JPH10249560A - レーザー加工方法および装置 - Google Patents
レーザー加工方法および装置Info
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- JPH10249560A JPH10249560A JP9056537A JP5653797A JPH10249560A JP H10249560 A JPH10249560 A JP H10249560A JP 9056537 A JP9056537 A JP 9056537A JP 5653797 A JP5653797 A JP 5653797A JP H10249560 A JPH10249560 A JP H10249560A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 不良切断を加工中に検出すると同時に良好切
断加工条件に自動的に変更するレーザー加工方法および
装置の提供。 【解決手段】 レーザー加工時に加工部から発生する光
を光センサー１９で検出し、該検出光の光量レベルと、
レーザー加工装置１を制御する制御装置１５に登録され
ている切断条件データベース３１の良好切断時における
光量レベル範囲とを比較し、前記光センサーが検出した
光量レベルが前記良好切断時における光量レベル範囲外
のときは不良切断と判断し、前記切断条件データベース
の中から良好切断に適合する少なくとも一つの切断条件
を選択し、該選択した良好切断条件に変更して加工する
ことを特徴とするレーザー加工方法。
断加工条件に自動的に変更するレーザー加工方法および
装置の提供。 【解決手段】 レーザー加工時に加工部から発生する光
を光センサー１９で検出し、該検出光の光量レベルと、
レーザー加工装置１を制御する制御装置１５に登録され
ている切断条件データベース３１の良好切断時における
光量レベル範囲とを比較し、前記光センサーが検出した
光量レベルが前記良好切断時における光量レベル範囲外
のときは不良切断と判断し、前記切断条件データベース
の中から良好切断に適合する少なくとも一つの切断条件
を選択し、該選択した良好切断条件に変更して加工する
ことを特徴とするレーザー加工方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザー加工方法お
よび装置に関する。
よび装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザー加工機で切断加工を行う際、切
断加工条件が適切でない場合には不良切断となる。この
不良切断には完全な切断ができないガウジング、または
熱量過多のときに生じるバーニング現象と呼ばれるもの
などがある。後者のバーニングにおいては、切断幅が正
常な切断に比較して大きく、また切断面が不整になると
共に被加工材の裏面にドロスといわれる酸化生成物が多
量に付着する。
断加工条件が適切でない場合には不良切断となる。この
不良切断には完全な切断ができないガウジング、または
熱量過多のときに生じるバーニング現象と呼ばれるもの
などがある。後者のバーニングにおいては、切断幅が正
常な切断に比較して大きく、また切断面が不整になると
共に被加工材の裏面にドロスといわれる酸化生成物が多
量に付着する。
【０００３】前述のドロスの生成は、必ずしもバーニン
グ現象のときに限られるものではなく切断加工条件が適
切でない場合には発生することが多い。したがって、切
断加工が終了し、製品をとりだして製品の裏面を見て始
めてドロスの生成に気付く場合が多い。ドロスが裏面に
付着した製品の多くは不良品となるので、作業者は経験
によって習得した切断加工条件に変更して再度切断加工
を行い、切断状況を確認するという作業の繰返しによっ
て対処しているのが現状である。
グ現象のときに限られるものではなく切断加工条件が適
切でない場合には発生することが多い。したがって、切
断加工が終了し、製品をとりだして製品の裏面を見て始
めてドロスの生成に気付く場合が多い。ドロスが裏面に
付着した製品の多くは不良品となるので、作業者は経験
によって習得した切断加工条件に変更して再度切断加工
を行い、切断状況を確認するという作業の繰返しによっ
て対処しているのが現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述のごとく従来のレ
