(57)【要約】【課題】機械的にレンズとノズルの種類および過去の使用履歴などをも含めた管理が可能なレーザ加工機におけるレンズおよびノズルの管理方法を提供することである。【解決手段】着脱可能なレンズ組立体１８およびノズル１９を有するレーザ加工ヘッド１７を備えたレーザ加工機において、前記レンズ組立体およびノズルにデータを記録または読み出し可能な識別媒体３７を設け、該識別媒体に前記レンズ組立体およびノズルに固有の機能情報と、前記レンズ組立体およびノズルの使用環境並びにメンテナンス状況等を含む履歴情報とを記録し、前記レンズ組立体およびノズルまたはいずれか一方を交換するときに、前記機能情報を読み出して該読み出された機能情報と、ＮＣ装置に保有させた加工条件データベースとを比較して、不一致のときには不一致のアラームを表示することを特徴とするレーザ加工機におけるレンズおよびノズルの管理方法。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
着脱可能なレンズ組立体およびノズルを有するレーザ加工ヘッドを備えたレーザ加工機において、前記レンズ組立体およびノズルにデータの記録または読み出し可能な識別媒体を設け、該識別媒体に前記レンズ組立体およびノズルに固有の機能情報と、前記レンズ組立体およびノズルの使用環境並びにメンテナンス状況等を含む履歴情報とを記録し、前記レンズ組立体およびノズルまたはいずれか一方を交換するときに、前記機能情報を読み出して該読み出された機能情報と、ＮＣ装置に保有させた加工条件データベースとを比較して、不一致のときには不一致のアラームを表示することを特徴とするレーザ加工機におけるレンズおよびノズルの管理方法。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ加工機におけるレンズおよびノズルの管理方法において、前記レンズ組立体およびノズルの機能情報がレンズの焦点距離とノズル口径であり、前記履歴情報が累積使用時間、交換日時、クリーニングの有無、不使用経過時間、レーザ出力、パルス幅、レーザ周波数、  デューティ比、加工速度、戻り光レベル、戻り光露光時間、汚染度、トラブルの有無であることを特徴とするレーザ加工機におけるレンズおよびノズルの管理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザ加工機におけるレンズおよびノズルの管理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レーザ加工機におけるレンズの焦点距離やノズルの口径等の管理は作業者が行っている。ノズルおよびレンズを一種の工具とみなせば、そのノズルおよびレンズを使用した過去の履歴を知れば、交換時に際して、そのノズルおよびレンズの寿命を把握した工具管理を行うことができるが、従来はそこまで踏み込んだ管理は行われていない。さらに、レーザ加工機におけるレンズおよびノズルが通常の工作機械の工具と相違する点は、交換すべきレンズとノズルが過去の加工で影響を大きく受けるというところである。特に、レンズはレーザ光に曝されることにより熱レンズ現象という特異な性質を示す。レーザ光を遮断すれば熱レンズ現象は消滅するが、この繰り返しにより熱疲労がレンズに蓄積しレンズの特性に大きな影響を及ぼす。また、ノズルはレーザ加工中のスパッターの飛散により、レーザの出射する穴そのものが狭塞することがある。
【０００３】
なお、レンズおよびノズルが２種類位であれば、加工ヘッド内部に検出センサーを設けて判別することは可能であるが、それ以上に種類が多くなると加工ヘッド内部に検出センサーを設ける方法では判別が難しい。
【０００４】
