JPH03193290A - Laser beam machine and laser beam machining method - Google Patents

Laser beam machine and laser beam machining method

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JPH03193290A
JPH03193290A JP1335834A JP33583489A JPH03193290A JP H03193290 A JPH03193290 A JP H03193290A JP 1335834 A JP1335834 A JP 1335834A JP 33583489 A JP33583489 A JP 33583489A JP H03193290 A JPH03193290 A JP H03193290A
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Japan
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laser beam
axis
laser
optical axis
reflection mirror
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JP1335834A
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Japanese (ja)
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Atsushi Mori
敦 森
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Original Assignee
Fanuc Corp
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Abstract

PURPOSE:To greatly improve the accuracy of locus in machining of a fine shape by providing a rotative mechanism to rotate a reflection mirror farthest from a oscillator side round the optical axis entering the reflection mirror and a moving mechanism to move the mirror in the axial direction of the optical axis. CONSTITUTION:The laser beam 9 reflected finally by the reflection mirror 8 is condensed by a condenser 7. A material 6 to be worked irradiated by high energetic density beam reacts immediately to do laser beam machining. A betadrive shaft and an incidence optical axis is meet each other on the reflection mirror 8, the reflected laser beam 9 rotates in accordance with the rotational angle of the beta shaft, passes through the center of the lens and is outgone from the center of a machining head 1. A condensing lens 7 too rotates in a body with the reflection mirror 8 and moves the focus of the laser beam 9 in a direction Y. The reflection mirror 8 has the moving mechanism to be moved by an axis A in the direction parallel to the optical axis and the focus F1 of the laser beam is moved in the direction Y. The focus F1 of the laser beam 9 can be moved by the A axis and the beta shaft on a plane XY. In this way, great improvement of locus accuracy can be expected.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は切断、溶接等のレーザ加工機及びレーザ加工方
法に関し、微細加工用の加工ヘッドを設けたレーザ加工
機及びこの加工ヘッドを制御してレーザ加工を行うレー
ザ加工方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a laser processing machine and a laser processing method for cutting, welding, etc., and relates to a laser processing machine equipped with a processing head for fine processing and a method for controlling this processing head. The present invention relates to a laser processing method for performing laser processing.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、レーザ加工の応用分野はますます多岐にわたり、
レーザ加工機そのものも、より柔軟性を増すと同時に精
密加工性能が求められてきている。
In recent years, the application fields of laser processing have become increasingly diverse.
Laser processing machines themselves are also required to be more flexible and at the same time have precision processing performance.

3次元レーザ加工機、レーザロボットはそのようなニー
ズを満たすものとして期待が集まっている。
Three-dimensional laser processing machines and laser robots are expected to meet these needs.

特にレーザロボットは、きわめて柔軟性のある生産加工
手段であり、従来、特殊な治具を製作しなければレーザ
加工機のベツドの中でしか利用できなかった高出力レー
ザビームを、様々な形状、大きさをした被加工物に照射
して加工することが出来る。
In particular, laser robots are an extremely flexible production processing tool, and can produce high-power laser beams of various shapes and shapes, which previously could only be used in the bed of a laser processing machine without making special jigs. It is possible to irradiate and process large-sized workpieces.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ところが、このような3次元レーザ加工機、レーザロボ
ットでは、その柔軟性を増すために、機構の剛性が低下
しがちであり、サーボ系の応答速度が遅くなっているの
が一般的傾向である。
However, in order to increase the flexibility of such three-dimensional laser processing machines and laser robots, the rigidity of the mechanism tends to decrease, and the response speed of the servo system generally tends to be slow. .

また、被加工物をある形状に加工するには、加工すべき
経路や加工ヘッドの姿勢をあらかじめプログラムしてこ
れを再生するが、各駆動軸のモータに出す指令は、プロ
グラムされた経路や姿勢から演算して送られる。これら
の指令は、機構に無理がかからぬよう予め加減速時間を
含ませである。
In addition, in order to machine a workpiece into a certain shape, the path to be machined and the posture of the machining head are programmed and reproduced in advance, but the commands issued to the motors of each drive shaft are based on the programmed path and posture. It is calculated and sent from These commands should include acceleration/deceleration times in advance to avoid stressing the mechanism.

