JPH07223084A - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
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- JPH07223084A JPH07223084A JP6016746A JP1674694A JPH07223084A JP H07223084 A JPH07223084 A JP H07223084A JP 6016746 A JP6016746 A JP 6016746A JP 1674694 A JP1674694 A JP 1674694A JP H07223084 A JPH07223084 A JP H07223084A
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- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 43
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 8
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- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
- B23K26/046—Automatically focusing the laser beam
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 加工プログラムに従ってレーザ加工を行うレ
ーザ加工装置に関し、最短のピアシングと高精度の切断
とを両立可能にする。 【構成】 プログラム読取り手段２は加工プログラム１
を読み取る。第１の距離切換え指令手段３は、読み取っ
た加工プログラム１中に存在するピアシング加工プログ
ラムを検出すると、ワーク表面とレーザビーム集光点と
の間のワーク集光点間距離をピアシング加工用に設定す
べく指令信号を出力する。また、第２の距離切換え指令
手段４は、読み取った加工プログラム１中に存在する切
断加工プログラムを検出すると、ワーク集光点間距離を
切断加工用に設定すべく指令信号を出力する。そして、
距離制御手段５は、第１及び第２の距離切換え指令手段
３、４からの指令信号に応じて動作し、ワーク集光点間
距離を制御する。すなわち、ワーク集光点間距離は、ピ
アシング時にはピアシング加工に最適な位置に、また切
断時には切断加工に最適な位置にそれぞれ設定され、ピ
アシングは短時間で完了し、切断は高精度に行われる。
ーザ加工装置に関し、最短のピアシングと高精度の切断
とを両立可能にする。 【構成】 プログラム読取り手段２は加工プログラム１
を読み取る。第１の距離切換え指令手段３は、読み取っ
た加工プログラム１中に存在するピアシング加工プログ
ラムを検出すると、ワーク表面とレーザビーム集光点と
の間のワーク集光点間距離をピアシング加工用に設定す
べく指令信号を出力する。また、第２の距離切換え指令
手段４は、読み取った加工プログラム１中に存在する切
断加工プログラムを検出すると、ワーク集光点間距離を
切断加工用に設定すべく指令信号を出力する。そして、
距離制御手段５は、第１及び第２の距離切換え指令手段
３、４からの指令信号に応じて動作し、ワーク集光点間
距離を制御する。すなわち、ワーク集光点間距離は、ピ
アシング時にはピアシング加工に最適な位置に、また切
断時には切断加工に最適な位置にそれぞれ設定され、ピ
アシングは短時間で完了し、切断は高精度に行われる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は加工プログラムに従って
レーザ加工を行うレーザ加工装置に関し、特に最良の加
工条件でレーザ加工を行うようにしたレーザ加工装置に
関する。
レーザ加工を行うレーザ加工装置に関し、特に最良の加
工条件でレーザ加工を行うようにしたレーザ加工装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ切断機においては、レーザビーム
を集光しワークに照射することによりワークの切断加工
を行うが、その際のワーク表面とレーザビーム集光点と
の位置関係は、レーザ加工性能に大きな影響を与える。
このワーク表面に対するレーザビーム集光点の位置は、
加工するワークの材料により、その最適位置が異なって
いる。このため、切断加工も、レーザビーム集光点の位
置をワークの材料に応じた最適位置に設定して行うよう
にしている。
を集光しワークに照射することによりワークの切断加工
を行うが、その際のワーク表面とレーザビーム集光点と
の位置関係は、レーザ加工性能に大きな影響を与える。
このワーク表面に対するレーザビーム集光点の位置は、
加工するワークの材料により、その最適位置が異なって
いる。このため、切断加工も、レーザビーム集光点の位
置をワークの材料に応じた最適位置に設定して行うよう
にしている。
【０００３】このレーザビーム集光点の位置は、同一種
類の材料に対しては、常に一定となるように設定されて
いる。ところが、最近の研究によれば、同一材料のワー
クを切断加工する際にも、加工開始時に行うピアシング
