JPH05185261A - レーザ加工機のピアシング制御方法 - Google Patents

レーザ加工機のピアシング制御方法

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JPH05185261A
JPH05185261A JP3067982A JP6798291A JPH05185261A JP H05185261 A JPH05185261 A JP H05185261A JP 3067982 A JP3067982 A JP 3067982A JP 6798291 A JP6798291 A JP 6798291A JP H05185261 A JPH05185261 A JP H05185261A
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JP
Japan
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piercing
time
laser beam
irradiation
value
Prior art date
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Pending
Application number
JP3067982A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshinori Nakada
嘉教 中田
Norio Karube
規夫 軽部
Etsuo Yamazaki
悦雄 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
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Publication of JPH05185261A publication Critical patent/JPH05185261A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/38Removing material by boring or cutting
    • B23K26/382Removing material by boring or cutting by boring

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ピアシングを行うにあたって、レーザビーム
照射開始時の加工状態を良好に保つとともにピアシング
時間の短縮を図る。 【構成】 レーザビームの出力パラメータであるパルス
のピーク値S、周波数Pおよびデューディ比Qは、レー
ザビームの照射開始時から時間taまでの間は、それぞ
れ最小値Ss、PsおよびQsに保たれる。そして時間
taから時間tbまでの間は直線的に増加し、時間tb
から時間tcまでの間はそれぞれ最大値Se、Peおよ
びQeを保つ。このように、レーザビームの出力を照射
開始初期(時間0〜ta)で小さくすることにより、ス
パットが激しく飛び散るのが防止され、スムーズにピア
シングの始動が行われる。そして、ある程度ピアシング
が進みスパットが飛散しなくなってからは(時間ta以
降)、出力を連続的に上げることにより、スムーズにか
つ短時間でピアシングが行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はレーザビームの出力をパ
ルス制御してピアシングを行うレーザ加工機のピアシン
グ制御方法に関し、特にピアシング時間の短縮を図った
レーザ加工機のピアシング制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に金属等をレーザ加工する場合、加
工の最初にピアシングを行う。このピアシング時のレー
ザビームの出力波形を図5に示す。通常、レーザビーム
の出力は、レーザパルスのピーク値S、周波数Pおよび
デューディ比Qの3つのパラメータによって決定され
る。図5からも分かるように、従来のピアシングでは、
照射時間tの間、各パラメータはそれぞれ一定の値S
a、PaおよびQaに保持されている。これにより、レ
ーザビームの総合的な出力も一定となっている。
【0003】ところで、ワークにレーザビームを照射す
る場合、最初から出力を大きくすると、スパッタが激し
く飛び散り、一種の熱暴走状態となり、溶融金属がワー
ク表面に吹き上がって来てピアシングを行うことができ
ない。このため、従来は、ピアシング開始時の加工状態
が良好となるように、低出力でピアシングを行ってい
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のピアシ
ングは、レーザビームの照射開始から終了まで低出力の
ままであったので、ピアシング時間が長くなるという問
題点があった。本発明はこのような点に鑑みてなされた
ものであり、レーザビーム照射開始時の加工状態を良好
に保ち、かつピアシング時間の短縮を図ることのできる
レーザ加工機のピアシング制御方法を提供することを目
的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、レーザビームの出力をパルス制御してピ
アシングを行うレーザ加工機のピアシング制御方法にお
いて、前記レーザビームのパルスのピーク値、周波数お
よびデューディ比のうち少なくとも一つをパラメータと
し、前記レーザビームの照射開始時から照射終了時まで
の時間を前記照射開始時から順に第1、第2および第3
の所定時間に分割し、前記パラメータ値を前記第1の所
定時間は最小値で継続し、前記第2の所定時間は前記最
小値から最大値まで連続的に増大し、前記第3の所定時
間は前記最大値で継続することを特徴とするレーザ加工
機のピアシング制御方法が提供される。
【0006】
【作用】パラメータ値を照射開始初期である第1の所定
時間で小さくすることにより、熱暴走しないようにワー
クを予熱しながらピアシング加工を進行して、ある程度
ピアシングが進み熱暴走を生じにくくなったところで第
2の所定時間でパラメータの値を連続的に増大し、さら
に第3の所定時間で最大値を継続することにより、加工
速度が加速され、スムーズにかつ短時間でピアシングが
行われる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図2は本発明のレーザ加工機のピアシング制御
方法が適用されるNCレーザ装置のブロック図である。
プロセッサ1は、ROM2に格納された制御プログラム
に基づいて、メモリ3に格納された加工プログラムを読
み出し、NCレーザ装置全体の動作を制御する。I/O
ユニット4は、プロセッサ1からの制御信号を変換して
レーザ発振器5に送る。レーザ発振器5は、変換された
