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JP2800946B2 - Laser processing equipment - Google Patents
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JP2800946B2 - Laser processing equipment - Google Patents

Laser processing equipment

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JP2800946B2
JP2800946B2 JP2076658A JP7665890A JP2800946B2 JP 2800946 B2 JP2800946 B2 JP 2800946B2 JP 2076658 A JP2076658 A JP 2076658A JP 7665890 A JP7665890 A JP 7665890A JP 2800946 B2 JP2800946 B2 JP 2800946B2
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sputter
laser
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spatter
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、スパッタの発生状況を観察することによ
り、材質を判別し、かつレーザ加工条件を最適化するレ
ーザ加工装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to a laser processing apparatus that determines the material and optimizes laser processing conditions by observing the state of occurrence of spatter. .

(従来の技術) 従来のレーザ加工装置としては、実験データによりレ
ーザ加工条件の一覧表を予め作成し、これをテーブルデ
ータとして登録しておいて、被加工材の材質及び板厚に
応じたデータを検索することにより、レーザパワー、パ
ルス周波数、デューティ比などのレーザ出力条件、及び
アシストガス種、加工速度などから成るレーザ加工条件
を確定するようにした例がある。
(Prior Art) As a conventional laser processing apparatus, a list of laser processing conditions is created in advance based on experimental data, and this is registered as table data, and data corresponding to the material and the thickness of the workpiece is stored. There is an example in which a laser output condition such as a laser power, a pulse frequency, and a duty ratio, and a laser processing condition including an assist gas type, a processing speed, and the like are determined by searching for.

一方、このようにして設定されるレーザ加工条件も、
現状では条件データが不足していたり、材質指定されて
いない被加工材に対し、必ずしも最適のレーザ加工条件
が設定されず、加工不良が生ずることがあった。
On the other hand, the laser processing conditions set in this way also
At present, the optimum laser processing conditions are not always set for a work material for which the condition data is insufficient or the material is not specified, and a processing defect may occur.

また、最適のレーザ加工条件が設定されていない場合
には、レーザ加工中、被加工材から熱溶断によるスパッ
タが飛散し、このスパッタが冷却して粉塵となり、各種
部材に付着し、機械や部品を汚染し、機械動作に支障を
来たすことがあった。
Also, if the optimum laser processing conditions are not set, spatter due to thermal fusing scatters from the workpiece during laser processing, and this spatter cools and becomes dust, adheres to various members, and is exposed to machinery and parts. , Which may interfere with machine operation.

具体例には、例えばレーザ・パンチ複合加工機におい
て、熱切断加工中に発生した粉塵がパンチング加工部の
金型上面に飛散すると、パンチング加工時においてワー
ク下面に付いて製品不良となってしまう。また、金型が
装着されていないタレットステーションでは金型を装着
する際、粉塵が付着していると金型がステーション内で
カジリ現象を起こすということもあった。
As a specific example, for example, in a laser / punch combined processing machine, if dust generated during the thermal cutting process scatters on the upper surface of the die of the punching portion, the lower surface of the workpiece during the punching process causes a product defect. In addition, in a turret station where a mold is not mounted, when the mold is mounted, if the dust is attached, the mold sometimes causes a galling phenomenon in the station.

そこで、熱切断加工中に発生した粉塵が飛散してタレ
ットの合芯座などに付着した場合、タレット外周のショ
ットピン穴に、ショットピンに形成したエヤノズルから
エヤーを吹付けたり、エヤーを吸引したりして粉塵を吹
き飛ばしたり、あるいは吸引する手段が採られていた。
Therefore, when dust generated during the thermal cutting process is scattered and adheres to the turret centering seat, etc., air is blown from the air nozzle formed on the shot pin to the shot pin hole on the outer periphery of the turret, or the air is sucked. Means to blow off or suck the dust.

(発明が解決しようとする課題) 上記の如く、従来のレーザ加工装置では、データテー
ブルによりレーザ加工条件が設定されるが、データ不足
のこともあり、必ずしも最適のレーザ加工条件が設定さ
れていなかった。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional laser processing apparatus, the laser processing conditions are set by the data table, but the data may be insufficient, and the optimum laser processing conditions are not necessarily set. Was.

また、最適のレーザ加工条件が設定されていない場合
には、スパッタを多く飛散し、機械や製品を汚染すると
いう問題点があった。
Further, when the optimum laser processing conditions are not set, there is a problem that a large amount of spatter is scattered, and the machine and the product are contaminated.

