JPH0768394A - Cutting condition monitoring device for heat cutting device - Google Patents

Cutting condition monitoring device for heat cutting device

Info

Publication number
JPH0768394A
JPH0768394A JP5217741A JP21774193A JPH0768394A JP H0768394 A JPH0768394 A JP H0768394A JP 5217741 A JP5217741 A JP 5217741A JP 21774193 A JP21774193 A JP 21774193A JP H0768394 A JPH0768394 A JP H0768394A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cutting
pressure sensor
cut
pressure
gas
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.)
Granted
Application number
JP5217741A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2672453B2 (en
Inventor
Kozo Yasuda
耕三 安田
Akira Hayakawa
明良 早川
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.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Industries Ltd filed Critical Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority to JP5217741A priority Critical patent/JP2672453B2/en
Publication of JPH0768394A publication Critical patent/JPH0768394A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2672453B2 publication Critical patent/JP2672453B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a cutting condition monitoring device which is excellent in the environmental resistance and has no adverse effect of disturbance by ejecting the gas at a work to be cut, and detecting the repulsive pressure of the gas from the work to be cut by a pressure sensor to detect the cutting condition. CONSTITUTION:A pressure sensor 15 is arranged on a nozzle member 7 on the downstream side of the cutting direction 3, and the repulsive pressure of the gas in the vicinity of a cutting groove 6 of a work 1 to be cut is detected. When the cutting groove 6 is not sufficiently formed and the gas from a nozzle 10 is not smoothly released downward from the cutting groove 6 as indicated by the reference symbol 13, the pressure to be detected by the pressure sensor 15 is increased. The output of the pressure sensor 15 is given by a processing circuit 36, and the processing circuit 36 controls a moving means 37 and moves the nozzle member 7 at the constant speed in the preliminarily set cutting direction 3 by keeping the nozzle 10 at the constant distance from the surface of the work 1 to be cut. The processing circuit 36 also actuates a laser beam control means 38 to drive a laser beam source 39 to generate the laser beam 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、被切断材を、レーザビ
ームなどの熱切断ビームを用いて切断する熱切断装置に
おける切断状態を監視するための装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for monitoring a cutting state in a thermal cutting device for cutting a material to be cut with a thermal cutting beam such as a laser beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】典型的な先行技術では、レーザビームを
被切断材、たとえば鋼板などに照射して予め定める切断
移動方向に移動している状態で、音を検出するセンサを
用い、良好にレーザ切断が行われているときの音に比べ
て、切断状態が変わることによって生じる音の変化を識
別し、異常を検出する。
2. Description of the Related Art In a typical prior art, a laser beam is applied to a material to be cut, for example, a steel plate, etc., and a sensor for detecting a sound is used in a state where the laser beam is moving in a predetermined cutting movement direction. An abnormality is detected by identifying a change in sound caused by a change in the disconnection state as compared with the sound when the disconnection is being performed.

【0003】このような音のセンサを用いる先行技術で
は、周囲の環境の雑音の悪影響が大きく、この雑音を除
去するために多大の信号処理回路を必要とし、したがっ
て構成が複雑かつ高価になるという問題がある。
In the prior art using such a sound sensor, the adverse effect of noise in the surrounding environment is large, and a large amount of signal processing circuit is required to remove this noise, and therefore the configuration becomes complicated and expensive. There's a problem.

【0004】他の先行技術では、たとえば特開平3−2
3092に開示されている。この先行技術では被切断材
にレーザビームを照射しながら熱切断を行っていると
き、被切断材から反射する反射光を光学的にセンサで検
出し、こうして光の反射状況に対応する熱切断部分の切
断品質を検出する。
In other prior art, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-2 is used.
3092. In this prior art, when heat cutting is performed while irradiating the material to be cut with a laser beam, the light reflected by the material to be cut is optically detected by a sensor, and thus the heat cutting portion corresponding to the light reflection state is detected. Detect the cutting quality of.

【0005】このような光のセンサを用いる先行技術で
は、周囲の環境の外乱光の悪影響が直接的に生じるとい
う問題がある。この問題を解決するには、光センサの付
近を暗くし、あるいはセンサ付近からの外乱光がセンサ
に入射しないように覆いをするなどの工夫が必要であ
り、したがって実際の熱切断作業中であるインプロセス
でモニタリングしようとするための手法としては、障害
になり、信頼性に欠けるという問題がある。
In the prior art using such an optical sensor, there is a problem that the adverse effect of ambient light of the surrounding environment directly occurs. In order to solve this problem, it is necessary to darken the vicinity of the optical sensor or cover it so that ambient light from the vicinity of the sensor does not enter the sensor. Therefore, the actual thermal cutting work is in progress. As a method for trying to monitor in-process, there is a problem that it becomes an obstacle and lacks reliability.

【0006】またこの先行技術では、光センサのレンズ
などの集光部が、レーザビームによる熱切断時に汚損さ
れるという問題があり、このような環境要因は無視する
ことができないことである。
Further, in this prior art, there is a problem that the light condensing portion such as the lens of the optical sensor is contaminated at the time of thermal cutting by the laser beam, and such an environmental factor cannot be ignored.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、耐環
境性に優れ、外乱の悪影響が少なく、さらにメンテナン
スがよく、誤動作がない熱切断装置用切断状態監視装置
を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a cutting condition monitoring device for a thermal cutting device, which is excellent in environmental resistance, has less adverse effects of disturbance, is easy to maintain, and has no malfunction.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、熱切断ビーム
を、切断移動方向に移動しつつ被切断材に照射して熱切
断する熱切断装置用切断状態監視装置において、切断ビ
ームの外周で被切断材にガスを噴射するノズル部材と、
被切断材からのガスの反発圧力を検出する圧力センサと
を含むことを特徴とする熱切断装置用切断状態監視装置
である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a cutting state monitoring device for a thermal cutting device which irradiates a material to be cut with a thermal cutting beam while moving it in the cutting movement direction to provide a thermal cutting device. A nozzle member for injecting gas onto the material to be cut,
A cutting state monitoring device for a thermal cutting device, comprising: a pressure sensor that detects a repulsive pressure of gas from a material to be cut.

