JPH03124389A - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
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- JPH03124389A JPH03124389A JP1258736A JP25873689A JPH03124389A JP H03124389 A JPH03124389 A JP H03124389A JP 1258736 A JP1258736 A JP 1258736A JP 25873689 A JP25873689 A JP 25873689A JP H03124389 A JPH03124389 A JP H03124389A
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- condenser lens
- laser beam
- processing
- nozzle
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- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
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。
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、レーザ加工装置に関する。
(従来の技術)
従来のレーザ加工装置の一例を示す第5図において、レ
ーザ発振器1から出射されたレーザ光は、伝送ユニット
2の前端の反射ミラー2aで下方の加工ヘッド13に導
かれ、この加工ヘッド13の内部に設けられた集光レン
ズ16で集光されて下方の加工テーブル5の上面に載置
されたワーク4に照射される。
ーザ発振器1から出射されたレーザ光は、伝送ユニット
2の前端の反射ミラー2aで下方の加工ヘッド13に導
かれ、この加工ヘッド13の内部に設けられた集光レン
ズ16で集光されて下方の加工テーブル5の上面に載置
されたワーク4に照射される。
このように構成されたレーザ加工装置においては、集光
レンズ16とワーク4との距離をワーク4の形状変化に
対応させるために、従来から、伝送ユニット2を任意に
位置決めするNG制御装置19によるプログラム制御と
加工ヘッド13の先端付近に取付けられたハイドセンサ
などで集光レンズ16とワーク4との間が所定の間隔と
なるように加工ヘッド13を含むZ軸を上下動させたり
、加工テーブル5を水平移動させている。
レンズ16とワーク4との距離をワーク4の形状変化に
対応させるために、従来から、伝送ユニット2を任意に
位置決めするNG制御装置19によるプログラム制御と
加工ヘッド13の先端付近に取付けられたハイドセンサ
などで集光レンズ16とワーク4との間が所定の間隔と
なるように加工ヘッド13を含むZ軸を上下動させたり
、加工テーブル5を水平移動させている。
(発明が解決しようとする課題)
ところがこのような構成のレーザ加工装置においては、
長い伝送ユニット2で広い範囲の加工をするときには、
レーザビーム特性の変化による焦点の位置ずれで、ハイ
ドセンサなどによる加工ヘッド13の上下方向の位置制
御では、全加工範囲に亘って加工性能を均一にするのは
むつかしい。
長い伝送ユニット2で広い範囲の加工をするときには、
レーザビーム特性の変化による焦点の位置ずれで、ハイ
ドセンサなどによる加工ヘッド13の上下方向の位置制
御では、全加工範囲に亘って加工性能を均一にするのは
むつかしい。
とくに、厚板切断のときのように、板厚が増すほど適正
な加工条件が狭く限定される加工では、ワーク4の形状
によっては、レーザ加工装置を一度停めてその加工に適
する焦点距離の集光レンズ16に取り換えなければなら
ないので、作業がめんどうとなるだけでなく、設備の稼
動率も悪くなる。
な加工条件が狭く限定される加工では、ワーク4の形状
によっては、レーザ加工装置を一度停めてその加工に適
する焦点距離の集光レンズ16に取り換えなければなら
ないので、作業がめんどうとなるだけでなく、設備の稼
動率も悪くなる。
そこで、本発明の目的は、レーザ加工装置を停めること
