JPH05138375A - レーザ加工機 - Google Patents
レーザ加工機Info
- Publication number
- JPH05138375A JPH05138375A JP3326968A JP32696891A JPH05138375A JP H05138375 A JPH05138375 A JP H05138375A JP 3326968 A JP3326968 A JP 3326968A JP 32696891 A JP32696891 A JP 32696891A JP H05138375 A JPH05138375 A JP H05138375A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- light amount
- detected
- piercing
- blow
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ブローアップの危険性の有無を検出できるレ
ーザ加工機の提供。 【構成】 レーザ加工機は、レーザ光線Ｌの照射によっ
て溶融部分から生じるレーザ光線Ｌの波長と異なる波長
を有する光を検出する検出手段９と、レーザ発振器１を
制御するとともに検出手段９で検出した検出光量を入力
する制御装置４とを備える。制御装置４には予めブロー
アップの有無を判定するためのブローアップ予想判定光
量Ａとピアッシングの終了を判定するためのピアッシン
グ終了判定光量Ｂとを付与してあり、制御装置４は、検
出光量がブローアップ予想判定光量Ａ以上となったら、
ブローアップの危険性ありと判定する。また制御装置４
は、ピアッシング加工時に、被加工物５へのレーザ光線
Ｌの照射時における検出光量がピアッシング終了判定光
量Ｂ以下となったら、ピアッシング終了と判定する。
ーザ加工機の提供。 【構成】 レーザ加工機は、レーザ光線Ｌの照射によっ
て溶融部分から生じるレーザ光線Ｌの波長と異なる波長
を有する光を検出する検出手段９と、レーザ発振器１を
制御するとともに検出手段９で検出した検出光量を入力
する制御装置４とを備える。制御装置４には予めブロー
アップの有無を判定するためのブローアップ予想判定光
量Ａとピアッシングの終了を判定するためのピアッシン
グ終了判定光量Ｂとを付与してあり、制御装置４は、検
出光量がブローアップ予想判定光量Ａ以上となったら、
ブローアップの危険性ありと判定する。また制御装置４
は、ピアッシング加工時に、被加工物５へのレーザ光線
Ｌの照射時における検出光量がピアッシング終了判定光
量Ｂ以下となったら、ピアッシング終了と判定する。
Description
【産業上の利用分野】本発明はレーザ加工機に関し、よ
り詳しくは、ブローアップの危険性の有無を検出できる
ようにしたレーザ加工機に関する。
り詳しくは、ブローアップの危険性の有無を検出できる
ようにしたレーザ加工機に関する。
【従来の技術】従来、レーザ加工機として、レーザ光線
を発振するレーザ発振器と、このレーザ発振器から発振
されたレーザ光線を被加工物に向けて照射するフォーカ
スヘッドと、上記レーザ光線の照射による溶融部分から
生じ、上記レーザ光線の波長と異なる波長を有する光を
検出する検出手段と、上記レーザ発振器を制御するとと
もに、上記検出手段で検出した検出光量を入力する制御
装置とを備えたものが知られている。この種のレーザ加
工機においては、被加工物へのレーザ光線の照射を停止
させてからの検出光量の減少の割合から、加工状態の良
否を検出したり（特開昭６２−７７１９５号公報）、こ
れとは逆に、被加工物へのレーザ光線の照射を開始して
から検出光量が得られるまでの時間から、加工状態の良
否を検出していた（特公昭６０−１０８３７号公報）。
また従来、ピアッシング加工時にレーザ光線の反射光を
検出し、その反射光が無くなったときにピアッシング加
工が終了したものと判定するようにしたレーザ加工機も
知られている（特開平２−１７９３７７号公報）。
を発振するレーザ発振器と、このレーザ発振器から発振
されたレーザ光線を被加工物に向けて照射するフォーカ
スヘッドと、上記レーザ光線の照射による溶融部分から
生じ、上記レーザ光線の波長と異なる波長を有する光を
検出する検出手段と、上記レーザ発振器を制御するとと
もに、上記検出手段で検出した検出光量を入力する制御