【0009】また本発明の圧力センサは、切断移動方向
下流側に配置されることを特徴とする。
Further, the pressure sensor of the present invention is characterized in that it is arranged on the downstream side in the cutting movement direction.

【0010】また本発明のノズル部材には、圧力センサ
を保持して切断移動方向下流側に位置させて追従させる
追従手段が設けられることを特徴とする。
Further, the nozzle member of the present invention is characterized in that it is provided with a follow-up means for holding the pressure sensor and locating the pressure sensor at the downstream side in the cutting movement direction to follow the pressure sensor.

【0011】また本発明の圧力センサは、周方向に間隔
をあけて複数個設けられ、各圧力センサの相互の出力レ
ベル差を演算して切断状態をモニタリングすることを特
徴とする。
The pressure sensor of the present invention is characterized in that a plurality of pressure sensors are provided at intervals in the circumferential direction, and the output state difference between the pressure sensors is calculated to monitor the disconnection state.

【0012】[0012]

【作用】本発明の熱切断装置では、レーザビームだけで
なく、ガス燃料などを燃焼するバーナの火炎およびプラ
ズマなどのような熱切断ビームを用いて、被切断材、た
とえば鋼板などを、切断移動方向に移動しつつ熱切断を
行い、この熱切断ビームによる切断部表面において、熱
切断ビームの付近で一定の圧力分布が達成されていれ
ば、安定した切断が行われていることになり、したがっ
て本発明では、圧力の検出という簡便な手法で、熱切断
状況の検出を可能とし、これによってインプロセスでモ
ニタリングするにあたり、本発明は非常に有効である。
In the thermal cutting apparatus of the present invention, not only a laser beam but also a thermal cutting beam such as a flame of a burner burning gas fuel or plasma and the like are used to cut and move a material to be cut, such as a steel plate. If a constant pressure distribution is achieved in the vicinity of the thermal cutting beam on the surface of the cutting portion by the thermal cutting beam, it means that stable cutting is performed, The present invention makes it possible to detect the state of thermal cutting by a simple method of detecting pressure, and the present invention is very effective for in-process monitoring.

【0013】本発明に従い、熱切断ビームの外周にノズ
ル部材から被切断材に向けてガスを噴射するにあたり、
このガスは、被切断材がステンレス鋼およびチタンなど
のような金属であるとき、アルゴンまたは窒素などの不
活性ガスを選び、このような不活性ガスを、熱切断ビー
ムの外周で噴射することによって、被切断材を燃焼させ
ることなく、熱切断ビームによって溶融された金属を吹
飛ばす作用を達成することができる。またこのような熱
切断ビームの外周で噴射するガスとして、酸素を用いる
と、被切断材である金属、たとえば軟鉄などが燃焼し、
したがって熱切断ビームの熱とともに燃焼熱を利用し、
厚い被切断材を切断することができ、また切断速度を向
上することができる。
According to the present invention, when injecting gas from the nozzle member toward the material to be cut on the outer periphery of the heat cutting beam,
This gas is produced by selecting an inert gas such as argon or nitrogen when the material to be cut is a metal such as stainless steel and titanium and by injecting such an inert gas on the outer circumference of the heat cutting beam. The action of blowing away the metal melted by the thermal cutting beam can be achieved without burning the material to be cut. Further, when oxygen is used as the gas injected at the outer periphery of such a thermal cutting beam, the material to be cut, such as soft iron, burns,
Therefore, the combustion heat is used together with the heat of the heat cutting beam,
A thick material to be cut can be cut, and the cutting speed can be improved.

【0014】圧力センサは、切断移動方向下流側、すな
わちノズル部材よりも後方に配置し、これによって被切
断材に熱切断ビームによって形成された切断溝または有
底溝の検出が可能となる。
The pressure sensor is arranged on the downstream side in the cutting movement direction, that is, behind the nozzle member, whereby the cutting groove or the bottomed groove formed by the thermal cutting beam on the material to be cut can be detected.

【0015】さらに本発明に従えば、複数の圧力センサ
を、熱切断ビームの外周に周方向に間隔をあけて配置
し、これによって熱切断ビームの外周における圧力分布
を常時検出して切断状況のモニタリングを行うことがで
きる。このモニタリングにあたっては、各圧力センサの
相互の出力レベルの差、すなわち各圧力センサで検出さ
れる検出圧力の差を演算することによって、切断状況を
正確に把握することができる。
Further, according to the present invention, a plurality of pressure sensors are arranged on the outer circumference of the heat cutting beam at intervals in the circumferential direction, whereby the pressure distribution on the outer circumference of the heat cutting beam is constantly detected to determine the cutting condition. Monitoring can be done. In this monitoring, the cutting situation can be accurately grasped by calculating the difference between the output levels of the pressure sensors, that is, the difference between the detected pressures detected by the pressure sensors.

【0016】さらに本発明に従えば、追従手段をノズル
部材に設けて、圧力センサをノズル部材の切断方向下流
側に常に配置して追従させることによって、切断された
切断溝などの検出が可能である。
Further, according to the present invention, the follow-up means is provided in the nozzle member, and the pressure sensor is always arranged downstream of the nozzle member in the cutting direction so as to follow the cut-off groove. is there.

