to the other end of the air hose, and the exhaust blower is driven during laser processing, sucking air into the processing space 102 by means of the exhaust blower. The smoke, dust, and odor generated in the process space 102 are exhausted to the outside.

図4に示すように、炎検知部が収納される、レーザー加工機の筐体としての装置本体10の前部には、吸気口が形成されており、装置本体10の後部には排気口が形成されている。矢印Aで示すように、空気は、吸気口から装置本体10内の加工空間102に流入し、加工空間102を通過して、排気口から装置本体10の外部へ排気される。図4に示すように、吸気口及び排気口は上下方向及び左右方向に平行な2枚の紫外線遮光壁としての壁部により構成されている。紫外線遮光壁としての壁部は、吸気口及び前記排気口から装置本体10内の加工空間102への、装置本体10の外部からの紫外線を遮光する。上蓋132(アクセスパネル)は、可視光を透過しながら180nm~260nmの波長の紫外線を遮光する樹脂板で構成されている。前記の特徴により、装置本体10は、空気が吸気口から装置本体10内の加工空間102に流入し、加工空間102を通過して排気口から装置本体10の外部へ排気されることを実現しながら装置本体10外部のあらゆる角度からの紫外線を遮光することができ、装置本体10外部の紫外線の検出による炎検知部70の誤動作を回避できる。 As shown in FIG. 4, an air intake port is formed in the front part of the device main body 10 as a housing of the laser processing machine, and an exhaust port is formed in the rear part of the device main body 10, in which the flame detection unit is housed. formed. As indicated by an arrow A, air flows into the processing space 102 inside the apparatus main body 10 through the air intake port, passes through the processing space 102, and is exhausted to the outside of the apparatus main body 10 through the exhaust port. As shown in FIG. 4, the intake port and the exhaust port are composed of two walls serving as ultraviolet shielding walls that are parallel in the vertical direction and the horizontal direction. The wall portion as the ultraviolet shielding wall shields the ultraviolet rays from the outside of the apparatus main body 10 from the intake port and the exhaust port to the processing space 102 within the apparatus main body 10 . The upper lid 132 (access panel) is made of a resin plate that blocks ultraviolet light with a wavelength of 180 nm to 260 nm while transmitting visible light. Due to the above-described features, the apparatus main body 10 realizes that air flows into the processing space 102 in the apparatus main body 10 from the intake port, passes through the processing space 102, and is exhausted to the outside of the apparatus main body 10 from the exhaust port. However, it is possible to shield the ultraviolet rays from all angles outside the device main body 10 and avoid malfunction of the flame detection section 70 due to the detection of the ultraviolet rays outside the device main body 10 .

加工時に発生する煙や粉塵の粒子はとても小さいが、紫外線を吸収する。レーザー加工機1の加工時に装置本体内部の煙や粉塵が充満すると、炎検知部70が炎検出信号Qを正常に検知することができない。図4に示すように、本実施形態においては、レーザー加工機1の正面と裏面に吸気口および排気口が設けられている。同時に吸気口及び排気口の高さが、被加工物Wの表面よりも高くする必要がある。これはレーザー加工機1の加工中において、吸気口から排気口までの気流の流れを被加工物Wの上で機能させ、被加工物Wから発生する煙やほこりが吸気口から排気口への気流に巻き込まれてすぐに排気されるためである。 The smoke and dust particles generated during processing are very small, but they absorb ultraviolet light. If the inside of the main body of the laser processing machine 1 is filled with smoke or dust during processing, the flame detection section 70 cannot detect the flame detection signal Q normally. As shown in FIG. 4, in this embodiment, the laser processing machine 1 is provided with air inlets and air outlets on the front and back sides thereof. At the same time, the height of the intake port and the exhaust port must be higher than the surface of the workpiece W. During processing by the laser processing machine 1, the air flow from the intake port to the exhaust port functions on the workpiece W, and smoke and dust generated from the workpiece W flow from the intake port to the exhaust port. This is because they are caught in the air current and immediately exhausted.

図4に示すように、本実施形態においては、装置本体10の吸気口の紫外線遮光壁の角度をカスタマイズすることにより吸気口に入る気流の向かう方向を設定し、装置本体に入る気流が装置本体の内側に沿って流れるように導く。これで加工空間102に入る空気がレーザー加工機1の内部で環状の排気気流Aを形成し、レーザー加工機の前壁11の吸気口から装置本体10に入った気流Aが、直接的に炎検知部70および排気口へ流れることがなく、吸気口を経過し後に上に向き、上蓋132に沿って奥壁12の排気口に流れる。図4に示すように、気流Aは前壁11から奥壁12に流れ、排気口で排気されなかった一部の気流Bは被加工物Wに向かって流れ、被加工物Wの表面に沿って前壁11に流れて再び気流Aと合流する。気流Bは、レーザー加工時に被加工物Wの表面に発生した煙やほこりを巻き込んで前壁11に流れ、吸気口付近で気流Aと合流して最終的に排気口から排気される。 As shown in FIG. 4, in this embodiment, the direction of the airflow entering the apparatus body is set by customizing the angle of the UV shielding wall of the inlet of the apparatus main body 10, so that the airflow entering the apparatus main body lead to flow along the inside of the As a result, the air entering the processing space 102 forms an annular exhaust airflow A inside the laser processing machine 1, and the airflow A entering the device main body 10 from the intake port of the front wall 11 of the laser processing machine directly flows into the flame. It does not flow to the detection unit 70 and the exhaust port, but after passing through the intake port, flows upward along the upper lid 132 to the exhaust port of the back wall 12 . As shown in FIG. 4, the airflow A flows from the front wall 11 to the back wall 12, and the part of the airflow B that is not exhausted from the exhaust port flows toward the workpiece W, along the surface of the workpiece W. It flows to the front wall 11 and merges with the airflow A again. The airflow B entrains smoke and dust generated on the surface of the workpiece W during laser processing, flows to the front wall 11, joins the airflow A near the intake port, and is finally exhausted from the exhaust port.

装置本体10の中に形成した循環する気流Aにより、レーザー加工時に被加工物Wの表面から発生した煙や粉塵が奥壁12から前壁11に向かい、炎検知部70から遠ざかって流れる。このような方法により、煙や粉塵が炎検知部70に向かって流れることにより炎センサーの検出感度低下を効果的に回避することができる。 Due to the circulating airflow A formed in the apparatus main body 10, smoke and dust generated from the surface of the workpiece W during laser processing flow from the back wall 12 toward the front wall 11 and away from the flame detector 70. - 特許庁By such a method, it is possible to effectively avoid deterioration in detection sensitivity of the flame sensor due to smoke and dust flowing toward the flame detection section 70 .

前記の方法により、被加工物Wに紫外線が含まれる炎が発生した場合、紫外線が煙や塵により吸収されることなく、炎検知部70が炎から発する紫外線を正確に検知することができ、発火検知能力を保証することができる。 According to the above method, when a flame containing ultraviolet rays is generated in the workpiece W, the ultraviolet rays are not absorbed by smoke or dust, and the flame detection unit 70 can accurately detect the ultraviolet rays emitted from the flame. Fire detection ability can be guaranteed.

加工空間102には、案内レール30が設けられている。案内レール30は、図1に示すように、加工空間102の左右両端にそれぞれ配置された前後方向レール31(Y軸レール)と、左右方向に延びて一対の前後方向レール31を掛け渡すように配置された左右方向レール32(X軸レール)とを有している。左右方向レール32は、左右方向に平行な位置関係を保ったまま、前後方向レール31に対して前後方向へ移動可能である。左右方向レール32には、左右方向レール32に沿って移動可能な被加工部対向部(レーザーヘッド)33が設けられている。被加工部対向部33にはレーザーを反射する反射ミラーが設けられており、図示しないレーザー発振器、レーザーポインタから照射されたレーザーを反射して、図3に示すように、高さ調整が可能な加工テーブル部50に設置された被加工物Wへレーザーを垂直に照射させる。左右方向レール32及び被加工部対向部33は、被加工物Wの所定の位置にレーザーが照射されるように、モータ36により駆動されて移動する。 A guide rail 30 is provided in the machining space 102 . As shown in FIG. 1, the guide rails 30 extend in the left-right direction so as to bridge the pair of front-rear direction rails 31 (Y-axis rails) disposed at the left and right ends of the machining space 102, respectively. and a left-right direction rail 32 (X-axis rail). The left-right direction rail 32 can move in the front-rear direction with respect to the front-rear direction rail 31 while maintaining a parallel positional relationship in the left-right direction. The left-right rail 32 is provided with a workpiece facing portion (laser head) 33 that can move along the left-right rail 32 . A reflecting mirror that reflects the laser beam is provided on the portion facing the processed portion 33, and reflects the laser beam emitted from a laser oscillator and a laser pointer (not shown) so that the height can be adjusted as shown in FIG. The workpiece W placed on the processing table section 50 is vertically irradiated with the laser. The left-right direction rail 32 and the workpiece facing portion 33 are moved by being driven by a motor 36 so that a predetermined position of the workpiece W is irradiated with the laser beam.

加工空間102の内部であって、奥壁12の近傍には、それぞれ金属製の直方体形状を有する下部ケース40と、放熱部60と、図示しない発振器ケースとが、下壁14から上方向にこの順で奥壁12に沿って設けられている。 Inside the processing space 102 , near the back wall 12 , there are a lower case 40 each having a rectangular parallelepiped shape made of metal, a radiator 60 , and an oscillator case (not shown) extending upward from the lower wall 14 . They are provided in order along the back wall 12 .

図示しない発振器ケースには、図示しないレーザー発振器が収納されている。レーザー発振器は、例えば、COレーザーを照射するレーザー発振器により構成されている。レーザー発振器は、COレーザーに限定されず、可視光レーザー、ファイバーレーザーでもよいし、素材を加工するために素材に反応するレーザーであれば、どのようなレーザーであってもよい。図示レーザー発振器は、図示しない一対の台座によって支持されて、金属製の直方体形状の発振器ケースの内部において支持されている。 An oscillator case (not shown) accommodates a laser oscillator (not shown). The laser oscillator is composed of, for example, a laser oscillator that emits CO 2 laser. The laser oscillator is not limited to a CO2 laser, but may be a visible light laser, a fiber laser, or any laser that reacts to the material to process the material. The illustrated laser oscillator is supported by a pair of pedestals (not shown) inside a metal rectangular parallelepiped oscillator case.

装置本体10の内部であって、図3の右側の部分(レーザー加工機1の後部)には、紫外線光電管センサー71やセンサー駆動基板72を備える炎検知部70が設けられている。紫外線光電管センサー71やセンサー駆動基板72により構成される炎検知部70は、密閉性の密閉金属箱701とガラス製のフロント窓702とにより密閉構造とされた筐体に1つ収納されており、後述の図示しない燃焼判断部80(メイン制御基板)は当該筐体には収納されていない。フロント窓702の大きさは、紫外線光電管センサー71の検出範囲を遮ることなく、紫外線光電管センサー71の検出角度より大きく構成される。 A flame detector 70 including an ultraviolet phototube sensor 71 and a sensor drive board 72 is provided inside the device main body 10 and in the right part of FIG. 3 (the rear part of the laser processing machine 1). The flame detection unit 70 composed of the ultraviolet phototube sensor 71 and the sensor driving board 72 is housed in a closed structure housing made up of a sealed metal box 701 and a front window 702 made of glass. A combustion determination unit 80 (main control board), which will be described later and is not illustrated, is not housed in the housing. The size of the front window 702 is configured to be larger than the detection angle of the ultraviolet phototube sensor 71 without blocking the detection range of the ultraviolet phototube sensor 71 .

密閉金属箱701は紫外線光電管センサー71やセンサー駆動基板72を固定するための部品であって、ガラス製のフロント窓702は、炎または火花に含まれる特定波長の紫外線、具体的には、180nm~260nmの波長の紫外線を透過する石英ガラスにより構成されている。フロント窓702の大きさは加工空間102の任意位置に発生する炎が紫外線光電管センサー71に届くように、適切な大きさに形成されている。 The sealed metal box 701 is a part for fixing the ultraviolet phototube sensor 71 and the sensor drive board 72, and the front window 702 made of glass protects the ultraviolet light of a specific wavelength contained in flames or sparks, specifically from 180 nm to 180 nm. It is made of quartz glass that transmits ultraviolet rays with a wavelength of 260 nm. The size of the front window 702 is formed to an appropriate size so that the flame generated at any position in the processing space 102 reaches the ultraviolet phototube sensor 71 .

この構成により、加工機装置本体への、素材から発生する煙、粉塵およびヤニの侵入を防ぐことが可能となる。即ち、紫外線光電管センサー71やセンサー駆動基板72は、レーザー加工中に、素材から発生する煙、粉塵およびヤニに曝されることを防ぐことが可能となり、炎検知部70の安定した検知動作や長寿命を実現することができる。 With this configuration, it is possible to prevent smoke, dust, and tar generated from the material from entering the main body of the processing machine. That is, the ultraviolet phototube sensor 71 and the sensor drive board 72 can be prevented from being exposed to smoke, dust, and tar generated from the material during laser processing, and the flame detection section 70 can perform stable detection and long-term operation. Longevity can be achieved.

紫外線光電管センサー71やセンサー駆動基板72により構成される炎検知部70は、高さ方向においては被加工物Wより高い位置かつレーザーヘッドより低い位置に固定され、前後方向においては被加工物Wより後方かつ奥壁12より前方位置に固定され、左右方向においては加工空間102における加工領域の中央(被加工物Wの中央位置)に固定される。 The flame detection unit 70, which is composed of the ultraviolet phototube sensor 71 and the sensor drive board 72, is fixed at a position higher than the workpiece W and lower than the laser head in the height direction, and lower than the workpiece W in the front-rear direction. It is fixed at a position behind and forward of the back wall 12, and is fixed at the center of the processing area in the processing space 102 (the center position of the workpiece W) in the left-right direction.

この位置に炎検知部70が設けられていることにより、最大の炎検知視野を得ると同時に、被加工物W等に発生した炎が、例えば、前後方向レール31や、左右方向レール32等により遮られて検知できなくなることが抑えられるように構成されている。 By providing the flame detection unit 70 at this position, the maximum flame detection field can be obtained, and at the same time, the flame generated in the workpiece W, etc. It is configured to prevent detection from being interrupted.

炎検知部70は紫外線を取得してすぐに炎検出信号Qを生成することもできるが、レーザー加工機内の部品間に発生する静電気放電はある程度起こる。この炎でない性質の放電も紫外線を放射するため、炎検出信号Qからノイズ除去処理を施すことが好ましい。 Although the flame detection unit 70 can generate the flame detection signal Q immediately after acquiring the ultraviolet light, electrostatic discharge occurs to some extent between parts in the laser processing machine. Since this non-flame discharge also radiates ultraviolet rays, it is preferable to subject the flame detection signal Q to noise removal processing.

レーザー加工機の燃焼検知システムは、炎検知部70と、燃焼判断部80と、を備え、炎検知部70と燃焼判断部80は信号ケーブルなどが使用され、電気的に接続されている。 The combustion detection system of the laser processing machine includes a flame detection section 70 and a combustion determination section 80. The flame detection section 70 and the combustion determination section 80 are electrically connected using a signal cable or the like.

炎検知部70は、紫外線光電管センサー71とセンサー駆動基板72、を備え、下部ケース40内部の最上部に設置されている。 The flame detection unit 70 includes an ultraviolet phototube sensor 71 and a sensor drive board 72 and is installed at the top inside the lower case 40 .

燃焼判断部80は、金属製の密閉金属箱701に収納されたセンサー駆動基板72とは別に設けられた、装置本体10の図示しないメイン制御基板に組み込まれ、電気配線や電源などの電気部品に近いところに配置される。装置本体10のメイン制御基板は、左右方向レール32及び被加工部対向部33を駆動するモータ36を駆動する信号やレーザー発振器を駆動するレーザー出力信号も生成しているため、レーザー出力信号取得部を構成する燃焼判断部80は、レーザー出力信号をメイン制御基板から直接取得できる。 The combustion determination unit 80 is incorporated in a main control board (not shown) of the apparatus main body 10, which is provided separately from the sensor drive board 72 housed in a metal sealed metal box 701, and is connected to electrical parts such as electrical wiring and power supply. placed in close proximity. Since the main control board of the apparatus main body 10 also generates a signal for driving the motor 36 that drives the left-right direction rail 32 and the part facing the workpiece 33 and a laser output signal for driving the laser oscillator, the laser output signal acquisition unit can obtain the laser output signal directly from the main control board.