なく、簡単な構造で多様な加工条件のワークに対応する
ことのできるレーザ加工装置を得ることである。
なく、簡単な構造で多様な加工条件のワークに対応する
ことのできるレーザ加工装置を得ることである。
(課題を解決するための手段)
本発明のレーザ加工装置は、レーザ発振器から伝送され
たレーザ光を加工ヘッドからワークに照射してワークを
加工するレーザ加工装置において、加工ヘッド内の上部
に第1の駆動機構でレーザ光軸方向に駆動される第1の
集光レンズを設け。
たレーザ光を加工ヘッドからワークに照射してワークを
加工するレーザ加工装置において、加工ヘッド内の上部
に第1の駆動機構でレーザ光軸方向に駆動される第1の
集光レンズを設け。
加工ヘッド内の下部に第2の集光レンズを設け、加工ヘ
ッドの下側に第2の駆動機構で伸縮するノズルを設け、
第1.第2の駆動機構に取付られた位置検出器の情報か
ら第1の集光レンズとノズルの位置を制御する制御装置
を設けたことを特徴とするレーザ加工装置である。
ッドの下側に第2の駆動機構で伸縮するノズルを設け、
第1.第2の駆動機構に取付られた位置検出器の情報か
ら第1の集光レンズとノズルの位置を制御する制御装置
を設けたことを特徴とするレーザ加工装置である。
(作 用)
このように二枚の集光レンズで焦点距離が変化すること
を、以下に説明する。
を、以下に説明する。
レンズの基本式、
1 +1 =1 、、、、、、■f
a:レンズと光源との距離
b=レンズと像との距離
f:レンズの焦点距離
で、レーザ光が入射する順序に従って第1の集光レンズ
による第1の像を求めると、第1の光源a1、第1の像
b1、第1の集光レンズの焦点距離f1とすれば、 =3− 4− となる。次に、この第1の像b1を第2の集光レンズの
光源と考えて第2の像を求めると、第2の像b2、第2
の集光レンズの焦点距離f2、第1と第2の集光レンズ
間の距離をIloとすれば、+づ−= 1 、、、
、、、。
による第1の像を求めると、第1の光源a1、第1の像
b1、第1の集光レンズの焦点距離f1とすれば、 =3− 4− となる。次に、この第1の像b1を第2の集光レンズの
光源と考えて第2の像を求めると、第2の像b2、第2
の集光レンズの焦点距離f2、第1と第2の集光レンズ
間の距離をIloとすれば、+づ−= 1 、、、
、、、。
℃。−b1b2f。
となり、第1.第2の集光レンズ間の距離Q。を変化さ
せることにより、最終焦点距離b2が変化することにな
る。
せることにより、最終焦点距離b2が変化することにな
る。
(実施例)
以下、本発明のレーザ加工装置の一実施例を図面を参照
して説明する。
して説明する。
第1図は本発明のレーザ加工装置の一実施例を示す要部
詳細縦断面図、第2図は第1図の集光系を示す説明図、
第3図は本発明のレーザ加工装置の全体説明図、第4図
は本発明のレーザ加工装置の制御ブロック図である。
詳細縦断面図、第2図は第1図の集光系を示す説明図、
第3図は本発明のレーザ加工装置の全体説明図、第4図
は本発明のレーザ加工装置の制御ブロック図である。
第1図、第3図において、レーザ加工装置は、レーザ発
振器1と、レーザ発振器1から出射されレーザ光を伝送
する伝送ユニット2と、図示しない枠体に取付けられた
加工ヘッド3と、被加工物4が載せられた加工テーブル
5と、加ニブログラムを出力するNC制御装置19と、
加工ヘッド3の中間上部に上下に移動自在に設けられた
集光レンズ15と、集光レンズ16の下部に取付られた
加工ノズル8の位置決めを制御するレーザ制御装置20
とから構成されている。
振器1と、レーザ発振器1から出射されレーザ光を伝送
する伝送ユニット2と、図示しない枠体に取付けられた
加工ヘッド3と、被加工物4が載せられた加工テーブル
5と、加ニブログラムを出力するNC制御装置19と、
加工ヘッド3の中間上部に上下に移動自在に設けられた
集光レンズ15と、集光レンズ16の下部に取付られた
加工ノズル8の位置決めを制御するレーザ制御装置20
とから構成されている。
加工ヘッド3は、図示しない枠体に取付られ、伝送ダク
トと連結される保護カバー6と、この保護カバー6の下
端に取付けられレーザ光を集光させる一対の集光レンズ
15.16を装着した中空形状の箱体7と、この箱体7
の下部に取付けられてアシストガスを噴出する加工ノズ