【0017】[0017]

【実施例】図1は、本発明の一実施例の一部の断面図で
ある。金属製被切断材1は、ヘッド2が被切断材1の表
面に沿って矢符3で示される切断移動方向に移動するこ
とによってレーザビーム4がレンズ5によって集光さ
れ、被切断材1には切断溝6が形成されて切断される。
レーザビーム4は、ヘッド2の中空円錐台状のノズル部
材7には、同一軸線を有するレーザビーム4が導かれ
る。このノズル部材7の内部空間8には接続端部9から
ガスが圧送され、その先端部のノズル孔10から、矢符
12,13で示されるようにガスが被切断材1に噴射さ
れる。こうしてレーザビーム4の経路およびその外周で
ガスが被切断材1に向けて噴射される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT FIG. 1 is a partial sectional view of an embodiment of the present invention. In the metal material 1 to be cut, the laser beam 4 is condensed by the lens 5 as the head 2 moves in the cutting movement direction indicated by the arrow 3 along the surface of the material 1 to be cut, The cutting groove 6 is formed and cut.
The laser beam 4 having the same axis is guided to the hollow truncated cone-shaped nozzle member 7 of the head 2. Gas is pressure-fed to the internal space 8 of the nozzle member 7 from the connection end 9, and the gas is jetted onto the material 1 to be cut from the nozzle hole 10 at the tip thereof as indicated by arrows 12 and 13. In this way, the gas is jetted toward the material to be cut 1 along the path of the laser beam 4 and its outer circumference.

【0018】図2は、図1の切断面線II−IIから見
た水平断面図である。レーザビーム4を被切断材1に照
射しつつ切断移動方向3にノズル部材7を移動すること
によって、被切断材1には切断溝6が形成されて切断さ
れる。この切断状況を検出するために、ノズル部材7に
は取付片14を介して圧力センサ15が設けられる。こ
の圧力センサ15は、ノズル10から噴射されたガスが
被切断材1に衝突して反射し、これによるガスの反発圧
力を検出する構成を有する。
FIG. 2 is a horizontal sectional view taken along the section line II-II in FIG. By moving the nozzle member 7 in the cutting movement direction 3 while irradiating the material 1 to be cut with the laser beam 4, a cutting groove 6 is formed in the material 1 to be cut. In order to detect this cutting state, the nozzle member 7 is provided with a pressure sensor 15 via a mounting piece 14. The pressure sensor 15 has a configuration in which the gas injected from the nozzle 10 collides with and is reflected by the material 1 to be cut, and detects the repulsive pressure of the gas.

【0019】図3は、圧力センサ15の断面図である。
圧力センサ15のハウジング16には検出口17を有す
る検出筒18が設けられ、その検出筒18に連通する部
屋19には、ダイアフラム20が配置される。ダイアフ
ラム20の部屋19における圧力に依存した変位は、圧
電素子21によって検出される。圧電素子21は、たと
えばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)などの材料からに
成ってもよく、ダイアフラム20のばね31に抗する変
形量を検出する。
FIG. 3 is a sectional view of the pressure sensor 15.
A detection cylinder 18 having a detection port 17 is provided in the housing 16 of the pressure sensor 15, and a diaphragm 20 is arranged in a chamber 19 communicating with the detection cylinder 18. The pressure-dependent displacement of the diaphragm 20 in the chamber 19 is detected by the piezoelectric element 21. The piezoelectric element 21 may be made of a material such as PZT (lead zirconate titanate), and detects the amount of deformation of the diaphragm 20 against the spring 31.

【0020】図4は、前述の圧力センサ15に代えて用
いられる圧力センサ22の構成を示す断面図である。U
字管23内には水銀または水などの液体24が貯留して
おり、検出筒25の検出口26が、被切断材1に向けて
配置される。U字管23内の液体24の大気に開放した
一端27の上下の変位は、光学的に、または磁気的に、
検出手段28によって検出され、その上下の位置に対応
した検出口26の圧力を検出することができる。
FIG. 4 is a sectional view showing the structure of a pressure sensor 22 used in place of the pressure sensor 15 described above. U
A liquid 24 such as mercury or water is stored in the character tube 23, and the detection port 26 of the detection cylinder 25 is arranged toward the cut material 1. The vertical displacement of one end 27 of the liquid 24 in the U-shaped tube 23, which is open to the atmosphere, is optically or magnetically
The pressure of the detection port 26, which is detected by the detection unit 28 and corresponds to the upper and lower positions thereof, can be detected.

【0021】図5は、圧力センサ15,22に代えて用
いることができる圧力センサ29の断面図である。この
実施例は図3の実施例に類似し、対応する部分には同一
の参照符を付す。部屋19の圧力に応じて変化する薄膜
30の変位を、圧電素子31によって検出する。
FIG. 5 is a sectional view of a pressure sensor 29 which can be used in place of the pressure sensors 15 and 22. This embodiment is similar to the embodiment of FIG. 3 and the corresponding parts bear the same reference numerals. The displacement of the thin film 30 that changes according to the pressure in the room 19 is detected by the piezoelectric element 31.

【0022】図6に示される他の構成を有する圧力セン
サ32もまた、前述の図5に類似する構成を有するけれ
ども、この実施例では薄膜30に歪ゲージ33が張付け
て固定され、部屋19の圧力に対応した電気信号を得る
ことができる。
The pressure sensor 32 having the other structure shown in FIG. 6 also has a structure similar to that of FIG. 5 described above, but in this embodiment, the strain gauge 33 is fixed to the thin film 30 by affixing the strain gauge 33. An electric signal corresponding to the pressure can be obtained.

