JP4044320B2

JP4044320B2 - Laser processing machine

Info

Publication number: JP4044320B2
Application number: JP2001353673A
Authority: JP
Inventors: 栄貴小林
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2001-11-19
Filing date: 2001-11-19
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2021-11-19
Also published as: JP2003154482A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ加工ヘッドにおけるノズルからアシストガスを噴射しつつレーザ光を照射することにより、ワークに対してレーザ加工を行うレーザ加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ加工機によってレーザ加工を行う場合には、レーザ加工ヘッドにおけるノズルからレーザ光を照射する他、アシストガスを噴射することがよく知られている。ここで、従来のアシストガスを噴射するための構成について簡単に説明すると、以下のようになる。
【０００３】
即ち、レーザ加工機おけるレーザ加工ヘッドにはガス回路の一端が接続してあり、このガス回路の他端にはアシストガスを貯えるアシストガスボンベが接続してある。上記ガス回路の途中にはアシストガスの圧力を調整するレギュレータが配設してあり、上記レーザ加工ヘッドにはアシストガスの実圧力を検出する圧力センサが設けてある。
【０００４】
上記レーザ加工機はレギュレータ制御部を備えており、このレギュレータ制御部は、アシストガスの目標圧力と上記圧力センサによって検出された実圧力とに基づいて上記レギュレータの開き量をクローズドループ制御したり、アシストガスの目標圧力に基づいて上記レギュレータの開き量をオープンループ制御するものである。ここで、アシストガスの目標圧力に対する上記レギュレータの初期開き量（アシストガスの目標圧力と上記レギュレータの初期開き量の関係）は予め設定されている。
【０００５】
上記構成により、レーザ加工を行っている間において、アシストガスの目標圧力が一定のときには、上記レギュレータ制御部によってアシストガスの目標圧力と上記圧力センサによって検出された実圧力とに基づいて上記レギュレータの開き量をクローズドループ制御する。
【０００６】
また、アシストガスの目標圧力が変化するときには、アンダーシュート又はオーバーシュートを軽減するために、上記レギュレータ制御部によって上記レギュレータの制御をクローズドループ制御からオープンループ制御に一時的に切換えてアシストガスの実圧力を目標圧力に近づける。そして、クローズドループ制御に復帰させて、アシストガスの実圧力を目標圧力になるように上記レギュレータの開き量を制御する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、予め設定された、アシストガスの目標圧力に対する上記レギュレータの初期開き量が適切でない場合には、アシストガスの目標圧力が変化してオープンループ制御に切換えた際にアシストガスの実圧力を目標圧力に近づけることができない。そのため、上記レギュレータの制御をクローズドループ制御に戻した際に、アシストガスの目標圧力の変化によって生じるアンダーシュート又はオーバーシュートを十分に軽減することができず、アシストガスの実圧力が不安定になると共に、アシストガスの実圧力が目標圧力になるまでに時間を要し、作業能率が悪化する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、請求項１に記載の発明にあっては、レーザ加工ヘッドにおけるノズルからアシストガスを噴射しつつレーザ光を照射することにより、ワークに対してレーザ加工を行うレーザ加工機において、
アシストガスの圧力を調整するレギュレータと、
アシストガスの実圧力を検出する圧力センサと、
アシストガスの目標圧力と上記圧力センサによって検出された実圧力とに基づいて上記レギュレータの開き量をクローズドループ制御したり、アシストガスの目標圧力に基づいて上記レギュレータの開き量をオープンループ制御したりするレギュレータ制御部と、
上記レギュレータ制御部に電気的に接続され、予め設定されたアシストガスの目標圧力に対する上記レギュレータの初期開き量を示す固定テーブルと、目標圧力に対する上記レギュレータの初期開き量を示しかつ上記クローズドループ制御時におけるアシストガスの目標圧力に対する上記レギュレータの実開き量に書換可能な書換テーブルとを記憶する記憶部とを備えてあって、
更に、上記レギュレータ制御部は、アシストガスの目標圧力が変化するときに、上記レギュレータの制御をクローズドループ制御からオープンループ制御に一時的に切換えるようにすると共に、アシストガスの目標圧力が上記書換テーブルにある場合には上記書換テーブルに基づいて上記レギュレータの開き量を制御し、更にアシストガスの目標圧力が上記書換テーブルにない場合には上記固定テーブルに基づいて上記レギュレータの開き量を制御するように構成してなることを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の発明特定事項によると、レーザ加工を行っている間において、アシストガスの目標圧力が一定のときには、上記レギュレータ制御部によってアシストガスの目標圧力と上記圧力センサによって検出された実圧力とに基づいて上記レギュレータの開き量をクローズドループ制御する。
