JPH10296467A - レーザ切断機及びレーザ切断のための方法 - Google Patents
レーザ切断機及びレーザ切断のための方法Info
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- JPH10296467A JPH10296467A JP10109383A JP10938398A JPH10296467A JP H10296467 A JPH10296467 A JP H10296467A JP 10109383 A JP10109383 A JP 10109383A JP 10938398 A JP10938398 A JP 10938398A JP H10296467 A JPH10296467 A JP H10296467A
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Abstract
の際とりわけ加工材料のエッジの領域を切断ガイドする
場合に、所望の切断品質を保証することの困難を除去す
ることである。 【解決手段】 切断過程のパラメータを制御するための
装置に制御のために結合された抵抗測定装置が設けら
れ、この抵抗測定装置は、一方ではレーザ切断ヘッド乃
至はこのレーザ切断ヘッドの導電性部分、例えばこのレ
ーザ切断ヘッドのレーザノズルに接続されており、他方
では加工材料に接続されており、抵抗測定装置を用いて
レーザ切断ヘッド、有利にはレーザノズルと加工材料と
の間の媒質の電気抵抗の値が検出され、切断過程のパラ
メータをこの検出される電気抵抗の値に依存して制御す
ることによって解決される。
Description
料に対してこの加工材料から距離をおいて相対的に運動
可能なレーザ切断ヘッドを有し、該レーザ切断ヘッドは
少なくとも1つの導電性部分、例えば導電性レーザノズ
ルを有し、ならびに切断過程のパラメータを制御するた
めの装置を有する、導電性加工材料を切断するためのレ
ーザ切断機に関する。さらに本発明は、レーザ切断ヘッ
ドは加工される加工材料から距離をおいてこの加工材料
に対して相対的に運動し、切断過程のパラメータを制御
する、導電性加工材料をレーザ切断するための方法に関
する。
に上述の方法は多数の加工手段を実施するために広く使
用されている。とりわけステンレス鋼製の比較的厚い加
工材料を切断する場合に及びこの際とりわけ加工材料の
エッジの領域を切断ガイドする場合に所望の切断品質を
保証するのは困難である。よって、前述の状況下で時折
観察されることは、レーザ切断ビームが所要切断深度を
維持できず、これに相応してこのレーザ切断ビームは加
工材料を切断するまで何度も及び/又は切断パラメータ
を変更して当該切断ラインに沿ってガイドされなければ
ならないことである。
の問題、すなわち比較的厚い加工材料を切断する場合に
及びこの際とりわけ加工材料のエッジの領域を切断ガイ
ドする場合に所望の切断品質を保証することの困難を除
去することである。
ていえば、次のような冒頭に記述したレーザ切断機によ
って解決される。すなわち、切断過程のパラメータを制
御するための装置に制御のために結合された抵抗測定装
置が設けられ、この抵抗測定装置は、一方ではレーザ切
断ヘッド乃至はこのレーザ切断ヘッドの導電性部分、例
えばこのレーザ切断ヘッドのレーザノズルに接続されて
おり、他方では加工材料に接続されており、この抵抗測
定装置を用いてレーザ切断ヘッド、有利にはレーザノズ
ルと加工材料との間の媒質の電気抵抗の値が検出される
ような冒頭に記述したレーザ切断機によって解決され
る。
冒頭に記述したような方法の枠内でレーザ切断ヘッドと
加工材料との間の媒質の電気抵抗の値を検出し、切断過
程のパラメータを検出される電気抵抗の値に依存して制
御することによって解決される。
ヘッドと加工材料との間の媒質の電気抵抗の値によって
切断箇所で得られる切断品質が推定できる、という新し
い認識に基づく。レーザビームが加工材料を問題なく貫
通する場合、前述の電気抵抗は正規の切断動作において
比較的大きな値をとることが分かった。加工材料の加工
の際の困難、とりわけレーザビームの所要切断深度の維
持に関する問題には、正規の切断動作の際に測定される
値に比べて電気抵抗が低下することが付随する。従っ
て、抵抗測定を比較測定として実施すればよい。この場
合、最適な切断結果を有する正規の切断動作において経
験的に求められた抵抗値が出発点となる。本発明の抵抗
測定装置によって求められる抵抗値の降下が検出され、
この抵抗値の変化が所定の基準を越える場合、このこと
は切断過程のパラメータを制御する必要性をさし示して
おり、この結果、この手段で加工材料の最適な切断加工
を可能にする加工状況を得ることができる。この方向性
において、比較的低い抵抗値を測定した後で、切断過程
のパラメータの制御のために抵抗測定装置と共働する装
置を介して、例えば切断速度、すなわち加工材料に対す
る相対的なレーザ切断ヘッドの前送り速度が低下され
る。代替的に又は補足的にとりわけノズル間隔、切断ガ