制御信号に従って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7で反
射してレーザ加工機8へ送られる。
【0008】レーザ加工機8には、ワーク9が固定され
るテーブル10と、ワーク9にレーザビームを照射させ
るヘッド11とが設けられている。ヘッド11に導入さ
れたレーザビーム6は、ノズル11aで絞られてワーク
9に照射される。レーザ加工機8には、テーブル10を
X軸、Y軸の2方向に移動制御するためのサーボモータ
12、13が、また、ヘッド11を上下に移動制御する
ためのサーボモータ14が設けられている。これらのサ
ーボモータ12、13および14は、それぞれサーボア
ンプ15、16および17に接続されており、プロセッ
サ1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8への指示は、CRT/MDI装置18を
介して行われる。
【0009】次に上記構成を有するNCレーザ装置にお
けるピアシング制御方法を説明する。本実施例では、レ
ーザビーム6の出力を決定するパラメータとして、レー
ザパルスのピーク値S、周波数Pおよびデューディ比Q
を用いる。図1は、これら各パラメータ値の時間的変化
を表した図であり、(a)はピーク値S、(b)は周波
数P、(c)はデューディ比Qの時間的変化を表した図
である。ピーク値Sは、レーザビーム照射開始時から時
間taまでの間は、最小値Ssに保たれる。そして時間
taから時間tbまでの間は、次式(1)で表される値
を取る。
【0010】 ピーク値S=(Se−Ss)×(t−ta)/(tb−ta)+Ss ────(1) ここで、Seは最大値、tは照射開始時からの経過時間
である。時間tbからtcまでの間は、最大値Seに保
たれる。
【0011】ピーク値Sと同様に、周波数Pおよびデュ
ーディ比Qも、それぞれレーザビーム照射開始時から時
間taまでの間は最小値Ps、Qsに保たれ、時間ta
から時間tbまでの間は次式(2)、(3)で表される
値を取る。そして時間tbからtcまでの間は最大値P
e、Qeに保たれる。 周波数P=(Pe−Ps)×(t−ta)/(tb−ta)+Ps ────(2) デューディ比Q=(Qe−Qs)×(t−ta)/(tb−ta)+Qs ────(3)
【0012】各パラメータのピーク値S、周波数Pおよ
びデューディ比Qを上述のように決定することにより、
図3に示すようにレーザビーム6の出力Wも図1の各パ
ラメータと同様の特性を持つ。このように、レーザビー
ム6の出力を照射開始初期(時間0〜ta)で小さくす
ることにより、熱暴走しないようにワークにパワーを注
入してピアシングの始動が行われる。そして、ある程度
ピアシングが進み熱暴走が生じにくくなったところで
(時間ta以降)、熱暴走が生じない上限値で出力を連
続的に上げることにより、スムーズにかつ短時間でピア
シングが行われる。
【0013】ところで、各パラメータのピーク値S、周
波数Pおよびデューディ比Qは、ワークの材質等の諸条
件によって、より適した値に設定する必要がある。本実
施例では、予め条件に応じて各パラメータ値の設定、記
憶ができるようにしてある。図4はCRT/MDI装置
18で入力設定されたパラメータ表の一部を示す図であ
る。このパラメータ表は、データ番号欄40、初期値欄
41および最終値欄42からなっている。データ番号欄
40は、データ別に番号を付す欄である。初期値欄41
には、ピーク値S、周波数Pおよびデューディ比Qの各
最小値Ss、PsおよびQsと、時間taが入力設定さ
れる。また、最終値欄42には、ピーク値S、周波数P
およびデューディ比Qの各最大値Se、PeおよびQe
と、時間tbおよびtcが入力設定される。
【0014】このデータの設定は、下記のように命令コ
ードによってプログラム入力することができる。 G10 L1.1 A200B50C15D1000; ────(4) G10 L1.2 E1000F1000G90H5000I10000; ────(5) ここで、G10はデータ入力指令を行う命令コードであ
る。Lはデータ番号と初期値または最終値を指定する命
令コードであり、L1.1はデータ番号1の初期値の欄
に、L1.2は同じくデータ番号1の最終値の欄に後に
続くデータを入力せよという命令コードである。また、
Aはピーク値Ss、Bは周波数Ps、Cはデューティ比
Qs、Dは時間taを意味し、さらにEはピーク値S
e、Fは周波数Pe、Gはデューティ比Qe、Hは時間
tb、Iは時間tcを意味する。したがって、ブロック
(4)、(5)の2つの命令が入力されて初めてデータ
番号1のデータ入力が完了する。また、他のデータ番号
のデータ入力も同様に行われる。
【0015】このように、ワークの加工を行う前に図4
のパラメータ表が作成されていれば、プログラムで予め
ワークの材質等の条件に合ったデータの番号を入力して
おくことにより、より良好なピアシング加工が可能とな
る。本実施例におけるピアシング加工の指令フォーマッ
トは、次のように表現される。 G24 L3; ここで、G24はピアシング加工を行う命令コード、L
はデータ番号の指定コードである。
【0016】なお、上記の説明では、図1のように全て
のパラメータ値を変化させる例を示したが、必ずしもこ
れに従うものではなく、例えば、ピーク値Sを一定に
し、周波数Pおよびデューディ比Qを変化させることも
できる。すなわち、材質、板厚等によって、ピーク値
S、周波数Pおよびデューディ比Qを任意に組み合わせ
て変化させることもできる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、パラメ
ータの値を照射開始初期である第1の所定時間で小さく
することにより、熱暴走しないようにワークを予熱しな
がら加工を進行し、そして、ある程度ピアシングが進み
熱暴走が生じにくくなったところで第2の所定時間でパ
ラメータの値を連続的に増大し、さらに第3の所定時間
で最大値を継続することにより、加工速度が加速され、
スムーズにかつ短時間でピアシングが行われる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明におけるレーザビームのパラメータ値の
時間的変化を表した図であり、(a)はピーク値S、
(b)は周波数P、(c)はデューディ比Qの時間的変
化を表した図である。
【図2】本発明のレーザ加工機のピアシング制御方法が
適用されるNCレーザ装置のブロック図である。
【図3】本発明のレーザビームの出力特性を示す図であ
る。
【図4】本発明のパラメータ表の一部を示す図である。
【図5】従来のレーザビームのパラメータ値の時間的変
化を表した図であり、(a)はピーク値S、(b)は周
波数P、(c)はデューディ比Qの時間的変化を表した
図である。
【符号の説明】
1 プロセッサ 2 ROM 3 RAM 5 レーザ発振器 6 レーザビーム 8 レーザ加工機 9 ワーク