ル8から構成されている。
トと連結される保護カバー6と、この保護カバー6の下
端に取付けられレーザ光を集光させる一対の集光レンズ
15.16を装着した中空形状の箱体7と、この箱体7
の下部に取付けられてアシストガスを噴出する加工ノズ
ル8から構成されている。
箱体7内の集光レンズ15は、ホルダー15aに取付け
られ、ホルダー15aは、昇降用ガイド17.18で案
内され、昇降ねじ11と直結する電動機9Aで昇降自在
となっている。さらに、電動機9Aの上側には、ホルダ
ー15aの移動量(位置)を検出する検出器10Aが直
結されている。箱体7の下端にレーザ光軸と同軸に挿着
されたホルダー16aには、上述の集光レンズ16が取
付けられている。
られ、ホルダー15aは、昇降用ガイド17.18で案
内され、昇降ねじ11と直結する電動機9Aで昇降自在
となっている。さらに、電動機9Aの上側には、ホルダ
ー15aの移動量(位置)を検出する検出器10Aが直
結されている。箱体7の下端にレーザ光軸と同軸に挿着
されたホルダー16aには、上述の集光レンズ16が取
付けられている。
加工ノズル8は、下方が小径となった円筒の段付状に形
成され、箱体7下部に取付けられた昇降ねじ14と直結
された電動機9Bで、ホルダー14aを介して加工ノズ
ル8を昇降させる。
成され、箱体7下部に取付けられた昇降ねじ14と直結
された電動機9Bで、ホルダー14aを介して加工ノズ
ル8を昇降させる。
次に、比較制御回路22.25、デジタル変換器23゜
27、演算回路24.26、駆動回路21で構成された
レーザ制御装置20の制御内容を第2図〜第4図で説明
する。
27、演算回路24.26、駆動回路21で構成された
レーザ制御装置20の制御内容を第2図〜第4図で説明
する。
レーザ発振器1から出射されたレーザ光を任意に決めた
加工位置へ導くために、NG制御装置19から出力され
た加工範囲(レーザ発振器1から加工位置までのレーザ
光の伝送距離)Xを比較制御回路22へ入力する。比較
制御回路22では、あらかじめ記憶された加工範囲Xに
応じた集光レンズの焦点距離の値(短距離伝送(X:小
)では短焦点レンズ(ao:小)、長距離伝送(X:大
)では長焦点レンズ(Qo:大)を読み出し、集光レン
ズ15゜16間の距離ρ。を設定することで焦点距離を
決める。
加工位置へ導くために、NG制御装置19から出力され
た加工範囲(レーザ発振器1から加工位置までのレーザ
光の伝送距離)Xを比較制御回路22へ入力する。比較
制御回路22では、あらかじめ記憶された加工範囲Xに
応じた集光レンズの焦点距離の値(短距離伝送(X:小
)では短焦点レンズ(ao:小)、長距離伝送(X:大
)では長焦点レンズ(Qo:大)を読み出し、集光レン
ズ15゜16間の距離ρ。を設定することで焦点距離を
決める。
尚、上記比較制御回路22の加工範囲又と二つのレンズ
間の距離i0の関係は、レーザ発振器1の共振器構成(
共振器長、放電径、共振器内光学品の曲率など)が決ま
ると実験的、−位置に決まってくる6次に、加工ヘッド
3内の集光レンズ15の昇降駆動用の電動機9Aに直結
された検出器10Aで、現在の集光レンズ15の移動量
を検出する。
間の距離i0の関係は、レーザ発振器1の共振器構成(
共振器長、放電径、共振器内光学品の曲率など)が決ま
ると実験的、−位置に決まってくる6次に、加工ヘッド
3内の集光レンズ15の昇降駆動用の電動機9Aに直結
された検出器10Aで、現在の集光レンズ15の移動量
を検出する。
検出器10Aの信号はアンログ出力のため、デジタル変
換器23でデジタル信号に変換して演算回路24に入力
する。又、演算回路24には、比較制御回路22の出力
信号2゜も入力され、 Q、=La ・・・・・・■ の関係式が成りたつように演算される。
換器23でデジタル信号に変換して演算回路24に入力
する。又、演算回路24には、比較制御回路22の出力
信号2゜も入力され、 Q、=La ・・・・・・■ の関係式が成りたつように演算される。
次に、比較制御回路22の出力信号Q。によって先に記
憶した加工ノズル距離Qdの設定を、比較制御回路25
で行う。比較制御回路25の出力ffdと加工ノズル昇
降駆動用の電動機9Bに直結される検出器10Bで現在
