JPH0280190A - レーザ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、長尺板状の被加工物体を所定寸法幅で連続加
工するためのレーザ加工装置に関する。

（従来の技術） この種のレーザ加工装置の一例を第４図に示す。同図に
おいて、レーザ出力装置１からのレーザは、全反射ミラ
ー２で反射されてから直線上に配置された加工ヘッド３
．４．５を順に通過する。

これら加工ヘッド３．４．５内にはハーフミラ−６，７
及び全反射ミラー８が夫々設けられており、全反射ミラ
ー２で反射した反射レーザが加工ヘッド３，４．５を通
過するときに各ミラー６．７゜８で反射して図示下方に
向かうようになっている。

ここで、ハーフミラ−６，７及び全反射ミラー８は、巻
回状態のロール９ａからロール９ｂにより巻取られて移
動するシート状の被加工物体９の上方に位置しており、
その配列方向は被加工物体９の移動方向（図中矢印Ａ方
向）と直交している。

従って、前記反射ミラー２で反射した反射レーザは、各
ミラー６．７．８で反射することにより被加工物体９上
の各レーザ照射位置に達するから、この状態で被加工物
体９を矢印入方向へ移動すると、被加工物体９は各レー
ザ照射位置の間隔に応じたζ１法で複数枚が同時に連続
切断される。

ここで、上記被加工物体９の切断寸法つまりレーザ照射
位置を変更する際には、手動ハンドルにより各加工ヘッ
ド３，４．５を夫々移動させるようにしている。

（発明が解決しようとする課題） ところが上述の構成の場合、各加工ヘッド３゜４．５間
の間隔を手動ハンドルで変更することにより被加工物体
９の切断幅を調整する構成であるから、切断寸法の変更
毎に各加工ヘッド３，４゜５を全て移動してその位置を
再調整しなければならない。このため、切断幅の調整が
非常に煩わしいばかりでなく、切断寸法幅の精度が低い
という欠点がある。

そこで、本発明の目的は、被加工物体に対する加工寸法
幅のｙ！Ｊ整を簡単化できると共に、精度の高い加工寸
法幅を得ることができるレーザ加工装置を提供するにあ
る。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、少なくとも２以上のレーザ照射位置に対して
長尺板状の被加工物体を相対移動することによりこの被
加工物体を所定寸法幅で連続加工するレーザ加工装置に
おいて、レーザ出力装置からのレーザを反射すると共に
その反射方向を自身の回転に応じて変更可能な第１のミ
ラーを設け、前記第１のミラーの回転軸心を回転中心と
する円軌跡上を互いに所定間隔を存した状態で回転する
と共に上記第１のミラーによる反射レーザを前記各レー
ザ照射位置に導く複数の第２のミラーを設け、加工寸法
幅が与えられると前記第２のミラー群を前記被加工物体
の移動方向と直交する基準方向から加工寸法幅に相当す
る所定角度だけ回転させる位置制御手段を設け、前記第
２のミラー群が前記基準方向から所定角度回転した角度
に位置決めされた状態でレーザ出力装置からのレーザを
前記第２のミラー群に向かうように前記第１のミラーの
回転角度を制御する反射角度制御手段を設けたものであ
る。

（作用） 加工寸法幅が位置制御手段に与えられると、位置制御手
段は第２のミラー群を被加工物体の移動方向と直交する
基準方向から加工寸法幅に相当する所定角度だけ回転さ
せる。また、反射角度制御手段は第１のミラーの回転角
度を制御してレーザ出力装置からのレーザを第２のミラ
ー群に向かって反射する。これにより被加工物体上の複
数箇所にレーザが照射されるようになるから、この状態
で被加工物体を移動すると、被加工物体は所定の加工寸
法幅で連続加工される。このとき、第２のミラー群は第
１のミラーの回転軸心を回転中心とする円軌跡上を各ミ
ラー間の寸法を保持した状態で回転する構成であるから
、その回転角度に応じて上記加工寸法が決まるものであ
り、結果的に前記位置制御手段による第２のミラー群の
回転角度制御量に応じて被加工物体の加工寸法幅を任意
且つ正確に調整することができる。