炎検知部70は、被加工物Wに対するレーザー照射により生ずる炎に含まれる特定波長の紫外線(180nm~260nmの波長の紫外線)を検知することにより得られる紫外線光電管センサー71のセンサー放電信号をセンサー駆動基板72で取得し、センサー駆動基板72でカウンタやタイマーなどの部品で構成される電子回路により、炎でないノイズ信号(静電気放電による炎性質以外の紫外線など)を除去してから炎検出信号Q(図7における炎検出信号Q)を発生する。 The flame detection unit 70 drives the sensor discharge signal of the ultraviolet phototube sensor 71 obtained by detecting ultraviolet rays of a specific wavelength (ultraviolet rays with a wavelength of 180 nm to 260 nm) contained in the flame generated by the laser irradiation of the workpiece W. Acquired by the substrate 72, an electronic circuit composed of parts such as counters and timers on the sensor driving substrate 72 removes non-flame noise signals (such as ultraviolet rays other than flame properties due to electrostatic discharge), and then outputs the flame detection signal Q ( A flame detection signal Q) in FIG. 7 is generated.

炎検知部70で生成する炎検出信号Qは、センサー駆動基板72により燃焼判断部80に送信され、炎検出信号取得部を構成する燃焼判断部80において、炎検出信号Qの処理及び判定工程が行われる。 The flame detection signal Q generated by the flame detection unit 70 is transmitted to the combustion determination unit 80 by the sensor drive board 72, and the flame detection signal Q is processed and determined in the combustion determination unit 80 constituting the flame detection signal acquisition unit. done.

本実施形態により、炎検知部70は、25ms間隔のサンプリング周期で紫外線を検知するが、一回のサンプリング周期内に紫外線を検知した後は次の周期になるまで紫外線を検知できない。そして図7に示すように、一回のサンプリング周期内に紫外線(センサー放電信号)を3回検出すると炎検出信号を1回発生するノイズ除去回路を採用している。前記検知方法により、燃焼が発生し、紫外線を持続的に検知できる場合は最大約75msに一度炎検出信号Qを生成することができる。 According to this embodiment, the flame detection unit 70 detects ultraviolet rays in a sampling period of 25 ms, but after detecting ultraviolet rays in one sampling period, it cannot detect ultraviolet rays until the next period. As shown in FIG. 7, a noise elimination circuit is employed which generates a flame detection signal once when ultraviolet light (sensor discharge signal) is detected three times within one sampling period. According to the detection method, when combustion occurs and ultraviolet rays can be detected continuously, the flame detection signal Q can be generated once every approximately 75 ms at maximum.

燃焼判断部80は、CPU等の制御装置により構成されており、電話、メール送信のための機器、外部機器(ブザー等)により構成される警告部81、表示部82(警告ランプ、電光掲示板等)、及び、レーザー加工機1の制御を行うための、レーザー加工機1の外部のパーソナルコンピュータPCに電気的またはワイヤレスに接続されている。 Combustion determination unit 80 is configured by a control device such as a CPU, and includes a warning unit 81 configured by a device for telephone and mail transmission, an external device (buzzer, etc.), and a display unit 82 (warning lamp, electronic bulletin board, etc.). ), and is electrically or wirelessly connected to a personal computer PC outside the laser processing machine 1 for controlling the laser processing machine 1 .

非金属の被加工物Wはレーザー照射中に火花や発火が起きやすいため、燃焼判断部80は、レーザー出力信号と炎検出信号Qとを比較し、レーザー出力信号によりレーザーを出力していないときに検出した炎検出信号Qを検知対象とし、レーザー出力信号によりレーザーを出力していないレーザー無出力期間T1(ラスターモード:各行内にレーザーを出力していない期間および改行期間、ベクターモード:線分(オブジェクト)間の移動期間)に炎検出信号Qによる炎の検知があった場合、燃焼判断部80は、装置が発火して燃焼している異常の可能性があると判定し、当該状況での炎検出信号Qを累積する。前記レーザーの無出力期間T1の累積時間が累積検知期間TMに達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量CMに達していない場合、タイマーとカウンタをリセットして累積検知期間TMを単位として炎検出信号Qを検知し続ける。レーザー無出力期間T1の累積時間が累積検知期間TMに達していないまたは達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量CMに達した場合、発火して燃焼している異常の状態であると判断し、警告部81又は表示部82の少なくとも1つにおいて警告を行う制御をする。 Since the non-metal workpiece W is likely to spark or ignite during laser irradiation, the combustion determination unit 80 compares the laser output signal and the flame detection signal Q, and determines when the laser is not output according to the laser output signal. Laser non-output period T1 during which no laser is output by the laser output signal (raster mode: period during which no laser is output in each line and line feed period, vector mode: line segment When a flame is detected by the flame detection signal Q during the period of movement between (objects), the combustion determination unit 80 determines that there is a possibility of an abnormality in which the device ignites and burns. of flame detection signals Q are accumulated. When the cumulative time of the non-output period T1 of the laser reaches the cumulative detection period TM, if the total number of detected flame detection signals Q has not reached the cumulative predetermined amount CM, the timer and counter are reset and the cumulative detection period TM is reached. The flame detection signal Q continues to be detected in units of . When the cumulative time of the laser non-output period T1 has not reached or has reached the cumulative detection period TM, if the total number of detections of the flame detection signal Q reaches the cumulative predetermined amount CM, an abnormal state of ignition and combustion. is determined, and control is performed to issue a warning in at least one of the warning section 81 and the display section 82 .

警告部81及び表示部82における警告は、例えば、警告部81としてのブザーが燃焼による火災を警報し、表示部82としての、ソフトウェアにより表示される画面に、燃焼による火災の警告を表示する。また、例えば、警告部81としての電話や、表示部82としてのメールや、外部機器を通じた警告を行う。更に、燃焼による火災信号を消火する消火システムと連動させるように構成し、消火するようにしてもよい。 The warning in the warning unit 81 and the display unit 82 is, for example, a buzzer as the warning unit 81 to warn of a fire due to combustion, and a screen displayed by software as the display unit 82 to display the warning of a fire due to combustion. Further, for example, a telephone as the warning unit 81, an e-mail as the display unit 82, or a warning through an external device is performed. Furthermore, it may be configured to be linked with a fire extinguishing system for extinguishing a fire signal caused by combustion to extinguish the fire.

次に、炎検知部70に含まれる紫外線光電管センサー71およびセンサー駆動基板72について説明する。 Next, the ultraviolet phototube sensor 71 and the sensor drive board 72 included in the flame detection section 70 will be described.

炎検知部70の紫外線光電管センサー71は、炎の中にある微弱な特定波長の紫外線を検知する。紫外線光電管センサー71は、センサー駆動基板72の電力供給により動作する。センサー駆動基板72には、DC/DCコンバーターが設けられており、DC/DCコンバーターは、例えば25ms(40Hz)間隔に1パルスの電圧を発振し、昇圧トランスを通じて紫外線光電管センサー71のアノードとカソード間に約400Vの電圧を印加する。(この電圧値は、紫外線光電センサーの動作電圧に決められ、センサーの作動仕様に応じて調整することができる。) The ultraviolet phototube sensor 71 of the flame detector 70 detects weak ultraviolet rays of a specific wavelength in the flame. The ultraviolet phototube sensor 71 operates by power supply from the sensor drive board 72 . A DC/DC converter is provided on the sensor drive board 72, and the DC/DC converter oscillates a voltage of one pulse at intervals of 25 ms (40 Hz), for example, and passes the voltage between the anode and the cathode of the ultraviolet phototube sensor 71 through a step-up transformer. is applied with a voltage of about 400V. (This voltage value is determined by the operating voltage of the UV photoelectric sensor and can be adjusted according to the operating specifications of the sensor.)

紫外線光電管センサー71は、図5に示すように、特定波長の紫外線の入射によって放電するガス入り放電管の一種である。紫外線光電管センサー71に特定波長の紫外線のみに感度を持つ光電面(カソード)とアノード間に電圧を供給しておく。紫外線光電管センサー71のカソードに紫外線が入射すると、光電子放出効果によってカソード表面から光電子(電子)が放出される。光電子は電解によってアノードに引き寄せられる。 The ultraviolet phototube sensor 71, as shown in FIG. 5, is a type of gas-filled discharge tube that discharges when ultraviolet light of a specific wavelength is incident. A voltage is supplied to the ultraviolet phototube sensor 71 between a photocathode (cathode) sensitive only to ultraviolet rays of a specific wavelength and an anode. When ultraviolet light is incident on the cathode of the ultraviolet phototube sensor 71, photoelectrons (electrons) are emitted from the surface of the cathode due to the photoelectron emission effect. Photoelectrons are attracted to the anode by electrolysis.

ここで供給電圧を高くして電解を強くすると、光電子は加速され管内のガス分子と衝突し、これを電離するまでに至る。電離によって発生した電子と正イオンのうち、電子はさらに他のガス分子と衝突・電離を繰り返しアノードに達する。一方、正イオンはカソードに向かって加速され、カソードに衝突して2次電子を発生させる。この現象を繰り返すことにより、アノード-カソード間に急激に大きな電流が流れ、放電状態となる。この現象をガス増倍と呼ぶ。紫外線光電管センサー71はガス増倍を用いて電流を増幅させてセンサーの放電信号を取り出す。 Here, if the supply voltage is increased to strengthen the electrolysis, the photoelectrons are accelerated and collide with the gas molecules in the tube, until they are ionized. Of the electrons and positive ions generated by ionization, the electrons repeatedly collide with other gas molecules and ionize to reach the anode. On the other hand, positive ions are accelerated toward the cathode and collide with the cathode to generate secondary electrons. By repeating this phenomenon, a large current suddenly flows between the anode and the cathode, resulting in a discharge state. This phenomenon is called gas multiplication. The ultraviolet phototube sensor 71 uses gas multiplication to amplify the current and extract the discharge signal of the sensor.

紫外線光電管センサー71には、以下のような複数の電圧状態がある。
放電開始電圧V
特定波長の紫外線が入射する際に放電を起こすのに必要最低限の電圧である。この電圧に到達しないと紫外線入射しても放電が起きない。
放電維持電圧V
紫外線が入射して放電が始まると、放電現象が維持するのに必要最低限の電圧である。紫外線光電管センサー71両極の電圧が放電維持電圧V以下に下がると放電が止まる。
The UV phototube sensor 71 has multiple voltage states as follows.
Discharge starting voltage V L :
It is the minimum voltage required to cause discharge when ultraviolet rays of a specific wavelength are incident. If this voltage is not reached, discharge will not occur even if ultraviolet rays are incident.
Discharge sustaining voltage V S :
This is the minimum voltage required to maintain the discharge phenomenon when ultraviolet light is incident and discharge begins. Discharge stops when the voltage across the ultraviolet phototube sensor 71 drops below the discharge sustaining voltage VS.

より具体的には、紫外線光電管センサー71に特定波長の紫外線が入射すると、センサーが放電維持電圧Vまで放電する。紫外線光電管センサー71のカソード放電経路に抵抗器とコンデンサーを配置し、センサーが放電すると抵抗器の両端に細いパルス電圧が発生し、炎検知部70はこのパルス電圧をセンサー放電信号として取得する。 More specifically, when ultraviolet rays of a specific wavelength are incident on the ultraviolet phototube sensor 71, the sensor discharges up to the discharge sustaining voltage VS. A resistor and a capacitor are placed in the cathode discharge path of the ultraviolet phototube sensor 71. When the sensor discharges, a narrow pulse voltage is generated across the resistor, and the flame detector 70 acquires this pulse voltage as a sensor discharge signal.

紫外線光電管センサー71の出力パルス波形は、紫外線入射によるものであっても、また、炎でないノイズ放電信号(静電気放電による炎以外の紫外線など)によるものであっても、全く同じであるため、センサー放電信号の波形では区別できない。そこで、パルスの発生頻度(パルス間隔)に着目してノイズを除去する。以下、T、Tを次のように定義する。
:ゲートタイマー設定時間。(例えば、2秒。1秒、3秒、4秒、5秒、またはそれ以上に設定しても良い)
:炎検出信号Q持続期間。(例えば、10ms。任意長さに設定しても良い)
The output pulse waveform of the ultraviolet phototube sensor 71 is exactly the same regardless of whether it is caused by incident ultraviolet rays or by noise discharge signals other than flames (such as ultraviolet rays other than flames caused by electrostatic discharge). They cannot be distinguished by the waveform of the discharge signal. Therefore, the noise is removed by paying attention to the pulse generation frequency (pulse interval). Below, T 1 and T 2 are defined as follows.
T1 : Gate timer setting time. (e.g., 2 seconds; you may set it to 1 second, 3 seconds, 4 seconds, 5 seconds, or more)
T2 : Flame detection signal Q duration. (For example, 10 ms. You can set it to any length)

センサー駆動基板72は、図6に示す信号処理回路を備えている。信号処理回路におけるa、b、cの各点については、以下のとおりである。
a点: 紫外線光電管センサー71からのセンサー放電信号は、ゲートタイマーとカウンタとに同時に入る。カウンタではパルスを順次計数していく。
b点: ゲートタイマーは設定時間T(例えば、2秒)より短い間隔でパルスが入り続ければOPEN状態を維持し続けるが、Tよりパルス間隔が開くとゲートを閉じカウンタをリセットする。
c点: 連続してパルスが入れば、カウンタは計数を積算する。設定値(例えば、3回)に達すると出力回路に炎検出信号Qのパルス信号が発生し、カウンタはリセットされる。
d点: 出力回路では、カウンタからの出力パルスを必要な時間幅T(例えば、10ms)に広げ、炎検出信号Qとして出力し、燃焼判断部80に送信する。
The sensor drive board 72 has a signal processing circuit shown in FIG. Points a, b, and c in the signal processing circuit are as follows.
Point a: A sensor discharge signal from the ultraviolet phototube sensor 71 enters the gate timer and the counter at the same time. The counter counts pulses sequentially.
Point b: If the gate timer continues to receive pulses at intervals shorter than the set time T1 (for example, 2 seconds), it continues to maintain the OPEN state, but if the pulse interval exceeds T1, it closes the gate and resets the counter.
Point c: If pulses are input continuously, the counter accumulates the count. When the set value (for example, three times) is reached, a pulse signal of the flame detection signal Q is generated in the output circuit, and the counter is reset.
Point d: In the output circuit, the output pulse from the counter is widened to a required time width T 2 (for example, 10 ms), output as a flame detection signal Q, and sent to the combustion determination section 80 .

なお、ゲートタイマー設定時間T(例えば、2秒)とカウンタ設定値(例えば、3回)の設定はあくまでも一例である。例えば、これらの設定を、ノイズ放電信号の頻度により調整しても良い。例えば、ゲートタイマー設定時間Tを1秒、カウンタ設定値を2に設定すれば、1秒間にセンサー放電信号を2回検出することにより、炎検出信号Qを出力することになる。 The setting of the gate timer set time T 1 (eg, 2 seconds) and the counter set value (eg, 3 times) is merely an example. For example, these settings may be adjusted by the frequency of the noise discharge signal. For example, if the gate timer set time T1 is set to 1 second and the counter set value is set to 2, the flame detection signal Q will be output by detecting the sensor discharge signal twice in 1 second.

本実施形態においては、センサー駆動基板72の駆動部は定期的にサンプリングし、1回のサンプリング周期に1回の紫外線の検知を行う。サンプリング周期は25msである。紫外線光電管センサー71と接続するセンサー駆動基板72では、2秒間に3回の紫外線を検知(図7における「カウンターレベル模式図」参照)したら10msの炎検出信号Q(図7における「炎検出信号」参照)を一つ出力し、2秒間で3回以下の場合はタイマーをリセットする。これにより空間中に偶発的な紫外線ノイズ(静電気放電により発生する炎でない性質の紫外線)を除去する。紫外線光電管センサー71により紫外線が持続的に検知される場合、紫外線光電管センサー71はすべてのサンプリング周期において紫外線を検出する。その際は最大75ms(以下、「飽和検知量」という)に一つの炎検出信号Qを燃焼判断部80に出力する。環境ノイズの発生頻度に応じ、センサー駆動基板72におけるゲートタイマー設定時間Tとカウンタ設定値を変更することにより、サンプリング周期が変わり、飽和検知量も変わる。 In this embodiment, the drive section of the sensor drive board 72 performs sampling periodically, and detects ultraviolet rays once in one sampling period. A sampling period is 25 ms. In the sensor driving board 72 connected to the ultraviolet phototube sensor 71, when ultraviolet rays are detected three times in two seconds (see the "schematic counter level diagram" in FIG. 7), a 10 ms flame detection signal Q ("flame detection signal" in FIG. 7) is generated. ) is output once, and if the number is less than 3 times in 2 seconds, the timer is reset. This eliminates incidental ultraviolet noise (non-flame ultraviolet light generated by electrostatic discharge) in the space. When the UV phototube sensor 71 continuously senses UV light, the UV phototube sensor 71 detects UV light in every sampling period. In this case, one flame detection signal Q is output to the combustion determination unit 80 at maximum 75 ms (hereinafter referred to as "saturation detection amount"). By changing the gate timer setting time T1 and the counter setting value in the sensor drive board 72 according to the frequency of occurrence of environmental noise, the sampling period is changed and the saturation detection amount is also changed.

