JPH05154675A - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
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- JPH05154675A JPH05154675A JP3339971A JP33997191A JPH05154675A JP H05154675 A JPH05154675 A JP H05154675A JP 3339971 A JP3339971 A JP 3339971A JP 33997191 A JP33997191 A JP 33997191A JP H05154675 A JPH05154675 A JP H05154675A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 被加工物の加工点の温度を検出し加工異常を
検出する。 【構成】 レーザで鋼板等の被加工物を切断する場合、
加工点ＣＰの温度が異常に上昇すると加工異常が生じ
る。そのため、加工点ＣＰの温度を検出する温度センサ
１２を加工ヘッド５に取り付ける。また、レーザ光の反
射光をカットしてするフイルタ１２ａを温度センサ１２
に取り付け、被加工物８から発生する赤外線のみを検出
し、より正確に加工点の温度を検出する。加工異常が検
出されると、加工を停止させる。加工点の温度を常に監
視して加工異常を検出するから、加工異常が発生すると
直ちに検出でき、品質の優れた加工を実施することがで
きる。
検出する。 【構成】 レーザで鋼板等の被加工物を切断する場合、
加工点ＣＰの温度が異常に上昇すると加工異常が生じ
る。そのため、加工点ＣＰの温度を検出する温度センサ
１２を加工ヘッド５に取り付ける。また、レーザ光の反
射光をカットしてするフイルタ１２ａを温度センサ１２
に取り付け、被加工物８から発生する赤外線のみを検出
し、より正確に加工点の温度を検出する。加工異常が検
出されると、加工を停止させる。加工点の温度を常に監
視して加工異常を検出するから、加工異常が発生すると
直ちに検出でき、品質の優れた加工を実施することがで
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、レーザ加工装置に関
し、特にレーザにより被加工物を切断するレーザ加工装
置に関する。
し、特にレーザにより被加工物を切断するレーザ加工装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ光による鋼板等の切断は、集光し
たレーザ光を被加工物の鋼板に照射し鋼板とアシストガ
スである酸素を反応させ燃焼させ、その燃焼熱によって
鋼板を溶かし切断するものである。切断点に吸収される
熱及び鋼板と酸素との反応で発生する熱とからなる発熱
と鋼板を新たに溶かすに必要な熱量が釣り合っていれば
安定した良好な切断が可能である。しかし、鋼板と酸素
が異常に反応し発熱量が増大するとバーニング（切断幅
が大きく拡がり、非常に粗い切断面となる状態）や熱暴
走等が生じる。すなわち、加工点の燃焼状態は良好な加
工ができるか否かの重要なファクターである。そのた
め、従来は、レーザ加工装置の運転中オペレータが常時
加工を監視し、加工異常が発生すると速やかに装置を停
止しその原因を調べている。また、ガウジング（被加工
物の裏まで切断できず、溶融物を被加工物の上方へ吹き
上げてしまう状態）等が生じると溶融物が被加工物の上
に吹き上がることを利用して、加工ヘッドと被加工物間
の静電容量を検出する静電容量検出手段を設け、検出静
電容量を所定値に保持するように加工ヘッドの高さ（Ｚ
軸位置）を制御して、この加工ヘッドの高さが設定値以
上になると加工異常信号を出力するものが知られてい
る。また、タッチセンサを設け加工ヘッドが設定値以上
高くなると加工異常として異常信号を出力するレーザ加
工機も公知である。
たレーザ光を被加工物の鋼板に照射し鋼板とアシストガ
スである酸素を反応させ燃焼させ、その燃焼熱によって
鋼板を溶かし切断するものである。切断点に吸収される
熱及び鋼板と酸素との反応で発生する熱とからなる発熱
と鋼板を新たに溶かすに必要な熱量が釣り合っていれば
安定した良好な切断が可能である。しかし、鋼板と酸素
が異常に反応し発熱量が増大するとバーニング（切断幅
が大きく拡がり、非常に粗い切断面となる状態）や熱暴
走等が生じる。すなわち、加工点の燃焼状態は良好な加
工ができるか否かの重要なファクターである。そのた
め、従来は、レーザ加工装置の運転中オペレータが常時
加工を監視し、加工異常が発生すると速やかに装置を停
止しその原因を調べている。また、ガウジング（被加工
物の裏まで切断できず、溶融物を被加工物の上方へ吹き
上げてしまう状態）等が生じると溶融物が被加工物の上
に吹き上がることを利用して、加工ヘッドと被加工物間
の静電容量を検出する静電容量検出手段を設け、検出静
