JP6311039B1 - Fire detecting method for laser beam machine and laser beam machine - Google Patents
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Abstract
【課題】レーザ加工ヘッドがX,Y,Z軸方向へ移動するレーザ加工機における火災発生検出方法及びレーザ加工機を提供する。【解決手段】ワークテーブル又はパレット上に支持された板状のワークに対してX,Y,Z軸方向へ移動位置決め自在なレーザ加工ヘッドを備えたレーザ加工機の火災発生検出方法であって、レーザ加工機1における機体3の一部に火災発生検出手段としての赤外線カメラ19,21を備え、この赤外線カメラ19,21と最も離れたレーザ加工位置との間を複数の検出エリアに区画して備え、前記各検出エリア毎に予め設定した放射率でもって前記赤外線カメラ19,21の検出値を補正して、予め設定した温度以上を、予め設定した時間継続して検出したときに、火災発生として検出する。【選択図】図5The present invention provides a fire occurrence detection method and a laser processing machine in a laser processing machine in which a laser processing head moves in the X, Y, and Z axis directions. A method for detecting a fire occurrence of a laser beam machine having a laser beam machining head that can be moved and positioned in the X, Y, and Z axis directions with respect to a plate-like workpiece supported on a work table or a pallet, A part of the machine body 3 in the laser processing machine 1 is provided with infrared cameras 19 and 21 as fire occurrence detection means, and the infrared camera 19 and 21 and the farthest laser processing position are partitioned into a plurality of detection areas. A fire occurs when the detection values of the infrared cameras 19 and 21 are corrected with a preset emissivity for each detection area and a temperature equal to or higher than a preset temperature is continuously detected for a preset time. Detect as. [Selection] Figure 5
Description
本発明は、レーザ加工領域内に位置するワークに対して、レーザ加工ヘッドがX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向へ相対的に移動自在なレーザ加工機の火災検出方法及びレーザ加工機に関する。さらに詳細には、前記レーザ加工領域の上方空間におけるレーザ加工ヘッド周辺の火災発生を検知する機能を備えたレーザ加工機の火災検出方法及びレーザ加工機に関する。 The present invention relates to a fire detection method for a laser beam machine and a laser beam machine in which a laser beam machining head is relatively movable in an X axis direction, a Y axis direction, and a Z axis direction with respect to a workpiece located in a laser machining region. . More specifically, the present invention relates to a fire detection method for a laser beam machine and a laser beam machine having a function of detecting the occurrence of a fire around a laser beam machining head in a space above the laser beam machining area.
レーザ加工機によって、例えば板状のワークのレーザ加工を行うとき、ワークに貼り付けた保護シートに火災が発生することや、レーザ加工位置から飛散したスパッタや反射されたレーザ光によって、例えばレーザ加工ヘッド周辺の可燃物に火災が発生することがある。したがって、レーザ加工機において火災が発生し易い箇所にセンサを配置し、このセンサによって火災発生の検出が行われている(例えば、特許文献1,2参照)。
For example, when laser processing of a plate-shaped workpiece is performed by a laser processing machine, for example, laser processing may occur due to a fire occurring on the protective sheet attached to the workpiece, spatter scattered from the laser processing position, or reflected laser light. A fire may occur in combustible materials around the head. Therefore, a sensor is arranged at a place where a fire is likely to occur in the laser processing machine, and the occurrence of the fire is detected by this sensor (see, for example,
前記特許文献1に記載の構成は、レーザ加工ヘッドを囲繞した加工ヘッドカバーを上下動自在に備えた構成である。そして、前記加工ヘッドカバー内において火災が発生したときに、加工ヘッドカバー内に備えた火災検知センサによって火災を検知する構成である。また、特許文献2に記載の構成は、レーザ加工装置における集塵機内の火災発生を検出する構成であって、火災発生時の熱風が通過する部分に、火災検知センサを備えた構成である。
