JPH0819888A - Laser beam machine - Google Patents
Laser beam machineInfo
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- JPH0819888A JPH0819888A JP6171641A JP17164194A JPH0819888A JP H0819888 A JPH0819888 A JP H0819888A JP 6171641 A JP6171641 A JP 6171641A JP 17164194 A JP17164194 A JP 17164194A JP H0819888 A JPH0819888 A JP H0819888A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はレーザ加工機に関し、よ
り詳しくは、被加工物をピアッシング加工してから切断
加工を行なうレーザ加工機に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser beam machine, and more particularly, to a laser beam machine which pierces a workpiece and then cuts the workpiece.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来一般に、レーザ加工機は、被加工物
にレーザ光線を放射するレーザ発振器と、このレーザ発
振器をパルス発振と連続発振とに切換え制御する制御装
置とを備えており、ピアッシング加工時にはレーザ光線
を被加工物に断続的に照射するパルス発振で、また切断
加工時にはレーザ光線を被加工物に連続的に照射する連
続発振でそれぞれレーザ発振器を発振するようにしてい
る。すなわち、ピアッシング加工時に連続発振でレーザ
発振器を発振すると、被加工物が過剰に加熱されてブロ
ーアップと称される溶融素材の爆発的な吹き返しを発生
する危険性がある。そこでピアッシング加工時には、パ
ルス発振により、連続発振に比較して相対的に被加工物
を冷却させながらレーザ加工を行ない、ピアッシング孔
が穿設された後の切断加工時には、レーザ光線は既に被
加工物を貫通してブローアップが生じる可能性が小さく
なっているので、連続発振による高いエネルギで被加工
物を切断するようにしている。ところで、レーザ光線の
モードとしてシングルモードとマルチモードとが知られ
ているが、従来一般のレーザ加工機ではレーザ光線のモ
ードを切換えずに、通常は同一モードで上記ピアッシン
グ加工と切断加工とを行なうようにしている。一方従
来、レーザ加工機として、レーザ発振器から放射される
レーザ光線をシングルモードとマルチモードとに切換え
るモード切換手段と、このモード切換手段をシングルモ
ードとマルチモードとに切換え制御する制御装置とを備
えたものが知られている（特開平３−２２１２８７号公
報）。かかるレーザ加工機においては、ピアッシング加
工時には、マルチモードのレーザ光線に比較してスポッ
ト径の小さいシングルモードのレーザ光線の方が１パル
スで孔をあけられる深さが深いので、上記モード切換手
段をシングルモードに設定するとともにレーザ発振器を
パルス発振に設定している。他方、切断加工時には、ス
ポット径の大きいマルチモードのレーザ光線の方が、切
断に必要な切断幅を得るために上記モード切換手段をマ
ルチモードに設定するとともにレーザ発振器を連続発振
に設定している。2. Description of the Related Art Generally, a laser beam machine has a laser oscillator for emitting a laser beam to an object to be processed and a controller for controlling the laser oscillator to switch between pulse oscillation and continuous oscillation. Sometimes, the laser oscillator is oscillated by pulse oscillation in which the laser beam is intermittently applied to the work piece, and by continuous oscillation in which the laser beam is continuously applied to the work piece during the cutting process. That is, when the laser oscillator is oscillated by continuous oscillation during the piercing process, there is a risk that the workpiece is excessively heated and explosive blow-back of the molten material called blow-up occurs. Therefore, during piercing processing, laser processing is performed while the workpiece is relatively cooled by pulse oscillation compared to continuous oscillation, and during cutting processing after the piercing holes are drilled, the laser beam has already been processed. Since it is less likely that blow-up will occur through the hole, the work piece is cut with high energy due to continuous oscillation. By the way, a single mode and a multi mode are known as modes of the laser beam, but in the conventional general laser processing machine, the piercing process and the cutting process are usually performed in the same mode without switching the mode of the laser beam. I am trying. On the other hand, conventionally, a laser processing machine includes a mode switching means for switching a laser beam emitted from a laser oscillator between a single mode and a multi mode, and a control device for controlling the mode switching means to switch between the single mode and the multi mode. It is known (Japanese Patent Laid-Open No. 3-221287). In such a laser processing machine, a single mode laser beam having a smaller spot diameter has a deeper depth in which one pulse can be drilled than a multimode laser beam at the time of piercing processing. The laser oscillator is set to pulse oscillation as well as set to single mode. On the other hand, at the time of cutting, a multimode laser beam having a large spot diameter sets the mode switching means to multimode and the laser oscillator to continuous oscillation in order to obtain a cutting width required for cutting. .