【0023】再び図1〜図3を参照して、圧力センサ1
5は、ノズル部材7に、切断移動方向3の下流側に配置
されて被切断材1の切断溝6付近におけるガスの反発圧
力を検出している。切断溝6が充分に形成されず、ノズ
ル10からのガスがこの切断溝6からの図1の参照符1
3で示される下方へのガスの抜けが悪くなったときに
は、圧力センサ15によって検出される検出圧力が上昇
する。
Referring again to FIGS. 1 to 3, the pressure sensor 1
The nozzle member 7 is arranged on the downstream side in the cutting movement direction 3 of the nozzle member 7 to detect the repulsive pressure of the gas in the vicinity of the cutting groove 6 of the material to be cut 1. The cutting groove 6 is not sufficiently formed, so that the gas from the nozzle 10 is removed from the cutting groove 6 by the reference numeral 1 in FIG.
When the escape of gas downward as shown by 3 becomes worse, the detection pressure detected by the pressure sensor 15 increases.

【0024】図7は、圧力センサ15からの出力の時間
経過を示す。レーザビーム4を用いて被切断材1を切断
している状態で、切断溝6が形成されているときの圧力
センサ15によって検出される検出圧力はp1であり、
切断状態が不充分になったときには、圧力センサ15に
よって検出される検出圧力が上昇して異常状態を示す波
形35が得られる。このような圧力センサ15の出力レ
ベルをレベル弁別することによって、切断状況を知るこ
とができる。
FIG. 7 shows the output of the pressure sensor 15 over time. The detected pressure detected by the pressure sensor 15 when the cutting groove 6 is formed in the state where the material 1 to be cut is cut using the laser beam 4 is p1,
When the cutting state becomes insufficient, the detected pressure detected by the pressure sensor 15 rises and a waveform 35 indicating an abnormal state is obtained. By discriminating the output level of the pressure sensor 15 as described above, the disconnection state can be known.

【0025】図8は、図1、図2、図3および図7に示
される構成を有する実施例の電気的構成を示すブロック
図である。圧力センサ15の出力は、マイクロコンピュ
ータなどによって実現される処理回路36に与えられ、
この処理回路36は移動手段37を制御し、ノズル部材
7を予め定める切断移動方向3に一定速度で、しかもノ
ズル10が被切断材1の表面から予め定める一定の間隔
をあけて移動させる。処理回路36はまたレーザ制御手
段38を動作させて、レーザビーム4を発生するレーザ
源39を駆動する。こうして図7の正常な検出圧力p1
よりも高い異常な検出出力波形35が処理回路36にお
いてレベル弁別されて検出されたとき、レーザ制御手段
38によってレーザ源39の出力エネルギを増大させ、
こうして被切断材1に切断溝6を確実に形成して切断を
行うことができる。
FIG. 8 is a block diagram showing the electrical construction of an embodiment having the construction shown in FIGS. 1, 2, 3 and 7. The output of the pressure sensor 15 is given to a processing circuit 36 realized by a microcomputer,
The processing circuit 36 controls the moving means 37 to move the nozzle member 7 in the predetermined cutting movement direction 3 at a constant speed, and at the same time, the nozzle 10 moves from the surface of the material 1 to be cut at a predetermined constant interval. The processing circuit 36 also operates the laser control means 38 to drive the laser source 39 which generates the laser beam 4. Thus, the normal detected pressure p1 in FIG.
When the abnormal detection output waveform 35 higher than the above is detected by the level discrimination in the processing circuit 36, the output energy of the laser source 39 is increased by the laser control means 38,
In this way, it is possible to surely form the cutting groove 6 in the material 1 to be cut and perform the cutting.

【0026】図9は、本発明の他の実施例の断面図であ
る。この実施例は前述の図1の実施例に類似し、対応す
る部分には同一の参照符を付す。この実施例では、注目
すべきは、ノズル部材7には、切断移動方向3の上流
側、すなわち前方にもう1つの圧力センサ40を固定す
る。
FIG. 9 is a sectional view of another embodiment of the present invention. This embodiment is similar to the embodiment of FIG. 1 described above, and corresponding parts bear the same reference numerals. In this embodiment, it should be noted that another pressure sensor 40 is fixed to the nozzle member 7 on the upstream side of the cutting movement direction 3, that is, on the front side.

【0027】図10は、図9の切断面線X−Xから見た
断面図である。切断移動方向3の下流側に設けられた圧
力センサ15の出力は、図11のライン41に示される
とおりであり、正常な切断溝6が形成されたときには、
圧力センサ15によって検出される圧力p1は比較的低
い値を有し、このことは前述の図7に関連して説明した
動作と同様である。切断溝6が確実に形成されなくなっ
たときには、圧力センサ15によって検出される圧力は
上昇し、波形42が得られる。これに対してノズル部材
7の切断移動方向3の下流側に取付けられた圧力センサ
40は、前述の圧力p1を越える圧力p2を常時検出し
ており、その出力波形43が得られる。
FIG. 10 is a sectional view taken along the line XX in FIG. The output of the pressure sensor 15 provided on the downstream side in the cutting movement direction 3 is as shown by the line 41 in FIG. 11, and when the normal cutting groove 6 is formed,
The pressure p1 detected by the pressure sensor 15 has a relatively low value, which is similar to the operation described with reference to FIG. 7 above. When the cutting groove 6 is no longer reliably formed, the pressure detected by the pressure sensor 15 rises and a waveform 42 is obtained. On the other hand, the pressure sensor 40 mounted on the downstream side of the nozzle member 7 in the cutting movement direction 3 constantly detects the pressure p2 exceeding the pressure p1 described above, and the output waveform 43 thereof is obtained.