装置とを備えたものが知られている。この種のレーザ加
工機においては、被加工物へのレーザ光線の照射を停止
させてからの検出光量の減少の割合から、加工状態の良
否を検出したり（特開昭６２−７７１９５号公報）、こ
れとは逆に、被加工物へのレーザ光線の照射を開始して
から検出光量が得られるまでの時間から、加工状態の良
否を検出していた（特公昭６０−１０８３７号公報）。
また従来、ピアッシング加工時にレーザ光線の反射光を
検出し、その反射光が無くなったときにピアッシング加
工が終了したものと判定するようにしたレーザ加工機も
知られている（特開平２−１７９３７７号公報）。
【発明が解決しようとする課題】上記レーザ光線の照射
による溶融部分から生じ、上記レーザ光線の波長と異な
る波長を有する光を検出するようにした上述のレーザ加
工機においては、いずれもブローアップ（溶融物が吹上
げられる現象）の危険性の有無を検出することを考慮し
たものではなく、またピアッシング加工の終了を検出で
きるものでもなかった。そしてまた、いずれもレーザ光
線の照射の停止又は開始を計測の基準としているため、
連続照射型のレーザ加工機には適用できなかった。本発
明はそのような事情に鑑み、ブローアップの危険性の有
無を検出できるようにしたレーザ加工機を提供するもの
である。
による溶融部分から生じ、上記レーザ光線の波長と異な
る波長を有する光を検出するようにした上述のレーザ加
工機においては、いずれもブローアップ（溶融物が吹上
げられる現象）の危険性の有無を検出することを考慮し
たものではなく、またピアッシング加工の終了を検出で
きるものでもなかった。そしてまた、いずれもレーザ光
線の照射の停止又は開始を計測の基準としているため、
連続照射型のレーザ加工機には適用できなかった。本発
明はそのような事情に鑑み、ブローアップの危険性の有
無を検出できるようにしたレーザ加工機を提供するもの
である。
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、レー
ザ光線を発振するレーザ発振器と、このレーザ発振器か
ら発振されたレーザ光線を被加工物に向けて照射するフ
ォーカスヘッドと、上記レーザ光線の照射による溶融部
分から生じ、上記レーザ光線の波長と異なる波長を有す
る光を検出する検出手段と、上記レーザ発振器を制御す
るとともに、上記検出手段で検出した検出光量を入力す
る制御装置とを備えたレーザ加工機において、上記制御
装置に、予めブローアップの有無を判定するためのブロ
ーアップ予想判定光量を付与し、該制御装置は、上記検
出光量が上記ブローアップ予想判定光量以上となった
ら、ブローアップの危険性ありと判定するようにしたも
のである。
ザ光線を発振するレーザ発振器と、このレーザ発振器か
ら発振されたレーザ光線を被加工物に向けて照射するフ
ォーカスヘッドと、上記レーザ光線の照射による溶融部
分から生じ、上記レーザ光線の波長と異なる波長を有す
る光を検出する検出手段と、上記レーザ発振器を制御す
るとともに、上記検出手段で検出した検出光量を入力す
る制御装置とを備えたレーザ加工機において、上記制御
装置に、予めブローアップの有無を判定するためのブロ
ーアップ予想判定光量を付与し、該制御装置は、上記検
出光量が上記ブローアップ予想判定光量以上となった
ら、ブローアップの危険性ありと判定するようにしたも
のである。
【作用】上記構成によれば、溶融物の残存量が増大して
ブローアップの危険性が高くなった際には、その溶融物
の残存量の増大に伴って上記検出光量が増大するように
なる。したがって、上記制御装置に予めブローアップの
有無を判定するためのブローアップ予想判定光量を付与
しておくことにより、上記検出光量が上記ブローアップ
予想判定光量以上となったら、ブローアップの危険性あ
りと判定することができる。そして上記検出光量は、レ
ーザ光線の波長と異なる波長を有しているので、レーザ
光線が被加工物に連続して照射されていても検出するこ
とができ、したがって連続照射型のレーザ加工機にも適
用することができる。さらに、ピアッシング加工時に
は、被加工物に孔が穿設されるまでは上記検出手段によ
って検出される検出光量は大きく、被加工物に孔が穿設
された後は上記検出手段によって検出される検出光量が
小さくなる。したがって、上記制御装置に予めピアッシ
