JPH06114583A - レーザー加工装置 - Google Patents
レーザー加工装置Info
- Publication number
- JPH06114583A JPH06114583A JP3121929A JP12192991A JPH06114583A JP H06114583 A JPH06114583 A JP H06114583A JP 3121929 A JP3121929 A JP 3121929A JP 12192991 A JP12192991 A JP 12192991A JP H06114583 A JPH06114583 A JP H06114583A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piercing
- work
- completion
- laser beam
- electric signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ピアッシング等の終了をワークからの可視光
線を集光して検出するようにしてワークの材質にとらわ
れず、且つ時間設定等の省略を図った。 【構成】 ワークから反射する可視光線を検出する複数
のセンサ４ａを設け、この光を集光して終了検出部５に
よってピアッシングの終了を検知する構成にした。
線を集光して検出するようにしてワークの材質にとらわ
れず、且つ時間設定等の省略を図った。 【構成】 ワークから反射する可視光線を検出する複数
のセンサ４ａを設け、この光を集光して終了検出部５に
よってピアッシングの終了を検知する構成にした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザー光を集光レン
ズで集光し、加工ヘッドから照射してワークを加工する
レーザー加工装置に関し、ワークのピアッシング（ワー
クの加工前に穴を明ける工程）終了を検出する手段を備
えたレーザー加工装置に関するものである。
ズで集光し、加工ヘッドから照射してワークを加工する
レーザー加工装置に関し、ワークのピアッシング（ワー
クの加工前に穴を明ける工程）終了を検出する手段を備
えたレーザー加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】レーザー光によりワークを切断加工する
場合、先ずピアッシングが行われる。従来では、このピ
アッシング時間を予め設定し、この設定されたピアッシ
ング時間の経過後、通常の切断加工の工程に自動的に移
行することとなっている。そのため、ピアッシングに要
する時間は、ワークの板厚、材質、照射されるレーザ出
力等によってばらつきがある。もし、ピアッシングが不
完全な状態（例えば穴が裏面まで貫通していない状態）
でピアッシング設定時間が終了し、通常の切断加工に入
った場合には、レーザ出力が過剰となりワークの切込み
スタート部が瞬時に爆発して大きな穴があいてしまい希
望する形状に切断加工が行えなかったり、また爆発によ
ってスパッタがノズル内部のレンズにまで届きレンズを
破損してしまう等の事故の恐れもある。このため、設定
するピアッシング時間は、ピアッシングに要すると判断
される最長の時間を設定していた。
場合、先ずピアッシングが行われる。従来では、このピ
アッシング時間を予め設定し、この設定されたピアッシ
ング時間の経過後、通常の切断加工の工程に自動的に移
行することとなっている。そのため、ピアッシングに要
する時間は、ワークの板厚、材質、照射されるレーザ出
力等によってばらつきがある。もし、ピアッシングが不
完全な状態（例えば穴が裏面まで貫通していない状態）
でピアッシング設定時間が終了し、通常の切断加工に入
った場合には、レーザ出力が過剰となりワークの切込み
スタート部が瞬時に爆発して大きな穴があいてしまい希
望する形状に切断加工が行えなかったり、また爆発によ
ってスパッタがノズル内部のレンズにまで届きレンズを
破損してしまう等の事故の恐れもある。このため、設定
するピアッシング時間は、ピアッシングに要すると判断
される最長の時間を設定していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ワーク
の板厚等により、ピアッシングに要する時間がかなり短
いものにおいても、設定した最長のピアッシング時間が
用いられるため、実際にはピアッシングが終了している
にもかかわらず、設定時間が終了するまで無駄なピアッ
シングが行われエネルギーや時間の無駄が発生するとい
う問題があった。このような問題を解決するために、ピ
アッシング時に実際にピアッシングが終了したことを検
出する検出手段を設けることにより、この検出手段から
の信号に基づいてピアッシングから切断加工へ移行する
指令信号を出力させることで、それぞれのワークに対す
るピアッシング終了時間を合わせて、切断加工を開始す
ることができ、無駄な時間をなくすことができる。この
ための具体的な手段としては、特開昭６３ー１０８９８
０、特開平２ー２０５２８６等の公報に提示されてい
る。特開昭６３ー１０８９８０は、ワークの下部に光セ
ンサまたは温度センサを設けて、ワークのピアッシング
終了による貫通レーザ光を検知するようにしたものであ
る。しかしながら、ワークの下部にセンサを設けること
はピアッシングによるスパッタやガスがセンサに直接ふ
りかかり、センサの誤動作、損壊を招き、その防止処置
をとる必要や、ワークの下部に取り付ける等構造が複雑
で、高価になりやすい。特開平２ー２０５２８６は、ワ
