JPH02179376A - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
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- JPH02179376A JPH02179376A JP63332536A JP33253688A JPH02179376A JP H02179376 A JPH02179376 A JP H02179376A JP 63332536 A JP63332536 A JP 63332536A JP 33253688 A JP33253688 A JP 33253688A JP H02179376 A JPH02179376 A JP H02179376A
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Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
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。
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〕
本発明はレーザ光を照射してワークを穴あけ加工するレ
ーザ加工装置に関し、特に加工条件の設定操作を簡素化
したレーザ加工装置に関する。
ーザ加工装置に関し、特に加工条件の設定操作を簡素化
したレーザ加工装置に関する。
レーザ加工装置はレーザ光を集光レンズ等によってワー
クの一点に照射し、照射した部分の温度を上昇させ、さ
らに蒸発させることによって加工を行う。始めに、ワー
クを停止させた状態で照射すると穴あけ（ピアシング）
が行なわれる。この後に続けてワークを移動させるとワ
ークが切断される。したがって、ワークの材質の硬度に
よらず種々の加工が可能である。
クの一点に照射し、照射した部分の温度を上昇させ、さ
らに蒸発させることによって加工を行う。始めに、ワー
クを停止させた状態で照射すると穴あけ（ピアシング）
が行なわれる。この後に続けてワークを移動させるとワ
ークが切断される。したがって、ワークの材質の硬度に
よらず種々の加工が可能である。
一方、銅やアルミニウム等の金属を穴あけ加工する場合
には次のような点に配慮する必要がある。
には次のような点に配慮する必要がある。
すなわち、このような金属はレーザ光の吸収率が低いた
めに、レーザ光の照射を受けた直後においてはその８０
％以上を反射してしまう。この結果、反射されたレーザ
光が再びレーザ発振器に帰還され、レーザ発振器内部の
レーザパワーが異常に上昇して光学部品を破損させる危
険がある。
めに、レーザ光の照射を受けた直後においてはその８０
％以上を反射してしまう。この結果、反射されたレーザ
光が再びレーザ発振器に帰還され、レーザ発振器内部の
レーザパワーが異常に上昇して光学部品を破損させる危
険がある。
このため、一般に金属の穴あけ加工は二つの工程に分け
て実行される。第１工程は加熱工程であり、微小なパワ
ーのレーザ光を照射してワークを所要の温度まで加熱す
る。これによってワークのレーザ光に対する吸収率が高
められる０次に、第２工程の穴あけ実施工程で強力なパ
ワーのレーザ光を出力して実際の穴あけを行なう。
て実行される。第１工程は加熱工程であり、微小なパワ
ーのレーザ光を照射してワークを所要の温度まで加熱す
る。これによってワークのレーザ光に対する吸収率が高
められる０次に、第２工程の穴あけ実施工程で強力なパ
ワーのレーザ光を出力して実際の穴あけを行なう。
上記の加熱工程におけるレーザ光の照射時間、すなわち
加熱時間は加工開始前にオペレータが設定している。
加熱時間は加工開始前にオペレータが設定している。
しかし、従来のレーザ加工装置ではワークの材質を変更
する度にオペレータが加熱時間を設定し直す必要がある
。また、同じ材質のワークでも、表面状態の程度によっ
てレーザ光の反射率が異なるので、オペレータが最適な
加熱時間を設定することは極めて困難である。
する度にオペレータが加熱時間を設定し直す必要がある
。また、同じ材質のワークでも、表面状態の程度によっ
てレーザ光の反射率が異なるので、オペレータが最適な
加熱時間を設定することは極めて困難である。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、加
熱工程完了時点の検知、及び加熱工程から穴あけ工程へ