ス圧力、切断ガス量及び/又はレーザビーム出力を変化
させることも考えられる。逆に、レーザ切断ヘッドと加
工材料との間の媒質の電気抵抗の値が正規の切断動作に
おいて比較的低い値に分類される値から上昇すること
は、レーザビームが加工材料を機能通りに貫通している
こと及び例えばレーザ切断ヘッドの前送り速度及び/又
はレーザビーム出力を瞬時の状況に比べて再び高めるこ
とができることを信号報知している。この場合、切断過
程の1つ乃至は複数の当該パラメータの変更の範囲は、
正規の切断動作の際の抵抗値からの瞬時の抵抗値の検出
された偏差のスケールに依存する。
抗測定装置は評価装置を介して切断過程のパラメータを
制御するための装置に結合されており、この評価装置
は、レーザ切断ヘッド、例えばレーザノズルの加工材料
からの距離を検出するための距離測定装置に接続されて
おり、さらにこの評価装置は、検出される電気抵抗の値
ならびに検出されるレーザ切断ヘッド、例えばレーザノ
ズルの加工材料からの距離に依存して、切断過程のパラ
メータを制御するための装置に対する制御信号を発生す
ることを特徴とする。評価装置は一方でレーザ切断ヘッ
ドと加工材料との間の媒質の電気抵抗の値を求めるため
に抵抗測定装置の測定結果を考慮する。しかし他方でこ
の評価装置はレーザ切断ヘッド、例えばレーザノズルと
加工材料との間に抵抗測定の時点で存在する距離も考慮
に入れる。このようにして、この機械の制御ミスが排除
される。つまり、本発明の距離測定装置を使用すること
によって、例えば抵抗測定装置により測定された低い電
気抵抗値が実際に切断品質の低下を示すものと見なせる
のか、あるいは、この低い抵抗値は、レーザ切断ヘッド
が誤って加工材料に当接してしまい、このため短絡が発
生しこの短絡のために測定された電気抵抗値も同様に低
い値をとることに起因するのかを検査する可能性を開
く。測定される抵抗値を大きくする切断過程のパラメー
タ制御は前者の場合においてのみ実施される。この前者
の場合にはレーザ切断ヘッドと加工材料との間の媒質の
測定される電気抵抗は低い値を有しかつレーザ切断ヘッ
ドと加工材料との間の距離はゼロではない。
工材料との間の媒質の電気抵抗が測定され、この電気抵
抗がその大きさから最適な切断結果を有する正規の切断
動作の際の電気抵抗に相応する場合には、切断過程の設
定されたパラメータは変更されないままである。測定さ
れる抵抗値が変化する場合には、切断過程のパラメータ
をこの抵抗値の変化のスケールに依存して変更する。
過程のパラメータの制御の際にこの電気抵抗の検出され
た値のグループをそれぞれ当該パラメータの値に割り当
てる。従って、例えばレーザ切断ヘッドと加工材料との
間の媒質の電気抵抗が大きさは異なるが所定の範囲内に
ある場合には、レーザ切断ヘッドと加工材料との相対速
度の値は同一の値に調整される。
に基づいて詳しく説明する。
ズル2を有するレーザ切断ヘッド1を図示している。こ
のレーザノズル2はレーザ切断ヘッド1の他の部分に対
して電気的に絶縁されて取り付けられている。ノズル開
口部3でレーザ切断ヘッド1からレーザビーム4が照射
され、このレーザビーム4はレーザ切断ヘッド1に向か
い合って配置された導電性特殊鋼板の形式の加工材料5
に命中し、この結果、破線で示されているようにこれを
切断加工によって貫通する。ガス供給路6を介して切断
ガス、図示された実施例では窒素がレーザ切断ヘッド1
に供給される。切断ガスビーム7も同様にノズル開口部
3を介してレーザ切断ヘッド1の内側から加工材料5の
方向へ照射される。切断加工中には、加工材料5は固定
保持されており、レーザ切断ヘッド1はこの加工材料5
に対して相対的にこの加工材料5から距離をおいてこの
加工材料5に平行に移動される。
で加工材料5に導通接続されている。この場合、電圧源
8と加工材料5との間には抵抗測定装置9が導通接続さ
れている。この抵抗測定装置9は測定機器10に加えて
この測定機器10に並列接続された抵抗11ならびに前
置抵抗12を含む。より広い意味ではレーザノズル2、
電圧源8及び加工材料5も抵抗測定装置9の構成部分で
ある。レーザ切断ヘッド1と加工材料5との間の距離を
検出するための周知のタイプの容量性距離測定装置13
も同様にレーザノズル2を使用する。
抵抗測定装置9も容量性距離測定装置13もコンピュー
タ援用評価装置14に接続されている。このコンピュー
タ援用評価装置14も切断過程のパラメータを制御する
ための装置15、すなわち機械制御部に結合されてい
る。
を介して連続的にレーザノズル2と加工材料5との間の
媒質の電気抵抗が検出される。レーザビーム4によって
加工材料5を所望の品質で切断分離する正規の切断条件
において測定される抵抗はほぼ一定の極めて大きい値を
とる。切断箇所の領域で例えばレーザ切断ヘッド1が大
きな曲率で切断過程の所与のパラメータで曲線移動する
際にレーザビーム4の所要の切断深度を維持することが
困難になった場合、同時に抵抗測定装置9によって検出
される電気抵抗は初期状態に比べて著しく低下する。こ