【0028】このような図9〜図11に示される実施例
のその他の構成は、前述の実施例に類似しており、2つ
の圧力センサ15,40の出力は、図8に示されるマイ
クロコンピュータによって実現される処理回路36に与
えられる。図12(1)は、前述の図11に示される波
形とほぼ同様である。処理回路36は、各圧力センサ1
5,40の出力の減算を行う。圧力センサ15の出力を
V15とし、もう1つの圧力センサ40の出力をV40
とするとき、減算値ΔV(=V40−V15)を求めて
図12(2)の演算を行う。処理回路36はこのような
図12(2)の演算値に基づいて、圧力センサ15によ
って検出される検出圧力が上昇したとき、レーザ制御手
段38によってレーザ源39からのレーザビームの出力
を、図12(3)に示されるように増大させる。こうし
て被切断材1に切断溝6を確実に形成することすが自動
的に可能になる。
The other structure of the embodiment shown in FIGS. 9 to 11 is similar to that of the above-mentioned embodiment, and the outputs of the two pressure sensors 15 and 40 are the microcomputer shown in FIG. Is provided to the processing circuit 36. FIG. 12 (1) is almost the same as the waveform shown in FIG. 11 described above. The processing circuit 36 is provided for each pressure sensor 1
Subtract the outputs of 5, 40. The output of the pressure sensor 15 is V15, and the output of the other pressure sensor 40 is V40.
Then, the subtraction value ΔV (= V40−V15) is obtained and the calculation of FIG. 12 (2) is performed. Based on the calculated value of FIG. 12 (2), the processing circuit 36 causes the laser control means 38 to output the laser beam from the laser source 39 when the detected pressure detected by the pressure sensor 15 increases. 12 (3). In this way, it becomes possible automatically to reliably form the cutting groove 6 in the material 1 to be cut.

【0029】図13は、本発明の他の実施例の一部の断
面図である。この実施例は前述の実施例に類似し、対応
する部分には同一の参照符を付す。図13は、前述の図
2および図10の図面に対応している。この実施例で
は、ノズル部材7にはその上下の軸線まわりに周方向に
等間隔をあけて複数(この実施例では8)の圧力センサ
45〜52が固定される。その他の構成は前述の実施例
と同様である。
FIG. 13 is a partial sectional view of another embodiment of the present invention. This embodiment is similar to the previous embodiment, and corresponding parts bear the same reference numerals. FIG. 13 corresponds to the drawings of FIGS. 2 and 10 described above. In this embodiment, a plurality (8 in this embodiment) of pressure sensors 45 to 52 are fixed to the nozzle member 7 at equal intervals in the circumferential direction around the upper and lower axes. Other configurations are the same as those in the above-mentioned embodiment.

【0030】図14(1)に示されるように圧力センサ
45〜52のうち、そのうちの1つの圧力センサ45が
被切断材1の切断溝6の直上にあるとき、その検出圧力
は、図14(2)の参照符53で示されるように低い値
であり、残余の圧力センサ46〜52の検出圧力は高
く、したがってそれらの圧力センサ46〜52の出力波
形54のレベルは高い。切断溝6が確実に形成されない
ときには、波形53には、圧力センサ45によって検出
される高い圧力に対応した波形55が導出される。
As shown in FIG. 14A, when one of the pressure sensors 45 to 52 is directly above the cutting groove 6 of the material to be cut 1, the detected pressure is as shown in FIG. It is a low value as indicated by reference numeral 53 in (2), and the pressure detected by the remaining pressure sensors 46 to 52 is high, and therefore the level of the output waveform 54 of those pressure sensors 46 to 52 is high. When the cutting groove 6 is not reliably formed, a waveform 55 corresponding to the high pressure detected by the pressure sensor 45 is derived from the waveform 53.

【0031】図13の実施例においてノズル部材7が移
動されて図15(1)に示されるように切断溝6が圧力
センサ45と圧力センサ46との間に位置したときに
は、圧力センサ45からは図15(2)の波形56が得
られ、また圧力センサ46からは波形57が得られ、残
余の圧力センサ47〜52からは波形58が得られる。
圧力センサ45,46の出力レベルは、切断溝6との間
の距離に依存し、この実施例では切断溝6に近い圧力セ
ンサ45の出力レベルが小さく、切断溝6から離れた圧
力センサ46の出力レベルは高い。このような圧力セン
サ45,46の出力レベルの補間演算によって切断溝6
の周方向の位置を演算して求めることもまた可能であ
る。切断溝6が充分に形成されなくなったときには、圧
力センサ45には波形59が表れ、また圧力センサ46
には、その波形59の波形56における変化分ΔV1よ
りも低い変化分ΔV2を有する波形60が得られる(Δ
V1>ΔV2)。
In the embodiment of FIG. 13, when the nozzle member 7 is moved so that the cutting groove 6 is located between the pressure sensor 45 and the pressure sensor 46 as shown in FIG. The waveform 56 of FIG. 15 (2) is obtained, the waveform 57 is obtained from the pressure sensor 46, and the waveform 58 is obtained from the remaining pressure sensors 47 to 52.
The output level of the pressure sensors 45 and 46 depends on the distance between the pressure sensor 45 and the cutting groove 6, and in this embodiment, the output level of the pressure sensor 45 near the cutting groove 6 is small and the output level of the pressure sensor 46 distant from the cutting groove 6 is small. The output level is high. The cutting groove 6 is calculated by the interpolation calculation of the output levels of the pressure sensors 45 and 46.
It is also possible to calculate and obtain the position in the circumferential direction of. When the cutting groove 6 is not sufficiently formed, a waveform 59 appears on the pressure sensor 45 and the pressure sensor 46.
, A waveform 60 having a variation ΔV2 lower than the variation ΔV1 in the waveform 56 of the waveform 59 is obtained (Δ
V1> ΔV2).