ーザー切断加工においては、切断終了後に製品の裏面を
見て始めて不良切断であることが判明するので、不良切
断発生後に適切な切断加工条件に変更することになる。
したがって、不良切断を未然に防止することができな
い。また、発生した不良切断品のドロス除去のための後
工程が必要である。さらに、ドロスの付着状況によって
はドロスを除去しても製品価値が低下したり製品として
使用できなくなる場合もある。
ーザー切断加工においては、切断終了後に製品の裏面を
見て始めて不良切断であることが判明するので、不良切
断発生後に適切な切断加工条件に変更することになる。
したがって、不良切断を未然に防止することができな
い。また、発生した不良切断品のドロス除去のための後
工程が必要である。さらに、ドロスの付着状況によって
はドロスを除去しても製品価値が低下したり製品として
使用できなくなる場合もある。
【０００５】本発明は上述の如き問題に鑑みてなされた
ものであり、本発明の課題は、不良切断を加工中に検出
すると同時に、良好切断が得られる適切な切断加工条件
に自動的に変更するレーザー加工方法および装置を提供
することである。
ものであり、本発明の課題は、不良切断を加工中に検出
すると同時に、良好切断が得られる適切な切断加工条件
に自動的に変更するレーザー加工方法および装置を提供
することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載のレーザ
ー加工方法は、レーザー加工時に加工部から発生する光
を光センサーで検出し、該検出光の光量レベルと、レー
ザー加工装置を制御する制御装置に登録されている切断
条件データベースの良好切断時における光量レベル範囲
とを比較し、前記光センサーが検出した光量レベルが前
記良好切断時における光量レベル範囲外のときは不良切
断と判断し、前記切断条件データベースの中から良好切
断に適合する少なくとも一つの切断条件を選択し、該選
択した良好切断条件に変更して加工することを要旨とす
るものである。
ー加工方法は、レーザー加工時に加工部から発生する光
を光センサーで検出し、該検出光の光量レベルと、レー
ザー加工装置を制御する制御装置に登録されている切断
条件データベースの良好切断時における光量レベル範囲
とを比較し、前記光センサーが検出した光量レベルが前
記良好切断時における光量レベル範囲外のときは不良切
断と判断し、前記切断条件データベースの中から良好切
断に適合する少なくとも一つの切断条件を選択し、該選
択した良好切断条件に変更して加工することを要旨とす
るものである。
【０００７】したがって、不良切断を加工中に検出する
と同時に切断加工条件を良好切断が得られる適切な切断
加工条件に自動的に変更することができる。
と同時に切断加工条件を良好切断が得られる適切な切断
加工条件に自動的に変更することができる。
【０００８】請求項２に記載のレーザー加工装置は、レ
ーザー発振器と被加工材に対して相対的に位置決め自在
のレーザー加工ヘッドを備えたレーザー加工装置におい
て、レーザー加工時に加工部から発生する光の光量レベ
ルを検出する光センサーと、該光センサーが検出した光
量レベルと、前記レーザー加工装置を制御する制御装置
に登録されている切断条件データベーの良好切断時にお
ける光量レベル範囲とを比較して切断状態の良否を判断
する判断手段と、該判断手段によって不良切断と判断さ
れたときには、前記切断条件データベースの中から良好
切断に適合する少なくとも一つの切断条件を選択し、該
選択した良好切断条件に変更する変更手段とを有するこ
とを要旨とするものである。
ーザー発振器と被加工材に対して相対的に位置決め自在
のレーザー加工ヘッドを備えたレーザー加工装置におい
て、レーザー加工時に加工部から発生する光の光量レベ
ルを検出する光センサーと、該光センサーが検出した光
量レベルと、前記レーザー加工装置を制御する制御装置
に登録されている切断条件データベーの良好切断時にお
ける光量レベル範囲とを比較して切断状態の良否を判断
する判断手段と、該判断手段によって不良切断と判断さ
れたときには、前記切断条件データベースの中から良好
切断に適合する少なくとも一つの切断条件を選択し、該
選択した良好切断条件に変更する変更手段とを有するこ
とを要旨とするものである。
【０００９】したがって、請求項１に記載の発明と同様
に不良切断を加工中に検出すると同時に切断加工条件を