そこで、本発明は、スパッタを有効利用し、この発生
状況を観察することにより、最適のレーザ加工条件を設
定す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。
Therefore, an object of the present invention is to provide a laser processing apparatus capable of setting optimum laser processing conditions by effectively utilizing sputtering and observing the state of occurrence.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記課題を解決する本発明は、被加工材にレーザビー
ムを照射し前記被加工材を熱切断するレーザ加工機にお
いて、 前記被加工材の材質及び板厚に応じレーザ加工条件を
定めるデータテーブルと、 前記被加工材の材質及び板厚に応じ、前記データテー
ブルから検索されたレーザ加工条件を設定するレーザ加
工条件設定手段と、 レーザ加工の実行中、前記被加工材から出力されるス
パッタの色を検出するスパッタ色検出手段と、 レーザ加工の実行中、前記被加工材から出力されるス
パッタの強度を検出するスパッタ強度検出手段と、 前記スパッタ色検出手段で検出されるスパッタの色か
ら被加工材の材質を判別する材質判別手段と、 前記スパッタ強度検出手段で検出されたスパッタ強度
からレーザ加工条件をより最適方向に移行させる加工条
件適正化手段を備えたことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] The present invention for solving the above-mentioned problems is directed to a laser processing machine which irradiates a workpiece with a laser beam and thermally cuts the workpiece. A data table that determines laser processing conditions according to a material and a plate thickness; a laser processing condition setting unit that sets laser processing conditions retrieved from the data table according to a material and a plate thickness of the workpiece; A sputter color detecting means for detecting a color of spatter output from the workpiece during execution; a sputter intensity detecting means for detecting an intensity of spatter output from the workpiece during laser processing; Material discriminating means for discriminating the material of the workpiece from the color of the sputter detected by the sputter color detecting means, and from the sputter strength detected by the sputter strength detecting means Characterized by comprising a processing condition optimizing means for shifting the over The processing conditions more optimal direction.

また、前記スパッタ強度検出手段は、照度センサまた
は及び赤外線センサで構成されることを特徴とする。
Further, the sputter strength detecting means is constituted by an illuminance sensor or an infrared sensor.

また、前記スパッタ強度検出手段は、レーザセンタに
対しワーク円周上の異なる位置にそれぞれ設けられるこ
とを特徴とする。
Further, the sputter strength detecting means is provided at different positions on the circumference of the work with respect to the laser center.

(作用) 本発明のレーザ加工装置は、上記構成であるので、ス
パッタ色から材質判定でき、スパッタ強度から最適のレ
ーザ加工条件を推定することができる。
(Operation) Since the laser processing apparatus of the present invention has the above configuration, the material can be determined from the sputter color, and the optimum laser processing conditions can be estimated from the sputter strength.

また、スパッタ強度検出手段として照度または及び赤
外線量を検出するセンサを用いる場合には、両センサの
検出結果を用いて、例えばファジー推論することによ
り、より適正なレーザ加工条件を設定することが可能と
なる。
When a sensor that detects illuminance or an amount of infrared light is used as the spatter intensity detection means, more appropriate laser processing conditions can be set by using, for example, fuzzy inference using the detection results of both sensors. Becomes

また、スパッタ強度を異なる2位置で検出する場合に
は、例えば両検出結果をそれぞれのしきい値と比較し、
各検出結果が各しきい値を超えるか否かの判別により最
適方向へ向かうオフセット量を変更させることができ、
各強度検出結果に応じて迅速に最適レーザ加工条件を見
出すことができる。
When detecting the spatter intensity at two different positions, for example, both detection results are compared with respective threshold values,
By determining whether each detection result exceeds each threshold, the offset amount toward the optimal direction can be changed,
Optimal laser processing conditions can be quickly found according to each intensity detection result.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第2図を参照するに、本発明の一実施例に係るレーザ
加工装置の一例としてのパンチ・レーザ複合加工機1
は、下部フレーム3と、この下部フレーム3の両側に立
設されたサイドフレーム5R、5Lと、このサイドフレーム
5R、5L上に設けられた上部フレーム7とからなる門型形
状のフレームで構成されている。
Referring to FIG. 2, a combined punch / laser machine 1 as an example of a laser machine according to an embodiment of the present invention.
Is a lower frame 3, side frames 5R and 5L erected on both sides of the lower frame 3, and
It is composed of a gate-shaped frame composed of an upper frame 7 provided on 5R and 5L.

この下部フレーム3と上部フレーム7との間隙部には
パンチング加工部9と、このパンチング加工部9に近接
してレーザ加工部11が備えられている。すなわち、パン
チング加工部9は上部フレーム7に回転自在に支承され
た回転軸13に装着された上部タレット15と、下部フレー
ム3に回転自在に支承された回転軸17に装着された下部
タレット19などで構成されている。
In the gap between the lower frame 3 and the upper frame 7, a punching section 9 and a laser processing section 11 are provided in proximity to the punching section 9. That is, the punching section 9 includes an upper turret 15 mounted on a rotating shaft 13 rotatably supported on the upper frame 7, a lower turret 19 mounted on a rotating shaft 17 rotatably supported on the lower frame 3, and the like. It is composed of