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザビームの出力をパルス制御してピ
    アシングを行うレーザ加工機のピアシング制御方法にお
    いて、 前記レーザビームのパルスのピーク値、周波数およびデ
    ューディ比のうち少なくとも一つをパラメータとし、 前記レーザビームの照射開始時から照射終了時までの時
    間を前記照射開始時から順に第1、第2および第3の所
    定時間に分割し、 前記パラメータ値を前記第1の所定時間は最小値で継続
    し、 前記第2の所定時間は前記最小値から最大値まで連続的
    に増大し、 前記第3の所定時間は前記最大値で継続することを特徴
    とするレーザ加工機のピアシング制御方法。
  2. 【請求項2】 前記第1、第2および第3の所定時間
    を、任意に設定できることを特徴とする請求項1記載の
    レーザ加工機のピアシング制御方法。
  3. 【請求項3】 前記パラメータ値と前記第1、第2およ
    び第3の所定時間との組み合わせのデータを複数個有
    し、前記各データにそれぞれ番号を付し、前記ピアシン
    グ時にはオペレータにより指定された前記番号のデータ
    を自動設定することを特徴とする請求項1記載のレーザ
    加工機のピアシング制御方法。
  4. 【請求項4】 前記データはピアシング加工を命令する
    命令コードとともにデータ入力指令を行う命令コードで
    プログラム入力することを特徴とする請求項3記載のレ
    ーザ加工機のピアシング制御方法。
  5. 【請求項5】 前記ピアシング時に使用するデータは予
    めプログラム上で前記データの番号をコード指定するこ
    とを特徴とする請求項3または4記載のピアシング制御
    方法。
JP3067982A 1991-03-07 1991-03-07 レーザ加工機のピアシング制御方法 Pending JPH05185261A (ja)

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PCT/JP1992/000242 WO1992015423A1 (en) 1991-03-07 1992-02-28 Method of controlling piercing of a laser machining apparatus

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6100498A (en) * 1993-09-27 2000-08-08 Fanuc Ltd. Method of reducing time for laser piercing and cutting
US6335507B1 (en) 1998-10-12 2002-01-01 Fanuc Ltd. Laser-beam machining method, laser-beam machining device and auxiliary tool for piercing

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WO1992015423A1 (en) 1992-09-17

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