The configuration described in
前記特許文献1,2における火災検知センサは、温度センサであって、火災発生によって温度センサの設置部周囲の温度が所定温度以上に上昇したときに、火災発生として火災を検知する構成である。したがって、火災発生初期から火災発生が検知されるまで大きな時間差がある。換言すれば、火災が発生して、周囲の温度がある程度上昇するまでは火災の発生は検知されないものである。すなわち、火災がある程度の大きさに進行するまでは火災の発生が検知されない、という問題がある。
The fire detection sensors in
ところで、サーモグラフィ(赤外線カメラ)を用いることにより、レーザ加工ヘッドの周辺を含めた広範囲の温度変化や、レーザ加工ヘッド内の温度上昇をも検出可能である。しかし、赤外線カメラは、検出対象物である火災発生箇所から放射される赤外線エネルギーを検知して温度データに変換し、かつエネルギー分布を画像化する機能を有するものである。したがって、赤外線エネルギーを検知するには、検出対象物の放射率を知る必要がある。 By the way, by using a thermography (infrared camera), it is possible to detect a wide range of temperature changes including the periphery of the laser processing head and a temperature rise in the laser processing head. However, the infrared camera has a function of detecting infrared energy radiated from a fire occurrence site as a detection target, converting it into temperature data, and imaging an energy distribution. Therefore, in order to detect infrared energy, it is necessary to know the emissivity of the detection object.
ここで、赤外線カメラによって検出対象物の温度を正確に測定するには、例えば、検出の最小単位として9画素(縦3画素×横3画素)が必要とされている。すなわち、赤外線カメラは、3画素×3画素の検出エリア全体がホットスポット(例えば100℃以上)で覆われて初めて温度が上昇したことを検出できる。そのため、赤外線カメラの視野角に起因して、例えば約1m離れると、9.9mm×9.9mmのホットスポットで検知することとなるが、約5m離れると、52.5mm×52.5mmという広い領域がホットスポットにならないと検知することができない。すなわち、赤外線カメラから検出対象物までの距離の大小によって、検知できるホットスポットの大きさが異なることになる。 Here, in order to accurately measure the temperature of the detection target with the infrared camera, for example, 9 pixels (3 vertical pixels × 3 horizontal pixels) are required as the minimum unit of detection. That is, the infrared camera can detect that the temperature has risen only when the entire detection area of 3 × 3 pixels is covered with a hot spot (for example, 100 ° C. or more). Therefore, due to the viewing angle of the infrared camera, for example, if it is about 1 m away, it will be detected by a hot spot of 9.9 mm × 9.9 mm, but if it is about 5 m away, it is as wide as 52.5 mm × 52.5 mm If the area does not become a hot spot, it cannot be detected. That is, the size of the hot spot that can be detected varies depending on the distance from the infrared camera to the detection target.
したがって、距離が大きくなると、火災発生箇所を含めて、大きな検出エリアを検知することとなる。すなわち、距離が小さいと火災発生箇所(ホットスポット)が狭くても検出できるが、距離が大きいと火災発生箇所(ホットスポット)のみならずその周囲も赤外線カメラに入射されることになる。よって、すぐに火災として検知することができず、周囲に延焼して初めて火災として検出することになる。したがって、赤外線カメラから検出対象物までの距離の相違によって検知の遅れが発生する場合があり、火災発生を正確に検知することが望まれている。 Therefore, when the distance increases, a large detection area including a fire occurrence point is detected. That is, if the distance is small, detection is possible even if the fire occurrence spot (hot spot) is narrow, but if the distance is large, not only the fire occurrence spot (hot spot) but also the surrounding area is incident on the infrared camera. Therefore, it cannot be immediately detected as a fire, and it is detected as a fire only after spreading around. Therefore, there may be a delay in detection due to a difference in distance from the infrared camera to the detection target, and it is desired to accurately detect the occurrence of a fire.