ング終了と判定するためのピアッシング終了判定光量を
付与しておけば、ブローアップを検出するために設けた
上記検出手段を兼用して、ピアッシング加工時には、上
記被加工物へのレーザ光線の照射時における上記検出光
量が上記ピアッシング終了判定光量以下となったことに
よって、ピアッシング終了と判定することができる。
ブローアップの危険性が高くなった際には、その溶融物
の残存量の増大に伴って上記検出光量が増大するように
なる。したがって、上記制御装置に予めブローアップの
有無を判定するためのブローアップ予想判定光量を付与
しておくことにより、上記検出光量が上記ブローアップ
予想判定光量以上となったら、ブローアップの危険性あ
りと判定することができる。そして上記検出光量は、レ
ーザ光線の波長と異なる波長を有しているので、レーザ
光線が被加工物に連続して照射されていても検出するこ
とができ、したがって連続照射型のレーザ加工機にも適
用することができる。さらに、ピアッシング加工時に
は、被加工物に孔が穿設されるまでは上記検出手段によ
って検出される検出光量は大きく、被加工物に孔が穿設
された後は上記検出手段によって検出される検出光量が
小さくなる。したがって、上記制御装置に予めピアッシ
ング終了と判定するためのピアッシング終了判定光量を
付与しておけば、ブローアップを検出するために設けた
上記検出手段を兼用して、ピアッシング加工時には、上
記被加工物へのレーザ光線の照射時における上記検出光
量が上記ピアッシング終了判定光量以下となったことに
よって、ピアッシング終了と判定することができる。
【実施例】以下、本発明をパルス発振型のレーザ加工機
に適用した実施例について説明すると、図１において、
レーザ加工機は、レーザ光線Ｌをパルス発振するレーザ
発振器１と、このレーザ発振器１から発振されたレーザ
光線Ｌを集光する集光レンズ２を設けたフォーカスヘッ
ド３とを備えており、上記レーザ発振器１は制御装置４
によってパルス発振制御されるようになっている。上記
フォーカスヘッド３は図示しない昇降機構によって昇降
されるようになっており、またフォーカスヘッド３と被
加工物５を載置した図示しない加工テーブルとを適宜の
駆動機構によって水平面内で相互に直交する方向に相対
移動させることにより、上記被加工物５に所要のレーザ
加工を施すことができるようになっている。上記フォー
カスヘッド３には光ファイバコネクタ６を取付けてあ
り、この光ファイバコネクタ６を介してこれに接続した
光ファイバ７の一端部をフォーカスヘッド３内に臨ませ
ている。上記光ファイバ７の他端部は光ファイバコネク
タ８を介して検出手段としてのフォトダイオード９に臨
ませてあり、このフォトダイオード９で変換した電気信
号を上記制御装置４に入力するようにしている。したが
って、上記制御装置４によってパルス発振制御されたレ
ーザ発振器１からのレーザ光線Ｌは、フォーカスヘッド
３の集光レンズ２で集光されて被加工物５に照射される
ようになる。そして上記フォトダイオード９は連続し
て、つまりパルス発振されるレーザ光線Ｌの照射時と停
止時ともに、レーザ光線Ｌの照射によって生じた光を受
けるようになる。このとき上記レーザ光線の波長は、一
例として１０６００ｎｍであり、また溶融部分から生じ
る光の波長は３００〜９００ｎｍ程度であるので、例え
ば７００ｎｍの波長を検出できるフォトダイオード９を
用いれば、レーザ光線Ｌを検出することなく溶融部分か
ら生じる光のみを検出することができる。次に上記制御
装置４には、予めブローアップの有無を判定するための
ブローアップ予想判定光量Ａと、ピアッシングの終了を
判定するためのピアッシング終了判定光量Ｂとを付与し
てあり、上記制御装置４は、上記フォトダイオード９に
よって検出される検出光量が上記ブローアップ予想判定
光量Ａ以上となったら、ブローアップの危険性ありと判
定するようになっている。また上記制御装置４は、ピア
ッシング加工時の上記被加工物５へのレーザ光線Ｌの照
射時に、フォトダイオード９によって検出される検出光
量が上記ピアッシング終了判定光量Ｂ以下となったら、
ピアッシング終了と判定するようになっている。より具
体的には、図２に示すように、上記制御装置４は、ピア
ッシング加工時には、ピアッシング加工に好適な条件で
レーザ発振器１をパルス発振制御させ、それと同時に上
