JPH03189089A - レーザー加工装置 - Google Patents
レーザー加工装置Info
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- JPH03189089A JPH03189089A JP1326097A JP32609789A JPH03189089A JP H03189089 A JPH03189089 A JP H03189089A JP 1326097 A JP1326097 A JP 1326097A JP 32609789 A JP32609789 A JP 32609789A JP H03189089 A JPH03189089 A JP H03189089A
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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】
〈産業上の利用分野〉
本発明はレーザー光の結像位置を、被加工材の厚さに応
じて制御すると共に被加工材に対する加工位置とレーザ
ー発振器との距離の変化に応じて制御することが出来る
レーザー加工装置に関するものである。
じて制御すると共に被加工材に対する加工位置とレーザ
ー発振器との距離の変化に応じて制御することが出来る
レーザー加工装置に関するものである。
〈従来の技術〉
従来より、レーザー発振器から出射されたレーザー光を
被加工材に照射して切断或いは溶接する技術が用いられ
ている。
被加工材に照射して切断或いは溶接する技術が用いられ
ている。
前記技術にあっては、レーザー発振器から出射されたレ
ーザー光をレンズによって集光することで、被加工材に
対し切断或いは溶接等の作業に応じて適切なレーザース
ポットを形成している。前記レンズは被加工材の材質に
応じて、或いは被加工材の厚さに応じて焦点距離の異な
るものが用いられている。例えば、被加工材が非金属で
ある場合には、焦点距離2.5inのレンズを用いてい
る。
ーザー光をレンズによって集光することで、被加工材に
対し切断或いは溶接等の作業に応じて適切なレーザース
ポットを形成している。前記レンズは被加工材の材質に
応じて、或いは被加工材の厚さに応じて焦点距離の異な
るものが用いられている。例えば、被加工材が非金属で
ある場合には、焦点距離2.5inのレンズを用いてい
る。
また被加工材が金属であって、板厚が3.2ms以下で
ある場合には焦点距離2.5inのレンズ、板厚が3.
2閣〜9■の場合には焦点距離5inのレンズ、板厚が
911Im以上の場合には焦点距離7.5inのレンズ
が夫々用いられている。
ある場合には焦点距離2.5inのレンズ、板厚が3.
2閣〜9■の場合には焦点距離5inのレンズ、板厚が
911Im以上の場合には焦点距離7.5inのレンズ
が夫々用いられている。
また定盤上に載置された被加工材に対し所定の加工線に
沿ってレーザースポットを走査させて二次元形状を切断
するレーザー切断装置、或いは溶接を実施するレーザー
溶接装置等のレーザー加工装置が開発されている。これ
等のレーザー加工装置にあってはレーザー発振器の出力
が小さく、鋼板を切断する場合には厚さ数鵬程度を切断
し得るのみである。前記レーザー加工装置に於いて、レ
ーザー発振器は装置本体に固定して配置されるか、或い
は装置本体とは別個に配置されるのが一般である。
沿ってレーザースポットを走査させて二次元形状を切断
するレーザー切断装置、或いは溶接を実施するレーザー
溶接装置等のレーザー加工装置が開発されている。これ
等のレーザー加工装置にあってはレーザー発振器の出力
が小さく、鋼板を切断する場合には厚さ数鵬程度を切断
し得るのみである。前記レーザー加工装置に於いて、レ
ーザー発振器は装置本体に固定して配置されるか、或い
は装置本体とは別個に配置されるのが一般である。
最近に至り、出力数キロワットのレーザー発振器が開発
されている。このレーザー発振器を有するレーザー加工
装置にあっては、厚さ敢闘から数十間にわたる鋼板を切
断し或いは溶接することが可能である。
されている。このレーザー発振器を有するレーザー加工
装置にあっては、厚さ敢闘から数十間にわたる鋼板を切
断し或いは溶接することが可能である。
一方、レーザー発振器から出射されたレーザー光は鋭い
指向性を有しているが、このレーザー光は平行光線では
無く、数ミリラジアンの拡がり角度を有している。
指向性を有しているが、このレーザー光は平行光線では
無く、数ミリラジアンの拡がり角度を有している。
〈発明が解決しようとする課題〉
従来のレーザー加工装置にあっては、被加工材に切断作
業或いは溶接作業を実施する場合、レーザー光を被加工
材の表面或いは表面から数m−1%[隔した位置に結像
させて加工している。また加工能力が小さいため被加工
材のサイズは900s X 1200−11200II
I11×24001!ll11等の所謂規格サイズであ
ることが多い。
業或いは溶接作業を実施する場合、レーザー光を被加工
材の表面或いは表面から数m−1%[隔した位置に結像
させて加工している。また加工能力が小さいため被加工
材のサイズは900s X 1200−11200II
I11×24001!ll11等の所謂規格サイズであ
ることが多い。
被加工材に対し所定の加工を行う場合、レーザー光の有
するエネルギを有効に利用することが加工効率の向上及
び加工部位の品質の向上につながる。このため、被加工
材の板厚に応じてレーザー光を集光するレンズとして焦
点距離の異なるレンズを用い、レーザー光の結像位置を
変化させている。然し、焦点距離の長いレンズは高価で
あり、且つ作業の都度レンズを交換することは煩雑であ
る。
するエネルギを有効に利用することが加工効率の向上及
び加工部位の品質の向上につながる。このため、被加工
材の板厚に応じてレーザー光を集光するレンズとして焦
点距離の異なるレンズを用い、レーザー光の結像位置を
変化させている。然し、焦点距離の長いレンズは高価で
あり、且つ作業の都度レンズを交換することは煩雑であ
る。
また切断板厚或いは溶接板厚等の加工能力を増加させた
場合、板厚の増加に伴って被加工材の寸法も大きくなり
、幅数m、長さ数十mに及ぶ場合もある。このため、軽
量且つ剛性の高い装置本体を構成することが必要となる
。従って、レーザー発振器と装置本体とを別個に構成し
、レーザー発振器をフロア上に固定して配置することが
好ましい。
場合、板厚の増加に伴って被加工材の寸法も大きくなり
、幅数m、長さ数十mに及ぶ場合もある。このため、軽
量且つ剛性の高い装置本体を構成することが必要となる
。従って、レーザー発振器と装置本体とを別個に構成し
、レーザー発振器をフロア上に固定して配置することが
好ましい。
被加工材の寸法が大きくなった場合、被加工材に対する
加工の進行に応じたレーザー発振器とレーザー光の照射
位置との距離変化が大きくなり、この距離の変化に応じ
てレーザー光の結像位置が変化する。このため、被加工
材に対する作業が定常的に実施されず、例えば切断作業
にあっては切断面の平面度或いは面粗度等が変動し、ま
た溶接作業にあっては溶は込み深さが変動する等の問題
がある。
加工の進行に応じたレーザー発振器とレーザー光の照射
位置との距離変化が大きくなり、この距離の変化に応じ
てレーザー光の結像位置が変化する。このため、被加工
材に対する作業が定常的に実施されず、例えば切断作業
にあっては切断面の平面度或いは面粗度等が変動し、ま
た溶接作業にあっては溶は込み深さが変動する等の問題
がある。
本発明の目的は、レンズを交換すること無く、被加工材