また、板材加工機であるタレットパンチプレスにおいては、金型のサイズ、形状などを管理するためにバーコードの如き工具識別体を金型に取付けて工具を管理することが行われている（例えば特許文献１参照）。この工具識別体に含まれる主たる情報は工具呼び径、工具形状（抜き形状）、取付け角度、管理番号などの工具固有の情報である。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２８５３２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
レーザ加工機におけるレンズの焦点距離やノズルの口径等の管理を作業者に任せている場合には人為的ミスの発生が不可避である。また、タレットパンチプレスのような工作機械における工具管理では、工具呼び径、工具形状（抜き形状）、取付け角度、管理番号などの工具固有の情報を管理することが重要であるが、工作機械における工具とは性質の相違する工具であるレーザ加工機におけるレンズやノズルの管理においては、レンズの種類（焦点距離）、ノズルの口径などの固有情報に加えて過去の使用状況を把握することが重要となる。
【０００７】
本発明は上述の如き問題を解決するためになされたものであり、本発明の課題は、機械的にレンズとノズルの種類および過去の使用履歴などをも含めた管理が可能なレーザ加工機におけるレンズおよびノズルの管理方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決する手段として請求項１に記載のレーザ加工機におけるレンズおよびノズルの管理方法は、着脱可能なレンズ組立体およびノズルを有するレーザ加工ヘッドを備えたレーザ加工機において、前記レンズ組立体およびノズルにデータを記録または読み出し可能な識別媒体を設け、該識別媒体に前記レンズ組立体およびノズルに固有の機能情報と、前記レンズ組立体およびノズルの使用環境並びにメンテナンス状況等を含む履歴情報とを記録し、前記レンズ組立体およびノズルまたはいずれか一方を交換するときに、前記機能情報を読み出して該読み出された機能情報と、ＮＣ装置に保有させた加工条件データベースとを比較して、不一致のときには不一致のアラームを表示することを要旨とするものである。
【０００９】
請求項２に記載のレーザ加工機におけるレンズおよびノズルの管理方法は、請求項１に記載のレーザ加工機におけるレンズおよびノズルの管理方法において、前記レンズ組立体およびノズルの機能情報がレンズの焦点距離とノズル口径であり、前記履歴情報が累積使用時間、交換日時、クリーニングの有無、不使用経過時間、レーザ出力、パルス幅、レーザ周波数、  デューティ比、加工速度、戻り光レベル、戻り光露光時間、汚染度、トラブルの有無であることをことを要旨とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係るレーザ加工機におけるレンズおよびノズルの管理方法を適用したレーザ加工機の一例が図１〜図３に示してある。以下にレーザ加工機の概要を説明する。
【００１１】
図１〜図３に示すように、レーザ加工機１は床面から立設した４本の支柱３を有し、この支柱３の上部にＸ軸方向へ延伸する２本のＸ軸ガイド５（ａ，ｂ）が取り付けてある。このＸ軸ガイド５（ａ，ｂ）の両端部には、Ｙ軸方向に延伸した梁部材７（ａ，ｂ）で連結してある。
【００１２】
そして、前記Ｘ軸ガイド５（ａ，ｂ）の上には、Ｘ軸キャリッジ９（ａ，ｂ）が図示省略の駆動手段によりＸ軸方向へ位置決め可能に設けてある。Ｘ軸キャリッジ９ａと９ｂの間にはＹ軸ガイド１１が懸架してあって、このＹ軸ガイドにＹ軸キャリッジ１３が図示省略の駆動手段によって、Ｙ軸方向に移動位置決め可能に設けてある。また、このＹ軸キャリッジ１３には図示省略の駆動手段によってＺ軸方向に移動位置決め可能なＺ軸キャリッジ１５が設けてある。
【００１３】
図１および図４に示すように、前記Ｚ軸キャリッジ１５の下部にはＺ軸に直交する水平なＢ軸を軸として回動可能なレーザ加工ヘッド１７が設けてある。このレーザ加工ヘッド１７には、内部に集光レンズ２３を備えたレンズ組立体１８（レンズＡＳＳＹ．）が着脱可能に装着してあり、かつこのレンズ組立体１８の下部にはギャップセンサーを備えたノズル１９が着脱可能に装着してある。