記フォトダイオード９によって光量を検出している。こ
のとき制御装置４は、ピアッシング終了判定光量Ｂに対
してはフォトダイオード９によって検出した検出光量を
そのまま比較値として用いている。すなわち、ピアッシ
ングが終了して被加工物５に孔が穿設される前までは、
レーザ光線Ｌの照射時Ｃにおける検出光量Ｄは大きく、
上記ピアッシング終了判定光量Ｂを越えるようになる。
しかしながら被加工物５に孔が穿設されると、レーザ光
線Ｌの照射時Ｃにおける検出光量Ｄが小さくなって上記
ピアッシング終了判定光量Ｂ以下となるので、制御装置
４はそれによってピアッシングの終了と判定することが
できる。そして制御装置４は、ピアッシングの終了と判
定することができたら直ちに、又は複数回のピアッシン
グの終了を確認した後に、上記レーザ発振器１によるピ
アッシング加工時を終了する。他方、上記制御装置４は
図３に示すように、ブローアップ予想判定光量Ａに対し
てはレーザ光線Ｌの照射時Ｃではなく、照射時Ｃの中間
の照射停止時Ｅにおける検出光量Ｆを比較値として用い
ている。すなわち通常は、レーザ光線Ｌの照射時Ｃの中
間の照射停止時Ｅでは被加工物５の溶融物がアシストガ
スによって除去されて冷却されるので、正常な状態で
は、レーザ光線Ｌの照射停止時Ｅにおける検出光量Ｆは
小さく、ブローアップ予想判定光量Ａを越えることはな
い。しかしながら、上記溶融部分の除去が不完全となっ
て徐々に熱が蓄積されると、上記照射停止時Ｅにおける
検出光量Ｆが増大する。制御装置４はその照射停止時Ｅ
における検出値を積分しており、その積分して得た検出
光量Ｆがブローアップ予想判定光量Ａを越えたら、制御
装置４はブローアップに至る前に、ブローアップの危険
性ありと判定するようになる。なお、上記ブローアップ
の危険性は、ピアッシング加工時だけでなく、切断加工
時にも検出することができる。また、レーザ発振器１を
連続発振制御する場合には上記実施例の場合よりもブロ
ーアップ予想判定光量を大きく設定し、レーザ光線Ｌの
照射時における検出光量とブローアップ予想判定光量と
を比較すればよい。また上記実施例ではフォトダイオー
ド９は、レーザ光線Ｌの波長と異なる波長を有する光を
検出することができるようになっているが、全ての波長
の光りを検出し、そこからレーザ光線Ｌの波長を除去す
るような検出手段を用いてもよい。さらに上記光ファイ
バ７のフォーカスヘッド３内に臨ませた端部は、被加工
物５に向けて配設してもよいことはもちろんである。
に適用した実施例について説明すると、図１において、
レーザ加工機は、レーザ光線Ｌをパルス発振するレーザ
発振器１と、このレーザ発振器１から発振されたレーザ
光線Ｌを集光する集光レンズ２を設けたフォーカスヘッ
ド３とを備えており、上記レーザ発振器１は制御装置４
によってパルス発振制御されるようになっている。上記
フォーカスヘッド３は図示しない昇降機構によって昇降
されるようになっており、またフォーカスヘッド３と被
加工物５を載置した図示しない加工テーブルとを適宜の
駆動機構によって水平面内で相互に直交する方向に相対
移動させることにより、上記被加工物５に所要のレーザ
加工を施すことができるようになっている。上記フォー
カスヘッド３には光ファイバコネクタ６を取付けてあ
り、この光ファイバコネクタ６を介してこれに接続した
光ファイバ７の一端部をフォーカスヘッド３内に臨ませ
ている。上記光ファイバ７の他端部は光ファイバコネク
タ８を介して検出手段としてのフォトダイオード９に臨
ませてあり、このフォトダイオード９で変換した電気信
号を上記制御装置４に入力するようにしている。したが
って、上記制御装置４によってパルス発振制御されたレ
ーザ発振器１からのレーザ光線Ｌは、フォーカスヘッド
３の集光レンズ２で集光されて被加工物５に照射される
ようになる。そして上記フォトダイオード９は連続し
て、つまりパルス発振されるレーザ光線Ｌの照射時と停
止時ともに、レーザ光線Ｌの照射によって生じた光を受
けるようになる。このとき上記レーザ光線の波長は、一
例として１０６００ｎｍであり、また溶融部分から生じ
る光の波長は３００〜９００ｎｍ程度であるので、例え
ば７００ｎｍの波長を検出できるフォトダイオード９を
用いれば、レーザ光線Ｌを検出することなく溶融部分か
ら生じる光のみを検出することができる。次に上記制御
装置４には、予めブローアップの有無を判定するための