【００１０】
また、アシストガスの目標圧力が変化するときには、上記レギュレータ制御部によって上記レギュレータの制御をクローズドループ制御からオープンループ制御に一時的に切換える。ここで、アシストガスの目標圧力が上記書換テーブルにある場合には上記書換テーブルに基づいて上記レギュレータの開き量を制御し、アシストガスの目標圧力が上記書換テーブルにない場合には上記固定テーブルに基づいて上記レギュレータの開き量を制御する。
【００１１】
そして、上記レギュレータの制御をオープンループ制御に切換えた後に、上記レギュレータの制御をクローズドループ制御に適宜に戻す。ここで、上記書換テーブルにおけるアシストガスの目標圧力に対する上記レギュレータの初期開き量がクローズドループ制御時におけるアシストガスの目標圧力に対する上記レギュレータの実開き量と相違する場合には、クローズドループ制御時におけるアシストガスの目標圧力に対する上記レギュレータの実開き量に書換る。
【００１２】
請求項２に記載の発明にあっては、請求項１に記載の発明特定事項の他に、上記レギュレータ制御部は、上記レギュレータの制御をオープンループ制御に切換えてから所定時間が経過すると、上記レギュレータの制御をクローズドループ制御へ戻すように構成してなることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明特定事項によると、請求項１に記載の発明特定事項による作用の他に、上記レギュレータの制御をオープンループ制御に切換えてから所定時間が経過すると、上記レギュレータの制御をクローズドループ制御へ戻す。
【００１４】
請求項３に記載の発明にあっては、請求項１に記載の発明特定事項の他に、上記レーザ加工ヘッド内のアシストガスを排気する排気バルブと、
この排気バルブの開閉を制御する排気バルブ制御部とを備えてあって、
更に、上記排気バルブ制御部は、アシストガスの目標圧力が現在の目標圧力から現在の目標圧力の値よりも低い値に変化するときに上記排気バルブを一時的に開くように制御すると共に、上記圧力センサにより検出される実圧力から低い値の目標圧力を引いた圧力差が所定の圧力差になると上記排気バルブを復帰して閉じるように構成してなることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明特定事項によると、請求項１に記載の発明特定事項による作用の他に、レーザ加工を行っている間において、アシストガスの目標圧力が低い値の目標圧力に変化するときには、上記排気バルブ制御部によって上記排気バルブを開くように制御する。そして、上記圧力センサにより検出される実圧力から上記低い値の目標圧力を引いた圧力差が所定の圧力差になると、上記排気バルブ制御部によって上記排気バルブを復帰して閉じるように制御する。
【００１６】
請求項４に記載の発明にあっては、請求項３に記載の発明特定事項の他に、上記レギュレータ制御部は、アシストガスの目標圧力が現在の目標圧力から現在の目標圧力の値よりも低い値に変化して、上記レギュレータの制御をオープンループ制御に切換えてから所定時間が経過するか、或いは上記排気バルブを復帰して閉じると、上記レギュレータの制御をクローズドループ制御へ戻すように構成してなることを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載の発明特定事項によると、請求項３に記載の発明特定事項による作用の他に、アシストガスの目標圧力が低い値の目標圧力に変化して、上記レギュレータの制御をオープンループ制御に切換えてから所定時間が経過するか、或いは上記排気バルブを復帰して閉じると、上記レギュレータの制御をクローズドループ制御へ戻す。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、本発明の実施の形態に係わるレーザ加工機１は、レーザ加工ヘッド３におけるノズル５からアシストガスＧを噴射しつつレーザ光ＬＢを照射することにより、板状のワークＷに対してレーザ加工を行うものであって、以下、本発明の実施の形態の要部について詳細に説明する。
【００１９】
レーザ加工機１におけるレーザ加工ヘッド３にはガス回路７の一端が接続してあり、このガス回路７の他端にはアシストガスＧを貯えるアシストガスボンベ９が接続してある。ガス回路７の途中にはアシストガスＧの圧力を調整する電空レギュレータ１１が配設してあり、レーザ加工ヘッド３にはアシストガスＧの実圧力を検出する圧力センサ１３が設けてある。更に、レーザ加工ヘッド３には排気バルブ１５が設けてあり、この排気バルブ１５はレーザ加工ヘッド３内のアシストガスＧを排気するものである。
【００２０】
アシストガスＧの圧力制御等を行うため、レーザ加工機１は、ガスコントローラ１７と、このガスコントローラ１７に電気的に電気的に接続したＮＣ装置１９を備えている。ガスコントローラ１７は電空レギュレータ制御部２１、排気バルブ制御部２３、記憶部２５を備えている。
【００２１】
電空レギュレータ制御部２１は、アシストガスＧの目標圧力と圧力センサ１３によって検出された実圧力とに基づいて電空レギュレータ１１の開き量をクローズドループ制御したり、アシストガスＧの目標圧力に基づいて電空レギュレータ１１の開き量をオープンループ制御したりするものである。排気バルブ制御部２３は、電空レギュレータ制御部２１に電気的に接続され、排気バルブ１５の開閉を制御するものである。
【００２２】