ークから反射される反射光の一部を取り出して、この反
射光からピアッシングの終了を検出するものである。し
かしながら、ワークから反射された反射光をレーザー光
の光伝送路の途中に半透過反射ミラーを特別に設けるこ
とにより反射光の一部を取り出しているため加工ヘッド
の構成が複雑になり、且つ加工ヘッドの敏速な動きに対
応できない。
の板厚等により、ピアッシングに要する時間がかなり短
いものにおいても、設定した最長のピアッシング時間が
用いられるため、実際にはピアッシングが終了している
にもかかわらず、設定時間が終了するまで無駄なピアッ
シングが行われエネルギーや時間の無駄が発生するとい
う問題があった。このような問題を解決するために、ピ
アッシング時に実際にピアッシングが終了したことを検
出する検出手段を設けることにより、この検出手段から
の信号に基づいてピアッシングから切断加工へ移行する
指令信号を出力させることで、それぞれのワークに対す
るピアッシング終了時間を合わせて、切断加工を開始す
ることができ、無駄な時間をなくすことができる。この
ための具体的な手段としては、特開昭６３ー１０８９８
０、特開平２ー２０５２８６等の公報に提示されてい
る。特開昭６３ー１０８９８０は、ワークの下部に光セ
ンサまたは温度センサを設けて、ワークのピアッシング
終了による貫通レーザ光を検知するようにしたものであ
る。しかしながら、ワークの下部にセンサを設けること
はピアッシングによるスパッタやガスがセンサに直接ふ
りかかり、センサの誤動作、損壊を招き、その防止処置
をとる必要や、ワークの下部に取り付ける等構造が複雑
で、高価になりやすい。特開平２ー２０５２８６は、ワ
ークから反射される反射光の一部を取り出して、この反
射光からピアッシングの終了を検出するものである。し
かしながら、ワークから反射された反射光をレーザー光
の光伝送路の途中に半透過反射ミラーを特別に設けるこ
とにより反射光の一部を取り出しているため加工ヘッド
の構成が複雑になり、且つ加工ヘッドの敏速な動きに対
応できない。
【０００４】本発明は、これらの問題に鑑みてなされた
ものであり、ワークの材質等に応じてピアッシングの終
了を検出することができるレーザ゛ー加工装置を提供す
ることを目的とする。
ものであり、ワークの材質等に応じてピアッシングの終
了を検出することができるレーザ゛ー加工装置を提供す
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために本発明者は、レーザー光線で加工されるワ
ークの溶解により発生する光線の反射光の可視光線を検
出することに着目した。
成するために本発明者は、レーザー光線で加工されるワ
ークの溶解により発生する光線の反射光の可視光線を検
出することに着目した。
【０００６】即ち、本発明による要旨とするところは、
「(1)ワークの溶解によって発生する光線の反射光を受
光するセンサを複数箇所に配設したセンサ部と、(2)こ
のセンサ部で受光した光量に基づいてピアッシングの終
了を検出する終了検出部とを備えたことを特徴とするレ
ーザー加工装置であり、終了検出部には、(3)センサ部
で受光した光量を増幅して電気信号に変換する増幅器
と、(4)この増幅器で得られた電気信号の一定値以上を
抽出するコンパレータと、(5)このコンパレータで抽出
した最初の電気信号でタイマを作動し且つコンパレータ
からの電気信号毎にタイマを再作動するマルチ・バイブ
レータとを備えたことを特徴とするレーザー加工装
置。」である。
「(1)ワークの溶解によって発生する光線の反射光を受
光するセンサを複数箇所に配設したセンサ部と、(2)こ
のセンサ部で受光した光量に基づいてピアッシングの終
了を検出する終了検出部とを備えたことを特徴とするレ
ーザー加工装置であり、終了検出部には、(3)センサ部
で受光した光量を増幅して電気信号に変換する増幅器
と、(4)この増幅器で得られた電気信号の一定値以上を
抽出するコンパレータと、(5)このコンパレータで抽出
した最初の電気信号でタイマを作動し且つコンパレータ
からの電気信号毎にタイマを再作動するマルチ・バイブ
レータとを備えたことを特徴とするレーザー加工装
置。」である。
【０００７】本発明で使用される上記(1)に示したセン
サは、ワークが溶解するときに発生する可視光線（３８
０乃至７８０ｎｍの周波数帯域）を採光できる多成分の
グラス・フアイバーを用い、且つ平均的な安定した採光
をとるためにセンサを複数箇所に配設した多分岐フアイ
バである。そしてこのセンサは、加工ヘッド内に設けて
もよく、加工ヘッド外であってもピアッシング時に発生
する可視光線が採光できる場所であれば設置場所はどこ
でもよい。
サは、ワークが溶解するときに発生する可視光線（３８
０乃至７８０ｎｍの周波数帯域）を採光できる多成分の
グラス・フアイバーを用い、且つ平均的な安定した採光
をとるためにセンサを複数箇所に配設した多分岐フアイ
バである。そしてこのセンサは、加工ヘッド内に設けて
もよく、加工ヘッド外であってもピアッシング時に発生
する可視光線が採光できる場所であれば設置場所はどこ
でもよい。
【０００８】上記(3)で示した増幅器は、光信号を電気
信号に変換して増幅するもので、通常使用されているホ
ト・ダイオードにより受光し、ホト・トランジスタで電
気信号に変換して増幅できればよい。
信号に変換して増幅するもので、通常使用されているホ
ト・ダイオードにより受光し、ホト・トランジスタで電
気信号に変換して増幅できればよい。
【０００９】上記(4)に示したコンパレータは、上記(3)
で示した増幅器の出力のうち、一定値以上の電気信号を
