JPH06674A - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
- Publication number
- JPH06674A JPH06674A JP4156298A JP15629892A JPH06674A JP H06674 A JPH06674 A JP H06674A JP 4156298 A JP4156298 A JP 4156298A JP 15629892 A JP15629892 A JP 15629892A JP H06674 A JPH06674 A JP H06674A
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- Japan
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- piercing
- laser beam
- work
- concave mirror
- mirror
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザ光を用いて加工、溶接及び熱処理を行
うレーザ加工装置において、ピアッシング動作の完了を
検出することで、ピアッシング時間を短縮することを目
的とする。 【構成】 ワーク照射最終段の反射鏡３の外周に凹面鏡
１１を設け、凹面鏡１１の焦点位置近傍にセンサー１２
を設ける構成とする。ワーク５に穴が貫通することによ
り可視反射光１３がなくなるのでピアッシング動作の完
了が検出できる。
うレーザ加工装置において、ピアッシング動作の完了を
検出することで、ピアッシング時間を短縮することを目
的とする。 【構成】 ワーク照射最終段の反射鏡３の外周に凹面鏡
１１を設け、凹面鏡１１の焦点位置近傍にセンサー１２
を設ける構成とする。ワーク５に穴が貫通することによ
り可視反射光１３がなくなるのでピアッシング動作の完
了が検出できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を用いて切断
加工をおこなうレーザ加工装置に関する。
加工をおこなうレーザ加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にレーザ加工装置は、レーザ発振器
から発生するレーザ光を集光レンズを用いて集光し、各
種材料を加工、溶接および熱処理をおこなう。図２に従
来のレーザ加工装置の集光レンズ部の一例を示す。同図
に示すようにレーザ発振器１はレーザ光２を照射し、こ
のレーザ光２は反射鏡３によってトーチ部６に入り、ワ
ーク５に照射される。前記レーザ光２の経路はガイドチ
ューブ４によって、カバーされ、ワーク５以外の物にレ
ーザ光が当たらないようにしている。前記トーチ部６
は、以下のように構成されている。すなわち誘導された
レーザ光２を集光する集光レンズ７と、集光したレーザ
光をワーク５に照射するノズル９とアシストガス導入口
１０を有している。なお図中の８は集光レンズ７を保持
するレンズホルダーである。
から発生するレーザ光を集光レンズを用いて集光し、各
種材料を加工、溶接および熱処理をおこなう。図２に従
来のレーザ加工装置の集光レンズ部の一例を示す。同図
に示すようにレーザ発振器１はレーザ光２を照射し、こ
のレーザ光２は反射鏡３によってトーチ部６に入り、ワ
ーク５に照射される。前記レーザ光２の経路はガイドチ
ューブ４によって、カバーされ、ワーク５以外の物にレ
ーザ光が当たらないようにしている。前記トーチ部６
は、以下のように構成されている。すなわち誘導された
レーザ光２を集光する集光レンズ７と、集光したレーザ
光をワーク５に照射するノズル９とアシストガス導入口
１０を有している。なお図中の８は集光レンズ７を保持
するレンズホルダーである。
【０００３】次に同図を用いて加工原理、動作について
説明する。レーザ光２はレーザ発振器１から出力され、
反射鏡３等を用いてトーチ部６の集光レンズ７に誘導さ
れ集光される。この集光したレーザ光２を鉄板５（以下
ワーク）に照射すると、スポット径と呼ばれる集光され
たレーザ光２の直径は通常φ０．１ｍｍで、そのエネル
ギ密度は１０7 Ｊ／cm2 に達し、厚さ数ｍｍの鉄板等を