本発明は、上述のごとき問題に鑑みてなされたもので、ワークテーブル又はパレット上に支持された板状のワークに対してX,Y,Z軸方向へ移動位置決め自在なレーザ加工ヘッドを備えたレーザ加工機の火災発生検出方法であって、レーザ加工機における機体の一部に火災発生検出手段としての赤外線カメラを備え、この赤外線カメラと最も離れたレーザ加工位置との間を複数の検出エリアに区画して備え、前記各検出エリア毎に予め設定した放射率でもって前記赤外線カメラの検出値を補正して、予め設定した温度以上を、予め設定した時間継続して検出したときに、火災発生として検出する。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and includes a laser machining head that can be moved and positioned in the X, Y, and Z axis directions with respect to a plate-like workpiece supported on a work table or a pallet. A method for detecting the occurrence of a fire in a laser processing machine, comprising an infrared camera as a fire occurrence detection means in a part of the machine body of the laser processing machine, and a plurality of detection areas between the infrared camera and the farthest laser processing position. When the detection value of the infrared camera is corrected with a preset emissivity for each of the detection areas, and a temperature equal to or higher than a preset temperature is detected continuously for a preset time, a fire occurs. Detect as outbreak.
また、前記レーザ加工機の火災検出方法において、前記レーザ加工ヘッドは、X軸方向へ移動位置決め自在なガイドビームにY軸方向へ移動位置決め自在に備えられており、前記ガイドビームのY軸方向の一端側に、前記レーザ加工ヘッド周辺の火災発生を検知するための第2の赤外線カメラを備え、この第2の赤外線カメラによって予め設定した温度を、予め設定した時間継続して検出したときに、火災発生として検出する。 In the fire detection method of the laser processing machine, the laser processing head is provided on a guide beam that can be moved and positioned in the X-axis direction, and can be moved and positioned in the Y-axis direction. A second infrared camera for detecting the occurrence of a fire around the laser processing head is provided on one end side, and when a temperature preset by the second infrared camera is detected continuously for a preset time, Detect as a fire outbreak.
また、前記レーザ加工機の火災検出方法において、前記設定温度は100℃であり、設定時間は10秒である。 In the fire detection method of the laser beam machine, the set temperature is 100 ° C. and the set time is 10 seconds.
また、ワークテーブル又はパレット上に支持された板状のワークに対して、レーザ加工ヘッドをX,Y,Z軸方向へ移動位置決め自在に備えたレーザ加工機であって、前記ワークテーブル又はパレットの上側の火災発生を検知するための火災発生検出手段としての赤外線カメラを、レーザ加工機における機体の一部に備え、この赤外線カメラと最も離れたレーザ加工位置との間の複数の検出エリア毎に予め設定した放射率の補正パラメータを格納したパラメータテーブルを備え、前記赤外線カメラの検出値を、前記パラメータテーブルに格納されたパラメータを参照して補正する演算手段を備えている。 A laser processing machine having a laser processing head that can be moved and positioned in the X, Y, and Z axis directions with respect to a plate-like work supported on a work table or a pallet, An infrared camera as a fire occurrence detection means for detecting the occurrence of fire on the upper side is provided in a part of the body of the laser processing machine, and for each of a plurality of detection areas between the infrared camera and the farthest laser processing position. A parameter table storing correction parameters for emissivity set in advance, and calculating means for correcting the detection value of the infrared camera with reference to the parameters stored in the parameter table;
本発明によれば、レーザ加工機の機体の一部に備えた赤外線カメラと最も離れたレーザ加工位置との間を複数の検出エリアに区画し、各検出エリア毎に予め設定した放射率でもって赤外線カメラの検出値を補正することによって火災発生を検出するものである。したがって、レーザ加工機におけるレーザ加工領域やレーザ加工ヘッド周辺の火災発生を迅速に検出することができる。 According to the present invention, the infrared camera provided in a part of the machine body of the laser processing machine and the farthest laser processing position are partitioned into a plurality of detection areas, and with a preset emissivity for each detection area. The occurrence of fire is detected by correcting the detection value of the infrared camera. Therefore, it is possible to quickly detect the occurrence of a fire around the laser processing area and the laser processing head in the laser processing machine.