こうして、全ての軸が同期しながら、加工が遂行される
。このようなシステムにおいてはすべての軸を同時制御
して経路を補間するため補間遠度が遅く、大きな機械本
体に無理のかからぬよう加減速時間が長く設定されてい
る。
In this way, machining is performed while all axes are synchronized. In such a system, all axes are controlled simultaneously to interpolate the path, so the interpolation distance is slow, and the acceleration/deceleration time is set long so as not to burden the large machine body.

さらに、機構が運動学的に複雑であり、簡単な直交座標
系で構成された加工機に対して、直線、円弧の補間の演
算時間が増大してしまっている。
Furthermore, the mechanism is kinematically complex, and the calculation time for linear and circular interpolation increases compared to a processing machine configured with a simple orthogonal coordinate system.

この結果、これらのレーデロボット等では、例えばφ5
0以下の円のような微細な形状を、精度良く加工するの
を、非常に不得手としている。さらに、レーザ加工にお
いては、加工速度制御が重要であり、この点でも従来の
システムでは、高速で加工を行おうとすると、軌跡制御
性が速度に応じて極端低下するのが常である。
As a result, in these radar robots, for example, φ5
It is extremely difficult to process minute shapes such as circles with a size smaller than 0 with high precision. Furthermore, in laser machining, machining speed control is important, and in conventional systems, when machining is attempted at high speed, trajectory controllability usually deteriorates dramatically depending on the speed.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、微
細な形状を加工する加工ヘッドを設けたレーザ加工機を
提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a laser processing machine equipped with a processing head for processing minute shapes.

また、本発明の他の目的はこの加工ヘッドによって、微
細な形状を加工するレーザ加工方法を提供することであ
る。
Another object of the present invention is to provide a laser processing method for processing minute shapes using this processing head.

〔課題を解決するための手段] 本発明では上記課題を解決するために、レーザビームを
反射鏡を用いて導入し、集光してレーザ加工を行うレー
ザ加工機において、発振器側から最も遠い反射鏡を、前
記反射鏡に入る光軸の回りに回転する回転機構と、前記
光軸の軸方向に移動させる移動機構を設けたことを特徴
とするレーザ加工機が、提供される。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a laser processing machine that introduces a laser beam using a reflecting mirror and focuses the laser beam to perform laser processing. A laser beam processing machine is provided, which includes a rotation mechanism that rotates a mirror around an optical axis that enters the reflecting mirror, and a movement mechanism that moves a mirror in the axial direction of the optical axis.

また、レーザビームを反射鏡を用いて導入し、集光して
レーザ加工を行うレーザ加工方法において 発振器側か
ら最も遠い反射鏡を、前記反射鏡に入る光軸の回りに回
転し、前記光軸の軸方向に移動させ、レーザビームを2
次元上の軌跡を追従させて、被加工物を加工することを
特徴とするレーザ加工方法が、提供される。
In addition, in a laser processing method in which a laser beam is introduced using a reflecting mirror and condensed to perform laser processing, the reflecting mirror farthest from the oscillator side is rotated around the optical axis that enters the reflecting mirror, and the optical axis is rotated. The laser beam is moved in the axial direction of the
Provided is a laser processing method characterized by processing a workpiece by following a dimensional trajectory.

〔作用〕[Effect]

例えば、レーザロボットのアームの先端に反射鏡を光軸
の回りに回転する回転機構と、光軸の方向に移動できる
移動機構を設け、これをロボット制御装置で制御する。
For example, a rotating mechanism that rotates a reflecting mirror around an optical axis and a moving mechanism that can move in the direction of the optical axis are provided at the tip of an arm of a laser robot, and these are controlled by a robot controller.

光軸方向をX軸とし、光軸の回りに回転する軸によって
、レーザビームをY方向に移動させる。
The optical axis direction is set as the X axis, and the laser beam is moved in the Y direction by a shaft rotating around the optical axis.

これによって、XY力方向レーザビームを動かすことが
でき、平面上の微細な形状を高速に追従させて、レーザ
加工を行うことができる。
Thereby, the laser beam can be moved in the XY force directions, and a fine shape on a plane can be followed at high speed to perform laser processing.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings.