溶融でき、かつ、アシストガス導入口１０からとりいれ
るアシストガスの噴射によってこの溶融した鉄板等の材
料を吹き飛ばし、鉄板等に穴加工を行なっている。この
穴加工をピアッシング動作とよびレーザ加工装置の重要
な機能である。このピアッシング動作が完了した後、ト
ーチ６が動き切断を開始する。
説明する。レーザ光２はレーザ発振器１から出力され、
反射鏡３等を用いてトーチ部６の集光レンズ７に誘導さ
れ集光される。この集光したレーザ光２を鉄板５（以下
ワーク）に照射すると、スポット径と呼ばれる集光され
たレーザ光２の直径は通常φ０．１ｍｍで、そのエネル
ギ密度は１０7 Ｊ／cm2 に達し、厚さ数ｍｍの鉄板等を
溶融でき、かつ、アシストガス導入口１０からとりいれ
るアシストガスの噴射によってこの溶融した鉄板等の材
料を吹き飛ばし、鉄板等に穴加工を行なっている。この
穴加工をピアッシング動作とよびレーザ加工装置の重要
な機能である。このピアッシング動作が完了した後、ト
ーチ６が動き切断を開始する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、集光さ
れたレーザ光２は図３に示すようにワーク５と集光レン
ズ７間の距離によりスポット径（エネルギ密度）が変化
するため、ワーク５の反り等により照射スポット径が変
化しピアッシング時間が変化したり、ワーク５の材質に
より照射レーザ光２の吸収率が変化し、ピアッシング時
間が変化することがよく知られている。したがって設定
ピアッシング時間は、実ピアッシング時間に余裕率（安
全率）を加えて使用している。しかし、ワーク５が厚い
場合は、特に板厚方向に加工している途中でスポット径
が大きくなり、エネルギ密度が低下して加工物を溶融す
る時間が長くなり、加工時間が長くなることが知られて
いる。
れたレーザ光２は図３に示すようにワーク５と集光レン
ズ７間の距離によりスポット径（エネルギ密度）が変化
するため、ワーク５の反り等により照射スポット径が変
化しピアッシング時間が変化したり、ワーク５の材質に
より照射レーザ光２の吸収率が変化し、ピアッシング時
間が変化することがよく知られている。したがって設定
ピアッシング時間は、実ピアッシング時間に余裕率（安
全率）を加えて使用している。しかし、ワーク５が厚い
場合は、特に板厚方向に加工している途中でスポット径
が大きくなり、エネルギ密度が低下して加工物を溶融す
る時間が長くなり、加工時間が長くなることが知られて
いる。
【０００５】図４にワーク厚さ−実ピアッシング時間、
設定ピアッシング時間特性を示す。ワーク厚さがｔ９ｍ
ｍ以上になればピアッシング時間が著しく長くなり、そ
れにともないピアッシング時間のばらつきも大きくなり
設定ピアッシング時間は最悪の時間を考慮しなければな
らないため、実際にはピアッシング動作を終了したのに
次の動作に移れず、加工時間が長くなるという問題点が
あった。
設定ピアッシング時間特性を示す。ワーク厚さがｔ９ｍ
ｍ以上になればピアッシング時間が著しく長くなり、そ
れにともないピアッシング時間のばらつきも大きくなり
設定ピアッシング時間は最悪の時間を考慮しなければな
らないため、実際にはピアッシング動作を終了したのに
次の動作に移れず、加工時間が長くなるという問題点が
あった。
【０００６】本発明は、このような従来の課題を解決す
るもので、ピアッシング時間の短いレーザ加工装置の提
供を目的とする。
るもので、ピアッシング時間の短いレーザ加工装置の提
供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、レーザ加工装置のワーク照射の最終段の
反射鏡の外周部に凹面鏡を設け、前記凹面鏡の焦点位置
近傍にピアッシング動作確認用のセンサーを設け、前記
センサーの出力の有無によりピアッシング動作、すなわ
ちワーク貫通、非貫通を確認するようにしたレーザ加工
装置としたものである。
に、本発明は、レーザ加工装置のワーク照射の最終段の
反射鏡の外周部に凹面鏡を設け、前記凹面鏡の焦点位置
近傍にピアッシング動作確認用のセンサーを設け、前記
センサーの出力の有無によりピアッシング動作、すなわ
ちワーク貫通、非貫通を確認するようにしたレーザ加工
装置としたものである。
【０００８】