の加工ノズル移動量Ldを検出し、デジターフ− 一8= ル信号に変換するデジタル変換器27を介して演算回路
26へ入力する。演算回路26では、ff1d = L
d ・・・・・・■の関係式が成りたつよう
に演算する。
憶した加工ノズル距離Qdの設定を、比較制御回路25
で行う。比較制御回路25の出力ffdと加工ノズル昇
降駆動用の電動機9Bに直結される検出器10Bで現在
の加工ノズル移動量Ldを検出し、デジターフ− 一8= ル信号に変換するデジタル変換器27を介して演算回路
26へ入力する。演算回路26では、ff1d = L
d ・・・・・・■の関係式が成りたつよう
に演算する。
ここで、上記■、0式が成りたつタイミング、すなわち
、駆動回路21への久方信号が、レーザ発振器1からの
レーザ光の出射タイミングで集光レンズ15と加工ノズ
ル8の位置決め(停止指令)のタイミングとなる。
、駆動回路21への久方信号が、レーザ発振器1からの
レーザ光の出射タイミングで集光レンズ15と加工ノズ
ル8の位置決め(停止指令)のタイミングとなる。
このように、NC制御装置からの加工範囲X、検出器1
0Aからの集光レンズ15の移動量La、検出器13か
らの加工ノズル8の移動量Ldで、一対の集光レンズ1
5.16の最適な焦点距離設定とレーザ照射タイミング
を制御する。
0Aからの集光レンズ15の移動量La、検出器13か
らの加工ノズル8の移動量Ldで、一対の集光レンズ1
5.16の最適な焦点距離設定とレーザ照射タイミング
を制御する。
尚、以上の説明では、光学系として昇降の集光レンズ1
5に凹レンズ、固定用の集光レンズ16に凸レンズを用
いたが、上下方向の1対のレンズ構成で集光レンズ15
と集光レンズ16間の距離を変えることができ、焦点距
離を変えることができる集光レンズであればどのような
形状のものでもよい。
5に凹レンズ、固定用の集光レンズ16に凸レンズを用
いたが、上下方向の1対のレンズ構成で集光レンズ15
と集光レンズ16間の距離を変えることができ、焦点距
離を変えることができる集光レンズであればどのような
形状のものでもよい。
又、単独の集光レンズでも、上下方向に移動可能で任意
に焦点距離を変える機構であってもよい。
に焦点距離を変える機構であってもよい。
以上、本発明によれば、レーザ発振器から伝送されたレ
ーザ光を加工ヘッドからワークに照射してワークを加工
するレーザ加工装置において、加工ヘッドの内部の上部
の上部に駆動機構で上下に駆動される集光レンズを設け
、加工ヘッドの下部に固定された集光レンズと駆動機構
で上下に駆動されるノズルを設け、上記二つの駆動機構
に取付けられた位置検出器の出力から上記加工ヘッド内
部の集光レンズと下部のノズルの位置を制御する制御装
置を設けることで、ワークに応じてワークに照射される
レーザ光の焦点距離を変えたので、設備の稼動率を落と
すことなく多様な加工条件のワークを加工することので
きるレーザ加工装置を得ることができる。
ーザ光を加工ヘッドからワークに照射してワークを加工
するレーザ加工装置において、加工ヘッドの内部の上部
の上部に駆動機構で上下に駆動される集光レンズを設け
、加工ヘッドの下部に固定された集光レンズと駆動機構
で上下に駆動されるノズルを設け、上記二つの駆動機構
に取付けられた位置検出器の出力から上記加工ヘッド内
部の集光レンズと下部のノズルの位置を制御する制御装
置を設けることで、ワークに応じてワークに照射される
レーザ光の焦点距離を変えたので、設備の稼動率を落と
すことなく多様な加工条件のワークを加工することので
きるレーザ加工装置を得ることができる。
第1図は本発明のレーザ加工装置の一実施例を示す要部
詳細縦断面図、第2図、第3図は本発明のレーザ加工装
置の作用を示す説明図、第4図は本発明のレーザ加工装
置の制御ブロック図、第5図は従来のレーザ加工装置の
一例を示す図である。 1・・・レーザ発振器 3・・・加工ヘッド8・・
・ノズル 15・・・第1の集光レンズ16
・・・第2の集光レンズ 19・・・NG制御装置20
・・・レーザ制御装置 (8733) 代理人 弁理士 猪 股 祥 晃(ほ
か1名)11−
詳細縦断面図、第2図、第3図は本発明のレーザ加工装
置の作用を示す説明図、第4図は本発明のレーザ加工装
置の制御ブロック図、第5図は従来のレーザ加工装置の