前記の工程は、静電気放電による炎でない性質の紫外線ノイズを除去するためである。このノイズの特徴は放電の特性だけあって炎が発生しない。 The above steps are to remove non-flame UV noise due to electrostatic discharge. The characteristic of this noise is that it is characteristic of electric discharge and does not generate flames.

ここで、レーザー加工における加工モードとしては、ラスターモード(彫刻モード)とベクターモード(切断モード)がある。ラスターモードでは、図5に示すように、所定の加工領域において、始点から終点に至るまで塗りつぶすように、レーザー照射を行う。 Processing modes in laser processing include a raster mode (engraving mode) and a vector mode (cutting mode). In the raster mode, as shown in FIG. 5, laser irradiation is performed so as to paint over a predetermined processing area from the start point to the end point.

より具体的には、当該所定の加工領域の一端から他端へと一直線状にレーザー照射を行う。次に、当該一端と他端とを結ぶ方向に直交する方向へ移動(改行)する。次に、当該所定の加工領域の他端から一端へと一直線状にレーザー照射を行う。次に、当該他端と一端とを結ぶ方向に直交する方向へ移動(改行)する。以上を繰り返し行うことにより、当該所定の加工領域において、始点から終点へ至るまで塗りつぶすように、レーザー照射を行う。ラスターモードの改行動作において、均一長さのレーザー無出力期間T1を得ることにより、発火検知行うができる。 More specifically, laser irradiation is performed in a straight line from one end to the other end of the predetermined processing area. Next, it moves (line feed) in a direction perpendicular to the direction connecting the one end and the other end. Next, laser irradiation is performed in a straight line from the other end to one end of the predetermined processing region. Next, it moves (line feed) in a direction perpendicular to the direction connecting the other end and the one end. By repeating the above steps, laser irradiation is performed so as to fill the predetermined processing area from the start point to the end point. In the line feed operation in the raster mode, firing can be detected by obtaining a laser non-output period T1 of a uniform length.

ベクターモードでは、図9および図10に示すように、始点から終点に至るまで、いわゆる一筆書きのように連続してレーザー照射を行い、レーザー照射を行った部分において被加工物Wの切断を行う。また、ベクターモードにおいて2種類の加工ルートがある。ルート1:途切れのない線分により構成される図形、一筆書きのように最初から最後まで線分がつながっている(図9を参照)。ルート2:複数の断続的な線分により構成される図形、各図形の間にレーザーを出力しない隙間がある(図10を参照)。 In the vector mode, as shown in FIGS. 9 and 10, laser irradiation is continuously performed from the start point to the end point in a so-called single-stroke drawing, and the workpiece W is cut at the laser-irradiated portion. . Also, there are two types of processing routes in the vector mode. Route 1: A figure composed of continuous line segments, the line segments are connected from the beginning to the end like a single stroke (see FIG. 9). Route 2: A figure composed of a plurality of intermittent line segments, and there is a gap between each figure that does not emit laser light (see FIG. 10).

その中、ルート1(図9を参照)の加工図形はレーザー加工に途切れなく、レーザー出力信号はレーザーの始点から終点まで出力し続ける。ルート2は、各線分(オブジェクト)を加工した後にレーザー出力信号をオフにし、次の線分(オブジェクト)の始点に移動してからレーザー出力信号を再びオンにする必要がある。即ち、同じベクターモードでも、ルート1のレーザー出力信号は持続期間の長い信号になる可能性があり、レーザー出力信号が出力になると加工完了まで中断することがないがため、レーザー無出力期間T1は全体のレーザー加工が完了してからはじめて取得できる。そのかわりに、ルート2(図10を参照)は、各線分(オブジェクト)を加工した後、レーザー出力信号を一旦オフにして一定距離を移動する必要があるため、各線分(オブジェクト)を加工するたびにレーザー無出力期間T1が取得できる。 Among them, the processed figure of route 1 (see FIG. 9) is continuously laser processed, and the laser output signal continues to be output from the starting point to the end point of the laser. Route 2 requires turning off the laser output signal after processing each line segment (object), moving to the start point of the next line segment (object), and then turning on the laser output signal again. That is, even in the same vector mode, the laser output signal of Route 1 may be a signal with a long duration. It can be obtained only after the entire laser processing is completed. Instead, route 2 (see FIG. 10) processes each line segment (object) because it is necessary to turn off the laser output signal once and move a certain distance after processing each line segment (object). The laser non-output period T1 can be acquired each time.

ベクターモードの加工では、ルート1タイプの図形を加工する場合、加工中にレーザー出力信号がオフにならないため、加工中にレーザー無出力期間T1が発生しない。ルート2タイプの図形を加工する場合、線分(オブジェクト)と線分(オブジェクト)間の移動時にレーザー出力信号がオフになり、炎検知するための短いレーザー無出力期間T1を取得できる。 In vector mode processing, when processing a root 1 type figure, the laser output signal is not turned off during processing, so the laser non-output period T1 does not occur during processing. When processing a Route 2 type figure, the laser output signal is turned off when moving between line segments (objects), and a short laser non-output period T1 for flame detection can be obtained.

以下、ラスターモード、ベクターモードにおける燃焼判断部80における、本実施形態の具体的な判定の詳細について説明する。 Details of specific determination of this embodiment in the combustion determination unit 80 in raster mode and vector mode will be described below.

非金属の被加工物Wは、レーザー照射により発火・燃焼する可能性があるため、燃焼判断部80は、レーザー出力信号によりレーザー出力が停止しても炎検出信号Qを持続的に検出できる場合、発火や燃焼が起きた可能性があると判断する。これにより、燃焼判断部80は、レーザー加工中において、レーザー出力信号と炎検出信号Qを比較し、まずレーザー出力信号によりレーザーを出力しない時に検知した炎検出信号Qを検知対象とする。レーザー加工中にレーザー出力信号によりレーザーを出力しないレーザー無出力期間T1(ラスターモード:各行内にレーザーを出力していない期間および改行期間、ベクターモード:線分(オブジェクト)間の移動期間)に、炎検出信号Qによる炎の検知があった場合に、燃焼判断部80は、装置が発火して燃焼している異常の可能性があると判断し、カウンタを利用して当該状況での炎検出信号Qを累積する。燃焼判断部80は、レーザー無出力期間T1を累積し、複数レーザー無出力期間T1の累積時間が累積検知期間TM(例えば、1000ms)に達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量CMに達していない場合、タイマーとカウンターをリセットして累積検知期間TMを単位として炎検出信号Qを検知し続ける。複数レーザー無出力期間T1の累積時間が累積検知期間TMに達していないまたは達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量CMに達した場合、装置が発火して燃焼している異常の状態であると判断し、警告部81または表示部82の少なくとも一つにおいて警告を行う制御をする。即ち、非金属の被加工物Wは、レーザー照射により発火・燃焼しやすいため、検知期間としては、まず、レーザー出力信号によりレーザーを出力していない期間を発火検知の対象とする。図11に示すように、各レーザー無出力期間T1の長さを100msと仮定する場合、1回のレーザー無出力期間T1に炎検出信号Qを1個検出すれば、10回目のレーザー無出力期間T1が終了する前に炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量10に達し、燃焼判断部80は、装置が発火して燃焼している異常の状態であると判断する。 Since the non-metallic workpiece W may ignite and burn due to laser irradiation, the combustion determination unit 80 can continuously detect the flame detection signal Q even if the laser output is stopped by the laser output signal. , determine that ignition or combustion may have occurred. As a result, the combustion determination unit 80 compares the laser output signal and the flame detection signal Q during laser processing, and first detects the flame detection signal Q detected when the laser is not output by the laser output signal. In the laser non-output period T1 (raster mode: period during which laser is not output in each line and line break period, vector mode: movement period between line segments (objects)) during which the laser is not output by the laser output signal during laser processing, When a flame is detected by the flame detection signal Q, the combustion judgment unit 80 judges that there is a possibility that the device is ignited and burns, and uses a counter to detect flame in this situation. Accumulate the signal Q. The combustion determination unit 80 accumulates the laser non-output period T1, and when the accumulated time of the multiple laser non-output periods T1 reaches the accumulated detection period TM (for example, 1000 ms), the total number of detections of the flame detection signal Q is accumulated. If the constant CM is not reached, the timer and counter are reset to continue detecting the flame detection signal Q in units of the accumulated detection period TM. When the cumulative time of the non-output period T1 of multiple lasers has not reached the cumulative detection period TM or has reached the cumulative detection period TM, if the total number of detections of the flame detection signal Q reaches the cumulative predetermined amount CM, the device is ignited and burned. It is determined that there is an abnormality, and at least one of the warning section 81 and the display section 82 is controlled to issue a warning. That is, since the non-metal workpiece W is likely to ignite and burn due to laser irradiation, first, as the detection period, the period during which the laser is not output by the laser output signal is targeted for ignition detection. As shown in FIG. 11, assuming that the length of each laser non-output period T1 is 100 ms, if one flame detection signal Q is detected during one laser non-output period T1, the tenth laser non-output period Before T1 ends, the total number of detected flame detection signals Q reaches a cumulative predetermined amount of 10, and the combustion determination section 80 determines that the apparatus is in an abnormal state of ignition and combustion.

次に、レーザー出力信号がオフになった直後、火花が被加工物Wの表面に一時的に残る場合の状況について説明する。 Next, the situation in which sparks temporarily remain on the surface of the workpiece W immediately after the laser output signal is turned off will be described.

レーザー出力信号がオフになった直後、レーザー照射により被加工物Wの表面に火花が一瞬(例えば、0~3ms)残り、火花に含まれる紫外線は紫外線光電管センサー71によって検知されて炎検出信号Qが発生する。前記期間に検出された炎検出信号Qを累積すると、燃焼判断部80は残った一瞬の火花を発火燃焼と間違って検出する誤判定の可能性が出てくる。そのため、レーザー出力信号がオフになった直後の一定期間に発生した炎検出信号Qを無視する必要がある。ここで、レーザー出力信号がオフになってからの一定期間を検知除外期間TEと定義し、検知除外期間TEには、計時および計数を行わない。本実施形態においては、検知除外期間TEを10msとする。 Immediately after the laser output signal is turned off, sparks remain on the surface of the workpiece W for a moment (for example, 0 to 3 ms) due to the laser irradiation, and the ultraviolet rays contained in the sparks are detected by the ultraviolet phototube sensor 71 to generate a flame detection signal Q. occurs. When the flame detection signals Q detected during the period are accumulated, there is a possibility that the combustion determination section 80 will erroneously detect the remaining momentary spark as ignited combustion. Therefore, it is necessary to ignore the flame detection signal Q generated during a certain period immediately after the laser output signal is turned off. Here, a fixed period after the laser output signal is turned off is defined as a detection exclusion period TE, and clocking and counting are not performed during the detection exclusion period TE. In this embodiment, the detection exclusion period TE is set to 10 ms.

ベクターモードのレーザー出力信号は、図12に示すように、レーザー出力信号の持続期間が比較的に長い。被加工物Wが火花の発生しやすい素材の場合、レーザー出力信号の出力が続く限り、紫外線光電管センサー71は火花に含まれる紫外線による炎検出が継続してセンサー放電信号を生成するため、レーザー出力信号が継続する間、炎検知部70は炎検出信号Qを連続して検出する。レーザー出力信号がオフになる時、火花は一瞬被加工物Wの表面に残る。例えば、図12では、2個目の炎検出信号Qが発生してから火花が消えるまでの間に、センサー放電信号の数がちょうど3個に達したため、センサー駆動基板72は炎検出信号Qを1個発生する。このとき、レーザー出力信号は既に無出力状態であるため、3個目の炎検出信号Qを累積すると、誤判定が起きやすい。 The vector mode laser output signal has a relatively long duration of the laser output signal, as shown in FIG. If the workpiece W is a material that easily generates sparks, as long as the output of the laser output signal continues, the ultraviolet phototube sensor 71 continues to detect the flame due to the ultraviolet light contained in the sparks and generate a sensor discharge signal. The flame detector 70 continuously detects the flame detection signal Q while the signal continues. Sparks remain on the surface of the workpiece W for a moment when the laser output signal is turned off. For example, in FIG. 12, since the number of sensor discharge signals reached exactly three in the period from the generation of the second flame detection signal Q until the spark disappeared, the sensor drive board 72 outputs the flame detection signal Q. 1 occurs. At this time, since the laser output signal is already in a non-output state, accumulation of the third flame detection signal Q is likely to cause an erroneous determination.

ラスターモードにおけるレーザー出力信号は、例えば図13に示すように、レーザー出力信号の持続期間は、センサー駆動基板72のサンプリング周期25msより短い場合もあるため、すべてのレーザー出力信号のセンサー放電信号が検出できる保証はない。例えば、図13のように、3個目のセンサー放電信号が発生した時、レーザー出力信号は既に無出力状態となっており、このセンサー放電信号は、被加工物Wの表面に残留する火花に起因するものである。しかし、このとき、センサー放電信号の数はちょうど3つあるため、センサー駆動基板72は炎検出信号Qを一つ生成する。このとき、レーザー出力信号は既に無出力状態であるため、3個目の炎検出信号Qを累積すると、誤判定が起きやすい。 As for the laser output signal in the raster mode, for example, as shown in FIG. 13, the duration of the laser output signal may be shorter than the sampling period of 25 ms of the sensor drive board 72, so the sensor discharge signal of all the laser output signals is detected. There is no guarantee that it will. For example, as shown in FIG. 13, when the third sensor discharge signal is generated, the laser output signal is already in a non-output state. It is caused by However, at this time, the sensor drive board 72 generates one flame detection signal Q because the number of sensor discharge signals is exactly three. At this time, since the laser output signal is already in a non-output state, accumulation of the third flame detection signal Q is likely to cause an erroneous determination.

例えば、ラスターモード(彫刻モード)では、以下の判定方法を設ける。後述する検知除外期間TEを10ms、累積検知期間TMを1000ms、発火燃焼判断に必要な炎検出信号Qの累計所定量CMを10個と設定する。
1.図14において(A)で示すように、1行のデータが隙間なくレーザー出力する場合、改行時のレーザー無出力期間を狙って炎検出信号Qを検知する。
2.図14において(B)で示すように、1行のデータの中、10ms以下の隙間がある場合、後述の10msの検知除外期間が効くため、行内の隙間は累積されない。改行時のレーザー無出力期間を狙って炎検出信号を検知する。
3.図14において(C)で示すように、1行のデータの中、10ms以上の隙間がある場合、最初10msの検知除外期間TEの炎検出信号Qを無視し、10ms経過してから発火検知開始する。具体的には、図14の(C)に示すように、隙間が20msのときには、20msから10msの検知除外期間TEを除いた残りの10msを検知期間(以下、「有効検知期間TA)という)とする。そして、このような検知期間を累積する。図14の(C)に示す例では、行内に累積される有効検知期間TAは55msである。
以上を纏めると、表1に示すとおりである。
For example, in raster mode (engraving mode), the following determination methods are provided. A detection exclusion period TE, which will be described later, is set to 10 ms, a cumulative detection period TM is set to 1000 ms, and a cumulative predetermined amount CM of flame detection signals Q necessary for determining ignition combustion is set to 10.
1. As indicated by (A) in FIG. 14, when laser output is performed for one line of data without gaps, the flame detection signal Q is detected aiming at the laser non-output period at the time of line feed.
2. As shown by (B) in FIG. 14, when there is a gap of 10 ms or less in one row of data, the gaps in the row are not accumulated because the detection exclusion period of 10 ms, which will be described later, is effective. The flame detection signal is detected aiming at the laser non-output period at the time of line feed.
3. As shown by (C) in FIG. 14, if there is a gap of 10 ms or more in one row of data, the flame detection signal Q in the first 10 ms detection exclusion period TE is ignored, and ignition detection starts after 10 ms has passed. do. Specifically, as shown in (C) of FIG. 14, when the gap is 20 ms, the remaining 10 ms excluding the detection exclusion period TE of 10 ms from 20 ms is the detection period (hereinafter referred to as "effective detection period TA"). In the example shown in Fig. 14C, the effective detection period TA accumulated within a row is 55 ms.
Table 1 summarizes the above.