また、記憶部２５は、電空レギュレータ制御部２１及び排気バルブ制御部２３に電気的に接続され、予め設定された固定テーブルTB1及び書換可能な書換テーブルTB2を記憶するものである。ここで、固定テーブルTB1は、図２（ａ）に示すように、アシストガスＧの目標圧力に対する電空レギュレータ１１の初期開き量（アシストガスＧの目標圧力と電空レギュレータ１１の初期開き量の関係）を示すテーブルであって、書換テーブルTB2は、図２（ｂ）に示すように、アシストガスＧの目標圧力に対する電空レギュレータ１１の初期開き量（アシストガスＧの目標圧力と電空レギュレータ１１の開き量の関係）を示しかつクローズドループ制御時におけるアシストガスＧの目標圧力に対する電空レギュレータ１１の実開き量に書換可能（例えばアシストガスＧの目標圧力1.5Pに対する電空レギュレータの初期開き量1.5hであって電空レギュレータ１１の実開き量が1.55hのときに開き量1.5hを実開き量1.55hに書換可能）なテーブルである。
【００２３】
更に、電空レギュレータ制御部２１、排気バルブ制御部２３は次のような構成を有している。
【００２４】
即ち、電空レギュレータ制御部２１は、アシストガスＧの目標圧力が変化するときに、電空レギュレータ１１の制御をクローズドループ制御からオープンループ制御に一時的に切換えるようにすると共に、アシストガスＧの目標圧力が書換テーブルにある場合には書換テーブルTB2に基づいて電空レギュレータ１１の開き量を制御し、アシストガスＧの目標圧力が書換テーブルTB2にない場合には固定テーブルTB1に基づいて電空レギュレータ１１の開き量を制御するように構成してある。また、電空レギュレータ制御部２１は、電空レギュレータ１１の制御をオープンループ制御に切換えてから所定時間が経過すると、電空レギュレータ１１の制御をクローズドループ制御へ戻すように構成してある。ここで、所定時間は、オープンループ制御時に固定テーブルTB1に基づいて電空レギュレータ１１の開き量を制御した場合にはT1で、オープンループ制御時に書換テーブルTB2に基づいて電空レギュレータ１１の開き量を制御した場合にはT2（T2＜T1）である。
【００２５】
排気バルブ制御部２３は、アシストガスＧの目標圧力が現在の目標圧力から現在の目標圧力の値よりも低い値に変化するときに排気バルブ１５を一時的に開くように制御すると共に、圧力センサ１３により検出される実圧力から低い値の目標圧力を引いた圧力差が所定の圧力差になると、排気バルブ１５を復帰して閉じるように制御するように構成してある。ここで、上記所定の圧力差は、オープンループ制御時に固定テーブルTB1に基づいて電空レギュレータ１１の開き量を制御した場合にはΔP1で、オープンループ制御時に書換テーブルTB2に基づいて電空レギュレータ１１の開き量を制御した場合にはΔP2（ΔP2＜ΔP1）である。
【００２６】
更に、電空レギュレータ制御部２１は、アシストガスＧの目標圧力が高い目標圧力から低い目標圧力に変化して、圧力センサ１３により検出される実圧力から低い目標圧力を引いた圧力差が所定の圧力差ΔP1（又はΔP2）になるか、或いは電空レギュレータ１１の制御をオープンループ制御に切換えてから所定時間T1（又はT2）が経過すると、電空レギュレータ１１の制御をクローズドループ制御へ戻すように構成してある。
【００２７】
次に、本発明の実施の形態の作用について、図３から図６に示すフローチャートを参照して説明する。
【００２８】
レーザ加工ヘッド３におけるノズル５からアシストガスＧを噴射しつつレーザ光ＬＢを照射することにより、板状のワークＷに対してレーザ加工（例えばピアスレーザ加工、通常レーザ切断加工等）を行う。
【００２９】
レーザ加工を行っている間において、ＮＣ装置１９からガスコントローラ１７に目標圧力が指令され（図３におけるステップ１）、アシストガスＧの目標圧力が一定のとき（変化しないとき）には、電空レギュレータ制御部２１によってアシストガスＧの目標圧力と圧力センサ１３によって検出された実圧力に基づいて電空レギュレータ１１の開き量をクローズドループ制御する（図３におけるステップ２，３）。
【００３０】
また、通常レーザ切断加工からピアスレーザ加工へ移行すること等によってアシストガスＧの目標圧力が現在の目標圧力から現在の目標圧力の値よりも低い値に変化するときには、電空レギュレータ制御部２１によって電空レギュレータ１１の制御をクローズドループ制御からオープンループ制御に一時的に切換える（図３におけるステップ２，４，図４におけるステップ５，６，７）。ここで、アシストガスＧの目標圧力が書換テーブルTB2にある場合には書換テーブルTB2に基づいて電空レギュレータ１１の開き量を制御し（図４におけるステップ６）、アシストガスＧの目標圧力が書換テーブルTB2にない場合には固定テーブルTB1に基づいて電空レギュレータ１１の開き量を制御する（図４におけるステップ７）。
【００３１】
更に、排気バルブ制御部２３によって排気バルブ１５を一時的に開くように制御する（図４におけるステップ８，９）。そして、圧力センサ１３により検出される実圧力から低い値の目標圧力を引いた圧力差が前記所定の圧力差ΔP1（又はΔP2）になると、排気バルブ制御部２３によって排気バルブ１５を復帰して閉じるように制御する（図４におけるステップ１０，１１）。そして、電空レギュレータ１１の制御をオープンループ制御に切換えてから所定時間T1（又はT2）が経過するか、或いは排気バルブ１５を復帰して閉じると、電空レギュレータ１１の制御をクローズドループ制御へ戻す（図４におけるステップ８，１１，図６におけるステップ１２）。
【００３２】
