JP2024000857A - Laser machining device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ加工装置に関するものである。 The present invention relates to a laser processing device.
特許文献1には、加工ヘッドが移動する際の加工ヘッドの加速度を測定し、加速度センサからの信号に基づいて加工ヘッドに関する軸の調整が必要であるか否かを判断し、軸の調整が必要な状態の場合は、レーザ加工工程とは別の工程にて加工ヘッドに関する軸の調整を行うようにしたレーザ加工機が開示されている。
ところで、従来の発明では、加速度センサは、加工ヘッドに関する軸の調整を行うために用いられるものであり、例えば、加工ヘッドの移動経路上に障害物が存在して、加工ヘッドが障害物に衝突した場合であっても、レーザ加工動作をそのまま継続して行うものと考えられる。 By the way, in the conventional invention, the acceleration sensor is used to adjust the axis related to the processing head. For example, if an obstacle exists on the movement path of the processing head and the processing head collides with the obstacle, Even in this case, it is considered that the laser processing operation continues as it is.
そのため、レーザ加工動作の終了後に、作業者が加工ヘッドを目視確認することで破損を発見したり、ワークの加工不良によって光軸ずれの発生を把握することとなる。その結果、加工ヘッドに対する衝突の発生タイミングの把握が困難となり、原因を特定できないという問題がある。 Therefore, after the laser processing operation is completed, the operator visually checks the processing head to discover damage or to understand the occurrence of optical axis misalignment due to defective processing of the workpiece. As a result, it becomes difficult to grasp the timing of occurrence of a collision with the processing head, and there is a problem in that the cause cannot be identified.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、レーザ加工ヘッドに対する衝突が発生したことを把握できるようにすることにある。 The present invention has been made in view of this point, and its purpose is to make it possible to recognize that a collision has occurred with respect to a laser processing head.
第1の発明は、ワークに対してレーザ光を出射するレーザ加工ヘッドを備えたレーザ加工装置であって、前記レーザ加工ヘッドを前記ワークに対して相対移動させる移動機構と、前記レーザ加工ヘッドの相対移動中に、前記レーザ加工ヘッドに加わる衝撃を検出する検出センサと、前記検出センサの検出値が所定の閾値よりも大きい場合に、前記レーザ加工ヘッドに対する衝突が発生したと判定する判定部と、を備える。 A first aspect of the present invention is a laser processing apparatus including a laser processing head that emits a laser beam to a workpiece, and a moving mechanism for moving the laser processing head relative to the workpiece; a detection sensor that detects an impact applied to the laser processing head during relative movement; and a determination unit that determines that a collision with the laser processing head has occurred when a detection value of the detection sensor is larger than a predetermined threshold. , is provided.
第1の発明では、レーザ加工ヘッドに加わる衝撃を検出して、その検出値が所定の閾値よりも大きい場合に、レーザ加工ヘッドに対する衝突が発生したと判定している。これにより、レーザ加工ヘッドに対する衝突が発生したことを把握することができる。 In the first invention, an impact applied to the laser processing head is detected, and when the detected value is larger than a predetermined threshold value, it is determined that a collision against the laser processing head has occurred. This makes it possible to determine that a collision has occurred against the laser processing head.
第2の発明は、第1の発明のレーザ加工装置において、前記判定部の判定結果に基づいて、所定の警報動作を行う警報部を備える。 A second aspect of the invention is the laser processing apparatus of the first aspect, including an alarm section that performs a predetermined alarm operation based on the determination result of the determination section.
第2の発明では、警報部によって所定の警報動作を行うことで、作業者に対して、レーザ加工ヘッドに対する衝突が発生したことを報知することができる。ここで、所定の警報動作としては、例えば、警報ブザーを鳴らす、警報ランプを点灯させる、警報メッセージを表示する等がある。 In the second invention, by performing a predetermined alarm operation by the alarm unit, it is possible to notify the operator that a collision with the laser processing head has occurred. Here, the predetermined alarm operation includes, for example, sounding an alarm buzzer, lighting an alarm lamp, and displaying an alarm message.
