JPH0360597B2 - - Google Patents
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- JPH0360597B2 JPH0360597B2 JP58197443A JP19744383A JPH0360597B2 JP H0360597 B2 JPH0360597 B2 JP H0360597B2 JP 58197443 A JP58197443 A JP 58197443A JP 19744383 A JP19744383 A JP 19744383A JP H0360597 B2 JPH0360597 B2 JP H0360597B2
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- workpiece
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 20
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- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 13
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- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 5
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- 239000007787 solid Substances 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
- B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
- B23K26/1488—Means for protecting nozzles, e.g. the tip surface
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はレーザ光（ビーム）を用いて、立体
空間に自由な曲面を有する被加工体を加工する際
に、この自由な曲面に常に直角にレーザ光を照射
しつゝレーザ光の焦点を結ばせるためのもつとも
合理的な方法とその装置とを提供することを目的
とするものである。
空間に自由な曲面を有する被加工体を加工する際
に、この自由な曲面に常に直角にレーザ光を照射
しつゝレーザ光の焦点を結ばせるためのもつとも
合理的な方法とその装置とを提供することを目的
とするものである。
従来のこの種分野の加工方式によれば、立体空
間において、Ｘ，Ｙ，Ｚの方向に動き得るサドル
に光学レンズを有するフオーカス装置（機構）を
とりつけて、レーザ光を常に曲面に焦点を結ばせ
るようにした被加工物を加工していた。しかしこ
れによるときは被加工物の曲面がレーザ光の投射
方向に対して急傾斜している部分については充分
な加工ができず、時には切断等で被加工物の裏面
に大きなドロスが発生して加工の不正確さとその
後の追加工に多大な手数を要した。
間において、Ｘ，Ｙ，Ｚの方向に動き得るサドル
に光学レンズを有するフオーカス装置（機構）を
とりつけて、レーザ光を常に曲面に焦点を結ばせ
るようにした被加工物を加工していた。しかしこ
れによるときは被加工物の曲面がレーザ光の投射
方向に対して急傾斜している部分については充分
な加工ができず、時には切断等で被加工物の裏面
に大きなドロスが発生して加工の不正確さとその
後の追加工に多大な手数を要した。
一方、ロボツトのハンドにフオーカス装置をと
りつけて、レーザ光を自由に撓み得る光フアイバ
ー束を通してこのフオーカス装置に通じ、被加工
物体の曲面に対し常に直角に光線を投射して、そ
の表面に焦点を結ばせる方法も実用されていた。
しかしこの場合には光フアイバー束によつて通過
するレーザ光線の量に制限を受け、また光フアイ
バー束特有の光線の乱れによりレーザ光が有効に
一点に焦点を結ぶことができず、光エネルギー分