の厚さに応じてレーザー光の結像位置を変化させると共
に、レーザー発振器とレーザー光の照射位置との距離の
変化に係わらずレーザー光の結像位置を一定位置に維持
することが出来るレーザー加工装置を提供するものであ
る。
の厚さに応じてレーザー光の結像位置を変化させると共
に、レーザー発振器とレーザー光の照射位置との距離の
変化に係わらずレーザー光の結像位置を一定位置に維持
することが出来るレーザー加工装置を提供するものであ
る。
く課題を解決するための手段〉
上記課題を解決するために本発明に係るレーザー加工装
置は、レーザー光の光軸上に配置され被加工材の厚さ方
向にレーザー光を結像するための第1光学手段と、前記
第1光学手段と前記レーザー発振器との間にレーザー光
の光軸に沿って移動可能に配設された第2光学手段と、
被加工材の厚さに応じて前記第2光学手段を移動制御す
ると共に被加工材に対する加工の進行に応じてレーザー
発振器とレーザー光の照射位置との距離を演算し前記演
算結果に応じて前記第2光学手段を移動制御するための
制御手段とを有して構成されるものである。
置は、レーザー光の光軸上に配置され被加工材の厚さ方
向にレーザー光を結像するための第1光学手段と、前記
第1光学手段と前記レーザー発振器との間にレーザー光
の光軸に沿って移動可能に配設された第2光学手段と、
被加工材の厚さに応じて前記第2光学手段を移動制御す
ると共に被加工材に対する加工の進行に応じてレーザー
発振器とレーザー光の照射位置との距離を演算し前記演
算結果に応じて前記第2光学手段を移動制御するための
制御手段とを有して構成されるものである。
〈作用〉
上記手段に於いて、レーザー発振器から出射されたレー
ザー光を、制御手段によって移動制御される第2光学手
段及び第1光学手段を経て被加工材に照射することで、
この被加工材の厚さ方向所定位置に結像させることが出
来る。
ザー光を、制御手段によって移動制御される第2光学手
段及び第1光学手段を経て被加工材に照射することで、
この被加工材の厚さ方向所定位置に結像させることが出
来る。
即ち、レーザー発振器と第1光学手段との間にレーザー
光の光軸に沿って移動可能な第2光学手段を設け、この
第2光学手段を被加工材の厚さに応じた位置まで光軸に
沿って移動させることで、第1光学手段に入射するレー
ザー光の入射面の径を変化させ、これにより被加工材の
厚さ方向に対し被加工材の厚さに応じてレーザー光を結
像させることが出来る。
光の光軸に沿って移動可能な第2光学手段を設け、この
第2光学手段を被加工材の厚さに応じた位置まで光軸に
沿って移動させることで、第1光学手段に入射するレー
ザー光の入射面の径を変化させ、これにより被加工材の
厚さ方向に対し被加工材の厚さに応じてレーザー光を結
像させることが出来る。
実験の結果、被加工材に対するレーザー光の結像位置は
、被加工材の板厚が暑い場合にはこの被加工材の内部に
設定し、また板厚が薄い場合には被加工材の表面から離
隔させた位置に設定することが好ましい。
、被加工材の板厚が暑い場合にはこの被加工材の内部に
設定し、また板厚が薄い場合には被加工材の表面から離
隔させた位置に設定することが好ましい。
またレーザー発振器と第1光学手段との距離変化に応じ
て第2光学手段を光軸に沿って移動させることで、被加
工材の厚さに応じた位置に設定されたレーザーの結像位
置を維持することが出来る。
て第2光学手段を光軸に沿って移動させることで、被加
工材の厚さに応じた位置に設定されたレーザーの結像位
置を維持することが出来る。
レーザー光の拡がり角度は、レーザー光の波長とレーザ
ー発振器に於いて出射されたレーザー光の径に依存する
。また被加工材の厚さに応じて既にこの被加工材に対す
るレーザー光の結像位置が設定されている場合、第1光
学手段によるレーザー光の結像位置は、第1光学手段と
被加工材との距離及びレーザー発振器と第1光学手段と
の距離に依存する。
ー発振器に於いて出射されたレーザー光の径に依存する
。また被加工材の厚さに応じて既にこの被加工材に対す
るレーザー光の結像位置が設定されている場合、第1光
学手段によるレーザー光の結像位置は、第1光学手段と
被加工材との距離及びレーザー発振器と第1光学手段と
の距離に依存する。
従って、第1光学手段と被加工材との間隔を一定とした
場合、レーザー光の結像位置はレーザー光が第1光学手
段に入射する際の入射面の径に応して変化する。即ち、
第1光学手段に入射するレーザー光の入射面の径が一定
であれば、レーザー光の結像位置は同一位置となる。
場合、レーザー光の結像位置はレーザー光が第1光学手
段に入射する際の入射面の径に応して変化する。即ち、
第1光学手段に入射するレーザー光の入射面の径が一定
であれば、レーザー光の結像位置は同一位置となる。
このため、レーザー発振器と第1光学手段との間にレー
ザー光の光軸に沿って移動可能な第2光学手段を設け、
制御手段によって加工の進行に応じたレーザー発振器と
第1光学手段との距離を演算すると共に、この演算結果
に従って前記第2光学手段を光軸に沿って移動させるこ
とで、第1光学手段に入射するレーザー光の入射面の径
を一定に維持することが出来る。即ち、レーザー光の結
像位置を一定位置に維持することが出来る。
ザー光の光軸に沿って移動可能な第2光学手段を設け、
制御手段によって加工の進行に応じたレーザー発振器と
第1光学手段との距離を演算すると共に、この演算結果
に従って前記第2光学手段を光軸に沿って移動させるこ
とで、第1光学手段に入射するレーザー光の入射面の径
を一定に維持することが出来る。即ち、レーザー光の結
像位置を一定位置に維持することが出来る。
〈実施例〉
以下上記手段を適用したレーザー切断装置の一実施例に
ついて図を用いて説明する。
ついて図を用いて説明する。
第1図はレーザー切断装置の全体説明図、第2図及び第
3図はトーチブロックの説明図、第4図は制御系のブロ
ック説明図、第5図(A)〜(E)は被加工材に対する
結像点の説明図、第6図はフローチャートである。
3図はトーチブロックの説明図、第4図は制御系のブロ
ック説明図、第5図(A)〜(E)は被加工材に対する
結像点の説明図、第6図はフローチャートである。
先ず第1図によりレーザー切断装置(以下単に「切断装
置1という)Aの全体構成について説明する。前記切断
装置fAは、鋼板9ステンレス鋼板プラスチツクボード
、合板等の被加工材を所定の形状に切断するための切断
装置として構成されている。特に本実施例では、被切断
材Bとして鋼板を用い、この被切断材Bから予め設定さ
れた形状を切り抜くための所謂数値制御方式の切断装置
Aとして構成されている。
置1という)Aの全体構成について説明する。前記切断
装置fAは、鋼板9ステンレス鋼板プラスチツクボード
、合板等の被加工材を所定の形状に切断するための切断
装置として構成されている。特に本実施例では、被切断
材Bとして鋼板を用い、この被切断材Bから予め設定さ
れた形状を切り抜くための所謂数値制御方式の切断装置
Aとして構成されている。
図に於いて、X方向に沿って平行に敷設されたレール1
上に走行フレーム2が配置されている。
上に走行フレーム2が配置されている。
この走行フレーム2はXモーター2aによって駆動され
、X方向に走行可能に構成されている。
、X方向に走行可能に構成されている。
前記走行フレーム2上にはX方向に沿って横行フレーム
3が設けられている。この横行フレーム3にはX方向に
平行な横行レール3aが固着されている。
3が設けられている。この横行フレーム3にはX方向に
平行な横行レール3aが固着されている。
