JPH0340472Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、加工用レーザ光を照射するトーチ
と、ワーク間の距離などを測定するため測定用の
レーザ光をワークに向けて照射する光学式センサ
を旋回可能なヘツドの上下に取り付けたレーザ加
工機に関するものであり、より詳しくは、ヘツド
に対する光学式センサの取付位置を微調節し、測
定用レーザ光の焦点位置をヘツドの旋回軸線を中
心として加工用レーザ光の焦点位置と対称な位置
に合わせる調節機構に関するものである。

（従来の技術） 第５図と第６図に従来のレーザ加工機を図示す
る。

第５図及び第６図において、１０は図略の直線
案内機構により、互いに直交する３方向に移動可
能にレーザ加工機のベツドに取り付けられた直動
部であり、この直動部１０に第１旋回部１１が鉛
直軸線J₁周りに旋回可能に連結され、この第１旋
回部１１には第２旋回部１２が水平軸線J₂周りに
旋回可能に連結されている。第２旋回部１２に
は、この第２旋回部１２の旋回軸線J₂と直交する
軸線J₃周りに旋回可能にヘツド１３が連結され、
このヘツド１３に、旋回軸線J₃と直交する方向に
トーチ１４が取り付けられている。またヘツド１
３には、トーチ１４と反対側にブラケツト１５を
介して距離センサ１６が取り付けられている。

この距離センサ１６は距離測定用のレーザ光
H₁をワークＷに向けて照射する半導体レーザ１
５ａと、ワークＷで反射したレーザ光りH₁を受
光する位置検出素子１６ｂとからなつている。そ
して距離センサ１６は、この距離センサから照射
される距離測定用のレーザ光H₁と、トーチ１４
から照射される加工用のレーザ光H₂とが互いに
反対向きで同一直線上にくるように、かつ距離測
定用レーザ光H₁の焦点位置が、ヘツド１３の旋
回軸線J₃を中心として加工用レーザ光H₂の焦点
位置と対称な位置にくるようにヘツド１３に取り
付けられている。

前記直動部１０及び各旋回部１１，１２並びに
ヘツド１３はそれぞれ図略のサーボモータにより
駆動され、各サーボモータはコントローラによつ
て駆動制御される。コントローラに予め直動部１
０の位置データと各旋回部１１，１２及びヘツド
１３の角度データをインプツトしておくことによ
り、トーチ１４を所定の加工経路に沿つて移動さ
せることができるように構成されている。

加工に先立ち、この加工経路を設定する方法と
して、まずヘツド１３を旋回させて距離センサ１
６を下に向け、ワークＷの塗料を塗つた反射率の
高い領域と、塗料を塗つていない反射率の低い領
域との間に作業線を作り出し、ワークＷとの距離
を一定にした状態でこの作業線と交差する方向に
距離センサ１６を移動させ、光量変化により前記
作業線を検出することによつてこのときの距離セ
ンサの位置を教示する方法がある。

加工プログラム中のトーチ１４を下に向けたと
きの位置、角度データは、距離センサを下に向け
たときの位置、角度データから軸線J₃周りに180
度旋回させた座標に変換して作られる。

トーチ１４の位置の教示が終わるとヘツド１３
を180度旋回させ、トーチ１４を下に向ける。そ
してトーチ１４からレーザ光H₂を出しながらト
ーチ１４を加工プログラムに従つて移動させ、ワ
ークＷを加工する。

（考案が解決しようとする問題点） 上述したレーザ加工機では、距離センサ１６か
ら照射される距離測定用レーザ光H₁の焦点位置
を、加工用レーザ光H₂の焦点位置に対し、旋回
軸線J₃を対称軸とする対称位置にくるように設定
しなければならない。レーザ光H₁の焦点位置が
非対称位置にあると加工経路がずれ、加工用レー
ザ光のスポツト径が変化してレーザ加工機の加工
精度が大きく低下してしまう。しかし上述したブ
ラケツト１５による距離センサ１６の取付方法で
は、距離測定用レーザ光H₁の焦点位置をレーザ
光の照射方向並びに照射方向と直交する方向に微
調節して対称位置に設定することは極めて面倒で
あつた。