この上部タレット15と下部タレット19は円盤状に構成
されており、かつ、それぞれが相対向して設けられてい
た。また、上部タレット15の円周上には適宜な間隔で複
数のパンチ(図示省略)が装着されていると共に、下部
タレット19の円周上における前記パンチと対応した位置
には、複数のダイ(図示省略)が装着されている。ま
た、上部タレット15と下部タレット19とは図示省略の駆
動装置により同期を取って旋回され、一点鎖線で示した
加工位置に複数のパンチ・ダイから所望のパンチとダイ
とが割出されて位置決めされるようになっている。
The upper turret 15 and the lower turret 19 were formed in a disk shape, and were provided to face each other. A plurality of punches (not shown) are mounted on the circumference of the upper turret 15 at appropriate intervals, and a plurality of dies (not shown) are provided on the circumference of the lower turret 19 at positions corresponding to the punches. (Not shown). The upper turret 15 and the lower turret 19 are rotated synchronously by a drive device (not shown), and a desired punch and die are indexed from a plurality of punches and dies to a processing position indicated by a dashed line and positioned. It is supposed to be.

つまり、上部タレット15と下部タレット19は、あたか
も一体の如く、常に位置決めの回動割出しが行われると
ともに、パンチ中心とダイ中心の位置決めは第3図およ
び第4図に示されているように、上部フレーム7側に出
入可能に設けられたショットピン21と上部タレット15の
合芯座23によって確保される。
That is, the upper turret 15 and the lower turret 19 are always rotated and indexed as if they are integral, and the positioning of the center of the punch and the center of the die is performed as shown in FIGS. 3 and 4. Is secured by a shot pin 21 provided to be able to enter and exit from the upper frame 7 side and a centering seat 23 of the upper turret 15.

ショットピン21は短い長さの先細まりのテーパ状をな
し、上部タレット15の側面にあけられた複数の合芯座23
に、ショットピン21と合致する形状のテーパ溝をもった
ブッシュ25が嵌着されている。
The shot pin 21 has a tapered tapered shape with a short length, and a plurality of centering seats 23 formed on the side surface of the upper turret 15.
A bush 25 having a tapered groove matching the shape of the shot pin 21 is fitted to the bush 25.

さらに、第2図において、一点鎖線で示した加工位置
の上部フレーム7には図示を省略してあるが、パンチを
打圧するストライカと、このストライカを上下動させる
駆動装置と、が設けられている。
Further, in FIG. 2, although not shown, the upper frame 7 at the processing position indicated by the dashed line is provided with a striker for pressing the punch and a drive device for moving the striker up and down. .

上記構成により、加工位置に割出されたパンチとダイ
との協働により、ワークWにパンチング加工が行われる
こととなる。
With the above configuration, the work W is punched by the cooperation of the punch and the die indexed to the processing position.

前記下部フレーム3上の右側にはワークテーブル27が
設けられたており、このワークテーブル27にはY軸方向
(第2図において左右方向)へ移動自在なキャレッジベ
ース29が設けられている。
A work table 27 is provided on the right side of the lower frame 3. A work base 27 is provided on the work table 27 so as to be movable in the Y-axis direction (the left-right direction in FIG. 2).

キャレッジベース29にはX軸方向(第2図において紙
面に対して直交する方向)へ延伸した平行な複数のガイ
ドレール31が設けられている。
The carriage base 29 is provided with a plurality of parallel guide rails 31 extending in the X-axis direction (a direction orthogonal to the paper surface in FIG. 2).

このガイドレール31には、ガイド部材33を介してX軸
方向へ移動自在なキャレッジ35が取付けられている。こ
のキャレッジ35にはワークWをクランプするワーククラ
ンプ37が固定されている。
A carriage 35 is attached to the guide rail 31 via a guide member 33 so as to be movable in the X-axis direction. A work clamp 37 for clamping the work W is fixed to the carriage 35.

上記構成により、キャレッジベース29が図示省略の駆
動モータによりY軸方向に移動され、キャレッジ35は図
示省略の駆動モータによりガイドレール31に案内されな
がらX軸方向へ移動される。
With the above configuration, the carriage base 29 is moved in the Y-axis direction by a drive motor (not shown), and the carriage 35 is moved in the X-axis direction while being guided by the guide rail 31 by a drive motor (not shown).

これにより、ワーククランプ37にクランプされたワー
クWはX軸、Y軸方向に移動されて、ワークWの所望位
置がパンチング加工部9の加工位置に位置決めされる。
次いで、パンチとダイとの協働によりワークWの所望位
置にパンチング加工されることとなる。
Thereby, the work W clamped by the work clamp 37 is moved in the X-axis and Y-axis directions, and the desired position of the work W is positioned at the processing position of the punching processing section 9.
Next, the work is punched at a desired position of the work W by cooperation between the punch and the die.