前記横行レール3aには、Xモーター4aによって駆動
され、X方向に沿って移動可能な横行キャリッジ4が設
けられている。
され、X方向に沿って移動可能な横行キャリッジ4が設
けられている。
横行キャリッジ4には、2モーター5aによって駆動さ
れ、2方向即ち上下方向に移動可能な昇降ブラケット5
が設けられている。
れ、2方向即ち上下方向に移動可能な昇降ブラケット5
が設けられている。
前記昇降ブラケット5に被切断材Bにレーザー光を照射
するトーチブロック6が取り付けられている。
するトーチブロック6が取り付けられている。
レーザー発振器7はフロア上の所定位置に固定して設け
られており、このレーザー発振器7とトーチブロック6
との間はレーザー光通路8によって接続されている。前
記レーザー光通路8は、X方向に平行に設けられた蛇腹
8a、X方向に平行に設けられた蛇腹8b、z方向に平
行に設けられた蛇1t18c、走行フレーム2に固着さ
れたミラーユニット8d、横行キャリッジ4に固着され
たミラーユニソト8eによって構成されている。
られており、このレーザー発振器7とトーチブロック6
との間はレーザー光通路8によって接続されている。前
記レーザー光通路8は、X方向に平行に設けられた蛇腹
8a、X方向に平行に設けられた蛇腹8b、z方向に平
行に設けられた蛇1t18c、走行フレーム2に固着さ
れたミラーユニット8d、横行キャリッジ4に固着され
たミラーユニソト8eによって構成されている。
制御装置9はXモーター2a、Xモーター4a2モータ
ー5a等の駆動モーターを制御してトーチブロック6の
位置を制御すると共に、レーザー発振器7によるレーザ
ー光の出射時期、及び後述する移動レンズ11の移動方
向及び移動量等を制御するものである。
ー5a等の駆動モーターを制御してトーチブロック6の
位置を制御すると共に、レーザー発振器7によるレーザ
ー光の出射時期、及び後述する移動レンズ11の移動方
向及び移動量等を制御するものである。
上記の如く構成した切断装置Aによって被切断材Bを切
断する際の動作を簡単に説明する。
断する際の動作を簡単に説明する。
制御装置9に予め被切断材Bに対する切断情報を入力し
、切断作業を開始すると、前記情報に従ってXモーター
2a、Xモーター4aに制御パルスが与えられ、トーチ
ブロック6が所定の速度で所定の方向に移動する。そし
てトーチブロック6の移動と同期してレーザー発振器7
を駆動してレーザー光を出射させると、レーザー発振器
7から出射されたレーザー光は蛇腹8aを通ってX方向
に沿って進行し、ミラーユニット8dによってX方向に
屈折され、蛇118bを通って横行キャリッジ4に固着
したミラーユニット8eに至り、ミラーユニッ1−8e
に於いて2方向に屈折され、蛇腹8cを通ってトーチブ
ロック6に至る。そしてトーチブロック6から被切断材
Bに照射され、この被切断材Bを所定の形状で切断する
。
、切断作業を開始すると、前記情報に従ってXモーター
2a、Xモーター4aに制御パルスが与えられ、トーチ
ブロック6が所定の速度で所定の方向に移動する。そし
てトーチブロック6の移動と同期してレーザー発振器7
を駆動してレーザー光を出射させると、レーザー発振器
7から出射されたレーザー光は蛇腹8aを通ってX方向
に沿って進行し、ミラーユニット8dによってX方向に
屈折され、蛇118bを通って横行キャリッジ4に固着
したミラーユニット8eに至り、ミラーユニッ1−8e
に於いて2方向に屈折され、蛇腹8cを通ってトーチブ
ロック6に至る。そしてトーチブロック6から被切断材
Bに照射され、この被切断材Bを所定の形状で切断する
。
次にトーチブロック6の構成について第2図及び第3図
により説明する。
により説明する。
トーチブロック6は横行キャリッジ4に設けた昇降ブラ
ケット5にトーチブラケット5bを介して取り付けられ
ており、2モーター5aによって駆動され、昇降ブラケ
ット5と共に上下方向に昇降可能に構成されている。
ケット5にトーチブラケット5bを介して取り付けられ
ており、2モーター5aによって駆動され、昇降ブラケ
ット5と共に上下方向に昇降可能に構成されている。
またトーチブロック6は、ノズル6a、ノズル6aを固
着するための第1筒体6b、第1光学手段となる固定レ
ンズ10.固定レンズ10を固着するための第2筒体6
c、第2光学手段となる移動レンズ11.移動レンズ1
1を固着するための第3筒体6d、第3筒体6dの移動
機構12.移動機構12を駆動するためのモーター6e
によって構成されている。
着するための第1筒体6b、第1光学手段となる固定レ
ンズ10.固定レンズ10を固着するための第2筒体6
c、第2光学手段となる移動レンズ11.移動レンズ1
1を固着するための第3筒体6d、第3筒体6dの移動
機構12.移動機構12を駆動するためのモーター6e
によって構成されている。
ノズル6aは第1筒体6bに着脱可能に装着されている
。このノズル6aは内部にレーザー光を通過させると共
に、炭酸ガス、窒素ガス、ヘリウムガスからなるアシス
トガスを通過させるためのテーパ状の孔6a+が形成さ
れている。
。このノズル6aは内部にレーザー光を通過させると共
に、炭酸ガス、窒素ガス、ヘリウムガスからなるアシス
トガスを通過させるためのテーパ状の孔6a+が形成さ
れている。
第1筒体6bの上端(第3図に於ける上側、以下同じ)
には、第2筒体6Cの下端(第3図に於ける下側、以下
同じ)に形成したフランジ6C+と当接するフランジ6
b、が形成されている。また第1筒体6bの側面所定位
置には、この第1筒体6bの内部に形成された室6bz
にアシストガスを供給するためのホース13を取り付け
るための二・ノズル13aが固着されている。
には、第2筒体6Cの下端(第3図に於ける下側、以下
同じ)に形成したフランジ6C+と当接するフランジ6
b、が形成されている。また第1筒体6bの側面所定位
置には、この第1筒体6bの内部に形成された室6bz
にアシストガスを供給するためのホース13を取り付け
るための二・ノズル13aが固着されている。
第1筒体6bは、第2筒体6Cに形成したフランジ6c
+に設けた位置決め機構14を介して、第2筒体6cに
取り付けられている。
+に設けた位置決め機構14を介して、第2筒体6cに
取り付けられている。
前記位置決め機構14は、断面がL字状に形成され、且
つ第1筒体6bの外径よりも大きな内径を有する孔14
a 、とフランジ6c+の外径と略等しい外径とを有し
てリング状に形成された保持部材14aと、保持部材1
4aと螺合し、且つ先端がフランジ6b、の側面と当接
するネジ部材14bとによって構成されている。そして
、孔14a1に第1筒体6bを嵌挿した保持部材14a
をフランジ6c、に図示しないネジによって締結するこ
とで、第1筒体6bが第2筒体6Cに取り付けられてい
る。従って、第1筒体6bはレーザー光の光軸15と直
角方向に移動可能に構成されている。
つ第1筒体6bの外径よりも大きな内径を有する孔14
a 、とフランジ6c+の外径と略等しい外径とを有し
てリング状に形成された保持部材14aと、保持部材1
4aと螺合し、且つ先端がフランジ6b、の側面と当接
するネジ部材14bとによって構成されている。そして
、孔14a1に第1筒体6bを嵌挿した保持部材14a
をフランジ6c、に図示しないネジによって締結するこ
とで、第1筒体6bが第2筒体6Cに取り付けられてい
る。従って、第1筒体6bはレーザー光の光軸15と直
角方向に移動可能に構成されている。
上記の如く、第1筒体6bを位置決め機構14を介して
第2筒体6Cに取り付けることで、ノズル6aに形成し
た孔6a+の中心をレーザー光の光軸15と一致させる