一方、ピアスレーザ加工から通常レーザ切断加工へ移行すること等によってアシストガスＧの目標圧力が低い値の目標圧力に変化するときには（図３におけるステップ２，４）、排気バルブ１５を開くことなく、電空レギュレータ１１の制御をオープンループ制御に切換えてから所定時間T1（T2）が経過すると、電空レギュレータの制御をクローズドループ制御へ戻す（図５におけるステップ１３，１４，１５，１６，図６におけるステップ１２）。なお、アシストガスＧの１つの目的である溶融した金属を排除してピアス穴を穿孔するために、ピアスレーザ加工前半からピアス加工後半へ移行することによってアシストガスＧの目標圧力が現在の目標圧力から現在の目標圧力の値よりも高い値の目標圧力に変化するときも、上記と同様の制御を行う。
【００３３】
電空レギュレータ１１の制御をクローズドループ制御に切換えてから書換テーブルTB2におけるアシストガスＧの目標圧力に対する電空レギュレータ１１の初期開き量がクローズドループ制御時におけるアシストガスＧの目標圧力に対する電空レギュレータ１１の実開き量と相違する場合には、クローズドループ制御時におけるアシストガスＧの目標圧力に対する電空レギュレータ１１の実開き量に書換る（図６におけるステップ１７）。
【００３４】
なお、レーザ加工が終了するまで、上述の作用を繰り返して行う（図６におけるステップ１８）。
【００３５】
以上のごとき、本発明の実施の形態によれば、アシストガスＧの目標圧力が変化してオープンループ制御に切換えた際に、原則として書換テーブルTB2に基づいて電空レギュレータ１１の開き量を制御しているため、アシストガスＧの実圧力を目標圧力に近づけることができる。そのため、電空レギュレータ１１の制御をクローズドループ制御に戻した際に、アシストガスＧの目標圧力の変化によって生じるアンダーシュート又はオーバーシュートを十分に軽減することができ、アシストガスＧの実圧力が安定すると共に、アシストガスＧの実圧力が短期間で目標圧力になり、作業能率が向上する。
【００３６】
また、アシストガスＧの目標圧力が低い値の目標圧力に変化するとき排気バルブ１５を一時的に開いて、圧力センサ１３により検出される実圧力から低い値の目標圧力を引いた圧力差が所定の圧力差ΔP1（又はΔP2）になると排気バルブ１５を復帰して閉じるように制御するため、レーザ加工ヘッド３内のアシストガスＧの圧力が安定して、アシストガスＧの実圧力が短時間に上記低い目標圧力になって、作業能率がより一層向上する。
【００３７】
更に、レーザ加工中に、ノズル５を交換したことによってアシストガスＧの目標圧力と電空レギュレータ１１の開き量の関係が変化した場合であっても、オープンループ制御時におけるアシストガスＧの目標圧力に対する電空レギュレータ１１の実開き量を書換テーブルに書換ることにより、ノズル５が変化するごとにテーブルを用意する必要がなくなる。
【００３８】
なお、本発明は、前述の如き、発明の実施の形態に限るものでなく、種々の態様で実施可能である。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１から請求項４のうちのいずれかの請求項に記載の発明によれば、アシストガスの目標圧力が変化してオープンループ制御に切換えた際に、原則として上記書換テーブルに基づいて前記レギュレータの開き量を制御しているため、アシストガスの実圧力を目標圧力に近づけることができる。そのため、上記レギュレータの制御をクローズドループ制御に戻した際に、アシストガスの目標圧力の変化によって生じるアンダーシュート又はオーバーシュートを十分に軽減することができ、アシストガスの実圧力が安定すると共に、アシストガスの実圧力が短期間で目標圧力になり、作業能率が向上する。
【００４０】
また、請求項３又は請求項４に記載の発明によれば、アシストガスの目標圧力が現在の目標圧力から現在の目標圧力の値よりも低い値に変化するとき上記排気バルブを一時的に開いて、上記圧力センサにより検出される実圧力から低い値の目標圧力を引いた圧力差が所定の圧力差になると上記排気バルブを復帰して閉じるように制御するため、上記レーザ加工ヘッド内のアシストガスの圧力が安定して、アシストガスの実圧力が短時間に上記低い目標圧力になって、作業能率がより一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わるレーザ加工機におけるレーザ加工ヘッドのノズルからアシストガスを噴射するための構成を説明する図である。
【図２】図２（ａ）は、記憶部に記憶された固定テーブルを示す図であり、図２（ｂ）は、記憶部に記憶された書換テーブルを示す図である。
【図３】本発明の実施の形態の作用を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態の作用を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態の作用を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態の作用を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１レーザ加工機
３レーザ加工ヘッド
５ノズル
１１電空レギュレータ
１３圧力センサ
１５排気バルブ
１７ガスコントローラ
２１電空レギュレータ制御部
２３排気バルブ制御部
２５記憶部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser processing machine that performs laser processing on a workpiece by irradiating laser light while jetting an assist gas from a nozzle in a laser processing head.
