JPH03285783A - レーザ切断加工装置 - 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］ 本発明はレーザ光のエネルギを利用して各種材料の切断
加工を行うレーザ切断加工装置に関するものである。

［従来の技術］ 第４図は従来のこの種のレーザ切断加工装置の一例を示
す概略構成図である。図において、レーザ発振器（１）
から出力されるレーザ光（２）は、安全のためにビーム
ダクト（３）を通り、レーザ光（２）の方向を変えるペ
ンドミラー（４）等によって加工ヘッド（５）の加工レ
ンズ（６）に導がれ、加工レンズ（６）によって集光さ
れ、その焦点位置にて金属等の被加工物（７）を切断加
工する。加工ガスポンベ（８）に収容された加工ガスは
、レギュレータ（９）により切断加工に適した所定の圧
力に設定された後、電磁弁（１０）を経て加工ヘッド（
５）の先端が縮径するテーパ状先端ノズル（１１）より
、レーザ光（２）と同軸状に噴き出される。

被加工物（７）は、ＮＣ装置（１２）により制御される
加工テーブル（１３）上に載置されて任意の方向に移動
され、レーザ光（２）のエネルギによって任意の形状（
１４）に切断加工される。

ＮＣ装置（］２）は、予め設定されたプログラムに従っ
て電磁弁（１０）や加工テーブル（１３）を制御し、被
加工物（７）を所望の形状に切断加工させることができ
る。

ここで、被加工物（７）の切断加工に際しては、被加工
物（７）上の加工開始点（１５）に、始めに貫通穴明け
を行うと、以後の切断加工を容易に行うことができる。

第５図はテーパ状先端ノズル部分を拡大して示す縦断面
図であり、加工レンズ（６）で集光されたレーザ光（２
）は、被加工物（７）の表面で焦点を結び、テーパ状先
端ノズル（１１）の周壁に装着されたニップル（１６）
から供給されてレーザ光（２）と同軸状に噴き出される
加工ガスの助けを借りて被加工物（７）を溶融させ切断
加工する。

［発明が解決しようとする課題］ このように構成された従来装置において、被加工物（７
）の切断加工に先立って行う加工開始点（１５）での貫
通穴明は作業が完全に行われていないと、以後の切断加
工の途中で爆発的に大きな穴が明き、加工レンズ（６）
やテーパ状先端ノズル（１１）を損傷するという欠点か
あった。このような欠点をなくするためには、貫通穴明
は作業が完全に行われるように穴明は作業時間を長く設
定すれば良いか、その場合には被加工物（７）の板厚か
厚くなると、貫通穴明は作業に要する時間も板厚に合わ
せて長く設定する必要かあり、設定時間のバラツキが生
ずる。

このため、従来はＮＣ装置（１２）のプログラム設定時
に、想定される板厚の一番厚い場合に確実に貫通穴明は
作業が完了する時間を設定するようにしている。この結
果、従来は貫通穴明は加工時間が長くなり、装置稼動時
間における貫通穴明は加工時間の比率が高く、非能率的
であるという問題があった。

ところで、これらの問題を解決するものとして、レーザ
加工時にテーパ状先端ノズル（１１）から加工面に噴出
する加工ガスのテーパ状先端ノズル（１１）内における
圧力変動、すなわち貫通穴明は完了前と後におけるテー
パ状先端ノズル（１１）内のガス圧変化を、圧カセンザ
にて検出するようにしたもの（特開昭６１−１３５４９
３号公報）が既に提案されているが、テーパ状先端ノズ
ル（１１）は、その末端の加工ガス噴出孔（］、ｌａ）
部の内径と上部空間部分の内径との間に大きな開きがあ
り、テーパ状先端ノズル（ｊｌ）内におけるガス圧変化
量か微量なため、検出が困難であるばかりでなく、種々
の外部要因にて変化するテーパ状先端ノズル（１１）内
のガス圧力変動の中から貫通穴明は完了により変化する
ガス圧のみを捉えて貫通穴検出信号として検出すること
は非常に難しく、実用化されていないのが実情である。

本発明は斜上の点に鑑み、貫通穴を確実に検出して貫通
穴明けに要する加工時間を適正化できるとともに、これ
によって切断加工時間を短縮して生産性の向上に寄与で
きるレーザ切断加工装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係るレーザ切断加工装置は、テーパ状先端ノズ
ルの加工ガス噴出孔近傍に、レーザ光による被加工物へ
の貫通穴明けが完了したか否かを検出するための検出ガ
スの噴出孔を設けるとともに、この検出ガス噴出孔に連
なる内径がほぼ同一の検出ガス供給経路内に、該経路内
ガス圧力の変化を検出する圧力変化検出器を設置したも
のである。

［作　用］ 本発明においては、検出ガス噴出孔に連なる検出ガス供
給経路がその内径をほぼ同一に設定されているので、貫
通穴明は完了前と後における検出ガス供給経路内でのガ
ス圧変化量が大きく、これを検出ガス供給経路内に設置
した圧力変化検出器により容易に捉えることができ、こ
れにより貫通穴を確実に検出することができる。

