JPS59127989A - 数値制御によるレ−ザ切断方法 - Google Patents

数値制御によるレ−ザ切断方法

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JPS59127989A
JPS59127989A JP58002866A JP286683A JPS59127989A JP S59127989 A JPS59127989 A JP S59127989A JP 58002866 A JP58002866 A JP 58002866A JP 286683 A JP286683 A JP 286683A JP S59127989 A JPS59127989 A JP S59127989A
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JP
Japan
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nozzle
position detector
numerical control
cut
workpiece
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JP58002866A
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Tatsuo Isozaki
磯崎 達夫
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は被加工物を数値制御で任意の形状に切断する数
値制御によるレーザ切断方法に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
数値制御によるレーザ切断方法は、切断速度が速くまた
切断精度が高い。更に切断幅が少ぐ歩留りが向上する等
の利点があるので、平板状の被切断部材から複雑な形状
の部材を複数切断する場合に使用されている。
従来一般に面積の大きい板厚の薄い平板状の被切断部材
はクレーン等の運搬作業により波打ちが発生している。
この波打ちは材料によってはその長手方向に約10mm
位発生することがある。一方レーザ光線を照射するノズ
ルと被切断部材との距離は約5胴である。この加工条件
で上記の様な波打ちのある被切断部材を加工することは
ノズルが被切断部材に衝突してできない。又波釘ちの凸
部がノズルと反対側の時は切断できない場合も発生する
このためにレーザ光線を照射するノズルと、照射される
被切断部材との距離を常時一定に保持している。この保
持の方法はノズルの外周に複数個の位置検出器を配置し
、Y軸とY軸からの数値制御情報により前記位置検出器
の中から任意の位置検出器を選択する。この位置検出器
によりレーザ光線照射部附近の被切断部材とノズルとの
距離を常時測定し、距離が変化した場合は自動的にノズ
ルを上下方向に移動させる方法が使用されていた。
この方法によれば、平板状の被切断部材から複数の部片
を切断する場合、既切断部片が下部に落下しているので
被切断部材には多数の孔が明いている。その上部を成る
位置検出器が通過する時、前記孔の下部にある既切断部
片を検出してノズルが急激に下方に移動する。するとノ
ズルは被切断部材に衝突する事態が発生するが、この位
置検出器が前記孔を通過する前に他の位置検出器を選択
することによって前記衝突を防止することができる。
しかしながら複雑な形状の部片を多数切断する場合には
、複数個の位置検出器を設置しなければならずレーザ切
断装置が′大形化すると共に、数値制御情報作成時に各
々の切断位置と位置検出器との組合せ決宇に多大の時間
を要する問題点があった。
〔発明の目的〕
本発明は上記した様な欠点を改良したもので、ノズルの
側面に位置検出器を配設して被切断部材との距離を検出
し、数値制御装置の制御により被切断部材を切断する数
値制御によるレーザ切断方法を提供することを目的とす
る。
〔発明の概要〕
本発明は数値制御装置の制御によりレーザ光線を被加工
物に照射し任意の形状に切断する数値制御によるレーザ
切断方法において、テーブル上の平面上X−Y方向を移
動可能に配設するスキャナと、このスキャナに配設しテ
ーブル上を垂直に動作する倣い用モータと、この倣い用
モータの先端に固着するノズルと、このノズルの側面先
端下部に配設する位置検出器と、この位置検出器の出力
を前記数値制御装置に入力しその出力電圧の大きさによ
り前記ノズルと前記被加工物との相対距離を検知して一
定時間内に変化量を算出し、この変化量が設定範囲内の
場合は相対距離が定量となるようにノズルを上下方向に
移動させて位置検出器の経路をノズルが倣い動作し、変
化量が設定範囲を越えた場合はノズルの倣い動作を一時
