JPH0491880A - レーザ加工機のピアス完了検出装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明はレーザー加■機によるピアス加工のピアス完
了検出装置に関する。

（従来の技術） レーザ光による板金切断を行なうレーザ加］ニ機におい
て、通常、切断を行なう前にピアス加工を行なわなけれ
ばならない。このピアス加工の完了時間は、シャッタが
開かれ、ワークにレーザ光が照射されてから、レーザ光
が貫通するまでの時間であるが、この時間は発振器の状
態（パワー、モト）、ワークの状態（板厚、組成、表面
状態）、加工機の状態（ミラー　カッティングレンズ）
により大幅に異なるものである。−例をあげると、ＳＰ
Ｈ板厚板厚９ｍ項合、最良時５秒、最悪時１８２゜５秒
で７．５秒もの開きがある。

現在の加工機のピアスの待ち時間は、全ての状態が最も
悪い条件でも、確実にピアスが完ｒするように余裕をみ
て、かなり大きな時間をとっており、ピアス完了の有無
に関わらず、ピアス時は常に決まった時間待ちを行なっ
ている。

（発明が解決しようとする課題） ピアス待ち時間は、上記のように余裕をみて設定してい
る。しかし、通常では、ピアス待ち時間より早くピアス
が完了するが、ピアス完了を検出する手段がないため、
常に設定された時間だけ待っていることになる。そのた
め、大きな無駄時間が生じていた。

また、ワークの材質、板厚によりピアス完了時間が異な
るため、それぞれについて、材質、板厚に対するピアス
完了時間の情報を、自動プログラミング装置または、オ
ペレータが知っていなければならなかった。更に、ＮＣ
文にも、ピアス完了待ち時間の情報が必要なため、メモ
リの消費や実行速度が遅くなるという問題があった。

この発明は、このような問題に着目して創案されたもの
で、ワークの材質、板厚等に無関係にピアス完了時を検
出するピアス完了検出装置を、提供することを目的とす
るものである。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 前記の目的を達成するために、この発明は、カッティン
グヘッドのノズル先端とカッティングレンズの間におけ
るノズル先端の光を検出するセンサ、ラド部と、センサ
ヘッド部の検出信号に基づいてピアス加工の完了を検出
する検出部とからなり、前記のセンサヘッド部がノズル
先端の光を反射するミラーと、カッティングヘッドの外
側に設けた光センサとからなり、前記検出部が入力アン
プと、人力波形のレベル検出部と、振動波形検出部と、
ＮＣ出力部とからなるものである。

（作　用） このような構成において、カッティングヘッドからワー
クにレーザ光を照射すると、ワークの表面に発生する光
が、センサヘッド部で検出される。この光は初めは強く
、穴があくと急に弱くなるので、この光の変化を検出部
で検出して、ピアス完了の判断を行ない、ＮＣ装置へピ
アス完了の信号を送る。ピアス加工中におけるワーク表
面に発生する光の変化には、種々の波形があるので、波
形のレベル及び振動状態等を検出してピアス完了時を判
断する。

（実施例） 次に、この発明の実施例について説明する。

第１図はこの発明の基本構成の説明図である。センサヘ
ッド部１はレーザ加工機のカッティングへラド３に取付
けてあり、ピアス加工においてワクＷに発生する光をカ
ッティングレンズ５及びノズル７の間で補そくする。セ
ンサヘッド部１で検出した信号は検出部９へ送られ、こ
こで、ピアス完了の検出を行ない、ピアス完了信号をＮ
Ｃ装置１１へ送る。検出部９にはピアス加工の始めに、
ＮＣ装置１１からシャツタ開信号が送られる。

センサヘッド部１は第２図のように、ミラー１３、窓１
５及び増幅器を取付けた可視光センサ１７等からなって
いる。ミラー１３はカッティングへラド３の内部に設置
しであるが、カッティングヘッド３の内部は酸素等のア
シストガスが充満しており、また、レーザ光路となって
おり苛酷な環境であるので、可視光センサ１７は窓１５
によって分離して、カッティングへラド３の外部に置い
である。可視光センサエフに入力された光は、電気信号
に変換増幅され、検出部へ送られる。なお、ミラー１３
、窓１５及び可視光センサ１７は１体的に構成しである
。