第1図は本発明のレーザ加工機の加工ヘッドの動作を説
明する図である。反射鏡8で最後の折り返しをしたレー
ザビーム9は集光レンズ7で集光される。高エネルギー
密度ビームの照射を受けた被加工物6はただちに蒸発、
熔融、化合してレーザ加工が行われる。第1図の反射鏡
8では、β駆動軸と入射する光軸が一致しており、反射
したし−ザビーム9はβ軸の回転角に応じて回転し、必
ずレンズ中心を通って加工ヘッド1の中心から出射され
る。集光レンズ7も反射鏡8と一体になって回転し、レ
ーザビーム9の焦点F1をY方向に移動させる。反射鏡
8とレーザビームの焦点F1との距離lはβ軸の回転に
よって、焦点F1と被加工物のギャップが大きくならな
い程度に大きい必要がある。
FIG. 1 is a diagram illustrating the operation of the processing head of the laser processing machine of the present invention. The laser beam 9 which has been finally turned back by the reflecting mirror 8 is condensed by the condensing lens 7. The workpiece 6 irradiated with the high energy density beam immediately evaporates.
Laser processing is performed after melting and combining. In the reflecting mirror 8 in FIG. 1, the β drive axis and the incident optical axis coincide, and the reflected beam 9 rotates according to the rotation angle of the β axis and always passes through the center of the lens and reaches the processing head. is emitted from the center of The condensing lens 7 also rotates together with the reflecting mirror 8 to move the focal point F1 of the laser beam 9 in the Y direction. The distance l between the reflecting mirror 8 and the focal point F1 of the laser beam needs to be large enough to prevent the gap between the focal point F1 and the workpiece from increasing due to the rotation of the β axis.

さらに、反射鏡8は、A軸により光軸と平行な方向に移
動する移動機構が付いており、レーザビームの焦点F1
をY方向に移動させる。
Furthermore, the reflecting mirror 8 is equipped with a moving mechanism that moves in a direction parallel to the optical axis by the A-axis, and the focal point F1 of the laser beam is
Move in the Y direction.

従って、A軸及びβ軸によって、レーザビーム9の焦点
F1をXY平面上を移動させることができる。
Therefore, the focal point F1 of the laser beam 9 can be moved on the XY plane by the A axis and the β axis.

第2図は本発明によるレーザ加工機の全体の構成図であ
る。レーザ発振器3より出射されたレーザビームは、導
光路5の中を経てレーザロボット2に導入され、レーザ
ロボット2内の反射鏡により数回折り返して加工ヘッド
1に導かれる。レーザロボットとレーザ発振器3はロボ
ット制御装置4によってコントロールされている。レー
ザ光は加工ヘッド1からワーク6に照射され、レーザ加
工が行われる。
FIG. 2 is an overall configuration diagram of a laser processing machine according to the present invention. A laser beam emitted from the laser oscillator 3 is introduced into the laser robot 2 through the light guide path 5, is reflected several times by a reflecting mirror in the laser robot 2, and is guided to the processing head 1. The laser robot and laser oscillator 3 are controlled by a robot control device 4. The workpiece 6 is irradiated with laser light from the processing head 1, and laser processing is performed.

第3図(a>及び(b)は加工ヘッド周辺の位置関係を
模式的に示した図である。第3図(a)は光軸に垂直方
向から見た図であり、第3図(b)は光軸と平行な方向
から見た図である。
3(a) and 3(b) are diagrams schematically showing the positional relationship around the processing head. b) is a view seen from a direction parallel to the optical axis.

あらかじめ、加工ヘッド1を被加工物6の表面の微細加
工を行う場所の中心付近に、垂直になるように姿勢制御
し、加工ヘッド1の先端と被加工物6の間隙を調整して
、焦点Flを被加工物6の表面に合わせる。被加工物6
は平面に近い形状とする。ここで、被加工物6の表面上
に、加工ヘッド1の方向にZ軸をとるような3次元座標
を考える。
In advance, the attitude of the processing head 1 is controlled so that it is perpendicular to the center of the area where micromachining is to be performed on the surface of the workpiece 6, the gap between the tip of the processing head 1 and the workpiece 6 is adjusted, and the focal point is adjusted. Align Fl with the surface of the workpiece 6. Workpiece 6
has a shape close to a flat surface. Here, consider three-dimensional coordinates on the surface of the workpiece 6 such that the Z axis is in the direction of the processing head 1.