[0002]
[Prior art]
When laser processing is performed by a laser processing machine, it is well known that an assist gas is injected in addition to irradiating laser light from a nozzle in a laser processing head. Here, it will be as follows if the structure for injecting the conventional assist gas is demonstrated easily.
[0003]
That is, one end of a gas circuit is connected to a laser processing head in a laser processing machine, and an assist gas cylinder for storing assist gas is connected to the other end of the gas circuit. A regulator for adjusting the pressure of the assist gas is provided in the middle of the gas circuit, and a pressure sensor for detecting the actual pressure of the assist gas is provided in the laser processing head.
[0004]
The laser processing machine includes a regulator control unit, and the regulator control unit performs closed loop control of the opening amount of the regulator based on the target pressure of the assist gas and the actual pressure detected by the pressure sensor, Based on the target pressure of the assist gas, the opening amount of the regulator is subjected to open loop control. Here, the initial opening amount of the regulator with respect to the assist gas target pressure (relationship between the assist gas target pressure and the initial opening amount of the regulator) is set in advance.
[0005]
With the above configuration, when the target pressure of the assist gas is constant during laser processing, the regulator control unit controls the regulator based on the assist gas target pressure and the actual pressure detected by the pressure sensor. Closed loop control of the opening amount.
[0006]
Further, when the target pressure of the assist gas changes, the regulator control unit temporarily switches the control of the regulator from closed loop control to open loop control to reduce undershoot or overshoot. Bring the pressure closer to the target pressure. Then, the control is returned to the closed loop control, and the opening amount of the regulator is controlled so that the actual pressure of the assist gas becomes the target pressure.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, if the preset initial opening amount of the regulator with respect to the target pressure of the assist gas is not appropriate, the target pressure of the assist gas is changed to the open loop control when the target pressure of the assist gas changes and is switched to the open loop control. Can't get close to pressure. Therefore, when the control of the regulator is returned to the closed loop control, the undershoot or overshoot caused by the change in the target pressure of the assist gas cannot be sufficiently reduced, and the actual pressure of the assist gas becomes unstable. At the same time, it takes time until the actual pressure of the assist gas reaches the target pressure, and the work efficiency deteriorates.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, in the invention according to claim 1, a laser that performs laser processing on a workpiece by irradiating laser light while irradiating an assist gas from a nozzle in a laser processing head. In the processing machine,
A regulator for adjusting the pressure of the assist gas;
A pressure sensor for detecting the actual pressure of the assist gas;
Or closed loop controls the opening of the regulator on the basis of the actual pressure detected by the target pressure and the pressure sensor of the assist gas, or open-loop controls the opening of the regulator on the basis of the target pressure of the assist gas A regulator control unit,
A fixed table that is electrically connected to the regulator control unit and indicates the initial opening amount of the regulator with respect to a preset target pressure of the assist gas, and indicates the initial opening amount of the regulator with respect to the target pressure and during the closed loop control A storage unit for storing a rewrite table that can be rewritten to the actual opening amount of the regulator with respect to the target pressure of the assist gas in
Further, the regulator control unit temporarily switches the control of the regulator from the closed loop control to the open loop control when the assist gas target pressure changes, and the assist gas target pressure is changed to the rewrite table. The regulator opening amount is controlled based on the rewriting table, and if the assist gas target pressure is not in the rewriting table, the regulator opening amount is controlled based on the fixed table. It is characterized by comprising.
[0009]
According to the invention specific matter described in claim 1, when the target pressure of the assist gas is constant during the laser processing, the target pressure of the assist gas and the actual pressure detected by the pressure sensor are detected by the regulator control unit. The opening amount of the regulator is closed-loop controlled based on the pressure.
[0010]
When the target pressure of the assist gas changes, the regulator control unit temporarily switches the regulator control from closed loop control to open loop control. Here, when the target pressure of the assist gas is in the rewrite table, the opening amount of the regulator is controlled based on the rewrite table, and when the target pressure of the assist gas is not in the rewrite table, the fixed table is set. Based on this, the opening amount of the regulator is controlled.
[0011]
Then, after the control of the regulator is switched to the open loop control, the control of the regulator is appropriately returned to the closed loop control. Here, when the initial opening amount of the regulator with respect to the target pressure of the assist gas in the rewriting table is different from the actual opening amount of the regulator with respect to the target pressure of the assist gas in the closed loop control, the assist in the closed loop control is performed. Rewrite the actual opening of the regulator with respect to the target gas pressure.
[0012]
In the invention described in claim 2, in addition to the invention specific matter described in claim 1, the regulator controller, when a predetermined time elapses after switching the control of the regulator to open loop control, The regulator is configured to return control to closed loop control.
[0013]
According to the invention specific matter of the second aspect, in addition to the operation of the invention specific matter of the first aspect, when a predetermined time elapses after the control of the regulator is switched to the open loop control, the control of the regulator is controlled. Return to closed loop control.