検出部９は第３図のように、入力アンプ１９、入力波形
のレベル検出部２１、振動波形検出部２３及びＮＣ出力
部２５等からなっている。

入力アンプ１９は、シャツタ閉の状態即ち、センサヘッ
ドからの信号が本来ゼロであるべき時は、ＮＣ装置によ
りオフセットスイッチＳＷをＯＮにし、コンデンサＣに
、入力電圧と同等になるように電荷を蓄えることにより
、Ａ点の出力電圧を常にゼロにしである。ピアス加工を
開始する時は、ＮＣ装置のシャツタ開の信号により、オ
フセットスイッチＳＷをＯＦＦにし、オフセット調整を
解除するようにしである。このように、シャツタ開直前
のセンサ信号入力時に、出力電圧がゼロになるように調
整しているので、シャツタ開後（オフセット調整解除後
）は、シャッタが開いてからのセンサ信号の変化のみを
増幅することになる。

入力アンプ１９により増幅された信号は、レベル検出部
２１及び振動波形検出部２３へ入力される。レベル検出
部２１は入力波形の平均値を基準値ＶＨ及びＶＬと比較
して、信号の状態を監視するものであり、第４図のセン
→ノ゛信号の波形１と第５図のセンサ信号の波形２の場
合の判定を行なう。

即ち、シャツタ開信号によりレベル検出部２１か動作を
始め、信号人力がＶＨ以上になったのを確認する。その
後、ピアス加」、が進むにつれて入力信号は、急に波形
１または、振動し、なから波形２のように徐々に下るが
、信号がＶＬ以ト°の状態が１−］時間以上続いた項八
、ＮＣ出力部２５ヘピアス完了信号を出力オる。

振動検出部２３は第６図のセンサ信号の波形３の場合の
判定をｊうなう。即ち、シャツタ開信号により振動検出
部も動作をはじめ、信号入力がＶＨ以」二になったのを
確認する。その後、入力信号は振動しながら徐々に下が
り振動か無くなるが、この状態がｔ−２時間量１続き、
かつ入力信号の平均値がＶＭ以）゛であるとき、ＮＣ出
力部２５へ完了信号を出力する。ここで、振動の状態の
判定として波形の最大最小が所定値ＶＰＰ以下であると
振動がないと判断する。

レベル検出部２１、振動波形検出部２３のいずれかの検
出部が前記の条件に達したとき、前記のようにＮＣ出力
部２５ヘピアス完了信号が出力され、ＮＣ出力部２５は
ＮＣ装置に対しピアス完了パルスを出力する。これより
ＮＣ装置はピアス待ちを解除し、切断を開始する。

この実施例では、カッティングヘッド３の内部に設置し
たミラー１３により、ワーク表面の光を反射させ、これ
をカッティングヘッド側面の窓を通して光センサ（可視
光領域センサ）で検出している。しかし、カッティング
ヘッド内にセンサを設置し、直接ワーク表面の光を検出
してもよく、またミラー、窓の代りに例えば、光ファイ
バを用いてヘッド外部へ直接光を導いてもよい。また、
ノズル先端の光の検出場所をカッディング１／ンズの上
部にしてもよい。更に、可視光センサのほが紫外光セン
サ、赤外光センサ、熱センサ等を使用してもよい。

［発明の効果コ 以上の説明から理解されるように、この発明は特許請求
の範囲に記載の構成を備えているので、従来のようなピ
アス加］−完了から切断開始までの無駄時間か無くなり
、大幅な加ゴー時間の短縮が図れる。また、ピアス完了
信号をＮＣ装置へ入力するので、ワー４．りの材質、板
厚等に関する自動プログラミング装置のＮＣ文内のピア
ス完Ｔ時間情報が不要になり、装置の自動化、高速化及
び簡略化等が可能になる。

【図面の簡単な説明】 第１゜図はこの発明の基本構成の説明図、第２図はセン
サヘッド部の説明図、第３図は検出部の説明図、第４図
、第５図、第６図はそれぞれ入力波形１、入力波形２、
入力波形３の場合の判断基準の説明図である。 図面の主要な部分を表わす符号の説明 １３・・・・・・ミラ １７・・・・・可視光センサ ］９・・・・−・人ツノアンプ ２１・・・・・レベル検出部 ２３・・・・・・振動波形検出部 ２５・・・・・・ＮＣ出力部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　カッティングヘッドのノズル先端とカッティングレン
   ズの間におけるノズル先端の光を検出するセンサヘッド
   部と、センサヘッド部で検出した信号に基づいてピアス
   加工の完了を検出する検出部とからなり、前記センサヘ
   ッド部がノズル先端の光を反射するミラーと、カッティ
   ングヘッドの外側に設けた光センサとからなり、前記検
   出部が入力アンプと、入力波形のレベル検出部と、振動
   波形検出部と、ＮＣ出力部とからなるレーザー加工機の
   ピアス完了検出装置。