【００１４】
上述の集光レンズ２３へは、レーザ発振器２５からのレーザビームＬＢが複数のベンドミラーＢＭを介して導かれるようになっている。集光レンズ２３で集光されたレーザビームＬＢは、前記ノズル１９のノズル口からワークＷへ照射されるように軸心が調整してある。また、前記Ｚ軸キャリッジ１５はＺ軸を軸心とするＡ軸を軸に回転可能に設けてある。
【００１５】
前記レーザ加工ヘッド１７の下方の床面には、レーザ加工ヘッド１７の移動範囲をカバーできる面積を有するワークテーブル２１が設置してある。また、前記レーザ発振器２５に隣接してレーザ加工機１を制御するＮＣ装置２７とレーザ発振器２５の電源装置２９が設置してある。
【００１６】
上記構成のレーザ加工機１において、前記Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸とＡ軸およびＢ軸とを前記ＮＣ装置２７によって制御することにより、レーザ加工ヘッド１７を前記ワークテーブル２１上に載置されたワークＷの任意の位置に対して位置決めすることが可能であり、レーザビームを所望の加工位置へ照射することによりレーザ加工を行うことができる。
【００１７】
図１、図３に示すように、前記ワークテーブル２１の近傍の支柱３の一つ（実施例では、図３の左下の支柱３）に前記ＮＣ装置２７に制御されるバーコードリーダ／ライター３５が設けてある。
【００１８】
一方、前記レーザ加工ヘッド１７のレンズ組立体１８（レンズＡＳＳＹ．）には、レンズ組立体１８に関する情報を記録した識別媒体３７としてバーコードが取り付けてある。この識別媒体３７には、バーコードの他に例えば、２次元コード（ＶＥＲＩコード）、ＩＣチップ等を使用することも可能である
上述のレンズ組立体１８（レンズＡＳＳＹ．）に取り付ける識別媒体であるバーコードに記録する情報としては、部品固有の機能情報と部品の使用環境およびメンテナンス状況等を含む履歴情報とがあり、機能情報には１．レンズの焦点距離を、履歴情報には、１．累積使用時間、２．交換日時、３．クリーニングの有無、４．不使用経過時間、５．レーザ出力、６．パルス幅、７．レーザ周波数、８．  デューティ比、９．加工速度、１０．戻り光レベル、１１．戻り光露光時間、１２．汚染度、１３．トラブルの有無、等の情報がコード化して記載してある。
【００１９】
ノズル１９に貼付するバーコードには、機能情報には１．ノズル口径、履歴情報には１．累積使用時間、２．交換日時、３．クリーニングの有無、４．不使用経過時間、５．レーザ出力、６．パルス幅、７．レーザ周波数、８．  デューティ比、９．加工速度、１０．戻り光レベル、１１．戻り光露光時間、１２．汚染度、１３．トラブルの有無、等の情報がコード化して記載してある。
【００２０】
次に、図６を参照して前記ＮＣ装置２７の構成について説明する。ＮＣ装置２７は中央処理装置であるＣＰＵ３９を有し、このＣＰＵ３９には種々のデータを入力するためのキーボードの如き入力手段４１、種々のデータを表示するためのＣＲＴの如き出力手段４３が接続されている。
【００２１】
また、ＣＰＵ３９には、ワークの材質と板厚に対応した最適な集光レンズの焦点距離およびノズルの口径の組み合わせが加工条件データベース４５として記憶してある。また、入力されたワークの材質および板厚と、前記加工条件データベース４５とを比較演算する加工条件比較手段４７およびプログラムや演算結果を記憶しておくメモリ４９、バーコードリーダ／ライター３５が接続してある。
【００２２】
次に、図７のフローチャートを参照しながら、本発明に係るレーザ加工機におけるレンズおよびノズルの管理方法の管理の流れを説明する。
【００２３】
始めに、レーザ加工機１におけるレーザ加工を一時中断（ステップＳ１）すると同時に、現在装着されているレンズ（レンズ組立体）１８とノズル１９の機能情報と履歴情報をバーコードライターへ送信（ステップＳ２）し、これをバーコードとしてレンズ（レンズ組立体）１８とノズル１９のそれぞれに書き込むか、シールに書き込んでそれを張り付ける（ステップＳ３）。
