JP3180194B2 - レーザ加工機 - Google Patents
レーザ加工機Info
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Description
にレーザ発振器からのレーザ光の光路ずれを補正しなが
らレーザ加工を行うことができるレーザ加工機に関す
る。
ール移動型のものとX−Yテーブル型のものが知られて
いる。
図5に示すように、ベッド1上の直線ガイド2に沿って
X方向に往復移動するテーブル3と、ベッド1上のクロ
スレール7に設けられ、直線ガイド8に沿ってY方向に
往復移動するレーザヘッド12とが設けられている。そ
して、レーザ発振器14から出射したレーザ光17を反
射鏡16で反射し、さらにレーザヘッド12内の焦点レ
ンズ13で集光したのちワーク4へ照射するとともに、
ワーク4をX方向にレーザヘッド12をY方向にそれぞ
れ往復移動させることにより、ワーク4を加工するよう
になっている。
に示すように、ベッド21上の直線ガイド22に沿って
X方向に往復移動するテーブル23と、テーブル23上
の直線ガイド24に沿ってY方向に往復移動するテーブ
ル25とが設けられている。またベッド21上にはコラ
ム26が設けられ、このコラム26にレーザヘッド27
が固定されている。そして、レーザ発振器28から出射
したレーザ光29を反射鏡30で反射し、さらにレーザ
ヘッド27内の焦点レンズ31で集光したのちワーク3
2へ照射するとともに、ワーク32をX方向およびY方
向に往復移動させることにより、ワーク32を加工する
ようになっている。
来技術のうち、クロスレール移動型のレーザ加工機で
は、図6のようにレーザ光が水平な理論光路40上にあ
るならば、反射鏡16がY方向に移動しても、反射鏡1
6による反射光が理論光路40を含む面内に形成され、
加工ポイント41の位置に狂いは生じないが、図7のよ
うにレーザ光が理論光路40からずれていると(レーザ
光は破線で示してある)、反射鏡16がY方向に移動し
てとき、反射鏡16による反射光が加工ポイント41か
らずれ、しかも、そのずれ量が反射鏡16の位置によっ
て変化するため、加工精度が低下してしまうという問題
を生じる。
は可視光よりも波長の長い赤外域のものであるため、目
で確認することができず光路誤差をミクロン単位で調整
することは不可能である。
は、レーザヘッドがコラムに固定されていて反射鏡が移
動することがないので、加工ポイントの位置がずれると
いう事態は起こらないが、ワークを水平2軸方向に移動
させる駆動装置(モータやボールスクリュウ等)が必要
になり、装置全体が大型化して装置の設置面積が大きく
なる欠点がある。
も、図9に示すようにレーザ光のずれによる加工ポイン
ト42からの位置ずれが生じるが、これは反射鏡30の
アライメント調整や清掃交換による再セット時にのみ起
こるものである。そして、加工ポイント42からの位置
ずれが生じていても、反射鏡30の位置が固定されてい
るので、通常はそのずれ量が一定となり、そのずれ量を
計測して補正することにより、加工精度の低下を防ぐこ
とができる。
の高精度加工が実現でき、かつクロスレール移動型のよ
うに装置の設置面積が小さいレーザ加工機を提供するこ
とである。
に、本発明は、レーザ光を出射するレーザ発振器と、ベ
ッド上に設けられ該ベッドの上面に沿って一定方向に往
復移動自在であり、かつ上面に被加工物が載置されたテ
ーブルと、該テーブルの上方に設けられテーブルの移動
方向と直角な方向に往復移動自在であり、かつ前記レー
ザ発振器からのレーザ光を反射鏡で反射して前記被加工
物に照射するレーザヘッドとを備え、前記テーブルと前
記レーザヘッドを互いに直角方向に往復移動させながら
前記被加工物を加工するレーザ加工機において、前記レ
ーザ光によって前記被加工物上に複数の加工穴を形成し
たとき、それらの加工穴を撮像する撮像手段と、その撮
像結果を画像処理する画像処理手段と、前記画像処理結
果を取り込んで、前記複数の加工穴のうち、前記発振器
から前記反射鏡までのレーザ光の光軸方向に沿った少な
くとも2個の加工穴について、基準点からの変位を算出
し、その算出した変位に基づいて各加工穴の座標値を求
めるとともに、前記レーザヘッドが移動して前記レーザ
発振器から前記反射鏡までの光路長が変化したときのレ
ーザ光の光路ずれを、前記各座標値を基にして補正し、
その補正値により前記テーブルと前記レーザヘッドの位
置決め制御を行う制御手段と、を具備したものである。
からレーザパルスを照射して、被加工物上に複数の加工
穴を形成し、それらの加工穴を撮像手段で撮像する。撮
像手段で撮像した加工穴の撮像情報は画像処理手段に入
力され画像処理される。そして、制御手段は、画像処理
結果を取り込んで、複数の加工穴のうち、発振器から反
射鏡までのレーザ光の光軸方向に沿った少なくとも2個
の加工穴について、基準点からの変位を算出し、その算
出した変位に基づいて各加工穴の座標値を求める。さら
に制御手段は、レーザヘッドが移動してレーザ発振器か
ら反射鏡までの光路長が変化したときのレーザ光の光路
ずれを、前記各座標値を基にして補正し、その補正値に
よりテーブルとレーザヘッドの位置決め制御を行う。こ
れによって、レーザ光の光路ずれに起因する加工位置ず
れを防止することができ、正確なレーザ加工を行うこと
が可能となる。
する。なお、従来技術と同一の箇所には同一の符号が記
してある。
示している。図に示すように、ベッド1上に固定された
一対の直線ガイド2の上にテーブル3が載置され、モー
タ5に直結されたボールスクリュウ6を駆動することに
より、テーブル3はその上のワーク4と共に直線ガイド
2に案内されてX方向に往復移動する。また、ベッド1
上の一端側には直線ガイド2を跨いで門型のクロスレー
ル7が固定され、このクロスレール7には一対の直線ガ
イド8が取付られている。直線ガイド8にはクロススラ
イド9が装着され、モータ10に直結されたボールスク
リュウ11を駆動することにより、クロススライド9は
直線ガイド8に案内されてY方向に往復移動する。
12が取付られ、このレーザヘッド12内に焦点レンズ
13が設けられている。そして、レーザ発振器14から
光路カバー15内に出射したレーザ光17は、反射鏡1