第3の発明は、第1又は2のレーザ加工装置において、前記移動機構の動作を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記判定部の判定結果に基づいて、前記レーザ加工ヘッドの相対移動を停止させるように前記移動機構の動作を制御する。 A third aspect of the present invention is that the laser processing apparatus according to the first or second aspect of the present invention includes a control section that controls the operation of the moving mechanism, and the control section determines the relative position of the laser processing head based on the determination result of the determination section. The operation of the moving mechanism is controlled to stop the movement.
第3の発明では、レーザ加工ヘッドに対する衝突が発生したと判定された場合に、レーザ加工ヘッドの移動を停止させるようにしている。これにより、レーザ加工ヘッドの破損を最小限に抑えることができる。 In the third invention, when it is determined that a collision with the laser processing head has occurred, the movement of the laser processing head is stopped. Thereby, damage to the laser processing head can be minimized.
第4の発明は、第1又は2の発明のレーザ加工装置において、前記判定部で衝突が発生したと判定された発生時刻と、前記発生時刻における前記検出センサの検出値と、を記憶する記憶部を備える。 A fourth invention is the laser processing apparatus according to the first or second invention, in which a memory stores an occurrence time at which the determination unit determines that a collision has occurred and a detection value of the detection sensor at the occurrence time. Department.
第4の発明では、レーザ加工ヘッドに対する衝突が発生したと判定された時刻と、その発生時刻における検出センサの検出値と、を記憶しておくことで、レーザ加工終了後に、その履歴を確認することができ、衝突の発生原因を特定し易くなる。 In the fourth invention, by storing the time at which it is determined that a collision with the laser processing head has occurred and the detection value of the detection sensor at the time of occurrence, the history is checked after the laser processing is completed. This makes it easier to identify the cause of the collision.
第5の発明は、第4の発明のレーザ加工装置において、前記記憶部は、前記発生時刻から所定の時間が経過するまでの間、前記検出センサの検出値を記憶する。 A fifth invention is the laser processing apparatus according to the fourth invention, in which the storage section stores the detection value of the detection sensor until a predetermined time has elapsed from the time of occurrence.
第5の発明では、レーザ加工ヘッドに対する衝突の発生時刻から所定の時間の間、検出センサの検出値を記憶しておくことで、より詳細な衝突発生原因や、レーザ加工ヘッドの破損状況を特定することができる。 In the fifth invention, by storing the detection value of the detection sensor for a predetermined period of time from the time when the collision occurs with the laser processing head, a more detailed cause of the collision occurrence and the damage state of the laser processing head can be identified. can do.
本発明によれば、レーザ加工ヘッドに対する衝突が発生したことを把握することができる。 According to the present invention, it is possible to know that a collision has occurred against the laser processing head.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings. Note that the following description of preferred embodiments is essentially just an example, and is not intended to limit the present invention, its applications, or its uses.
〈レーザ加工装置〉
図1に示すように、レーザ加工装置1は、レーザ発振器10と、伝送ファイバ11と、ロボット15(移動機構)と、レーザ加工ヘッド20と、制御部40と、を備える。
<Laser processing equipment>
As shown in FIG. 1, the
レーザ発振器10は、レーザ光LBを発振する。レーザ発振器10は、例えば、固体レーザ光源、気体レーザ光源、ファイバレーザ光源を用いることができる。また、レーザ発振器10は、半導体レーザからの出射光を直接に用いる半導体レーザ光源や、複数のレーザ光エミッタを備える半導体レーザアレイであってもよい。
レーザ発振器10は、伝送ファイバ11の入射端に接続される。レーザ加工ヘッド20は、伝送ファイバ11の出射端に接続される。レーザ発振器10から出射されたレーザ光LBは、伝送ファイバ11を介してレーザ加工ヘッド20に伝送される。
レーザ加工ヘッド20は、ロボット15に取り付けられる。レーザ加工ヘッド20は、ロボット15を動作させることで、ワークWに対するレーザ光LBの出射位置及び焦点位置を変更可能となっている。
The
なお、本実施形態では、レーザ加工ヘッド20をワークWに対して相対移動させる移動機構としてロボット15を用いているが、この形態に限定するものではない。例えば、移動機構として、前後左右方向に移動可能な移動テーブルを用い、移動テーブルにワークWを載置して移動テーブルを移動させることで、レーザ加工ヘッド20をワークWに対して相対移動させるようにしてもよい。
Note that in this embodiment, the
制御部40には、レーザ発振器10、レーザ加工ヘッド20、及びロボット15が接続される。制御部40は、レーザ加工ヘッド20の移動速度の他に、レーザ光LBの出力開始や停止、レーザ光LBの出力強度などを制御する。
The control unit 40 is connected to the
制御部40には、所定の警報動作を行う警報部45が接続される。警報部45では、例えば、警報ブザーを鳴らす、警報ランプを点灯させる、警報メッセージを表示する等の所定の警報動作が行われる。 An alarm section 45 that performs a predetermined alarm operation is connected to the control section 40 . The alarm unit 45 performs predetermined alarm operations such as sounding an alarm buzzer, lighting an alarm lamp, and displaying an alarm message.