前記門型フレームのサイドフレーム5Lの左側には、レ
ーザ加工部11のうちのレーザ発振器39が設けられてい
る。このレーザ発振器39の上部にはY軸方向へ延伸した
光軸フレーム41が片持式に取付けられている。
The laser oscillator 39 of the laser processing unit 11 is provided on the left side of the side frame 5L of the portal frame. An optical axis frame 41 extending in the Y-axis direction is attached to the upper part of the laser oscillator 39 in a cantilever manner.

この光軸フレーム41の先端内にはベンドミラー43が備
えられている。また、光軸フレーム41の先端下部にはZ
軸方向(第3図において上下方向)へ延伸したレーザ加
工ヘッド45が設けられている。しかも、このレーザ加工
ヘッド45の下端にはノズル47が装着されている。
A bend mirror 43 is provided in the distal end of the optical axis frame 41. The lower part of the tip of the optical axis frame 41 has a Z
A laser processing head 45 extending in the axial direction (the vertical direction in FIG. 3) is provided. In addition, a nozzle 47 is mounted on the lower end of the laser processing head 45.

上記構成により、レーザ発振器39で発振されたレーザ
ビームLBは光軸フレーム41内を通りベンドミラー43で折
曲げられ、レーザ加工ヘッド45の下端に装着されたノズ
ル47からアシストガス(不活性ガス)と共に、ワークク
ランプ37にクランプされたワークWに照射されて所望の
形状に熱切断加工されることとなる。
With the above configuration, the laser beam LB oscillated by the laser oscillator 39 passes through the optical axis frame 41, is bent by the bend mirror 43, and passes through the nozzle 47 attached to the lower end of the laser processing head 45 to assist gas (inert gas). At the same time, the work W clamped by the work clamp 37 is irradiated to be cut into a desired shape by heat.

ワークWにレーザビームLBを照射して熱切断加工を行
うと、大なり小なりスパッタが発生する。そのスパッタ
が冷却された結果としての粉塵を除去するため、前記パ
ンチング加工部9の近傍であるレーザ加工ヘッド45に粉
塵清掃装置49が設けられいてる。
When the workpiece W is irradiated with the laser beam LB and subjected to thermal cutting, spattering occurs to a greater or lesser extent. In order to remove dust as a result of cooling the spatter, a dust cleaning device 49 is provided in the laser processing head 45 near the punching section 9.

より詳細には、第1図に示されているように、レーザ
加工ヘッド45の側壁には、ブラシ位置決め用シリンダ51
の後端に形成されたフランジ53がピン55によってヒンジ
状に取付けられ、そのピストンロッド57の先端はエヤー
モータ取付用ブラケット59の上部に設けられた取付座61
にピン63によってヒンジ状に取付けられている。
More specifically, as shown in FIG. 1, on the side wall of the laser processing head 45, a brush positioning cylinder 51 is provided.
A flange 53 formed at the rear end of the piston rod 57 is hinged by a pin 55, and the distal end of the piston rod 57 is attached to a mounting seat 61 provided on an upper portion of an air motor mounting bracket 59.
Are mounted in a hinge shape by pins 63.

エヤーモータ取付用ブラケット59の後端は、レーザ加
工ヘッド45の側壁にピン65によってヒンジ状に取付けら
れている。
The rear end of the air motor mounting bracket 59 is hinged to the side wall of the laser processing head 45 by pins 65.

エヤーモータ取付用ブラケット59の先端にはエヤーモ
ータ67が固定されており、エヤーモータ67の回転軸69に
は粉塵除去用ブラシ71が取付けられている。
An air motor 67 is fixed to the tip of the air motor mounting bracket 59, and a dust removal brush 71 is mounted on a rotating shaft 69 of the air motor 67.

レーザ加工作業時、粉塵清掃装置49は、二点鎖線によ
って示すようにレーザ加工ヘッド45に垂直状態に保持さ
れている。
During the laser processing operation, the dust cleaning device 49 is held vertically by the laser processing head 45 as shown by a two-dot chain line.

粉塵処理装置49は、以上のように構成されているの
で、レーザ加工時に発生した粉塵が合芯座23に付着した
場合、その粉塵を除去するため、自動運転中のプログラ
ムに割込ませ、運転を停止させて機械を原点に復帰さ
せ、ブラシ位置決め用シリンダ51を起動させてピストン
ロッド57を伸長させ、エヤーモータ取付用ブラケット59
を、ピン55を軸として片持ち状に傾倒させて、第1図の
実線で示す状態にする。この際、合芯座23の位置に粉塵
除去用ブシ71を合致させるため、ブラシ位置決め用シリ
ンダ51の作動を調整させる。
Since the dust processing device 49 is configured as described above, if dust generated during laser processing adheres to the centering seat 23, the dust processing device 49 is inserted into a program during automatic operation to remove the dust, and the operation is performed. Is stopped, the machine is returned to the origin, the cylinder 51 for brush positioning is started to extend the piston rod 57, and the bracket 59 for air motor mounting is stopped.
Is tilted in a cantilever manner with the pin 55 as an axis, and is brought into a state shown by a solid line in FIG. At this time, the operation of the brush positioning cylinder 51 is adjusted so that the dust removing bush 71 matches the position of the centering seat 23.