良好切断が得られる適切な切断加工条件に自動的に変更
することができる。
に不良切断を加工中に検出すると同時に切断加工条件を
良好切断が得られる適切な切断加工条件に自動的に変更
することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
によって説明する。図１は本発明に係わるレーザー加工
装置１の制御システムの概略を示したものである。図１
に示す様に、レーザー発振器３から出力されたレーザー
ビームＬＢは、レーザー加工ヘッド５のベンドミラー７
によって反射された後、集光レンズ９によって集光され
て被加工材Ｗの加工部に照射されると共に、レーザー加
工ヘッド５の下端部に設けたノズル１１からアシストガ
スが被加工材Ｗに噴射されるようになっている。
によって説明する。図１は本発明に係わるレーザー加工
装置１の制御システムの概略を示したものである。図１
に示す様に、レーザー発振器３から出力されたレーザー
ビームＬＢは、レーザー加工ヘッド５のベンドミラー７
によって反射された後、集光レンズ９によって集光され
て被加工材Ｗの加工部に照射されると共に、レーザー加
工ヘッド５の下端部に設けたノズル１１からアシストガ
スが被加工材Ｗに噴射されるようになっている。
【００１１】被加工材Ｗは加工テーブル１３上に載置し
てあり、この加工テーブル１３は、レーザー加工装置１
全体を制御する制御装置（ＣＮＣ）１５からの位置決め
指令信号１７によって、サーボモーター（図示省略）を
駆動して被加工材Ｗを所望する位置（Ｘ，Ｙ）に移動位
置決めできる様になっている。なお、被加工材Ｗに対す
る移動位置決めは相対的なものであり、被加工材Ｗを載
置した前記加工テーブル１３を固定し、レーザー加工ヘ
ッド５を前記制御装置（ＣＮＣ）１５の位置決め指令信
号１７’の下に、被加工材Ｗ上の所望する位置（Ｘ，
Ｙ）に移動位置決めする様にしても構わない。
てあり、この加工テーブル１３は、レーザー加工装置１
全体を制御する制御装置（ＣＮＣ）１５からの位置決め
指令信号１７によって、サーボモーター（図示省略）を
駆動して被加工材Ｗを所望する位置（Ｘ，Ｙ）に移動位
置決めできる様になっている。なお、被加工材Ｗに対す
る移動位置決めは相対的なものであり、被加工材Ｗを載
置した前記加工テーブル１３を固定し、レーザー加工ヘ
ッド５を前記制御装置（ＣＮＣ）１５の位置決め指令信
号１７’の下に、被加工材Ｗ上の所望する位置（Ｘ，
Ｙ）に移動位置決めする様にしても構わない。
【００１２】前記レーザー加工ヘッド５の集光レンズ９
の上方斜め位置には、被加工材Ｗからの光を捕らえる光
センサー１９が設けてある。この光センサー１９は検出
した光の強さに、すなわち光量に比例した電圧または電
流などの電気的信号出力が出る様な構成のものならばよ
く、例えばフォトダイオード、フォトトランジスター、
ＣＣＤなどを使用することができる。なお、この光セン
サーの設置位置は、レーザー加工部からの光を捕捉でき
る位置に設置すればよく、集光レンズ９の上方に限定さ
れるものではない。例えばレーザー加工ヘッド５の側方
位置に光センサー１９’を設けても構わない。
の上方斜め位置には、被加工材Ｗからの光を捕らえる光
センサー１９が設けてある。この光センサー１９は検出
した光の強さに、すなわち光量に比例した電圧または電
流などの電気的信号出力が出る様な構成のものならばよ
く、例えばフォトダイオード、フォトトランジスター、
ＣＣＤなどを使用することができる。なお、この光セン
サーの設置位置は、レーザー加工部からの光を捕捉でき
る位置に設置すればよく、集光レンズ９の上方に限定さ
れるものではない。例えばレーザー加工ヘッド５の側方
位置に光センサー１９’を設けても構わない。
【００１３】前記制御装置（ＣＮＣ）１５は、前記レー
ザー発振器３の電源装置２１に対して出力指令信号２３
をだして、レーザー発振器３の出力を制御することがで
きる様になっている。
ザー発振器３の電源装置２１に対して出力指令信号２３
をだして、レーザー発振器３の出力を制御することがで
きる様になっている。
【００１４】前記光センサー１９に捕捉された光は光の
強さに比例した、すなわち光量に比例した電圧または電
流などの電気的信号出力２５に変換され、この信号出力
２５は増幅器２７で増幅され、さらにＡ／Ｄ変換器２９
でデジタル信号に変換されて前記制御装置（ＣＮＣ）１
５に入力される。