[0014]
In the invention according to claim 3, in addition to the invention specific matter according to claim 1, an exhaust valve for exhausting the assist gas in the laser processing head;
An exhaust valve control unit for controlling the opening and closing of the exhaust valve,
Further, the exhaust valve control unit controls the exhaust valve to be temporarily opened when the target pressure of the assist gas changes from the current target pressure to a value lower than the current target pressure , and The exhaust valve is returned and closed when a pressure difference obtained by subtracting a low target pressure from the actual pressure detected by the pressure sensor reaches a predetermined pressure difference.
[0015]
According to the invention specific matter described in claim 3, in addition to the action of the invention specific matter described in claim 1, the target pressure of the assist gas changes to a low target pressure during laser processing. In some cases, the exhaust valve controller controls the exhaust valve to open. Then, when the pressure difference obtained by subtracting the lower target pressure from the actual pressure detected by the pressure sensor becomes a predetermined pressure difference, the exhaust valve control unit controls the exhaust valve to return and close.
[0016]
In the invention described in claim 4, in addition to the subject matter of claim 3, the regulator control unit is the target pressure of the assist gas than the value of the current target pressure from the current target pressure Changed to a low value and configured to return the regulator control to closed loop control when a predetermined time has elapsed since switching the regulator control to open loop control or when the exhaust valve is returned and closed It is characterized by becoming.
[0017]
According to the invention specific matter described in claim 4, in addition to the action of the invention specific matter described in claim 3, the assist gas target pressure is changed to a low target pressure, and the control of the regulator is performed in an open loop. When a predetermined time elapses after switching to the control or when the exhaust valve is returned and closed, the control of the regulator is returned to the closed loop control.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As shown in FIG. 1, a laser beam machine 1 according to an embodiment of the present invention irradiates a laser beam LB while ejecting an assist gas G from a nozzle 5 in a laser beam machining head 3. In the following, the main part of the embodiment of the present invention will be described in detail.
[0019]
One end of a gas circuit 7 is connected to the laser processing head 3 in the laser processing machine 1, and an assist gas cylinder 9 for storing the assist gas G is connected to the other end of the gas circuit 7. An electropneumatic regulator 11 that adjusts the pressure of the assist gas G is provided in the middle of the gas circuit 7, and a pressure sensor 13 that detects the actual pressure of the assist gas G is provided in the laser processing head 3. Further, the laser processing head 3 is provided with an exhaust valve 15, which exhausts the assist gas G in the laser processing head 3.
[0020]
In order to perform pressure control of the assist gas G, the laser processing machine 1 includes a gas controller 17 and an NC device 19 that is electrically and electrically connected to the gas controller 17. The gas controller 17 includes an electropneumatic regulator control unit 21, an exhaust valve control unit 23, and a storage unit 25.
[0021]
The electropneumatic regulator control unit 21 performs closed-loop control of the opening amount of the electropneumatic regulator 11 based on the target pressure of the assist gas G and the actual pressure detected by the pressure sensor 13, or based on the target pressure of the assist gas G. Thus, the opening amount of the electropneumatic regulator 11 is subjected to open loop control. The exhaust valve control unit 23 is electrically connected to the electropneumatic regulator control unit 21 and controls opening and closing of the exhaust valve 15.
[0022]
The storage unit 25 is electrically connected to the electropneumatic regulator control unit 21 and the exhaust valve control unit 23, and stores a preset fixed table TB1 and a rewritable rewrite table TB2. Here, as shown in FIG. 2A, the fixed table TB1 has an initial opening amount of the electropneumatic regulator 11 with respect to the target pressure of the assist gas G (the target pressure of the assist gas G and the initial opening amount of the electropneumatic regulator 11). The rewriting table TB2 is an initial opening amount of the electropneumatic regulator 11 with respect to the target pressure of the assist gas G (the target pressure of the assist gas G and the electropneumatic regulator), as shown in FIG. 11 and the actual opening amount of the electropneumatic regulator 11 with respect to the target pressure of the assist gas G during closed-loop control (for example, the initial opening of the electropneumatic regulator with respect to the target pressure 1.5P of the assist gas G) The amount of opening is 1.5h and the opening amount of the electropneumatic regulator 11 is 1.55h, the opening amount 1.5h can be rewritten to the actual opening amount 1.55h).
[0023]
Further, the electropneumatic regulator control unit 21 and the exhaust valve control unit 23 have the following configuration.
[0024]
That is, the electropneumatic regulator control unit 21 temporarily switches the control of the electropneumatic regulator 11 from the closed loop control to the open loop control when the target pressure of the assist gas G changes. When the target pressure is in the rewrite table, the opening amount of the electropneumatic regulator 11 is controlled based on the rewrite table TB2, and when the target pressure of the assist gas G is not in the rewrite table TB2, the electropneumatic is based on the fixed table TB1. The opening amount of the regulator 11 is controlled. The electropneumatic regulator control unit 21 is configured to return the control of the electropneumatic regulator 11 to the closed loop control when a predetermined time elapses after the control of the electropneumatic regulator 11 is switched to the open loop control. Here, the predetermined time is T1 when the opening amount of the electropneumatic regulator 11 is controlled based on the fixed table TB1 during the open loop control, and the opening amount of the electropneumatic regulator 11 based on the rewrite table TB2 during the open loop control. Is controlled, T2 (T2 <T1).