粉塵除去用ブラシ71の位置が決まったら、ブラシ位置
決め用シリンダ51の作動を停止させ、エヤーモータ67を
起動して粉塵除去用ブラシ71を回転させて上部タレット
15の合芯座23に嵌設させたブッシュ25の内面を磨動させ
て粉塵を除去する。
When the position of the dust removing brush 71 is determined, the operation of the brush positioning cylinder 51 is stopped, the air motor 67 is started, and the dust removing brush 71 is rotated, thereby turning the upper turret.
The dust is removed by grinding the inner surface of the bush 25 fitted to the mating seat 23 of the fifteen.

1つの合芯座23の粉塵除去が終ると、タレットを回転
させて、次の合芯座23の粉塵除去を行い、前部終了する
と、上記とは逆に作動させて粉塵清掃装置49を元の位置
に復帰させる。
When the dust removal of one concentric seat 23 is completed, the turret is rotated to remove the dust of the next concentric seat 23, and when the front end is completed, the dust cleaning device 49 is operated in the reverse of the above to operate the dust cleaning device 49. To the position.

そして、割込み停止させたプログラム運転を再開させ
る。
Then, the interrupted program operation is restarted.

粉塵清掃装置49の作用を示すと、第5図において、ま
ず、ステップ501でNC装置の操作パネル(いずれも図示
省略)のモード選択スイッチをONにし、自動操作モード
にし、自動運転を開始する。ここで、通常は自動的な加
工が為される。
The operation of the dust cleaning device 49 will be described with reference to FIG. 5. First, in step 501, a mode selection switch on an operation panel (both not shown) of the NC device is turned on, an automatic operation mode is set, and automatic operation is started. Here, usually, automatic processing is performed.

ステップ502では、レーザ切断加工作業において、プ
ログラムの積算時間計で時間を計測し、積算時間が設定
時間になったら次のステップ503へ進む。
In step 502, in the laser cutting operation, the time is measured by the integrating time meter of the program, and when the integrated time reaches the set time, the process proceeds to the next step 503.

ステップ503では、自動運転中のプログラムに割込ま
せて運転を停止させ、機械を原点に復帰させ、レーザ加
工ヘッド45を降下させる。
At step 503, the operation is stopped by interrupting the program during automatic operation, the machine is returned to the origin, and the laser processing head 45 is lowered.

ステップ504では、ブラシ位置決め用シリンダ51を作
動させて、粉塵清掃装置49を片持状に傾斜させ、調整し
ながら上部タレット15の合芯座23に合致させ、エヤーモ
ータ67を起動させ、合芯座23に嵌設させたブッシュ25の
内面を粉塵除去用ブラシ71によって自動清掃する。
In step 504, the brush positioning cylinder 51 is operated, the dust cleaning device 49 is tilted in a cantilever manner, and the dust cleaning device 49 is aligned with the centering seat 23 of the upper turret 15 while being adjusted, and the air motor 67 is started, and the centering seat is started. The inner surface of the bush 25 fitted to the 23 is automatically cleaned by a dust removing brush 71.

次いで、ステップ505では、金型、タレットの全合芯
座23,23…のブッシュ25をすべて清掃する。
Next, in step 505, all the bushes 25 of all the mating seats 23 of the mold and turret are cleaned.

ステップ506では、全部終了すると、上記とは逆に作
動させて粉塵清掃装置49の元の位置に復帰させ、割込み
停止させたプログラム運転を再開させ、レーザ切断加工
作業を継続する。
In step 506, when all the operations are completed, the operation is reversed to return to the original position of the dust cleaning device 49, the interrupted program operation is restarted, and the laser cutting operation is continued.

再度第1図において、本例では、前記レーザ加工ヘッ
ド45のレーザセンタ73より外方に距離L1,L2だけ伸びる
アーム75,77を設け、その先端にスパッタ79を検出する
スペクトラ分析センサS1、照度センサS2、赤外線センサ
S3から成るセンサ群を設ける。距離L1は例えば200mm、L
2は例えば300mmとされる。
Referring again to FIG. 1, in this example, arms 75 and 77 extending outward from the laser center 73 of the laser processing head 45 by distances L1 and L2 are provided, and a spectroanalysis sensor S1 for detecting a sputter 79 is provided at the tip thereof. Sensor S2, infrared sensor
A sensor group consisting of S3 is provided. The distance L1 is, for example, 200 mm, L
2 is, for example, 300 mm.