強さに比例した、すなわち光量に比例した電圧または電
流などの電気的信号出力２５に変換され、この信号出力
２５は増幅器２７で増幅され、さらにＡ／Ｄ変換器２９
でデジタル信号に変換されて前記制御装置（ＣＮＣ）１
５に入力される。
【００１５】前記制御装置（ＣＮＣ）１５の記憶装置
（図示省略）には、レーザー切断条件に関するデータベ
ースが蓄積登録してある。このレーザー切断条件データ
ベース３１の内容は、例えば、切断速度（ｍｍ／ｍｉ
ｎ）、レーザー出力（Ｗ）、アシストガス圧力（ＭＰ
ａ）、加工部からの光の光量レベル（Ｖ）、などから構
成してある。
（図示省略）には、レーザー切断条件に関するデータベ
ースが蓄積登録してある。このレーザー切断条件データ
ベース３１の内容は、例えば、切断速度（ｍｍ／ｍｉ
ｎ）、レーザー出力（Ｗ）、アシストガス圧力（ＭＰ
ａ）、加工部からの光の光量レベル（Ｖ）、などから構
成してある。
【００１６】図２は、上述の如きレーザー加工装置１で
被加工材Ｗを切断加工したときの状態を示したものであ
る。この加工例は、被加工材Ｗの裏面の切断溝部３３の
近傍にドロス（酸化生成物）３５が多量に付着した状態
であり、典型的な不良切断である。
被加工材Ｗを切断加工したときの状態を示したものであ
る。この加工例は、被加工材Ｗの裏面の切断溝部３３の
近傍にドロス（酸化生成物）３５が多量に付着した状態
であり、典型的な不良切断である。
【００１７】上述の如き不良切断においては、溶融スパ
ッター３７が切断加工部から効率よく飛散せず、ドロス
（酸化生成物）３５として被加工材裏面の切断溝部３３
の両側近傍に付着する。また、ドロス（酸化生成物）３
５が付着する様な不良切断時においては、良好切断時に
比較して、被加工材の裏面で発生する溶融スパッター３
７の量が変化するため、前記光センサーで検出した光量
は、図３のグラフに示す様に良好切断時のレベル（Ｖ
ｇ）に対して高い場合と低い場合のケースが生じる。な
お、良好切断時の溶融スパッター３７の量は、同一切断
条件の場合には常に一定であることが実験の結果判明し
ている。
ッター３７が切断加工部から効率よく飛散せず、ドロス
（酸化生成物）３５として被加工材裏面の切断溝部３３
の両側近傍に付着する。また、ドロス（酸化生成物）３
５が付着する様な不良切断時においては、良好切断時に
比較して、被加工材の裏面で発生する溶融スパッター３
７の量が変化するため、前記光センサーで検出した光量
は、図３のグラフに示す様に良好切断時のレベル（Ｖ
ｇ）に対して高い場合と低い場合のケースが生じる。な
お、良好切断時の溶融スパッター３７の量は、同一切断
条件の場合には常に一定であることが実験の結果判明し
ている。
【００１８】したがって、切断加工時に加工部からの光
を光センサー１９で検出し、この検出された光量のレベ
ルと、前記レーザー切断条件データベース３１に登録さ
れている良好切断時における光量レベル範囲とを制御装
置１５において比較して、検出した光量レベルが前記良
好切断時における光量レベル範囲外のときは制御装置１
５において不良切断と判断する。
を光センサー１９で検出し、この検出された光量のレベ
ルと、前記レーザー切断条件データベース３１に登録さ
れている良好切断時における光量レベル範囲とを制御装
置１５において比較して、検出した光量レベルが前記良
好切断時における光量レベル範囲外のときは制御装置１
５において不良切断と判断する。
【００１９】前記制御装置１５において不良切断と判断
した場合には、新たな切断条件として切断条件データベ
ース３１に登録されている良好切断条件の中から一つを
選択し、その選択した切断条件に変更して切断加工を続
行する。もし、選択した切断条件で万一不良切断になっ
た場合には、次の良好切断条件を選択し切断加工を実行
する。
した場合には、新たな切断条件として切断条件データベ
ース３１に登録されている良好切断条件の中から一つを
選択し、その選択した切断条件に変更して切断加工を続
行する。もし、選択した切断条件で万一不良切断になっ
た場合には、次の良好切断条件を選択し切断加工を実行
する。
【００２０】したがって、上述の如き方法によれば、切
断加工中に不良切断が検出されれば、切断条件データベ
ースから良好切断が得られる切断条件を選択して、この
新しい切断条件に変更して切断加工を実行するので不良
切断を防止することができる。また、光センサーが検出