【００２４】
次いで、現在のレンズ（レンズ組立体）１８とノズル１９またはいずれか一方をレーザ加工ヘッド１７から取り外して収納棚（図示せず）へ収納（ステップＳ４）するとともに、新しいレンズ（レンズ組立体）１８とノズル１９またはいずれか一方を収納棚から取り出してレーザ加工ヘッド１７に装着する（ステップＳ５）。
【００２５】
次いで、レーザ加工ヘッド１７をバーコードリーダー３５のところへ移動させて、バーコードに記録された機能情報と履歴情報を読みとり（ステップＳ６）、ＮＣ装置２７に入力された加工条件データベース４５とデータが一致するか否かの判断を加工条件比較手段４７により行う（ステップＳ８）。
【００２６】
比較の結果、データが加工条件データベース４５のそれと一致すればレーザ加工を開始する（ステップＳ９）。不一致の場合には、加工条件データベース４５のデータに不一致の旨のアラームを出力手段４１に表示して、ステップＳ４に戻り、正しいレンズとノズルを装着を促すことになる。
【００２７】
なお、このアラームには装着されたレンズ（レンズ組立体）１８とノズル１９の機能情報と履歴情報を同時に表示する。
【００２８】
上述の如く、本発明のレーザ加工機におけるレンズおよびノズルの管理方法によれば、レンズまたはノズルの交換時に最適な加工条件に一致しない不適当なレンズまたはノズルを使用することを確実に防止することができる。また、交換時に直前の加工データをも含む履歴情報を作業者に提供できるので、機械故障などの不時の場合にも作業者は臨機応変な処置を行うことが可能となる。
【００２９】
なお、本発明の実施例の説明において三次元レーザ加工機を例に説明してあるが、本発明のレーザ加工機におけるレンズおよびノズルの管理方法は三次元レーザ加工機に限定されるものではない。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１または請求項２の発明によれば、レンズまたはノズルの交換時に最適な加工条件に一致しない不適当なレンズまたはノズルを使用することを確実に防止することができる。したがって、不適当なレンズまたはノズルの使用による加工不良を防止することができる。
【００３１】
また、レンズまたはノズルの交換時に直前の加工データをも含む履歴情報を作業者に提供できるので、機械故障などの不時の場合にも作業者は臨機応変な処置を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレーザ加工機におけるレンズおよびノズルの管理方法を適用したレーザ加工機の一例（正面図）。
【図２】図１のレーザ加工機の右側面図。
【図３】図１のレーザ加工機の平面図。
【図４】図１のレーザ加工ヘッド１７の部分の拡大説明図。
【図５】図４に於けるＡ矢視図。
【図６】ＮＣ装置の構成の説明図。
【図７】本発明に係るレーザ加工機におけるレンズおよびノズルの管理方法の管理の流れを説明するフローチャート。
【符号の説明】
１  レーザ加工機
３  支柱
５（ａ，ｂ）  Ｘ軸ガイド
７（ａ，ｂ）  梁部材
９（ａ，ｂ）  Ｘ軸キャリッジ
１１  Ｙ軸ガイド
１３  Ｙ軸キャリッジ
１５  Ｚ軸キャリッジ
１７  レーザ加工ヘッド
１８  レンズ組立体
１９  ノズル
２１  ワークテーブル
２３  集光レンズ
２５  レーザ発振器
２７  ＮＣ装置
２９  電源装置
３５  バーコードリーダ／ライタ
３７  識別媒体
３９  ＣＰＵ
４１  入力手段
４３  出力手段
４５  加工条件データベース
４７  加工条件比較手段
Ｗ  ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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