（実施例〉 以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図を参照して
説明する。

第１図において、１１はレーザ出力装置、１２はレーザ
出力装置１１からのレーザを反射するように設けられた
第１のミラーたる全反射ミラーで、これはサーボモータ
１３により回転されレーザの反射方向を変える。１４は
全反射ミラー１２の回転軸心を中心として回転するよう
に設けられた加工ヘッド本体で、これはサーボモータ１
５により回転するようになっている。加工ヘッド本体１
４は、所定間隔で配置された加工ヘッド１６．１７及び
１８を含んで構成され、また、これら各加工ヘッド１６
．１７及び１８には夫々第２のミラーたるハーフミラ−
１９，２０及び全反射ミラー２１が内蔵されている。こ
こで、各ミラー１９．２０．２１は全反射ミラー１２の
回転軸心を通過する直線上に一定間隔で配列されており
、全反射ミラー１２からの反射レーザを図示下方に位置
する波加工物体たる薄肉鉄板２２に反射するようにその
反射角度が決定されている。尚、全反射ミラー１２の回
転軸心は、薄肉鉄板２２の端面位置の上方に位置してい
る。

さて、前記各サーボモータ１３．１５は夫々位置制御手
段２３及び反射角度制御手段２４により夫々駆動される
ようになっており、以下これに関連した構成について第
２図も参照して説明する。

位置制御手段２３は、切断幅設定装置２５．角度演算装
置２６及び回転制御装置２７から構成され、反射角度制
御手段２４は、前記切断幅設定装置２５．前記角度演算
装置２６及び回転制御装置２８から構成されている。切
断幅設定装置２５は、巻回状態から導出された薄肉鉄板
２２の切断寸法幅を設定するものである。角度演算装置
２６は、角度演算部２９と回転量指示部３０．３１とか
ら構成されている。そして、角度演算部２９は、切断幅
設定装置２５に設定された切断寸法幅に基づいて加工ヘ
ッド本体１４の回転角度及び全反射ミラー１２の回転角
度を演算する。また、回転量指示部３０は角度演算部２
９で得られた回転ヘッド本体１４の回転角度を設定回転
量データとして出力し、また、回転量指示部３１は、角
度演算部２９で得られた全反射ミラー１２の回転角度を
設定回転量データとして出力する。回転制御装置２７は
、偏差回転量検出部３２と回転指示部３３とから構成さ
れている。そして、偏差回転量検出部３２は、回転量指
示部３０から与えられる設定回転量データとサーボモー
タ１５の回転位置を検出するために設けられた回転位置
検出装置３４から与えられる検出回転量データとを比較
し、また、回転指示部３３は、前記各回転量データが一
致するまでサーボモータ１５に回転指令を与え続ける。

一方、回転制御装置２８は、偏差回転量検出部３５と回
転指示部３６とから構成されている。そして、偏差回転
量検出部３５は、回転量指示部３１から与えられる設定
回転量データとサーボモータ１３の回転位置を検出する
ために設けられた回転位置検出装置３７から与えられる
検出回転量データとを比較し、また、回転指示部３６は
、前記各回転量データが一致するまでサーボモータ１３
に回転指令を与え続ける。