【0032】また図13〜図15に示される実施例で
は、複数の圧力センサ45〜52が用いられるので、被
切断材1の始端61および終端62の検出もまた可能で
あるという優れた効果が達成される。
Further, in the embodiment shown in FIGS. 13 to 15, since a plurality of pressure sensors 45 to 52 are used, there is an excellent effect that the starting end 61 and the ending end 62 of the material to be cut 1 can also be detected. To be achieved.

【0033】図16は、本発明のさらに他の実施例の一
部の断面図である。図16における切断面線XVII−
XVIIから見た断面は図17に簡略化して示される。
この実施例は前述の図9に示される実施例に類似するけ
れども、注目すべきはこの実施例ではノズル部材7にス
カート62が固定されており、このスカート62は外向
き鍔63が形成され、この外向き鍔63上に、圧力セン
サ15,40が固定され、被切断材1の表面によるガス
の反発圧力を検出する。このようなスカート62を設け
ることによって、接続端部9から供給されるガスがレー
ザビーム4の照射される位置640付近で純度が保た
れ、空気の巻込みが防がれる。したがってガスが、たと
えばアルゴンおよび窒素などの不活性ガスであるときに
は、レーザビーム4による切断位置640付近での空気
による酸化が防がれ、またガスが純酸素であるとき、溶
融金属の酸化を円滑に行うことができる。
FIG. 16 is a partial cross-sectional view of still another embodiment of the present invention. Sectional line XVII- in FIG.
The cross section viewed from XVII is shown in simplified form in FIG.
Although this embodiment is similar to the embodiment shown in FIG. 9 above, it should be noted that in this embodiment a skirt 62 is fixed to the nozzle member 7, which skirt 62 is formed with an outward flange 63, Pressure sensors 15 and 40 are fixed on the outward flange 63 to detect the repulsive pressure of gas by the surface of the material 1 to be cut. By providing such a skirt 62, the purity of the gas supplied from the connection end 9 is maintained in the vicinity of the position 640 where the laser beam 4 is irradiated, and the entrainment of air is prevented. Therefore, when the gas is an inert gas such as argon and nitrogen, oxidation by air near the cutting position 640 by the laser beam 4 is prevented, and when the gas is pure oxygen, the oxidation of the molten metal is smooth. Can be done.

【0034】図18は本発明のさらに他の実施例の一部
の断面図であり、図19はその一部の水平断面図であ
る。この実施例もまた、前述の実施例に類似し、対応す
る部分には同一の参照符を付す。ノズル部材7には軸受
64によって取付け部材65が取付けられる。この取付
部材65の下部には、軸受64の軸線に垂直な回転軸線
を有する車輪69が回転可能に設けられる。車輪69の
幅W1は、切断溝6の幅W2未満(すなわちW1>W
2)に定められる。切断溝6の切断幅W2は、たとえば
0.5mmである。圧力センサ15は取付部材65に固
定され、その検出口17は、ノズル部材7の軸線と軸受
64の軸線と車輪69の中心線69aとを結ぶ一直線7
0上にあり、この直線70上にはまた、取付片65に固
定された圧力センサ40の検出口71が設けられる。こ
うして図18および図19に示される実施例では、ノズ
ル部材7の移動に拘わらず、圧力センサ15の検出口1
7は、レーザビーム4によって形成された切断溝6付近
のガスによる反発圧力を確実に検出することができる。
FIG. 18 is a partial sectional view of a further embodiment of the present invention, and FIG. 19 is a horizontal sectional view of a part thereof. This embodiment is also similar to the above-mentioned embodiment, and corresponding parts bear the same reference numerals. An attachment member 65 is attached to the nozzle member 7 by a bearing 64. A wheel 69 having a rotation axis perpendicular to the axis of the bearing 64 is rotatably provided below the mounting member 65. The width W1 of the wheel 69 is less than the width W2 of the cutting groove 6 (that is, W1> W
It is defined in 2). The cutting width W2 of the cutting groove 6 is, for example, 0.5 mm. The pressure sensor 15 is fixed to the mounting member 65, and its detection port 17 has a straight line 7 that connects the axis of the nozzle member 7, the axis of the bearing 64, and the center line 69a of the wheel 69.
On the straight line 70, the detection port 71 of the pressure sensor 40 fixed to the mounting piece 65 is also provided. Thus, in the embodiment shown in FIGS. 18 and 19, the detection port 1 of the pressure sensor 15 is irrespective of the movement of the nozzle member 7.
7 can reliably detect the repulsive pressure due to the gas near the cutting groove 6 formed by the laser beam 4.

【0035】上述の実施例では圧力センサ15の構成を
有するものに関して主として説明を行ったけれども、他
の構成を有する圧力センサ22,29,32およびその
他の構成を有する圧力センサに関しても同様な動作が達
成される。
Although in the above-described embodiment, the description has been made mainly on the one having the structure of the pressure sensor 15, the same operation is performed also on the pressure sensors 22, 29, 32 having other structures and the pressure sensors having other structures. To be achieved.