の移行を自動化したレーザ加工装置を提供することを目
的とする。
熱工程完了時点の検知、及び加熱工程から穴あけ工程へ
の移行を自動化したレーザ加工装置を提供することを目
的とする。
本発明では上記課題を解決するために、レーザ光を出力
してワーク表面に照射し、前記ワークの穴あけ加工を行
うレーザ加工装置において、 前記ワーク表面での反射によってレーザ発振器内に帰還
される反射レーザ光のレベルを検出する反射光検出手段
と、 前記反射レーザ光のレベルが所定値以下に減少した時点
を検知する検知手段と、 第１の出力レベルで前記レーザ光を出力して前記ワーク
を加熱させ、前記反射レーザ光のレベルが所定値以下に
減少した時点より第２の出力レベルで前記レーザ光を出
力して前記ワークを穴あけ加工させる出力指令手段と、 を有することを特徴とするレーザ加工装置が、提供され
る。
してワーク表面に照射し、前記ワークの穴あけ加工を行
うレーザ加工装置において、 前記ワーク表面での反射によってレーザ発振器内に帰還
される反射レーザ光のレベルを検出する反射光検出手段
と、 前記反射レーザ光のレベルが所定値以下に減少した時点
を検知する検知手段と、 第１の出力レベルで前記レーザ光を出力して前記ワーク
を加熱させ、前記反射レーザ光のレベルが所定値以下に
減少した時点より第２の出力レベルで前記レーザ光を出
力して前記ワークを穴あけ加工させる出力指令手段と、 を有することを特徴とするレーザ加工装置が、提供され
る。
反射レーザ光によってレーザ発振器が損傷しない程度の
第１の出力レベルでレーザ光を出力してワークを加熱す
る。ワークの温度が所要温度に達するとレーザ発振器内
に帰還される反射レーザ光が減少する。この時点を検知
手段によって検知して、これ以降はレーザ出力を第２の
出力レベルに上昇させて穴あけを行う。
第１の出力レベルでレーザ光を出力してワークを加熱す
る。ワークの温度が所要温度に達するとレーザ発振器内
に帰還される反射レーザ光が減少する。この時点を検知
手段によって検知して、これ以降はレーザ出力を第２の
出力レベルに上昇させて穴あけを行う。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の一実施例のＣＯ□ガスレーザ発振器を
使用したレーザ加工装置のブロック図である０図におい
て、プロセッサ１は図示されていない加ニブログラムに
基づいて各種の指令を行ってレーザ加工装置全体を制御
する。出力制御回路２はプロセッサ１から出力された出
力指令値を電流指令値に変換して出力し、その内部にデ
ィジタル値をアナログ出力に変換するＤＡコンバータを
内蔵している。レーザ用電源３は商用電源を整流した後
、出力制御回路２からの指令に応じた高周波の電圧を出
力する。
使用したレーザ加工装置のブロック図である０図におい
て、プロセッサ１は図示されていない加ニブログラムに
基づいて各種の指令を行ってレーザ加工装置全体を制御
する。出力制御回路２はプロセッサ１から出力された出
力指令値を電流指令値に変換して出力し、その内部にデ
ィジタル値をアナログ出力に変換するＤＡコンバータを
内蔵している。レーザ用電源３は商用電源を整流した後
、出力制御回路２からの指令に応じた高周波の電圧を出
力する。
放電管４の内部にはレーザガスが循環しており、レーザ
用電源３から高周波電圧が印加されると、放電を生じて
レーザガスが励起される。リア鏡５は反射率９９．５％
のゲルマニウム（Ｃ；ｅ）製（７）鏡、出力鏡６は反射
率６５％のジンクセレン（Ｚｎｓｅ）製の鏡であり、こ
れらはファブリペロ−型共振器を構成し、励起されたレ
ーザガス分子から放出される１０．６μｍの光を増幅さ
せて一部を出力鏡６からレーザ光７として外部に出力す
る。
用電源３から高周波電圧が印加されると、放電を生じて
レーザガスが励起される。リア鏡５は反射率９９．５％
のゲルマニウム（Ｃ；ｅ）製（７）鏡、出力鏡６は反射
率６５％のジンクセレン（Ｚｎｓｅ）製の鏡であり、こ
れらはファブリペロ−型共振器を構成し、励起されたレ
ーザガス分子から放出される１０．６μｍの光を増幅さ
せて一部を出力鏡６からレーザ光７として外部に出力す
る。
レーザ光７はペンダミラー８で方向を変え、集光レンズ
９によって０．２ｍｍ以下のスポットに集光されてワー
クＩＯの表面に照射される。１１はワーク１０の表面で
反射される反射レーザ光であり、集光レンズ９、ペンダ
ミラー８、出力鏡６を通って再び放電管４内に戻る。