布のモードが劣化して充分な加工精度と能力が得
られないなどの不都合があつた。
りつけて、レーザ光を自由に撓み得る光フアイバ
ー束を通してこのフオーカス装置に通じ、被加工
物体の曲面に対し常に直角に光線を投射して、そ
の表面に焦点を結ばせる方法も実用されていた。
しかしこの場合には光フアイバー束によつて通過
するレーザ光線の量に制限を受け、また光フアイ
バー束特有の光線の乱れによりレーザ光が有効に
一点に焦点を結ぶことができず、光エネルギー分
布のモードが劣化して充分な加工精度と能力が得
られないなどの不都合があつた。
さらにまた第１図ａに示すレーザ加工ヘツドＨ
を使用して自由な曲面にレーザビームを常に直角
に投射し、曲面に焦点を結ばせて加工する方法も
提供されていた。
を使用して自由な曲面にレーザビームを常に直角
に投射し、曲面に焦点を結ばせて加工する方法も
提供されていた。
これは支持体Ｆに支持される中空主軸Ｓはサー
ボモーターM1で回転させられ、それによつて反
射鏡m1を設けた第１回転ブラケツト１が任意の
角度旋回する。そして第２回転ブラケツト２は第
１回転ブラケツト１に軸受３で支承されており、
反射鏡m2やフオーカス機構４を有し、これらは
図示しないサーボモーターで旋回されるのでこれ
らの二つの旋回角度の合成によつて、レーザビー
ムは常に自由な曲面に直角に投射され被加工体面
に焦点を結ぶのである。なおこの図で５はレンズ
機構であり、ｌはレーザビームを示している。
ボモーターM1で回転させられ、それによつて反
射鏡m1を設けた第１回転ブラケツト１が任意の
角度旋回する。そして第２回転ブラケツト２は第
１回転ブラケツト１に軸受３で支承されており、
反射鏡m2やフオーカス機構４を有し、これらは
図示しないサーボモーターで旋回されるのでこれ
らの二つの旋回角度の合成によつて、レーザビー
ムは常に自由な曲面に直角に投射され被加工体面
に焦点を結ぶのである。なおこの図で５はレンズ
機構であり、ｌはレーザビームを示している。
しかしこの例では、第１図ｂ図示のように第２
回転ブラケツト２の旋回角αの大きさによりレー
ザビームの焦点P2がα＝０の時の焦点P1に対し
て間隔ｈおよび距離R2が無視できない大きさの
差異として発生する。同様にレーザ加工ヘツドＨ
の構造上、中空主軸Ｓの中心線Ｃが被加工物に当
たる点P0と、焦点P2〔α＝０のとき〕との距離R1
も発生している。これらの距離R1，R2は中空主
軸Ｓ、すなわち第１回転ブラケツト１の旋回角と
第２回転ブラケツト２の旋回角により、Ｘ，Ｙ平
面内で加工点位置の偏差を種々に変化させる。つ
まりこのレーザ加工ヘツドＨでレーザ加工を行う
ときは、立体空間内でレーザビームの照射角が変
化するごとにそれぞれＸ，Ｙ，Ｚの値も変化する
ように補正を加える必要が生じてくる。これはた
とえば薄板で作られた被加工物を加工するときな
どは、加工速度が早いこともあつてこの補正に必
要なＸ，Ｙ，Ｚの動きがときに大変に早くなつて
Ｘ，Ｙ，Ｚ各軸のサーボ追従性の安定域を超える
ことも生じてくるので不都合であり加工精度が悪
くなる。
回転ブラケツト２の旋回角αの大きさによりレー
ザビームの焦点P2がα＝０の時の焦点P1に対し
て間隔ｈおよび距離R2が無視できない大きさの
差異として発生する。同様にレーザ加工ヘツドＨ
の構造上、中空主軸Ｓの中心線Ｃが被加工物に当
たる点P0と、焦点P2〔α＝０のとき〕との距離R1
も発生している。これらの距離R1，R2は中空主
軸Ｓ、すなわち第１回転ブラケツト１の旋回角と
第２回転ブラケツト２の旋回角により、Ｘ，Ｙ平
面内で加工点位置の偏差を種々に変化させる。つ
まりこのレーザ加工ヘツドＨでレーザ加工を行う
ときは、立体空間内でレーザビームの照射角が変
化するごとにそれぞれＸ，Ｙ，Ｚの値も変化する
ように補正を加える必要が生じてくる。これはた
とえば薄板で作られた被加工物を加工するときな
どは、加工速度が早いこともあつてこの補正に必
要なＸ，Ｙ，Ｚの動きがときに大変に早くなつて
Ｘ，Ｙ，Ｚ各軸のサーボ追従性の安定域を超える
ことも生じてくるので不都合であり加工精度が悪
くなる。
また従来のレーザ加工ではレーザ光の通路にプ