加工とその後の切断加工とでは、レーザビーム集光点の
最適位置が異なっていることが明らかになってきた。
類の材料に対しては、常に一定となるように設定されて
いる。ところが、最近の研究によれば、同一材料のワー
クを切断加工する際にも、加工開始時に行うピアシング
加工とその後の切断加工とでは、レーザビーム集光点の
最適位置が異なっていることが明らかになってきた。
【０００４】図５はレーザビーム集光点と加工特性との
関係を示す図である。図において、横軸はワーク表面か
らレーザビーム集光点までの距離Ｌを表し、縦軸は、図
中左側がピアシング加工に要する時間Ｔを、右側が切断
加工による切断面粗度Ｒmaxをそれぞれ表す。レーザ発
振器に定格出力１５００Ｗの炭酸ガスレーザを使用し、
加工条件は、ワーク材質ＳＳ４００、板厚６ｍｍ、集光
レンズ焦点距離５インチである。破線で示したピアシン
グ加工では、ピアシングに要する時間Ｔは、レーザビー
ム集光点がワーク表面から内部に１ｍｍ奥に位置すると
きに最も短くなる。また、実線で示した切断加工では、
レーザビーム集光点がワーク表面から２ｍｍ離れた位置
にあるとき、切断面粗度Ｒmax が最小となる。
関係を示す図である。図において、横軸はワーク表面か
らレーザビーム集光点までの距離Ｌを表し、縦軸は、図
中左側がピアシング加工に要する時間Ｔを、右側が切断
加工による切断面粗度Ｒmaxをそれぞれ表す。レーザ発
振器に定格出力１５００Ｗの炭酸ガスレーザを使用し、
加工条件は、ワーク材質ＳＳ４００、板厚６ｍｍ、集光
レンズ焦点距離５インチである。破線で示したピアシン
グ加工では、ピアシングに要する時間Ｔは、レーザビー
ム集光点がワーク表面から内部に１ｍｍ奥に位置すると
きに最も短くなる。また、実線で示した切断加工では、
レーザビーム集光点がワーク表面から２ｍｍ離れた位置
にあるとき、切断面粗度Ｒmax が最小となる。
【０００５】すなわち、ピアシングは、加工精度を必要
としないので、できるだけ短い時間で完了させるべく、
レーザビーム集光点をワーク表面より１ｍｍ程内側に設
定するのがベストであり、一方の切断加工は、加工精度
を上げるべく、レーザビーム集光点をワーク表面から２
ｍｍ程離れた位置に設定するのがベストである。このよ
うに、ワーク切断加工時におけるピアシング時と切断時
とでは、レーザビーム集光点の最適位置が異なってい
る。
としないので、できるだけ短い時間で完了させるべく、
レーザビーム集光点をワーク表面より１ｍｍ程内側に設
定するのがベストであり、一方の切断加工は、加工精度
を上げるべく、レーザビーム集光点をワーク表面から２
ｍｍ程離れた位置に設定するのがベストである。このよ
うに、ワーク切断加工時におけるピアシング時と切断時
とでは、レーザビーム集光点の最適位置が異なってい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の切断加
工では、レーザビーム集光点の位置は、加工精度を上げ
るべく切断時の最適位置に合わせて行われていた。この
ため、ピアシングに必要以上の時間を要していた。図５
の例では、レーザビーム集光点をワーク表面から２ｍｍ
離してピアシングを行うことになり、このような場合は
ピアシングに約４秒かかる。これに対して、レーザビー
ム集光点をワーク表面から１ｍｍ内側に設定してピアシ
ングを行うと１秒も要しない内にピアシングは完了し、
３秒以上の時間が短縮可能になる。
工では、レーザビーム集光点の位置は、加工精度を上げ
るべく切断時の最適位置に合わせて行われていた。この
ため、ピアシングに必要以上の時間を要していた。図５
の例では、レーザビーム集光点をワーク表面から２ｍｍ
離してピアシングを行うことになり、このような場合は
ピアシングに約４秒かかる。これに対して、レーザビー
ム集光点をワーク表面から１ｍｍ内側に設定してピアシ
ングを行うと１秒も要しない内にピアシングは完了し、
３秒以上の時間が短縮可能になる。
【０００７】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、最短のピアシングと高精度の切断とを両立さ
せることができるレーザ加工装置を提供することを目的
とする。
のであり、最短のピアシングと高精度の切断とを両立さ
せることができるレーザ加工装置を提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、加工プログラムに従ってレーザ加工を行
うレーザ加工装置において、前記加工プログラムを読み
取るプログラム読取り手段と、読み取った前記加工プロ
グラム中にピアシング加工プログラムを検出したときワ
ーク表面とレーザビーム集光点との間のワーク集光点間
距離をピアシング加工用に設定すべく指令する第１の距
離切換え指令手段と、読み取った前記加工プログラム中
に切断加工プログラムを検出したとき前記ワーク集光点
間距離を切断加工用に設定すべく指令する第２の距離切
換え指令手段と、前記第１及び第２の距離切換え指令手
段からの指令に応じて動作し前記ワーク集光点間距離を
制御する距離制御手段と、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。
決するために、加工プログラムに従ってレーザ加工を行
