JPS61226197A - レ−ザ加工制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、レーザ加工装置に関し、特にレーザ光を制
御する装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第７図は通常のレーザ加工装置の構成を示す図であり、
レーザ発振器（１）より出力されるレーザ光（２）はベ
ンドミラー（３）により加工レンズ（４）に導かれる。

加工レンズ（４）の焦点位置（５）近傍に被加工物（６
）を置き、数値制御装置（以下ＮＣという）（７）によ
り駆動されるサーボそ一タ（ａ）　（９）と、これに連
結しでいる加工テーブルα値により被加工物（６）を任
意の形状ｌこ切断加工する。

第８図は従来のレーザ出力制御装置であり、レーザ発振
器（１）の出力するレーザ光（２）の一部α邊をレーザ
光センサ（２）により検出し、レーザ出力フィードバッ
ク信号としてレーザ出力設定輪との誤差を増幅器Ｉによ
り増幅し、電源ａ！９の（ｅｌに入力する。

電源（Ｌりはレーザ発振器（１）内に満されたレーザ媒
質αのを放電等の励起手段Ｉこより励起強度を制御する
もものである。

また、パルス周波数設定器α樽の出力を電圧周波数変換
器（以下Ｖ／Ｆ変換器という）α場の（ｄｉに入力し。

三角波等をデユーティ制御回路（至）の（ｂ）に入力す
也またデユーティ制御回路（至）はデユーティ設定器α
カの出力を１ｍｌに入力し、電源α啼の１１にパルス信
号として出力する。

第９図ｔａ＋の１２Ｉ）は上記Ｖ／Ｆ変換器員の出力（
ｇ）の波形であり、Ｃ２２はデユーティ設定器αηの出
力である。

デユーティ制御回路−はＶβ変換器０の出力Ｑ１）とデ
ユーティ設定器（１７）の出力とを比較し、（ｂ）のよ
のなパルス信号を出力する６（ｔ）はレーザ光を出力し
ている期間、Ｔはパルスの周期であり、デユーティはＤ
　＝　ｔ７’ｒ　Ｘ　１００　（＠で表わされる。

レーザ加工をする場合、加工テーブル（１１の移動速度
によってレーザ出力設定αυ、レーザパルスデューティ
住η、レーザパルス周波数端をそれぞれ設定し、一定の
パルス波形によりレーザ加工を行っていた。

しかし、被加工物（６）が部分的に複雑な形状をしてい
る場合、その部分だけ加工速度を遅くしてゆっくり加工
するようにすれば、高精度に位置決めしながら加工がで
きるのであるが、前記のように加工条件は一定であるた
め加工速度を遅くすると入熱が増加し、熱歪や熱影響が
大きくなり、適正な加工条件が得られなくなる。

第１０図は焦点位置（５）におけるレーザ光のスポット
径を拡大表示したもので、良好な加工条件を（ｂｌとす
ればパルス周波数が一定であるため、加工速度を遅くす
れば（ｍｌのようになり入熱が増加して熱影響が大きく
なり、加工速度を速くすればＴｃｌのようになり、パル
ス間隔が離れて入熱が不足し、切断が不可能になる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の装置は以上のように構成されているので。

加工速度を変更したときに、レーザ出力、デユーティ、
パルス周波数のパラメータを同時に設定しなければなら
ない。このため、レーザ加工中に最適の条件を設定する
ことができず、被加工物の複雑形状部分の仕上りが悪く
なる。また条件設定操作も熟練度を要するなどの問題が
あった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、加工速度を変えた時、加工条件設定の必要
が無く、容易に操作ができるレーザ加工制御装置を得る
ことを目的とする。

〔問題を解決するための手段〕

この発明に係るレーザ加工制御装置は加工速度に応じて
レーザ出力の設定、パルスデューティ。

パルス周波数を同時に比例制御したものである。

〔作用〕

この発明において、加工速度に応じてレーザ出力設定、
パルスデューティ、パルス周波数を比例制御するので、
加工速度を増加した場合、レーザ出力設定、デユーティ
が増加しパルス周波数が高くなり、加工速度を遅（すれ
ば逆の動作になり加工条件が常に適正に保たれる。

〔発明の実施例〕

以下この発明の一実施例を図について説明すも第１図に
おいて加工速度（ｖｌを分率する分率器＠（財）を設け
、分率器（２）は出力をＶβ変換！　（１９１ｄｌに入
力する。分率器（２）は出力をデユーティ制御回路−の
ａに入力し、　Ｖ／Ｆ変換器の出力（哨をデユーティ制
御回路（社）のｌｂｌに入力させる。デユーティ制御回
路（１）はコンパレータで構成され、従来例の説明中の
第９図＋ａ＋に示すように、　Ｖ／Ｆ変換器（１９から
の三角波Ｑ１）に対してデユーティ設定人力ａ　ａａを
比較し。