リズムや反射鏡を設置してレーザ光を曲折させ、
先端に設置された光学レンズからなるフオーカス
装置を取付けるレーザ加工ヘツドにより被加工体
の形状データを採集して記憶し、その後そのデー
タにより直接レーザ加工ヘツドを動作させてデー
タの確認をしていた。しかしこの方法では、教示
ミスや制御装置の不調により正規の動作経路と異
なる動作で再生された場合にレーザ加工ヘツドが
被加工体などに衝突し、高価なレンズや鏡などを
変形あるいは破損させる危険があつた。
リズムや反射鏡を設置してレーザ光を曲折させ、
先端に設置された光学レンズからなるフオーカス
装置を取付けるレーザ加工ヘツドにより被加工体
の形状データを採集して記憶し、その後そのデー
タにより直接レーザ加工ヘツドを動作させてデー
タの確認をしていた。しかしこの方法では、教示
ミスや制御装置の不調により正規の動作経路と異
なる動作で再生された場合にレーザ加工ヘツドが
被加工体などに衝突し、高価なレンズや鏡などを
変形あるいは破損させる危険があつた。
この発明はこゝにのべたような従来技術の欠点
を改善するもので、この発明によればレーザビー
ムの焦点は、レーザビーム照射角度が如何に変化
してもそれに関係なく常に第１図示の中空主軸Ｓ
の中心線上の一点にあり、また第１図ａ，ｂに示
す距離R1，R2，間隔ｈなどの偏差は常に零であ
ることから前述のサーボ追従性の限界にも関係が
ないところの非常に合理的な方法および装置であ
つて、それは被加工物体の表面を検知測定し得る
センサーやスタイラスなどをとりつけた検知測定
ヘツドを併用して直接被加工物を検知測定し、そ
のときのＸ，Ｙ，Ｚの各座標を記憶しておき加工
時に再生させることによつて、きわめて有用なシ
ステムとして被加工物の加工精度を飛躍的に良好
に保つことができるものである。
を改善するもので、この発明によればレーザビー
ムの焦点は、レーザビーム照射角度が如何に変化
してもそれに関係なく常に第１図示の中空主軸Ｓ
の中心線上の一点にあり、また第１図ａ，ｂに示
す距離R1，R2，間隔ｈなどの偏差は常に零であ
ることから前述のサーボ追従性の限界にも関係が
ないところの非常に合理的な方法および装置であ
つて、それは被加工物体の表面を検知測定し得る
センサーやスタイラスなどをとりつけた検知測定
ヘツドを併用して直接被加工物を検知測定し、そ
のときのＸ，Ｙ，Ｚの各座標を記憶しておき加工
時に再生させることによつて、きわめて有用なシ
ステムとして被加工物の加工精度を飛躍的に良好
に保つことができるものである。
つぎにこの発明のレーザ加工ヘツドおよび検知
測定ヘツドならびにこれら一連のシステムについ
てくわしく説明する。
測定ヘツドならびにこれら一連のシステムについ
てくわしく説明する。
まず第２図はこの発明のレーザ加工ヘツド
H′の実施例を示す。こゝで第１中空主軸S1は支
持体枠F′に支持されており、サーボモーター
M1′によつて伝動機構を介して回転させられるよ
うになつており、その下方にとりつけられている
第１回転ブラケツト１′には金属鏡a1，a2を内蔵
する反射鏡m1′，m2′がとりつけられている。そ
してその下方向に第２中空主軸S2が設けられ、サ
ーボモーターM2によつて伝動機構を介してこの
第２中空主軸S2を任意角度旋回させるようになつ
ている〔なお以下第１中空主軸S1の旋回軸をＡ
軸、第２中空主軸S2の旋回軸をＢ軸と呼ぶことと
する。〕。
H′の実施例を示す。こゝで第１中空主軸S1は支
持体枠F′に支持されており、サーボモーター
M1′によつて伝動機構を介して回転させられるよ
うになつており、その下方にとりつけられている
第１回転ブラケツト１′には金属鏡a1，a2を内蔵
する反射鏡m1′，m2′がとりつけられている。そ
してその下方向に第２中空主軸S2が設けられ、サ
ーボモーターM2によつて伝動機構を介してこの
第２中空主軸S2を任意角度旋回させるようになつ
ている〔なお以下第１中空主軸S1の旋回軸をＡ
軸、第２中空主軸S2の旋回軸をＢ軸と呼ぶことと
する。〕。
この第２中空主軸S2の外端に、金属鏡a3，a4を
それぞれ内蔵する二つの反射鏡m3′，m4′を有す
る第２回転ブラケツト２′がとりつけられ、この