[0025]
The exhaust valve control unit 23 performs control so that the exhaust valve 15 is temporarily opened when the target pressure of the assist gas G changes from the current target pressure to a value lower than the current target pressure. When the pressure difference obtained by subtracting the target pressure of a low value from the actual pressure detected by 13 becomes a predetermined pressure difference, the exhaust valve 15 is controlled to be returned and closed. Here, the predetermined pressure difference is ΔP1 when the opening amount of the electropneumatic regulator 11 is controlled based on the fixed table TB1 during open loop control, and the electropneumatic regulator 11 based on the rewrite table TB2 during open loop control. ΔP2 (ΔP2 <ΔP1) when the opening amount of the is controlled.
[0026]
Further, the electropneumatic regulator control unit 21 changes the target pressure of the assist gas G from a high target pressure to a low target pressure, and a pressure difference obtained by subtracting the low target pressure from the actual pressure detected by the pressure sensor 13 is a predetermined value. When the pressure difference ΔP1 (or ΔP2) is reached, or when a predetermined time T1 (or T2) elapses after the control of the electropneumatic regulator 11 is switched to the open loop control, the control of the electropneumatic regulator 11 is returned to the closed loop control. It is configured.
[0027]
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.
[0028]
By irradiating the laser beam LB while ejecting the assist gas G from the nozzle 5 in the laser processing head 3, laser processing (for example, piercing laser processing, normal laser cutting processing, etc.) is performed on the plate-like workpiece W.
[0029]
While laser processing is being performed, a target pressure is commanded from the NC device 19 to the gas controller 17 (step 1 in FIG. 3), and when the target pressure of the assist gas G is constant (when it does not change), electropneumatic The regulator controller 21 performs closed-loop control of the opening amount of the electropneumatic regulator 11 based on the target pressure of the assist gas G and the actual pressure detected by the pressure sensor 13 (steps 2 and 3 in FIG. 3).
[0030]
Further, when the target pressure of the assist gas G changes from the current target pressure to a value lower than the current target pressure value, for example, by shifting from normal laser cutting processing to piercing laser processing, the electropneumatic regulator control unit 21 The control of the electropneumatic regulator 11 is temporarily switched from closed loop control to open loop control (steps 2 and 4 in FIG. 3, steps 5, 6 and 7 in FIG. 4). Here, when the target pressure of the assist gas G is in the rewriting table TB2, the opening amount of the electropneumatic regulator 11 is controlled based on the rewriting table TB2 (step 6 in FIG. 4), and the target pressure of the assist gas G is rewritten. If not in the table TB2, the opening amount of the electropneumatic regulator 11 is controlled based on the fixed table TB1 (step 7 in FIG. 4).
[0031]
Further, the exhaust valve controller 23 controls the exhaust valve 15 to be temporarily opened (steps 8 and 9 in FIG. 4). When the pressure difference obtained by subtracting the target pressure of the low have values from the actual pressure detected by the pressure sensor 13 becomes a predetermined pressure difference Delta] P1 (or [Delta] P2), and returns the exhaust valve 15 by the exhaust valve control unit 23 Control is performed to close (steps 10 and 11 in FIG. 4). Then, when the predetermined time T1 (or T2) elapses after the control of the electropneumatic regulator 11 is switched to the open loop control, or when the exhaust valve 15 is returned and closed, the control of the electropneumatic regulator 11 is changed to the closed loop control. Return (steps 8 and 11 in FIG. 4, step 12 in FIG. 6).
[0032]
On the other hand, when the target pressure of the assist gas G changes to a low target pressure due to a shift from piercing laser processing to normal laser cutting processing (steps 2 and 4 in FIG. 3), the exhaust valve 15 is not opened. When a predetermined time T1 (T2) elapses after the control of the electropneumatic regulator 11 is switched to the open loop control, the control of the electropneumatic regulator is returned to the closed loop control (steps 13, 14, 15, 16, and 6 in FIG. 5). Step 12). In addition, in order to eliminate the molten metal which is one purpose of the assist gas G and drill a pierced hole, the target pressure of the assist gas G is changed to the current target pressure by shifting from the first half of the piercing laser machining to the second half of the piercing. The same control as described above is performed when the target pressure changes from a current target pressure value higher than the current target pressure value .
[0033]
After the control of the electropneumatic regulator 11 is switched to the closed loop control, the initial opening amount of the electropneumatic regulator 11 with respect to the target pressure of the assist gas G in the rewriting table TB2 is the electropneumatic regulator 11 with respect to the target pressure of the assist gas G in the closed loop control. If it is different from the actual opening amount, the actual opening amount of the electropneumatic regulator 11 with respect to the target pressure of the assist gas G during closed-loop control is rewritten (step 17 in FIG. 6).
[0034]
The above operation is repeated until the laser processing is completed (step 18 in FIG. 6).