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら後者のレ
ーザ加工機において、シングルモードのレーザ光線でピ
アッシング加工を行なった後、切断加工のためにマルチ
モードに切換えると、上述したようにマルチモードのレ
ーザ光線の方がスポット径が大きいので、該マルチモー
ドのレーザ光線はピアッシング孔を貫通することができ
ない。このため、被加工物の素材によってはピアッシン
グ孔の周囲が過剰に加熱されてブローアップを発生する
ことがある。これは同一モードのレーザ光線を使用し、
ピアッシング加工時にパルス発振で、切断加工時に連続
発振でそれぞれレーザ発振器を発振したときも同様であ
る。すなわち、同一モードのレーザ光線を使用した場合
には、パルス発振によるピアッシング加工で穿設した孔
は連続発振によって穿設した孔よりも細くなるので、ピ
アッシング加工が終了した直後に切断加工のために連続
発振に移行すると、該連続発振のレーザ光線がピアッシ
ング孔を貫通することができず、やはりブローアップを
生じさせる危険性が高くなる。いずれのレーザ加工機に
おいても、ブローアップを防止するには、パルス発振に
よるピアッシング加工が終了しても、その状態を継続し
てピアッシング孔の内径が徐々に大きくなるのを待ち、
その後に連続発振による切断加工に移行すればよい。し
かしながらその場合には、全体の加工時間が長くなると
いう欠点が生じる。本発明はそのような事情に鑑み、ブ
ローアップの発生を防止しつつ、パルス発振によるピア
ッシング加工が終了したら、直ちに連続発振による切断
加工へ移行できるようにしたレーザ加工機を提供するも
のである。However, in the latter laser beam machine, when the piercing process is performed with the single mode laser beam and then the mode is switched to the multi mode for the cutting process, the multi mode laser beam is generated as described above. The laser beam of the multi-mode cannot penetrate the piercing hole because the spot diameter is larger. Therefore, depending on the material of the workpiece, the periphery of the piercing hole may be excessively heated and blow up may occur. This uses the same mode laser beam,
The same applies when the laser oscillator is oscillated by pulse oscillation during piercing processing and continuous oscillation during cutting processing. That is, when a laser beam of the same mode is used, the hole drilled by piercing by pulse oscillation becomes thinner than the hole drilled by continuous oscillation. When shifting to continuous wave, the continuous wave laser beam cannot penetrate the piercing hole, and the risk of causing blow-up also increases. In any of the laser processing machines, to prevent blow-up, even after the piercing processing by pulse oscillation is completed, the state is maintained and waits until the inner diameter of the piercing hole gradually increases.
After that, cutting may be performed by continuous oscillation. However, in that case, there is a drawback that the entire processing time becomes long. In view of such circumstances, the present invention provides a laser beam machine capable of immediately shifting to the cutting process by continuous oscillation after the completion of the piercing process by pulse oscillation while preventing the occurrence of blow-up.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、被加
工物にレーザ光線を放射するレーザ発振器と、このレー
ザ発振器から放射されるレーザ光線をシングルモードと
マルチモードとに切換えるモード切換手段と、上記レー
ザ発振器をパルス発振と連続発振とに切換え制御すると
ともに、上記モード切換手段をシングルモードとマルチ
モードとに切換え制御する制御装置とを備えたレーザ加
工機において、上記制御装置は、ピアッシング加工時に
上記モード切換手段をマルチモードに設定するとともに
上記レーザ発振器をパルス発振に設定し、また切断加工
時に上記モード切換手段をシングルモードに設定すると
ともに上記レーザ発振器を連続発振に設定するようにな
っていることを特徴とするものである。That is, the present invention provides a laser oscillator for emitting a laser beam to a workpiece, and a mode switching means for switching the laser beam emitted from the laser oscillator between a single mode and a multi mode. In a laser processing machine including a control device for controlling the laser oscillator to switch between pulse oscillation and continuous oscillation, and for controlling the mode switching means to switch between a single mode and a multi mode, the control device is configured to perform piercing processing. The mode switching means is set to the multi-mode and the laser oscillator is set to the pulse oscillation, and the mode switching means is set to the single mode and the laser oscillator is set to the continuous oscillation during the cutting process. It is characterized by that.