以下、図面を用いて本発明の実施形態に係るレーザ加工機について説明するに、レーザ加工機の全体的構成は公知である。しかし、理解を容易にするために、レーザ加工機の全体的構成について概略的に説明する。 Hereinafter, a laser processing machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The overall configuration of a laser processing machine is known. However, in order to facilitate understanding, the overall configuration of the laser processing machine will be schematically described.
図1を参照するに、本発明の実施形態に係るレーザ加工機1は、機台3を備えている。この機台3の全体的構成は、図1に概略的に示すように、X軸方向に長い直方体の形状をしている。そして、機台3の上面にはワークテーブル5が備えられている。このワークテーブル5には、X軸方向に複数に区画した集塵室7A〜7Dが備えられている。上記集塵室7A〜7Dの上側には、板状のワークを支持したパレット又は剣山テーブル(図示省略)がX軸方向に搬出入されるものである。
Referring to FIG. 1, a
前記集塵室7A〜7Dの上側は、ワークのレーザ加工を行うレーザ加工領域である。このレーザ加工領域に搬入されたワークのレーザ加工を行うために、レーザ加工ヘッド9がX,Y,Z軸方向へ相対的に移動位置決め自在に備えられている。すなわち、前記機台3のY軸方向の両側には、X軸方向のガイドレール11が備えられている。そして、上記ガイドレール11には、Y軸方向に長いガイドビーム(キャリッジ)13のY軸方向の両端部が移動自在に支持されている。このガイドビーム13には、スライダ15がY軸方向へ移動位置決め自在に備えられている。そして、このスライダ15に、前記レーザ加工ヘッド9が上下動自在に備えられている。すなわち、レーザ加工ヘッド9は、ワークに対してX,Y,Z軸方向へ相対的に移動自在に備えられている。
The upper side of the
したがって、制御装置(図示省略)の制御の下に、前記ガイドビーム13をX軸方向に移動位置決めする。また、スライダ15をY軸方向に移動位置決めし、かつレーザ加工ヘッド9を上下に位置決めすることにより、レーザ加工領域内のパスライン高さ位置に位置するワークに対してレーザ加工を行うことができる。
Therefore, the
ところで、ワークのレーザ加工を行うと、レーザ加工位置から飛散するスパッタや、レーザ加工位置からのレーザ光の反射光によって、例えばレーザ加工ヘッド9に接続したホースやその継手等(図示省略)の可燃物に火災が発生することがある。したがって、本実施形態においては、前記レーザ加工領域において、ワークの上面よりも上方の空間における火災発生を検知する火災検知手段が講じられている。
By the way, when laser processing of a workpiece is performed, the hose connected to the
すなわち、図2に概略的に示すように、前記ガイドビーム13がX軸方向の基準位置(図2に示す状態の位置)に位置するときに、前記ガイドビーム13の全体を撮像するように、火災発生検出手段としての第1の赤外線カメラ19が水平方向に指向して(水平角度でカメラに入射する光線の強度が最も大きくなる方向)備えられている。より詳細には、前記第1の赤外線カメラ19は、前記ガイドビーム13のX軸方向の基準位置から離れたX軸方向の一端側の位置であって、かつY軸方向の基準位置から離れたY軸方向の一端側の位置(図1,2に示す位置)に備えられている。前記第1の赤外線カメラ19は、ワークのレーザ加工時に、レーザ加工位置から飛散するスパッタを回避してレーザ加工ヘッド9の周辺を撮像する高さ位置に備えられている。
That is, as schematically shown in FIG. 2, when the
ところで、前記第1の赤外線カメラ19における視野19Aの視野角は、赤外線カメラ19の特性として、図2に示すように小さいので、この赤外線カメラ19から前記ガイドビーム13が遠く離れている場合には、ガイドビーム13全体を撮像することはできる。しかし、ガイドビーム13が基準位置から離れるようにX軸方向の一端側に移動し、前記赤外線カメラ19にガイドビーム13が近接すると、図2から理解されるように、ガイドビーム13の一部、すなわちY軸方向の基準位置側が視野角19Aから外れるので、全体の撮像が難しくなる。すなわち、赤外線カメラ19にガイドビーム13が近接すると、赤外線カメラ19の設置位置の関係で、ガイドビーム13におけるY軸方向の基準位置側が視野角から外れて、死角になることがある。