まず、加工ヘッド1はA軸の方向に平行移動でき、これ
をX軸とすると、x1Z軸に直交するY軸を被加工物の
上に置いて座標系が定まる。次に、加工ヘッド1はβ軸
の周りに回転するが、回転角をφ、β軸と被加工物との
間の距離をlとし、加工ヘッド1の先端がxY平面上に
落とす点を考えると、 y=β* sinφ   −−−−−−・−(1)φが
小さいときは、次式を用いてさらに演算時間の短縮を図
ってもよい。
First, the processing head 1 can be moved in parallel in the direction of the A-axis, and when this is taken as the X-axis, a coordinate system is determined by placing the Y-axis orthogonal to the x1Z-axis on the workpiece. Next, the processing head 1 rotates around the β-axis. Let the rotation angle be φ, the distance between the β-axis and the workpiece be l, and consider the point at which the tip of the processing head 1 drops onto the xY plane. and y=β*sinφ −−−−−−・−(1) When φ is small, the calculation time may be further shortened using the following equation.

y=l*φ    ・    (2) 一方、A軸の移動距離をaとすると、 x = a       −−−−−(3)となり、被
加工物6の表面上では、この座標近傍に限りβ軸、A軸
の2軸のみで補間が出来る。
y=l*φ ・ (2) On the other hand, if the moving distance of the A-axis is a, then x = a ------(3), and on the surface of the workpiece 6, the β-axis is limited to the vicinity of this coordinate. , interpolation can be performed using only two axes, the A-axis.

(x、  y) = (a、  Il* sinφ)(
4) すなわち、指令された(x、y)をロボット制御装置4
で上記のA軸及びβ軸の移動量あるいは回転量(B、 
 1* sinφ)に交接し、A軸とβ軸を動作させれ
ばよい。
(x, y) = (a, Il* sinφ)(
4) In other words, the commanded (x, y) is sent to the robot controller 4.
The amount of movement or rotation of the above A-axis and β-axis (B,
1*sinφ) and operate the A-axis and β-axis.

レーザ加工においては被加工物に対する焦点の位置が重
要な意味を持っている。第4図は被加工物表面の詳細を
示す図である。すなわち、β軸の移動により、焦点F1
は加工点P1に対して、2だけずれる。この値は、 z=ji’* (1−cosφ) (5) である。
In laser processing, the position of the focal point with respect to the workpiece has an important meaning. FIG. 4 is a diagram showing details of the surface of the workpiece. That is, by moving the β axis, the focus F1
is shifted by 2 with respect to the processing point P1. This value is z=ji'* (1-cosφ) (5).

レーザ加工の被加工物に対する焦点位置のずれの許容範
囲を±δとすると、δは、レーザ発振器の出力、横モー
ド、ビーム径、集光装置の焦点距離、被加工物の材質、
厚さなど、加工条件によって大きく変化する。勿論、 1z1くδ    ・−−−(6) を満足すれば、差し支えなく加工できる。(5)、(6
)式よりφの範囲±Φは Φ= arccos (1−δ/l) −(7) で、制限される。
If the allowable range of deviation of the focal position for the workpiece in laser processing is ±δ, then δ is the output of the laser oscillator, the transverse mode, the beam diameter, the focal length of the condenser, the material of the workpiece,
It varies greatly depending on processing conditions such as thickness. Of course, as long as 1z1×δ·---(6) is satisfied, processing can be performed without any problem. (5), (6
) From the formula, the range ±Φ of φ is limited by Φ= arccos (1-δ/l) − (7).

また、被加工物6に対してレーザビームの光軸9はφだ
け傾いて入射する。加工条件によるが、一般にレーザ加
工ではこの角度が10”を超えても加工は可能である。
Further, the optical axis 9 of the laser beam enters the workpiece 6 at an angle of φ. Although it depends on the processing conditions, laser processing generally allows processing even if this angle exceeds 10''.

(7)式の制限よりφは小さい値に限定されてしまうの
で実用上問題にはならない。
Since φ is limited to a small value due to the restriction of equation (7), it does not pose a practical problem.