の抵抗の低下乃至は結果的に生じる低減された抵抗値は
評価装置14によって検出される。
装置13によって求められるレーザノズル2と加工材料
5との間の距離を検出する。レーザノズル2と加工材料
5との間の距離がゼロではない場合、すなわちレーザノ
ズル2と加工材料5との間には距離があり抵抗測定装置
9によって検出されるレーザノズル2と加工材料5との
間の媒質の電気抵抗が比較的低い値をとる場合、このこ
とは評価装置14にとって切断品質の低下を予想できる
加工条件が存在していることを示す。というのも、レー
ザビーム4がもはや加工材料5を貫通しないか乃至はこ
のレーザビーム4がもはやこの加工材料5を切断ライン
に沿って貫通しないからである。測定された抵抗値乃至
は抵抗値変化に基づいて評価装置14は切断過程のパラ
メータを制御するための装置15に対して制御信号を発
生する。この制御信号に基づいて、この装置15は、抵
抗測定装置9を介して検出される電気抵抗値が次のよう
な電気抵抗値、すなわち、正規の切断動作において測定
される電気抵抗値に相等するか又はこの正規の切断動作
において測定される電気抵抗値の少なくともごく近傍に
ある電気抵抗値になるまでレーザ切断ヘッド1と加工材
料5との相対速度及び/又はレーザビーム4の出力を低
下する。
る加工状態が切断箇所において常に支配的であるように
切断過程のパラメータが調整される。
加工材料5に穴を開ける際にも利用される。よって、レ
ーザ切断ヘッド1の前送り、つまりレーザ切断ヘッド1
の加工材料5に対する相対運動は、この加工の開始時点
にこの加工材料5に向けられたレーザビーム4がこの加
工材料5を最初に貫通した時、すなわちこの加工材料5
を「突き刺した」時に初めて開始される。これが開始さ
れるまでは、レーザノズル2と加工材料5との間の媒質
の電気抵抗は比較的低い値をとる。レーザビーム4が加
工材料5を貫通するやいなや、電気抵抗の値は急激に上
昇する。この電気抵抗の上昇は抵抗測定装置9によって
検出され、この電気抵抗の上昇は加工材料5に対して加
工方向にレーザ切断ヘッド1の前送りを開始する時点を
マーキングする。これは機械制御部によって実施され
る。
ーザ切断ヘッド1の前送りを開始し、これによって加工
材料の加工を最小限の加工時間で実施する可能性が開か
れる。
Claims (4)
- 【請求項1】 導電性加工材料(5)を切断するための
レーザ切断機であって、 加工される前記加工材料(5)に対してこの加工材料
(5)から距離をおいて相対的に運動可能なレーザ切断
ヘッド(1)を有し、該レーザ切断ヘッド(1)は少な
くとも1つの導電性部分、例えば導電性レーザノズル
(2)を有し、ならびに、 切断過程のパラメータを制御するための装置(15)を
有する導電性加工材料(5)を切断するためのレーザ切
断機において、 前記切断過程のパラメータを制御するための装置(1
5)に制御のために結合された抵抗測定装置(9)が設
けられ、 該抵抗測定装置(9)は、一方では前記レーザ切断ヘッ
ド(1)乃至は該レーザ切断ヘッド(1)の導電性部
分、例えば該レーザ切断ヘッド(1)の前記レーザノズ
ル(2)に接続されており、他方では前記加工材料
(5)に接続されており、 前記抵抗測定装置(9)を用いて前記レーザ切断ヘッド
(1)、有利には前記レーザノズル(2)と前記加工材
料(5)との間の媒質の電気抵抗の値が検出されること
を特徴とする導電性加工材料(5)を切断するためのレ
ーザ切断機。 - 【請求項2】 抵抗測定装置(9)は評価装置(14)
を介して切断過程のパラメータを制御するための装置
(15)に結合されており、 前記評価装置(14)は、レーザ切断ヘッド(1)、例
えばレーザノズル(2)の加工材料(5)からの距離を
検出するための距離測定装置(13)に接続されてお
り、 さらに前記評価装置(14)は、検出される電気抵抗の
値ならびに前記レーザ切断ヘッド(1)、例えば前記レ
ーザノズル(2)の前記加工材料(5)からの検出され
る距離に依存して前記切断過程のパラメータを制御する
ための装置(15)に対する制御信号を発生することを
特徴とする請求項1記載のレーザ切断機。 - 【請求項3】 導電性加工材料(5)をレーザ切断する
ための方法であって、 レーザ切断ヘッド(1)は加工される前記加工材料
(5)から距離をおいてこの加工材料(5)に対して相
対的に運動し、 切断過程のパラメータを制御する、導電性加工材料
(5)をレーザ切断するための方法において、 前記レーザ切断ヘッド(1)と前記加工材料(5)との
間の媒質の電気抵抗の値を検出し、 切断過程のパラメータを検出される電気抵抗の値に依存
して制御することを特徴とする、導電性加工材料(5)
をレーザ切断するための方法。 - 【請求項4】 切断過程のパラメータを制御する場合、
検出される電気抵抗の値のグループをそれぞれ当該パラ
メータの値に割り当てることを特徴とする請求項3記載
の方法。
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