うレーザ加工装置において、前記加工プログラムを読み
取るプログラム読取り手段と、読み取った前記加工プロ
グラム中にピアシング加工プログラムを検出したときワ
ーク表面とレーザビーム集光点との間のワーク集光点間
距離をピアシング加工用に設定すべく指令する第１の距
離切換え指令手段と、読み取った前記加工プログラム中
に切断加工プログラムを検出したとき前記ワーク集光点
間距離を切断加工用に設定すべく指令する第２の距離切
換え指令手段と、前記第１及び第２の距離切換え指令手
段からの指令に応じて動作し前記ワーク集光点間距離を
制御する距離制御手段と、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。
【０００９】
【作用】プログラム読取り手段は加工プログラムを読み
取る。第１の距離切換え指令手段は、読み取った加工プ
ログラム中に存在するピアシング加工プログラムを検出
すると、ワーク表面とレーザビーム集光点との間のワー
ク集光点間距離をピアシング加工用に設定すべく指令信
号を出力する。また、第２の距離切換え指令手段は、読
み取った加工プログラム中に存在する切断加工プログラ
ムを検出すると、ワーク集光点間距離を切断加工用に設
定すべく指令信号を出力する。そして、距離制御手段
は、第１及び第２の距離切換え指令手段からの指令信号
に応じて動作し、ワーク集光点間距離を制御する。
取る。第１の距離切換え指令手段は、読み取った加工プ
ログラム中に存在するピアシング加工プログラムを検出
すると、ワーク表面とレーザビーム集光点との間のワー
ク集光点間距離をピアシング加工用に設定すべく指令信
号を出力する。また、第２の距離切換え指令手段は、読
み取った加工プログラム中に存在する切断加工プログラ
ムを検出すると、ワーク集光点間距離を切断加工用に設
定すべく指令信号を出力する。そして、距離制御手段
は、第１及び第２の距離切換え指令手段からの指令信号
に応じて動作し、ワーク集光点間距離を制御する。
【００１０】すなわち、ワーク集光点間距離は、ピアシ
ング時にはピアシング加工に最適な位置に、また切断時
には切断加工に最適な位置にそれぞれ設定される。した
がって、ピアシングは短時間で完了し、切断は高精度に
行われる。
ング時にはピアシング加工に最適な位置に、また切断時
には切断加工に最適な位置にそれぞれ設定される。した
がって、ピアシングは短時間で完了し、切断は高精度に
行われる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図２は本発明のレーザ加工装置の全体構成を示
す図である。図において、レーザ加工装置は、数値制御
装置（ＣＮＣ）１０、レーザ発振器２０及び加工機３０
から構成される。
明する。図２は本発明のレーザ加工装置の全体構成を示
す図である。図において、レーザ加工装置は、数値制御
装置（ＣＮＣ）１０、レーザ発振器２０及び加工機３０
から構成される。
【００１２】ＣＮＣ１０は、プロセッサ１００を中心に
構成されている。ＲＯＭ１０１にはＥＰＲＯＭあるいは
ＥＥＲＯＭが使用され、システムプログラムが格納され
る。また、不揮発性メモリ１０２にはバッテリバックア
ップされたＣＭＯＳが使用され、電源切断後も保持すべ
き加工プログラムや本発明に係るプログラム、各種パラ
メータ等が格納される。これらのシステムプログラム、
加工プログラム、各種パラメータ等は、ＣＮＣ１０の電
源投入時にＲＡＭ１０３に転送され格納される。プロセ
ッサ１００は、ＲＡＭ１０３に格納されたシステムプロ
グラムに基づいて、加工プログラムを読み出し、装置全
体の動作を制御する。また、プロセッサ１００は、本発
明に係るプログラムに従って、切断加工開始時のピアシ
ングとその後の切断加工とで、ワーク表面とレーザビー
ム集光点との間のワーク集光点間距離を変更させて制御
する。このワーク集光点間距離の制御についての詳細
は、後述する。
構成されている。ＲＯＭ１０１にはＥＰＲＯＭあるいは
ＥＥＲＯＭが使用され、システムプログラムが格納され
る。また、不揮発性メモリ１０２にはバッテリバックア
ップされたＣＭＯＳが使用され、電源切断後も保持すべ
き加工プログラムや本発明に係るプログラム、各種パラ
メータ等が格納される。これらのシステムプログラム、
加工プログラム、各種パラメータ等は、ＣＮＣ１０の電
源投入時にＲＡＭ１０３に転送され格納される。プロセ
ッサ１００は、ＲＡＭ１０３に格納されたシステムプロ
グラムに基づいて、加工プログラムを読み出し、装置全
体の動作を制御する。また、プロセッサ１００は、本発
明に係るプログラムに従って、切断加工開始時のピアシ
ングとその後の切断加工とで、ワーク表面とレーザビー
ム集光点との間のワーク集光点間距離を変更させて制御
する。このワーク集光点間距離の制御についての詳細
は、後述する。
【００１３】Ｉ／Ｏユニット１０４は、プロセッサ１０
０からの制御信号を変換してレーザ発振器２０に送る。
レーザ発振器２０は、変換された制御信号に従ってパル
ス状のレーザビームを出射する。このレーザビームは、
導光路３０１、ミラーユニット３０２、導光路３０３、
ミラーユニット３０４、導光路３０５、及び加工ヘッド
３０６を経て、ノズル３０７からワーク３３０に照射さ
れる。
０からの制御信号を変換してレーザ発振器２０に送る。