(7)式からyの可動範囲±Yを求める。(1)式より Y=j!*sinΦ (8) 第5図はある加工条件で焦点位置のずれを求めたグラフ
である。図において、横軸は被加工物の切断幅、縦軸は
焦点位置のずれδである。すなわち、焦点位置のずれが
大きくなると切断幅dも大きくなり、点Paで切断面粗
度が低下し始め、点Pbでドロスが付着し始める。従っ
て、実用的な加工に対応できるのは焦点位置のずれが±
1mm程度の範囲である。従って、 δ= l mm f=400mm であるとき、 Φ=0. 0707rad Y=28.27mm となり、A軸の可動範囲±Xを X=28mm としておけば、56X56mmの矩形の範囲をカバーで
きる。この場合(2)式を用いた場合は、最大0.02
4mmの誤差を生じるにすぎない。
Find the movable range of y ±Y from equation (7). From equation (1), Y=j! *sinΦ (8) Figure 5 is a graph showing the deviation of the focal point position under certain processing conditions. In the figure, the horizontal axis is the cutting width of the workpiece, and the vertical axis is the focal position shift δ. That is, as the focal position shift increases, the cutting width d also increases, the roughness of the cut surface begins to decrease at point Pa, and dross begins to adhere at point Pb. Therefore, for practical machining, the deviation of the focus position is ±
The range is about 1 mm. Therefore, when δ=l mm f=400mm, Φ=0. 0707 rad Y=28.27 mm, and if the movable range of the A axis is set to X=28 mm, a rectangular range of 56 x 56 mm can be covered. In this case, if formula (2) is used, the maximum is 0.02
This results in an error of only 4 mm.

以上のことより、平坦な被加工物に対しては56X5B
mm内の範囲ではβ軸とA軸の2軸だけを直交座標ある
いは直交座標に近い空間で補間制御するだけで、他の軸
を動かす必要はないので、補間に要する演算が少なく、
また、機械の先端の2軸のみ動かすのでサーボ系を速く
動かすことが可能となり、加工速度を落とすことなく軌
跡精度を向上することができる。
From the above, for a flat workpiece, 56X5B
In the range within mm, only the two axes, β-axis and A-axis, are interpolated and controlled in orthogonal coordinates or a space close to orthogonal coordinates, and there is no need to move other axes, so there are fewer calculations required for interpolation.
In addition, since only the two axes at the tip of the machine are moved, the servo system can be moved quickly, and trajectory accuracy can be improved without reducing machining speed.

第6図(a)及び(b)は本発明を搭載したレーザロボ
ットの外観図である。第6図(b)は第6図(a)の側
面図である。発振器3から伝送されてきたレーザビーム
は導光路5の中を通り、反射鏡13a及び13bなどに
より導光路14を通って加工ヘッド1に導かれて集光し
、ノズル15から出力され、レーザ加工を行う。加工ヘ
ッド1はθ、 W、 U、  r、 βの5軸で任意の
位置、任意の姿勢に制御され、被加工物に垂直にレーザ
ビームを入射できるようになっている。加工へラド1に
は、本発明を実施するためにA軸が付加されている。
FIGS. 6(a) and 6(b) are external views of a laser robot equipped with the present invention. FIG. 6(b) is a side view of FIG. 6(a). The laser beam transmitted from the oscillator 3 passes through the light guide path 5, is guided to the processing head 1 through the light guide path 14 by reflectors 13a and 13b, etc., is focused, is output from the nozzle 15, and is laser processed. I do. The processing head 1 is controlled in any position and in any posture along five axes, θ, W, U, r, and β, so that the laser beam can be incident perpendicularly onto the workpiece. An A-axis is added to the machining blade 1 in order to carry out the present invention.

第7図は加工ヘッドの第1の実施例を示す図である。第
1図における反射鏡8、レンズ7は、第7図中では反射
鏡21、レンズ23に相当する。
FIG. 7 is a diagram showing a first embodiment of the processing head. The reflecting mirror 8 and lens 7 in FIG. 1 correspond to the reflecting mirror 21 and lens 23 in FIG.

レーザビーム25はノズル33を通って照射されるが、
ノズル先端と被加工物との間隙の距離は加工目的に依り
通常0.5mmから5mmの内にある。加工ヘッド1全
体はβ軸の周りに回転し、またA軸によって矢印の方向
に移動するが、レーザビーム25は常にノズル33の中
心を通過する。
The laser beam 25 is irradiated through the nozzle 33,
The distance between the nozzle tip and the workpiece is usually between 0.5 mm and 5 mm depending on the processing purpose. Although the entire processing head 1 rotates around the β-axis and moves in the direction of the arrow by the A-axis, the laser beam 25 always passes through the center of the nozzle 33.