ことが可能である。
第2筒体6Cに取り付けることで、ノズル6aに形成し
た孔6a+の中心をレーザー光の光軸15と一致させる
ことが可能である。
第2筒体6cの内部下端には、固定レンズ10が保持部
材10aを介して取り付けられている。この固定レンズ
10の中心はレーザー光の光軸15と一致して配置され
ている。
材10aを介して取り付けられている。この固定レンズ
10の中心はレーザー光の光軸15と一致して配置され
ている。
固定レンズ10は予め設定された被切断材Bとの距離に
応じた焦点距離を持った凸レンズによって構成され、入
射したレーザー光を集光して被切断材Bの厚さ方向所定
位置に結像するものである。
応じた焦点距離を持った凸レンズによって構成され、入
射したレーザー光を集光して被切断材Bの厚さ方向所定
位置に結像するものである。
本実施例では固定レンズ10として焦点距離2.5in
の凸レンズを用いている。
の凸レンズを用いている。
第2筒体6cの上端にはフランジ6CXが形成されてお
り、このフランジ6c!を介して後述する移動機構12
が構成されている。また第2筒体6cの側面所定位置に
は上下方向に長大6C3が形成されている。
り、このフランジ6c!を介して後述する移動機構12
が構成されている。また第2筒体6cの側面所定位置に
は上下方向に長大6C3が形成されている。
本実施例に於いて、図に示すように第2筒体6Cは2本
の筒体を固着して構成しているが、これはトーチブロッ
ク6を組み立てる際の作業を容易にするための処置であ
り、この第2筒体6cを1本の筒体で構成しても、或い
は複数の筒体で構成しても良い。
の筒体を固着して構成しているが、これはトーチブロッ
ク6を組み立てる際の作業を容易にするための処置であ
り、この第2筒体6cを1本の筒体で構成しても、或い
は複数の筒体で構成しても良い。
第2筒体6Cの内部には複数の直進軸受16が設けられ
ており、この直進軸受16を介して第3筒体6dが光軸
15に沿って移動可能に配設されている。
ており、この直進軸受16を介して第3筒体6dが光軸
15に沿って移動可能に配設されている。
第3筒体6dの下端には移動レンズ11が保持部材11
aを介して取り付けられている。この移動レンズ11の
中心はレーザー光の光軸15と一致して配置されている
。
aを介して取り付けられている。この移動レンズ11の
中心はレーザー光の光軸15と一致して配置されている
。
第3筒体6dの上端には移動機構12を構成するネジ部
材12aが固着されている。また第3筒体6dの側面で
あって、第2筒体6cに形成した長穴6c3と対応する
位置には、この長穴6+4と係合して第3筒体6dの回
転を防止するための回転防止部材edlが固着されてい
る。
材12aが固着されている。また第3筒体6dの側面で
あって、第2筒体6cに形成した長穴6c3と対応する
位置には、この長穴6+4と係合して第3筒体6dの回
転を防止するための回転防止部材edlが固着されてい
る。
移動レンズ11は所定の焦点距離を持った凸レンズによ
って構成されており、入射したレーザー光を集光して固
定レンズ10に入射させるものである。
って構成されており、入射したレーザー光を集光して固
定レンズ10に入射させるものである。
また移動レンズ11は、被切断材Bの板厚に応じて固定
レンズ10に入射するレーザー光の入射面の径を変化さ
せ、これにより被切断材Bの板厚方向所定位置にレーザ
ー光を結像させるものである。更に、移動レンズ11は
、前述の如くして被切断材Bの板厚に応じてレーザー光
の結像位置を設定した後、レーザー発振器7とトーチブ
ロック6との距離の変化に応じて変化する移動レンズ1
1に入射するレーザー光の入射面の径に係わらず固定レ
ンズ10に入射するレーザー光の入射面の径を一定に維
持するものである。このため、移動レンズ11はレーザ
ー光の光軸15に沿って軸方向に移動し得るように構成
されている。即ち、移動レンズ11を取り付けた第3筒
体6dが光軸15に沿って移動し得るように構成されて
いる。本実施例では移動レンズ11として焦点距離5i
nの凸レンズを用いている。
レンズ10に入射するレーザー光の入射面の径を変化さ
せ、これにより被切断材Bの板厚方向所定位置にレーザ
ー光を結像させるものである。更に、移動レンズ11は
、前述の如くして被切断材Bの板厚に応じてレーザー光
の結像位置を設定した後、レーザー発振器7とトーチブ
ロック6との距離の変化に応じて変化する移動レンズ1
1に入射するレーザー光の入射面の径に係わらず固定レ
ンズ10に入射するレーザー光の入射面の径を一定に維
持するものである。このため、移動レンズ11はレーザ
ー光の光軸15に沿って軸方向に移動し得るように構成
されている。即ち、移動レンズ11を取り付けた第3筒
体6dが光軸15に沿って移動し得るように構成されて
いる。本実施例では移動レンズ11として焦点距離5i
nの凸レンズを用いている。
次に移動機構12の構成について説明する。
第2筒体6cの上端に形成したフランジ6czの外周に
軸受12bが固着されている。この軸受12bにはギヤ
12cが回転可能に支承されている。
軸受12bが固着されている。この軸受12bにはギヤ
12cが回転可能に支承されている。
前記ギヤ12cは円筒部12c1と、この円筒部12c
1の上端に形成されたギヤ部12c2とによって構成さ
れている。そして円筒部12c1の下端内部に形成され
た嵌合部を介して軸受12bと嵌合している。またギヤ
部12c2の中心にはネジ部材12dを固着するための
孔12c、が形成されている。
1の上端に形成されたギヤ部12c2とによって構成さ
れている。そして円筒部12c1の下端内部に形成され
た嵌合部を介して軸受12bと嵌合している。またギヤ
部12c2の中心にはネジ部材12dを固着するための
孔12c、が形成されている。
ネジ部材12a、12dは互いに螺合してギヤ12cの
回転を直進運動に変換するものである。このため、ネジ
部材12aは第3筒体6dの上端に固着されており、ま
たネジ部材12dはギヤ12.cに固着されている。
回転を直進運動に変換するものである。このため、ネジ
部材12aは第3筒体6dの上端に固着されており、ま
たネジ部材12dはギヤ12.cに固着されている。
ネジ部材12aの上部にはボス12a、が形成されてい
る。そしてボス12a1に蛇腹8Cの端部が固着されて
おり、これにより、レーザー発振器7からトーチブロッ
ク6に至るレーザー光通路8とトーチブロック6とが接
続される。
る。そしてボス12a1に蛇腹8Cの端部が固着されて
おり、これにより、レーザー発振器7からトーチブロッ
ク6に至るレーザー光通路8とトーチブロック6とが接
続される。
前記ギヤ12cにはモーター6eに取り付けたギヤ6e
+が噛合しており、モーター6eを駆動することで、ギ
ヤ12c、ネジ部材12dを回転し得るように構成して
いる。
+が噛合しており、モーター6eを駆動することで、ギ
ヤ12c、ネジ部材12dを回転し得るように構成して
いる。
前記モーター6eはトーチブラケット5bに固着されて
いる。またトーチブラケット5bにはホルダー50が一
体的に構成されており、このホルダー50に第2筒体6
cが取り付けられている。
いる。またトーチブラケット5bにはホルダー50が一
体的に構成されており、このホルダー50に第2筒体6
cが取り付けられている。
従って、第2筒体6cのフランジ6cz及び第3筒体6
dの上部に構成した移動機構12とモーター6eとは、
トーチブラケット5bによって互いの関係寸法を保持し
得るよう構成されている。