停止して一時停止前の相対距離との差が設定範囲内とな
った時点で相対距離が定量となるようにノズルを上下方
向に移動させて位置検出器の経路をノズルが倣い動作を
開始しレーザ光線により被加工物を切断する数値制御に
よるレーザ切断方法である。
このためノズルの側面に位置検出器を配設して位置検出
器と被切断部材の切断後とこれより一定時間経過後の切
断前の距離を常時検出して数値制御装置に入力し、この
数値制御装置の制御によりレーザ切断を行なった。この
結果ノズルと被切断部材との衝突及び被切断部材の未切
断がなくなった。又、位置検出器の増加によるレーザ切
断装置の大形化、及び各々の切断位置と位置検出器との
組合せを数値制御情報に入力する複雑な作業をなくすこ
とができた。
〔発明の実施例〕
以下本発明の実施例を図を参照しながら説明する。第1
図は本発明による一実施例で、数値制御によるレーザ切
断方法を示す斜視図で、゛レーザ光線1を照射するノズ
ル2はテーブル3に対しz軸(垂直方向)の倣い用モー
タ4の一端に固着されている。この倣い用モータ4の他
端はテーブル2上のX−Y方向平面上を移動可能なスキ
ャナ5に配設されている。上記の構成からノズル2の上
下方向の移動は倣い用モータ4で行なわれ、X−Y方向
平面上の移動はスキャナ5により行なわれる。
またノズル2の側面にはノズル2の先端よりも垂直方向
で下部に1mmとなるように位置検出器6が配設されて
いる。またテーブル2の上には複数個の支持金具7が配
置されており、この支持金具7の上に平板状の被切断部
材8が配置されている。
そしてレーザ光線1はスキャナ5の各所に配設された図
示しないミラー及びノズル2の内部に配設された図示し
ない集光レンズを介して被切断部材8に、照射されるレ
ーザ切断装fU9を構成する。尚10及び11は切断さ
れる部片である。
次に第2図に示す数値制御装置について説明する。この
数値制御装置は増幅回路12と遅延回路13と比較回路
14及びZ軸制御回路15で構成されている。そしてレ
ーザ切断装置9に取付けられた位置検出器6と被切断部
材8との距離に比例した出力を増幅回路12と遅延回路
13を介し第1電圧vlとして比較回路14に入力する
。次にこの第1fi圧vl測定より一宇時間(を秒)後
の前記位置検出器6と被切断部材8との距離に比例した
出力を、前記2つの同回路を介し第21を圧V2として
比較回路14に入力する。比較回路14では前記第1電
圧vIと第2電圧v2とを比較し、その差の絶対値1Δ
v1 が倣い動作の設定範囲A内と設定範囲A外を判定
する。設定範囲C内の場合は、位置検出器6の被切断部
材8に対する高さ位置設定値D ト’IX 2 ’tt
圧Vt トノ比較差(F=D  V2)ヲZ軸制御回路
15に入力する。この比較差Fが負の時はノズル2及び
位置検出器6を下方に、比較差Fが正の時はノズル2及
び位置検出器6を上方に倣い用モータ4によって夫々移
動させ前記高さ位置設定値りと一致させる。この倣い用
モータ4の制御はZ軸制御回路15によって行なわれる
尚比較差Fが零の時はノズル2は静止している。
設定範囲A外の場合は位置検出器6が被切断部材8から
部片10及び11を切断した孔を検出する時である。こ
の時はノズル2を切断終了時の位置で固定し次の加工部
まで位置検出器6をスキャナ5により移動する。
この様に構成された数値制御によるレーザ切断方法につ
いて説明する。捷ず位置検出器6を第3図の80点に置
いて部片10を被切断部材8から切断する場合、ノズル
2内部の図示しない集光レンズを介してレーザ光線1が
被切断部材8の(第3図に示す)〜点に照射して切断を
開始する。そして位置検出器6をスキャナ5の移動によ
りX方向へ、またスキャナ5上を位置検出器6がY方向
に移動して経路Bo−Bl−82−83−84−Boを
行く。
すると位置検出器6と一体であるノズル2は経路A0−
A、 −A、−A3−A4−A0ヲ経て部片1oを切断
する。この切断作業中位置検出器6からは経路を移動す
る段階で連続的に被切断部材8との距離りを検出し、そ
の出力を数値制御装(σに入力する。
数値制御装置内では各構成回路が働き、前述の絶対値1
△v1が倣い動作の設定範囲C内と判定する。
そして位置検出器6の高さ位置設定値りと第2′亀圧v
tとの比較差Fの指示により、Z軸制御回路15からノ
ズル2の上下及び静止の動作指示を倣い用モータ4に与
えている。このため被切断部材8にゆるやかに現われる
波打ち(急激には現われない)も常時位置検出器6が被
切断部材8との距離りを検出し、ノズル2は追随してい
るので波打ちによる被切断部材8の未切断という現象は
発生しない。
この様に部片10の切断が終了するとレーザ光線1の照
射は止まる。この時部片10は被切断部材8から落下し
て被切断部材8には孔が明く。この状態での位置検出器