次に上記構成の作用について第２図も参照して説明する
。

切断幅設定装置２５に切断加工幅Ｋを設定すると、角度
演算部２９が設定された切断寸法幅Ｋに基づいて加工ヘ
ッド本体１４及び全反射ミラー１２の回転角度を演算す
る。つまり、第２図に示すように切断寸法幅かに１各第
２のミラー１９．２０．２１間の寸法がＬという関係か
ら計算式ａｒｃ　ｃｏｓ　　（Ｋ／　Ｌ）を導き、この
計算式に基づいて基準方向（矢印Ｂ方向）からの加工ヘ
ッド本体１４の回転角度θ２を求める。また、θ２−４
５＠−θ１／２という計算式に基づいて基準方向からの
全反射ミラー１２の回転角度θ２を求める。そして、回
転量指示部３０は回転角度θｌに基づいて設定回転量デ
ータを求め、これを回転制御装装置２７に出力する。す
ると、偏差回転量検出部３２に設定回転量データが与え
られることにより、回転指示部３３がサーボモータ１５
に回転指令を送出し、これによりサーボモータ１５が回
転し始める。このとき、偏差回転量検出部３２は、回転
量指示部３０から与えられた設定回転量データと回転位
置検出装置３４から与えられている検出回転量データと
を比較しており、両回転量データが一致したところで回
転指示部３３はサーボモータ１５に対する回転指令の送
出を断つ。この結果、サーボモータ１５は設定回転量デ
ータに対応するまで回転したところで停止するから、第
２図に示すように加工ヘッド本体１４は基準方向（矢印
Ｂ方向）から角度θｌだけ回転した位置に回転移動され
る。

次に、角度演算部２９において演算された回転角度θ２
は回転量指示部３１において設定回転量データに変換さ
れる。すると、偏差回転量検出部３５において回転量指
示部３１から与えられた設定回転量データと回転位置検
出装置３７から与えられる検出回転量データとを比較し
、両回転量データが一致するまで回転指示部３６はサー
ボモータ１３に対して回転指令を送出する。これにより
サーボモータ１３は設定回転量データに対応した角度だ
け回転する。この結果、全反射ミラー１２は基準方向か
ら角度θ２だけ回転した位置に回転移動する。

そして、以上のようにして加工ヘッド本体１４及び全反
射ミラー１２の回転角度が決定された状態でレーザ出力
装置１１を駆動すると、レーザ出力装置１１からのレー
ザは全反射ミラー１２で反射される。このとき、全反射
ミラー１２は反射レーザを各加工ヘッド１９，２０．２
１に向かわせる角度に位置されているから、この全反射
ミラー１２で反射したレーザは各ハーフミラ−１９，２
０を順に通過するときにその光の一部が反射して薄肉鉄
板２２に向かうと共に、各ノ１−フミラー１９．２０を
通過したレーザは全反射ミラー２１で反射して薄肉鉄板
２２に向かい、結局、レーザは薄肉鉄板２２上の複数箇
所に照射される。そして、薄肉鉄板２２を巻回状態から
順次導出させて矢印Ｃ方向に移動すると、薄肉鉄板２２
は複数のレーザ照射位置で切断される。ここで、上記レ
ーザ照射位置の配列方向は、基準方向から角度θまたけ
傾いているから、結局、基中方向に変換したときのレー
ザ照射間隔は、レーザ照射位置間である寸法りとｃｏｓ
θ１とを乗算して得られる寸法Ｌ　ｃｏｓθ１即ち設定
された切断寸法幅にとなる。

要するに、上記構成のものによれば、切断寸法幅を設定
するだけで、その切断寸法幅に相当した角度だけ加工ヘ
ッド本体１４が位置制御手段２３によって回転すると共
に、全反射ミラー１２が反射角度制御手段２４によって
レーザ出力装置１１からのレーザを各ミラー１９，２０
．２１に向かわせる角度に回転するから、レーザ出力装
置１１からのレーザは全反射ミラー１２及び各ミラー１
９．２０．２１を介して基準方向から所定角度傾いて配
列されたレーザ照射位置に照射され、これにより薄肉鉄
板２２は設定された切断寸法幅で切断されるようになる
。従って、各ミラーの位置を手動で夫々調整することに
より切断寸法幅を設定しなければならない従来例と違っ
て、切断寸法幅を設定するという簡単な作業で切断寸法
幅の変更を行なうことができる。しかも、各ミラーは加
工ヘッド本体１４に対して固定されているから、薄肉鉄
板２２の切断寸法幅のバラツキを極力抑えることができ
る。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、第
３図に示すようにレーザ出力装置１１と第１のミラーた
る全反射ミラー１２との間に／Ｘ−フミラー３８を位置
させ、レーザ出力装置１１からのレーザをハーフミラ−
３８を通過させてからＴＳ２のミラーたるハーフミラ−
１９に至るように設けると共に、ハーフミラ−１９で反
射した反射レーザを波加工物体に向かうように構成して
もよい。この場合、ハーフミラ−３８と全反射ミラー１
２との間は一定長であるから、加工ヘッド本体１４の回
転に伴うハーフミラ−１９の回転角度に応じて切断寸法
幅の設定幅を個々に設定できる。