dの上部に構成した移動機構12とモーター6eとは、
トーチブラケット5bによって互いの関係寸法を保持し
得るよう構成されている。
尚、第2図に於いて17は、ノズル6aと被切断材Bと
の間隔を検出するハイドセンサーであり、センサーと被
切断材との間の静電容量を検出する静電容量型センサー
、圧力エアを噴射した時の背圧を検出するエアハイドセ
ンサー、被切断材の表面と接触する接触センサー等のセ
ンサーを用いることが可能である。本実施例では静電容
量型センサーを用いている。
の間隔を検出するハイドセンサーであり、センサーと被
切断材との間の静電容量を検出する静電容量型センサー
、圧力エアを噴射した時の背圧を検出するエアハイドセ
ンサー、被切断材の表面と接触する接触センサー等のセ
ンサーを用いることが可能である。本実施例では静電容
量型センサーを用いている。
上記構成に於いてモーター6eを駆動すると、この回転
がギヤ6e、、12c、ネジ部材12d、 12aを介
して第3筒体6dに伝達される。そして第3筒体6dに
設けた回転防止部材6d、が第2筒体6Cに形成した長
穴6csと係合することで第3筒体6dの回転が防止さ
れるため、この第3筒体6dは光軸15に沿って上下方
向に移動する。
がギヤ6e、、12c、ネジ部材12d、 12aを介
して第3筒体6dに伝達される。そして第3筒体6dに
設けた回転防止部材6d、が第2筒体6Cに形成した長
穴6csと係合することで第3筒体6dの回転が防止さ
れるため、この第3筒体6dは光軸15に沿って上下方
向に移動する。
次に切断装置Aの制御系を第4図により説明する。
図に於いて9aは制御装置9を構成する制御部であり、
入力された被切断材Bの板厚情報に応してモーター6e
に対する駆動信号を発生させると共に、トーチブロック
6のX、y方向への移動量を演算し、この演算結果に応
じてモーター6eに対する駆動信号を発生させ、及び各
モーター2a4a、5a、 レーザー発振器71図示
しないアシストガス供給装置22等に対する駆動信号を
発生させるCPU9a+、入力装置21によって入力さ
れた被切断材Bに関する板厚、切断速度、切断形状等の
情報を一時記憶するR A M 9 at、切断装置A
の動作プログラム、被切断材Bの板厚に応じた移動レン
ズ11と固定レンズ10との距離を設定したチャート、
トーチブロック6とレーザー発振器7との距離に応じた
演算プログラム等を格納するROM9a2. xモー
ター2a、yモーター4aに対する駆動パルスを駆動方
向に応じて加減算するカウンター98aとによって構成
されている。
入力された被切断材Bの板厚情報に応してモーター6e
に対する駆動信号を発生させると共に、トーチブロック
6のX、y方向への移動量を演算し、この演算結果に応
じてモーター6eに対する駆動信号を発生させ、及び各
モーター2a4a、5a、 レーザー発振器71図示
しないアシストガス供給装置22等に対する駆動信号を
発生させるCPU9a+、入力装置21によって入力さ
れた被切断材Bに関する板厚、切断速度、切断形状等の
情報を一時記憶するR A M 9 at、切断装置A
の動作プログラム、被切断材Bの板厚に応じた移動レン
ズ11と固定レンズ10との距離を設定したチャート、
トーチブロック6とレーザー発振器7との距離に応じた
演算プログラム等を格納するROM9a2. xモー
ター2a、yモーター4aに対する駆動パルスを駆動方
向に応じて加減算するカウンター98aとによって構成
されている。
入力装置21は被切断材Bの材質、板厚、切断形状等の
情報を入力するための装置であり、この入力装置21か
ら入力された情報はインターフェース23を介して制御
部9aに伝達される。デイスプレィ24は入力装置21
によって人力される情報や切断装置Aの稼働状況等を表
示するものである。
情報を入力するための装置であり、この入力装置21か
ら入力された情報はインターフェース23を介して制御
部9aに伝達される。デイスプレィ24は入力装置21
によって人力される情報や切断装置Aの稼働状況等を表
示するものである。
ドライバ25は各モーターを駆動するためのものであり
、ドライバ26はレーザー発振器7.アシストガス供給
装置22を駆動するものである。
、ドライバ26はレーザー発振器7.アシストガス供給
装置22を駆動するものである。
次に上記の如く構成した切断装置Aに於けるレーザー光
の結像及びこの結像位置の維持について第5図(A)〜
(E)により説明する。
の結像及びこの結像位置の維持について第5図(A)〜
(E)により説明する。
先ず、被切断材Bの厚さに応じた被切断材Bとレーザー
光の結像位置との関係について説明する。
光の結像位置との関係について説明する。
第5図(A)は被切断材Bの板厚が極く薄い場合に於け
る被切断材Bとレーザー光の結像点18との関係を示す
ものである。
る被切断材Bとレーザー光の結像点18との関係を示す
ものである。
図に於ける結像点18は被切断材Bの表面から距離21
離隔した位置に設定されている。この距離11は実験的
に求めた値である。また固定レンズ10と被切断材Bと
の間隔りはハイドセンサー17によって検出され、この
間隔りが予め設定された値から変動したときは、変動量
に応じて2モーター5aを駆動してトーチブロック6を
昇降させることで、前記間隔りを一定の値に維持してい
る。
離隔した位置に設定されている。この距離11は実験的
に求めた値である。また固定レンズ10と被切断材Bと
の間隔りはハイドセンサー17によって検出され、この
間隔りが予め設定された値から変動したときは、変動量
に応じて2モーター5aを駆動してトーチブロック6を
昇降させることで、前記間隔りを一定の値に維持してい
る。
前記結像点1日は、レーザー光の光軸15に沿って所望
の位置に設定することが可能である。即ち、固定レンズ
10と被切断材Bの表面との間隔、固定レンズ10と移
動レンズ11との距離、移動レンズ11とレーザー発振
器7との距離等の値を後述する公式に従って設定するこ
とで、結像点18を所定位置に設定することが可能であ
る。従って、被切断材Bの板厚に応じて、レーザー光の
エネルギを最も効率良く利用し得る結像点18の位置を
設定することが可能である。
の位置に設定することが可能である。即ち、固定レンズ
10と被切断材Bの表面との間隔、固定レンズ10と移
動レンズ11との距離、移動レンズ11とレーザー発振
器7との距離等の値を後述する公式に従って設定するこ
とで、結像点18を所定位置に設定することが可能であ
る。従って、被切断材Bの板厚に応じて、レーザー光の
エネルギを最も効率良く利用し得る結像点18の位置を
設定することが可能である。
またレーザー発振器7から出射されるレーザー光の拡が
り角度はレーザー光の波長とレーザー発振器7に於ける
レーザー光の径によって定まる。
り角度はレーザー光の波長とレーザー発振器7に於ける
レーザー光の径によって定まる。
即ち、拡がり角度θ(ラジアン)は波長λとし、レーザ
ー光の径をDとすると、 θ=λ/D (ラジアン)となる。
ー光の径をDとすると、 θ=λ/D (ラジアン)となる。
レーザー発振器7に炭酸ガスレーザーを用いた場合波長
λはl016μmである。またレーザー発振器7に於け
るレーザー光の径をφ2とすれば、θ−5.03xlO
−’ (ラジアン)となる。
λはl016μmである。またレーザー発振器7に於け
るレーザー光の径をφ2とすれば、θ−5.03xlO
−’ (ラジアン)となる。
従って、レーザー発振器7から10mの位置に於けるレ
ーザー光による照射面の径は5.03CIとなり、50
mの位置に於けるレーザー光による照射面の径は25.
