JPH03174993A - レーザー加工装置のピアシング完了検知装置 - 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〕 本発明はレーザ加工装置に使用するピアシングの検知装
置に関する。

〔従来の技術〕

レーザ加工装置は、加工物を間隔を設けて支持するテー
ブルと、加工物にレーザ光を照射するトーチと、レーザ
加工を制御するコンピュータＮＣ装置を備え、金属、プ
ラスチック、繊維、セラミックス、紙等の各種の材料の
切断加工に適応でき、高速かつ高精度な加工を達成する
ことができる。

板状の加工物に切抜き加工を施すような場合には、まず
、ピアシング工程によって板材の所定の位置にレーザビ
ームを静止して穴をあけ、この穴をスタート地点として
トーチとテーブルは相対移動し、補助経路を経て切断す
べき形状の軌跡に到達する。

加ニブログラムにおいては、このピアシングを達成する
のにドウエル（タイマ機能）指令を与え、設定した時間
だけトーチとテーブルの相対運動を静止させる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ピアシングに要する時間は、加工物の材質、厚さ等によ
り変化するが、ピアシング加工不良を防止するためには
、ドウエル指令時間を充分にとる必要があり、ピアシン
グ完了がら切断工程の開始までの時間ロスを避けること
ができなかった。

また、加工物に応じてドウエル時間を作業者が独自に設
定しなければならない等の不都合もあった。

そこで本発明は、レーザ加工装置においてピアシング加
工の完了をリアルタイムで検出することのできる装置を
提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のピアシング完了検知装置は、加工物に対してト
ーチ側に配設する第１の受光センサと、加工物とテーブ
ルとの間に配設する第２の受光センサと、受光センサか
らの入力信号を処理してピアシング完了信号をコンピュ
ータＮＣ装置へ出力する制御ユニットの各手段を備える
。

〔作用〕

トーチから加工物上に照射するレーザ光は、ピアシング
完了前には大部分が加工物上で反射するが、ピアシング
完了とともに加工物による反射光は急減する。かわって
、テーブルからの反射光が急増する。このレーザ光の変
化を受光センサでとらえて電気信号、に変換し、信号を
処理することによりピアシングの完了を検知することが
できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図は本発明装置の全体の概要を示すもので、加工テ
ーブル２０上にパレット等の支持部材により間隔を設け
て加工物３０を設置する。

レーザ光を照射するトーチ１０は、レーザ光が加工物３
０の表面３２に対して所定の位置に焦点を結ぶように設
定する。

本発明装置においては、加工物３０に対してトーチ１０
と同じ側に第１の受光センサ５０（Ｓ工）を配設し、加
工物と加工テーブル２０との間に第２の受光センサ６０
（Ｓ２）を配設する。第１の受光センサ５０はライン５
２を介して制御ユニット７０に連結し、第２の受光セン
サ６０はライン６２を介して制御ユニット７０に連結す
る。

受光センサ５０，６０は、入光量に応じて電圧を発生す
る型式のもので、第１の受光センサ５０は主として加工
物３０からの反射光を受光し、第２の受光センサ６０は
加工物に形成する穴により乱反射するレーザ光や加工テ
ーブル２０上で反射するレーザ光を受光するように設置
する。

第１の受光センサ５０の受光による電圧Ｖ□の変化は第
２図の上のグラフに示され、第２の受光センサ６０の受
光による電圧■２の変化は第２図の下のグラフに示され
る。

次に本装置の作用を説明する。

ピアシング工程の開始（時間Ｔ工）とともに、レーザ加
工装置のトーチ１０から照射されたレーザ光Ｂ０は、加
工物３０の表面３２の近傍に焦点を合わせる。この状態
では、穴は貫通していないので、レーザ光Ｂ０は加工物
３０の表面で反射。

散乱し、その一部が光Ｂ１となって第１の受光センサ５
０に入光する。トーチ１０からの発射レーザ光Ｂ０の反
射光量は大であるので、第１の受光センサ５０への入光
量Ｂ１も大となり、したがって、ライン５２へ出力する
電圧■□も高い。第２図のグラフにおいて、Ｖ工Ｓはあ
る基準電圧を示し、外乱要因を考慮し、この基準電圧以
上ではピアシングが完了していないことが保証できる値
を設定する。

ピアシングによる穴明けが進行し、時間Ｔ２において穴
が貫通すると、レーザ光Ｂ２は加工物３０のテーブル２
０側へ抜ける。この瞬間に第１の受光センサ５０への反
射、散乱光は急減する。