した光量レベルが切断条件データベース３１の中の良好
切断条件範囲の境界線にある場合も、切断条件を良好切
断条件に変更する様にすれば、ドロスの発生する不良切
断を未然に防止することも可能である。
断加工中に不良切断が検出されれば、切断条件データベ
ースから良好切断が得られる切断条件を選択して、この
新しい切断条件に変更して切断加工を実行するので不良
切断を防止することができる。また、光センサーが検出
した光量レベルが切断条件データベース３１の中の良好
切断条件範囲の境界線にある場合も、切断条件を良好切
断条件に変更する様にすれば、ドロスの発生する不良切
断を未然に防止することも可能である。
【００２１】図４は、切断加工時に発生するスパッター
タが出す光の周波数帯を、良好切断時（ドロスフリー）
と不良切断時（ドロス付着）とで比較したものであり、
図４（ａ）の良好切断時の周波数帯の方が、図４（ｂ）
の不良切断時の周波数帯よりも高い方に移動しているこ
とが判る。
タが出す光の周波数帯を、良好切断時（ドロスフリー）
と不良切断時（ドロス付着）とで比較したものであり、
図４（ａ）の良好切断時の周波数帯の方が、図４（ｂ）
の不良切断時の周波数帯よりも高い方に移動しているこ
とが判る。
【００２２】したがって、この周波数帯を前述の切断条
件データベース３１に登録し、前述と同様にして不良切
断を判別することが可能であると共に不良切断を未然に
防止することが可能である。また、良好切断時（ドロス
フリー）と不良切断時（ドロス付着）における加工部か
らの光の振幅の相違を利用することも可能である。本発
明はレーザー加工だけに限定されるものではなく、ガス
溶断およびプラズマ切断などにも応用することが可能で
ある。
件データベース３１に登録し、前述と同様にして不良切
断を判別することが可能であると共に不良切断を未然に
防止することが可能である。また、良好切断時（ドロス
フリー）と不良切断時（ドロス付着）における加工部か
らの光の振幅の相違を利用することも可能である。本発
明はレーザー加工だけに限定されるものではなく、ガス
溶断およびプラズマ切断などにも応用することが可能で
ある。
【００２３】
【発明の効果】請求項１または請求項２に記載の発明に
よれば、不良切断を加工中に検出すると同時に切断加工
条件を良好切断が得られる適切な切断加工条件に自動的
に変更することができる。したがって、切断加工の終了
後に製品を取り外してから、始めて切断不良を発見し、
作業者の経験によって習得した切断加工条件に変更して
再度切断加工を行い、再度切断状況を確認するという作
業の繰返しによって不良切断に対処するという従来の問
題が解決され作業効率が大きく向上した。
よれば、不良切断を加工中に検出すると同時に切断加工
条件を良好切断が得られる適切な切断加工条件に自動的
に変更することができる。したがって、切断加工の終了
後に製品を取り外してから、始めて切断不良を発見し、
作業者の経験によって習得した切断加工条件に変更して
再度切断加工を行い、再度切断状況を確認するという作
業の繰返しによって不良切断に対処するという従来の問
題が解決され作業効率が大きく向上した。
【図１】本発明に係わるレーザー加工装置の制御システ
ムの概略図。
ムの概略図。
【図２】図１のレーザー加工装置による不良切断加工状
態を説明する図。
態を説明する図。
【図３】良好切断時と不良切断時における、切断加工部
において発生する光の光量変化を示したグラフ。
において発生する光の光量変化を示したグラフ。
【図４】切断加工時に発生するスパッタータが出す光の
周波数帯を、良好切断時（ドロスフリー）と不良切断時
（ドロス付着）とで比較した図。
周波数帯を、良好切断時（ドロスフリー）と不良切断時
（ドロス付着）とで比較した図。
１ レーザー加工装置 ３ レーザー発振器 ５ レーザー加工ヘッド ７ ベンドミラー ９ 集光レンズ １１ ノズル １３ 加工テーブル １５ 制御装置（ＣＮＣ） １７ 位置決め指令信号 １９ 光センサー ２１ 電源装置 ２３ 出力指令信号 ２５ 電気的信号出力 ２７ 増幅器 ２９ Ａ／Ｄ変換器 ３１ レーザー切断条件データベース ３３ 切断溝部 ３５ ドロス（酸化生成物） ３７ 溶融スパッター
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザー加工時に加工部から発生する光
を光センサーで検出し、該検出光の光量レベルと、レー
