JPH0481285A - レーザ加工機 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明はレーザ加工機に係り、更に詳しくはレーザ加工
の加工条件の決定手段の改良に関するものである。

［従来の技術］ 第３図は、従来公知の一般的なレーザ加工機の外観を示
す説明図である。

第３図において、（１）は加工ヘッド、（２）は加工ヘ
ッド（１）を上下方向（Ｚ方向）に移動させる２軸ユニ
ツト、（８）はＺ軸ユニット（２）を前後方向（Ｙ方向
）に移動させるＹ軸ユニットである。

（４）はＹ軸ユニット（３）を支持するコラム、（５）
はベツド、（６）はテーブルである。テーブル（６）は
ベツド（５）の上を左右方向（Ｘ方向）に移動する。ま
た、（７）はテーブル（６）の駆動機構を保護するため
の金属カバー、（８）はテーブル（６）の」二の被加工
物である。

このような構成の従来のレーザ加工機でレーザ発振器で
発振されたレーザ光は、伝送ミラー等によって加工ヘッ
ド（１）に導かれ、加工ヘッド（１）内のレンズによっ
て集光される。集光されたレーザ光は、ビームとなって
被加工物（８）に照射されてレーザ加工が開始される。

加工が開始されると、Ｘ方向へはテーブル（６）と共に
被加工物（８）が移動し、Ｙ方向にはＺ軸ユニット（２
）と共に加工ヘッド（１）が移動する。この結果、被加
工物（８）が加工ヘッド（１）に対して相対的に、二次
元的に移動して被加工物（８）に所定の輪郭形状が切断
加工されることになる。

一般に、この種のレーザ加工機で切断加工を開始する場
合は、被加工物（８）の加工開始位置に加工開始孔が開
けられる。そして、加工開始孔の孔開けを行ってから、
被加工物（８）の材質・板厚等に応じて予め設定されて
いる標準的な加工条件（レーザ出力・送り速度等）が選
択されて加工開始孔の位置からレーザ加工が開始される
。

従来、加工条件は通常側々の被加工物（８）の材質・板
厚等に基づいて経験的に知られている標準的な加工条件
の中から、操作者が適当な加工条件を選択して適用して
いる。しかしながら、被加工物（８）の板厚や組成或い
は表面状態などのバラツキによって、標準的な加工条件
では希望する結果が得られない場合が多い。このような
場合には、最適な加工条件を見出すまで試行錯誤が繰り
返されることになる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のレーザ加工機は以上のように構成されており、加
工条件の決定には被加工物の材質・板厚を調べ、経験的
に知っている加工条件を適用するか、又は試行錯誤を繰
り返して最良なものを求めるしかなかった。したがって
、経験の乏しい者は言うまでもなく、経験豊富な者でも
加工条件の決定には多大の時間と労力を要するという問
題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、経験の有無を問わず誰でも簡単に最適な加工
条件を決定できるレーザ加工機を得ることを目的とする
。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るレーザ加工機は、加工開始孔の孔開は時
間を測定する時間測定手段を備え、この時間測定手段に
よって測定された孔開は時間により、加工条件を自動的
に決定するレーザ加工機を構成したものである。

［作用］ 予め設定されている標準的な加工条件で加工開始孔の孔
開は加工が始められると、時間測定手段が加工開始孔の
加工時間の測定動作を開始して孔開は完了と共に加工時
間が実測される。そして、被加工物の加工開始孔を加工
したときに実測した加工時間を基にして、例えば制御装
置が標準的な加工条件を修正した最適な加工条件を決定
してレーザ加工が開始される。

［実施例コ 第１図はこの発明の一実施例であるレーザ加工機の構成
を示す構成図である。図において（１）及び（８）はそ
れぞれ従来例と同様で加工ヘッド及び被加工物である。

（９）はレーザ発振器で、（１０）はレーザ発振器（９
）で発振されたレーザ光、（１１）はレーザ光（１０）
をレーザ発振器（９）から加工へ・ソド（１）まで導く
伝送ミラー、（１２）は加工ヘッド（１）内に設けられ
たレーザ光（１０）を集光するためのレンズである。（
１３）は被加工物（８）に開けられた加工開始孔、（１
４）は被加工物（８）の下側（被加工物（８）に対して
加工ヘッド（１）と反対側）に設置され、加工開始孔（
１３）を通過してくるレーザ光（１０）を検出する受光
素子、（１５）はレーザ発振器（９）を含むレーザ加工
機のシステム全体を制御する制御装置である。（１６）
は受光素子（１４）からの検出信号を制御装置（１５）
へ伝える信号線、（１７）は制御装置（１５）からの制
御信号をレーザ発振器（９）へ伝える信号線である。な
お、制御装置（１５）には、レーザ発振器（９）に加工
開始孔（１３）を開けるための指令を送信してから、受
光素子（１４）からの検出信号を受信するまでの時間（
すなわち、加工開始孔（１３）の孔開は所要時間）を測
定する時間測定手段及び測定された孔開は時間をパラメ
ータとして加工条件を決定する加工条件決定手段がプロ
グラムされているものとする。