（問題点を解決するための手段） 本考案は上記問題点に鑑み、簡単かつ精確に距
離測定用レーザ光の焦点位置を微調節することの
できるレーザ加工機を提供することを目的とする
ものであり、かかる目的に沿う本考案の構成は、
加工用レーザ光をワークに向けて照射するトーチ
と、測定用レーザ光をワークに向けて照射する光
学式センサを旋回可能なヘツドに取り付けるとと
もに、測定用レーザ光の焦点位置をヘツドの旋回
軸線を対称軸として加工用レーザ光の焦点位置と
対称な位置に配置したレーザ加工機において、 前記旋回軸線に平行な平面上で、互いに直交す
る２方向に微動可能に前記ヘツドに取り付けられ
た第１支台と、 旋回軸線に平行な前記平面に直交する方向に摺
動可能に第１支台に取り付けられかつ、前記光学
式センサを固定した第２支台とを備えたことを要
旨とする。

（作業） 上記構成によれば、ヘツドに対して第１支台を
微動させることにより、距離測定用レーザ光の焦
点位置を、旋回軸線と平行な平面上で、互いに直
交するＸ方向とＹ方向に調節できる。また第１支
台に対して第２支台を摺動させることにより、距
離測定用レーザ光の焦点位置をＸ方向とＹ方向に
直交するＺ方向に調節できる。従つて第１支台と
第２支台を適量、微動させることにより、加工用
レーザ光の焦点１２に対し、距離測定用レーザ光
の焦点位置を、旋回軸線を対称軸とする対称位置
にもたらすことができる。

（実施例） 以下に本考案の実施例を図面に従つて詳述す
る。第１図ないし第３図は本考案の１実施例を示
す要部拡大図、第４図は全体を示す正面図であ
る。尚、前述した従来装置と同一の構成要素につ
いては同一の符号を付して説明を省略する。

第１図ないし第４図において、１３はヘツドで
あり、第２旋回部１２に対し、旋回軸線J₃周りに
180度旋回可能に取り付けられている。このヘツ
ド１３には、加工用レーザ光H₂の光軸が旋回軸
線J₃に直交するようにトーチ１４が取り付けられ
ている。またヘツド１３には、トーチ１４の取付
位置から旋回軸線J₃を中心にして180度ずれた位
置に距離センサ取付用ブロツク２０が固着されて
いる。このブロツク２０の上面には短筒２１のフ
ランジが固着され、短筒２１の上端にはリング２
２が嵌着され、ボルト２３により短筒２１に締着
されている。

このリング２２は、その中心線がほぼ加工用レ
ーザ光H₂の光軸と一致するように取り付けられ
ている。またリング２２の外周面には互いに直交
する２本の直径上に位置する４個の切欠部２２
ａ，２２a′，２２ｂ，２２b′が形成されている。

リング２２にはリング状の第１支台２４が遊嵌
されている。この第１支台２４はリング２２の外
径よりも若干大きい内径を有し、旋回軸線J₃に平
行な平面上で、互いに直交するＸ方向とＹ方向に
移動できるようにリング２２との間に適当な間隙
が形成されている。第１支台２４はリング状２２
に対し、切欠部２２ａ，２２a′に当接する一対の
せり出しボルト２５，２５′によりＸ方向の位置
決めができ、また切欠部２２ｂ，２２b′に当接す
る一対のせり出しボルト２６，２６′によりＹ方
向の位置決めができる。

第１支台２４の上面には垂直壁部２４ａが一体
的に形成されている。この垂直壁部２４ａには長
孔２４ｂが穿設されており、この長孔２４ｂに挿
通したボルト２７により。第２支台が垂直壁部２
４ａに取り付けられている。この第２支台２８
は、ボルト２７を緩め、長孔内でボルト２７の締
付位置を変えることにより、垂直壁部２４ａに沿
つて、Ｘ方向及びＹ方向に直交するＺ方向に摺動
させることができる。