長さL1のアーム75の先端に取付けられたセンサ群をグ
ループ1、距離L2のアーム75の先端に取付けられたセン
サ群を第2グループとする。各グループのセンサGS1、G
S2は、それぞれレーザ加工ヘッド45の回りに複数個(例
えば3個)設けられる。各センサS1,S2,S3は、自己の直
下に到来するスパッタ79の状態を検出可能とされる。
The group of sensors attached to the tip of the arm 75 having a length L1 is referred to as Group 1, and the group of sensors attached to the tip of the arm 75 having a distance L2 is referred to as Group 2. Sensor GS1, G of each group
A plurality (for example, three) of S2 are provided around the laser processing head 45, respectively. Each of the sensors S1, S2, S3 is capable of detecting the state of the sputter 79 arriving immediately below itself.

距離L1は、スパッタが飛散しても許容される距離であ
る。距離L2は、スパッタが飛散し過ぎの状態を示す境界
を示す距離である。
The distance L1 is a distance allowed even if the spatter scatters. The distance L2 is a distance indicating a boundary indicating a state where the spatter is excessively scattered.

スペクトラ分析センサS1は、スパッタ79の色を検出
し、現在切断されているワークの材質を判別する。照度
センサS2はスパッタ79の明るさを検出する。赤外線セン
サS3は、スパッタの赤外線量からスパッタ大きさを検出
する。
The spectrum analysis sensor S1 detects the color of the sputter 79 and determines the material of the currently cut workpiece. The illuminance sensor S2 detects the brightness of the sputter 79. The infrared sensor S3 detects the size of the spatter from the amount of infrared light of the spatter.

各センサS1,S2,S3はアンプを介してNC装置と接続され
ている。
Each of the sensors S1, S2, S3 is connected to an NC device via an amplifier.

上記構成のセンサS1,S2,S3において、本例では、照度
センサS2及び赤外線センサS2の検出結果は、それぞれ自
己に設定されたしきい値と比較され、検出値がしきい値
より大なるとき、オンの状態信号を出力するものとす
る。
In the sensors S1, S2, and S3 having the above-described configurations, in this example, the detection results of the illuminance sensor S2 and the infrared sensor S2 are compared with threshold values set for themselves, and when the detection value is larger than the threshold value. , On-state signals are output.

第6図に、最適のレーザ加工条件を設定するための処
理フローを示した。
FIG. 6 shows a processing flow for setting optimum laser processing conditions.

まず、ステップ601で、NC操作パネルにおいてセンサ
電源オンとされ、自動モード(テープメモリ)とする
と、ステップ602へ移行し、自動運転中及びレーザモー
ドが判別され、レーザモードでステップ603へ移行す
る。
First, in step 601, when the sensor power is turned on in the NC operation panel and the automatic mode (tape memory) is set, the process proceeds to step 602, the automatic operation and the laser mode are determined, and the process proceeds to step 603 in the laser mode.

ステップ603では、実加工する材質、板厚が指定され
ているか否かを判別し、指定されていない場合には、ス
テップ604へ移行する。
In step 603, it is determined whether or not the material to be actually processed and the plate thickness are specified. If not, the process proceeds to step 604.

ステップ604では、仮材質または仮板厚を決定し、次
のステップ605へ移行し、ここで、仮決定された材質、
板厚に応じレーザ加工条件を仮決定する。板厚の仮決定
では、より厚めの板厚を決定する。
In Step 604, the temporary material or the temporary plate thickness is determined, and the process proceeds to the next Step 605, where the temporarily determined material,
The laser processing conditions are provisionally determined according to the plate thickness. In the provisional determination of the plate thickness, a larger plate thickness is determined.

ステップ606では、仮決定のレーザ加工条件でトライ
切断する。このとき、次いでステップ607では、スペク
トラ分析センサS1により材質判別し、スペクトラ分析状
態に応じ材質グループ内でのレーザ加工条件により適正
化できる場合には、ステップ608へ移行し、同一材質グ
ループ内でレーザ加工条件を修正する。
In step 606, a trial cutting is performed under the temporarily determined laser processing conditions. At this time, next, in step 607, the material is determined by the spectrum analysis sensor S1, and if it can be optimized by the laser processing conditions in the material group according to the spectrum analysis state, the process proceeds to step 608, and the laser in the same material group is used. Modify the processing conditions.

ステップ607で材質判別でき、かつ比較的良好なレー
ザ加工条件を設定できれば、ステップ610へ移行する。
If the material can be determined in step 607 and relatively good laser processing conditions can be set, the process proceeds to step 610.

一方、前記のステップ603で材質及び板厚の指定があ
る場合には、ステップ609へ移行し、データテーブルの
検索によりレーザ加工条件を設定し、ステップ610へ移
行する。
On the other hand, if the material and plate thickness are specified in step 603, the process proceeds to step 609, where the laser processing conditions are set by searching the data table, and the process proceeds to step 610.