By the way, the viewing angle of the
そこで、本実施形態においては、前記ガイドビーム13におけるY軸方向の基準側には、火災発生検出手段としての第2の赤外線カメラ21が水平方向に指向して備えられている。この第2の赤外線カメラ21は、前記レーザ加工ヘッド9周辺をY軸方向の一端側から撮像するもので、レーザ加工を停止して、レーザ加工ヘッド9が上昇した際に、レーザ加工ヘッド9に備えたレーザノズルの最上昇位置よりも高位置に備えられている。
Therefore, in the present embodiment, a second
既に理解されるように、レーザ加工機1におけるレーザ加工ヘッド9の周辺は、第1赤外線カメラ19によってX軸方向から撮像され(第1赤外線カメラ19の光軸はX軸方向に平行)、第2赤外線カメラ21によってY軸方向の一端側から撮像されるものである(第2赤外線カメラの光軸はY軸方向に平行)。この場合、第1赤外線カメラ19によって、レーザ加工ヘッド9におけるY軸方向の両側方を撮像することができる。
As already understood, the periphery of the
しかし、ガイドビーム13が第1赤外線カメラ19に近接すると、ガイドビーム13のY軸方向の基準位置側が死角となり、撮像が難しくなる。ところが、第2の赤外線カメラ21がガイドビーム13のY軸方向の基準位置側(一端側)に備えられている。したがって、第1の赤外線カメラ19の死角は、第2赤外線カメラ21によってカバーされることになる。前記第2の赤外線カメラ21においては、レーザ加工ヘッド9の反対側であって、第2赤外線カメラ21の影となるY軸方向の他端側(第2赤外線カメラ21を備えた側のY軸方向の反対側)は死角になる。しかし、この死角の範囲は第1赤外線カメラ19によってカバーされることになる。
However, when the
既に理解されるように、第1,第2の赤外線カメラ19,21によって、レーザ加工ヘッド9の周辺を、死角のない状態でもって監視できるものである。換言すれば、レーザ加工ヘッド9の周辺に火災が発生すると、第1,第2の赤外線カメラ19,21によって直ちに火災発生を検知できるものである。
As already understood, the periphery of the
ところで、前記第1,第2の赤外線カメラ19,21は、図3に示すように、直方体形状の框体23に赤外線カメラ25と可視光デジタルカメラ27を備えた構成である。この赤外線カメラ19,21の構成は、既に公知であるが、次の機能を有するものである。すなわち、赤外線カメラ19,21は、例えばパソコン(図示省略)のモニタに、赤外線カメラ25による赤外線画像、可視光デジタルカメラ27による可視光画像及び両方の画像を組合せた画像を切り替え表示する機能を有する。また、検知温度が予め設定した温度閾値を超えると、アラームを自動的に作動させる機能を有するものである。さらに、火災発生箇所を検知し易いように、前記モニタの表示画面を複数の検出エリアに区画して表示する機能を有するものである。
By the way, as shown in FIG. 3, the first and second
したがって、赤外線カメラ19,21によってレーザ加工ヘッド9の周辺を常に監視し、ある領域が予め設定した温度閾値以上の温度であることを検知したときに、火災発生として検知できるものである。そして、複数に区画した検出エリアを見ることによって、火災発生箇所を直ちに知ることができるものである。
Therefore, the periphery of the
ところで、レーザ加工ヘッド9によるワークのレーザ加工位置は勿論のこと、レーザ加工ヘッド9におけるレーザノズルは、ワークのレーザ加工時には極めて高温になっている。したがって、ワークのレーザ加工時に、レーザ加工位置及びレーザノズルを、前記赤外線カメラ19,21によって撮像すると、火災検知の誤作動を起こすことになる。そこで、前記モニタの表示画面を上下に区画して、上側画面を検出エリアに設定してある。換言すれば、下側画面は非検出エリアに設定してある。
By the way, the laser processing position of the workpiece by the
前記モニタの表示画面を上下に区画する画面区画手段としては、例えばマウス等を使用して設定するものである。すなわち、例えばモニタの表示画面に可視光画面を表示し、各赤外線カメラ19,21に対してレーザ加工ヘッド9を接近離反するように移動する。そして、表示画面上において、レーザノズルが表示された位置を、マウス等によってマーキングする。このマーキング位置に水平線を記入することによって表示画面を上下に区画するものである。