電容量を所定値に保持するように加工ヘッドの高さ（Ｚ
軸位置）を制御して、この加工ヘッドの高さが設定値以
上になると加工異常信号を出力するものが知られてい
る。また、タッチセンサを設け加工ヘッドが設定値以上
高くなると加工異常として異常信号を出力するレーザ加
工機も公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】レーザ加工機の運転
中、オペレータが常に監視して加工異常を検出する方法
では、夜間無人運転を行うことができない。また、上述
した静電容量検出手段やタッチセンサ等で加工異常を検
出する方法においても、加工ヘッドが設定値以上まで上
昇しない限り加工異常検出できない。ガウジング等が生
じ溶融物が被加工物上に吹き上げるのは徐々に生じ、上
記静電容量検出手段やタッチセンサ等を利用して、加工
ヘッドが設定値まで上昇し加工異常を検出した段階で
は、すでに加工異常は進行しており、すばやく加工異常
を検出することができない。加工異常が生じた状態で加
工を進行すれば、当然加工製品の品質は低下する。その
ため、できるだけ早い段階で加工異常を検出する必要が
ある。そこで、本発明の目的は、加工異常を直ちに検出
できるレーザ加工装置を提供することにある。
中、オペレータが常に監視して加工異常を検出する方法
では、夜間無人運転を行うことができない。また、上述
した静電容量検出手段やタッチセンサ等で加工異常を検
出する方法においても、加工ヘッドが設定値以上まで上
昇しない限り加工異常検出できない。ガウジング等が生
じ溶融物が被加工物上に吹き上げるのは徐々に生じ、上
記静電容量検出手段やタッチセンサ等を利用して、加工
ヘッドが設定値まで上昇し加工異常を検出した段階で
は、すでに加工異常は進行しており、すばやく加工異常
を検出することができない。加工異常が生じた状態で加
工を進行すれば、当然加工製品の品質は低下する。その
ため、できるだけ早い段階で加工異常を検出する必要が
ある。そこで、本発明の目的は、加工異常を直ちに検出
できるレーザ加工装置を提供することにある。
【０００４】
【問題を解決するための手段】本発明は、加工ヘッドに
加工点の被加工物温度を測定する温度センサを設け、上
記温度センサで検出された温度と設定値をを比較し設定
値を越えると警告を出し自動的にレーザ加工を中断させ
る制御手段を設けることによって上記課題を解決した。
好ましくは、上記温度センサに、レーザ光の波長のみを
カットするフイルターを設け、該フイルタを介してレー
ザ光の波長をカットし被加工物から発する赤外光線の量
のみを測定するようにする。
加工点の被加工物温度を測定する温度センサを設け、上
記温度センサで検出された温度と設定値をを比較し設定
値を越えると警告を出し自動的にレーザ加工を中断させ
る制御手段を設けることによって上記課題を解決した。
好ましくは、上記温度センサに、レーザ光の波長のみを
カットするフイルターを設け、該フイルタを介してレー
ザ光の波長をカットし被加工物から発する赤外光線の量
のみを測定するようにする。
【０００５】
【作用】被加工物に対して、レーザ加工が開始される
と、温度センサは加工点の温度を測定する。制御手段
は、この温度センサで検出された温度と設定された温度
を比較し、検出温度が設定値以下ならばレーザ加工を進
める。一方検出温度が設定値を越えていると、警告を出
し自動的にレーザ加工を中断させる。また、温度センサ
は通常赤外線に反応するものであり、現在産業用として
用いられているレーザは赤外線域にあるため、特にレー
ザ光の波長のみをカットするフイルターを取り付けて、
該フイルタを介してレーザ光の波長の光をカットし被加
工物から発する赤外光線の量のみを測定するようにすれ
ば、被加工物から発する赤外線のみを測定することがで
き、より正確に加工状態（燃焼状態）を検出することが
できる。
と、温度センサは加工点の温度を測定する。制御手段
は、この温度センサで検出された温度と設定された温度
を比較し、検出温度が設定値以下ならばレーザ加工を進
める。一方検出温度が設定値を越えていると、警告を出
し自動的にレーザ加工を中断させる。また、温度センサ
は通常赤外線に反応するものであり、現在産業用として
用いられているレーザは赤外線域にあるため、特にレー
ザ光の波長のみをカットするフイルターを取り付けて、
該フイルタを介してレーザ光の波長の光をカットし被加
工物から発する赤外光線の量のみを測定するようにすれ
ば、被加工物から発する赤外線のみを測定することがで
き、より正確に加工状態（燃焼状態）を検出することが
できる。
【０００６】
【実施例】図１は本発明の一実施例のレーザ切断装置の
ブロック図である。数値制御装置（ＮＣ）１のプロセッ
サ２１はＲＯＭ２２に格納された制御プログラムに基づ
いて、メモリ２３に格納された加工プログラムを読み出
し、レーザ切断装置全体の動作を制御する。Ｉ／Ｏユニ
ット２４は、プロセッサ２１からの制御信号に従ってレ
ーザ発振器２を駆動し、レーザ発振器２からはパルス状
