JPH01218780A - レーザ加工機における加工開始制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、レーザ加工機における加工開始制御方法に関
し、詳しくは、ノズル先端にギャップセンサを備え、と
のセンサ出力に基づいてギャップコントロールを行いな
がらレーザ加工するレーザ加工機において、その加工開
始時のピアッシングにおけるノズル位置をコントロール
する方法に関する。

（従来の技術） この種のレーザ加工機において、加工精度や加工速度お
よびエネルギー効率の面から、例えばレーザ光の集光点
をワーク表面に結ばせるような基準ギャップ量が設定さ
れ、この基準ギャップ量を保持するようにギャップコン
トロールしながらレーザ加工を行っている。そして、こ
のようなギャップコントロールは、加工開始時でのピア
ッシング位置をも決定していた。

（発明が解決しようとする問題点） 高速でかつ高精度にレーザ加工を行う場合、上記基準ギ
ャップ量を例えば０．５ｍｍ等の一定距離に保持して加
工する必要がある。しかし、このようなギャップ距離で
ピアッシングを行うと、第３図で示すよう、に、ノズル
ａの先端とワークＷとが接近し、さらに下部にスパッタ
が逃げないために、ワークＷから激しく跳ね上がるスパ
ッタがノズルａ先端の孔よりノズルａ内に入り、レンズ
ｂに付着してレンズｂを汚し加工精度を低下したり、さ
らには熱によりレンズｂを破損してしまうなどの問題点
があった。

（問題点を解決するための手段） そこで、本発明は、加工開始時のピアッシングによるノ
ズル内部へのスパッタの影響の少ない位置に、ノズルの
加工開始位置を設定位置決め制御するようにしたもので
ある。

すなわち、本発明は、ギャップコントロール用の基準ギ
ャップ量とは別に、加工開始時でのピアッシング位置を
決めるピアッシングギャップ量を予め設定し、加工開始
のためのノズルのワークへのアプローチ動作時に、ノズ
ルに設けたギャップセンサにより、ノズル先端とワーク
表面との間の距離が上記設定したピアッシングギャップ
量となったときにＮＣ装置へスキップ信号を送り、これ
により上記アプローチ動作を中断させてノズルを一旦停
止させ、この位置よりピアッシングを開始するようにし
たものである。

これにより、ピアッシング時、ワークから跳ね上がるス
パッタがノズル内へ侵入しレンズにふりかかるような事
態を防止することができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図および第２図について
説明する。

第１図は、レーザ加工ヘッドの垂直送り方向の制御ブロ
ック図で、第２図は、ピアッシング時のノズル先端部の
拡大図である。

レーザ加工ヘッド１は、図示しないＸ軸送り駆動部と、
Ｙ輸送り駆動部およびＺ輸送り駆動部２によって、ＮＣ
装置３からの各種加ニブログラムに基づいて三次元方向
に送り制御される。

第１図に示すように、上記ヘッド１は、Ｚ軸モータ４に
よって送りねじ機構５等を介しＺ軸方向すなわち垂直方
向に送り駆動される。また、上記ヘッド１の゛照射先端
には、レーザ光軸りとノズル軸線（以下Ｃ軸という）を
一致させてレンズホルダー６がＣ軸方向すなわちギャッ
プコントロール方向に移動自在に支持されている。この
レンズホルダー６は内部に集光レンズ７を保持し、先端
にノズル８を保持している。

上記レンズホルダー６は、ヘッド１側に設けたギャップ
コントロール用のＣ軸モータ９によって図示しない伝動
機構を介しＣ軸方向に送り駆動される。

上記ノズル８は、その先端に例えば静電容量式のギャッ
プセンサ１０を一体に備え、ノズル８先端とワークＷ表
面との間の距離（以下ギャップ量という）を非接触方式
で検出する。このギャップセンサ１０からのセンサ出力
は、ギャップコントローラ１１へ送られ、通常のギャッ
プコントロールが行なわれる。