The screen partition means for partitioning the display screen of the monitor up and down is set using a mouse, for example. That is, for example, a visible light screen is displayed on the display screen of the monitor, and the
したがって、区画した上側の表示画面にはレーザノズルが表示されることはないものである。換言すれば、表示画面において上下に区画した上側の画面は、火災を検出する検出エリアであり、レーザ加工ヘッド9の移動位置に拘わりなくレーザ加工位置を常に排除した画面に設定してある。よって、ワークのレーザ加工時に、ワークのレーザ加工位置やレーザ加工ヘッド9のレーザノズル等の温度を検出するようなことがなく、火災検知の誤作動を生じるようなことがないものである。
Therefore, the laser nozzle is not displayed on the divided upper display screen. In other words, the upper screen divided vertically in the display screen is a detection area for detecting a fire, and is set to a screen that always excludes the laser processing position regardless of the movement position of the
さて、ワークのレーザ加工時に、前記レーザ加工ヘッド9の周辺に火災が発生すると、前記第1,第2の赤外線カメラ19,21によって検出されることになる。ところで、レーザ加工機1におけるレーザ加工ヘッド9の周辺には、難燃性の材料が使用されている。したがって、レーザ加工時のスパッタが周辺の材料に付着した場合であっても、直ちに火災発生となるものではない。また、自己消化性によって消火することもある。
Now, when a fire occurs around the
ところで、レーザ加工ヘッド9を移動するための、例えばボールネジに使用されているマシン油(潤滑油)が、例えば前記ボールネジをカバーするジャバラ等に付着すると、難燃性材料から構成してあるジャバラ等に火災が発生することがある。この場合、自己消火機能を奏することなく、燃焼が継続することがある。そこで、レーザ加工ヘッド9の周辺に火災が発生したことを検出するには、予め設定した温度以上を、予め設定した時間継続して検出した場合に、火災発生として検出するものである。
By the way, when the machine oil (lubricating oil) used for moving the
ところで、マシン油の引火点は106℃〜270℃である。したがって、予め設定した温度としては、例えば100℃とすることが望ましい。そして、難燃性材料においては、火災持続時間は10秒以下であることが望まれている。したがって、予め設定した時間としては、10秒であることが望ましい。よって、本実施形態においては、予め設定した温度(例えば100℃)以上を、予め設定した時間(例えば10秒)継続して検出すると、火災発生として検出されるものである。 By the way, the flash point of machine oil is 106 ° C. to 270 ° C. Therefore, the preset temperature is preferably set to 100 ° C., for example. And in a flame-retardant material, it is desired that the fire duration is 10 seconds or less. Therefore, the preset time is preferably 10 seconds. Therefore, in this embodiment, when a preset temperature (for example, 100 ° C.) or higher is continuously detected for a preset time (for example, 10 seconds), a fire is detected.