【０００５】[0005]
【作用】上記構成によれば、ピアッシング加工時には、
パルス発振によるマルチモードのレーザ光線によって被
加工物にピアッシング孔を穿設することができ、該ピア
ッシング加工が終了したら、連続発振によるシングルモ
ードのレーザ光線によって被加工物の切断加工を行なう
ことができる。このとき、上記マルチモードのレーザ光
線は、これをパルス発振によって発振したとしても、連
続発振のシングルモードのレーザ光線よりもスポット径
が大きいので、ピアッシング加工が終了した後に直ちに
連続発振によるシングルモードのレーザ光線によって切
断加工を開始しても、ブローアップが生じる虞が少な
く、したがってレーザ加工時間を短縮することができ
る。According to the above construction, during the piercing process,
A piercing hole can be formed in a workpiece by a multi-mode laser beam generated by pulse oscillation, and after the piercing process is completed, the workpiece can be cut by a single-mode laser beam generated by continuous oscillation. . At this time, since the spot diameter of the multi-mode laser beam is larger than that of the continuous-wave single-mode laser beam even if the multi-mode laser beam is oscillated by pulse oscillation, the single-mode laser beam of the continuous oscillation immediately after the piercing process is completed Even if the cutting process is started by the laser beam, the blow-up is unlikely to occur, so that the laser processing time can be shortened.
【０００６】[0006]
【実施例】以下図示実施例について本発明を説明する
と、図１において、レーザ光線Ｌを発振放射するレーザ
発振器１は、レーザチューブ２の両端部に設けた出力ミ
ラー３と反射ミラー４とを備えており、それら出力ミラ
ー３と反射ミラー４との間で共振されたレーザ光線Ｌを
出力ミラー３から左方側にむけて放射することができる
ようになっている。上記レーザ発振器１は制御装置５に
より、ピアッシング加工時にはパルス発振で、また切断
加工時には連続発振で発振されるようになっており、こ
のレーザ発振器１から放射されたレーザ光線Ｌは図示し
ないフォーカスヘッドを介して被加工物に照射されるよ
うになっている。レーザ発振器１をパルス発振と連続発
振とに切換えることは従来既に周知であるので、そのた
めの具体的構成の説明は省略する。上記レーザ発振器１
はレーザ光線Ｌのモードをマルチモードとシングルモー
ドとに切換えるモード切換手段６を備えており、このモ
ード切換手段６は上記制御装置５によって切換え制御さ
れるようになっている。図２は上記モード切換手段６の
具体的構成を示した図で、上記レーザチューブ２の右端
部をマニホールド７の左端面に連結するとともに、この
マニホールド７をフレーム８に、上記レーザチューブ２
の軸方向に変位可能に取付けることによりそのレーザチ
ューブ２の熱膨張を許容するようにしている。また上記
マニホールド７の右端面に孔１０Ａを有するマウント部
材１０をボルト１１によって固定し、このマウント部材
１０の右端面に上記反射ミラー４を収容したミラーホル
ダ１２を、上記反射ミラー４の向きを調整可能に取付け
ている。したがって、上記レーザチューブ２内はマニホ
ールド７、マウント部材１０の孔１０Ａを介してミラー
ホルダ１２内に連通し、それらの空間は外部の大気から
遮断されている。図３に示すように、上記マウント部材
１０は概略方形に形成されており、その内部の孔１０Ａ
と直交する方向にスライド孔１０Ｂを形成し、このスラ
イド孔１０Ｂ内に、上記モード切換手段６を構成するモ
ード切換板１５をスライド可能に収容している。このモ
ード切換板１５には所定の大きさの絞り孔１５Ａを形成
してあり、モード切換板１５をレーザ光線の光軸上に挿
入した際には、上記出力ミラー３と反射ミラー４との間
で共振されるレーザ光線Ｌを上記絞り孔１５Ａによって
絞り、それによってシングルモードのレーザ光線を出力
ミラー３から放射させることができるようになってい
る。他方、上記モード切換板１５をレーザ光線の光軸上
から外れた位置に位置させた際には、上記絞り孔１５Ａ
によるレーザ光線の絞り作用がなくなるので、マルチモ
ードのレーザ光線を出力ミラー３から放射させることが
できる。上記マウント部材１０に固定したブラケット２
０には、上記モード切換板１５の移動方向に伸びる２本
のガイドロッド２３を取付けてあり、各ガイドロッド２
３を上記モード切換板１５の上下位置に穿設したガイド
孔１５Ｂ内に摺動自在に嵌合させることにより、モード
切換板１５の移動をガイドロッド２３によって案内させ
るようにしている。そして上記モード切換板１５は、上
記ブラケット２０に取付けたシリンダ装置２２のピスト
ンロッド２２Ａに連結してあり、このシリンダ装置２２
によって進退動されるようになっている。さらに上記マ
ウント部材１０には、モード切換板１５の移動方向に沿
ってそれに近接した上下位置に冷却水通路２４を形成し
てあり、各冷却水通路２４に冷却水を流通させることに
より、特に上記モード切換板１５がレーザ光線の光軸上
に位置された際に、該モード切換板１５を冷却すること
ができるようにしている。以上の構成において、レーザ
加工を行なう際には、上記制御装置５はシリンダ装置２
２を作動させてモード切換手段６のモード切換板１５を
レーザ光線の光軸上から離隔した位置に移動させ、それ
によりモード切換手段６のモードをマルチモードに設定
する。そしてこの状態となったら上記レーザ発振器１を
パルス発振によって発振し、図示しない被加工物にピア
ッシング加工を施す。上記制御装置５は、図示しないセ
ンサやタイマによってピアッシング加工が終了したこと
を検出したら、上記レーザ発振器１の発振を停止してレ
ーザ光線Ｌの放射を停止させ、次にシリンダ装置２２を
作動させてモード切換手段６のモード切換板１５をレー
ザ光線の光軸上に位置させる。このようにしてモード切
換手段６のモードをシングルモードに設定したら、制御
装置５はレーザ発振器１を連続発振によって発振し、図
示しない被加工物に切断加工を施す。このとき、上記ピ
アッシング加工時のマルチモードのレーザ光線は、これ
をパルス発振によって発振したとしても、連続発振のシ
ングルモードのレーザ光線よりもスポット径が大きいの
で、相対的に大径のピアッシング孔を穿設することがで
きる。そしてピアッシング加工が終了した後、直ちに連
続発振によるシングルモードのレーザ光線によって切断
加工を開始しても、該シングルモードのレーザ光線は上
記ピアッシング孔の内径よりも小径となっているので、
該ピアッシング孔を貫通することができ、したがってブ
ローアップが生じる虞が少ない。したがって、ブローア
ップが生じる危険性を小さく保ちながら、レーザ加工時
間を短縮することができる。また、パワー密度の高いエ
ネルギの大きなシングルモードのレーザ光線で切断加工