15CO1となる。このように照射面に於けるし−グー
光の径はレーザー発振器7からの距離に応じて変化する
。
ーザー光による照射面の径は5.03CIとなり、50
mの位置に於けるレーザー光による照射面の径は25.
15CO1となる。このように照射面に於けるし−グー
光の径はレーザー発振器7からの距離に応じて変化する
。
このため、前述の如く移動レンズ11を光軸15に沿っ
て移動させることで、被切断材Bの板厚に応じてレーザ
ー光の結像点18を設定しても、レーザ発振器7と固定
レンズ10との距MLが変化すると、距離りの変化に伴
って固定レンズ10から結像点18までの距離Vが変化
する。即ち、距離りの変化に応して結像点18は光軸1
5上を移動することとなる。
て移動させることで、被切断材Bの板厚に応じてレーザ
ー光の結像点18を設定しても、レーザ発振器7と固定
レンズ10との距MLが変化すると、距離りの変化に伴
って固定レンズ10から結像点18までの距離Vが変化
する。即ち、距離りの変化に応して結像点18は光軸1
5上を移動することとなる。
従って、本発明に係るレーザー加工装置では、被切断材
Bの板厚に応じて夫々所定の結像点1Bの位置を設定す
ると共に、結像点18の位置を設定した後、被切断材B
に対する切断の進行に伴い発生するレーザー発振器7と
固定レンズ10との距離変化による結像点18の位置変
化を、移動レンズ11を光軸15に沿って移動すること
で吸収し、被切断材Bに対する結像点18の位置を一定
に維持し得るよう構成している。
Bの板厚に応じて夫々所定の結像点1Bの位置を設定す
ると共に、結像点18の位置を設定した後、被切断材B
に対する切断の進行に伴い発生するレーザー発振器7と
固定レンズ10との距離変化による結像点18の位置変
化を、移動レンズ11を光軸15に沿って移動すること
で吸収し、被切断材Bに対する結像点18の位置を一定
に維持し得るよう構成している。
ここで、固定レンズ10の焦点距#f9.移動レンズ1
1の焦点距離f2とし、トーチブロック6を装置原点に
一敗させたときに於けるレーザー発振器7と固定レンズ
IOとの距離をL(一定)、被切断材Bの板厚に応じた
固定レンズ10から結像点18までの距離をv (vl
〜V、)、固定レンズ10から距離V離隔した位置にレ
ーザー光を結像させるときのレーザー発振器7と移動レ
ンズ11と距離をu (u1〜u3)及びこのときの移
動レンズ11と固定レンズ10との距離d(dl−di
)とすると、 L=u+d であり、 また組合せレンズの公式から、 但し、 f+ +ft+ d 1 1 1 dなる関係が成
立する。
1の焦点距離f2とし、トーチブロック6を装置原点に
一敗させたときに於けるレーザー発振器7と固定レンズ
IOとの距離をL(一定)、被切断材Bの板厚に応じた
固定レンズ10から結像点18までの距離をv (vl
〜V、)、固定レンズ10から距離V離隔した位置にレ
ーザー光を結像させるときのレーザー発振器7と移動レ
ンズ11と距離をu (u1〜u3)及びこのときの移
動レンズ11と固定レンズ10との距離d(dl−di
)とすると、 L=u+d であり、 また組合せレンズの公式から、 但し、 f+ +ft+ d 1 1 1 dなる関係が成
立する。
上式は各レンズ10.11の焦点距離f、、 rzを設
定すると共に、レーザー発振器7と固定レンズIOとの
距離L5 固定レンズ10と結像点18との距離Vを設
定すると、レーザー発振器7と移動レンズ11との距離
u及び移動レンズ11と固定レンズlOとの距離dが定
まることを意味している。
定すると共に、レーザー発振器7と固定レンズIOとの
距離L5 固定レンズ10と結像点18との距離Vを設
定すると、レーザー発振器7と移動レンズ11との距離
u及び移動レンズ11と固定レンズlOとの距離dが定
まることを意味している。
同図(B)は被切断材Bの表面にレーザー光の結像点1
8を設定した場合を示しており、被切断材Bの板厚が9
m+以下の場合に有効である。
8を設定した場合を示しており、被切断材Bの板厚が9
m+以下の場合に有効である。
同図(C)は被切断材Bの板厚が6am以上の厚板に対
して切断を行う場合の被切断材Bとレーザー光の結像点
18との関係を示したものである。
して切断を行う場合の被切断材Bとレーザー光の結像点
18との関係を示したものである。
第5図(八)〜(C)に於ける固定レンズ10と移動レ
ンズ11との距離d、〜d3は、式■〜■に基づいて求
めることが出来る。このため、制御部9aのROM9a
sに上式の演算プログラム、及び板厚に応じた固定レン
ズ10と結像点18との距aVI〜ν、のチャートを格
納し、制御部9aに於いて入力された被切断材Bの板厚
に応じて前記チャートから距離V+〜V、を設定すると
共に、距MvI〜ν、を得るための距離d1〜d、を演
算し、この演算結果に基づいてモーター6eに制御パル
スを与えることで、第3筒体6dを所定の方向に移動さ
せ、これにより移動レンズ11を光軸15に沿って移動
させることによって、移動レンズ11を固定レンズ10
からの距離d離隔した位置に設定することが可能である
。
ンズ11との距離d、〜d3は、式■〜■に基づいて求
めることが出来る。このため、制御部9aのROM9a
sに上式の演算プログラム、及び板厚に応じた固定レン
ズ10と結像点18との距aVI〜ν、のチャートを格
納し、制御部9aに於いて入力された被切断材Bの板厚
に応じて前記チャートから距離V+〜V、を設定すると
共に、距MvI〜ν、を得るための距離d1〜d、を演
算し、この演算結果に基づいてモーター6eに制御パル
スを与えることで、第3筒体6dを所定の方向に移動さ
せ、これにより移動レンズ11を光軸15に沿って移動
させることによって、移動レンズ11を固定レンズ10
からの距離d離隔した位置に設定することが可能である
。
第5図(D)はトーチブロック6が装置原点にあるとき
の移動レンズ11と固定レンズ10との関係を示したも
のである。
の移動レンズ11と固定レンズ10との関係を示したも
のである。
このとき、レーザー発振器7がフロア上に固定されてお
り、且つ切断装置Aのレールスパン等は設計条件として
予め与えられることからレーザー発振器7と固定レンズ
10との距MLは予め設定された値となる。また距離d
は、固定レンズ10と被切断材Bとの距離りを一定の値
に保持した状態で所定の位置に結像点18を形成したと
きの値として得ることが可能である。
り、且つ切断装置Aのレールスパン等は設計条件として
予め与えられることからレーザー発振器7と固定レンズ
10との距MLは予め設定された値となる。また距離d
は、固定レンズ10と被切断材Bとの距離りを一定の値
に保持した状態で所定の位置に結像点18を形成したと
きの値として得ることが可能である。
前記状態に於ける距離り、 dを基準値Lo、 da
として設定し、移動レンズ11によるレーザー光の見掛
は上の結像点19までの距離を−。とすると、レンズの
公式から、 1 1 1 −0 Lo do fzなる関係が成
立する。
として設定し、移動レンズ11によるレーザー光の見掛
は上の結像点19までの距離を−。とすると、レンズの
公式から、 1 1 1 −0 Lo do fzなる関係が成
立する。
従って、以後距離りの変化に応じて固定レンズ】0に入
射するレーザー光の入射面の径を一定の値に維持するよ
うに、即ち、移動レンズ11による見掛は上の結像点1
9の位置と固定レンズ10との距離が常−に一定となる
ように固定レンズ11を移動させるものである。