6で反射されて焦点レンズ13で集光されたのち、ワー
ク4へ照射される。
レーザ加工機と同じ構成である。本実施例の特徴は、ク
ロススライド9上にレーザヘッド12に平行してCCD
カメラ51と照明装置52が取付られ、CCDカメラ5
1はモニタ53に、さらにモニタ53は画像処理装置5
4に接続されていることである。
および画像処理装置54は、NC装置55に接続されて
NC装置55からの信号でそれぞれ制御されるようにな
っている。
ブル3はX方向に任意の位置にて、レーザヘッド12が
クロスレール7上をY方向に移動し、一方のストローク
端近傍および他方のストローク端近傍でレーザ発振器1
4からレーザ光17をパルス状に出射してワーク4に照
射すると、図2に示すように、光路ずれの影響で理論座
標A(Xn ,Yn)n=2 とは異なる位置に加工穴Bが加
工される。
ザヘッド12とCCDカメラ51間の設置距離だけオフ
セットした座標をNC装置55に入力してテーブル3を
移動すると、加工された加工穴BがCCDカメラ51に
て撮像され、図3のようにモニタ53上に表示される。
ここで、予め設定された基準点C(加工穴が理論座標に
ある時の位置)からのずれ座標(ΔXn ,ΔYn)を画
像処理装置54で重心法等により求めると、加工穴座標
として(Xn±ΔXn ,Yn±ΔYn)を得ることができ
る。
ーザヘッドのY方向への移動に伴い加工装置はXおよび
Y方向へ比例して誤差が生じるので、
置55で行われる。さらにNC装置55は補正値だけオ
フセットして加工を行う。これにより、加工位置座標を
理論座標にて実行することが可能となる。
アフィン変換式を用いた方法について説明する。これ
は、図4に示すように4点の加工穴Bを形成した後、C
CDカメラ51にて前述と同様に4点の加工穴Bを順次
撮像し画像処理装置54にて加工穴座標(Xn±ΔXn
,Yn±ΔYn)n=4 を求める。そして、理論座標と加
工穴座標をアフィン変換式にて結び下記連立方程式を得
て、
る。
に対しては、 X=α1+α2X+α3Y+α4XY Y=β1+β2X+β3Y+β4XY の演算をNC装置55で行い、演算値(X ,Y)にて
位置決めしてワークに対する加工を実施することによ
り、加工位置座標を理論座標として実行することができ
る。
標を補正しながらワークを加工することにより、X−Y
テーブル型のレーザ加工機と同等の高精度加工が可能
で、かつ装置全体がコンパクトなクロスレール型のレー
ザ加工機を得ることができる。
レーザ光の光路ずれから生じる、レーザヘッド移動時の
レーザ加工位置ずれを防止することができるので、クロ
スレール型レーザ加工機でもX−Yテーブル型レーザ加
工機と同等の高精度加工を実現することが可能となる。
加工機と変わらないため、X−Yテーブル型レーザ加工
機のように設置面積が大きくなることもなく、設置スペ
ースが小さい所にも容易に設置することができる。
ある。
構成図である。
ザ光がずれていない時の説明図である。
ザ光がずれた時の説明図である。
成図である。
れを示した説明図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 レーザ光を出射するレーザ発振器と、ベ
ッド上に設けられ該ベッドの上面に沿って一定方向に往
復移動自在であり、かつ上面に被加工物が載置されたテ
ーブルと、該テーブルの上方に設けられテーブルの移動
方向と直角な方向に往復移動自在であり、かつ前記レー
ザ発振器からのレーザ光を反射鏡で反射して前記被加工
物に照射するレーザヘッドとを備え、前記テーブルと前
記レーザヘッドを互いに直角方向に往復移動させながら
前記被加工物を加工するレーザ加工機において、 前記レーザ光によって前記被加工物上に複数の加工穴を
形成したとき、それらの加工穴を撮像する撮像手段と、
その撮像結果を画像処理する画像処理手段と、前記画像
処理結果を取り込んで、前記複数の加工穴のうち、前記
発振器から前記反射鏡までのレーザ光の光軸方向に沿っ
た少なくとも2個の加工穴について、基準点からの変位
を算出し、その算出した変位に基づいて各加工穴の座標
値を求めるとともに、前記レーザヘッドが移動して前記
レーザ発振器から前記反射鏡までの光路長が変化したと
きのレーザ光の光路ずれを、前記各座標値を基にして補
正し、その補正値により前記テーブルと前記レーザヘッ
ドの位置決め制御を行う制御手段と、を具備するレーザ
加工機。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP18640491A JP3180194B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | レーザ加工機 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18640491A JP3180194B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | レーザ加工機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0523877A JPH0523877A (ja) | 1993-02-02 |
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ID=16187820
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP18640491A Expired - Fee Related JP3180194B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | レーザ加工機 |
Country Status (1)
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1991
- 1991-07-25 JP JP18640491A patent/JP3180194B2/ja not_active Expired - Fee Related
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