レーザ発振器２０は、変換された制御信号に従ってパル
ス状のレーザビームを出射する。このレーザビームは、
導光路３０１、ミラーユニット３０２、導光路３０３、
ミラーユニット３０４、導光路３０５、及び加工ヘッド
３０６を経て、ノズル３０７からワーク３３０に照射さ
れる。
【００１４】ＣＮＣ１０にはＣＲＴ／ＭＤＩ１０５が接
続されており、このＣＲＴ／ＭＤＩ１０５を用いて各種
のプログラムやデータが対話形式で入力される。加工機
３０は、導光路３０３、ミラーユニット３０２、３０４
等を支持する支持枠３１０と、テーブル３２３を支持す
るテーブル支持台３２０とから構成される。支持枠３１
０の先端側には、加工ヘッド移動機構３５０が設けられ
る。加工ヘッド３０６は、伸縮自在のテレスコープであ
る導光路３０５の先端に設けられ、加工ヘッド移動機構
３５０内のサーボモータの回転に応じてＺ方向に移動す
る。
続されており、このＣＲＴ／ＭＤＩ１０５を用いて各種
のプログラムやデータが対話形式で入力される。加工機
３０は、導光路３０３、ミラーユニット３０２、３０４
等を支持する支持枠３１０と、テーブル３２３を支持す
るテーブル支持台３２０とから構成される。支持枠３１
０の先端側には、加工ヘッド移動機構３５０が設けられ
る。加工ヘッド３０６は、伸縮自在のテレスコープであ
る導光路３０５の先端に設けられ、加工ヘッド移動機構
３５０内のサーボモータの回転に応じてＺ方向に移動す
る。
【００１５】テーブル支持台３２０の基礎台３２１上に
は、テーブル３２２が設けられ、さらにそのテーブル３
２２上にはテーブル３２３が設けられている。テーブル
３２２及び３２３は、各下端側に設けられたサーボモー
タから成る移動機構３４１、３４２によって、Ｘ方向及
びＹ方向にそれぞれ移動する。ワーク３３０は、テーブ
ル３２３上に固定されてＸＹ平面内で自在に移動可能と
なる。
は、テーブル３２２が設けられ、さらにそのテーブル３
２２上にはテーブル３２３が設けられている。テーブル
３２２及び３２３は、各下端側に設けられたサーボモー
タから成る移動機構３４１、３４２によって、Ｘ方向及
びＹ方向にそれぞれ移動する。ワーク３３０は、テーブ
ル３２３上に固定されてＸＹ平面内で自在に移動可能と
なる。
【００１６】上記の加工ヘッド移動機構３５０、移動機
構３４１及び３４２に備えられた各サーボモータは、Ｃ
ＮＣ１０側のサーボアンプ１０８、１０９及び１１０に
それぞれ接続されており、プロセッサ１００からの軸制
御信号に従ってその回転が制御される。テーブル３２
２、３２３及び加工ヘッド３０６は、その回転に応じて
移動する。ノズル３０７から照射されたレーザビーム
は、テーブル３２２及び３２３の移動に応じてワーク３
３０上に軌跡を描き、ワーク３３０を所定形状に切断す
る。
構３４１及び３４２に備えられた各サーボモータは、Ｃ
ＮＣ１０側のサーボアンプ１０８、１０９及び１１０に
それぞれ接続されており、プロセッサ１００からの軸制
御信号に従ってその回転が制御される。テーブル３２
２、３２３及び加工ヘッド３０６は、その回転に応じて
移動する。ノズル３０７から照射されたレーザビーム
は、テーブル３２２及び３２３の移動に応じてワーク３
３０上に軌跡を描き、ワーク３３０を所定形状に切断す
る。
【００１７】図３は本発明に係るワーク集光点間距離制
御の説明図であり、（Ａ）はピアシング加工時を、
（Ｂ）は切断加工時をそれぞれ示す。図において、加工
ヘッド３０６の内周側壁には、アクチュエータ（モー
タ）３５０ａが設けられている。アクチュエータ３５０
ａは、ＣＮＣ１０からの指令信号に応じてボールネジ３
５０ｂを回転させ、可動部３５０ｃをＺ方向に移動させ
る。この可動部３５０ｃには、レーザビーム５０を集光
する集光レンズ３０６ａが一体に固定され、その結果集
光レンズ３０６ａは、アクチュエータ３５０ａの回転に
応じてＺ方向に移動する。レーザビーム５０は、集光レ
ンズ３０６ａによって集光され、アシストガス導入口３
０７ａからのアシストガスとと共に、ノズル３０７先端
からワーク３３０に照射される。
御の説明図であり、（Ａ）はピアシング加工時を、
（Ｂ）は切断加工時をそれぞれ示す。図において、加工
ヘッド３０６の内周側壁には、アクチュエータ（モー
タ）３５０ａが設けられている。アクチュエータ３５０
ａは、ＣＮＣ１０からの指令信号に応じてボールネジ３
５０ｂを回転させ、可動部３５０ｃをＺ方向に移動させ
る。この可動部３５０ｃには、レーザビーム５０を集光
する集光レンズ３０６ａが一体に固定され、その結果集
光レンズ３０６ａは、アクチュエータ３５０ａの回転に
応じてＺ方向に移動する。レーザビーム５０は、集光レ
ンズ３０６ａによって集光され、アシストガス導入口３
０７ａからのアシストガスとと共に、ノズル３０７先端
からワーク３３０に照射される。
【００１８】ＣＮＣ１０（プロセッサ１００）は読み取
った加工プログラム中にピアシング加工プログラムを検
出すると、アクチュエータ３５０ａに指令を送りアクチ
ュエータ３５０ａを回転させる。可動部３５０ｃは、そ
のアクチュエータ３５０ａの回転によって加工ヘッド３
０６の下端面３０６ｃに押し当てられる（図３
（Ａ））。その結果、集光レンズ３０６ａとワーク３３
０表面との間の距離は短くなり、レーザビーム５０の集