ブローアップ予想判定光量Ａと、ピアッシングの終了を
判定するためのピアッシング終了判定光量Ｂとを付与し
てあり、上記制御装置４は、上記フォトダイオード９に
よって検出される検出光量が上記ブローアップ予想判定
光量Ａ以上となったら、ブローアップの危険性ありと判
定するようになっている。また上記制御装置４は、ピア
ッシング加工時の上記被加工物５へのレーザ光線Ｌの照
射時に、フォトダイオード９によって検出される検出光
量が上記ピアッシング終了判定光量Ｂ以下となったら、
ピアッシング終了と判定するようになっている。より具
体的には、図２に示すように、上記制御装置４は、ピア
ッシング加工時には、ピアッシング加工に好適な条件で
レーザ発振器１をパルス発振制御させ、それと同時に上
記フォトダイオード９によって光量を検出している。こ
のとき制御装置４は、ピアッシング終了判定光量Ｂに対
してはフォトダイオード９によって検出した検出光量を
そのまま比較値として用いている。すなわち、ピアッシ
ングが終了して被加工物５に孔が穿設される前までは、
レーザ光線Ｌの照射時Ｃにおける検出光量Ｄは大きく、
上記ピアッシング終了判定光量Ｂを越えるようになる。
しかしながら被加工物５に孔が穿設されると、レーザ光
線Ｌの照射時Ｃにおける検出光量Ｄが小さくなって上記
ピアッシング終了判定光量Ｂ以下となるので、制御装置
４はそれによってピアッシングの終了と判定することが
できる。そして制御装置４は、ピアッシングの終了と判
定することができたら直ちに、又は複数回のピアッシン
グの終了を確認した後に、上記レーザ発振器１によるピ
アッシング加工時を終了する。他方、上記制御装置４は
図３に示すように、ブローアップ予想判定光量Ａに対し
てはレーザ光線Ｌの照射時Ｃではなく、照射時Ｃの中間
の照射停止時Ｅにおける検出光量Ｆを比較値として用い
ている。すなわち通常は、レーザ光線Ｌの照射時Ｃの中
間の照射停止時Ｅでは被加工物５の溶融物がアシストガ
スによって除去されて冷却されるので、正常な状態で
は、レーザ光線Ｌの照射停止時Ｅにおける検出光量Ｆは
小さく、ブローアップ予想判定光量Ａを越えることはな
い。しかしながら、上記溶融部分の除去が不完全となっ
て徐々に熱が蓄積されると、上記照射停止時Ｅにおける
検出光量Ｆが増大する。制御装置４はその照射停止時Ｅ
における検出値を積分しており、その積分して得た検出
光量Ｆがブローアップ予想判定光量Ａを越えたら、制御
装置４はブローアップに至る前に、ブローアップの危険
性ありと判定するようになる。なお、上記ブローアップ
の危険性は、ピアッシング加工時だけでなく、切断加工
時にも検出することができる。また、レーザ発振器１を
連続発振制御する場合には上記実施例の場合よりもブロ
ーアップ予想判定光量を大きく設定し、レーザ光線Ｌの
照射時における検出光量とブローアップ予想判定光量と
を比較すればよい。また上記実施例ではフォトダイオー
ド９は、レーザ光線Ｌの波長と異なる波長を有する光を
検出することができるようになっているが、全ての波長
の光りを検出し、そこからレーザ光線Ｌの波長を除去す
るような検出手段を用いてもよい。さらに上記光ファイ
バ７のフォーカスヘッド３内に臨ませた端部は、被加工
物５に向けて配設してもよいことはもちろんである。
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ブロー
アップの危険性を判定することができ、しかもそのため
の検出手段を用いてピアッシングの終了をも検出するこ
とができるという効果が得られる。
アップの危険性を判定することができ、しかもそのため
の検出手段を用いてピアッシングの終了をも検出するこ
とができるという効果が得られる。
【図１】本発明の一実施例を示す概略構成図。
【図２】ピアッシングの終了を検出するための説明図。
【図３】ブローアップの危険性の有無を検出するための
説明図。
説明図。
１…レーザ発振器 ３…フォーカスヘッド
４…制御装置 ５…被加工物 ９…フォトダイオード
（検出手段） Ａ…ブローアップ予想判定光量 Ｂ…ピアッシング終了
判定光量
４…制御装置 ５…被加工物 ９…フォトダイオード
（検出手段） Ａ…ブローアップ予想判定光量 Ｂ…ピアッシング終了
判定光量
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザ光線を発振するレーザ発振器と、