Figure 0007118160000001
1行のデータに隙間がない場合とある場合との検知のタイミング
Figure 0007118160000001
Timing of detection when there are no gaps in one row of data and when there are gaps

即ち、ラスターモードにおいて、改行時の期間だけでなく、各行内のレーザー出力しない隙間も検知対象とする。そして、前記有効検知期間TAの累積時間が累積検知期間TMに達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量CMに達していない場合、装置が発火しておらず正常な状態であると判断し、タイマーとカウンタをリセットして累積検知期間TMを単位として炎検出信号Qを検知し続ける。前記有効検知期間TAの累積時間が累積検知期間TMに達していないまたは達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量CMに達した場合、装置が発火して燃焼している異常の状態であると判断し、警告部81または表示部82の少なくとも一つにおいて警告を行う制御をする。 That is, in the raster mode, not only the line feed period but also the gaps in each line where laser output is not performed are to be detected. When the cumulative time of the effective detection period TA reaches the cumulative detection period TM, if the total number of detected flame detection signals Q has not reached the cumulative predetermined amount CM, the device is not ignited and is in a normal state. Then, the timer and counter are reset to continue detecting the flame detection signal Q in units of the accumulated detection period TM. When the cumulative time of the effective detection period TA has not reached the cumulative detection period TM or has reached the cumulative detection period TM, if the total number of detections of the flame detection signal Q reaches the cumulative predetermined amount CM, the device ignites and burns. , and performs control to issue a warning in at least one of the warning section 81 and the display section 82 .

燃焼判断部80は、図15、図16に示すように、レーザー加工中にレーザー出力信号によりレーザーを出力していないレーザー無出力期間T1になってから検知除外期間TE経過後(例えば、10ms経過後:図15、図16に示す「検知除外期間」において斜線で塗りつぶした部分参照)の有効検知期間TAに、炎検出信号Qによる炎の検知があった場合には、装置が発火して燃焼している異常の状態である可能性があると判断し、カウンタを利用して当該状況での炎検出信号Qを累積する。この中、ベクターモードにおける有効検知期間TAは、図15で各検知除外期間TEの終了時点から次のレーザー出力信号の開始時点までの期間であり、図15の例では、2個目の検知除外期間TEが終了した後に検出した炎検出信号Qを累積する。ラスターモードにおける有効検知期間TAは、図16で各検知除外期間TEの終了時点から次のレーザー出力信号の開始時点までの期間である。図16の例では、3個目の検知除外期間TEが終了した後に検出した炎検出信号Qを累積する。 As shown in FIGS. 15 and 16, the combustion determination unit 80 determines that after a laser non-output period T1 in which laser is not output by a laser output signal during laser processing and after a detection exclusion period TE has passed (for example, 10 ms has passed). After: If a flame is detected by the flame detection signal Q during the effective detection period TA of the "detection exclusion period" shown in FIGS. A counter is used to accumulate the flame detection signal Q in this situation. Among them, the effective detection period TA in the vector mode is the period from the end of each detection exclusion period TE to the start of the next laser output signal in FIG. The flame detection signal Q detected after the period TE ends is accumulated. The effective detection period TA in the raster mode is the period from the end of each detection exclusion period TE to the start of the next laser output signal in FIG. In the example of FIG. 16, the flame detection signals Q detected after the third detection exclusion period TE has ended are accumulated.

そして、燃焼判断部80は、前記有効検知期間TAにおいて、炎検出信号Qを累積する。前記有効検知期間TAの累積時間が累積検知期間TMに達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量CMに達していない場合、装置が発火しておらず正常な状態であると判断し、タイマーとカウンタをリセットして累積検知期間TMを単位として炎検出信号Qを検知し続ける。前記有効検知期間TAの累積時間が累積検知期間TMに達していないまたは達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量CMに達した場合、装置が発火して燃焼している異常の状態であると判断し、警告部81または表示部82の少なくとも一つにおいて警告を行う制御をする。 Then, the combustion determination section 80 accumulates the flame detection signal Q during the effective detection period TA. When the cumulative time of the effective detection period TA reaches the cumulative detection period TM, if the total number of detected flame detection signals Q has not reached the cumulative predetermined amount CM, it is determined that the device is in a normal state without firing. Then, the timer and counter are reset to continue detecting the flame detection signal Q in units of the accumulated detection period TM. When the cumulative time of the effective detection period TA has not reached the cumulative detection period TM or has reached the cumulative detection period TM, if the total number of detections of the flame detection signal Q reaches the cumulative predetermined amount CM, the device ignites and burns. , and performs control to issue a warning in at least one of the warning section 81 and the display section 82 .

次に、単一レーザー出力信号が所定期間よりも長い場合の発火燃焼判断方法について説明する。 Next, a method for determining ignition combustion when a single laser output signal is longer than a predetermined period will be described.

図9のようなベクターモードにおいて、改行動作がないため、定期的に安定した長さの有効検知期間TAを得ることができない。例えば、図9のルート1においては、全体の加工において開始から終了までレーザー無出力期間T1が発生しないため、加工中に炎検出信号Qを検知するための有効検知期間TAが得られない。そのため、加工中に発火燃焼が起きても炎を検出できない。例えば、図10のルート2においては、一つの線分(オブジェクト)の加工が完了するたびに炎検出信号Qを検知するためのレーザー無出力期間T1を取得できるが、ラスターモードでは行ごとに固定長さの改行期間が得られることと比較した場合、ベクターモードに得られるレーザー無出力期間T1の回数と期間は非常に不安定である。 In the vector mode as shown in FIG. 9, since there is no line feed operation, it is not possible to periodically obtain the effective detection period TA of a stable length. For example, in Route 1 of FIG. 9, since the laser non-output period T1 does not occur from the start to the end of the entire machining, the effective detection period TA for detecting the flame detection signal Q during machining cannot be obtained. Therefore, even if ignition combustion occurs during processing, the flame cannot be detected. For example, in route 2 in FIG. 10, the laser non-output period T1 for detecting the flame detection signal Q can be acquired each time processing of one line segment (object) is completed, but in raster mode, it is fixed for each line. The number and duration of the laser no-output periods T1 obtained in the vector mode are very unstable when compared with the length of the line feed period obtained.

ここまで説明した検知方法では、ベクターモードにおいて、レーザー出力信号によりレーザーを出力している時に発生する炎検出信号Qは無視され、レーザー出力信号によりレーザーを出力していないレーザー無出力期間T1になってから、検知除外期間TEを経過してからはじめて発火検知開始する。この検知方法では、ベクターモードで被加工物Wが発火・燃焼した場合、発火が発生してから長時間経っても有効検知期間TAが得られず、発火して燃焼している異常の状態を迅速に検出できない可能性がある。 In the detection method described so far, in the vector mode, the flame detection signal Q generated while the laser is being output by the laser output signal is ignored, and the laser non-output period T1 occurs during which the laser is not being output by the laser output signal. Then, the ignition detection is started only after the detection exclusion period TE has passed. In this detection method, when the workpiece W ignites and burns in the vector mode, the effective detection period TA cannot be obtained even after a long time has passed since the ignition occurred, and an abnormal state of ignition and combustion is detected. May not be detected quickly.

以上のようなベクターモードにおける特殊状況の問題を解決するには、レーザー出力信号によりレーザーを出力していない期間を検知対象とするだけでなく、レーザー出力信号によりレーザーを出力している期間にも発火・燃焼を検知するメカニズムを創造・発明する必要がある。 In order to solve the problem of special situations in vector mode as described above, not only the period when the laser is not output by the laser output signal is the detection target, but also the period when the laser is output by the laser output signal. It is necessary to create and invent a mechanism to detect ignition and combustion.

しかし、ベクターモードにおいては、ラスターモードに比べて加工速度が遅く、レーザーのエネルギーが被加工物Wに長時間照射するため、被加工物Wがレーザー照射により火花を発生し、発火・燃焼しやすくなる。また、紫外線光電管センサー71は、検出した紫外線が火花によるものなのか、発火・燃焼によるものなのかを区別できないため、ここまでの計時・計数方法で火花と発生・燃焼の両方によって発生する炎検出信号Qを累積すると、火花を発火・燃焼と間違って検出する誤判定が起きやすくなる。 However, in the vector mode, the processing speed is slower than in the raster mode, and the laser energy irradiates the workpiece W for a long time. Become. In addition, since the ultraviolet phototube sensor 71 cannot distinguish whether the detected ultraviolet light is due to sparks or ignition/combustion, the above timing/counting method can detect flames generated by both sparks and generation/combustion. When the signal Q is accumulated, an erroneous determination that a spark is erroneously detected as ignition/combustion is likely to occur.

火花と発火・燃焼を区別するために、以下の仮説をする。レーザー照射中において被加工物Wに火花が発生した場合、火花はすぐに消える性質を持つため、炎検出信号Qもすぐに停止する。被加工物Wに発火・燃焼が発生した場合、燃焼する炎は広がり続け、炎検出信号Qの発生が継続する。以上の特徴を利用し、レーザー出力信号によりレーザーを出力している状態で、炎検出信号Qを継続的に検出すれば、当該信号が発火・燃焼によるものであると判断する検知方法を作成できる。 In order to distinguish between sparks and ignition/combustion, the following hypotheses are made. When sparks are generated in the workpiece W during laser irradiation, the flame detection signal Q also stops immediately because the sparks have the property of quickly extinguishing. When the workpiece W ignites and burns, the burning flame continues to spread and the flame detection signal Q continues to be generated. Using the above characteristics, if the flame detection signal Q is continuously detected while the laser is being output by the laser output signal, a detection method can be created that determines that the signal is due to ignition or combustion. .

しかし、ここまでの方法と同様に複数のレーザー出力信号によりレーザーを出力している期間を累積すると、ベクターモードにおけるレーザー出力信号だけでなく、ラスターモードにおけるレーザー出力信号も累積することになる。ラスターモードにおけるレーザー出力信号の持続期間は非常に短く、被加工物Wが火花の発生しやすい素材の場合、燃焼判断部80は、ラスターモードにおける複数レーザー出力信号によりレーザーを出力している期間中に検出した炎検出信号Qを累積すると、検出した炎検出信号Qが火花によるものなのか、発火・燃焼によるものなのかを区別できなくなるため、誤判定が起きやすくなる。そのため、レーザー出力信号によりレーザーを出力している期間に対する発火検知を行う場合、複数レーザー出力信号によりレーザーを出力している期間に対して累積すべきではない。即ち、レーザー出力信号によりレーザーを出力しているときの発火検知期間は、当該レーザー信号に限定する。前記方法により、ラスターモードにおいてレーザー出力信号によりレーザーを出力している期間に検出した炎検出信号Qの数量は、レーザー出力信号が中断すると同時にリセットされるため、ラスターモードにおける発火検知期間は、レーザー出力信号によりレーザーを出力していないレーザー無出力期間T1に限定される。 However, accumulating the periods during which the laser is output with a plurality of laser output signals in the same manner as in the above method results in accumulating not only the laser output signal in the vector mode but also the laser output signal in the raster mode. The duration of the laser output signal in the raster mode is very short, and if the workpiece W is a material that is likely to generate sparks, the combustion determination unit 80 outputs the laser with the multiple laser output signals in the raster mode. If the detected flame detection signal Q is accumulated, it becomes impossible to distinguish whether the detected flame detection signal Q is due to sparks or due to ignition/combustion. Therefore, when the firing detection is performed for the period during which the laser is output by the laser output signal, it should not be accumulated for the period during which the laser is output by the multiple laser output signals. That is, the ignition detection period when the laser is output by the laser output signal is limited to the laser signal. According to the method described above, the quantity of the flame detection signal Q detected during the period in which the laser is output by the laser output signal in the raster mode is reset at the same time when the laser output signal is interrupted. It is limited to the laser non-output period T1 in which the laser is not output by the output signal.

以上のように、燃焼判断部80は、レーザー加工中における単一レーザー出力信号によりレーザーを出力している期間に、炎検出信号Qによる炎の検知があった場合、装置が発火して燃焼している異常の状態である可能性があると判断し、カウンタを利用して当該状況で生成された炎検出信号Qを累積する。前記単一レーザー出力信号によりレーザー出力の出力期間が所定期間T3(例えば、5000ms)に達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C3(例えば、40個)に達していない場合、タイマーとカウンタをリセットし、所定期間T3を単位として当該レーザー出力信号が終了するまで炎検出信号Qに対する発火検知を続ける。前記レーザー出力信号の持続期間は所定期間T3に達していないまたは達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C3に達した場合、装置が発火燃焼している異常の状態であると判断し、警告部81または表示部82の少なくとも一つにおいて警告を行う制御をする検知方法を纏めることができる。 As described above, the combustion determination unit 80 determines that the device ignites and burns when flame detection is detected by the flame detection signal Q during the period in which the laser is being output by the single laser output signal during laser processing. A counter is used to accumulate the flame detection signals Q generated in that situation. When the output period of the laser output by the single laser output signal reaches a predetermined period T3 (e.g., 5000 ms), the total number of detected flame detection signals Q has not reached a cumulative predetermined amount C3 (e.g., 40). , the timer and counter are reset, and ignition detection for the flame detection signal Q is continued until the laser output signal is terminated in units of a predetermined period T3. If the duration of the laser output signal has not reached or has reached the predetermined period T3, and the total number of detections of the flame detection signal Q has reached the cumulative predetermined amount C3, the device is in an abnormal state of ignition and combustion. It is possible to summarize a detection method for performing control to issue a warning in at least one of the warning section 81 and the display section 82 .

本実施形態における炎検出信号Qの理論飽和検知量は秒間13個ですが、実際の検知時に秒間の飽和検知量が若干変動する。実際に検証した結果、燃焼が続いている場合は炎検出信号Qが平均1秒間に10個到達することがわかった。以下では実際の飽和検知値を1秒あたり10個と定義する。したがって、前記の検知方法で、単一レーザー出力信号によりレーザーを出力している状態における発火・燃焼が発生した場合、理論的には3.07秒、実際の状況には約4秒で発火して燃焼している異常の状態を判定できる。 Although the theoretical saturation detection amount of the flame detection signal Q in this embodiment is 13 per second, the saturation detection amount per second slightly fluctuates during actual detection. As a result of actual verification, it was found that 10 flame detection signals Q arrive on average per second when combustion continues. Below, the actual saturation detection value is defined as 10 per second. Therefore, in the above detection method, when ignition/combustion occurs while the laser is being output by a single laser output signal, the ignition takes 3.07 seconds theoretically, and about 4 seconds in actual situations. It is possible to determine the abnormal state of burning.

この設定により、炎検出信号Qの最大検出状態(75ms間隔に1個)が続いても3.07秒経ってから発火して燃焼している異常の状態を判定するため、3.07秒より短いレーザー出力信号(ラスターモードでほとんどのレーザー出力信号)は除外され、発火検知対象とされない。 With this setting, even if the maximum detection state of the flame detection signal Q (one at 75 ms intervals) continues, after 3.07 seconds have passed, it will ignite and burn. Short laser output signals (most laser output signals in raster mode) are excluded and are not subject to fire detection.

この設定により、ベクターモードにおいて定期的に安定した長さの有効検知期間TAが得られない問題を解決することができる。ベクターモードにおいては、レーザー無出力期間T1を利用するだけでなく、単一レーザー出力信号によりレーザーを出力している期間を利用して炎検出信号Qを検知することができ、正確に発火・燃焼を判定できる。 With this setting, it is possible to solve the problem that the effective sensing period TA of a regular and stable length cannot be obtained in the vector mode. In the vector mode, the flame detection signal Q can be detected not only by using the laser non-output period T1, but also by utilizing the period during which the laser is output by a single laser output signal, so that ignition and combustion can be accurately performed. can be determined.

上述の検知方法は、ラスターモードおよびベクターモードにおける具体的な検知方法を網羅しながら、静電気ノイズの除去も視野に入れた。しかし、レーザー加工においては、被加工物Wの特性も考慮する必要がある。 The above-described detection method covers specific detection methods in raster mode and vector mode, and also considers removal of static electricity noise. However, in laser processing, it is necessary to consider the characteristics of the workpiece W as well.