[0035]
As described above, according to the embodiment of the present invention, when the target pressure of the assist gas G is changed and switched to the open loop control, the opening amount of the electropneumatic regulator 11 is controlled based on the rewrite table TB2 in principle. Therefore, the actual pressure of the assist gas G can be brought close to the target pressure. Therefore, when the control of the electropneumatic regulator 11 is returned to the closed loop control, the undershoot or overshoot caused by the change in the target pressure of the assist gas G can be sufficiently reduced, and the actual pressure of the assist gas G is stable. In addition, the actual pressure of the assist gas G becomes the target pressure in a short period of time, and the work efficiency is improved.
[0036]
Further, when the target pressure of the assist gas G changes to a low target pressure, the exhaust valve 15 is temporarily opened, and a pressure difference obtained by subtracting the low target pressure from the actual pressure detected by the pressure sensor 13 is predetermined. When the pressure difference ΔP1 (or ΔP2) is reached, the exhaust valve 15 is controlled to return and close, so that the pressure of the assist gas G in the laser processing head 3 is stabilized and the actual pressure of the assist gas G is reduced in a short time. When the target pressure is low, the work efficiency is further improved.
[0037]
Further, even when the relationship between the target pressure of the assist gas G and the opening amount of the electropneumatic regulator 11 is changed by replacing the nozzle 5 during laser processing, the target pressure of the assist gas G during the open loop control is changed. By rewriting the actual opening amount of the electropneumatic regulator 11 with respect to the rewriting table, it is not necessary to prepare a table every time the nozzle 5 changes.
[0038]
The present invention is not limited to the embodiments of the invention as described above, and can be implemented in various modes.
[0039]
【The invention's effect】
According to the invention according to any one of claims 1 to 4, when the target pressure of the assist gas is changed and switched to open loop control, as a rule, based on the rewrite table, Since the opening degree of the regulator is controlled, the actual pressure of the assist gas can be brought close to the target pressure. Therefore, when the control of the regulator is returned to closed loop control, the undershoot or overshoot caused by the change in the target pressure of the assist gas can be sufficiently reduced, the actual pressure of the assist gas is stabilized, and the assist The actual gas pressure becomes the target pressure in a short period of time, and work efficiency is improved.
[0040]
According to the invention described in claim 3 or claim 4, when the assist gas target pressure changes from the current target pressure to a value lower than the current target pressure, the exhaust valve is temporarily opened. In order to control the exhaust valve to return and close when a pressure difference obtained by subtracting a low target pressure from the actual pressure detected by the pressure sensor reaches a predetermined pressure difference, an assist in the laser processing head is provided. The gas pressure becomes stable and the actual pressure of the assist gas becomes the low target pressure in a short time, so that the work efficiency is further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration for injecting an assist gas from a nozzle of a laser processing head in a laser processing machine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2A is a diagram illustrating a fixed table stored in the storage unit, and FIG. 2B is a diagram illustrating a rewrite table stored in the storage unit.
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser processing machine 3 Laser processing head 5 Nozzle 11 Electropneumatic regulator 13 Pressure sensor 15 Exhaust valve 17 Gas controller 21 Electropneumatic regulator control part 23 Exhaust valve control part 25 Memory | storage part

Claims

In a laser processing machine that performs laser processing on a workpiece by irradiating a laser beam while jetting an assist gas from a nozzle in a laser processing head,
A regulator for adjusting the pressure of the assist gas;
A pressure sensor for detecting the actual pressure of the assist gas;
The open amount of the regulator is closed-loop controlled based on the target pressure of the assist gas and the actual pressure detected by the pressure sensor, or the open amount of the regulator is open-loop controlled based on the target pressure of the assist gas. A regulator control unit,
A fixed table that is electrically connected to the regulator control unit and indicates the initial opening amount of the regulator with respect to a preset target pressure of the assist gas, and indicates the initial opening amount of the regulator with respect to the target pressure and during the closed loop control A storage unit that stores a rewrite table that can be rewritten to the actual opening amount of the regulator with respect to the target pressure of the assist gas in
Further, the regulator control unit temporarily switches the control of the regulator from closed loop control to open loop control when the assist gas target pressure changes, and the assist gas target pressure is changed to the rewrite table. The regulator opening amount is controlled based on the rewriting table, and when the assist gas target pressure is not in the rewriting table, the regulator opening amount is controlled based on the fixed table. A laser beam machine characterized by comprising:

2. The regulator control unit according to claim 1, wherein the regulator control unit is configured to return the control of the regulator to closed loop control when a predetermined time elapses after switching the control of the regulator to open loop control. Laser processing machine.

An exhaust valve for exhausting assist gas in the laser processing head;
An exhaust valve control unit for controlling the opening and closing of the exhaust valve,
Further, the exhaust valve control unit controls the exhaust valve to be temporarily opened when the target pressure of the assist gas changes from the current target pressure to a value lower than the current target pressure , and The exhaust valve is returned and closed when a pressure difference obtained by subtracting a low target pressure from an actual pressure detected by a pressure sensor reaches a predetermined pressure difference. Laser processing machine.

The regulator control unit determines whether a predetermined time elapses after the target pressure of the assist gas changes from the current target pressure to a value lower than the current target pressure value and the control of the regulator is switched to open loop control. 4. The laser processing machine according to claim 3, wherein the regulator is returned to closed loop control when the exhaust valve is returned and closed.