すなわち、操作盤１２に設けられた基準ギャップ量調整
ボリューム１３によって基準ギャップ量が設定される。

例えば、この基準ギャップ量を０゜５ｍｍに設定する。

加工時には、この基準ギャップ量と上記センサ出力に基
づくギャップ量との比較により、ギャップコントローラ
１１からＣ軸サーボアンプ１５にコントロール信号が送
られ、上記Ｃ軸モータ９を駆動制御することにより、実
際のギャップ量が常に上記基準ギャップ量と略一致する
ようにノズル８の高さが調整される。また、上記操作盤
１２にはギャップ量表示器１４が設けられ、ギャップ量
の値が表示される。

さらに、上記操作Ｗ１１２には加工開始時のピアッシン
グ位置を決めるピアッシングギャップ量調整ボリューム
１６が設けられ、これによりピアッシングギャップ量が
設定される。例えばこのピアッシングギャップ量を２．
０ｍｍと設定する。

加工開始に際し、まずＮＣプログラムによって、ヘッド
１を、加工ヘッド原点からＸ、Ｙ、Ｚ輸送りによってア
プローチ動作開始点へ早送りし、この点より切削送り速
度でＺ輸送りによるアプローチ動作を開始する。

このアプローチ動作の途中で、ギャップセンサ１０が上
記設定したピアッシングギャップ量２゜Ｑｍｍを検出し
たとき、ギャップコントローラ１１から、ＮＣ装置３ヘ
スキップ信号が送られる。

これにより、アプローチ動作が中断され、Ｚ軸サーボア
ンプ１７を介しＺ軸モータ４が一旦停止され、ノズル８
は所定のピアッシング位置に停止される。

この位置で、ピアッシング開始となる。

ノズル８よりワークＷに向けてレーザ光が照射され、ワ
ークＷにビアツシングが行なわれる。

ピアッシングが終了すると、次にＣ軸倣い人およびレー
ザ加工の開始である。加ニブログラムに基づ＜ｘ、ｙ、
ｚ軸による加工送りと同時に、ギャップコントローラ１
１により上記基準ギャップ量に基づく通常の加工時のギ
ャップコントロールが行われる。

（発明の効果） 以上の方法によれば、加工開始時のビアツシング位置を
、通常のギャップコントロールによる基準ギャップ量と
は関係なく、自由に設定できる。

すなわち、ピアッシング時のノズルへのスパッタの影響
のない高さにピアッシング位置を設定することにより、
ピアッシングによりワークから激しく跳ね上がるスパッ
タがノズル内へ入りレンズに付着するようなことがなく
、また熱によるレンズの破損等も防止され、レンズの耐
久性および加工品質の向上が計れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるレーザ加工ヘッドの垂直送り方向
の制御ブロック図、第２図は同上ピアッシング時のノズ
ル先端部の拡大図、第３図は従来のピアッシング状態を
示すノズル先端部の拡大図である。 １・・レーザ加工ヘッド、３・・ＮＣ装置、４・・・Ｚ
軸モータ、７・・・レンズ、８・・ノズル、１０・・・
ギャップセンサ、１１・・・ギャップコントローラ、１
６・・ピアッシングギャップ量調整ボリューム、Ｗ・・
・ワーク。 特許出願人　　株式会社　日平トヤマ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ノズル先端にギャップセンサを備え、このセンサ
   出力に基づいてノズル先端とワーク表面との間の距離を
   常に基準ギャップ量に保持しながらレーザ加工を行うギ
   ャップコントローラ付レーザ加工機において、上記基準
   ギャップ量とは別に、加工開始時のピアッシング位置の
   ギャップ量を予め設定し、加工開始のためのノズルのワ
   ークへのアプローチ動作時に、上記ギャップセンサによ
   り、ノズル先端とワーク表面との間の距離が上記設定し
   たピアッシング時のギャップ量となったときにギャップ
   コントローラよりＮＣ装置へスキップ信号を送り上記ア
   プローチ動作を中断させてノズルを一旦停止させ、この
   位置よりピアッシングを開始することを特徴とするレー
   ザ加工機における加工開始制御方法。