また、上記実施例では、サーボモータ１３によって全反
射ミラー１２を回転するようにしたが、これに代えて、
加工ヘッド本体１４の回転を反射角度制御手段たる歯車
機構によって全反射ミラ１２に伝達することにより、レ
ーザ出力装置１１からのレーザを第２のミラー群に向か
わせるように構成してもよい。

その他、本発明は上記し且つ図面に示したものに限定さ
れることなく、例えば被加Ｉ−物体に対する切断加工の
みならず、溶接加工或いは表面処理に適用してもよい等
、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

［発明の効果］ 本発明は以上の記述から明らかなように、レーザ出力２
置からのレーザを反射すると共にその反射方向を自身の
回転に応じて変更ｏＪ能な第１のミラーを設け、前記第
１のミラーの回転軸心を回転中心とする円軌跡上を互い
に所定間隔を存した状態で回転すると共に上記第１のミ
ラーによる反射レーザを前記各レーザ照射位置に導く複
数の第２のミラーを設け、切断寸法幅が与えられると前
２第２のミラー群を前記被加工物体の移動方向と直交す
る基準方向から加工寸法幅に相当する所定角度だけ回転
させる位置制御手段を設け、前記第２のミラー群が前記
基準方向から所定角度回転した角度に位置決めされた状
態でレーザ出力装置からのレーザを前記第２のミラー群
に向かうように前記第１のミラーの回転角度を制御する
反射角度制御手段を設けて、加工寸法幅を設定するのみ
で被加工物体を所望長に加工できるようにしたので、被
加工物体に対する加工寸法幅の調整を簡単に行えると共
に、精度の高い加工寸法幅を得ることができるという優
れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は機械的構成を示す斜視図、第２図は電気的構成を
示すブロック図であり、第３図は一実施例における機械
的構成の変形例を示す平面図である。そして、第４図は
従来例を示す第１図相当図である。 図中、１１はレーザ出力装置、１２は全反射ミラー（第
１のミラー）、１３．１５はサーボモータ、１９．２０
はハーフミラ−（第２のミラー）２１は全反射ミラー（
第２のミラー）　２２は薄肉鉄板（被加工物体）、２３
は位置制御手段、２４は反射角度制御手段である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、少なくとも２以上のレーザ照射位置に対して長尺板
   状の被加工物体を相対移動することによりこの被加工物
   体を所定寸法幅で連続加工するものであって、レーザ出
   力装置からのレーザを反射するように設けられその反射
   方向を自身の回転に応じて変更可能な第１のミラーと、
   前記第１のミラーの回転軸心を回転中心とする円軌跡上
   を互いに所定間隔を存した状態で回転するように設けら
   れ上記第１のミラーによる反射レーザを前記各レーザ照
   射位置に導く複数の第２のミラーと、加工寸法幅が与え
   られると前記第２のミラー群を前記被加工物体の移動方
   向と直交する基準方向から加工寸法幅に相当する所定角
   度だけ回転させる位置制御手段と、前記第２のミラー群
   が前記基準方向から所定角度回転した角度に位置決めさ
   れた状態でレーザ出力装置からのレーザを前記第２のミ
   ラー群に向かうように前記第１のミラーの回転角度を制
   御する反射角度制御手段とを備えたことを特徴を有する
   レーザ加工装置。