ザー加工装置を制御する制御装置に登録されている切断
条件データベースの良好切断時における光量レベル範囲
とを比較し、前記光センサーが検出した光量レベルが前
記良好切断時における光量レベル範囲外のときは不良切
断と判断し、前記切断条件データベースの中から良好切
断に適合する少なくとも一つの切断条件を選択し、該選
択した良好切断条件に変更して加工することを特徴とす
るレーザー加工方法。 - 【請求項２】 レーザー発振器と被加工材に対して相対
的に位置決め自在のレーザー加工ヘッドを備えたレーザ
ー加工装置において、レーザー加工時に加工部から発生
する光の光量レベルを検出する光センサーと、該光セン
サーが検出した光量レベルと、前記レーザー加工装置を
制御する制御装置に登録されている切断条件データベー
の良好切断時における光量レベル範囲とを比較して切断
状態の良否を判断する判断手段と、該判断手段によって
不良切断と判断されたときには、前記切断条件データベ
ースの中から良好切断に適合する少なくとも一つの切断
条件を選択し、該選択した良好切断条件に変更する変更
手段とを有することを特徴とするレーザー加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9056537A JPH10249560A (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | レーザー加工方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9056537A JPH10249560A (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | レーザー加工方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10249560A true JPH10249560A (ja) | 1998-09-22 |
Family
ID=13029845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9056537A Abandoned JPH10249560A (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | レーザー加工方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10249560A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001314992A (ja) * | 2000-05-01 | 2001-11-13 | Amada Co Ltd | レーザ加工方法およびその装置 |
| WO2007043707A1 (ja) * | 2005-10-14 | 2007-04-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 鋼板の突合せ溶接システム及び鋼板の突合せ溶接方法 |
| JP2013233593A (ja) * | 2013-07-22 | 2013-11-21 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工装置 |
| JP2018202421A (ja) * | 2017-05-30 | 2018-12-27 | 株式会社アマダホールディングス | レーザ加工ヘッド及びレーザ加工機 |
| KR20190135068A (ko) * | 2018-05-28 | 2019-12-06 | 마이크로 인스펙션 주식회사 | 레이저 가공장치 및 그 제어방법 |
| JP2021045779A (ja) * | 2019-09-20 | 2021-03-25 | 株式会社アマダ | レーザ加工機及び加工状態判定方法 |
| JPWO2023047560A1 (ja) * | 2021-09-27 | 2023-03-30 |
-
1997
- 1997-03-11 JP JP9056537A patent/JPH10249560A/ja not_active Abandoned
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