取り出すためのもので、この一定値の電気信号は、各レ
ーザー装置の特性、加工環境、ワークの種類等に合わせ
て設定できるものである。
で示した増幅器の出力のうち、一定値以上の電気信号を
取り出すためのもので、この一定値の電気信号は、各レ
ーザー装置の特性、加工環境、ワークの種類等に合わせ
て設定できるものである。
【００１０】上記(5)に示したマルチ・バイブレータ
は、ワークの溶解による反射光が一定でないために必要
なもので、溶解による反射光が瞬断等しても充分に長く
設定できる調整可能なホールド・オーバーであればよ
い。このように設定されていればワークからの瞬断等を
回避することができ、そしてマルチ・バイブレータがタ
イム・アウトしたときにはピアッシングが終了したと判
断することができる。
は、ワークの溶解による反射光が一定でないために必要
なもので、溶解による反射光が瞬断等しても充分に長く
設定できる調整可能なホールド・オーバーであればよ
い。このように設定されていればワークからの瞬断等を
回避することができ、そしてマルチ・バイブレータがタ
イム・アウトしたときにはピアッシングが終了したと判
断することができる。
【００１１】
【実施例】本発明における実施例を図１、図２を参照に
して説明する。図１は、本発明の加工ヘッドの断面概略
図であって、加工ヘッド内に設けられたセンサ部の概略
図である。加工ヘッド２の内部にはワーク１に対してレ
ーザー光線３を照射するための集光レンズ２ａと、加工
ヘッド２の先端から反対方向でワーク１から遠い位置に
は２個の反射光を受光するセンサ先端部４ａが設けられ
ている。このセンサ先端部４ａの下側には、ワーク１か
らの溶解を検出するために位置を調整、固定のための固
定具４ｂが設けられている。またセンサ先端部４ａから
の光信号はフアイバ・ケーブル４ｃを通じて途中で１箇
所にする分岐部４ｄを介して終了検出部５に送られてい
る。
して説明する。図１は、本発明の加工ヘッドの断面概略
図であって、加工ヘッド内に設けられたセンサ部の概略
図である。加工ヘッド２の内部にはワーク１に対してレ
ーザー光線３を照射するための集光レンズ２ａと、加工
ヘッド２の先端から反対方向でワーク１から遠い位置に
は２個の反射光を受光するセンサ先端部４ａが設けられ
ている。このセンサ先端部４ａの下側には、ワーク１か
らの溶解を検出するために位置を調整、固定のための固
定具４ｂが設けられている。またセンサ先端部４ａから
の光信号はフアイバ・ケーブル４ｃを通じて途中で１箇
所にする分岐部４ｄを介して終了検出部５に送られてい
る。
【００１２】一方、加工ヘッド２の上端にはレーザー光
線３を変更する変更部２ｂの内部に変更ミラー２ｃを備
えている。
線３を変更する変更部２ｂの内部に変更ミラー２ｃを備
えている。
【００１３】図２は、センサ部４と終了検出部５の概略
を示したブロック図と、このブロック図の要所からの信
号を示したものである。即ちセンサ部４から得られた信
号は、検出部５のフオト・ダイオード５ａに入力され光
信号から電気信号に変換され増幅器５ｂで増幅される
（図２のの波形）。
を示したブロック図と、このブロック図の要所からの信
号を示したものである。即ちセンサ部４から得られた信
号は、検出部５のフオト・ダイオード５ａに入力され光
信号から電気信号に変換され増幅器５ｂで増幅される
（図２のの波形）。
【００１４】増幅された電気信号（図２のの波形）
は、予め設定された一定値以上であればコンパレーター
５ｃにより抽出され（図２のの波形）、この抽出され
た電気信号はホールド・オーバーであるリトリガブル・
マルチバイブレータ５ｄに入力される。
は、予め設定された一定値以上であればコンパレーター
５ｃにより抽出され（図２のの波形）、この抽出され
た電気信号はホールド・オーバーであるリトリガブル・
マルチバイブレータ５ｄに入力される。
【００１５】リトリガブル・マルチバイブレタ５ｄは、
前述したように電気信号が入力される毎に一定時間のパ
ルスが生じるタイマからなるマルチバイブレーターであ
る。その作動例を図２に示す。そして、このリトリ
ガブル・マルチバイブレータ５ｄは、入力があるごとに
図２に示したパルスが生じるため実際にはコンパレー
タ５ｃのパルス（図２の波形）によって再度動作され
たパルスが発生する（図２の波形）。
前述したように電気信号が入力される毎に一定時間のパ
ルスが生じるタイマからなるマルチバイブレーターであ
る。その作動例を図２に示す。そして、このリトリ
ガブル・マルチバイブレータ５ｄは、入力があるごとに
図２に示したパルスが生じるため実際にはコンパレー
タ５ｃのパルス（図２の波形）によって再度動作され
たパルスが発生する（図２の波形）。
【００１６】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。複
数のセンサを取り付けることにより、ワークの材質、厚
み、加工条件などにとらわれずに、ワークに応じてピア
ッシングの終了を確実に検出することができる。そし
て、このセンサは、加工ヘッド内に限らずワークの環境
に応じて自由な位置に設定することができるためきわめ
て汎用性に富むものでる。そのため、ピアッシングに限
らず、異常な加工状態であることをも検出することがで
きる。例えば、加工が難しいアルミニウムおよびアルミ
ニウム合金やステンレス鋼等を加工中に発生するメタル
・プラズマや、鉄等を加工中に上手に切断されない時に
発生するプラズマの発生を容易に検知することができ
る。従って、本発明の実用上の価値は大なるものがあ
る。
