JPH04319088A - レーザ加工装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被加工物を移動する加
工テーブルを備えたレーザ加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３に従来のレーザ加工装置のトーチ部
の構成を示す。図３において、１はトーチ受け口、２は
トーチ固定リングで、この２つの部品でトーチをレーザ
加工装置のレーザ光の光軸上に固定する。３は固定リン
グで、レンズホルダー４をトーチ本体５に固定する。６
は集光レンズで、レーザ光を集光する。７はスペーサリ
ングで、集光レンズ６とレンズホルダー４とスプリング
リング８の間隔を埋めている。レンズホルダー４集光レ
ンズ６を一定位置に固定保持し、スプリングリング８で
、集光レンズ６をレンズホルダー４に押しつける。９は
固定リングで、集光レンズ６をスプリングリング８を介
して固定する。１０はトーチ先端でトーチにノズル１１
を固定するベース板である。１２は調整ボルトで、ノズ
ル１１の中央にレーザ光がとおるようにセンター出しを
するためにノズル１１の位置を調整する。１３はノズル
固定板で、ノズル１１を固定する。１４はノズルホルダ
ー、１５はノズル固定リングで、この部品ノズル１１を
固定する。１６はノズルベースで、ノズル１１のＺ軸位
置を微調整し、固定する。ノズル１１はアシストガスを
噴出させるとともに、レーザ光を出射する。１７はアシ
ストガスの入口、２２はボルト、２３はＯリングである
。

【０００３】続いて図３を用いて、レーザ加工装置のト
ーチ部の機構について説明する。トーチはトーチ受け口
１とトーチ固定リング２によりレーザ加工装置のレーザ
光の光軸上に固定される。集光レンズ６はレンズホルダ
ー４に固定されトーチ本体５にノズル１１の先端近傍に
焦点が位置するように取り付けられ、固定リング３で固
定される。ノズル１１はノズルベース１６に螺合固定さ
れ、調整ボルト１２でレーザ光がノズル１１の中央を通
るようにセンター出しをして固定される。ノズルベース
１６はノズル１１先端と焦点位置の位置関係（Ｎ−Ｆ距
離）を微調整して、ノズル固定リング１５で固定される
。一方、アシストガスはトーチ本体５の側壁のアシステ
オガス入口１７からトーチ内に導入され、ノズル１１先
端から被加工物に向けて噴出する。

【０００４】実際のレーザ加工では、さらにトーチ先端
と被照射物の距離（Ｎ−Ｗ距離）を位置決め装置で設定
される。その結果、レーザ出力，レーザ波形，Ｎ−Ｆ距
離，Ｎ−Ｗ距離およびアシストガス圧力を設定し、適切
な加工条件でレーザ加工が実施される。

【０００５】レーザ加工は大きく分類して、穴あけ加工
と切断加工の２つに分類される。穴あけ加工は切断加工
を始める前に必要で、被加工物にレーザ光をある時間照
射して貫通穴を形成する過程である。その後、形成され
た貫通穴より切断加工が始められる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例において、
レーザ加工のうち穴あけ加工では被加工物の材料的なば
らつきなどを考慮して、完全に穴に貫通するように穴あ
け加工時間を十分長く設定する必要があった。一般に、
貫通時間は約２０％前後のばらつきがあるとされ、その
ため穴あけ加工時間は２０％以上の時間的な裕度を要し
、これがレーザ加工全体のタスクタイムを長くする最大
の要因であった。

【０００７】本発明は、穴あけ加工の完了を検出し、そ
の検出信号を受けてプログラムを次のステップに進行さ
せてレーザ加工全体のタスクタイムを短縮することを目
的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、レーザ光の出口に設けられたトーチに加工
点が視野に入るようにセンサ取付け、そのセンサーで照
射されたレーザ光の反射光を直接またはウインドウを介
してある特定波長成分の光のみを検出し、センサ出力信
号が急に減少する時点を穴あけ加工終了時点とし、その
穴あけ加工終了時点から一定の時間経過の後に自動的に
プログラムを次ステップに進行させる数値制御装置を備
えるようにしたものである。