［実施例］ 以下、従来に相当する部分には同一符号を付して示す第
１図乃至第３図の実施例により本発明を説明する。第１
図は本実施例に係るレーザ切断加工装置の概略構成図、
第２図は貫通穴明は作業開始時におけるテーパ状先端ノ
ズル部分を拡大して示す縦断面図、第３図は同じく貫通
穴明は作業完了時のテーパ状先端ノズル部分を示す縦断
面図である。図において、（ｌｌｂ）はテーパ状先端ノ
ズル（１１）の周壁の一部に形成された縦方向に延びる
検出ガス供給路で、その下端はテーパ状先端ノズル（１
１）の加工ガス噴出孔（１，１，ａ、）近傍に開口し、
検出ガス噴出孔（Ｉｌｃ）を形成するとともに、その上
端はテーパ状先端ノズル（１１）の周壁に装着されたニ
ップル（１７）を介して検出ガスボンベ（１８）に連な
る管体（１９）に接続されている。

管体（１９）はその内径が検出ガス供給路（１，１，ｂ
　’）の内径とほぼ同一かそれに近いものか用いられ、
その途中には検出ガスボンベ（１８）側からレギュレタ
（２０）、電磁弁（２］）、及び圧力変化検出器（２２
）がそれぞれ設置され、検出ガスボンベ（１８）に収容
された検出ガスが、レギュレータ（２０）により所定の
圧力に設定された後、電磁弁（２Ｉ）、圧力変化検出器
（２２）及びニップル（１７）を介しテーパ状先端ノズ
ル（１１〉側の検出ガス供給路（Ｉｌｂ）内に導入され
、検出ガス噴出孔（Ｉ　Ｉｃ）より被加工物（７）の表
面、すなわち加工レンズ（６）によって集光されたレザ
光（２）の焦点近傍に向は噴出されるようになっている
。

圧力変化検出器（２２）からの信号はＮＣ装置（１２）
に入力されるようになっており、ＮＣ装置（１２）は、
圧力変化検出器（２２）から貫通穴明は完了信号の入力
があると、切断加工を開始するようにプログラムされて
いる。

圧力変化検出器（２２）は、検出ガス噴出孔（１１ｃ）
から被加工物（７）の表面に向けて噴出されたガス圧の
変化、すなわち背圧の変化を増幅するガス圧増幅器（２
２ａ）と、ガス圧増幅器（２２ａ）から出力されたガス
圧信号を電気信号に変換するガス電変換器（２２ｂ）と
、ガス圧増幅器（２２ａ）の感度を調整するための流量
調整器（２２ｃ）とから構成されている。

上述の構成を有する本実施例装置は、貫通穴明けが完了
していない状態（第２図）では、検出ガス噴出孔（ｌｉ
ｅ）から噴出した検出ガスが被加工物（７）の表面に衝
突して跳ね返り、背圧が生じて検出ガス供給経路内の検
出ガス圧が変化し、圧力変化検出器（２２）がＯＮ動作
する。ところか、貫通穴が形成された状態（第３図）に
なると、検出ガスは被加工物（ア）に衝突しないで貫通
穴を通過するようになり、背圧がなくなる。この時、圧
力変化検出器（２２）はＯＦＦの状態になり、貫通穴明
は作業完了信号としてガス電変換器（２２ｂ）の端子ｒ
　ＮＯＪｒｃＯＭＪ間に電気信号として出力される。Ｎ
Ｃ装置（１２）はこのガス電変換器（２２ｂ）からの信
号に基づき切断加工を開始させる。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、テーパ状先端ノズ
ルの加工ガス噴出孔近傍に、レーザ光による被加工物へ
の貫通穴明けが完了したか否かを検出するための検出ガ
スの噴出孔を設けるとともに、この検出ガス噴出孔に連
なる内径がほぼ同一の検出ガス供給経路内に、該経路内
ガス圧力の変化を検出する圧力変化検出器を設置するよ
うにしたので、貫通穴明は完了前と後における検出ガス
供給経路内でのガス圧変化量を大きくてき、これにより
貫通穴を確実に検出することが可能となり、貫通穴明け
に要する加工時間を適正化でき、切断加工時間の短縮化
が図れ、生産性が向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るレーザ切断加工装置を概
略的に示す構成図、第２図はその要部を拡大して示す縦
断面図、第３図は第２図とは異る状態を示す縦断面図、
第４図は従来のレーザ切断加工装置を示す第１図相当図
、第５図はその要部を拡大して示す第２図相当図である
。 図において、（２）はレーザ光、（５）は加工ヘッド、
（７）は被加工物、（１１）はテーパ状先端ノズル、（
ｌｌａ）は加工ガス噴出孔、（ｌｌｂ）は検出ガス供給
路、（ｌｌｃ）は検出ガス噴出孔、（１９）は管体（検
出ガス供給路）　、（２２）は圧力変化検出器である。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加工ヘッドの先端が縮径するテーパ状先端ノズルからレ
   ーザ光を出射させるとともに加工ガスを噴射させ、上記
   レーザ光のエネルギを利用して被加工物を切断加工する
   レーザ切断加工装置において、上記テーパ状先端ノズル
   の加工ガス噴出孔近傍に、レーザ光による被加工物への
   貫通穴明けが完了したか否かを検出するための検出ガス
   の噴出孔を設けるとともに、この検出ガス噴出孔に連な
   る内径がほぼ同一の検出ガス供給経路内に、該経路内ガ
   ス圧力の変化を検出する圧力変化検出器を設置したこと
   を特徴とするレーザ切断加工装置。