【作用】本発明は上記した構成において、ピアッシング
時間（ワークを溶融し掘り下げている時間）、ワークの
溶融物から発生する可視光の放射光が凹面鏡によりセン
サーに集められ、センサーは大きな出力信号を発生す
る。ワーク貫通時には溶融物からの可視光の放射光は無
くなり、センサーは出力信号をださなくなることによ
り、表示装置等を用いてワークの貫通、非貫通を判定で
き、設定ピアッシング時間は不要な余裕時間が必要でな
くなりピアッシング時間の短縮を図れる。
時間（ワークを溶融し掘り下げている時間）、ワークの
溶融物から発生する可視光の放射光が凹面鏡によりセン
サーに集められ、センサーは大きな出力信号を発生す
る。ワーク貫通時には溶融物からの可視光の放射光は無
くなり、センサーは出力信号をださなくなることによ
り、表示装置等を用いてワークの貫通、非貫通を判定で
き、設定ピアッシング時間は不要な余裕時間が必要でな
くなりピアッシング時間の短縮を図れる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面にもとづい
て説明する。図１は、本発明の一実施例のレーザ加工装
置の構成を示している。なお、従来例と同じ構成要素に
は同じ番号を用いてその説明は省略する。
て説明する。図１は、本発明の一実施例のレーザ加工装
置の構成を示している。なお、従来例と同じ構成要素に
は同じ番号を用いてその説明は省略する。
【００１０】本実施例の特徴的構成は次のとおりであ
る。すなわち、レーザ光２を反射する最終段の反射鏡３
の外周に凹面鏡１１を設け、前記凹面鏡１１の焦点位置
近傍にピアッシング動作確認用のセンサー１２を設けた
構成にある。そして、センサー１２はピアッシング動作
確認用の表示操作等に出力信号を加えるようにしてい
る。
る。すなわち、レーザ光２を反射する最終段の反射鏡３
の外周に凹面鏡１１を設け、前記凹面鏡１１の焦点位置
近傍にピアッシング動作確認用のセンサー１２を設けた
構成にある。そして、センサー１２はピアッシング動作
確認用の表示操作等に出力信号を加えるようにしてい
る。
【００１１】前記構成によれば、レーザ光２がワーク５
に照射されピアッシング動作が開始されれば、ワーク５
からの溶融物から発生する可視の放射光１３が発生す
る。可視光１３は集光レンズ７を通過して凹面鏡１１に
達して集光され、前記凹面鏡１１の焦点位置近傍に設置
されているセンサー１２に加えられる。センサー１２は
可視光１３を集光照射されることにより出力信号を発生
する。ピアッシング動作が完了すれば、溶融物からの放
射光１３は発生しなくなり（穴があくため）、センサー
１２は出力信号を発生しなくなる。このセンサー１２の
信号をピアッシング動作確認用の表示装置に加えるよう
にし、ピアッシング動作の完了時点を確認することがで
き、設定ピアッシング時間に余裕率をもたしているため
に、実際にピアッシング動作が完了したのに停止してい
るという無駄な時間を削除でき、すぐ切断動作に移るこ
とが可能となる。したがってピアッシング時間の短縮を
図れることとなる。この結果からわかるとおり、ワーク
照射最終段の反射鏡３の外周部に凹面鏡１１を設け、前
記凹面鏡１１の焦点位置近傍にセンサー１２を設けたレ
ーザ加工装置とすれば、ピアッシング時間の短縮が図れ
ることがわかる。
に照射されピアッシング動作が開始されれば、ワーク５
からの溶融物から発生する可視の放射光１３が発生す
る。可視光１３は集光レンズ７を通過して凹面鏡１１に
達して集光され、前記凹面鏡１１の焦点位置近傍に設置
されているセンサー１２に加えられる。センサー１２は
可視光１３を集光照射されることにより出力信号を発生
する。ピアッシング動作が完了すれば、溶融物からの放
射光１３は発生しなくなり（穴があくため）、センサー
１２は出力信号を発生しなくなる。このセンサー１２の
信号をピアッシング動作確認用の表示装置に加えるよう
にし、ピアッシング動作の完了時点を確認することがで
き、設定ピアッシング時間に余裕率をもたしているため
に、実際にピアッシング動作が完了したのに停止してい
るという無駄な時間を削除でき、すぐ切断動作に移るこ
とが可能となる。したがってピアッシング時間の短縮を
図れることとなる。この結果からわかるとおり、ワーク