のレーザビーム６を発射する。このレーザビーム６は、
ベンディングミラー３で反射してレーザ加工機４に送ら
れる。
ブロック図である。数値制御装置（ＮＣ）１のプロセッ
サ２１はＲＯＭ２２に格納された制御プログラムに基づ
いて、メモリ２３に格納された加工プログラムを読み出
し、レーザ切断装置全体の動作を制御する。Ｉ／Ｏユニ
ット２４は、プロセッサ２１からの制御信号に従ってレ
ーザ発振器２を駆動し、レーザ発振器２からはパルス状
のレーザビーム６を発射する。このレーザビーム６は、
ベンディングミラー３で反射してレーザ加工機４に送ら
れる。
【０００７】レーザ加工機４には、被加工物８が固定さ
れるテーブル７と、被加工物８にレーザビーム６を照射
する加工ヘッド５とが設けられている。加工ヘッド５に
導入されたレーザビーム６は、ノズル５ａで絞られて被
加工物８に照射される。レーザ加工機４には、テーブル
７をＸ軸、Ｙ軸の直交する２方向に移動制御するための
サーボモータ９，１０が、また加工ヘッド５を上下に移
動制御するためのサーボモータ１１が設けられている。
これらサーボモータ９，１０及び１１は、夫々サーボア
ンプ２７，２８及び２９に接続されており、プロセッサ
２１からの軸制御信号に従って回転制御される。また、
レーザ加工機４への指示は、ＣＲＴ／ＭＤＩ２５を介し
て行われる。加工ヘッド５には、温度センサ１２が取り
付けられている。図２に示すように、該温度センサ１２
の先端には、レーザ光の波長の光をカットするフイルタ
ー１２ａが取り付けられ、加工点（切断点）ＣＰで発生
する赤外線を該フイルタ１２ａを介して検出し、加工点
の温度を検出するようになっている。この検出信号は、
増幅器１３で増幅され、アナログ信号をディジタル信号
に変換するＡ／Ｄ変換器２６に入力され、Ａ／Ｄ変換器
２６の出力はプロセッサ２１にバス接続されている。な
お、図２において参照符号１４はアシストガス供給口で
あり、図１においては図示していない。
れるテーブル７と、被加工物８にレーザビーム６を照射
する加工ヘッド５とが設けられている。加工ヘッド５に
導入されたレーザビーム６は、ノズル５ａで絞られて被
加工物８に照射される。レーザ加工機４には、テーブル
７をＸ軸、Ｙ軸の直交する２方向に移動制御するための
サーボモータ９，１０が、また加工ヘッド５を上下に移
動制御するためのサーボモータ１１が設けられている。
これらサーボモータ９，１０及び１１は、夫々サーボア
ンプ２７，２８及び２９に接続されており、プロセッサ
２１からの軸制御信号に従って回転制御される。また、
レーザ加工機４への指示は、ＣＲＴ／ＭＤＩ２５を介し
て行われる。加工ヘッド５には、温度センサ１２が取り
付けられている。図２に示すように、該温度センサ１２
の先端には、レーザ光の波長の光をカットするフイルタ
ー１２ａが取り付けられ、加工点（切断点）ＣＰで発生
する赤外線を該フイルタ１２ａを介して検出し、加工点
の温度を検出するようになっている。この検出信号は、
増幅器１３で増幅され、アナログ信号をディジタル信号
に変換するＡ／Ｄ変換器２６に入力され、Ａ／Ｄ変換器
２６の出力はプロセッサ２１にバス接続されている。な
お、図２において参照符号１４はアシストガス供給口で
あり、図１においては図示していない。
【０００８】図３は数値制御装置１のプロセッサ２１が
所定周期毎実施する加工異常検出処理のフローチャート
である。プロセッサ２１は所定周期毎図３に示す処理を
実施し、まず、切断中か否か判断する（ステップＳ
１）。プロセッサ２１は加工プログラムから切断加工開
始指令を読むとフラグを立て、このフラグが立っている
か否かによって切断中か否かを判断する。そして、切断
中でなければ、そのままこの処理を終了する。一方、切
断中であると、温度センサ１２で検出され、増幅器１３
及びＡ／Ｄ変換器２６を介して入力された加工点の温度
Ｔを読取り（ステップＳ２）、この検出温度Ｔと予め加
工異常検出判断基準として設定された設定値Ｔ0 と比較
し（ステップＳ３）、加工異常が発生しておらず、検出
温度Ｔが設定値Ｔ0 以下であれば、当該周期の処理を終
了する。また、検出温度Ｔが設定値Ｔ0 を越えていれ
ば、プロセッサ２１は異常信号を発生させ、Ｉ／Ｏユニ
ット２４を介してレーザ発振器２のレーザ光遮断シャッ
タを閉じさせ加工を停止させる。また、図示しないラン
プやベル等で加工異常の警報を出力し、Ｚ軸を設定所定
量駆動し、加工ヘッド５を設定所定量上昇させてノズル
５ａと被加工物８間の間隔をあけ、Ｘ，Ｙ軸の移動を停
止させる（ステップＳ４）。
所定周期毎実施する加工異常検出処理のフローチャート
である。プロセッサ２１は所定周期毎図３に示す処理を
実施し、まず、切断中か否か判断する（ステップＳ
１）。プロセッサ２１は加工プログラムから切断加工開
始指令を読むとフラグを立て、このフラグが立っている
か否かによって切断中か否かを判断する。そして、切断
中でなければ、そのままこの処理を終了する。一方、切