非金属加工物Wに対するレーザー加工において、例えばタイル、セラミック、ガラス、クリスタル、花崗岩、陶磁器、半導体結晶など、激しい火花の発生しやすい特殊な素材がある。前記被加工物Wはレーザーに照射される時に非常に眩しい火花が発生する。紫外線光電管センサー71は、炎検出信号Qが火花によるものなのか、発火・燃焼によるものなのかを区別できないため、通常の計時・計数方法で火花と発生・燃焼の両方によって発生する炎検出信号Qを累積すると、火花を発火・燃焼と間違って検出する誤判定が起きやすくなる。 In the laser processing of the non-metal workpiece W, there are special materials that are likely to generate violent sparks, such as tiles, ceramics, glass, crystals, granite, ceramics, and semiconductor crystals. When the workpiece W is irradiated with the laser, very bright sparks are generated. Since the ultraviolet phototube sensor 71 cannot distinguish whether the flame detection signal Q is due to sparks or ignition/combustion, the flame detection signal Q generated by both sparks and generation/combustion is detected by a normal timing/counting method. Accumulation of , erroneous detection of spark ignition/combustion is likely to occur.

例えば、セラミックプレートに対してレーザー加工を行う場合。ラスターモードにおいて、レーザー出力信号によりレーザーを出力しているレーザー出力期間T1に、被加工物Wのセラミックプレートはレーザー照射により激しい火花が発生する。レーザー出力信号によりレーザーを出力しないレーザー無出力期間T1に入ると、火花はすぐに消える。以上の検知方法により、ラスターモードにおいて単一レーザー出力信号によりレーザーを出力している期間は短いため(単一レーザー出力信号の持続期間は所定期間T3より短い)、レーザー出力信号によりレーザーを出力しているときの炎検出信号Qは信号終了時即座にリセットされる。それと同時に、ラスターモードにおいてレーザー出力信号によりレーザーを出力していないレーザー無出力期間T1は検知対象とされる。火花はレーザー出力信号によりレーザーを出力していないレーザー無出力期間T1になった直後にすぐに消えるため、検知除外期間TE経過後の有効検知期間TAに炎検出信号Qによる炎の検知がなく、誤判定が発生しない。したがって、ラスターモードにおいては、例えばセラミックプレートにレーザー加工を行なっても、誤報することはない。 For example, when performing laser processing on a ceramic plate. In the raster mode, during the laser output period T1 during which the laser is output according to the laser output signal, the ceramic plate of the workpiece W is irradiated with the laser, and violent sparks are generated. When entering the laser non-output period T1 in which the laser is not output by the laser output signal, the spark immediately disappears. According to the above detection method, since the period during which the laser is output by the single laser output signal in the raster mode is short (the duration of the single laser output signal is shorter than the predetermined period T3), the laser is output by the laser output signal. The flame detection signal Q is immediately reset when the signal ends. At the same time, the laser non-output period T1 during which the laser is not output by the laser output signal in the raster mode is to be detected. Since the spark disappears immediately after the laser non-output period T1 in which the laser is not output by the laser output signal, the flame is not detected by the flame detection signal Q during the effective detection period TA after the detection exclusion period TE has passed. No misjudgment occurs. Therefore, in the raster mode, even if laser processing is performed on a ceramic plate, for example, there is no false alarm.

しかし、ベクターモードにおいては、単一レーザー出力信号の持続期間が所定期間T3に達する可能性があり、単一レーザー出力信号によりレーザーを出力しているレーザー出力期間に、被加工物Wのセラミックプレートは、レーザー照射により激しい火花が発生する。そのため、ここまでの検知方法を用いた場合、燃焼判断部80は、セラミック板からの火花による炎検出信号Qを間違って発火・炎によるものと検出することになる。単一レーザー出力信号によりレーザーを出力している期間に炎検出信号Qによる炎の検知があった場合、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C3に達すると、燃焼判断部80が火花を発火・燃焼と間違って検出する誤判定が起きやすくなる。 However, in the vector mode, the duration of the single laser output signal may reach the predetermined period T3, and during the laser output period when the single laser output signal is lasing, the ceramic plate of the workpiece W , intense sparks are generated by laser irradiation. Therefore, when the detection method described so far is used, the combustion determination unit 80 will erroneously detect the flame detection signal Q due to sparks from the ceramic plate as being due to ignition/flame. When a flame is detected by the flame detection signal Q while the laser is being output by a single laser output signal, when the total number of detected flame detection signals Q reaches a cumulative predetermined amount C3, the combustion determination unit 80 detects sparks. erroneously detected as ignition/combustion.

上述の特殊事情に起因する誤判定問題を解決するには、単一レーザー出力信号によりレーザーを出力している期間の発火・燃焼検知方法を改善する必要がある。上述のような誤判定は、火花の発生しやすい素材をベクターモードで加工する場合に限り発生するため、ベクターモードの発火検知方法を改良する必要がある。 In order to solve the problem of misjudgment caused by the above-mentioned special circumstances, it is necessary to improve the ignition/combustion detection method during the laser output period with a single laser output signal. Since the erroneous determination as described above occurs only when processing a material that easily generates sparks in the vector mode, it is necessary to improve the ignition detection method in the vector mode.

ベクターモードにおいては、セラミックプレートなど火花の発生しやすい被加工物Wに単一レーザー出力信号によりレーザーを出力すると、被加工物Wには瞬間的に激しい火花が発生する。この特徴を利用し、単一レーザー出力信号によりレーザーを出力する最初の所定期間に素材判定を行うことができる。本実施形態においては、単一レーザー出力信号によりレーザーを出力する最初の所定期間を素材判定期間T2とする。レーザー出力信号によりレーザーを出力した直後に炎検出信号Qが検出され、素材判定期間T2(例えば、2000ms)に炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C2(例えば:3)に達した場合、当該被加工物Wは火花の発生しやすい素材であると判断する。したがって、当該レーザー出力信号によりレーザーを出力する全期間にわたって検出された炎検出信号Qは、発火・燃焼判断の根拠として使用できず、当該レーザー出力信号の炎検出信号Qに対する計数と計時をやめる必要がある。 In the vector mode, when a single laser output signal is applied to a workpiece W, such as a ceramic plate, where sparks are likely to occur, the workpiece W instantaneously generates intense sparks. This feature can be used to perform material determination during the first predetermined period of laser output with a single laser output signal. In this embodiment, the initial predetermined period during which the laser is output by a single laser output signal is defined as the material determination period T2. When the flame detection signal Q is detected immediately after the laser is output by the laser output signal, and the total number of detected flame detection signals Q reaches a cumulative predetermined amount C2 (for example: 3) during the material determination period T2 (for example, 2000 ms). , the workpiece W is determined to be a material that easily generates sparks. Therefore, the flame detection signal Q detected over the entire period of laser output by the laser output signal cannot be used as a basis for determining ignition or combustion, and it is necessary to stop counting and measuring the flame detection signal Q of the laser output signal. There is

即ち、以下の検知方法を纏めることができる。図17に示すように、燃焼判断部80は、レーザー加工中に単一レーザー出力信号によりレーザーを出力する状態になってから、最初の素材判定期間T2において炎検出信号Qによる炎の検知があった場合、被加工物Wは火花の発生しやすい素材の可能性があると判断し、カウンタを利用して当該状況での炎検出信号Qを累積する。当該レーザー出力信号の持続期間が素材判定期間T2に達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C2に達した場合、当該被加工物Wは火花を発生しやすい素材と判断し、当該レーザー出力信号全期間における発火検知を行わない。図18に示すように、当該レーザー出力信号の持続期間が素材判定期間T2に達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C2に達していない場合、当該被加工物Wは火花の発生しにくい素材と判断し、素材判定期間T2の終了時点を開始時点として、当該単一レーザー出力信号に対する発火検知を行う。 That is, the following detection methods can be summarized. As shown in FIG. 17, the combustion determination unit 80 detects flame by the flame detection signal Q during the first material determination period T2 after the state of outputting laser with a single laser output signal during laser processing. In this case, it is determined that there is a possibility that the workpiece W is a material that easily generates sparks, and a counter is used to accumulate the flame detection signal Q in this situation. When the duration of the laser output signal reaches the material determination period T2, if the total number of detected flame detection signals Q reaches a cumulative predetermined amount C2, the workpiece W is determined to be a material that easily generates sparks. , the firing is not detected during the entire period of the laser output signal. As shown in FIG. 18, when the duration of the laser output signal reaches the material determination period T2, if the total number of detected flame detection signals Q has not reached the cumulative predetermined amount C2, the workpiece W is sparked. is determined to be a material that is unlikely to generate, and ignition detection for the single laser output signal is performed starting from the end of the material determination period T2.

そして、当該レーザー出力信号によりレーザー出力が継続する時に、炎検出信号Qによる炎の検知があった場合、燃焼判断部80は、装置が発火して燃焼している異常の状態である可能性があると判断し、カウンタを利用して当該状態で発生した炎検出信号Qを累積する。当該単一レーザー出力信号によりレーザー出力の継続出力期間が所定期間T3に達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C3に達していない場合、タイマーとカウンタをリセットし、所定期間T3を単位として当該レーザー出力信号によるレーザー出力が終了するまで炎検出信号Qに対する発火検知を続ける。当該レーザー出力信号によりレーザー出力の継続出力期間が所定期間T3に達していないまたは達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C3に達した場合、装置が発火して燃焼している異常の状態であると判断し、警告部81または表示部82の少なくとも一つにおいて警告を行う制御をする。 If the flame detection signal Q detects a flame while the laser output signal continues, the combustion determination unit 80 may determine that the device is ignited and is in an abnormal state of combustion. A counter is used to accumulate the flame detection signals Q generated in this state. When the continuous output period of the laser output by the single laser output signal reaches the predetermined period T3, if the total number of detections of the flame detection signal Q does not reach the cumulative predetermined amount C3, the timer and counter are reset, and the timer and the counter are reset for the predetermined period. Ignition detection for the flame detection signal Q is continued until the laser output by the laser output signal ends in units of T3. When the continuous output period of the laser output by the laser output signal has not reached or reached the predetermined period T3, and the total number of detections of the flame detection signal Q reaches the cumulative predetermined amount C3, the device ignites and burns. It is determined that there is an abnormal state, and control is performed to issue a warning in at least one of the warning section 81 and the display section 82 .

単一レーザー出力信号の検知方法を異常のように改善することにより、火花の発生しやすい被加工物Wに対してレーザー加工を行うとき、火花を発火燃焼と間違って検出する誤判定を回避することができる。 By improving the detection method of a single laser output signal like an anomaly, it is possible to avoid erroneous judgment that sparks are erroneously detected as ignition combustion when laser processing is performed on a workpiece W that easily generates sparks. be able to.

同時に、この実施形態において、被加工物Wの成分が均一に分布されていると仮定し、素材判定期間T2(例えば:2000ms)内に検出された炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C2(例えば、3個)に達していない場合、発火検知が始まってから素材が発生する炎による炎検出信号Qの合計検出数が所定期間T3(例えば、5000ms)に、累計所定量C3(例えば、40個)に達することはありえない。したがって、以上の検知方法は、火花を発火燃焼と間違って検出する誤判定は起きないと考えられ、この検知方法は有効であることを証明できる。 At the same time, in this embodiment, assuming that the components of the workpiece W are uniformly distributed, the total number of flame detection signals Q detected within the material determination period T2 (for example: 2000 ms) is a cumulative predetermined amount. If C2 (for example, 3) is not reached, the total number of detected flame detection signals Q due to flames generated by the material after the start of ignition detection reaches a predetermined cumulative amount C3 (for example, , 40). Therefore, it is considered that the detection method described above does not cause an erroneous determination that a spark is erroneously detected as ignition combustion, and it can be proved that this detection method is effective.

ラスターモードにおいて、改行時や行内の隙間に対する発火検知方法は、レーザー出力信号によりレーザーを出力していないレーザー無出力期間T1のみ炎検出信号Qの検知期間とするため、前記単一レーザー出力信号によりレーザーを出力している期間の検知方法は、レーザー無出力期間T1の検知工程に影響しない。したがって、上述の検知方法はレーザー加工の任意加工状態においても有効であることを証明できる。 In the raster mode, the firing detection method for line feeds and gaps between lines is that the flame detection signal Q is detected only during the laser non-output period T1 during which no laser is output by the laser output signal. The detection method for the laser output period does not affect the detection process for the laser non-output period T1. Therefore, it can be proved that the detection method described above is effective even in an arbitrary processing state of laser processing.

次に、レーザー加工中において、単一レーザー出力信号によりレーザーを出力しているときに、作業者がレーザー出力パワーを変更する状況について説明する。 Next, a situation will be described in which the operator changes the laser output power while the laser is being output with a single laser output signal during laser processing.

上述した単一レーザー出力信号の検知方法において、単一レーザー出力信号によりレーザーを出力する状態になってから、当該レーザー出力信号の持続期間が素材判定期間T2に達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C2に達していない場合、燃焼判断部80は、当該被加工物Wは火花の発生しにくい素材と判断し、素材判定期間T2の終了時点を開始時点として、当該単一レーザー出力信号に対する発火検知を行う。そして、燃焼判断部80は、検出されたすべての炎検出信号Qを累積する。 In the method for detecting a single laser output signal described above, when the duration of the laser output signal reaches the material determination period T2 after the laser is output by the single laser output signal, the flame detection signal Q is detected. If the total number of detections does not reach the cumulative predetermined amount C2, the combustion determination unit 80 determines that the workpiece W is a material that is unlikely to generate sparks, and sets the end time of the material determination period T2 as the start time. 1. Perform firing detection for the laser output signal. Then, the combustion determination section 80 accumulates all the flame detection signals Q detected.

被加工物Wがセラミックプレートなど火花の発生しやすい素材で、作業者が最初に設定したレーザー出力パワーが非常に弱い場合について、素材判定期間T2に検出した炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C2に達していない場合、燃焼判断部80は、当該被加工物Wが火花の発生しにくい素材と判定し、素材判定期間T2の終了時点から当該レーザー出力信号に対して発火検知を行う。しかし、この後に作業者がレーザー出力パワーを上げることにより被加工物Wの表面に眩しい火花が発生すると、当該レーザー出力信号によりレーザーを出力している時に検出した炎検出信号Qが累積され、燃焼判断部80は火花を発火・燃焼と間違って検出する誤判定が起きやすくなる。 When the workpiece W is a ceramic plate or other material that easily generates sparks, and the laser output power initially set by the operator is extremely weak, the total number of flame detection signals Q detected during the material determination period T2 is accumulated. If the predetermined amount C2 has not been reached, the combustion determination unit 80 determines that the workpiece W is a material that does not easily generate sparks, and performs ignition detection for the laser output signal from the end of the material determination period T2. . However, when the worker raises the laser output power after this and bright sparks are generated on the surface of the workpiece W, the flame detection signal Q detected while the laser is being output by the laser output signal is accumulated, and combustion occurs. The judging section 80 is likely to make an erroneous judgment that the spark is erroneously detected as ignition/combustion.

前記単一レーザー出力信号によりレーザーを出力している時に、作業者がレーザー出力パワーを変更することによる問題に対し、タイマーとカウンタをリセットし、もう一度素材判定期間T2の開始時点から素材を判定する方法で解決することができる。 When the laser is output by the single laser output signal, the timer and counter are reset to solve the problem caused by the operator changing the laser output power, and the material is judged again from the start of the material judgment period T2. method can be solved.

例えば、作業者が所定期間T3にレーザー出力パワーを変更すると、カウンタとタイマーをリセットし、レーザー出力パワーが変化した時を開始時点として素材判定期間T2から再検知する。当該レーザー出力信号の持続期間が素材判定期間T2に達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C2に達した場合、当該被加工物Wは火花を発生しやすい素材と判断し、当該レーザー出力信号全期間における発火検知を行わない。当該レーザー出力信号の持続期間が素材判定期間T2に達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C2に達していない場合、当該被加工物Wは火花の発生しにくい素材と判断し、素材判定期間T2の終了時点を開始時点として、当該単一レーザー出力信号に対する発火検知を行う。 For example, when the operator changes the laser output power during a predetermined period T3, the counter and timer are reset, and the time when the laser output power is changed is used as the starting point for re-detection from the material determination period T2. When the duration of the laser output signal reaches the material determination period T2, if the total number of detected flame detection signals Q reaches a cumulative predetermined amount C2, the workpiece W is determined to be a material that easily generates sparks. , the firing is not detected during the entire period of the laser output signal. When the duration of the laser output signal reaches the material determination period T2, if the total number of detected flame detection signals Q has not reached the cumulative predetermined amount C2, the workpiece W is determined to be a material that is unlikely to generate sparks. Firing detection for the single laser output signal is performed starting from the end of the material determination period T2.