次に加工ヘッドの詳細な機構について述べる。Next, the detailed mechanism of the processing head will be described.

第7図中、21は反射鏡、22は反射角調整機構、23
は集光レンズである。β軸を発振器3の方から入射して
くるレーザビーム25は、反射鏡22で反射され、集光
レンズ23で集光し、被加工物6上に焦点26を結び、
焦点26でレーザ切断が行われている。反射鏡21を含
む加工ヘッド1は、スプラインナツト28aとスプライ
ン軸28b及びボールナラ)29aとボールねじ29b
で保持されており、シャフト30をサーボモータ等で回
転させれば、β軸の周りに回転運動をする。
In Fig. 7, 21 is a reflecting mirror, 22 is a reflection angle adjustment mechanism, and 23
is a condensing lens. A laser beam 25 entering the oscillator 3 along the β axis is reflected by a reflecting mirror 22, condensed by a condensing lens 23, and focused 26 on the workpiece 6.
Laser cutting is performed at focal point 26. The processing head 1 including the reflecting mirror 21 includes a spline nut 28a, a spline shaft 28b, a ball nut 29a, and a ball screw 29b.
When the shaft 30 is rotated by a servo motor or the like, it rotates around the β axis.

また、シャフト31を回転させれば、A軸方向に直線運
動をする。サーボモータとこれに付属するパルスコーダ
はロボット制御装置4によって同時制御される。32は
補助ガス供給用の配管であり、ここから導入された補助
ガスは加工点に供給され、レーザ加工を補助する。
Furthermore, when the shaft 31 is rotated, it moves linearly in the A-axis direction. The servo motor and the pulse coder attached thereto are simultaneously controlled by the robot control device 4. Reference numeral 32 denotes a piping for supplying auxiliary gas, and the auxiliary gas introduced therefrom is supplied to the processing point and assists the laser processing.

微細な加工を行うには、まず、加工へラド1を加工する
ところの中心付近で、被加工物に垂直な姿勢を保って、
正しい距離に位置決めをする。・次にβ軸とA軸以外の
軸を固定して、微細加工モードとする。β軸とA軸のみ
の同時制御により、高速で軌跡精度のよいレーザ加工が
実現する。微細加工を始めた時の位置に戻った後、再び
A軸を除く全ての軸の同時制御に戻る。
To carry out fine machining, first, keep the RAD 1 perpendicular to the workpiece near the center of the area to be machined.
Position at the correct distance.・Next, fix the axes other than the β-axis and the A-axis to enter the micro-machining mode. Simultaneous control of only the β-axis and A-axis enables high-speed laser processing with high trajectory accuracy. After returning to the position when micromachining was started, simultaneous control of all axes except the A-axis is resumed.

第8図は本発明のレーザ加工機で円を加工した軌跡を示
す図である。すなわち、A軸と、のみで加工した図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a locus of a circle processed by the laser processing machine of the present invention. That is, it is a diagram processed only with the A-axis.

第9図は加工ヘッドなしで、レーザロボットの5軸を制
御して加工を行った軌跡を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a trajectory of machining performed by controlling five axes of a laser robot without a machining head.

両者を比べれば、軌跡精度の大幅な向上が見られる。Comparing the two, we see a significant improvement in trajectory accuracy.

第10図は加工ヘッドの第2の実施例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a second embodiment of the processing head.

ここでは、第7図における反射鏡21を放物面鏡41に
置き換えたものであり、集光レンズ23は不要になる。
Here, the reflecting mirror 21 in FIG. 7 is replaced with a parabolic mirror 41, and the condensing lens 23 becomes unnecessary.