断中であると、温度センサ１２で検出され、増幅器１３
及びＡ／Ｄ変換器２６を介して入力された加工点の温度
Ｔを読取り（ステップＳ２）、この検出温度Ｔと予め加
工異常検出判断基準として設定された設定値Ｔ0 と比較
し（ステップＳ３）、加工異常が発生しておらず、検出
温度Ｔが設定値Ｔ0 以下であれば、当該周期の処理を終
了する。また、検出温度Ｔが設定値Ｔ0 を越えていれ
ば、プロセッサ２１は異常信号を発生させ、Ｉ／Ｏユニ
ット２４を介してレーザ発振器２のレーザ光遮断シャッ
タを閉じさせ加工を停止させる。また、図示しないラン
プやベル等で加工異常の警報を出力し、Ｚ軸を設定所定
量駆動し、加工ヘッド５を設定所定量上昇させてノズル
５ａと被加工物８間の間隔をあけ、Ｘ，Ｙ軸の移動を停
止させる（ステップＳ４）。
【０００９】上記実施例では、温度センサ１２にレーザ
光の波長の光をカットするフイルター１２ａが取り付け
たが、必ずしも、このフイルターを取り付ける必要はな
い。しかし、現在産業用として用いられている高出力レ
ーザは赤外線域にあるので、このレーザ光の反射光が温
度センサ１２に入光すると、加工状態を示す被加工物８
から発生する赤外線以外の赤外線も検出することにな
る。そのため、上記加工異常検出判断基準としての設定
値Ｔ0 を大きめに設定しなければならない。また、加工
状態を示さないレーザ光の反射赤外線を検出すること
は、正確に加工状態を検出したものといえない。しか
し、レーザ光は単一の波長であるので、上記実施例のよ
うにフイルター１２ａを温度センサに取り付け、このフ
イルター１２ａを介してレーザ光の反射光を除去して加
工点からの赤外線を検出するようにすれば、より正確に
加工点の加工状態を現す温度を検出することができる。
光の波長の光をカットするフイルター１２ａが取り付け
たが、必ずしも、このフイルターを取り付ける必要はな
い。しかし、現在産業用として用いられている高出力レ
ーザは赤外線域にあるので、このレーザ光の反射光が温
度センサ１２に入光すると、加工状態を示す被加工物８
から発生する赤外線以外の赤外線も検出することにな
る。そのため、上記加工異常検出判断基準としての設定
値Ｔ0 を大きめに設定しなければならない。また、加工
状態を示さないレーザ光の反射赤外線を検出すること
は、正確に加工状態を検出したものといえない。しか
し、レーザ光は単一の波長であるので、上記実施例のよ
うにフイルター１２ａを温度センサに取り付け、このフ
イルター１２ａを介してレーザ光の反射光を除去して加
工点からの赤外線を検出するようにすれば、より正確に
加工点の加工状態を現す温度を検出することができる。
【００１０】
【発明の効果】本発明のレーザ加工装置は常に加工点
（切断点）の温度を監視し、該温度が設定値を越え異常
に高くなると加工異常として検出するようにしたから、
加工点の温度上昇を素早く検出し加工異常を早期に発見
できる。そのため、本発明のレーザ加工装置を使用すれ
ば、品質の優れた加工製品を得ることができる。また、
温度センサにレーザ光をカットするフイルタを付けてレ
ーザ光の反射光をカットし、被加工物から発生する赤外
線のみによって加工点の温度を測定することによってよ
り、正確に加工点の温度を検出し、加工異常をより正確
に検出することができる。
（切断点）の温度を監視し、該温度が設定値を越え異常
に高くなると加工異常として検出するようにしたから、
加工点の温度上昇を素早く検出し加工異常を早期に発見
できる。そのため、本発明のレーザ加工装置を使用すれ
ば、品質の優れた加工製品を得ることができる。また、
温度センサにレーザ光をカットするフイルタを付けてレ
ーザ光の反射光をカットし、被加工物から発生する赤外
線のみによって加工点の温度を測定することによってよ
り、正確に加工点の温度を検出し、加工異常をより正確
に検出することができる。
【図１】本発明の一実施例のレーザ切断装置のブロック
図である。
図である。
【図２】同実施例における加工ヘッドのノズル部分の部
分図である。
分図である。
【図３】同実施例における数値制御装置のプロセッサが
被加工物の加工異常検出のために所定周期毎実施する処
理のフローチャートである。
被加工物の加工異常検出のために所定周期毎実施する処
理のフローチャートである。
１ 数値制御装置 ２ レーザ発振器 ４ レーザ加工機 ５ 加工ヘッド ８ 被加工物 １２ 温度センサ １２ａ フイルタ
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザビームを集光装置を用いて集光し
被加工物に照射して加工するレーザ加工装置において、
加工ヘッドに加工点の被加工物温度を測定する温度セン
サを設け、上記温度センサで検出された温度と設定値を
比較し設定値を越えると警告を出し自動的にレーザ加工
を中断させる制御手段を備えるレーザ加工装置。 - 【請求項２】 上記温度センサには、レーザ光の波長の
みをカットするフイルターを備え、該フイルタを介して