そして、当該レーザー出力信号によりレーザー出力が継続する時に、炎検出信号Qによる炎の検知があった場合、燃焼判断部80は、装置が発火して燃焼している異常の状態である可能性があると判断し、カウンタを利用して当該状態で発生した炎検出信号Qを累積する。当該単一レーザー出力信号によりレーザー出力の継続出力期間が所定期間T3に達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C3に達していない場合、タイマーとカウンタをリセットし、所定期間T3を単位として当該レーザー出力信号が終了するまで炎検出信号Qに対する発火検知を続ける。当該レーザー出力信号によりレーザー出力の継続出力期間が所定期間T3に達していないまたは達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C3に達した場合に、装置が発火して燃焼している異常の状態であると判断し、警告部81または表示部82の少なくとも一つにおいて警告を行う制御をする。 If the flame detection signal Q detects a flame while the laser output signal continues, the combustion determination unit 80 may determine that the device is ignited and is in an abnormal state of combustion. A counter is used to accumulate the flame detection signals Q generated in this state. When the continuous output period of the laser output by the single laser output signal reaches the predetermined period T3, if the total number of detections of the flame detection signal Q does not reach the cumulative predetermined amount C3, the timer and counter are reset, and the timer and the counter are reset for the predetermined period. Ignition detection for the flame detection signal Q is continued until the laser output signal ends in units of T3. When the continuous output period of the laser output by the laser output signal has not reached or reached the predetermined period T3, and the total number of detections of the flame detection signal Q reaches the cumulative predetermined amount C3, the device ignites and burns. It is determined that there is an abnormal state, and at least one of the warning section 81 and the display section 82 is controlled to issue a warning.

以上の方法により、単一レーザー出力信号によりレーザーを出力しているときに、作業者がレーザー出力パワーを変更することにより火花を発火燃焼と間違って検出する誤判定を回避することができる。 By the above method, it is possible to avoid an erroneous determination that sparks are erroneously detected as ignition combustion due to the operator changing the laser output power while the laser is being output by a single laser output signal.

以上の内容はベクターモードに巡る問題の分析だった。ラスターモードに対して分析する場合、レーザー出力信号によりレーザーを出力している期間に炎検出信号Qによる炎の検知があったと仮定し、素材判定期間T2に検出された炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C2に達すると、当該レーザー出力信号によりレーザーを出力する全期間にわたって検出された炎検出信号Qが累積されない。また、作業者が所定期間T3に入った後にレーザー出力パワーを変更すると、燃焼判断部80はカウンタとタイマーをリセットし、レーザー出力パワーが変化した時を開始時点として、素材判定期間T2から被加工物Wに火花が発生しやすいかどうかを判断する。以上の仮定により、ベクターモードとラスターモードのどちらにおいても、火花を発火燃焼と間違って検出する誤判定が発生しないことがわかる。したがってこの検知方法は有効であることがわかる。 The above content was an analysis of the problems surrounding the vector mode. When analyzing for the raster mode, it is assumed that the flame was detected by the flame detection signal Q during the period when the laser was output by the laser output signal, and the total detection of the flame detection signal Q detected during the material determination period T2. When the number reaches the cumulative predetermined amount C2, the flame detection signals Q detected over the entire period of laser output by the laser output signal are not accumulated. Further, when the operator changes the laser output power after entering the predetermined period T3, the combustion determination unit 80 resets the counter and the timer, and the time when the laser output power changes is set as the starting time, and the workpiece is processed from the material determination period T2. It is determined whether or not the object W is likely to generate sparks. Based on the above assumptions, it can be seen that an erroneous determination that a spark is erroneously detected as ignition combustion does not occur in both the vector mode and the raster mode. Therefore, it can be seen that this detection method is effective.

次に、レーザー加工終了後の発火検知について説明する。
レーザー加工機1は、作業者がレーザー加工を開始すると同時に発火検知を開始し、レーザー加工が終了すると同時に発火検知を終了する。レーザー加工中に被加工物Wが発火したとすると、ラスターモードとベクターモードのどちらにおいても、レーザー出力信号によりレーザーを出力する時または出力していない時に、発火・燃焼を検知する特定の検知方法がある。しかし、レーザー加工の最後の一瞬に被加工物Wが発火・燃焼した場合、加工終了時に発火検知を終了すると、燃焼判断部80は発火・燃焼を検出できなくなる。そのため、レーザー加工が終了してからしばらくの間に対する発火検知を行う必要がある。
Next, ignition detection after completion of laser processing will be described.
The laser processing machine 1 starts detection of ignition when an operator starts laser processing, and ends detection of ignition when laser processing ends. Assuming that the workpiece W ignites during laser processing, in both raster mode and vector mode, there is a specific detection method for detecting ignition/combustion when the laser is output or not output by the laser output signal. There is However, if the workpiece W ignites/combusts at the last moment of laser processing, the combustion determination unit 80 cannot detect the ignition/combustion if the ignition detection ends at the end of processing. Therefore, it is necessary to perform ignition detection for a while after the laser processing is completed.

レーザー加工機がレーザー加工状態から待機状態または停止状態に変わる時、運転状態が変化した時点を開始時点としてレーザー加工後の発火検知を行う。検知開始してから、炎検出信号Qによる炎の検知があった場合、燃焼判断部80は、装置が発火して燃焼している可能性があると判断し、カウンタを利用して当該状況での炎検出信号Qを累積する。検知時間が加工後検知期間T4(例えば、40000ms)に達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C4(例えば、50個)に達していない場合、被加工物Wは発火していないと判断して発火検知を終了する。検知時間が加工後検知期間T4に達していないまたは達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C4に達した場合、装置は発火して燃焼している異常の状態であると判断し、警告部81または表示部82の少なくとも一つにおいて警告を行う制御をする。 When the laser processing machine changes from the laser processing state to the standby state or the stop state, the ignition detection after the laser processing is performed with the time when the operating state changed as the starting point. When flame is detected by the flame detection signal Q after the start of detection, the combustion determination unit 80 determines that there is a possibility that the device is ignited and is burning, and uses a counter to detect the flame in the situation. of flame detection signals Q are accumulated. When the detection time reaches the post-machining detection period T4 (for example, 40000 ms), if the total number of detected flame detection signals Q has not reached a cumulative predetermined amount C4 (for example, 50), the workpiece W ignites. It judges that it is not, and terminates the ignition detection. When the detection time has not reached or has reached the post-machining detection period T4, if the total number of detections of the flame detection signal Q has reached a cumulative predetermined amount C4, the apparatus is determined to be in an abnormal state of ignition and combustion. It judges and controls to issue a warning in at least one of the warning section 81 and the display section 82 .

以上の検知方法を利用すれば、レーザー加工終了後に被加工物Wが発火・燃焼した場合、実際の飽和検知量(10個/秒)により、約5秒で発火して燃焼している異常の状態であると判断できる。レーザー加工終了後に、被加工物Wが火花のみ発生した場合、火花はすぐに消え、検知時間が加工後検知期間T4に達した時に、炎検出信号Qの合計検出数は累計所定量C4に達しない。以上の仮定により、上述の検知方法は有効であることがわかる。 If the above detection method is used, when the workpiece W ignites and burns after the end of the laser processing, the actual saturation detection amount (10 pieces/second) will detect an abnormality that ignites and burns in about 5 seconds. state can be determined. When only sparks are generated in the workpiece W after laser processing is completed, the sparks disappear immediately, and when the detection time reaches the post-processing detection period T4, the total number of detected flame detection signals Q reaches a cumulative predetermined amount C4. do not do. Based on the above assumptions, it can be seen that the detection method described above is effective.

次に、レーザー加工機1の上蓋132(アクセスパネル)の開・閉状態について説明する。
図4から、レーザー加工機1は、上蓋132(アクセスパネル)が閉じている状態で、外部からの紫外線をすべて遮光できることがわかる。そのため、上蓋132(アクセスパネル)が閉じた状態で、レーザー加工機の発火検知は外部環境に影響されることがない。
Next, the open/closed state of the top lid 132 (access panel) of the laser processing machine 1 will be described.
It can be seen from FIG. 4 that the laser processing machine 1 can block all ultraviolet rays from the outside when the top cover 132 (access panel) is closed. Therefore, when the top cover 132 (access panel) is closed, the ignition detection of the laser processing machine is not affected by the external environment.

しかし、作業者がレーザー加工機1の上蓋132(アクセスパネル)を開けて操作する時に、加工機外部からの紫外線は直接レーザー加工機内の炎検知部70に届く。例えば、紫外線の発生しやすいものはタバコ、太陽光、ライターの炎などがある。 However, when the operator opens the upper lid 132 (access panel) of the laser processing machine 1 and operates it, the ultraviolet rays from the outside of the processing machine directly reach the flame detector 70 inside the laser processing machine. For example, things that easily generate ultraviolet rays include cigarettes, sunlight, and the flame of a lighter.

従って、レーザー加工機1の上蓋132(アクセスパネル)が開いている状態において、燃焼判断部80は、発火検知を行わない。 Therefore, when the upper lid 132 (access panel) of the laser processing machine 1 is open, the combustion determination unit 80 does not detect ignition.

上述の実施形態によれば、以下のような効果を発揮することができる。
本実施形態においては、燃焼判断部80は、レーザー出力信号と炎検出信号Qとを比較し、レーザー出力信号によりレーザーを出力していないときに検知した炎検出信号Qを検知対象とし、レーザー出力信号によりレーザーを出力していないレーザー無出力期間T1(ラスターモード:各行内にレーザーを出力していない期間および改行期間、ベクターモード:線分(オブジェクト)間の移動期間)に炎検出信号Qによる炎の検知があった場合、燃焼判断部80は、装置が発火して燃焼している異常の可能性があると判定し、当該状況での炎検出信号Qを累積する。前記レーザーの無出力期間T1の累積時間が累積検知期間TMに達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量CMに達していない場合、タイマーとカウンタをリセットして累積検知期間TMを単位として炎検出信号Qを検知し続ける。レーザー無出力期間T1の累積時間が累積検知期間TMに達していないまたは達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量CMに達した場合、発火して燃焼している異常の状態であると判断する。
According to the above-described embodiment, the following effects can be exhibited.
In this embodiment, the combustion determination unit 80 compares the laser output signal and the flame detection signal Q, detects the flame detection signal Q when the laser is not output by the laser output signal, and determines the laser output. During laser non-output period T1 (raster mode: period during which laser is not output in each line and line feed period, vector mode: movement period between line segments (objects)) when laser is not output by a signal, flame detection signal Q When a flame is detected, the combustion judgment section 80 judges that there is a possibility of an abnormality in which the device ignites and burns, and accumulates the flame detection signal Q in this situation. When the cumulative time of the non-output period T1 of the laser reaches the cumulative detection period TM, if the total number of detected flame detection signals Q has not reached the cumulative predetermined amount CM, the timer and counter are reset and the cumulative detection period TM is reached. The flame detection signal Q continues to be detected in units of . When the cumulative time of the laser non-output period T1 has not reached or has reached the cumulative detection period TM, if the total number of detections of the flame detection signal Q reaches the cumulative predetermined amount CM, an abnormal state of ignition and combustion. We judge that it is.

この構成により、ラスターモード(彫刻モード)とベクターモード(切断モード)と、レーザー加工方法及びレーザー出力信号が異なっていても、レーザーを出力しないタイミングを狙って発火燃焼(火災)を検知するための炎を正しく検知することが可能となり、火花を発火による炎として誤検知することを防止することができる。このため、発生した炎を消火するための消火システムの誤動作を、防止することができる。この結果、無人状態で運転ができるレーザー加工機1を実現することが可能となる。 With this configuration, even if the raster mode (engraving mode) and vector mode (cutting mode) have different laser processing methods and laser output signals, it is possible to detect ignition combustion (fire) by aiming at the timing when the laser is not output. It is possible to correctly detect flames, and to prevent erroneous detection of sparks as flames caused by ignition. Therefore, malfunction of the fire extinguishing system for extinguishing the generated flame can be prevented. As a result, it is possible to realize the laser processing machine 1 that can be operated in an unmanned state.

また、炎の発生からごくわずかな時間で炎の検知をすることが可能であるため、炎の発生から火災が大きくならない初期段階の短時間の内に火災が大きくならないようにする対応をすることが可能となる。この結果、レーザー加工機1における発火燃焼による故障を、最小限に抑えることができる。また、検知システムが最速で発火を検知できるため、消火した後は工場に戻して修理する必要がなく、再度使用することができる。同時に、本発火検知装置は使い捨てではなく、繰り返し発火検知に利用することができる。 In addition, since it is possible to detect flames in a very short time after the outbreak of flames, it is necessary to take measures to prevent fires from escalating within a short period of time in the initial stage when fires do not grow from the outbreak of flames. becomes possible. As a result, failure due to ignition combustion in the laser processing machine 1 can be minimized. In addition, the detection system can detect ignition at the fastest speed, so after the fire is extinguished, there is no need to return it to the factory for repair, and it can be used again. At the same time, the ignition detection device is not disposable and can be used repeatedly for ignition detection.

また、本実施形態においては、燃焼判断部80は、レーザー出力信号と炎検出信号Qとを比較し、レーザー出力信号によりレーザーを出力していないときに検知した炎検出信号Qを検知対象とし、レーザー加工中にレーザー出力信号によりレーザーを出力していないレーザー無出力期間T1(ラスターモード:各行内にレーザーを出力していない期間および改行期間、ベクターモード:線分(オブジェクト)間の移動期間)になってから検知除外期間TE経過後の有効検知期間TAに、炎検出信号Qによる炎の検知があった場合、装置が発火して燃焼している異常の状態である可能性があると判断し、カウンタを利用して当該状況での炎検出信号Qを累積する。前記有効検知期間TAの累積時間が累積検知期間TMに達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量CMに達していない場合、タイマーとカウンタをリセットして累積検知期間TMを単位として炎検出信号Qを検知し続ける。前記有効検知期間TAの累積時間が累積検知期間TMに達していないまたは達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量CMに達した場合、装置が発火して燃焼している異常の状態であると判断する。この構成により、レーザー出力信号によりレーザーを出力していないレーザー無出力期間T1に入った後、燃焼判断部80が残留火花を発火燃焼と間違って検出する誤判定を回避することができる。 Further, in the present embodiment, the combustion determination unit 80 compares the laser output signal and the flame detection signal Q, detects the flame detection signal Q when the laser output signal is not outputting the laser, and Laser non-output period T1 in which laser is not output by laser output signal during laser processing (raster mode: period in which laser is not output in each line and line feed period, vector mode: period of movement between line segments (objects)) If a flame is detected by the flame detection signal Q during the effective detection period TA after the detection exclusion period TE has passed after the time, it is determined that there is a possibility that the device is ignited and burned. , and a counter is used to accumulate the flame detection signal Q in that situation. When the cumulative time of the effective detection period TA reaches the cumulative detection period TM, if the total number of detected flame detection signals Q has not reached the cumulative predetermined amount CM, the timer and counter are reset and the cumulative detection period TM is used as a unit. , the flame detection signal Q continues to be detected. When the cumulative time of the effective detection period TA has not reached the cumulative detection period TM or has reached the cumulative detection period TM, if the total number of detections of the flame detection signal Q reaches the cumulative predetermined amount CM, the device ignites and burns. It is judged that it is in the state of With this configuration, after entering the non-laser output period T1 in which no laser is output according to the laser output signal, the combustion determination part 80 can avoid erroneous determination that the residual spark is erroneously detected as ignition combustion.