このような構成の本発明の動作を、次に説明する。

加工の開始に先立って、先ず被加工物（８）の材質を制
御装置（１５）に登録する。その後、制御装置（１５）
の加工開始スイッチにより加工を開始させると、予め制
御装置（１５）に設定されていた標準的な加工条件（加
工条件を決定するための基準となるべき加工条件）で加
工開始孔（■３）の孔開けを行う。

同時に孔開は所要時間の測定を行い、この測定された孔
開は時間に基づいて加工条件の決定を行う。

制御装置（１５）には被加工物（８）の材質毎に孔開は
所要時間に応じた加工条件が設定されており、測定結果
に基づき自動的に加工条件が選択、決定される。この時
、孔開は所要時間の区分は細かい（例えば０．１秒刻み
など）程、微妙な加工条件の設定が可能となり、良好な
加工結果が期待できるが、これは制御装置（１５）の記
憶容量や処理能力により適宜決定することになる。

次に、加工開始孔（１３）の孔開けの加工時間に基づい
て、加工条件が決定できる理由を説明する。

第２図（Ａ）は同一加工条件（出力）で同一の材質（こ
の場合、軟鋼）の被加工物（８）に加工開始孔（１３）
を開けた場合に、板厚によって孔開は所要時間がどのよ
うに変化するかを示したものである。

第２図（Ａ）において、板厚と孔開は所要時間の関係は
一対一対応であるから、孔開は所要時間を測定すること
により間接的に板厚を知ることができるのがわかる。ま
た、第２図（Ｂ）は同一材質の被加工物（８）を加工（
切断）する場合の板厚と単位長さ当たりの加工に要する
エネルギ（すなわち、加工条件におけるレーザ出力）の
関係を示したものである。第２図の（Ｂ）においては、
板厚と単位長さ当たりの加工に要するエネルギの関係は
一対一対応であり、板厚がわかれば加工条件が決定でき
ることがわかる。以上の２つを考え合わせれば、加工開
始孔（１３）の孔開は時間を測定することによって、加
工条件を決定することができるということがわかる。

なお、上述の実施例では被加工物（８）の下側の受光素
子（１４）で加工開始孔（１３）の孔開けの完了を検出
したが、受光素子（１４）を被加工物（８）の上側に設
置して反射レーザ光の変化（減少）によって孔開は完了
を検出してもよく、加工ヘッド（１）内の加工ガス圧の
変化（加工開始孔（１３）の貫通によって、圧力が下が
る）を圧力センサで検出しても良い。即ち、本発明は加
工開始孔（１３）の孔開は完了の検出を、必ずしも実施
例に限定するものではない。また、加工条件の決定を制
御装置（１５）に予め設定されていた加工条件の中より
選択する場合で説明したが、加工条件を孔開けの加工時
間をパラメータとした関係式で表してこの関係式を用い
て制御装置（１５）が計算によって加工条件を決定する
ようにしても良い。この他、本実施例では１回の加工開
始孔（Ｉ３）の孔開けによって加工条件を決定していた
が、孔開は時の条件を変えて２ケ所以上で加工開始孔（
１３）を開ける試験機能を付加すれば、加工条件がより
最適なものに決定されるようになる。この結果、被加工
物（８）の材質も判断できるようになるため、操作者が
制御装置（１５）に被加工物（８）の材質を登録する手
間をなくすことも可能となる。

［発明の効果コ 以上のように、この発明によれば加工開始孔の孔開は所
要時間を測定する手段を有し、それによって測定された
孔開は時間によって加工条件を自動的に決定するように
したため、操作者の経験の有無を問わず、誰でも簡単に
最適な加工条件を決定でき、常に安定した加工が可能な
レーザ加工機が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すレーザ加工機の構成を
示す説明図、第２図（Ａ）　、　（Ｂ）は本発明を説明
するための線図で、（Ａ）は同一加工条件で同−利質の
被加工物に加工開始孔を開けた場合の板厚と孔開は所要
時間の関係を示す説明図、（Ｂ）は同一材質の被加工物
を加工する場合の板厚と単位長さ当たりの加工に要する
エネルギの関係を示す説明図、第３図は従来公知の一般
的なレーザ加工機の外観を示す説明図である。 （１）は加工ヘッド、（８）は被加工物、（９）はレー
ザ発振器、（１０）はレーザ光、（１３）は加工開始孔
、（工４）は受光素子、（１５）は制御装置である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被加工物に設けられた加工開始孔に集光されたレーザ光
   を照射してレーザ加工を開始するレーザ加工機において
   、 前記加工開始孔の加工時間を測定する時間測定手段を設
   けると共に、該時間測定手段の測定結果に基づいて前記
   被加工物の加工条件を決定する加工条件決定手段とを備
   えたことを特徴とするレーザ加工機。