この加工ヘッドでも、第7図の加工ヘッドと同様の原理
で軌跡精度の向上を期待できる。他の図中の記号は第7
図と同じなので省略する。
This machining head can also be expected to improve trajectory accuracy based on the same principle as the machining head shown in FIG. Symbols in other figures are number 7
Since it is the same as the figure, it is omitted.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明では、微細な形状の加工にお
いて、大幅な軌跡精度の向上が期待できる。特に本発明
にふいては、軌跡精度向上のために新たに付加される装
置があっても、そのための反射鏡の数の増加を必要とせ
ず、簡単な構成となる。
As explained above, the present invention can be expected to significantly improve trajectory accuracy in processing fine shapes. In particular, according to the present invention, even if a new device is added to improve trajectory accuracy, there is no need to increase the number of reflecting mirrors, resulting in a simple configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明のレーザ加工機の加工ヘッドの動作を説
明する図、 第2図は本発明によるレーザ加工機の全体の構成図、 第3図(a)及び(b)は加工ヘッド周辺の位置関係を
模式的に示した図、 第4図は被加工物表面の詳細を示す図、第5図はある加
工条件で焦点位置のずれを求めたグラフ、 第6図(a)及び(b)は本発明を搭載したレーザロボ
ットの外観図、 第7図は加工ヘッドの第」の実施例を示す図、第8図は
本発明のレーザ加工機で円を加工した軌跡を示す図、 第9図は加工ヘッドなしで、レーザロボットの5軸を制
御して加工を行った軌跡を示す図、第10図は加工ヘッ
ドの第2の実施例を示す図である。 加工へラド レーザロボット ー・−・・・レーザ発振器 −・・−ロボット制御装置 導光路 被加工物 集光レンズ 反射鏡
Fig. 1 is a diagram explaining the operation of the processing head of the laser processing machine of the present invention, Fig. 2 is an overall configuration diagram of the laser processing machine according to the invention, and Fig. 3 (a) and (b) are the surroundings of the processing head. Figure 4 is a diagram showing the details of the surface of the workpiece, Figure 5 is a graph showing the deviation of the focal position under certain processing conditions, Figure 6 (a) and ( b) is an external view of a laser robot equipped with the present invention; FIG. 7 is a diagram showing the second embodiment of the processing head; FIG. 8 is a diagram showing the locus of a circle processed by the laser processing machine of the present invention; FIG. 9 is a diagram showing a trajectory of machining performed by controlling five axes of a laser robot without a machining head, and FIG. 10 is a diagram showing a second embodiment of the machining head. Laser robot for processing --- Laser oscillator --- Robot controller Light guide path Workpiece Condensing lens Reflector

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)レーザビームを反射鏡を用いて導入し、集光して
レーザ加工を行うレーザ加工機において、発振器側から
最も遠い反射鏡を、前記反射鏡に入る光軸の回りに回転
する回転機構と、前記光軸の軸方向に移動させる移動機
構を設けたことを特徴とするレーザ加工機。
(1) In a laser processing machine that introduces a laser beam using a reflector and focuses it for laser processing, a rotation mechanism that rotates the reflector farthest from the oscillator around the optical axis that enters the reflector. and a moving mechanism for moving in the axial direction of the optical axis.
(2)前記反射鏡は放物面鏡とし、集光装置を兼ねさせ
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のレーザ
加工機。
(2) The laser processing machine according to claim 1, wherein the reflecting mirror is a parabolic mirror and also serves as a condensing device.
(3)前記回転機構と、前記移動機構を同時制御できる
ように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載のレーザ加工機。
(3) The laser processing machine according to claim 1, characterized in that the rotating mechanism and the moving mechanism are configured to be able to be controlled simultaneously.
(4)前記回転機構と前記移動機構をロボットのアーム
の先端に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載のレーザ加工機。
(4) The laser processing machine according to claim 1, wherein the rotation mechanism and the movement mechanism are provided at the tip of an arm of a robot.
(5)レーザビームを反射鏡を用いて導入し、集光して
レーザ加工を行うレーザ加工方法において、発振器側か
ら最も遠い反射鏡を、前記反射鏡に入る光軸の回りに回
転し、前記光軸の軸方向に移動させ、レーザビームを2
次元上の軌跡を追従させて、被加工物を加工することを
特徴とするレーザ加工方法。
(5) In a laser processing method in which a laser beam is introduced using a reflecting mirror and focused to perform laser processing, the reflecting mirror farthest from the oscillator side is rotated around the optical axis that enters the reflecting mirror, and the Move the laser beam in the axial direction of the optical axis to
A laser processing method characterized by processing a workpiece by following a dimensional trajectory.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62197289A (en) * 1986-02-25 1987-08-31 Toshiba Corp Laser beam machining device
JPS6376784A (en) * 1986-09-19 1988-04-07 Mitsubishi Electric Corp Rotary head for laser beam machine

Patent Citations (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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