〈レーザ加工ヘッド〉
図2に示すように、レーザ加工ヘッド20は、コリメーションレンズ21と、フォーカスレンズ22と、第1保護ガラス23と、第2保護ガラス24と、検出センサ30と、を有する。
<Laser processing head>
As shown in FIG. 2, the
コリメーションレンズ21は、伝送ファイバ11の出射端から出射されたレーザ光LBを平行化する。
The
フォーカスレンズ22は、コリメーションレンズ21で平行化されたレーザ光LBを集光する。
The
第1保護ガラス23は、フォーカスレンズ22よりも出射側に配置される。第2保護ガラス24は、第1保護ガラス23とフォーカスレンズ22との間に配置される。第1保護ガラス23及び第2保護ガラス24は、ワークWのレーザ加工時に発生するヒュームやスパッタがフォーカスレンズ22に付着しないように、フォーカスレンズ22を保護している。
The first
フォーカスレンズ22で集光されたレーザ光LBは、第2保護ガラス24と、第1保護ガラス23とを透過して、ワークWに出射される。
The laser beam LB focused by the
〈レーザ加工ヘッドの衝突判定〉
ところで、レーザ加工ヘッド20の移動経路上に、例えば、障害物が存在していた場合、レーザ加工ヘッド20が障害物に衝突するおそれがある。障害物は、例えば、作業者がレーザ加工装置1の周辺で作業した後に片付け忘れた作業台などが想定される。
<Collision determination of laser processing head>
By the way, if an obstacle exists on the moving path of the
そして、レーザ加工ヘッド20に対する衝突が発生したにもかかわらず、レーザ加工動作をそのまま継続すると、レーザ加工動作の終了後に、その原因を特定することが困難となる。
If the laser processing operation continues even though a collision has occurred against the
そこで、本実施形態では、レーザ加工ヘッド20に対する衝突が発生したことを把握できるようにした。
Therefore, in this embodiment, it is made possible to grasp that a collision has occurred with respect to the
具体的に、検出センサ30は、基板31に実装される。検出センサ30は、レーザ加工ヘッド20の側面に配置される。検出センサ30は、レーザ加工ヘッド20の相対移動中に、レーザ加工ヘッド20に加わる衝撃を検出する。検出センサ30は、例えば、加速度センサで構成される。検出センサ30の検出値は、制御部40に送られる。
Specifically, the
制御部40は、判定部41と、記憶部42と、を有する。判定部41は、検出センサ30の検出値が所定の閾値よりも大きい場合に、レーザ加工ヘッド20に対する衝突が発生したと判定する。
The control unit 40 includes a
具体的に、図3に示すように、レーザ加工ヘッド20に対する衝突が発生していない場合には、レーザ加工ヘッド20に加わる衝撃を示す衝撃値は、所定の衝撃閾値を超えない範囲で推移する。
Specifically, as shown in FIG. 3, when no collision occurs against the
一方、検出センサ30で検出された衝撃値が衝撃閾値よりも大きくなった場合には、判定部41は、レーザ加工ヘッド20に対する衝撃が発生したと判定する。
On the other hand, when the impact value detected by the
記憶部42は、判定部41で衝突が発生したと判定された発生時刻と、発生時刻における検出センサ30の検出値と、を記憶する。記憶部42は、さらに、発生時刻から所定の時間が経過するまでの間、検出センサ30の検出値を記憶する。
The
このように、レーザ加工ヘッド20に対する衝突が発生したと判定された時刻と、その発生時刻における検出センサ30の検出値と、を記憶しておくことで、レーザ加工終了後に、その履歴を確認することができ、衝突の発生原因を特定し易くなる。
In this way, by storing the time at which it is determined that a collision with the
また、レーザ加工ヘッド20に対する衝突の発生時刻から所定の時間の間、検出センサ30の検出値を記憶しておくことで、より詳細な衝突発生原因や、レーザ加工ヘッド20の破損状況を特定することができる。
In addition, by storing the detection value of the
警報部45は、制御部40に接続される。警報部45は、判定部41の判定結果に基づいて、レーザ加工ヘッド20に対する衝突が発生したことを示す所定の警報動作を行う。例えば、衝突が発生した場合に、警報ブザーを鳴らす、警報ランプを点灯させる、警報メッセージを表示する等の警報動作を行うようにしている。
The alarm section 45 is connected to the control section 40. The alarm section 45 performs a predetermined alarm operation indicating that a collision has occurred against the
これにより、作業者は、所定の警報動作に基づいて、レーザ加工ヘッド20に対する衝突が発生したことを把握することができる。
Thereby, the operator can understand that a collision has occurred against the
なお、制御部40は、判定部41の判定結果に基づいて、レーザ加工ヘッド20の相対移動を停止させるようにロボット15の動作を制御するようにしてもよい。
Note that the control unit 40 may control the operation of the