第２回転ブラケツト２′の他端には光学レンズＬ
およびガスノズルＮを組み合わせたフオーカス機
構４′がとりつけられている。そして前記Ａ軸が
回転することによつて第１回転ブラケツト１′よ
り下方の各機構が同時に回転し、またその機構の
中でＢ軸が回転することによつて、第２回転ブラ
ケツト２′に続く機構が同時に回転されることと
なる。これらの一連の機構はレーザビームの通過
に備えて、すべて遮蔽的、気密的に構成されてい
る。
それぞれ内蔵する二つの反射鏡m3′，m4′を有す
る第２回転ブラケツト２′がとりつけられ、この
第２回転ブラケツト２′の他端には光学レンズＬ
およびガスノズルＮを組み合わせたフオーカス機
構４′がとりつけられている。そして前記Ａ軸が
回転することによつて第１回転ブラケツト１′よ
り下方の各機構が同時に回転し、またその機構の
中でＢ軸が回転することによつて、第２回転ブラ
ケツト２′に続く機構が同時に回転されることと
なる。これらの一連の機構はレーザビームの通過
に備えて、すべて遮蔽的、気密的に構成されてい
る。
そしてこの第２図では第１回転ブラケツト１と
第２回転ブラケツト２が同一平面にある場合で、
レーザビームｌは第１中空主軸S1の中心線C1に
一致している。そして第２中空主軸２′の中心線
C2はこの図では第１中空主軸S1の中心線C1と30゜
の角度に設定されている。このような一連の機構
によつてレーザ発振器（第４図参照）より出て、
第１中空主軸S1の中心を通るレーザビームｌを第
１回転ブラケツト１にとりつけた反射鏡m1′で横
方向に曲げ、それを受けて他の反射鏡m2′がレー
ザビームl1を第２中空主軸S2の中心を通るように
し、このレーザビームl2を第２回転ブラケツト
２′にとりつけた反射鏡m3′で受けて横方向に曲
げレーザビームl3とし、それを受けて他の反射鏡
m4′がレーザビームl4をフオーカス機構４′の中心
線に投射し、このレーザビームl5がフオーカス機
構４′内の光学レンズＬによつて前記三つの中心
線の交わる一点に焦点を結ぶように配置し、前記
した二つのサーボモーターM1′，M2の回転によ
り旋回する第１中空主軸S1と第２中空主軸S2との
旋回角度の組合わせ、すなわち第１回転ブラケツ
ト１′、第２回転ブラケツト２′の旋回角の組み合
わせによつて空間の任意の角度からレーザビーム
を被加工物Ｗに投射し、そして如何なる投射角度
においても、レーザビームが第１中空主軸中心線
C1上の予め決めた一点に達して焦点P2を結び加
工が行われるのである。
第２回転ブラケツト２が同一平面にある場合で、
レーザビームｌは第１中空主軸S1の中心線C1に
一致している。そして第２中空主軸２′の中心線
C2はこの図では第１中空主軸S1の中心線C1と30゜
の角度に設定されている。このような一連の機構
によつてレーザ発振器（第４図参照）より出て、
第１中空主軸S1の中心を通るレーザビームｌを第
１回転ブラケツト１にとりつけた反射鏡m1′で横
方向に曲げ、それを受けて他の反射鏡m2′がレー
ザビームl1を第２中空主軸S2の中心を通るように
し、このレーザビームl2を第２回転ブラケツト
２′にとりつけた反射鏡m3′で受けて横方向に曲
げレーザビームl3とし、それを受けて他の反射鏡
m4′がレーザビームl4をフオーカス機構４′の中心
線に投射し、このレーザビームl5がフオーカス機
構４′内の光学レンズＬによつて前記三つの中心
線の交わる一点に焦点を結ぶように配置し、前記
した二つのサーボモーターM1′，M2の回転によ
り旋回する第１中空主軸S1と第２中空主軸S2との
旋回角度の組合わせ、すなわち第１回転ブラケツ
ト１′、第２回転ブラケツト２′の旋回角の組み合
わせによつて空間の任意の角度からレーザビーム
を被加工物Ｗに投射し、そして如何なる投射角度
においても、レーザビームが第１中空主軸中心線
C1上の予め決めた一点に達して焦点P2を結び加
工が行われるのである。
この第２図においてレーザビーム投射角はＢ軸
を180゜回転させることによりＡ軸に対し最大で
60゜傾けることができるが、これによる利点とし
ては機構の運転中、不用意にレーザビームが遠く