ステップ610では、スパッタ強度を検出する第1グル
ープのセンサG1のうち照度センサS2及び赤外線センサS3
が共にオンしているか否かを判別し、いずれかがオフま
たは共にオフであればステップ611へ移行して、この条
件のまま切断を続行する。また、現在のワーク条件下に
ついてのレーザ加工条件が未登録である場合には、最適
条件テーブルへの書き込みを行いデータテーブルを補足
する。
In step 610, the illuminance sensor S2 and the infrared sensor S3 of the first group of sensors G1 for detecting spatter intensity
It is determined whether or not both are turned on. If either is turned off or both are turned off, the process proceeds to step 611, and the cutting is continued under this condition. If the laser processing condition under the current work condition has not been registered, the data is written into the optimum condition table to supplement the data table.

次に、ステップ610で第1グループのセンサGS1が共に
オンである場合には、スパッタが多く飛散しているの
で、ステップ612へ移行し、次の判別処理を行う。
Next, if both the sensors GS1 of the first group are ON at step 610, the process proceeds to step 612, where the next determination process is performed, since a large amount of spatter has been scattered.

ステップ612では、第2グループのセンサGS2のうち、
照度センサS2,赤外線センサS3が共にオンしているか否
かを判別し、いずれか1つまたは両方がオフの場合に
は、稀かにスパッタが多すぎるとしてステップ613へ移
行し、ここで、次候補のレーザ加工条件を設定し、切断
トライし、ステップ610へ返る。
In step 612, among the sensors GS2 of the second group,
It is determined whether or not both the illuminance sensor S2 and the infrared sensor S3 are on. If one or both of them are off, it is rarely determined that there is too much spatter, and the process proceeds to step 613. The laser processing conditions of the candidate are set, a cutting trial is performed, and the process returns to step 610.

また、ステップ612で第2グループの両センサS2,S3が
共にオンしている場合には、スパッタがより多く飛散し
過ぎであるとして、次候補のレーザ加工条件を設定し、
切断トライし、ステップ610へ返る。
Further, if both sensors S2 and S3 of the second group are turned on in step 612, the next candidate laser processing condition is set assuming that the spatter is scattered more,
Try cutting and return to step 610.

ステップ613,614で立てられる次候補は、両ステップ
の現在状態に応じて、スパッタが距離L1までは飛散しな
いであろうと推定される1つのレーザ加工条件である。
The next candidate set in steps 613 and 614 is one laser processing condition in which it is estimated that spatter will not be scattered up to the distance L1, depending on the current state of both steps.

したがって、本例では、第1図に示す距離L1,L2と、
各センサS2,S3で比較されるしきい値を適正にすること
により、スパッタが距離L2を超えて遠くまで飛散してい
るようなレーザ加工条件をスパッタを距離L1以内に押え
るレーザ加工条件に迅速に適正化してゆくことができ
る。
Therefore, in this example, the distances L1 and L2 shown in FIG.
By making the thresholds compared by each sensor S2 and S3 appropriate, the laser processing conditions where spatters are scattered far beyond the distance L2 can be quickly changed to laser processing conditions that keep the spatters within the distance L1. Can be optimized.

上記処理では、照度センサS2及び赤外線センサS3が共
にオンしているか否かでスパッタ強度を判別したが、照
度センサS2のオン・オフ及び赤外線センサS3のオン・オ
フを別々に判別し、より小さく区分された強度領域毎に
レーザ加工条件の次候補を選択するようにしてもよい。
In the above process, the spatter intensity was determined based on whether or not both the illuminance sensor S2 and the infrared sensor S3 were on.However, the on / off of the illuminance sensor S2 and the on / off of the infrared sensor S3 were separately determined, and the smaller. The next candidate of the laser processing condition may be selected for each of the divided intensity regions.

また、第1図に示すように、センサのグループを2つ
としたが、グループ数をより大とし、各グループのセン
サによる比較結果の組合せにより、各組合せ毎に最適の
レーザ加工条件を設定するようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 1, the number of sensor groups is two. However, the number of groups is made larger, and the optimum laser processing conditions are set for each combination by the combination of the comparison results by the sensors of each group. It may be.

さらに、上記実施例では、各センサの検出値をしきい
値と比較し、そのオン信号で現在状態を判別したが、各
センサの検出値をそのまま用い、ファジー推論により最
適のレーザ加工条件を推定するようにしてもよい。
Furthermore, in the above embodiment, the detection value of each sensor is compared with the threshold value, and the current state is determined by the ON signal, but the detection value of each sensor is used as it is, and the optimal laser processing condition is estimated by fuzzy inference. You may make it.

また、上記実施例では、レーザ加工ヘッド45にアーム
75,77を設けセンサS1,S2,S3を取付けたが、センサ取付
け場所はこれに限定されるものではない。
In the above embodiment, the arm is attached to the laser processing head 45.
Although the sensors S1, S2, and S3 are provided by providing the sensors 75 and 77, the mounting location of the sensors is not limited thereto.