９によって０．２ｍｍ以下のスポットに集光されてワー
クＩＯの表面に照射される。１１はワーク１０の表面で
反射される反射レーザ光であり、集光レンズ９、ペンダ
ミラー８、出力鏡６を通って再び放電管４内に戻る。
メモリ１２は加ニブログラム及びパラメータ等を格納す
るメモリであり、バッテリバックアップされた０ＭＯ３
等が使用される０位置制御回路１３はプロセッサ１から
出力された位置指令値を解読し、サーボアンプ１４を介
してサーボモータ１５を回転制御し、ボールスクリュー
１６及びナツト１７によってテーブル１８の移動を制御
し、ワーク１０の位置を制御する０表示装置１９にはＣ
ＲＴ或いは液晶表示装置等が使用される。
るメモリであり、バッテリバックアップされた０ＭＯ３
等が使用される０位置制御回路１３はプロセッサ１から
出力された位置指令値を解読し、サーボアンプ１４を介
してサーボモータ１５を回転制御し、ボールスクリュー
１６及びナツト１７によってテーブル１８の移動を制御
し、ワーク１０の位置を制御する０表示装置１９にはＣ
ＲＴ或いは液晶表示装置等が使用される。
２０はリア鏡５から０．５％の透過率で出力されるモニ
タ用レーザ光であり、この出力レベル、すなわちモニタ
値はパワーセンサ２１によって測定される。パワーセン
サ２１には熱電あるいは光電変換素子等が用いられる。
タ用レーザ光であり、この出力レベル、すなわちモニタ
値はパワーセンサ２１によって測定される。パワーセン
サ２１には熱電あるいは光電変換素子等が用いられる。
パワーセンサ２１の出力は増幅器２２で増幅及びディジ
タル変換された後、プロセッサ１に出力される。
タル変換された後、プロセッサ１に出力される。
第２図（ａ）に金属を穴あけ加工する場合の加熱工程時
におけるモニタ値Ｐａの経時的変化を示す。縦軸はモニ
タ値Ｐａ、横軸は時間である。時刻１０より、出力指令
値Ｐｃｌでレーザ光の出力を開始すると、ワーク表面か
らの反射レーザ光によってモニタ値Ｐａは短時間のうち
に出力指令値の２倍近くに上昇する。しかし、ワークが
所要温度まで加熱されると反射率が低下してくるので、
モニタ値Ｐａは再び低下し、充分な時間が経過すればモ
ニタ値Ｐａは略出力指令値Ｐｃｌと等しくなる。
におけるモニタ値Ｐａの経時的変化を示す。縦軸はモニ
タ値Ｐａ、横軸は時間である。時刻１０より、出力指令
値Ｐｃｌでレーザ光の出力を開始すると、ワーク表面か
らの反射レーザ光によってモニタ値Ｐａは短時間のうち
に出力指令値の２倍近くに上昇する。しかし、ワークが
所要温度まで加熱されると反射率が低下してくるので、
モニタ値Ｐａは再び低下し、充分な時間が経過すればモ
ニタ値Ｐａは略出力指令値Ｐｃｌと等しくなる。
プロセッサｌはこのモニタ値Ｐａをパワーセンサ２１及
び増幅回路２２を介して入力し、ワークのレーザ光に対
する反射率を算出している。
び増幅回路２２を介して入力し、ワークのレーザ光に対
する反射率を算出している。
第２図（ｂ）は反射率の経時的変化を示したグラフであ
る。このように、反射率は最終的にはほぼ０％に低下す
る。しかし、実際には反射率がここまで低下する以前の
段階で、レーザ出力を上昇させて次の穴あけ実施工程に
移行することができる。本実施例ではこの時のしきい値
を３０％に設定し、この反射率に到達した時点の時刻ｔ
１でプロセッサ１が出力指令値を変更し、穴あけ実施工
程を実行を開始する。
る。このように、反射率は最終的にはほぼ０％に低下す
る。しかし、実際には反射率がここまで低下する以前の
段階で、レーザ出力を上昇させて次の穴あけ実施工程に
移行することができる。本実施例ではこの時のしきい値
を３０％に設定し、この反射率に到達した時点の時刻ｔ
１でプロセッサ１が出力指令値を変更し、穴あけ実施工
程を実行を開始する。
第３図は本発明の一実施例のレーザ加工装置における穴
あけ加工時の処理のフローチャートである。図において
Ｓに続く数値はステップ番号を表す。
あけ加工時の処理のフローチャートである。図において
Ｓに続く数値はステップ番号を表す。
〔Ｓ１〕加ニブログラムの加熱工程指令を解読する。
〔Ｓ２］加熱工程指令の出力指令値に基づいてレーザ光
を出力し、ワークを加熱する。
を出力し、ワークを加熱する。
〔Ｓ３〕反射率が３０％以下に低下したかどうかを判断
する。低下していればＳ４へ、低下していなければ加熱
工程を続行する。
する。低下していればＳ４へ、低下していなければ加熱
工程を続行する。
〔Ｓ４〕加ニブログラムの穴あけ実施工程指令を解読す
る。
る。