また、本実施形態においては、燃焼判断部80は、レーザー加工中における単一レーザー出力信号によりレーザーを出力している期間に、炎検出信号Qによる炎の検知があった場合、装置が発火して燃焼している異常の状態である可能性があると判断し、カウンタを利用して当該状況で生成された炎検出信号Qを累積する。前記単一レーザー出力信号によりレーザー出力の出力期間が所定期間T3に達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C3に達していない場合、タイマーとカウンタをリセットし、所定期間T3を単位として当該レーザー出力信号が終了するまで炎検出信号Qに対する発火検知を続ける。前記レーザー出力信号の持続期間は所定期間T3に達していないまたは達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C3に達した場合、装置が発火燃焼している異常の状態であると判断する。この構成により、1本のレーザー切断線分(オブジェクト)が長くても、例えば、レーザー照射開始から終了まで10分以上かかる場合でも、レーザー照射が終了するまで待つ必要がなく、レーザー加工中にレーザー出力信号によりレーザー出力している期間に火災の原因となる炎の検出ができ、発火検知のタイミングを逃さず検知期間を確保することができる。 Further, in the present embodiment, the combustion determination unit 80 causes the apparatus to ignite when flame detection is detected by the flame detection signal Q during the period in which the laser is being output by the single laser output signal during laser processing. A counter is utilized to accumulate the flame detection signal Q generated in that situation. When the output period of the laser output by the single laser output signal reaches the predetermined period T3, if the total number of detections of the flame detection signal Q has not reached the accumulated predetermined amount C3, the timer and the counter are reset, and the timer and the counter are reset for the predetermined period T3. The ignition detection for the flame detection signal Q is continued until the laser output signal ends. If the duration of the laser output signal has not reached or has reached the predetermined period T3, and the total number of detections of the flame detection signal Q has reached the cumulative predetermined amount C3, the device is in an abnormal state of ignition and combustion. I judge. With this configuration, even if one laser cutting line segment (object) is long, for example, even if it takes 10 minutes or more from the start to the end of laser irradiation, there is no need to wait until the laser irradiation is finished, and the laser can be cut during laser processing. A flame that causes a fire can be detected by the output signal while the laser is being output, and the detection period can be secured without missing the timing of ignition detection.

また、本実施形態において、燃焼判断部80は、レーザー加工中に単一レーザー出力信号によりレーザーを出力する状態になってから、最初の素材判定期間T2において炎検出信号Qによる炎の検知があった場合、被加工物Wは火花の発生しやすい素材の可能性があると判断し、カウンタを利用して当該状況での炎検出信号Qを累積する。当該レーザー出力信号の持続期間が素材判定期間T2に達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C2に達した場合、当該被加工物Wは火花を発生しやすい素材と判断し、当該レーザー出力信号全期間における発火検知を行わない。当該レーザー出力信号の持続期間が素材判定期間T2に達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C2に達していない場合、当該被加工物Wは火花の発生しにくい素材と判断し、素材判定期間T2の終了時点を開始時点として、当該単一レーザー出力信号に対する発火検知を行う。そして、当該レーザー出力信号によりレーザー出力が継続する時に、炎検出信号Qによる炎の検知があった場合、燃焼判断部80は、装置が発火して燃焼している異常の状態である可能性があると判断し、カウンタを利用して当該状態で発生した炎検出信号Qを累積する。当該単一レーザー出力信号によりレーザー出力の継続出力期間が所定期間T3に達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C3に達していない場合、タイマーとカウンタをリセットし、所定期間T3を単位として当該レーザー出力信号によるレーザー出力が終了するまで炎検出信号Qに対する発火検知を続ける。当該レーザー出力信号によりレーザー出力の継続出力期間が所定期間T3に達していないまたは達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C3に達した場合、装置が発火して燃焼している異常の状態であると判断する。この構成により、シリコンやアルミナなど火花の発生しやすい素材が含まれる被加工物Wに対してレーザー加工を行うとき、素材判定期間T2を利用して火花を発火燃焼と間違って検出する誤判定を回避することができる。 Further, in the present embodiment, the combustion determination unit 80 detects flame by the flame detection signal Q during the first material determination period T2 after the state of outputting the laser with a single laser output signal during laser processing. In this case, it is determined that there is a possibility that the workpiece W is a material that easily generates sparks, and a counter is used to accumulate the flame detection signal Q in this situation. When the duration of the laser output signal reaches the material determination period T2, if the total number of detected flame detection signals Q reaches a cumulative predetermined amount C2, the workpiece W is determined to be a material that easily generates sparks. , the firing is not detected during the entire period of the laser output signal. When the duration of the laser output signal reaches the material determination period T2, if the total number of detected flame detection signals Q has not reached the cumulative predetermined amount C2, the workpiece W is determined to be a material that is unlikely to generate sparks. Firing detection for the single laser output signal is performed starting from the end of the material determination period T2. If the flame detection signal Q detects a flame while the laser output signal continues, the combustion determination unit 80 determines that there is a possibility that the device is ignited and is in an abnormal state. A counter is used to accumulate the flame detection signals Q generated in this state. When the continuous output period of the laser output by the single laser output signal reaches the predetermined period T3, if the total number of detections of the flame detection signal Q does not reach the cumulative predetermined amount C3, the timer and counter are reset, and the timer and the counter are reset for the predetermined period. Ignition detection for the flame detection signal Q is continued until the laser output by the laser output signal ends in units of T3. When the continuous output period of the laser output by the laser output signal has not reached or reached the predetermined period T3, and the total number of detections of the flame detection signal Q reaches the cumulative predetermined amount C3, the device ignites and burns. It is judged to be in an abnormal state. With this configuration, when laser processing is performed on a workpiece W containing a material that easily generates sparks, such as silicon or alumina, the material determination period T2 is used to prevent an erroneous determination that sparks are erroneously detected as ignition combustion. can be avoided.

また、本実施形態においては、レーザー加工機がレーザー加工状態から待機状態または停止状態に変わる時、運転状態が変化した時点を開始時点としてレーザー加工後の発火検知を行う。検知開始してから、炎検出信号Qによる炎の検知があった場合、燃焼判断部80は、装置が発火して燃焼している可能性があると判断し、カウンタを利用して当該状況での炎検出信号Qを累積する。検知時間が加工後検知期間T4に達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C4に達していない場合、被加工物Wは発火していないと判断して発火検知を終了する。検知時間が加工後検知期間T4に達していないまたは達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C4に達した場合、装置は発火して燃焼している異常の状態であると判断する。この構成により、レーザー加工が終了した瞬間に被加工物Wが発火した場合における発火検知できない問題を効果的に回避できる。 Further, in this embodiment, when the laser processing machine changes from the laser processing state to the standby state or the stopped state, the ignition detection after the laser processing is performed with the time point at which the operating state changes as the starting point. When flame is detected by the flame detection signal Q after the start of detection, the combustion determination unit 80 determines that there is a possibility that the device is ignited and is burning, and uses a counter to detect the flame in the situation. of flame detection signals Q are accumulated. When the detection time reaches the post-machining detection period T4, if the total number of detected flame detection signals Q does not reach the cumulative predetermined amount C4, it is determined that the workpiece W is not ignited, and the ignition detection is terminated. . When the detection time has not reached or has reached the post-machining detection period T4, if the total number of detections of the flame detection signal Q has reached a cumulative predetermined amount C4, the apparatus is determined to be in an abnormal state of ignition and combustion. to decide. With this configuration, it is possible to effectively avoid the problem of not being able to detect the ignition when the workpiece W ignites at the moment the laser processing ends.

また、本実施形態においては、警告部及び表示部を備え、燃焼判断部は、発火して燃焼している異常の状態であると判断したときに、警告部81又は表示部82の少なくとも1つにおいて警告をする制御を行う。この構成により、警告部81、表示部82による警告によって、被加工物Wの加工を行う作業者は、発火して燃焼している異常の状態を早期に知ることが可能となる。 Further, in this embodiment, a warning unit and a display unit are provided, and when the combustion determination unit determines that an abnormal state of ignition and combustion occurs, at least one of the warning unit 81 and the display unit 82 is displayed. Control to warn in . With this configuration, the warning from the warning unit 81 and the display unit 82 makes it possible for the operator who processes the workpiece W to quickly know the abnormal state of ignition and combustion.

また、本実施形態においては、炎検知部70は、紫外線光電管センサー71及びセンサー駆動基板72を備え、前記炎検知部70は、密閉性の密閉金属箱701とガラス製のフロント窓702とにより密閉構造とされた筐体の内部に収納され、前記フロント窓702は、180nm~260nmの波長の紫外線を透過する石英ガラスにより構成されている。この構成により、密閉金属箱とフロント窓とにより気密な空間に炎検知部70が収納され、炎検知部70が粉塵に曝されることを防止することが可能となる。 In this embodiment, the flame detection unit 70 includes an ultraviolet phototube sensor 71 and a sensor drive board 72, and the flame detection unit 70 is sealed by a sealed metal box 701 and a front window 702 made of glass. The front window 702 is housed inside a structured housing, and is made of quartz glass that transmits ultraviolet rays with a wavelength of 180 nm to 260 nm. With this configuration, the flame detection section 70 is housed in an airtight space by the sealed metal box and the front window, making it possible to prevent the flame detection section 70 from being exposed to dust.

また、本実施形態においては、炎検知部70が収納される筐体としての装置本体10の内部の加工空間102において炎検知部70は、上下方向において、被加工物Wよりも上側、且つ、被加工物Wの所定の位置にレーザーを照射する被加工部対向部33よりも下側に配置され、前後方向において、被加工物Wよりも後側に配置され、左右方向において、被加工物Wの中央位置に配置される。この構成により、炎検知部70は最大の炎検知視野が得られ、被加工物Wが発生した炎による紫外線を、前後レール31または左右レール32等の部品に遮られて炎を検知できなくなることを防止できる。 Further, in the present embodiment, in the processing space 102 inside the apparatus main body 10 as a housing in which the flame detection unit 70 is accommodated, the flame detection unit 70 is located above the workpiece W in the vertical direction, and It is arranged below the workpiece facing portion 33 that irradiates a laser at a predetermined position of the workpiece W, is arranged behind the workpiece W in the front-rear direction, and is located behind the workpiece W in the left-right direction. It is arranged in the central position of W. With this configuration, the flame detection unit 70 can obtain the maximum flame detection field of view, and ultraviolet rays caused by the flame generated by the workpiece W are blocked by parts such as the front and rear rails 31 or the left and right rails 32, making it impossible to detect the flame. can be prevented.

また、本実施形態においては、燃焼判断部としての燃焼判断部80は、レーザー発振器の発振を制御するメイン制御基板に組み込まれている。この構成により、レーザー出力信号取得部を備える燃焼判断部80は、直接メイン制御基板からレーザー出力信号を取得するため、炎検出信号Qとレーザー出力信号とを比較して判断することができる。 Further, in this embodiment, the combustion determination section 80 as the combustion determination section is incorporated in the main control board that controls the oscillation of the laser oscillator. With this configuration, the combustion determination unit 80 having the laser output signal acquisition unit acquires the laser output signal directly from the main control board, so it can make a determination by comparing the flame detection signal Q and the laser output signal.

また、本実施形態においては、炎検知部70が収納される筐体としての装置本体10の前部には、吸気口が形成され、前記筐体の後部には排気口が形成され、吸気口及び排気口には紫外線を遮光する紫外線遮光壁が設けられている。この構成により、装置本体10の外部の、あらゆる角度から装置本体10に向かってくる紫外線が、直接レーザー加工機内部の炎検知部70に到達できない構造とすることが可能となる。 Further, in the present embodiment, an intake port is formed in the front portion of the device main body 10 as a housing in which the flame detection section 70 is housed, and an exhaust port is formed in the rear portion of the housing. And the exhaust port is provided with an ultraviolet shielding wall for shielding ultraviolet rays. With this configuration, it is possible to construct a structure in which ultraviolet rays coming toward the apparatus main body 10 from all angles outside the apparatus main body 10 cannot directly reach the flame detection section 70 inside the laser processing machine.

また、本実施形態においては、炎検知部70が収納される筐体は、箱状の本体としての装置本体10と、窓としての上蓋132とを有しており、上蓋132は、可視光を透過し、且つ、180nm~260nmの波長の紫外線を遮光する樹脂板により構成される。この構成により、装置本体10の外部から装置本体10に向かってくる紫外線が、上蓋132を通して、直接レーザー加工機1内部の炎検知部70に到達できず、且つ、レーザー加工機1で被加工物の加工を行う作業者は、被加工物Wが加工されている様子を可視光で視認することが可能となる。 Further, in the present embodiment, the housing in which the flame detection unit 70 is housed has the device main body 10 as a box-shaped main body and the upper lid 132 as a window. It is composed of a resin plate that transmits and blocks ultraviolet rays with a wavelength of 180 nm to 260 nm. With this configuration, ultraviolet rays coming toward the apparatus main body 10 from the outside of the apparatus main body 10 cannot directly reach the flame detection section 70 inside the laser processing machine 1 through the upper lid 132, and the laser processing machine 1 can The operator who performs the processing of (1) can visually recognize how the workpiece W is being processed with visible light.

また、本実施形態においては、装置本体に入る気流が装置本体の内側に沿って流れるように吸気口に入る気流の向く方向を設定し、レーザー加工機1の内部に環状の気流を形成し、被加工物Wから発生する煙や粉塵を炎検知部から遠ざかる方向へ導くことにより、煙が炎センサーの検出感度に影響せず、炎検知部70は、炎による紫外線を正しく検知することができる。 Further, in the present embodiment, the direction of the airflow entering the inlet is set so that the airflow entering the apparatus main body flows along the inside of the apparatus main body, and an annular airflow is formed inside the laser processing machine 1, By guiding the smoke and dust generated from the workpiece W away from the flame detection section, the smoke does not affect the detection sensitivity of the flame sensor, and the flame detection section 70 can correctly detect the ultraviolet rays caused by the flame. .

また、本実施形態においては、炎検知部70が収納される筐体は、箱状の本体としての装置本体10と、窓としての上蓋132とを有しており、燃焼判断部80は、上蓋132が開いているときには、正常の状態か異常の状態かの判断を行わない判断休止状態になる。この構成により、上蓋132が開いているときに、装置本体10の外部から装置本体10に向かってくる紫外線(燃えているタバコ、太陽光および加工機外部の炎など)を炎検知部70において検知し、燃焼判断部80において、発火して燃焼している異常の状態であると誤って判断してしまうことを防止することが可能となる。従って、レーザー加工機1の保守・修理時に、上蓋132が開いているときには、燃焼判断部80において、発火して燃焼している異常の状態であると誤って判断してしまうことを防止することが可能となる。 Further, in this embodiment, the housing in which the flame detection unit 70 is housed has the device main body 10 as a box-shaped main body and the upper lid 132 as a window. When 132 is open, it is in a judgment pause state in which it is not judged whether the state is normal or abnormal. With this configuration, when the top cover 132 is open, the flame detector 70 detects ultraviolet rays (burning cigarettes, sunlight, flames outside the processing machine, etc.) coming toward the apparatus main body 10 from outside the apparatus main body 10. As a result, it is possible to prevent the combustion determining unit 80 from erroneously determining that there is an abnormal state of ignition and combustion. Therefore, when the upper cover 132 is open during maintenance/repair of the laser processing machine 1, the combustion determination unit 80 can prevent erroneous determination that the laser beam is in an abnormal state of ignition and combustion. becomes possible.

本発明は、上述した実施形態に制限されることなく、請求の範囲に記載した範囲において、様々な形態で実施することができる。例えば、レーザー加工機1の各部の構成や、発火検知装置の各部の構成(レーザー出力信号取得部、炎検出信号取得部、燃焼判断部)等は、本実施形態におけるレーザー加工機1の各部の構成、炎検知部70の各部の構成、燃焼判断部80の各部の構成に限定されない。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various forms within the scope of the claims. For example, the configuration of each part of the laser processing machine 1, the configuration of each part of the ignition detection device (laser output signal acquisition unit, flame detection signal acquisition unit, combustion determination unit), etc. are the same as those of the laser processing machine 1 in this embodiment. The configuration, the configuration of each part of the flame detection unit 70, and the configuration of each part of the combustion determination unit 80 are not limited.

また、炎検知部70は、紫外線光電管センサー71を有していたが、この構成に限定されない。他の種類のセンサーにより炎の検知を行ってもよい。 Moreover, although the flame detection unit 70 has the ultraviolet phototube sensor 71, it is not limited to this configuration. Other types of sensors may also be used for flame detection.

