レーザ加工機におけるスターティングホール検出装置

【目的】レーザ光によるワークの切断作業の能率向上を目的とする。
【構成】レーザ光を照射するワークの反対側に、スターティングホールの貫通によるレーザ光が物体に当って発光するのを感知するセンサを設けてなることを特徴とするレーザ加工機におけるスターティングホール検出装置である。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ加工機におけるスターティングホール検出装置に関するもので、レーザ光によるワークの切断作業の能率向上を目的とするものである。
【０００２】
【従来の技術】ワークをＮＣレーザ加工機により切断や穴あけ作業するときに、最初にピアシングホール、あるいはスターティングホールと称する穴をあけてから切りはじめる。従来のレーザ加工機の場合、図３にダイアグラムを示したが、シャッタをあけて、レーザ光を出してから穴があくまでの時間を材料毎に予め設定し、安全率を掛けた時間をタイマーで設定して、ピアシングホール、あるいはスターティングホールが完全に貫通したものとして、次の切断加工のステップへ進むようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような方法は、加工材料が鉄板やステンレス鋼板などで均一素材であるから、穴あきまでの時間的ズレはあまり問題はなかった。しかし、前述のように、確実に穴をあけるために、安全性をみて、余分の時間設定が必要であり、その分だけ、加工時間が長くなり、加工数が多数の場合は累積され、著しい時間的ロスやユーティリティロスとなっていた。
【０００４】更に、加工材料が不均一な素材、例えば、セラミック焼結体のように異種材料の混合物の場合は、スターティングタイムのバラツキが著しく、極端に無駄な安全率をとらざるを得なかったのである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上のような状況に鑑み、レーザ加工におけるスターティングホールの貫通を確実に検出するために、レーザ光を照射するワークの反対側に、スターティングホールの貫通によるレーザ光が物体に当って発光するのを感知するセンサを設けてなることを特徴とする。
【０００６】レーザ光は直進性があり、かつレーザ光が当たると強力な破壊力があるため、直接検出することが不可能である。ところが、ワークで遮られていたレーザ光がワークの貫通によりワークの裏側に達したとき、レーザ光が他の物体に当って発光し、可視光が分散される性質を利用し、この可視光を間接的に捕捉するセンサを設けることで加工機に次の指令を与えるようにすることが可能となる。したがって、この発光を感知できるセンサであれば、どのような種類のものも使用できる。例えば、受光ダイオード又はカドミウムセルなどが有用である。
【０００７】
【作用】ＮＣレーザ加工機により、ワークの穴あけや切断作業をするとき、レーザ光がワークを貫通すると、そのレーザ光が他の物体に当って発光し、可視光が分散される。レーザ光を直接ではなく、この可視光をセンサが間接的に捕捉し、ワークにスターティングホールが貫通したのを感知する。これによりスターティングホールが貫通すると直ちにワークの移動又はレーザの移動等の次の指令を与え、タイムロスなしにワークの加工が行なえる。
【０００８】例えば、硬質粒子を分散配合したセラミック焼結体においては、海の部分のみではほぼ１秒以下で穴があき、島に多く突き当ると10秒程度の貫通時間が必要であり、この際、従来は安全率をみてタイマーは12秒設定していた。したがって、本発明によると、このようなセラミック焼結体に多数個の穴をあけるときの時間的ロスが極端に少なくなる。また、必ず穴のあいたものだけ加工がなされる。
【０００９】
【実施例】図１は本発明におけるダイヤグラムである。また、図２は本発明のレーザ加工機におけるスターティングホール検出装置を示す図である。この装置は、レーザ加工機のビームノズル１から照射されるレーザ光４が、ワーク２にスターティングホール３を貫通したのちに到達する部分へ発光用物体７を配置している。発光用物体７はレーザ光が当たると可視光線５を生じる。この可視光線５を捕捉できる位置へセンサ６を設けている。
【００１０】この実施例では、レーザ光４に0.4ＫＷ出力のＹＡＧレーザ光を用い、ワーク２は16mm厚のセラミック、発光用物体７は同じくセラミックである。センサ６には受光ダイオードを配置した。センサの回路図は図４R>４に示した。
【００１１】このような装置作業をした結果、レーザ光がワーク２を貫通すると、そのレーザ光が発光用物体７に当って発光し、その可視光がセンサによって、図５に示したように電気信号として捕らえられる。この信号がレーザ加工機のＣＰＵへ送られ、直ちに次の切断作業へ移ることができるのである。これにより、従来の方法でセラミック焼結体に穴をあけるときのタイマーセット12秒から、10秒程度の実際に穿孔に要した時間だけレーザを照射して次工程へ移行することとなり、作業の無駄がなくなっている。
【発明の効果】
【００１２】本発明によって、加工材料が鉄板やステンレス鋼板などで均一素材の場合に限らず、セラミック焼結体のように海島のある部材でも、確実に穴があいたのち直ちに次の作業へ移行するため、時間的ロスやユーティリティロスを無くすることができて、作業能率の向上と作業費の節減に寄与することとなった。更に、穴があいたものだけ加工がなされる方式であるから、不良製品がなくなり、製品の部どまりが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるダイヤグラムである。
【図２】本発明のスターティングホール検出装置を示す側面図である。
【図３】従来の場合のダイヤグラムである。
【図４】センサの回路図である。
【図５】センサの感知曲線である。
【符号の説明】
１ビームノズル
２ワーク
３スターティングホール
４レーザ光
５可視光線
６センサ
７発光用物体

【特許請求の範囲】
【請求項１】レーザ光を照射するワークの反対側に、スターティングホールの貫通によるレーザ光が物体に当って発光するのを感知するセンサを設けてなることを特徴とするレーザ加工機におけるスターティングホール検出装置。

【図１】