光点は、ワーク３３０の内側に位置するようになる。
った加工プログラム中にピアシング加工プログラムを検
出すると、アクチュエータ３５０ａに指令を送りアクチ
ュエータ３５０ａを回転させる。可動部３５０ｃは、そ
のアクチュエータ３５０ａの回転によって加工ヘッド３
０６の下端面３０６ｃに押し当てられる（図３
（Ａ））。その結果、集光レンズ３０６ａとワーク３３
０表面との間の距離は短くなり、レーザビーム５０の集
光点は、ワーク３３０の内側に位置するようになる。
【００１９】また、ＣＮＣ１０は読み取った加工プログ
ラム中に切断加工プログラムを検出すると、アクチュエ
ータ３５０ａに指令を送りアクチュエータ３５０ａを回
転させる。可動部３５０ｃは、そのアクチュエータ３５
０ａの回転によって加工ヘッド３０６の内周側壁に設け
られたストッパ３０６ｂに押し当てられる（図３
（Ｂ））。その結果、集光レンズ３０６ａとワーク３３
０表面との間の距離は長くなり、レーザビーム５０の集
光点はワーク３３０の上方に位置するようになる。
ラム中に切断加工プログラムを検出すると、アクチュエ
ータ３５０ａに指令を送りアクチュエータ３５０ａを回
転させる。可動部３５０ｃは、そのアクチュエータ３５
０ａの回転によって加工ヘッド３０６の内周側壁に設け
られたストッパ３０６ｂに押し当てられる（図３
（Ｂ））。その結果、集光レンズ３０６ａとワーク３３
０表面との間の距離は長くなり、レーザビーム５０の集
光点はワーク３３０の上方に位置するようになる。
【００２０】このように、本実施例では、ワーク３３０
にレーザ切断を施す際に、その最初の工程であるピアシ
ング加工時には、レーザビーム５０の集光点がワーク３
３０の内側にくるように集光レンズ３０６ａの位置を制
御する。この集光点位置は、ピアシングを短時間で行う
べく設定された位置である。また、ピアシング終了後の
切断加工時には、レーザビーム５０の集光点がワーク３
３０の上方にくるように集光レンズ３０６ａの位置を制
御する。この集光点位置は、切断を高精度で行うべく設
定された位置である。
にレーザ切断を施す際に、その最初の工程であるピアシ
ング加工時には、レーザビーム５０の集光点がワーク３
３０の内側にくるように集光レンズ３０６ａの位置を制
御する。この集光点位置は、ピアシングを短時間で行う
べく設定された位置である。また、ピアシング終了後の
切断加工時には、レーザビーム５０の集光点がワーク３
３０の上方にくるように集光レンズ３０６ａの位置を制
御する。この集光点位置は、切断を高精度で行うべく設
定された位置である。
【００２１】すなわち、ワーク３３０の表面とレーザビ
ーム集光点間の距離（ワーク集光点間距離）を、ピアシ
ング時にはピアシング加工に最適な位置に、また切断時
には切断加工に最適な位置にそれぞれ設定する。したが
って、精度を要しないピアシングを短時間で完了させる
ことができ、精度を要する切断を高精度に行うことがで
き、最短時間によるピアシングと、最良品質のレーザ切
断状態を両立させて、レーザ切断の高速化、高精度化を
実現することができる。
ーム集光点間の距離（ワーク集光点間距離）を、ピアシ
ング時にはピアシング加工に最適な位置に、また切断時
には切断加工に最適な位置にそれぞれ設定する。したが
って、精度を要しないピアシングを短時間で完了させる
ことができ、精度を要する切断を高精度に行うことがで
き、最短時間によるピアシングと、最良品質のレーザ切
断状態を両立させて、レーザ切断の高速化、高精度化を
実現することができる。
【００２２】図４は本発明の第２の実施例を示す図であ
る。図において、加工ヘッド３１６の先端部分３１６ｍ
には、ノズル３１７がＺ方向に移動可能に嵌合して設け
られている。また、加工ヘッド３１６の外周側壁には、
２つのアクチュエータ（モータ）３５１ａ及び３５２ａ
が設けられている。一方のアクチュエータ３５１ａは、
ＣＮＣ１０からの指令信号に応じてボールネジ３５１ｂ
を回転させ、可動部３５１ｃをＺ方向に移動させる。こ
の可動部３５１ｃは加工ヘッド３１６の外周側壁に一体
に固定されており、加工ヘッド３１６はアクチュエータ
３５１ａの回転に応じてＺ方向に移動する。他方のアク
チュエータ３５２ａも、上記アクチュエータ３５１ａと
同様に、ＣＮＣ１０からの指令信号に応じてボールネジ
３５２ｂを回転させ、ノズル３１７上端に設けられた突
出部分３１７ｂをＺ方向に移動させる。その結果ノズル
３１７も、アクチュエータ３５２ａの回転に応じてＺ方
向に移動する。
る。図において、加工ヘッド３１６の先端部分３１６ｍ
には、ノズル３１７がＺ方向に移動可能に嵌合して設け
られている。また、加工ヘッド３１６の外周側壁には、
２つのアクチュエータ（モータ）３５１ａ及び３５２ａ
が設けられている。一方のアクチュエータ３５１ａは、
ＣＮＣ１０からの指令信号に応じてボールネジ３５１ｂ
を回転させ、可動部３５１ｃをＺ方向に移動させる。こ
の可動部３５１ｃは加工ヘッド３１６の外周側壁に一体
に固定されており、加工ヘッド３１６はアクチュエータ
３５１ａの回転に応じてＺ方向に移動する。他方のアク
チュエータ３５２ａも、上記アクチュエータ３５１ａと
同様に、ＣＮＣ１０からの指令信号に応じてボールネジ
３５２ｂを回転させ、ノズル３１７上端に設けられた突