【0036】本発明はレーザビーム4の他に、燃料を用
いるバーナ、たとえばガスバーナなどの火炎およびプラ
ズマなどの他の熱切断ビームを用いて被切断材の熱切断
を行うときに関連して広範囲に実施することができる。
In addition to the laser beam 4, the present invention is broadly applicable in the case of performing thermal cutting of a material to be cut by using a burner using a fuel, for example, a flame such as a gas burner and another heat cutting beam such as plasma. It can be carried out.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、熱切断ビ
ームの外周でノズル部材から被切断材にガスを噴射し、
その反発圧力を圧力センサで検出するようにしたので、
耐環境性に優れ、また外乱の悪影響がなく、また構成が
簡単であるので、メンテナンスが容易であり、さらにま
た誤動作が少ないという幾多の優れた効果が達成され
る。
As described above, according to the present invention, the gas is jetted from the nozzle member to the material to be cut at the outer periphery of the heat cutting beam,
Since the repulsive pressure is detected by the pressure sensor,
Since it has excellent environmental resistance, has no adverse effect of disturbance, and has a simple structure, it is easy to perform maintenance, and many excellent effects such as less malfunction are achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の一部の断面図である。FIG. 1 is a partial cross-sectional view of an embodiment of the present invention.

【図2】図1の切断面線II−IIから見た断面図であ
る。
FIG. 2 is a sectional view taken along the section line II-II in FIG.

【図3】圧力センサ15の構成を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a pressure sensor 15.

【図4】本発明の他の実施例の圧力センサ22の構成を
示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a configuration of a pressure sensor 22 according to another embodiment of the present invention.

【図5】本発明のさらに他の実施例の圧力センサ29の
構成を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure of a pressure sensor 29 according to still another embodiment of the present invention.

【図6】本発明のさらに他の実施例の圧力センサ32の
構成を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the structure of a pressure sensor 32 according to still another embodiment of the present invention.

【図7】圧力センサ15の検出出力波形を示す図であ
る。
7 is a diagram showing a detection output waveform of the pressure sensor 15. FIG.

【図8】図1〜図3および図7に示される実施例の電気
的構成を示すブロック図である。
8 is a block diagram showing an electrical configuration of the embodiment shown in FIGS. 1 to 3 and 7. FIG.

【図9】本発明の他の実施例の一部の断面図である。FIG. 9 is a partial cross-sectional view of another embodiment of the present invention.

【図10】図9の切断面線X−Xから見た断面図であ
る。
10 is a cross-sectional view taken along the section line XX of FIG.

【図11】図9に示される圧力センサ15,40の各出
力波形を示す図である。
11 is a diagram showing respective output waveforms of the pressure sensors 15 and 40 shown in FIG.

【図12】圧力センサ15,40からの出力に応答して
動作する処理回路36の動作を説明するための波形図で
ある。
FIG. 12 is a waveform diagram for explaining the operation of the processing circuit 36 that operates in response to the outputs from the pressure sensors 15 and 40.

【図13】本発明の他の実施例の一部の水平断面図であ
る。
FIG. 13 is a partial horizontal cross-sectional view of another embodiment of the present invention.

【図14】図13に示される実施例において圧力センサ
45によって切断溝6が検出されている状態を示す図で
ある。
14 is a diagram showing a state in which the pressure sensor 45 detects the cutting groove 6 in the embodiment shown in FIG.

【図15】図13に示される実施例において切断溝6が
圧力センサ45,46の間に位置している状態を示す図
である。
FIG. 15 is a view showing a state in which the cutting groove 6 is located between the pressure sensors 45 and 46 in the embodiment shown in FIG.

【図16】本発明の他の実施例の一部の断面図である。FIG. 16 is a partial cross-sectional view of another embodiment of the present invention.

【図17】図16の切断面線XVII−XVIIから見
た水平断面図である。
FIG. 17 is a horizontal sectional view taken along the section line XVII-XVII in FIG.

【図18】本発明のさらに他の実施例の一部の断面図で
ある。
FIG. 18 is a partial cross-sectional view of still another embodiment of the present invention.

【図19】図8の切断面線IX−IXから見た断面図で
ある。
19 is a cross-sectional view taken along the section line IX-IX in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 被切断材 2 加工ヘッド 3 切断移動方向 4 レーザビーム 5 集光レンズ 6 切断溝 7 ノズル部材 10 ノズル 15,22,29,32,40,45〜52 圧力セン
サ 36 処理回路 37 移動手段 38 レーザ源制御手段 39 レーザ源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cut material 2 Processing head 3 Cutting movement direction 4 Laser beam 5 Condensing lens 6 Cutting groove 7 Nozzle member 10 Nozzle 15, 22, 29, 32, 40, 45-52 Pressure sensor 36 Processing circuit 37 Moving means 38 Laser source Control means 39 Laser source

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01L 7/08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location G01L 7/08