を行なっているので、切断加工面がきれいになる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. In FIG. 1, a laser oscillator 1 for oscillating and emitting a laser beam L comprises an output mirror 3 and a reflection mirror 4 provided at both ends of a laser tube 2. Therefore, the laser beam L resonated between the output mirror 3 and the reflection mirror 4 can be emitted toward the left side from the output mirror 3. The laser oscillator 1 is oscillated by pulse oscillation during piercing processing and continuous oscillation during cutting processing by the control device 5. The laser beam L emitted from the laser oscillator 1 is emitted by a focus head (not shown). The object to be processed is irradiated with the light. It is already well known that the laser oscillator 1 is switched between pulse oscillation and continuous oscillation, and a description of a specific configuration therefor will be omitted. The laser oscillator 1
Is equipped with a mode switching means 6 for switching the mode of the laser beam L between a multi-mode and a single mode, and this mode switching means 6 is controlled to be switched by the control device 5. FIG. 2 is a diagram showing a specific configuration of the mode switching means 6, in which the right end portion of the laser tube 2 is connected to the left end surface of the manifold 7, and the manifold 7 is connected to the frame 8 and the laser tube 2 is connected.
The laser tube 2 is mounted so as to be displaceable in the axial direction so as to allow thermal expansion of the laser tube 2. A mount member 10 having a hole 10A on the right end surface of the manifold 7 is fixed by a bolt 11, and a mirror holder 12 accommodating the reflection mirror 4 is mounted on the right end surface of the mount member 10 to adjust the direction of the reflection mirror 4. It is installed as possible. Therefore, the inside of the laser tube 2 communicates with the inside of the mirror holder 12 through the manifold 7 and the hole 10A of the mount member 10, and those spaces are shielded from the outside atmosphere. As shown in FIG. 3, the mount member 10 is formed in a substantially rectangular shape, and the hole 10A inside the mount member 10 is formed.
A slide hole 10B is formed in a direction orthogonal to the slide hole 10B, and a mode switching plate 15 constituting the mode switching means 6 is slidably accommodated in the slide hole 10B. The mode switching plate 15 is formed with a diaphragm hole 15A having a predetermined size, and when the mode switching plate 15 is inserted on the optical axis of the laser beam, it is placed between the output mirror 3 and the reflection mirror 4. The laser beam L resonated at is narrowed by the diaphragm hole 15A so that a single mode laser beam can be emitted from the output mirror 3. On the other hand, when the mode switching plate 15 is located at a position off the optical axis of the laser beam, the aperture hole 15A
Since the diaphragm action of the laser beam due to is eliminated, a multimode laser beam can be emitted from the output mirror 3. Bracket 2 fixed to the mount member 10
Two guide rods 23 extending in the moving direction of the mode switching plate 15 are attached to 0, and each guide rod 2
The guide rod 23 guides the movement of the mode switching plate 15 by slidably fitting 3 into the guide holes 15B formed at the upper and lower positions of the mode switching plate 15. The mode switching plate 15 is connected to the piston rod 22A of the cylinder device 22 attached to the bracket 20.