〔Ｓ５〕穴あけ実施工程指令の出力指令値に基づいてレ
ーザ光を出力し、穴あけを実行する。
ーザ光を出力し、穴あけを実行する。
なお、上記した反射率のしきい値は一例であり、ワーク
の材質に応じて変更される。
の材質に応じて変更される。
以上説明したように本発明では、ワークからの反射レー
ザ光の減少を検出して自動的に加熱工程から穴あけ実施
工程へ移行するので、ワークの材質を変更しても、その
都度オペレータが加熱時間を設定し直す必要がなく、従
来よりも操作が簡単になる。また、加熱条件の設定ミス
による加工不良も防止することができる。
ザ光の減少を検出して自動的に加熱工程から穴あけ実施
工程へ移行するので、ワークの材質を変更しても、その
都度オペレータが加熱時間を設定し直す必要がなく、従
来よりも操作が簡単になる。また、加熱条件の設定ミス
による加工不良も防止することができる。
さらに、最短の加熱時間で穴あけ実施工程へ移行できる
ので加工時間が短縮される。
ので加工時間が短縮される。
第１図は本発明の一実施例のレーザ加工装置のブロック
図、 第２図（ａ）は本発明の一実施例における加熱工程時の
モニタ値の経時的変化を示したグラフ、第２図（ｂ）は
本発明の一実施例におけるワークのレーザ光に対する反
射率の経時的変化を示したグラフ、 第３図は本発明の一実施例のレーザ加工装置における穴
あけ加工時の処理のフローチャートである。 １−・−・−・・・−プロセッサ ５・−・−・−・−・−−−−−リア鏡６・・・・・・
・−・−−−−一出力鏡７−・ レーザ光 ０−−−−・−−−−・−・−ワーク １−・−・−−−−−−・−反射レーザ光０−・−・・
・−・・・モニタ用レーザ光１−・−−−−−・・・・
・−パワーセンサａ・−−−−−・−・・−−−−−モ
ニタ値１・−・−・−・−−一−−加熱工程時の出力指
令値０ −・〜加熱工程開始時刻 １−−−〜−一・−・−・−・−加熱工程終了時刻第３
図
図、 第２図（ａ）は本発明の一実施例における加熱工程時の
モニタ値の経時的変化を示したグラフ、第２図（ｂ）は
本発明の一実施例におけるワークのレーザ光に対する反
射率の経時的変化を示したグラフ、 第３図は本発明の一実施例のレーザ加工装置における穴
あけ加工時の処理のフローチャートである。 １−・−・−・・・−プロセッサ ５・−・−・−・−・−−−−−リア鏡６・・・・・・
・−・−−−−一出力鏡７−・ レーザ光 ０−−−−・−−−−・−・−ワーク １−・−・−−−−−−・−反射レーザ光０−・−・・
・−・・・モニタ用レーザ光１−・−−−−−・・・・
・−パワーセンサａ・−−−−−・−・・−−−−−モ
ニタ値１・−・−・−・−−一−−加熱工程時の出力指
令値０ −・〜加熱工程開始時刻 １−−−〜−一・−・−・−・−加熱工程終了時刻第３
図
Claims (2)
- （１）レーザ光を出力してワーク表面に照射し、前記ワ
ークの穴あけ加工を行うレーザ加工装置において、 前記ワーク表面での反射によってレーザ発振器内に帰還
される反射レーザ光のレベルを検出する反射光検出手段
と、 前記反射レーザ光のレベルが所定値以下に減少した時点
を検知する検知手段と、 第１の出力レベルで前記レーザ光を出力して前記ワーク
を加熱させ、前記反射レーザ光のレベルが所定値以下に
減少した時点より第２の出力レベルで前記レーザ光を出
力して前記ワークを穴あけ加工させる出力指令手段と、 を有することを特徴とするレーザ加工装置。 - （２）前記反射光検出手段は、前記レーザ発振器のリア
鏡より透過させたモニタ用レーザ光を入力して前記反射
レーザ光のレベルを検出す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装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63332536A JPH02179376A (ja) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63332536A JPH02179376A (ja) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | レーザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02179376A true JPH02179376A (ja) | 1990-07-12 |
Family