照射最終段の反射鏡３の外周部に凹面鏡１１を設け、前
記凹面鏡１１の焦点位置近傍にセンサー１２を設けたレ
ーザ加工装置とすれば、ピアッシング時間の短縮が図れ
ることがわかる。
【００１２】なお前記実施例における凹面鏡は放物面
鏡、非球面鏡であってもよい。
鏡、非球面鏡であってもよい。
【００１３】
【発明の効果】以上の実施例の説明より明らかなよう
に、本発明によればレーザ加工装置のワーク照射最終段
の反射鏡の外周部に凹面鏡を設け、前記凹面鏡の焦点位
置近傍にピアッシング動作確認用のセンサーを設けたレ
ーザ加工装置とすることにより、ピアッシング時間の短
縮が図れるレーザ加工機が提供できることとなる。
に、本発明によればレーザ加工装置のワーク照射最終段
の反射鏡の外周部に凹面鏡を設け、前記凹面鏡の焦点位
置近傍にピアッシング動作確認用のセンサーを設けたレ
ーザ加工装置とすることにより、ピアッシング時間の短
縮が図れるレーザ加工機が提供できることとなる。
【図１】本発明の一実施例のレーザ加工装置の概略を示
す構成図
す構成図
【図２】従来のレーザ加工装置の概略を示す構成図
【図３】レーザ光の集光発散を示す説明図
【図４】ワーク厚さ−実ピアッシング時間、設定ピアッ
シング時間特性図
シング時間特性図
１ レーザ発振器 ２ レーザ光 ３ 反射鏡 ５ ワーク ６ トーチ １１ 凹面鏡 １２ センサー
Claims (2)
- 【請求項１】 反射鏡を用いてレーザ光を導き、ワーク
照射し、加工、溶接および熱処理を行うレーザ加工装置
において、ワーク照射の最終段の反射鏡部の外周に凹面
鏡を設け、前記凹面鏡の焦点位置近傍にピアッシング動
作確認用のセンサーを設けたレーザ加工装置。 - 【請求項２】 凹面鏡を放物面鏡、または非球面鏡とす
る請求項１記載のレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04156298A JP3073317B2 (ja) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04156298A JP3073317B2 (ja) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | レーザ加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06674A true JPH06674A (ja) | 1994-01-11 |
| JP3073317B2 JP3073317B2 (ja) | 2000-08-07 |
Family
ID=15624757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04156298A Expired - Fee Related JP3073317B2 (ja) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3073317B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007136471A (ja) * | 2005-11-15 | 2007-06-07 | Toyota Motor Corp | 孔あけ加工方法および孔あけ加工装置 |
-
1992
- 1992-06-16 JP JP04156298A patent/JP3073317B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007136471A (ja) * | 2005-11-15 | 2007-06-07 | Toyota Motor Corp | 孔あけ加工方法および孔あけ加工装置 |
| JP4635839B2 (ja) * | 2005-11-15 | 2011-02-23 | トヨタ自動車株式会社 | 孔あけ加工方法および孔あけ加工装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3073317B2 (ja) | 2000-08-07 |
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