の作業員に当らぬことによる安全性が挙げられ
る。
を180゜回転させることによりＡ軸に対し最大で
60゜傾けることができるが、これによる利点とし
ては機構の運転中、不用意にレーザビームが遠く
の作業員に当らぬことによる安全性が挙げられ
る。
第３図はこの発明の検知測定ヘツドH″示すも
ので、この機構としては前記第２図示のレーザ加
工ヘツドH′の応用であり、したがつて図面中同
一符号は第２図と同一機構である。こゝでセンサ
ー６はスタイラス７のある接触形センサーであ
り、被加工物Ｗにスタイラス７端が接触すれば信
号を発する。つまり、スタイラス７の接触端が偏
移すればその量を検知して信号を出す。スタイラ
ス７が予め決まつた原点（すなわち前記したＡ軸
中心線とＢ軸中心線との交わる点）に来れば出力
信号は零となる。そして、Ａ軸、Ｂ軸をある角度
旋回させてセンサー６の向きを被加工物Ｗの加工
点P2においてその面に直角にセツトする。つぎ
にＸ，Ｙ，Ｚ〔この検知測定ヘツドH″をとりつけ
た機械の空間軸、第４図参照〕三軸をリモコン制
御のマニアル操作で適切に動かしてスタイラス７
先端が被加工物Ｗの指定された点に接触して定点
の信号でＸ，Ｙ，Ｚ軸を止める。またこの信号に
よつて別に設けた制御装置１６〔後述第４図参
照〕でスタイラス７の先端が被加工物Ｗに接した
定点のＸ，Ｙ，Ｚ軸およびＡ，Ｂ軸各軸の現在位
置を前記制御装置１６にデジタル量として記憶さ
せる。これらの操作はすべて作業者の扱い易い形
式のスイツチによつてリモートコントロール方式
により各軸を微動させセンサー６の信号が出たと
ころでつぎの指定点の測定操作に移る。
ので、この機構としては前記第２図示のレーザ加
工ヘツドH′の応用であり、したがつて図面中同
一符号は第２図と同一機構である。こゝでセンサ
ー６はスタイラス７のある接触形センサーであ
り、被加工物Ｗにスタイラス７端が接触すれば信
号を発する。つまり、スタイラス７の接触端が偏
移すればその量を検知して信号を出す。スタイラ
ス７が予め決まつた原点（すなわち前記したＡ軸
中心線とＢ軸中心線との交わる点）に来れば出力
信号は零となる。そして、Ａ軸、Ｂ軸をある角度
旋回させてセンサー６の向きを被加工物Ｗの加工
点P2においてその面に直角にセツトする。つぎ
にＸ，Ｙ，Ｚ〔この検知測定ヘツドH″をとりつけ
た機械の空間軸、第４図参照〕三軸をリモコン制
御のマニアル操作で適切に動かしてスタイラス７
先端が被加工物Ｗの指定された点に接触して定点
の信号でＸ，Ｙ，Ｚ軸を止める。またこの信号に
よつて別に設けた制御装置１６〔後述第４図参
照〕でスタイラス７の先端が被加工物Ｗに接した
定点のＸ，Ｙ，Ｚ軸およびＡ，Ｂ軸各軸の現在位
置を前記制御装置１６にデジタル量として記憶さ
せる。これらの操作はすべて作業者の扱い易い形
式のスイツチによつてリモートコントロール方式
により各軸を微動させセンサー６の信号が出たと
ころでつぎの指定点の測定操作に移る。
つぎに第４図はこの発明のシステムについて示
すもので、機械本体としてはプレーナー形式で直
角座標形の装置を例示した。それは横に長いサド
ル８を持つたプレーナー型の機械であり、テーブ
ル９が別設のサーボモーターでボールねじ１０に
よつてＸ方向に動く。テーブル９を跨いでクロス
ビーム１１が左右のコラム１２，１２′で支えら
れている。クロスビーム１１に案内されるサドル
８は別設のサーボモーターでボールねじ１０′に
よつてＹ軸方向に動く。またテーブル９はベツド
１３上にある案内面に沿つて精密に動く。サドル
８の上に並んで二つの上下スライド部１４，１
４′がありそれぞれ単独のサーボモーターM3，
M3′で上下方向すなわち図示Z1，Z2方向に動く。
上下スライド部１４，１４′の上に、片方は第２
図示のレーザ加工ヘツドH′を他方には第３図示
の検知測定ヘツドH″をとりつけてこれら二つの
機構のＡ軸間の距離は予め決めた水平距離Y0の
値としてある。レーザ加工ヘツドH′および検知
測定ヘツドH″のそれぞれのＡ軸，Ｂ軸は別々の
サーボモータM1′，M2によつて駆動される。こ
の図の１５はレーザ発振器であり、１６は検知測
定ヘツドH″の制御装置、１７はコラムベツドで
ある。