レーザ光の波長をカットし被加工物から発する赤外光線
の量を測定するレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3339971A JPH05154675A (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3339971A JPH05154675A (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | レーザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05154675A true JPH05154675A (ja) | 1993-06-22 |
Family
ID=18332507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3339971A Pending JPH05154675A (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05154675A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007075876A (ja) * | 2005-09-16 | 2007-03-29 | Koike Sanso Kogyo Co Ltd | レーザ切断方法 |
| DE102014221255A1 (de) * | 2014-10-20 | 2016-04-21 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren für den sicheren Betrieb einer Laseranlage und Laseranlage |
| CN105522283A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-04-27 | 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 | 一种基于温度场的激光切割参数的控制方法、装置及系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61202790A (ja) * | 1985-03-07 | 1986-09-08 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ加工ヘツド |
| JPS626789A (ja) * | 1985-07-03 | 1987-01-13 | Japan Sensor Corp:Kk | レ−ザ溶接機 |
| JPS6245469A (ja) * | 1985-08-26 | 1987-02-27 | Nippei Toyama Corp | レ−ザ半田付け装置の制御方法 |
| JPH01273685A (ja) * | 1988-04-26 | 1989-11-01 | Nec Corp | レーザ溶接装置 |
-
1991
- 1991-11-29 JP JP3339971A patent/JPH05154675A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61202790A (ja) * | 1985-03-07 | 1986-09-08 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ加工ヘツド |
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| DE102014221255A1 (de) * | 2014-10-20 | 2016-04-21 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren für den sicheren Betrieb einer Laseranlage und Laseranlage |
| DE102014221255B4 (de) | 2014-10-20 | 2024-03-21 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren für den sicheren Betrieb einer Laseranlage und Laseranlage |
| CN105522283A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-04-27 | 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 | 一种基于温度场的激光切割参数的控制方法、装置及系统 |
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