出部分３１７ｂをＺ方向に移動させる。その結果ノズル
３１７も、アクチュエータ３５２ａの回転に応じてＺ方
向に移動する。
【００２３】レーザビーム５０は、集光レンズ３１６ａ
によって集光され、アシストガス導入口３１７ａからの
アシストガスと共に、ノズル３１７先端からワーク３３
０に照射される。
によって集光され、アシストガス導入口３１７ａからの
アシストガスと共に、ノズル３１７先端からワーク３３
０に照射される。
【００２４】ＣＮＣ１０（プロセッサ１００）は読み取
った加工プログラム中にピアシング加工プログラムを検
出すると、アクチュエータ３５１ａ及び３５２ａに指令
を送り、各アクチュエータ３５１ａ、３５２ａを回転さ
せる。アクチュエータ３５１ａは、その回転によって加
工ヘッド３１６を押し下げて予め設定された位置に停止
させる。その結果、集光レンズ３１６ａとワーク３３０
表面との間の距離は短くなり、レーザビーム５０の集光
点は、ワーク３３０の内側に位置するようになる。な
お、このとき、ノズル３１７も加工ヘッド３１６と一体
に押し下げられるが、その押し下げられた距離分だけ、
アクチュエータ３５２ａの回転によってノズル３１７は
押し上げられ、その結果ノズル３１７先端とワーク３３
０表面との空隙は一定距離に保持される。
った加工プログラム中にピアシング加工プログラムを検
出すると、アクチュエータ３５１ａ及び３５２ａに指令
を送り、各アクチュエータ３５１ａ、３５２ａを回転さ
せる。アクチュエータ３５１ａは、その回転によって加
工ヘッド３１６を押し下げて予め設定された位置に停止
させる。その結果、集光レンズ３１６ａとワーク３３０
表面との間の距離は短くなり、レーザビーム５０の集光
点は、ワーク３３０の内側に位置するようになる。な
お、このとき、ノズル３１７も加工ヘッド３１６と一体
に押し下げられるが、その押し下げられた距離分だけ、
アクチュエータ３５２ａの回転によってノズル３１７は
押し上げられ、その結果ノズル３１７先端とワーク３３
０表面との空隙は一定距離に保持される。
【００２５】また、ＣＮＣ１０は読み取った加工プログ
ラム中に切断加工プログラムを検出すると、アクチュエ
ータ３５１ａ及び３５２ａに指令を送り、各アクチュエ
ータ３５１ａ、３５２ａを回転させる。アクチュエータ
３５１ａは、その回転によって加工ヘッド３１６を押し
上げて予め設定された位置に停止させる。その結果、集
光レンズ３１６ａとワーク３３０表面との間の距離は長
くなり、レーザビーム５０の集光点は、ワーク３３０の
上方に位置するようになる。なお、このとき、ノズル３
１７も加工ヘッド３１６と一体に押し上げられるが、そ
の押し上げられた距離分だけ、アクチュエータ３５２ａ
の回転によってノズル３１７は押し下げられ、その結果
ノズル３１７先端とワーク３３０表面との空隙は一定距
離に保持される。
ラム中に切断加工プログラムを検出すると、アクチュエ
ータ３５１ａ及び３５２ａに指令を送り、各アクチュエ
ータ３５１ａ、３５２ａを回転させる。アクチュエータ
３５１ａは、その回転によって加工ヘッド３１６を押し
上げて予め設定された位置に停止させる。その結果、集
光レンズ３１６ａとワーク３３０表面との間の距離は長
くなり、レーザビーム５０の集光点は、ワーク３３０の
上方に位置するようになる。なお、このとき、ノズル３
１７も加工ヘッド３１６と一体に押し上げられるが、そ
の押し上げられた距離分だけ、アクチュエータ３５２ａ
の回転によってノズル３１７は押し下げられ、その結果
ノズル３１７先端とワーク３３０表面との空隙は一定距
離に保持される。
【００２６】このように、本実施例では、上記第１の実
施例と同様に、ワーク３３０にレーザ切断を施す際に、
その最初の工程であるピアシング加工時には、レーザビ
ーム５０の集光点がワーク３３０の内側にくるように、
加工ヘッド３１６を移動させて集光レンズ３１６ａの位
置を制御する。また、ピアシング終了後の切断加工時に
は、レーザビーム５０の集光点がワーク３３０の上方に
くるように加工ヘッド３１６を移動させて集光レンズ３
０６ａの位置を制御する。したがって、精度を要しない
ピアシングを短時間で完了させることができ、精度を要
する切断を高精度に行うことができる。その際に、ノズ
ル３１７先端とワーク３３０表面との空隙は常に一定に
なるように、ノズル３１７を移動可能に構成した。した
がって、ノズル３１７先端とワーク３３０表面との空隙
が変化することによる加工仕上がりの変動を抑えること
ができ、仕上がり品質を一定に保持することができる。
施例と同様に、ワーク３３０にレーザ切断を施す際に、
その最初の工程であるピアシング加工時には、レーザビ
ーム５０の集光点がワーク３３０の内側にくるように、
加工ヘッド３１６を移動させて集光レンズ３１６ａの位
置を制御する。また、ピアシング終了後の切断加工時に
は、レーザビーム５０の集光点がワーク３３０の上方に
くるように加工ヘッド３１６を移動させて集光レンズ３
０６ａの位置を制御する。したがって、精度を要しない
ピアシングを短時間で完了させることができ、精度を要
する切断を高精度に行うことができる。その際に、ノズ
ル３１７先端とワーク３３０表面との空隙は常に一定に
なるように、ノズル３１７を移動可能に構成した。した
がって、ノズル３１７先端とワーク３３０表面との空隙