以上、本発明および実施形態を説明したが、説明内容に制限されることなく、説明図で説明したのは本発明の実施形態の一つに過ぎず、実際の構成はこれに制限されない。したがって、当業者である技術者がこれに啓発を受け、本発明の主旨から逸脱しない前提で、非創造的に本技術方法と同様な構造および実施形態を設計した場合は、本発明の保護範囲に含まれるものとする。 Although the present invention and embodiments have been described above, the description is not limited to the content of the description, and the description in the explanatory diagrams is merely one of the embodiments of the present invention, and the actual configuration is not limited to this. Therefore, if a person skilled in the art is enlightened by this and uncreatively designs a structure and embodiment similar to the present technical method on the premise that it does not deviate from the gist of the present invention, the protection scope of the present invention shall be included in

Q・・・炎検出信号
TA・・・有効検知期間
TE・・・検知除外期間
T2・・・素材判定期間
Q: Flame detection signal TA: Effective detection period TE: Detection exclusion period T2: Material determination period

Claims (14)

レーザー加工中にレーザー発振器のレーザー出力信号を取得するレーザー出力信号取得工程と、
被加工物Wに対するレーザー照射により生ずる炎を検知することにより得られる炎検出信号Qを取得する炎検知工程と、
前記レーザー出力信号と前記炎検出信号Qを比較し、前記レーザー出力信号によりレーザーを出力しているときに、単一レーザー出力信号の持続期間、および当該レーザー出力信号の持続期間に検知した炎検出信号Qの合計検出数により、装置が発火して燃焼している異常の状態であるかどうかを判断し、前記レーザー出力信号によりレーザーを出力していないときに、累積検知期間に検知した炎検出信号Qの合計検出数により、装置が発火して燃焼している異常の状態であるかどうかを判断する発火燃焼判断工程と、を備える発火検知方法。
a laser output signal acquisition step of acquiring a laser output signal of a laser oscillator during laser processing;
a flame detection step of acquiring a flame detection signal Q obtained by detecting a flame generated by laser irradiation to the workpiece W;
comparing the laser output signal and the flame detection signal Q, and detecting a flame detected during the duration of a single laser output signal and during the duration of the laser output signal when the laser is output according to the laser output signal; Based on the total number of detections of the signal Q, it is determined whether or not the device is in an abnormal state of ignition and combustion, and when the laser output signal is not outputting the laser, the flame detected during the cumulative detection period is detected. an ignition combustion determination step of determining whether or not the device is in an abnormal state of ignition and combustion based on the total number of detected signals Q.
前記発火燃焼判断工程においては、
レーザー出力信号によりレーザーを出力していないレーザー無出力期間T1に前記炎検知信号Qによる炎の検知があった場合には、装置が発火して燃焼している異常の可能性があると判断し、カウンタを利用してその状況での炎検出信号Qを累積し、
前記レーザー無出力期間T1の累積時間が累積検知期間TMに達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量CMに達していない場合、装置が発火しておらず正常な状態であると判断し、タイマーとカウンタをリセットして累積検知期間TMを単位として炎検出信号Qを検知し続け、
レーザー無出力期間T1の累積時間が累積検知期間TMに達していないまたは達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量CMに達した場合、装置が発火して燃焼している異常の状態であると判断する請求項1に記載の発火検知方法。
In the ignition combustion determination step,
If the flame is detected by the flame detection signal Q during the laser non-output period T1 in which the laser is not output by the laser output signal, it is determined that there is a possibility that the device is ignited and burned. , a counter is used to accumulate the flame detection signal Q in that situation,
When the cumulative time of the laser non-output period T1 reaches the cumulative detection period TM, if the total number of detected flame detection signals Q has not reached the cumulative predetermined amount CM, the device is not ignited and is in a normal state. Then, the timer and counter are reset to continue detecting the flame detection signal Q in units of the accumulated detection period TM,
When the cumulative time of the laser non-output period T1 has not reached the cumulative detection period TM or has reached the cumulative detection period TM, if the total number of detections of the flame detection signal Q reaches the cumulative predetermined amount CM, the device ignites and burns. 2. The ignition detection method according to claim 1, wherein it is determined that the state of
前記発火燃焼判断工程においては、
レーザー出力信号によりレーザーを出力していないレーザー無出力期間T1になってから検知除外期間TE経過後の有効検知期間TAに、前記炎検出信号Qによる炎の検知があった場合に、装置が発火して燃焼している異常の可能性があると判断し、カウンタを利用してその状況での炎検出信号Qを累積し、
前記有効検知期間TAの累積時間が累積検知期間TMに達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量CMに達していない場合、装置が発火しておらず正常な状態であると判断し、タイマーとカウンタをリセットして累積検知期間TMを単位として炎検出信号Qを検知し続け、
前記有効検知期間TAの累積時間が累積検知期間TMに達していないまたは達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量CMに達した場合、装置が発火して燃焼している異常の状態であると判断する請求項2に記載の発火検知方法。
In the ignition combustion determination step,
When a flame is detected by the flame detection signal Q during the effective detection period TA after the detection exclusion period TE has passed since the laser non-output period T1 during which the laser is not output by the laser output signal, the device ignites. and determine that there is a possibility of burning abnormality, accumulate the flame detection signal Q in that situation using a counter,
When the cumulative time of the effective detection period TA reaches the cumulative detection period TM, if the total number of detected flame detection signals Q has not reached the cumulative predetermined amount CM, it is determined that the device is in a normal state without firing. continue to detect the flame detection signal Q in units of the accumulated detection period TM by resetting the timer and the counter;
When the cumulative time of the effective detection period TA has not reached the cumulative detection period TM or has reached the cumulative detection period TM, if the total number of detections of the flame detection signal Q reaches the cumulative predetermined amount CM, the device ignites and burns. 3. The ignition detection method according to claim 2, wherein it is determined that the state of
前記発火燃焼判断工程においては、レーザー出力信号によりレーザーを出力しているときに、単一レーザー出力信号の持続期間が素材判定期間T2より短く、かつ炎検出信号Qによる炎の検知があった場合、装置が発火しておらず正常な状態であると判断し、レーザー出力信号全期間におけるすべての炎検出信号Qを累積しない請求項1~請求項3のいずれかに記載の発火検知方法。 In the ignition combustion determination step, when the laser is output by the laser output signal, the duration of the single laser output signal is shorter than the material determination period T2, and the flame is detected by the flame detection signal Q. 4. The ignition detection method according to any one of claims 1 to 3, wherein it is determined that the device is in a normal state without ignition, and all flame detection signals Q during the entire laser output signal period are not accumulated. 単一レーザー出力信号の持続期間が素材判定期間T2に達した時に、素材判定期間T2に炎検出信号Qによる炎の検知があった場合、被加工物Wは火花を発生しやすい可能性があると判断し、カウンタを利用して炎検出信号Qを累積し、
当該レーザー出力信号の持続期間が素材判定期間T2に達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C2に達した場合、当該被加工物Wは火花の発生しやすい素材と判断し、当該レーザー出力信号全期間における炎検知工程を行わず、
当該レーザー出力信号の持続期間が素材判定期間T2に達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C2に達していない場合は、当該被加工物Wは火花の発生しにくい素材と判断し、素材判定期間T2の終了時点を開始時点として当該単一レーザー出力信号に対する発火検知工程を開始する請求項4に記載の発火検知方法。
When the duration of the single laser output signal reaches the material determination period T2, if the flame is detected by the flame detection signal Q during the material determination period T2, the workpiece W may easily generate sparks. and accumulate the flame detection signal Q using a counter,
When the duration of the laser output signal reaches the material determination period T2, if the total number of detections of the flame detection signal Q reaches the cumulative predetermined amount C2, the workpiece W is determined to be a spark-prone material. , without performing the flame detection process during the entire period of the laser output signal,
When the duration of the laser output signal reaches the material determination period T2, if the total number of detected flame detection signals Q has not reached the cumulative predetermined amount C2, the workpiece W is considered to be a material that is unlikely to generate sparks. 5. The firing detection method according to claim 4, wherein the firing detection process for the single laser output signal is started at the end of the material determination period T2.
素材判定期間T2の終了時点を開始時点として、当該単一レーザー出力信号に対し、発火検知を行い、
当該レーザー出力信号によりレーザー出力が継続する時に、炎検出信号Qによる炎の検知があった場合、装置が発火して燃焼している異常の状態である可能性があると判断し、カウンタを利用してその状況での炎検出信号Qを累積し、
前記単一レーザー出力信号によりレーザー出力の出力期間が所定期間T3に達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C3に達していない場合、装置は発火しておらず正常な状態であると判断し、タイマーとカウンタをリセットして所定期間T3を単位としてレーザー出力信号に対する発火検知を続け、
前記レーザー出力信号によりレーザー出力が継続し、持続期間が所定期間T3に達していないまたは達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C3に達した場合、装置が発火燃焼している異常の状態であると判断する炎検知工程を備える請求項5に記載の発火検知方法。
With the end of the material determination period T2 as the start time, ignition detection is performed for the single laser output signal,
If a flame is detected by the flame detection signal Q while the laser output signal continues, it is determined that there is a possibility that the device is ignited and burned, and the counter is used. and accumulate the flame detection signal Q in that situation,
When the output period of the laser output by the single laser output signal reaches the predetermined period T3, if the total number of detected flame detection signals Q has not reached the cumulative predetermined amount C3, the apparatus is in a normal state without firing. , resetting the timer and the counter to continue firing detection for the laser output signal in units of a predetermined period T3,
When the laser output signal continues and the duration of the laser output signal does not reach or reaches the predetermined period T3, and the total number of detections of the flame detection signal Q reaches the cumulative predetermined amount C3, the device ignites and burns. 6. The ignition detection method according to claim 5, further comprising a flame detection step of determining that an abnormal state exists.
所定期間T3内にレーザー出力パワーの変更がった場合、カウンタおよびタイマーをリセットしてレーザー出力パワーが変化した時を開始時点として発火燃焼判断工程をし直す請求項6に記載の発火検知方法。 7. The ignition detection method according to claim 6, wherein when the laser output power is changed within the predetermined period T3, the counter and the timer are reset and the ignition combustion determination step is restarted from the time when the laser output power is changed. レーザー加工機がレーザー加工状態から待機状態または停止状態に変わる時、運転状態が変化した時点を開始時点としてレーザー加工後の発火検知を行い、
検知開始してから、炎検出信号Qによる炎の検知があった場合、装置は発火して燃焼している可能性があると判断し、カウンタを利用してその状況での炎検出信号Qを累積し、
検知時間が加工後検知期間T4に達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C4に達していない場合、被加工物Wは発火していないと判断して発火検知を終了し、
検知時間が加工後検知期間T4に達していないまたは達した時に、炎検出信号Qの合計検出数が累計所定量C4に達した場合、装置は発火して燃焼している異常の状態であると判断する請求項1~請求項3のいずれかに記載の発火検知方法。
When the laser processing machine changes from the laser processing state to the standby state or the stop state, the ignition detection after laser processing is performed with the time when the operating state changed as the starting point,
If flame is detected by the flame detection signal Q after the start of detection, the device determines that there is a possibility of ignition and combustion, and uses a counter to detect the flame detection signal Q in that situation. accumulate,
When the detection time reaches the post-machining detection period T4, if the total number of detected flame detection signals Q has not reached the cumulative predetermined amount C4, it is determined that the workpiece W is not ignited, and the ignition detection is terminated. ,
When the detection time has not reached or has reached the post-machining detection period T4, if the total number of detections of the flame detection signal Q has reached a cumulative predetermined amount C4, the apparatus is determined to be in an abnormal state of ignition and combustion. The ignition detection method according to any one of claims 1 to 3, wherein the determination is made.
レーザー加工時に前記レーザー発振器のレーザー出力信号を取得するレーザー出力信号取得部と、
被加工物へのレーザー照射により発生する炎を検知する炎検知部と、
前記炎検知部により炎を検出し、炎検出信号Qを取得する炎検出信号取得部と、
前記レーザー出力信号と前記炎検出信号Qを比較し、前記レーザー出力信号によりレーザーを出力しているときに、単一レーザー出力信号の持続期間、および当該レーザー出力信号の出力期間中に検知した炎検出信号Qの合計検出数により、装置が発火して燃焼している異常の状態であるかどうかを判断し、前記レーザー出力信号によりレーザーを出力していないとき、累積検知期間に検知した炎検出信号Qの合計検出数により、装置が発火して燃焼している異常の状態であるかどうかを判断する燃焼判断部と、を備える請求項1~請求項8のいずれかに記載の発火検知方法を使用する発火検知装置。
a laser output signal acquisition unit that acquires a laser output signal of the laser oscillator during laser processing;
a flame detection unit that detects a flame generated by irradiating the workpiece with the laser;
a flame detection signal acquisition unit that detects a flame by the flame detection unit and acquires a flame detection signal Q;
comparing the laser output signal and the flame detection signal Q, and detecting a flame during the duration of a single laser output signal and during the output period of the laser output signal when the laser is output according to the laser output signal; Based on the total detection number of the detection signal Q, it is determined whether the device is in an abnormal state of ignition and combustion, and when the laser output signal is not outputting the laser, the flame detected during the cumulative detection period is detected. The ignition detection method according to any one of claims 1 to 8, further comprising a combustion judgment unit for judging whether or not the device is in an abnormal state of ignition and combustion based on the total number of detected signals Q. A fire detection device that uses
前記炎検知部を収納する筐体前部に吸気口、筐体背面に排気口が形成され、前記吸気口と前記排気口に紫外線を遮光する遮光壁が設けられ、
遮光壁により、外部の紫外光があらゆる角度から照射してもレーザー加工機内の加工空間に到達できず、且つ
前記吸気口と前記排気口の位置が被加工物Wの表面より高く、被加工物Wから発生する煙や粉塵が気流により素早く排気され、且つ
装置本体に入る気流が装置本体の内側に沿って流れるように吸気口に入る気流の向く方向を設定し、レーザー加工機内に環状の気流を形成し、被加工物Wから発生する煙や粉塵を炎検知部から遠ざかる方向へ導く請求項9に記載の発火検知装置。
An intake port is formed in the front part of the housing that houses the flame detection unit, and an exhaust port is formed in the rear surface of the housing, and a light shielding wall that blocks ultraviolet rays is provided in the intake port and the exhaust port,
The light-shielding wall prevents external ultraviolet light from reaching the processing space in the laser processing machine even if it is irradiated from any angle, and the positions of the air inlet and the air outlet are higher than the surface of the workpiece W, and the workpiece W The direction of the airflow entering the intake port is set so that the smoke and dust generated from the W are quickly exhausted by the airflow, and the airflow entering the main body of the device flows along the inside of the main body of the device. 10. The ignition detection device according to claim 9, wherein the flame detection unit forms a .
前記炎検知部は紫外線光電管センサーとセンサー駆動基板とを備え、
前記炎検知部は密閉性のある密閉性の密閉金属箱とガラス製のフロント窓とにより密閉構造とされた筐体に収納されており、
前記フロント窓は180nm~260nm波長の紫外線を透過する石英ガラスで構成される請求項10に記載の発火検知装置。
The flame detection unit includes an ultraviolet phototube sensor and a sensor drive board,
The flame detection unit is housed in a case having a sealed structure with a sealed metal box and a glass front window,
11. The ignition detection device according to claim 10, wherein the front window is made of quartz glass that transmits ultraviolet rays having a wavelength of 180 nm to 260 nm.
センサー駆動基板にはDC/DCコンバーターが設けられ、DC/DCコンバーターの出力電圧は、昇圧トランスを介して前記紫外線光電管センサーのアノードとカソードに印加し、
センサー駆動基板には、ゲートタイマーとカウンタを含む信号処理回路が設けられ、前記紫外線光電センサーの出力側はゲートタイマーとカウンタの入力側に接続され、ゲートタイマーの出力側はカウンタの入力側に接続され、カウンタの出力側には出力回路が設けられ、出力回路はカウンタからの出力されるパルス信号を必要な時間幅に増幅し炎検出信号Qとして出力する請求項11に記載の発火検知装置。
The sensor driving substrate is provided with a DC/DC converter, and the output voltage of the DC/DC converter is applied to the anode and cathode of the ultraviolet phototube sensor via a step-up transformer,
The sensor driving board is provided with a signal processing circuit including a gate timer and a counter, the output side of the ultraviolet phototube sensor is connected to the input side of the gate timer and counter, and the output side of the gate timer is connected to the input side of the counter. 12. The ignition detection device according to claim 11 , wherein an output circuit is provided on the output side of the counter, and the output circuit amplifies the pulse signal output from the counter to a required time width and outputs it as the flame detection signal Q. .
警告部と表示部とを備え、前記燃焼判断部が発火して燃焼している異常の状態であると判断した場合、警告部または表示部の少なくとも一つで警報する請求項10~請求項12のいずれかに記載の発火検知装置。 A warning unit and a display unit are provided, and when the combustion determination unit determines that there is an abnormal state of ignition and combustion, at least one of the warning unit and the display unit issues an alarm. The ignition detection device according to any one of 1. 前記炎検知部を収納する筐体には、装置本体と上蓋とを備え、
上蓋は可視光を透過し、180nm~260nm波長の紫外線を遮断する樹脂板により構成され、且つ
上蓋が開いている時、燃焼判断部は発火検知を行わない請求項10~請求項12のいずれかに記載の発火検知装置。
The housing housing the flame detection unit includes a device main body and an upper lid,
The upper cover is made of a resin plate that transmits visible light and blocks ultraviolet rays with a wavelength of 180 nm to 260 nm, and when the upper cover is open, the combustion determination unit does not detect ignition. The ignition detection device according to .
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