すもので、機械本体としてはプレーナー形式で直
角座標形の装置を例示した。それは横に長いサド
ル８を持つたプレーナー型の機械であり、テーブ
ル９が別設のサーボモーターでボールねじ１０に
よつてＸ方向に動く。テーブル９を跨いでクロス
ビーム１１が左右のコラム１２，１２′で支えら
れている。クロスビーム１１に案内されるサドル
８は別設のサーボモーターでボールねじ１０′に
よつてＹ軸方向に動く。またテーブル９はベツド
１３上にある案内面に沿つて精密に動く。サドル
８の上に並んで二つの上下スライド部１４，１
４′がありそれぞれ単独のサーボモーターM3，
M3′で上下方向すなわち図示Z1，Z2方向に動く。
上下スライド部１４，１４′の上に、片方は第２
図示のレーザ加工ヘツドH′を他方には第３図示
の検知測定ヘツドH″をとりつけてこれら二つの
機構のＡ軸間の距離は予め決めた水平距離Y0の
値としてある。レーザ加工ヘツドH′および検知
測定ヘツドH″のそれぞれのＡ軸，Ｂ軸は別々の
サーボモータM1′，M2によつて駆動される。こ
の図の１５はレーザ発振器であり、１６は検知測
定ヘツドH″の制御装置、１７はコラムベツドで
ある。
この第４図示の装置はNC運転によつて予め決
められたプログラムで運転でき、検知測定ヘツド
H″を用いて被加工物Ｗを確認することができ、
レーザ加工ヘツドH′を用いて加工することがで
きるわけである。すなわちこの装置は検知測定ヘ
ツドH″を用いて被加工物Ｗの指定された点や線
を検知測定することができ、そのデータは制御装
置１６の中に点群として記憶させ、この記憶した
点群を使つて一旦検知測定ヘツドH″を動作再生
させて記憶したデータの確認をして、その後レー
ザ加工ヘツドH′によつて加工するものである。
なお、レーザ加工ヘツドH′を動作させる際には、
再生する水平方向の位置データY′を前述の水平
距離Y0だけシフトするのみでよい。この発明の
実施例では、検知測定ヘツドH″により採集した
座標値Y″に水平距離Y0を加算している。これに
より加工ヘツドH′を再生動作する際には、Ｙ方
向の移動、すなわちサドル８の移動量は測定記憶
された数値より水平距離Y0多く移動する。この
ことは、検知測定ヘツドH″の位置に加工ヘツド
H′が入れ替わり、検知測定ヘツドH″は右方向で
被加工体から逃げた位置に移動することとなる。
められたプログラムで運転でき、検知測定ヘツド
H″を用いて被加工物Ｗを確認することができ、
レーザ加工ヘツドH′を用いて加工することがで
きるわけである。すなわちこの装置は検知測定ヘ
ツドH″を用いて被加工物Ｗの指定された点や線
を検知測定することができ、そのデータは制御装
置１６の中に点群として記憶させ、この記憶した
点群を使つて一旦検知測定ヘツドH″を動作再生
させて記憶したデータの確認をして、その後レー
ザ加工ヘツドH′によつて加工するものである。
なお、レーザ加工ヘツドH′を動作させる際には、
再生する水平方向の位置データY′を前述の水平
距離Y0だけシフトするのみでよい。この発明の
実施例では、検知測定ヘツドH″により採集した
座標値Y″に水平距離Y0を加算している。これに
より加工ヘツドH′を再生動作する際には、Ｙ方
向の移動、すなわちサドル８の移動量は測定記憶
された数値より水平距離Y0多く移動する。この
ことは、検知測定ヘツドH″の位置に加工ヘツド
H′が入れ替わり、検知測定ヘツドH″は右方向で
被加工体から逃げた位置に移動することとなる。
この発明の検測加工方法および装置は、レーザ
加工ヘツドの第１中空主軸の中心線と第２中空主
軸の中心線とフオーカス機構の中心線の三つが常
に一点で交わり、就中、二つのサーボモーターの
回転により旋回する第１中空主軸と第２中空主軸
との旋回角度の組み合わせ、すなわち第１回転ブ
ラケツトと第２回転ブラケツトの旋回角の組み合
わせによつて空間の任意角度からレーザ光を被加
工物に投射し、それによつていかなる投射角度に
おいてもレーザ光の焦点が第１中空主軸中心線上
の予め決められた一点に位置するように投射され
ることになり精巧なレーザ加工が行われ、また前
記レーザ加工ヘツドの機構を応用した同一形状の
検測ヘツドを併設して被加工物を検知測定し、一