が変化することによる加工仕上がりの変動を抑えること
ができ、仕上がり品質を一定に保持することができる。
【００２７】図１は本発明の構成を示すブロック図であ
る。図において、プログラム読取り手段２は加工プログ
ラム１を読み取る。第１の距離切換え指令手段３は、読
み取った加工プログラム１中に存在するピアシング加工
プログラムを検出すると、ワーク表面とレーザビーム集
光点との間のワーク集光点間距離をピアシング加工用に
設定すべく指令信号を出力する。また、第２の距離切換
え指令手段４は、読み取った加工プログラム１中に存在
する切断加工プログラムを検出すると、ワーク集光点間
距離を切断加工用に設定すべく指令信号を出力する。そ
して、距離制御手段５は、第１及び第２の距離切換え指
令手段３、４からの指令信号に応じて動作し、ワーク集
光点間距離を制御する。
る。図において、プログラム読取り手段２は加工プログ
ラム１を読み取る。第１の距離切換え指令手段３は、読
み取った加工プログラム１中に存在するピアシング加工
プログラムを検出すると、ワーク表面とレーザビーム集
光点との間のワーク集光点間距離をピアシング加工用に
設定すべく指令信号を出力する。また、第２の距離切換
え指令手段４は、読み取った加工プログラム１中に存在
する切断加工プログラムを検出すると、ワーク集光点間
距離を切断加工用に設定すべく指令信号を出力する。そ
して、距離制御手段５は、第１及び第２の距離切換え指
令手段３、４からの指令信号に応じて動作し、ワーク集
光点間距離を制御する。
【００２８】すなわち、ワーク集光点間距離は、ピアシ
ング時にはピアシング加工に最適な位置に、また切断時
には切断加工に最適な位置にそれぞれ設定され、ピアシ
ングは短時間で完了し、切断は高精度に行われる。
ング時にはピアシング加工に最適な位置に、また切断時
には切断加工に最適な位置にそれぞれ設定され、ピアシ
ングは短時間で完了し、切断は高精度に行われる。
【００２９】上記の説明では、本発明に係るプログラム
をＣＮＣ１０のＣＲＴ／ＭＤＩを用いて作成し、格納す
るようにしたが、そのプログラムをパソコン等の外部装
置を用いて作成しＣＮＣ１０に格納するように構成して
もよい。
をＣＮＣ１０のＣＲＴ／ＭＤＩを用いて作成し、格納す
るようにしたが、そのプログラムをパソコン等の外部装
置を用いて作成しＣＮＣ１０に格納するように構成して
もよい。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、ワーク
にレーザ切断を施す際に、その最初の工程であるピアシ
ング加工時にはワーク集光点間距離をピアシング加工用
に、また、ピアシング終了後の切断加工時にはワーク集
光点間距離を切断加工用にそれぞれ設定するように構成
した。
にレーザ切断を施す際に、その最初の工程であるピアシ
ング加工時にはワーク集光点間距離をピアシング加工用
に、また、ピアシング終了後の切断加工時にはワーク集
光点間距離を切断加工用にそれぞれ設定するように構成
した。
【００３１】したがって、精度を要しないピアシングを
短時間で完了させることができ、精度を要する切断を高
精度に行うことができ、最短時間によるピアシングと、
最良品質のレーザ切断状態を両立させて、レーザ切断の
高速化、高精度化を実現することができる。
短時間で完了させることができ、精度を要する切断を高
精度に行うことができ、最短時間によるピアシングと、
最良品質のレーザ切断状態を両立させて、レーザ切断の
高速化、高精度化を実現することができる。
【図１】本発明の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明のレーザ加工装置の全体構成を示す図で
ある。
ある。
【図３】本発明に係るワーク集光点間距離制御の説明図
であり、（Ａ）はピアシング加工時を、（Ｂ）は切断加
工時をそれぞれ示す。
であり、（Ａ）はピアシング加工時を、（Ｂ）は切断加
工時をそれぞれ示す。
【図４】本発明の第２の実施例を示す図である。
【図５】レーザビーム集光点と加工特性との関係を示す
図である。
図である。
１ 加工プログラム ２ プログラム読取り手段 ３ 第１の距離切換え指令手段 ４ 第２の距離切換え指令手段 ５ 距離制御手段 １０ ＣＮＣ ２０ レーザ発振器 ３０ 加工機 １００ プロセッサ １０１ ＲＯＭ １０２ 不揮発性メモリ １０３ ＲＡＭ １０４ Ｉ／Ｏユニット １０５ ＣＲＴ／ＭＤＩ １０８，１０９，１１０ サーボアンプ ３０６，３１６ 加工ヘッド ３０６ａ，３１６ａ 集光レンズ ３０７，３１７ ノズル ３２０ テーブル支持台 ３３０ ワーク ３４１，３４２ 移動機構 ３５０ 加工ヘッド移動機構 ３５０ａ，３５１ａ，３５２ａ アクチュエータ
Claims (4)
- 【請求項１】 加工プログラムに従ってレーザ加工を行
うレーザ加工装置において、 前記加工プログラムを読み取るプログラム読取り手段
と、 読み取った前記加工プログラム中にピアシング加工プロ
グラムを検出したときワーク表面とレーザビーム集光点
との間のワーク集光点間距離をピアシング加工用に設定
すべく指令する第１の距離切換え指令手段と、 読み取った前記加工プログラム中に切断加工プログラム
を検出したとき前記ワーク集光点間距離を切断加工用に