したがって、第１の受光センサ５０の電圧ｖ１は、時間
Ｔ２において急落する。この電圧信号はライン５２から
制御ユニット７０へ伝わる。

加工物３０とテーブル２０との間に配設した第２の受光
センサ６０は、ピアシングが完了する以前は低レベルの
光を受光するだけであって、出力する電圧Ｖ２も低い。

時間Ｔ２において、ピアシング穴が貫通すると同時に、
レーザ光Ｂ２はテーブル２０の表面に達し、反射光Ｂ４
は第２の受光センサ６０に入光する。ピアシング穴の壁
面で乱反射するレーザ光の一部Ｂ、も直接に第２の受光
センサ６０に達する。

したがって、第２の受光センサ６０の光量は急増し、電
圧■２は高レベルとなる。第２図のグラフにおいて、電
圧ｖ２Ｓは、ある基Ｐ！雷電圧示し、この電圧ｖ、ＬＳ
以上ではピアシングが完了していることを保証できる値
を設定する。

この電圧の変化はライン６２を介して制御ユニット７０
に伝わる。

したがって、第１の受光センサ５０または第２の受光セ
ンサ６０のいずれか一方のみを用いても、第２図のグラ
フに示すような電圧変化をとらえて、ピアシング工程の
完了時間Ｔ２を検知することができる。この信号はライ
ン７２を介してコンピュータＮＣ装置８０へ送られ、切
断工程などの次工程の開始が指示される。

第１の受光センサ５０と第２の受光センサ６０の２つの
受光センサを配設することによって、より確実にピアシ
ング工程の完了時間Ｔ２を検知することができる。

第３図は制御ユニット７０が備える制御回路のフローチ
ャートを示す。

ステップ１００でスタートした制御フローはライン１１
０とライン２１０に分岐する。ライン１１０は第１の受
光センサ５０に対する制御フローであって、ステップ１
２０で出力電圧■、と基準電圧ＶｉＳとを比較する。■
□が小である場合は。

トーチ１０からのレーザ光Ｂ０は照射されておらず、ピ
アシング加工開始時間Ｔ工以前であるので、スタート側
へ戻る。

時間Ｔ□を過ぎてピアシング加工が開始されると、Ｖ工
はｖＩＳより大となり、ステップ１３０へ進む。ステッ
プ１３０で再び■□と■１Ｓを比較し。

Ｖ□がＶｌＳより大である間は、ピアシングによる穴が
貫通していない状態であるので、この比較ステップ１３
０をくり返す。

ステップ１３０が■１がＶ工Ｓより小であることを判別
すると、ステップ３００へ進む。

一方、第２の受光センサ６０の制御フローは、ライン２
１０からステップ２２〇八進む。ステップ２２０ではＶ
２とＶ２Ｓを比較する。ピアシング工程により穴明けが
完了するまではＶ２は■２Ｓよりも小であるので、ステ
ップ２２０の比較作業をくり返す。

穴明けが完了した瞬間にＶ２はＶ２Ｓよりも大となるの
で、ステップ３００へ進む。

ステップ３００は、ステップ１３０とステップ２２０か
らの信号を受けてレーザ光が加工物３０を貫通したこと
を検知し、ピアシング工程が完了した旨の信号をコンピ
ュータＮＣ装置８０へ出力してステップ４００で制御フ
ローを終了する。

コンピュータＮＣ装置８０は、この信号を受けて直ちに
次の工程を指示する。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように、レーザ加工装置において、加工
物に対してトーチ側とテーブル側に配設する２台の受光
センサと、２台の受光センサからの信号を処理する制御
ユニットを装備することによって、ピアシング工程の完
了を自動的に判定してその結果をコンピュータＮＣ装置
へ出力するので、加工時間を最小限に短縮することがで
きる。

設置する受光センサは、１台だけでもピアシング工程の
完了を検知することができるが、受光センサを２台配設
することによって、より完全な検知を達成する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例装置の概要を示す説明図、第２
図は作用を示すグラフ、第３図は制御のフローチャート
である。 １０・・・・・・トーチ。 ２０・・・・・・テーブル、 ３０・・・・・・加工物、 ５０・・・・・・第■の受光センサ（Ｓ工）、６０・・
・・・・第２の受光センサ（Ｓ２）、７０・・・・・・
制御ユニット、 ８０・・・・・・コンピュータＮＣ装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加工物を間隔を設けて支持するテーブルと、加工物
   にレーザ光を照射するトーチと、レーザ加工を制御する
   コンピュータＮＣ装置を備えたレーザ加工装置における
   ピアシング加工の完了を検知するための装置であつて、 加工物に対してトーチ側に配設する第１の受光センサと
   、加工物とテーブルとの間に配設する第２の受光センサ
   と、受光センサからの入力信号を処理してピアシング完
   了信号をコンピュータＮＣ装置へ出力する制御ユニット
   からなるレーザ加工装置のピアシング完了検知装置。