射するレーザー光の入射面の径を一定の値に維持するよ
うに、即ち、移動レンズ11による見掛は上の結像点1
9の位置と固定レンズ10との距離が常−に一定となる
ように固定レンズ11を移動させるものである。
即ち、トーチブロック6の移動に伴い同図(E)に示す
ように、距#Lが変化してり、I(Ll=LO+θ)と
なった時、同図(D)に於ける結像点19の位置を固定
し、移動レンズ11によってこの結像点19に結像し得
る距離町を逆算することで、−6−一。=δを算出する
。即ち、 ■ fz (Lo−do十〇) δミ ■ fz+L、o do十〇 但し、 f z (L6 do) ■ Lo do+fz となる。この計算値δに基づいて固定レンズ10と移動
レンズ11との距離d(d=dO+δ)を算出すると共
に、移動レンズ11を光軸15に沿ってδだけ移動させ
るものである。
ように、距#Lが変化してり、I(Ll=LO+θ)と
なった時、同図(D)に於ける結像点19の位置を固定
し、移動レンズ11によってこの結像点19に結像し得
る距離町を逆算することで、−6−一。=δを算出する
。即ち、 ■ fz (Lo−do十〇) δミ ■ fz+L、o do十〇 但し、 f z (L6 do) ■ Lo do+fz となる。この計算値δに基づいて固定レンズ10と移動
レンズ11との距離d(d=dO+δ)を算出すると共
に、移動レンズ11を光軸15に沿ってδだけ移動させ
るものである。
次に上記の如く構成した切断装置Aに於ける動作を第6
図のフローチャートを用いて説明する。
図のフローチャートを用いて説明する。
先ず走行フレーム2及び横行キャリッジ4を所定の方向
に移動して夫々装置原点を検出する(Sl)。
に移動して夫々装置原点を検出する(Sl)。
次に入力装置、21によって制御部9aに被切断材Bの
材質、板厚、切断速度等の切断情報及び被切断材に対す
る切断形状等の情報を入力する(S2)。
材質、板厚、切断速度等の切断情報及び被切断材に対す
る切断形状等の情報を入力する(S2)。
所定の切断情報の入力を終了すると、トーチブロック6
から被切断材B上にレーザー光を照射し、移動レンズ1
1を調整して被切断材Bの表面上にレーザーの結像点1
8を形成する。この調整は切断装置Aの据え付は時に行
えば良く、−度調整した後は不要となるものである。ま
た制御部9aでは入力された被切断材Bの板厚情報に基
づいてレーザー光の結像点18の位置が設定されると共
に、設定された位置にレーザー光を結像させるための固
定レンズ10と移動レンズ11との距離dが演算される
。
から被切断材B上にレーザー光を照射し、移動レンズ1
1を調整して被切断材Bの表面上にレーザーの結像点1
8を形成する。この調整は切断装置Aの据え付は時に行
えば良く、−度調整した後は不要となるものである。ま
た制御部9aでは入力された被切断材Bの板厚情報に基
づいてレーザー光の結像点18の位置が設定されると共
に、設定された位置にレーザー光を結像させるための固
定レンズ10と移動レンズ11との距離dが演算される
。
そして前記演算結果に基づいてモーター6eに制御パル
スが与えられ、移動レンズ11が所定位置に移動する(
S3)。
スが与えられ、移動レンズ11が所定位置に移動する(
S3)。
次いでXモーター2a、Xモーター4aを駆動してトー
チブロック6を移動させ、被切断材Bに対する切断開始
位置に一致させる(34〜S8)。
チブロック6を移動させ、被切断材Bに対する切断開始
位置に一致させる(34〜S8)。
このトーチブロック6の移動に際し、各モーター2a、
4aに伝達される制御パルスはカウンター9amに於い
て加減算され、トーチブロック6とレーザー発振器7と
の距離情報として利用される。
4aに伝達される制御パルスはカウンター9amに於い
て加減算され、トーチブロック6とレーザー発振器7と
の距離情報として利用される。
即ち、カウンター9aaに於いて加減算した制御パルス
の数がトーチブロック6とレーザー発振器7との距離の
変化分θとして利用され、CPU9a。
の数がトーチブロック6とレーザー発振器7との距離の
変化分θとして利用され、CPU9a。
によりカウンター9a4に於いて加減算した制御パルス
により距離変化分θが演算され、同時に式■。
により距離変化分θが演算され、同時に式■。
■に基づいて移動レンズ11に対する移動量δが演算さ
れる。そしてこの演算結果に応じてモーター6eに対し
制御パルスを伝達することで、移動レンズ11をトーチ
ブロック6とレーザー発振器7との距離の変化に応して
移動レンズ11を移動させる(S9,510)。然し、
この時点ではレーザー光は照射されない。
れる。そしてこの演算結果に応じてモーター6eに対し
制御パルスを伝達することで、移動レンズ11をトーチ
ブロック6とレーザー発振器7との距離の変化に応して
移動レンズ11を移動させる(S9,510)。然し、
この時点ではレーザー光は照射されない。
トーチブロック6が所定の切断開始位置に至ると、2モ
ーター5aが駆動されトーチブロック6は被切断材Bに
対し所定の高さに設定される。以後トーチブロック6と
被切断材Bとの間隔はハイドセンサー17によって制御
される。
ーター5aが駆動されトーチブロック6は被切断材Bに
対し所定の高さに設定される。以後トーチブロック6と
被切断材Bとの間隔はハイドセンサー17によって制御
される。
次いで、ROM9asに格納された所定の切断プログラ
ムに従ってレーザー発振器7が駆動されレーザー光が出
射される。同時にアシストガス供給装置22から第1筒
体6bにアシストガスが供給される(Sll、 5I
2) 、更に、RAM9azに記憶した切断形状の情報
が読み出され、この情報に応じてXモーター2a、Xモ
ーター4aが所定の方向に駆動される。この一連の動作
によって被切断材Bは所定の形状に連続的に切断される
(313〜516)。
ムに従ってレーザー発振器7が駆動されレーザー光が出
射される。同時にアシストガス供給装置22から第1筒
体6bにアシストガスが供給される(Sll、 5I
2) 、更に、RAM9azに記憶した切断形状の情報
が読み出され、この情報に応じてXモーター2a、Xモ
ーター4aが所定の方向に駆動される。この一連の動作
によって被切断材Bは所定の形状に連続的に切断される
(313〜516)。
上記動作に際し、Xモーター2a、Xモーター4aに伝
達される制御パルスはカウンター9aaに於いて加減算
され、トーチブロンクロとレーザー発振器7との距離情
報として利用される。即ち、S9.SIOに於けると同
様にして移動レンズ11が移動される(S17. 31
8) 、このとき、被切断材Bに対するレーザー光の結
像点18は常に一定の位置に形成される。
達される制御パルスはカウンター9aaに於いて加減算
され、トーチブロンクロとレーザー発振器7との距離情
報として利用される。即ち、S9.SIOに於けると同
様にして移動レンズ11が移動される(S17. 31
8) 、このとき、被切断材Bに対するレーザー光の結
像点18は常に一定の位置に形成される。
次いで予め入力された切断形状に対する切断が終了した
か否かを判断し、未だであればS13. S15に戻
り切断を続行し、終了した場合にはレーザー発振器7を
停止すると共にアシストガス供給装置22を停止しくS
19. 521)エンドとなり全ての動作を終了する。
か否かを判断し、未だであればS13. S15に戻
り切断を続行し、終了した場合にはレーザー発振器7を
停止すると共にアシストガス供給装置22を停止しくS