設定すべく指令する第２の距離切換え指令手段と、 前記第１及び第２の距離切換え指令手段からの指令に応
じて動作し前記ワーク集光点間距離を制御する距離制御
手段と、 を有することを特徴とするレーザ加工装置。 - 【請求項２】 前記距離制御手段は、加工ヘッドに設け
られたレーザビーム集光レンズを上下に移動させる集光
レンズ移動用アクチュエータであることを特徴とする請
求項１記載のレーザ加工装置。 - 【請求項３】 前記距離制御手段は、加工ヘッドを上下
に移動させる加工ヘッド移動用アクチュエータ及び前記
加工ヘッド先端のノズルを上下に移動させるノズル移動
用アクチュエータから成ることを特徴とする請求項１記
載のレーザ加工装置。 - 【請求項４】 前記ワーク集光点間距離は、切断加工用
に対してピアシング加工用が短いことを特徴とする請求
項１記載のレーザ加工装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6016746A JPH07223084A (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | レーザ加工装置 |
| US08/603,955 US5607606A (en) | 1994-02-10 | 1996-02-16 | Laser beam machine for performing piercing and cutting via focus change |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6016746A JPH07223084A (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | レーザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07223084A true JPH07223084A (ja) | 1995-08-22 |
Family
ID=11924844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6016746A Withdrawn JPH07223084A (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | レーザ加工装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5607606A (ja) |
| JP (1) | JPH07223084A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1600243A3 (en) * | 2004-05-26 | 2008-10-01 | Yamazaki Mazak Corporation | Piercing method for laser beam machine |
| WO2016175530A1 (ko) * | 2015-04-27 | 2016-11-03 | 한서대학교 산학협력단 | 이동식 레이저 각인 절단 장치 |
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| JP3235389B2 (ja) * | 1995-01-31 | 2001-12-04 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工装置および加工方法 |
| JP3292021B2 (ja) * | 1996-01-30 | 2002-06-17 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工方法およびレーザ加工装置 |
| US5976124A (en) * | 1998-01-05 | 1999-11-02 | Spectranetics Corporation | Phototherapy device and method |
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| JP3198095B2 (ja) * | 1998-10-21 | 2001-08-13 | ファナック株式会社 | レーザ加工装置 |
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1994
- 1994-02-10 JP JP6016746A patent/JPH07223084A/ja not_active Withdrawn
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1996
- 1996-02-16 US US08/603,955 patent/US5607606A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5607606A (en) | 1997-03-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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