旦、検知測定ヘツドを測定記憶されたデータによ
り再生して確認し、その後そのデータを利用して
レーザ加工ヘツドを安全に動作するというレーザ
加工における新しい技術を提供するものである。
加工ヘツドの第１中空主軸の中心線と第２中空主
軸の中心線とフオーカス機構の中心線の三つが常
に一点で交わり、就中、二つのサーボモーターの
回転により旋回する第１中空主軸と第２中空主軸
との旋回角度の組み合わせ、すなわち第１回転ブ
ラケツトと第２回転ブラケツトの旋回角の組み合
わせによつて空間の任意角度からレーザ光を被加
工物に投射し、それによつていかなる投射角度に
おいてもレーザ光の焦点が第１中空主軸中心線上
の予め決められた一点に位置するように投射され
ることになり精巧なレーザ加工が行われ、また前
記レーザ加工ヘツドの機構を応用した同一形状の
検測ヘツドを併設して被加工物を検知測定し、一
旦、検知測定ヘツドを測定記憶されたデータによ
り再生して確認し、その後そのデータを利用して
レーザ加工ヘツドを安全に動作するというレーザ
加工における新しい技術を提供するものである。
第１図ａは従来装置の一例を示す縦断面図、第
１図ｂは第１図ａ要部の作動を説明する（側面）
図、第２図はこの発明のレーザ加工ヘツドの縦断
面図、第３図は同じく検知測定ヘツドの縦断面
図、第４図はこの発明の検測、加工方法に用いる
装置の斜視図である。 Ｈ，H′……レーザ加工ヘツド、H″……検知測
定ヘツド、Ｆ，F′……支持枠体、S1……第１中空
主軸、S2……第２中空主軸、１′……第１回転ブ
ラケツト、２′……第２回転ブラケツト、４，
４′……フオーカス機構、６……センサー、ｌ〜
l5……レーザビーム、Ｗ……被加工物、８……サ
ドル、９……テーブル、１０，１０′……ボール
ねじ、１１……クロスビーム、１２，１２′……
コラム、１３……ベツド、１４，１４′……上下
スライド部、１５……レーザ発振器、１６……制
御装置。
１図ｂは第１図ａ要部の作動を説明する（側面）
図、第２図はこの発明のレーザ加工ヘツドの縦断
面図、第３図は同じく検知測定ヘツドの縦断面
図、第４図はこの発明の検測、加工方法に用いる
装置の斜視図である。 Ｈ，H′……レーザ加工ヘツド、H″……検知測
定ヘツド、Ｆ，F′……支持枠体、S1……第１中空
主軸、S2……第２中空主軸、１′……第１回転ブ
ラケツト、２′……第２回転ブラケツト、４，
４′……フオーカス機構、６……センサー、ｌ〜
l5……レーザビーム、Ｗ……被加工物、８……サ
ドル、９……テーブル、１０，１０′……ボール
ねじ、１１……クロスビーム、１２，１２′……
コラム、１３……ベツド、１４，１４′……上下
スライド部、１５……レーザ発振器、１６……制
御装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 水平方向に移動可能なサドルに、上下方向に
それぞれ独立して移動可能な二個の上下スライド
部を水平所定距離を隔てて並設し、この上下スラ
イド部の片方には少なくとも二つの回転軸を有す
るレーザ加工ヘツドを回転可能に載置し、他方の
上下スライド部にはこのレーザ加工ヘツドと同一
の二つの回転軸を有する検知測定ヘツドを回転可
能に載置し、この検知測定ヘツドと被加工物との
接触により被加工物の形状データを採集し、この
形状データにより前記レーザ加工ヘツドと検知測
定ヘツドを動作させるレーザ検測、加工方法であ
つて、被加工物の加工位置の近傍に前記検知測定
ヘツドを位置決めすると共に、この検知測定ヘツ
ドの先端を加工面に対し垂直方向に設定し、この
ときの位置座標と前記二つの回転軸の角度との数
値を記憶装置に記憶させ、その後検知測定ヘツド
を動作させる際にはこの数値を再生し、前記加工
ヘツドを動作させる際には水平方向の移動量を前
記水平所定距離変化させて再生することを特徴と
するレーザ光を自由立体角度に投射できる検測、
加工方法。 ２ サーボモーターから適宜の減速機構を経て回
転駆動され、支持体に回転自由に支承された第１
主軸と、この第１主軸の一端にとりつけられ、ま
たこの取り付け部の他端に別のサーボモーターか
ら適宜の減速機構を経て回転駆動される第２主軸