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。複
数のセンサを取り付けることにより、ワークの材質、厚
み、加工条件などにとらわれずに、ワークに応じてピア
ッシングの終了を確実に検出することができる。そし
て、このセンサは、加工ヘッド内に限らずワークの環境
に応じて自由な位置に設定することができるためきわめ
て汎用性に富むものでる。そのため、ピアッシングに限
らず、異常な加工状態であることをも検出することがで
きる。例えば、加工が難しいアルミニウムおよびアルミ
ニウム合金やステンレス鋼等を加工中に発生するメタル
・プラズマや、鉄等を加工中に上手に切断されない時に
発生するプラズマの発生を容易に検知することができ
る。従って、本発明の実用上の価値は大なるものがあ
る。
【図１】加工ヘッドの断面概略図である。
【図２】本発明のブロック図とその要所からのタイミン
グ図を示したものである。
グ図を示したものである。
１ ワーク ２ 加工ヘッド ２ａ 集光レンズ ２ｂ 変更部 ２ｃ 変更ミラー ３ レーザー光線 ４ センサ部 ４ａ センサ先端部 ４ｂ 固定具 ４ｃ フアバ・ケーブル ４ｄ 分岐部 ５ 終了検出部
Claims (2)
- 【請求項１】 ワークの溶解によって発生する光線の反
射光を受光するセンサを複数箇所に配設したセンサ部
と、このセンサ部で受光した光量に基づいてピアッシン
グの終了を検出する終了検出部とを備えたことを特徴と
するレーザー加工装置 - 【請求項２】 終了検出部が、センサ部で受光した光量
を増幅して電気信号に変換する増幅器と、この増幅器で
得られた電気信号の一定値以上を抽出するコンパレータ
と、このコンパレータで抽出した最初の電気信号でタイ
マを作動し且つコンパレータからの電気信号毎にタイマ
を再作動するマルチ・バイブレータとを備えたことを特
徴とする請求項１記載のレーザー加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3121929A JPH06114583A (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | レーザー加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3121929A JPH06114583A (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | レーザー加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06114583A true JPH06114583A (ja) | 1994-04-26 |
Family
ID=14823425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3121929A Pending JPH06114583A (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | レーザー加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06114583A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009136886A (ja) * | 2007-12-04 | 2009-06-25 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工機 |
| JP2014069211A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Koa Corp | セラミックス材の加工装置、セラミックス材の加工方法 |
| US20160199942A1 (en) * | 2015-01-08 | 2016-07-14 | General Electric Company | Method and system for confined laser drilling |
-
1991
- 1991-04-25 JP JP3121929A patent/JPH06114583A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009136886A (ja) * | 2007-12-04 | 2009-06-25 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工機 |
| JP2014069211A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Koa Corp | セラミックス材の加工装置、セラミックス材の加工方法 |
| US20160199942A1 (en) * | 2015-01-08 | 2016-07-14 | General Electric Company | Method and system for confined laser drilling |
| US11292081B2 (en) * | 2015-01-08 | 2022-04-05 | General Electric Company | Method and system for confined laser drilling |
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