同図のｌｂｌで波形を示すようなパルス出力をする。

この出力を電源（へ）のパルス入力（ｆｌに加え、また
、分率器（ハ）の出力はレーザ出力設定信号にもなり。

レーザ出力センサ（１３のフィードバック信号との誤差
を増幅器Ｉにより増幅し、電源αＱの励起強度設定入力
（ｅ）に加える。

第２図は電源（ｔ！９の構成の一例を示すもので、入力
（・）の信号をパ゛ルス入力１ｆｌによりスイッチ（ハ
）を動作させることにより断続し、電力増幅器０１）の
出力電流を電流検出器０４により検出した信号との誤差
を増幅Ｍ％鏝により増幅し、電力増幅器０１）によって
フィードバック制御を行い、入力（ｅ）の信号の強度で
、入力（ｆｌのパルス波形の励起出力をレーザ発振器（
１）に供給する。

またパルス周波数については従来例で説明した第１０図
に示すように、焦点位置（５）におけるレーザ光のスポ
ット径を拡大すれば、良好な加工条件の（ｂｌに対して
パルス周波数を加工速度に比例させ。

例えば加工速度を遅くすれば（ｄ）、速くすれば（・）
のようになり、パルス重なり率を一定に保つことができ
る。

５に３図（１）は被加工物（６）の切断部分を拡大した
ものであり、コーナ一部分（至）においてＮ　Ｃ（７）
により制御される加工テーブルα１は縦軸を加工速度と
し。

（ｂｌ図に示すようにＧ′５前後で低速または停止する
。

そのためこの部分では入熱が多く、（ロ）に示す部分が
溶は落ちることもあったが、この発明では速度が遅（な
ればレーザ出力設定も比例して下るので。

このようなことがない。

第４図は加工速度を検出する装置の一例であり、加工テ
ーブルのＸ軸、Ｙ軸モータにそれぞれ取り付けたタコジ
ュネレータ０１ｌｉ１．０７）の電圧を演算器（至）に
より加工送度Ｍを検出することができる。

第５図は加工条件の適正範囲を示す線図であり。

横軸はレーザ出力（ｐ）、縦軸は加工速度（Ｖ）である
。

（３１，＜４１．（４１）はそれぞれ板厚の異なる被加
工物の適正加工条件範囲であり、直線（４３，（４３，
（４４）上にほぼ比例している。すなわち、この直線（
６）、（４騰１（４４）は第１図の分率器（至）の分率
に対応するので、第６図のように分率器（２）の設定メ
モリを被加工物の種類と板厚により表示すれば、レーザ
加工操作がきわめて容易にできる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、加工速度に比例して
レーザ出力設定、パルスデューティ、パルス周波数を制
御するようＩｃ＠成したので、加工速度が変化しても加
工条件を適正に保つことができ、また操作が容易なもの
が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるレーザ加工制御装置
の構成図、Ｉｓ２図はｌＸ１図における電源の構成を示
す回路図、ｌＸ３図（ａｌは被加工物の切断部の拡大図
、（ｂｌは加工テーブルの状態を示す線文第４図は加工
速度を検出する装置の一例を示す構成図、第５図は加工
条件の適正範囲を示す線図。 第６図は分率の設定口゛盛盤の一例を示す模式図。 第７図は通常のレーザ加工装置の構成図、第８図は従来
のレーザ出力制御装置を示すブロック図。 第９図ｔａ＋、ｌｂｌは第８図の構成による回路の動作
を示す線図、ｇ１ｏ図（−）〜（・）はこの発明と従来
例の動作をｉ！５！明する図である・ 図において、（２）はレーザ光、（４）は加工レンズ、
（５）は焦点位置、（６）は被加工物、（７）はＮＯ，
αυはレーザ出力設定、（１７）はデエーテイ設定器、
（至）１２４は分率器、 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　弁理士　木　村　三　朗 第１図 ２３、２４　、値斃畜 暢−〇 第５図 第６図 第９図 ０）　　　Ｃ匝Σαフ １））　　Ｃ〔ＣＣＣＤＤ ｃ）　ｏｏｏｏｏｏ　。 （ｄ）　　Ｑ工ηｎ （ｅ） 手続補正書（自発） 昭和６０年４月２２日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ光をレンズ等により集光し、レンズの焦点
   位置近傍において被加工物を相対的に移動させる手段を
   有し、数値制御装置等によつて任意の形状に被加工物を
   切断加工するものにおいて、レーザ光のパルス周波数、
   パルスデューティおよびレーザ出力設定を加工速度に比
   例させて制御することを特徴とするレーザ加工制御装置
   。
2. （２）レーザ出力設定、デューティ制御回路の入力信号
   は加工速度信号を変化できる分率器を具備し、分率器の
   設定メモリは被加工物の材料、板厚で構成されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレーザ加工
   制御装置。