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 熱切断ビームを、切断移動方向に移動し
つつ被切断材に照射して熱切断する熱切断装置用切断状
態監視装置において、 切断ビームの外周で被切断材にガスを噴射するノズル部
材と、 被切断材からのガスの反発圧力を検出する圧力センサと
を含むことを特徴とする熱切断装置用切断状態監視装
置。
1. A cutting state monitoring device for a thermal cutting device which irradiates a material to be cut with a thermal cutting beam while moving in a cutting movement direction to thermally cut the material, and injects gas onto the material to be cut at the outer periphery of the cutting beam. A cutting state monitoring device for a thermal cutting device, comprising a nozzle member and a pressure sensor for detecting a repulsive pressure of gas from a material to be cut.
【請求項2】 圧力センサは、切断移動方向下流側に配
置されることを特徴とする請求項1記載の熱切断装置用
切断状態監視装置。
2. The cutting state monitoring device for a thermal cutting device according to claim 1, wherein the pressure sensor is arranged on the downstream side in the cutting movement direction.
【請求項3】 ノズル部材には、圧力センサを保持して
切断移動方向下流側に位置させて追従させる追従手段が
設けられることを特徴とする請求項2記載の熱切断装置
用切断状態監視装置。
3. The cutting condition monitoring device for a thermal cutting device according to claim 2, wherein the nozzle member is provided with a follow-up means for holding the pressure sensor and locating the pressure sensor on the downstream side in the cutting movement direction to follow the pressure sensor. .
【請求項4】 圧力センサは、周方向に間隔をあけて複
数個設けられ、各圧力センサの相互の出力レベル差を演
算して切断状態をモニタリングすることを特徴とする請
求項1記載の熱切断装置用切断状態監視装置。
4. The heat sensor according to claim 1, wherein a plurality of pressure sensors are provided at intervals in the circumferential direction, and a difference in output level between the pressure sensors is calculated to monitor the disconnection state. Cutting condition monitoring device for cutting device.
JP5217741A 1993-09-01 1993-09-01 Cutting condition monitoring device for thermal cutting device Expired - Fee Related JP2672453B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5217741A JP2672453B2 (en) 1993-09-01 1993-09-01 Cutting condition monitoring device for thermal cutting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5217741A JP2672453B2 (en) 1993-09-01 1993-09-01 Cutting condition monitoring device for thermal cutting device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0768394A true JPH0768394A (en) 1995-03-14
JP2672453B2 JP2672453B2 (en) 1997-11-05

Family

ID=16709033

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5217741A Expired - Fee Related JP2672453B2 (en) 1993-09-01 1993-09-01 Cutting condition monitoring device for thermal cutting device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2672453B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1669159A1 (en) * 2004-12-07 2006-06-14 Bystronic Laser AG Processing nozzle for laser cutting with a nozzle sleeve projection over the work nozzle ; Laser processing device and process with such a work nozzle
US7528343B2 (en) * 2005-06-21 2009-05-05 Fameccanica. Data S.P.A. Laser treatment of sanitary products
JP2014124648A (en) * 2012-12-25 2014-07-07 Disco Abrasive Syst Ltd Laser machining device
CN108544052A (en) * 2018-03-02 2018-09-18 浙江吉润汽车有限公司 A kind of plate cutting device
CN114074230A (en) * 2022-01-19 2022-02-22 江苏隧锦五金制造有限公司 Sheet metal laser cutting machine with pressure transmission type nozzle

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1669159A1 (en) * 2004-12-07 2006-06-14 Bystronic Laser AG Processing nozzle for laser cutting with a nozzle sleeve projection over the work nozzle ; Laser processing device and process with such a work nozzle
US7528343B2 (en) * 2005-06-21 2009-05-05 Fameccanica. Data S.P.A. Laser treatment of sanitary products
JP2014124648A (en) * 2012-12-25 2014-07-07 Disco Abrasive Syst Ltd Laser machining device
CN108544052A (en) * 2018-03-02 2018-09-18 浙江吉润汽车有限公司 A kind of plate cutting device
CN114074230A (en) * 2022-01-19 2022-02-22 江苏隧锦五金制造有限公司 Sheet metal laser cutting machine with pressure transmission type nozzle
CN114074230B (en) * 2022-01-19 2022-04-08 江苏隧锦五金制造有限公司 Sheet metal laser cutting machine with pressure transmission type nozzle

Also Published As

Publication number Publication date
JP2672453B2 (en) 1997-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5108518B2 (en) Method for obtaining mutual position of laser processing beam axis and processing gas flow axis in laser processing apparatus, method for adjusting mutual position of laser processing beam axis and processing gas flow axis in laser processing apparatus, and apparatus in place of this method Laser processing apparatus having
US5877960A (en) Method and apparatus for monitoring and positioning a beam or jet for operating on a workpiece
JP5459922B2 (en) Method and apparatus for measuring process parameters of a material processing process
US4767911A (en) Optical weld contour monitor for penetration control
KR20050084436A (en) A method and a device for laser spot welding
CN1226003A (en) System and method for detecting nozzle and electrode wear
JP2672453B2 (en) Cutting condition monitoring device for thermal cutting device
JPH03258479A (en) Laser beam machine
JP4398239B2 (en) Electrodes for resistance welding of fasteners
MX2013010502A (en) Machine and method for the material processing of workpieces by way of a laser beam.
Wiesemann 2.8 Process monitoring and closed-loop control: 2 Production engineering
JPH04167990A (en) Device for adjusting focal distance
JP6987453B2 (en) Evaluation device and evaluation method
KR200164249Y1 (en) Laser processing apparatus
JPS6042679A (en) Absence and presence detecting method of body
RU97121913A (en) DEVICE FOR LASER CUTTING
KR930700826A (en) Devices for monitoring the protective window of the arc sensor
KR20010041402A (en) Testing a weld seam
Jurca et al. On-line Nd: YAG laser welding process monitoring
JPH04105780A (en) Defect cutting and detecting device for laser beam processing
JP4499246B2 (en) Laser processing method and apparatus
Hansmann et al. Direct observation of the laser cutting process
JP2005536359A (en) Inspection device and inspection method for welding, overlaying or processing work by laser beam of workpiece
JPH0491880A (en) Detector for completion of piercing for laser beam machine
KR19980056004A (en) Laser welding method and apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees