JPH02205286A

JPH02205286A - レーザ加工装置

Info

Publication number: JPH02205286A
Application number: JP1022994A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Morikawa; 森川　和裕
Original assignee: Nippei Toyama Corp
Current assignee: Nippei Toyama Corp
Priority date: 1989-01-31
Filing date: 1989-01-31
Publication date: 1990-08-15

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、被加工物をレーザ光にて加工するレーザ加工
装置に関し、特に被加工物のビアツシング終了を検知す
る手段を備えたレーザ加工装置に関する。

［従来の技術］レーザ光により被加工物を切断加工する場合、まず被加
工物に穴明けすなわちビアツシング加工が行なわれる。

従来では、このピアッシング加工時間を予め設・定し、
この設定されたピアッシング時間の経過後、通常の切断
加工の工程に自動的に移行するようになっている。

ピアッシングに要する時間は、被加工物の板厚、材質、
照射されるレーザ出力等によってばらつきがある。仮に
ピアッシングが不完全な状態、すなわち穴が裏面まで貫
通していない状態でピアッシング設定時間が終了し、通
常の切断加工に入った場合には、レーザ出力が過剰で被
加工物の切込みスタート部が瞬時に爆発して大きな穴が
形成され所望の形状に切断加工が行えなかったり、また
爆発によってスパッタがノズル内部のレンズにまで届き
レンズを破損してしまうなどの事故の恐れもある。この
ため、設定するピアッシング加工時間はピアッシングに
要すると判断される最長の時間ｆ！：探用していた。

［発明が解決しようとする問題点］しかし、ピアッシングに要する時間がかなり短かいもの
においても、設定した最長のピアッシング加工時間が用
いられるため、実際にピアッシングが終了しているにも
かかわらず、設定時間が終了するまで無駄なピアッシン
グ加工が行われ、エネルギーや時間の無駄が発生すると
いう問題点があった。

このような問題を解決するために、ピアッシング加工時
に実際にピアッシングが終了したことを検出する検出手
段を設けることにより、この検出手段からの信号に基づ
いてピアッシング加五から切断加工へ移行する指令信号
を出力させることで、それぞれの実際のピアッシング終
了時間に合わせて、切断加工を開始することができ、無
駄な時間をなくすことができる。

このための具体的手段が、例えば特開昭６３−１０８９
８０号公報に提示されている。この公報に示すものは、
被加工物の下部に光センサまたは温度センサを設けて、
被加工物のピアッシング終了による貫通レーザ光を検知
することにより、ピアッシングの終了を検知するように
したものである。

しかしながら、被加工物の加工下部に上記センサを設け
ることは、ピアッシング加工に伴うスパッタやガスがセ
ンサに直接ふりかかり、センサの誤動作成は破壊を生じ
かねない。そこで、それを防ぐための防護膜等を必要と
し、さらに、ピアッシングの位置が被加工物のどの加工
においても一定位置ならばその位置にセンサを固定して
おけばよいが、ピアッシングの位置が変化する場合、加
工ヘッドの移動に伴い各部分のピアッシング動作時に連
動してセンサを移動する駆動手段が必要となり、構造が
複雑化し高価となるなどの欠点を有するものである。

そこで、本発明は簡単な構造でピアッシング終了を検知
する方法を用い、上記問題点を解決することを目的とし
ている。

［問題点を解決するための手段］本発明に係るレーザ加工装置は、被加工物のピアッシン
グ開始時の強力な被加工物からのレーザ反射光から、ピ
アッシング完了による反射光の急減を検出する手段を加
工機側に設け、この検出手段の検出信号に基づいて切断
加工への移行指令が行なわれるようにしている。

［作用］本発明における検出手段は被加工物のピアッシング終了
によって生じるレーザ光の透過により被加工物から光伝
送路へ戻る反射光の螢が急減したことを検出してピアッ
シング加工時間を自動的に調整する。

しかも、検出手段は光伝送路に対し固定した状態でよく
、加工ヘッドがいがなるピアッシング位置に移動しても
検出が可能である。

［実施例］以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明のレーザ加工装置の模式図、第２図はピ
アッシング加工時の反射光の状態を示し、第３図はピア
ッシング終了時の反射光の低下状態を示す図である。

レーザ加工装置１は、レーザ加工をＮＣデータにて制御
するＮＣ装置２と、このＮＣ装置２がらの指令に基づい
て作動されるレーザ発振制御回路１４と、このレーザ発
振制御回ｗｒ１４により制御されてレーザ光３を発振す
るレーザ発振器４と、このレーザ発振器４より発振され
たレーザ光３を所定の方向に屈折して導く反射ミラー５
と、この反射ミラー５により導かれたレーザ光３を被加
工物６上へ集光する加工ヘッド７と、上記レーザ発振器
４と加工ヘッド７との間の光伝送ｌ！８８中に設けられ
加工ヘッド７にて集光され被加工物６へ照射されたレー
ザ光３が被加工物６から反射されて光伝送路８へ戻った
反射光３′を取り出すための半透過反射ミラー９と、こ
の反射ミラー９にて導かれた反射光３′を検出する光検
出手段としての光センサ１０と、この先センサ１０によ
って検出された検出信号に基づいてピアッシング終了が
否かを判断する判断手段１１とで構成されている。

この判断手段１１からのピアッシング終了信号は、上記
ＮＣ装置２へ伝送され、上記レーザ発振制御回路１４や
レーザ加工機の駆動部へ切断工程への移行指令を出し、
レーザ光や加工機を制御し、切断加工の工程に移行させ
る。

また、上記判断手段１１には基準値設定手段１５が設け
られ、予め判断基準となる基準信号が入力される。この
基準信号は例えば反射光３′の増減の量または割合とし
て設定している。そして、この判断手段１１にて上記光
センサ１０がらの検出信号と上記基準信号との比較によ
りピアッシング終了か否かが判断される。

さらに、ＮＣ装置２に対し、従来がら用いられているピ
アッシング加工時間設定手段１６を設け、種々ワークに
おいてピアッシングに要する時間の最長時間を設定し、
ピアッシング加工時間の最長限を設定しておくことで、
仮に上記光センサ１０または判断手段１１の作動不良が
生じ、ピアッシング終了信号が発されなかった場合等に
、遅くともこの設定時間経過後にピアッシング加工を終
了させるようにし、安全をはかつている。

次に、上記構成に基づく動作について説明する。

まず、ＮＣ装置２のレーザ発振指令に基づいてレーザ発
振器４がレーザ光３を発振し、このレーザ光３が反射ミ
ラー５で反射され、ミラー９を透過して加工ヘッド７内
に導入される。レーザ光３は加工ヘッド７内の集光レン
ズ１２にて集光され、その焦点を被加工物６表面に合わ
せて、かつアシストガス１３を供給することによって被
加工物６を溶接酸化させて加工開始のピアッシング加工
を行う。

特に、金属加工においてはレーザ加工時幾分かの被加工
物６からの反射光３′があり、この反射光３′はピアッ
シング加工時のまだ穴が貫通していない状態において非
常に多い。

したがって、この反射光３′の加工ヘッド７内へ戻った
分は光伝送路８中の反射ミラー９によって一部方向を変
えて取り出され、光センサ１０によって検出される。

ピアッシング加工が終了すると１．被加工物６に穴が貫
通されるため、反射光３′の量が急激に低下する。これ
を光センサ１０が検出し、判断手段１１にてピアッシン
グ加工終了が検知されると、ＮＣ装置２へ切断加工への
移行指令がかかり、レーザ発振器４および駆動部が制御
され、ピアッシング加工から通常の切断加工へ移行され
る。

光センサ１０は、例えばサーミスタ、熱電対、フォトダ
イオード等を使用することができる。

このように、ピアッシング加工終了を自動的に判断する
ため、ピアッシング加工時間の無駄な時間をなくし、か
つ常に確実なピアッシングが可能となる。

［発明の効果］本発明によれば、ピアッシング加工が終了すると、光検
出手段が反射光の急激な低下を検知し、この信号に基づ
いて自動的に次の切断工程への移行指令が出され、切断
加工を行うことができるので、無駄なピアッシング加工
時間の発生が防止でき、加工時間が大幅に短縮できると
ともに、常にピアッシング加工が完全に行われ、効率よ
い経済性の高いかつ安定した良好なレーザ加工が行える
。

また、光伝送路中の反射光′ｌ：検出しているので、ピ
アッシング加工位置に応じて加工ヘッドが移動しても、
光検出手段まで動かす必要がなく、光検出手段は光伝送
路に対し固定した位置に設けておくことができる。

さらに、ピアッシング加工時間設定手段を設け、ピアッ
シング加工時間の最長限を設定することで、もし仮に上
記光検出手段や判断手段に作動不良が生じた場合には、
上記設定時間で確実にピアッシング加工を終了させるこ
とができ、安全性が保障される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のレーザ加工装置の一実施例を示す模式
図、第２図はピアッシング加工時の反射光の状態を示し
、第３図はビアツシング加工終了時の反射光の低下状態
を示す図である。１・・・レーザ加工装置、２・・・ＮＣ装置、３・・・
レーザ光、３′・・・反射光、４・・・レーザ発振器、
６・・・被加工物、８・・・光伝送路、１０・・・光検
出手段としての光センサ、１１・・・判断手段、１６・
・・ビアツシング加工時間設定手段。特許出願人　　株式会社　日平トヤマ第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被加工物をレーザ光にて加工するレーザ加工装置
において、レーザ発振器と被加工物間のレーザ光の光伝
送路から被加工物から反射される反射光の一部を取り出
し、この反射光を検出する光検出手段と、この光検出手
段からの検出信号に基づいてピアッシング終了か否かを
判断する判断手段と、この判断手段から出力されるピア
ッシング終了信号に基づき被加工物の切断工程への移行
の指令を行うＮＣ装置とを備えたことを特徴とするレー
ザ加工装置。
（２）判断手段は光検出手段が反射光の急激な低下を検
知したときにピアッシング終了信号を出力することを特
徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
（３）ＮＣ装置に対し、ピアッシング加工時間の最長限
を設定するピアッシング加工時間設定手段を設けたこと
を特徴とする請求項１または２記載のレーザ加工装置。