ID=18256017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63332536A Pending JPH02179376A (ja) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02179376A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017154148A (ja) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | ファナック株式会社 | 反射光を抑制しつつレーザ加工を開始できるレーザ加工装置 |
| DE102017107081A1 (de) | 2016-04-04 | 2017-10-05 | Fanuc Corporation | Zur Verringerung der Intensität eines reflektierten Laserstrahls fähige Laserbearbeitungsvorrichtung |
| CN107283045A (zh) * | 2016-03-30 | 2017-10-24 | 发那科株式会社 | 具备前期加工控制部的激光加工装置和激光加工方法 |
-
1988
- 1988-12-29 JP JP63332536A patent/JPH02179376A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017154148A (ja) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | ファナック株式会社 | 反射光を抑制しつつレーザ加工を開始できるレーザ加工装置 |
| US10722975B2 (en) | 2016-02-29 | 2020-07-28 | Fanuc Corporation | Laser processing device capable of starting laser processing while reducing reflected laser beam |
| CN107283045A (zh) * | 2016-03-30 | 2017-10-24 | 发那科株式会社 | 具备前期加工控制部的激光加工装置和激光加工方法 |
| CN107283045B (zh) * | 2016-03-30 | 2019-03-12 | 发那科株式会社 | 具备前期加工控制部的激光加工装置和激光加工方法 |
| US10456869B2 (en) | 2016-03-30 | 2019-10-29 | Fanuc Corporation | Laser processing device having preprocessing controller and laser processing method |
| DE102017107081A1 (de) | 2016-04-04 | 2017-10-05 | Fanuc Corporation | Zur Verringerung der Intensität eines reflektierten Laserstrahls fähige Laserbearbeitungsvorrichtung |
| CN107283046A (zh) * | 2016-04-04 | 2017-10-24 | 发那科株式会社 | 激光加工装置 |
| US10730148B2 (en) | 2016-04-04 | 2020-08-04 | Fanuc Corporation | Laser processing device capable of reducing intensity of reflected laser beam |
| DE102017107081B4 (de) | 2016-04-04 | 2020-08-06 | Fanuc Corporation | Laserbearbeitungsvorrichtung zum Ausführen einer Laserbearbeitung unter Verringerung einer Intensität eines von einem zu bearbeitenden Gegenstand reflektierten Laserstrahls |
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