ところで、赤外線カメラ19,21においては、水平45度、上下35度のエリアのうち、例えば3画素×3画素(9画素)を検出の最小単位としてホットスポット(100℃以上)を検出する。したがって、赤外線カメラ19,21から約1m離れた位置では約9.9mm×9.9mm以上のホットスポットであれば検知することができる。そして、約5m離れた位置のホットスポットは52.5mm×52.5mm以上のホットスポットになって初めて検知することができる。
By the way, in the
すなわち、赤外線カメラ19,21から距離が大きくなるほど、前記9画素の視野が大きくなる。したがって、赤外線カメラ19,21には、火災を発生した燃焼位置から放射される赤外線のみならず、例えば燃焼位置周辺も入射されることになる。よって、燃焼面積の大きさが同一であっても、近場の場合には延焼が小さくても早めに検知することができる。そして、遠く離れている場合には、延焼が大きくなって危険性が大きくなってからようやく検知することになる。したがって、燃焼面積が同一の場合には、燃焼位置が近い場合であっても、遠い場合であっても検出の遅れがなく同程度の火災発生として検知することが望まれる。
That is, as the distance from the
そこで、前記集塵室7A〜7Dに対応したエリア1(X0mm〜X1500mm)、エリア2(X1500mm〜X3000mm)、エリア3(X3000mm〜X4000mm)、エリア4(X4000mm〜X5300mm)の各エリアにおいて、赤外線カメラ19が100℃を検出するために、各エリア1〜4においての放射率εをどのように補正したらよいのかを予め実験的に求めた。具体的には燃焼物に対して赤外線カメラ19を各2.0m、3.0m、4.0m、5.0m離した距離に位置させ、各距離で放射率を1から順次下げていき、測定温度が100℃を越えるまで測定したところ、図4に示すごとき結果が得られた。
Therefore, in each area of area 1 (X0 mm to X1500 mm), area 2 (X1500 mm to X3000 mm), area 3 (X3000 mm to X4000 mm), and area 4 (X4000 mm to X5300 mm) corresponding to the
すなわち、図4より理解されるように、距離2mの場合には、放射率εを約0.95に補正すると、赤外線カメラ19,21においては、火災発生を100℃以上として検出できる。したがって、前記エリア1においての検出をより迅速に行うために、放射率εを0.9に予め補正する。また、距離3mにおいての放射率εを約0.7に補正すると、赤外線カメラ19,21は火災発生を100℃以上として検出できる。したがって、前記エリア2においての放射率εは0.7に予め補正することが望ましいものである。
That is, as understood from FIG. 4, when the emissivity ε is corrected to about 0.95 when the distance is 2 m, the
同様に、距離4mの場合には、放射率εは約0.35に補正することにより、火災発生を100℃以上として検出できる。したがって、エリア3においての放射率εは0.3に予め補正することが望ましいものである。そして、距離5mの場合には、放射率εは約0.11に補正することにより、火災発生を100℃以上として検出できる。したがって、エリア4においての放射率εは予め0.1に補正することが望ましいものである。 Similarly, when the distance is 4 m, the occurrence of fire can be detected as 100 ° C. or higher by correcting the emissivity ε to about 0.35. Therefore, it is desirable to correct the emissivity ε in the area 3 to 0.3 in advance. In the case of a distance of 5 m, by correcting the emissivity ε to about 0.11, the occurrence of a fire can be detected as 100 ° C. or higher. Therefore, it is desirable to correct emissivity ε in area 4 to 0.1 in advance.