6は前記孔の上部であるから急激に第2電圧■zが減少
し、第1電圧v1との差の絶対値lΔv1が増加する。
すると絶対値1Δv1が倣い動作の設定範囲C外になっ
て、比較回路14からZ軸制御回路15に対してF=0
を入力する。このため倣い用モータ4は作動せずノズル
2はNo点に到達する直前の位置f保持される。この状
態でスキャナ5によってX方向にノズル及び位置検出器
6を移動し、第3図の85点に位置検出器6が到達する
(ノズルでは〜)。このB!1点は前記孔がないから第
2電圧v2が増加して、第1電圧vI  との差の絶対
値1Δv1が倣い動作の設定範囲C内になる。すると比
較回路14から比較差Fの指示がZ軸制御回路15に与
えられ倣い動作が再開される。以後位置検出器6が86
点に行き、経路Be  B7 5889  BIG  
13gを行くと、ノズル2も倣いながら経路A、 −A
、 −A、 −A、−Alo−A6を通つて部片11の
切断を完了する。尚この切断作業中の位置検出器6によ
る被切断部材8の波打ち現象の検出及びその出力を数値
制御装置に入力して、位置検出器6と被切断部材8との
距離変動による操作は部片10の切断時と同様である。
この様な方法で部片11を切断したのでノズル2が被切
断部材8に衝突する様なことはなくなった。
〔発明の効果〕
以上の様に本発明によれば、ノズルの側面に位置検出器
を配設して、位置検出器と被切断部材の切断後とこれよ
り一定時間経過後の切断前の距離を常時検出して数値制
御装置に入力し、この数値制御装置の制御によりレーザ
切断を行なった。この結果ノズルと被切断部材との衝突
及び被切断部材の未切断がなくなった。又、位置検出器
の増加によるレーザ切断装置の大形化、及び各々の切断
位置検出器との組合せを数値制御情報に入力する複雑な
作業をなくすことができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による数値制御によるレーザ切断方法を
示す斜視図、第2図は本発明による数値制御装置の回路
図、第3図は切断経路説明図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 数値制御装置の制御によりレーザ光線を被加工物に照射
    し任意の形状に切断する数値制御によるレーザ切断方法
    において、テーブル上の平面上X〜Y方向を移動可能に
    配設するスキャナと、このスキャナに配設しテーブル上
    を垂直に動作する倣い用モータと、この倣い用モータの
    先端に固着スるノズルと、このノズルの側面先端下部に
    配設する位置検出器と、この位置検出器の出力を前記数
    値制御装置に入力しその出力電圧の大きさにより前記ノ
    ズルと前記被加工物との相対距離を検知して一定時間内
    に変化量を算出し、この変化量が設定範囲内の場合は相
    対距離が定量となるようにノズルを上下方向に移動させ
    て位置検出器の経路をノズルが倣い動作し、変化量が設
    定範囲を越えた場合はノズルの倣い動作を一時停止して
    一時停止前の相対距離との差が設定範囲内となった時点
    で相対距離が定量となるようにノズルを上下方向に移動
    させて位置検出器の経路をノズルが倣い動作を開始しレ
    ーザ光線により被加工物を切断することを特徴とする数
    値制御によるレーザ切断方法。
JP58002866A 1983-01-13 1983-01-13 数値制御によるレ−ザ切断方法 Pending JPS59127989A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0187934A3 (de) * 1984-12-17 1986-07-30 Messer Griesheim Gmbh Einrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken mit einem aus einem Laserkopf austretenden Laserstrahl
JPS6322250A (ja) * 1986-03-25 1988-01-29 Amada Co Ltd 倣い制御装置
JPH01218784A (ja) * 1988-02-26 1989-08-31 Fanuc Ltd レーザ加工方法
CN102699540A (zh) * 2012-06-28 2012-10-03 殷盛江 一种数控激光切割机
CN109108491A (zh) * 2018-09-19 2019-01-01 上海柏楚电子科技股份有限公司 一种安全寻边的方法

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