このレーザ発振器から発振されたレーザ光線を被加工物
に向けて照射するフォーカスヘッドと、上記レーザ光線
の照射による溶融部分から生じ、上記レーザ光線の波長
と異なる波長を有する光を検出する検出手段と、上記レ
ーザ発振器を制御するとともに、上記検出手段で検出し
た検出光量を入力する制御装置とを備えたレーザ加工機
において、 上記制御装置に、予めブローアップの有無を判定するた
めのブローアップ予想判定光量を付与し、該制御装置
は、上記検出光量が上記ブローアップ予想判定光量以上
となったら、ブローアップの危険性ありと判定すること
を特徴とするレーザ加工機。 - 【請求項２】 上記制御装置に、予めピアッシング終了
と判定するためのピアッシング終了判定光量を付与し、
該制御装置は、ピアッシング加工時に、上記被加工物へ
のレーザ光線の照射時における上記検出光量が上記ピア
ッシング終了判定光量以下となったら、ピアッシング終
了と判定することを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載のレーザ加工機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3326968A JP2743667B2 (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | レーザ加工機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3326968A JP2743667B2 (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | レーザ加工機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05138375A true JPH05138375A (ja) | 1993-06-01 |
| JP2743667B2 JP2743667B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=18193810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3326968A Expired - Fee Related JP2743667B2 (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | レーザ加工機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2743667B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2016143055A1 (ja) * | 2015-03-10 | 2017-04-27 | 技術研究組合次世代３Ｄ積層造形技術総合開発機構 | 光加工ヘッドおよび３次元造形装置 |
-
1991
- 1991-11-15 JP JP3326968A patent/JP2743667B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2016143055A1 (ja) * | 2015-03-10 | 2017-04-27 | 技術研究組合次世代３Ｄ積層造形技術総合開発機構 | 光加工ヘッドおよび３次元造形装置 |
| US9863803B2 (en) | 2015-03-10 | 2018-01-09 | Technology Research Association For Future Additive Manufacturing | Optical processing head having a plurality of optical fibers arranged to surround the light guide and 3D shaping apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2743667B2 (ja) | 1998-04-22 |
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