第２支台２８には円形凹部２８ａが刻設されて
おり、ここに第３支台２９の円形凸部２９ａが、
回転可能に嵌着されており、この第３支台２９
は、前記旋回軸線J₃と平行な軸線周りに回動する
ように第２支台に取り付けられている。３０は、
第２支台２８に対し第３支台２９の回動位置を固
定するための止めねじである。第３支台３０には
ボルト３１により距離センサ（光学式センサ）１
６が固定されている。

本実施例は以上の構成よりなり、ボルト２５，
２５′及びボルト２６，２６′を緩め、リング２２
と第１支台２４間に形成された間隙の範囲内でヘ
ツド１３に対して第１支台２４を微動させること
により、距離測定用レーザ光H₁の焦点位置ｆ（第
３図参照）を、旋回軸線J₃と平行な平面状で、互
いに直交するＸ方向とＹ方向に調節できる。また
ボルト２７を緩め、第１支台２４に対し、第２支
台２８を長孔２４ｂに沿つて上下方向に摺動させ
ることにより、距離測定用レーザ光H₁の焦点位
置ｆをＸ方向とＹ方向に直交するＺ方向に調節で
きる。

このようにして、第１支台２４と第２支台２８
を適量、微動させることにより、加工用レーザ光
H₂の焦点位置に対し、距離測定用レーザ光H₁の
焦点位置ｆを対称軸とする対称位置にもたらすこ
とができる。

とくに、本実施例では、第２支台２８と距離セ
ンサ１６との間に、第３支台２９を介在させ、距
離センサ１６を第２支台２８に対して、旋回軸線
J₃と平行な軸線周りに回動可能に取り付けたの
で、一旦、第２支台２８に距離センサ１６を取り
付けた後、第２支台２８に対する距離センサ１６
の取付位置、姿勢を微調節できる。そのため焦点
位置調整作業だけでなく距離センサ１６の取付作
業も一層容易となる。

なお、上述した実施例における距離センサ１６
は、距離のみならず反射光量も測定できる。

（考案の効果） 本考案によれば、光学式センサとこの光学式セ
ンサを取り付けるヘツドとの間に、ヘツドの旋回
軸線に平行な平面上で互いに直交する２方向に微
動可能な第１支台と、この平面に直交する方向に
摺動可能な第２支台を介設した。そのため測定用
レーザ光の焦点位置を、旋回軸を対称軸として加
工用レーザ光の焦点位置と対称な位置に調整する
ことが、簡単かつ精確にでき、レーザ加工機の加
工精度の低下を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の１実施例を示す要部拡大断面
図、第２図は第１図−線切断断面図、第３図
は要部の側面図、第４図は本実施例の全体を示す
正面図、第５図と第６図は従来装置の全体を示す
正面図と側面図である。 １３……ヘツド、１４……トーチ、１６……距
離センサ（光学式センサ）、２４……第１支台、
２８……第２支台、２９……第３支台、ｆ……距
離測定用レーザ光の焦点位置、H₁……距離測定
用レーザ光、H₂……加工用レーザ光、J₃……旋
回軸線、Ｗ……ワーク。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 加工用レーザ光をワークに向けて照射するト
   ーチと、距離測定用レーザ光をワークに向けて
   照射する光学式センサを旋回可能なヘツドに取
   り付けるとともに、距離測定用レーザ光の焦点
   位置をヘツドの旋回軸線を対象軸として加工用
   レーザ光の焦点位置と対称な位置に配置したレ
   ーザ加工機において、 前記旋回軸線に平行な平面上で、互いに直交
   する２方向に微動可能に前記ヘツドに取り付け
   られた第１支台と、 旋回軸線に平行な前記平面に直交する方向に
   摺動可能に第１支台に取り付けられかつ、前記
   光学式センサを固定した第２支台とを備えたこ
   とを特徴とするレーザ加工機。 (2) 前記光学式センサと前記第２支台の間に、第
   ３支台を介設し、この第３支台を前記旋回軸線
   と平行な軸線を中心にして可動可能に第２支台
   に取り付けたことを特徴とする実用新案登録請
   求の範囲第１項に記載のレーザ加工機。