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、適宜
の設計的変更を行うことにより、適宜の態様で実施し得
るものである。
The present invention is not limited to the above embodiments, but can be implemented in an appropriate mode by making appropriate design changes.

[発明の効果] 以上の通り、本発明は特許請求の範囲に記載の通りの
レーザ加工装置であるので、スパッタの色及び強度を検
出することにより、最適のレーザ加工条件を自動的に設
定することができる。
[Effects of the Invention] As described above, since the present invention is a laser processing apparatus as described in the claims, the optimum laser processing conditions are automatically set by detecting the color and intensity of sputter. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は第2図のI矢視部の拡大正面図、第2図は本発
明のレーザ加工装置の一実施例としてのレーザ・パンチ
複合加工機の正面図、第3図はパンチ中心とダイ中心の
位置決め用ショットピンと合芯座を示す1部切欠き平面
図、第4図は第3図のIV−IV矢視図、第5図はブッシュ
清掃処理のフローチャート、第6図は最適レーザ加工条
件の設定処理方式を示すフローチャートである。 1……パンチ・レーザ複合加工機 9……パンチング加工部 11……レーザ加工部、15……上部タレット 19……下部タレット、23……合芯座 25……ブッシュ、45……レーザ加工ヘッド 47……ノズル、49……粉塵清掃装置 71……粉塵除去用ブラシ W……ワーク、LB……レーザビーム GS1……第1グループのセンサ GS2……第2グループのセンサ S1……スペクトラ分析センサ S2……照度センサ S3……赤外線センサ
FIG. 1 is an enlarged front view of a portion viewed in the direction of arrow I in FIG. 2, FIG. 2 is a front view of a laser / punch combined machine as one embodiment of the laser machining apparatus of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a partially cutaway plan view showing a shot pin for positioning the center of the die and a concentric seat, FIG. 4 is a view taken in the direction of arrows IV-IV in FIG. 3, FIG. 5 is a flowchart of a bush cleaning process, and FIG. It is a flowchart which shows the setting processing method of a processing condition. 1 ... Punch / Laser combined processing machine 9 ... Punching processing part 11 ... Laser processing part, 15 ... Upper turret 19 ... Lower turret, 23 ... Center seat 25 ... Bushing, 45 ... Laser processing head 47 ... Nozzle, 49 ... Dust cleaning device 71 ... Dust removal brush W ... Work, LB ... Laser beam GS1 ... Sensor of the first group GS2 ... Sensor of the second group S1 ... Spectrum analysis sensor S2 ... Illuminance sensor S3 ... Infrared sensor

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】被加工材にレーザビームを照射し前記被加
工材を熱切断するレーザ加工機において、 前記被加工材の材質及び板厚に応じレーザ加工条件を定
めるデータテーブルと、 前記被加工材の材質及び板厚に応じ、前記データテーブ
ルから検索されたレーザ加工条件を設定するレーザ加工
条件設定手段と、 レーザ加工の実行中、前記被加工材から出力されるスパ
ッタの色を検出するスパッタ色検出手段と、 レーザ加工の実行中、前記被加工材から出力されるスパ
ッタの強度を検出するスパッタ強度検出手段と、 前記スパッタ色検出手段で検出されるスパッタの色から
被加工材の材質を判別する材質判別手段と、 前記スパッタ強度検出手段で検出されたスパッタ強度か
らレーザ加工条件をより最適方向に移行させる加工条件
適正化手段を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
1. A laser processing machine for irradiating a workpiece with a laser beam and thermally cutting the workpiece, comprising: a data table for determining laser processing conditions in accordance with a material and a thickness of the workpiece; A laser processing condition setting means for setting a laser processing condition retrieved from the data table according to a material and a plate thickness of the material; and a sputter for detecting a color of a sputter output from the workpiece during the execution of the laser processing. A color detection unit, a spatter intensity detection unit that detects the intensity of spatter output from the workpiece during execution of the laser processing, and a material of the workpiece based on a sputter color detected by the sputter color detection unit. Material discriminating means for discriminating, and processing condition optimizing means for shifting laser processing conditions in a more optimal direction from the sputter strength detected by the sputter strength detecting means. Laser processing apparatus, characterized in that was e.
【請求項2】請求項1において、前記スパッタ強度検出
手段は、照度センサまたは及び赤外線センサで構成され
ることを特徴とするレーザ加工装置。
2. A laser processing apparatus according to claim 1, wherein said spatter intensity detecting means comprises an illuminance sensor or an infrared sensor.
【請求項3】請求項1において、前記スパッタ強度検出
手段は、レーザセンタに対しワーク円周上の異なる位置
にそれぞれ設けられることを特徴とするレーザ加工装
置。
3. A laser processing apparatus according to claim 1, wherein said sputter strength detecting means is provided at different positions on the circumference of the workpiece with respect to the laser center.
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