一例を示す図である。 1・・・レーザ発振器 3・・・加工ヘッド8・・
・ノズル 15・・・第1の集光レンズ16
・・・第2の集光レンズ 19・・・NG制御装置20
・・・レーザ制御装置 (8733) 代理人 弁理士 猪 股 祥 晃(ほ
か1名)11−
Claims (1)
- レーザ発振器から伝送されたレーザ光を加工ヘッドから
ワークに照射してワークを加工するレーザ加工装置にお
いて、前記加工ヘッド内の上部に第1の駆動機構でレー
ザ光軸方向に駆動される第1の集光レンズを設け、前記
加工ヘッド内の下部に第2の集光レンズを設け、前記加
工ヘッドの下側に第2の駆動機構で伸縮するノズルを設
け、前記第1及び第2の駆動機構に取付けられた位置検
出器の情報から前記第1の集光レンズとノズルの位置を
制御する制御装置を設けたことを特徴とするレーザ加工
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1258736A JPH03124389A (ja) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1258736A JPH03124389A (ja) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | レーザ加工装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03124389A true JPH03124389A (ja) | 1991-05-27 |
Family
ID=17324371
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1258736A Pending JPH03124389A (ja) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03124389A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015029466A1 (ja) * | 2013-08-28 | 2015-03-05 | 三菱重工業株式会社 | レーザ加工装置 |
WO2015029467A1 (ja) * | 2013-08-28 | 2015-03-05 | 三菱重工業株式会社 | レーザ加工装置 |
JP2020060725A (ja) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | レーザ発振器及びそれを用いたレーザ加工装置 |
-
1989
- 1989-10-05 JP JP1258736A patent/JPH03124389A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015029466A1 (ja) * | 2013-08-28 | 2015-03-05 | 三菱重工業株式会社 | レーザ加工装置 |
WO2015029467A1 (ja) * | 2013-08-28 | 2015-03-05 | 三菱重工業株式会社 | レーザ加工装置 |
JP2015044225A (ja) * | 2013-08-28 | 2015-03-12 | 三菱重工業株式会社 | レーザ加工装置 |
CN105636738A (zh) * | 2013-08-28 | 2016-06-01 | 三菱重工业株式会社 | 激光加工装置 |
EP3025819A4 (en) * | 2013-08-28 | 2016-09-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | LASER PROCESSING DEVICE |
CN105636738B (zh) * | 2013-08-28 | 2017-11-28 | 三菱重工业株式会社 | 激光加工装置 |
JP2020060725A (ja) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | レーザ発振器及びそれを用いたレーザ加工装置 |
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