を有する第１回転ブラケツトと、この第２主軸の
外端にとりつけられ、またこの取り付け部の他端
にセンサーを有する第２回転ブラケツトからな
り、第１主軸の中心線と第２主軸の中心線とが一
点で交わる位置で、被加工物とセンサー先端のス
タイラスとの接触によりセンサーから電気的信号
を発生させることを特徴とした検知測定ヘツド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58197443A JPS60121411A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | レ−ザ光を自由立体角度に投射できる検測、加工方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58197443A JPS60121411A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | レ−ザ光を自由立体角度に投射できる検測、加工方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60121411A JPS60121411A (ja) | 1985-06-28 |
| JPH0360597B2 true JPH0360597B2 (ja) | 1991-09-17 |
Family
ID=16374587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58197443A Granted JPS60121411A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | レ−ザ光を自由立体角度に投射できる検測、加工方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60121411A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE455925B (sv) * | 1985-07-03 | 1988-08-22 | Asea Ab | Robothandled |
| JPH0761555B2 (ja) * | 1986-08-18 | 1995-07-05 | 株式会社日平トヤマ | レ−ザ加工装置 |
| JPS63135314U (ja) * | 1987-02-25 | 1988-09-06 | ||
| JP2665232B2 (ja) * | 1988-05-31 | 1997-10-22 | 株式会社アマダ | ５軸制御機械のティーチング装置 |
| JP2603873B2 (ja) * | 1989-01-09 | 1997-04-23 | 三菱電機株式会社 | レ−ザ加工機及びレ−ザ加工方法 |
| KR100964680B1 (ko) | 2007-12-07 | 2010-06-21 | 한국기계연구원 | 다면체 레이저 가공 장치 및 방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS527645B2 (ja) * | 1972-06-12 | 1977-03-03 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS527645U (ja) * | 1975-07-03 | 1977-01-19 |
-
1983
- 1983-10-21 JP JP58197443A patent/JPS60121411A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS527645B2 (ja) * | 1972-06-12 | 1977-03-03 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60121411A (ja) | 1985-06-28 |
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