【０００９】

【作用】前記手段によれば、センサ出力信号の急な減少
によりレーザ加工のうち穴あけ加工の終了時点が明確に
検出できるので、そのセンサ信号を受けて一定の時間経
過の後に自動的にプログラムを次ステップに進行させる
ことでレーザ加工全体のタスクタイムは大幅に短縮する
。

【００１０】

【実施例】以下に図面を用いて本発明の一実施例を説明
する。図１に本発明の一実施例を示す。

【００１１】図１において、図３と同じ部分については
、同じ符号を付して詳細な説明は省略し、図３と異なる
点について説明する。図において、１８はセンサ支柱で
センサ２０をトーチ本体５に固定する。１９はセンサガ
ードで、センサ２０をレーザ加工時に発生するスパッタ
などから保護する。

【００１２】センサ２０は被加工物の加工点に視野が向
けられ、被加工物で反射されたレーザ光の反射光をウイ
ンドウ２１を介してある特定波長の光のみを検出する。 ウインドウ２１は被加工物で反射されたレーザ光の反射
光のうちある特定の波長の光のみ通過させ、センサ２０
に誘導する。その他は従来例と同じである。

【００１３】次に図１を用いてその機能を説明する。レ
ーザ加工の内穴あけ加工過程では被照射物に貫通穴がな
いためレーザ光は被加工物表面で吸収または反射され、
反射された光の一部はウインドウ２１を介してセンサ２
０に誘導される。穴あけ加工時は前述したように被加工
物が貫通していないため反射される光の強度が比較的強
く、その光をセンサ２０が検出するためセンサ出力信号
が強く、貫通するとレーザ光の大部分が被加工物を通過
するため反射光が急激に減少する。その結果、レーザ光
の反射の強度は被加工物の貫通の前後で著しく変化し、
センサ２０の出力信号もレーザ反射光強度の変化に追従
して変化する。この様子を図２に示した。図２（ａ）に
よると、穴あけが貫通すると反射光の強度が急激に弱く
なり、センサ２０からの出力信号が急激に変化する。レ
ーザ光の反射光の強度は被加工物の反射係数によっても
異り、そのため反射光強度の絶対値を検出して穴あけ加
工の完了を判定することは困難であり、反射光の強度の
変化率で穴あけ加工完了を判定することで被加工物の材
質に対する依存性をなくすることが可能である。この急
激なセンサ出力信号の変化をとらえて穴あけ加工完了を
判定し、図２（ｂ）に示すように、この検出信号の発生
後一定の時間ｔ経過の後（例えば１秒程度）プログラム
を進行させる信号を数値制御装置に送り、従来の穴あけ
加工時間の裕度より十分に短い時間で次の工程に進める
ことでレーザ加工全体のタスクタイムを短縮する。

【００１４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、穴あけ加工に切断加工が伴うレーザ加工におい
て、穴あけ加工の終了を電気信号として取り出すことが
できるので、次の切断加工に移行するときのロスタイム
が無くなり、レーザ加工全体のタスクタイムを短縮する
ことが可能で、作業効率を著しく向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレーザ加工装置に用いられるトーチ部
の一実施例の断面図

【図２】（ａ）はセンサの出力信号の一例を示す図（ｂ
）は数値制御装置への穴あけ加工終了信号の発生タイミ
ングを示す図

【図３】従来のレーザ加工装置のトーチ部の断面図

【符
号の説明】 ２０　　　　センサ ２１　　　　ウインドウ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　レーザ光を発生するレーザ発振器、被
   加工物を移動する加工テーブルおよびその加工テーブル
   を制御する数値制御装置からなるレーザ加工装置におい
   て、レーザ光の出口に設けられたトーチに加工点が視野
   に入るようにセンサを取付け、照射されたレーザ光の反
   射光をそのセンサで検出し検出信号が急に減少する時点
   を穴あけ加工終了時点とし、その穴あけ加工終了時点か
   ら一定の時間経過後に自動的にプログラムを次ステップ
   に進行させるレーザ加工装置。
2. 【請求項２】　　センサの前方にある特定波長の光のみ
   通過するウインドウを設け、レーザ光の反射光の内ある
   特定波長成分の光をセンサで検出する請求項１記載のレ
   ーザ加工装置。