ところで、レーザ加工ヘッド9及びその周辺からの赤外線の放射及び反射はレーザ加工機の構成によって異なる。したがって、図4に示したごとき距離と放射率との関係を示すデータは、レーザ加工機の機種毎に定めることが望ましいものである。
By the way, the radiation and reflection of infrared rays from the
なお、前記ガイドビーム13のX軸方向への移動位置は、例えば、ガイドビーム13をX軸方向に移動するための位置指令値、又は、ガイドビーム13を移動するためのボールネジ機構を回転駆動するためのサーボモータに備えたロータリーエンコーダ等の位置検出手段によって知ることができる。したがって、前記赤外線カメラ19からガイドビーム13までの距離は演算手段によって演算することができる。
The movement position of the
したがって、レーザ加工機1において火災発生を検出するための火災発生検出装置29は、次のように構成してある。すなわち、火災発生検出装置29は、例えばコンピュータから構成してあって、前記各エリア1〜4毎に予め補正した放射率εを補正パラメータとして格納したパラメータテーブル31を備えている。上記火災発生検出装置29には、火災発生検出手段としての前記赤外線カメラ19,21が接続してある。さらに、前記火災検出装置29には、前記ガイドビーム13のX軸方向の位置や、レーザ加工ヘッド9のY軸方向の位置を検出する、例えばロータリーエンコーダ等のごとき位置検出手段33が接続してある。
Therefore, the fire
そして、前記火災発生検出装置29には、演算手段35が備えられている。この演算手段35は、前記位置検出値33の検出位置に対応して前記パラメータテーブル31から補正パラメータとしての放射率εを検索する。そして、前記赤外線カメラ19,21の検出値と前記放射率εとに基づいて火災発生位置の温度を演算する機能を有する。
The fire
さらに、前記火災発生検出装置29には比較手段37が備えられている。この比較手段37は、設定値メモリ39に予め格納した設定温度(100℃)と、前記演算手段35によって演算した検出温度とを比較する機能を有する。また、前記比較手段37は、前記設定値メモリ39に予め格納した設定時間(10秒)と、前記演算手段35によって演算した検出温度が前記設定温度以上である場合の継続時間とを比較する機能を有するものである。
Further, the fire
前記比較手段37による比較結果は、火災発生検出装置29に接続した表示手段41に表示される。また、比較手段37による比較の結果、検出温度が100℃以上で、継続時間が10秒以上の時には、火災発生としてアラーム停止手段43に通知される。アラーム停止手段43に火災発生が通知されると、レーザ加工機1を制御する制御装置(図示省略)を介してレーザ加工機1の作動が停止される。
The comparison result by the comparison means 37 is displayed on the display means 41 connected to the fire
また、前記比較手段37による比較の結果、火災発生が検出されると、報知手段45に報知される。したがって、報知手段45においては、例えば音やライト等によって作業者に火災発生を報知する。したがって、作業者は消火作業を行うことになる。 Further, when a fire occurrence is detected as a result of the comparison by the comparison means 37, the notification means 45 is notified. Therefore, the notification means 45 notifies the worker of the occurrence of a fire, for example, by sound or light. Therefore, the worker performs fire extinguishing work.
以上のごとき説明から理解されるように、本実施形態においては、レーザ加工機におけるレーザ加工ヘッド9の周辺における火災発生を検出する火災発生検出手段として赤外線カメラ19,21を使用している。そして、前記赤外線カメラ19,21の位置からレーザ加工ヘッド9が最も離れた位置の間を複数の検出エリアに予め区画してある。そして、各検出エリア毎に放射率が予め補正してあり、この予め補正した放射率によって赤外線カメラ19,21の検出値を補正して火災発生の検出を行っている。
As can be understood from the above description, in this embodiment, the
したがって、レーザ加工ヘッド9の移動によって赤外線カメラ19,21と火災発生箇所との距離が変化する場合であっても、火災発生を迅速に、かつ正確に検出することができる。
Therefore, even when the distance between the
1 レーザ加工機
3 機台
5 ワークテーブル
7A〜7D 集塵室
9 レーザ加工ヘッド
13 ガイドビーム
19 第1の赤外線カメラ
21 第2の赤外線カメラ
25 赤外線カメラ
27 可視光デジタルカメラ
29 火災発生検出装置
31 パラメータテーブル
33 位置検出手段
35 演算手段
37 比較手段
39 設定値メモリ
41 表示手段
43 アラーム停止手段
45 報知手段
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