It is being moved back and forth by. Further, the mount member 10 has cooling water passages 24 formed at upper and lower positions adjacent to the mounting member 10 along the moving direction of the mode switching plate 15. By circulating the cooling water in each cooling water passage 24, in particular, When the mode switching plate 15 is positioned on the optical axis of the laser beam, the mode switching plate 15 can be cooled. In the above configuration, when performing laser processing, the control device 5 causes the cylinder device 2 to operate.
2 is operated to move the mode switching plate 15 of the mode switching means 6 to a position separated from the optical axis of the laser beam, whereby the mode of the mode switching means 6 is set to the multimode. Then, in this state, the laser oscillator 1 is oscillated by pulse oscillation to pierce a workpiece (not shown). When the control device 5 detects that the piercing process is completed by a sensor or timer (not shown), it stops the oscillation of the laser oscillator 1 to stop the emission of the laser beam L, and then operates the cylinder device 22. The mode switching plate 15 of the mode switching means 6 is positioned on the optical axis of the laser beam. When the mode of the mode switching means 6 is set to the single mode in this way, the control device 5 oscillates the laser oscillator 1 by continuous oscillation, and cuts a workpiece (not shown). At this time, since the multimode laser beam at the time of the piercing process has a larger spot diameter than the continuous wave single mode laser beam even if it oscillates by pulse oscillation, a relatively large piercing hole is formed. Can be drilled. And after the piercing process is completed, even if the cutting process is started immediately by the continuous mode single mode laser beam, the single mode laser beam has a smaller diameter than the inner diameter of the piercing hole.
The piercing hole can be penetrated, and therefore blow-up is less likely to occur. Therefore, the laser processing time can be shortened while keeping the risk of blow-up occurring low. Further, since the cutting process is performed with a single mode laser beam having a high power density and a large energy, the cutting processed surface becomes clean.
【０００７】[0007]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ブロー
アップが生じる危険性を小さく保ちながらレーザ加工時
間を短縮することができるという効果が得られる。As described above, according to the present invention, the laser processing time can be shortened while the risk of blow-up occurring can be kept small.
【図１】本発明の一実施例を示す概略構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】図１の要部の拡大断面図。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of FIG.
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図。FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG.
１…レーザ発振器 １ ３…出力ミラー ４…反射ミラー ５…制御装置 ６…モード切換手段 １５…モード切換板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser oscillator 1 3 ... Output mirror 4 ... Reflection mirror 5 ... Control device 6 ... Mode switching means 15 ... Mode switching plate
Claims (1)
発振器と、このレーザ発振器から放射されるレーザ光線
をシングルモードとマルチモードとに切換えるモード切
換手段と、上記レーザ発振器をパルス発振と連続発振と
に切換え制御するとともに、上記モード切換手段をシン
グルモードとマルチモードとに切換え制御する制御装置
とを備えたレーザ加工機において、 上記制御装置は、ピアッシング加工時に上記モード切換
手段をマルチモードに設定するとともに上記レーザ発振
器をパルス発振に設定し、また切断加工時に上記モード
切換手段をシングルモードに設定するとともに上記レー
ザ発振器を連続発振に設定することを特徴とするレーザ
加工機。1. A laser oscillator for emitting a laser beam to a workpiece, a mode switching means for switching a laser beam emitted from the laser oscillator between a single mode and a multi mode, and a pulse oscillation and a continuous oscillation of the laser oscillator. In a laser processing machine provided with a control device for switching control between the mode switching means and the mode switching means, the control device sets the mode switching means to the multimode during piercing processing. In addition, the laser oscillator is set to pulse oscillation, the mode switching means is set to single mode during cutting, and the laser oscillator is set to continuous oscillation.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6171641A JP2833614B2 (en) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | Laser processing machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6171641A JP2833614B2 (en) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | Laser processing machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0819888A true JPH0819888A (en) | 1996-01-23 |
| JP2833614B2 JP2833614B2 (en) | 1998-12-09 |
Family
ID=15926976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6171641A Expired - Fee Related JP2833614B2 (en) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | Laser processing machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2833614B2 (en) |
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