このように、レーザ加工ヘッド20に対する衝突が発生したと判定された場合に、レーザ加工ヘッド20の移動を停止させることで、レーザ加工ヘッド20の破損を最小限に抑えることができる。
In this manner, when it is determined that a collision with the
以上説明したように、本発明は、レーザ加工ヘッドに対する衝突が発生したことを把握することができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。 As described above, the present invention is extremely useful and has high industrial applicability because it can obtain the highly practical effect of being able to detect the occurrence of a collision with a laser processing head.
1 レーザ加工装置
15 ロボット(移動機構)
20 レーザ加工ヘッド
30 検出センサ
40 制御部
41 判定部
42 記憶部
45 警報部
LB レーザ光
W ワーク
1
20
Claims (5)
前記レーザ加工ヘッドを前記ワークに対して相対移動させる移動機構と、
前記レーザ加工ヘッドの相対移動中に、前記レーザ加工ヘッドに加わる衝撃を検出する検出センサと、
前記検出センサの検出値が所定の閾値よりも大きい場合に、前記レーザ加工ヘッドに対する衝突が発生したと判定する判定部と、を備える
レーザ加工装置。 A laser processing device equipped with a laser processing head that emits laser light to a workpiece,
a movement mechanism that moves the laser processing head relative to the workpiece;
a detection sensor that detects an impact applied to the laser processing head during relative movement of the laser processing head;
A laser processing device comprising: a determination unit that determines that a collision has occurred with respect to the laser processing head when a detection value of the detection sensor is larger than a predetermined threshold value.
前記判定部の判定結果に基づいて、所定の警報動作を行う警報部を備える
レーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 1,
A laser processing apparatus including an alarm section that performs a predetermined alarm operation based on a determination result of the determination section.
前記移動機構の動作を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記判定部の判定結果に基づいて、前記レーザ加工ヘッドの相対移動を停止させるように前記移動機構の動作を制御する
レーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 1 or 2,
comprising a control unit that controls the operation of the moving mechanism,
The control unit is a laser processing apparatus that controls the operation of the moving mechanism to stop relative movement of the laser processing head based on the determination result of the determination unit.
前記判定部で衝突が発生したと判定された発生時刻と、前記発生時刻における前記検出センサの検出値と、を記憶する記憶部を備える
レーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 1 or 2,
A laser processing device comprising a storage unit that stores an occurrence time at which the determination unit determines that a collision has occurred and a detection value of the detection sensor at the occurrence time.
前記記憶部は、前記発生時刻から所定の時間が経過するまでの間、前記検出センサの検出値を記憶する
レーザ加工装置。 The laser processing device according to claim 4,
The storage unit is a laser processing device that stores the detection value of the detection sensor until a predetermined time period elapses from the occurrence time.
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