19. 521)エンドとなり全ての動作を終了する。
本実施例に於いて、レーザー光通路8がX方向。
X方向に平行に設けられることから、カウンター9a<
によって加減算した制御パルスの数が距離変化分αの情
報として用いることが可能である。
によって加減算した制御パルスの数が距離変化分αの情
報として用いることが可能である。
〈発明の効果〉
以上詳細に説明したように、本発明に係るレーザー加工
装置によれば、レーザー発振器から出射されたレーザー
光を、制御手段によって移動制御される第2光学手段及
び第1光学手段を経て被加工材に照射することで、この
被加工材の厚さ方向所定位置に結像させることが出来、
且つ加工の進行に伴いレーザー発振器と第1光学手段と
の距離が変化しても、前記レーザー光の結像位置を一定
に維持することが出来る。
装置によれば、レーザー発振器から出射されたレーザー
光を、制御手段によって移動制御される第2光学手段及
び第1光学手段を経て被加工材に照射することで、この
被加工材の厚さ方向所定位置に結像させることが出来、
且つ加工の進行に伴いレーザー発振器と第1光学手段と
の距離が変化しても、前記レーザー光の結像位置を一定
に維持することが出来る。
このため、従来技術の如くレンズを交換すること無く、
且つ比較的安価な焦点距離の短いレンズを用いて、被加
工材に対しレーザー光のエネルギを効率良く付与するこ
とが出来、従って、レーザー加工に於ける加工効率を向
上させると共に加工部位の品質を向上させることが出来
る。
且つ比較的安価な焦点距離の短いレンズを用いて、被加
工材に対しレーザー光のエネルギを効率良く付与するこ
とが出来、従って、レーザー加工に於ける加工効率を向
上させると共に加工部位の品質を向上させることが出来
る。
また被加工材に対するレーザー光の結像位置が常に一定
位置に維持されることから、被加工材に対し定常的な加
工を施すことが出来る。例えば被加工材を切断する場合
には切断面の粗度、平坦度等を向上させることが出来、
また被加工材を溶接する場合には溶は込み深さを一定値
に維持することが出来る等の特徴を有するものである。
位置に維持されることから、被加工材に対し定常的な加
工を施すことが出来る。例えば被加工材を切断する場合
には切断面の粗度、平坦度等を向上させることが出来、
また被加工材を溶接する場合には溶は込み深さを一定値
に維持することが出来る等の特徴を有するものである。
第1図はレーザー切断装置の全体説明図、第2図及び第
3図はトーチブロックの説明図、第4図は制御系のブロ
ック説明図、第5図(A)〜(lりは被加工材に対する
結像点の説明図、第6図はフローチャートである。 Aは切断装置、Bは被切断材、1はレール、2は走行フ
レーム、2aはXモーター、3は横行フレーム、4は横
行キャリッジ、4aはXモーター5は昇降ブラケット、
5aは2モーター、6はトーチブロック、6aはノズル
、6bは第1筒体、6cは第2筒体、6dは第3筒体、
6eはモータ、7はレーザー発振器、8はレーザー光通
路、9は制御装置、9aは制御部、10は固定レンズ、
11は移動レンズ、12は移動機構、15は光軸、17
はハイドセンサー、18はレーザースポット、21は入
力装置、22はアシストガス供給装置、23はインター
フェース、24はデイスプレィ、25.26はドライバ
である。
3図はトーチブロックの説明図、第4図は制御系のブロ
ック説明図、第5図(A)〜(lりは被加工材に対する
結像点の説明図、第6図はフローチャートである。 Aは切断装置、Bは被切断材、1はレール、2は走行フ
レーム、2aはXモーター、3は横行フレーム、4は横
行キャリッジ、4aはXモーター5は昇降ブラケット、
5aは2モーター、6はトーチブロック、6aはノズル
、6bは第1筒体、6cは第2筒体、6dは第3筒体、
6eはモータ、7はレーザー発振器、8はレーザー光通
路、9は制御装置、9aは制御部、10は固定レンズ、
11は移動レンズ、12は移動機構、15は光軸、17
はハイドセンサー、18はレーザースポット、21は入
力装置、22はアシストガス供給装置、23はインター
フェース、24はデイスプレィ、25.26はドライバ
である。
Claims (1)
- レーザー光の光軸上に配置され被加工材の厚さ方向にレ
ーザー光を結像するための第1光学手段と、前記第1光
学手段と前記レーザー発振器との間にレーザー光の光軸
に沿って移動可能に配設された第2光学手段と、被加工
材の厚さに応じて前記第2光学手段を移動制御すると共
に被加工材に対する加工の進行に応じてレーザー発振器
とレーザー光の照射位置との距離を演算し前記演算結果
に応じて前記第2光学手段を移動制御するための制御手
段とを有することを特徴としたレーザー加工装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1326097A JPH03189089A (ja) | 1989-12-18 | 1989-12-18 | レーザー加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1326097A JPH03189089A (ja) | 1989-12-18 | 1989-12-18 | レーザー加工装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03189089A true JPH03189089A (ja) | 1991-08-19 |
Family
ID=18184068
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1326097A Pending JPH03189089A (ja) | 1989-12-18 | 1989-12-18 | レーザー加工装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03189089A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5889256A (en) * | 1995-05-24 | 1999-03-30 | Mitsubushi Denki Kabushiki Kaisha | Laser machining apparatus with deformable mirror |
JP2002316291A (ja) * | 2001-04-18 | 2002-10-29 | Amada Co Ltd | レーザ加工機 |
-
1989
- 1989-12-18 JP JP1326097A patent/JPH03189089A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5889256A (en) * | 1995-05-24 | 1999-03-30 | Mitsubushi Denki Kabushiki Kaisha | Laser machining apparatus with deformable mirror |
JP2002316291A (ja) * | 2001-04-18 | 2002-10-29 | Amada Co Ltd | レーザ加工機 |
JP4583652B2 (ja) * | 2001-04-18 | 2010-11-17 | 株式会社アマダ | レーザ加工機 |
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