JPH05212568A - Laser beam machine and method for controlling height of condenser lens thereof - Google Patents

Laser beam machine and method for controlling height of condenser lens thereof

Info

Publication number
JPH05212568A
JPH05212568A JP4017359A JP1735992A JPH05212568A JP H05212568 A JPH05212568 A JP H05212568A JP 4017359 A JP4017359 A JP 4017359A JP 1735992 A JP1735992 A JP 1735992A JP H05212568 A JPH05212568 A JP H05212568A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
workpiece
condenser lens
output
laser
distance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4017359A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Sugiyama
勤 杉山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP4017359A priority Critical patent/JPH05212568A/en
Priority to DE69219101T priority patent/DE69219101T2/en
Priority to EP92119082A priority patent/EP0554523B1/en
Priority to US07/974,436 priority patent/US5334816A/en
Publication of JPH05212568A publication Critical patent/JPH05212568A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE:To simply, surely and automatically set the positions of focus and machining torch as preparatory work for laser beam machining. CONSTITUTION:A condenser lens 4, machining torch 18, servomotor 9a for changing the interval between the condenser lens 4 and a workpiece 7, numerical controller 21 with which the servomotor 9a, working table 10b and laser beam oscillator 1 are controlled and profiling device which is attached to the machining torch 18 and with which the distance between the condenser lens 4 and the workpiece 7 is detected are provided. A guide bearing is provided between a profiling sensor part 19 and a machining torch 18 to move the profiling sensor part 19 along the machining torch 18 coaxially with the optical axis of laser beam 1a, and is provided with a taper-like hole along the laser beam 1a which is condensed with the condenser lens 4 of the part 19 through which the laser beam 1a and auxiliary gas are passed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、鋼板等の溶接や切断や
穴明け等の加工を行う炭酸ガスレーザ等のレーザ加工装
置において、特に加工準備時間の短縮と、加工条件の安
定化により歩留りの向上を行った優れたレーザ加工装置
とその集光レンズ高さ制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus such as a carbon dioxide gas laser for welding, cutting or drilling a steel sheet or the like, and in particular, shortens the processing preparation time and stabilizes the processing conditions to improve the yield. The present invention relates to an improved laser processing apparatus and a method of controlling the height of a condenser lens thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】鋼板等を切断する従来のレーザ加工装置
の構成を図6に示す。図6において、1はレーザ発振
器、1aはレーザ光、2はレーザ光ガイド、3は折曲げ
鏡、4は集光レンズ、5はレンズガイド、6はレンズガ
イド5と合わせた長さが集光レンズ4の焦点距離とほぼ
一致する長さを有する加工トーチ、7は被加工物、8a
は補助ガス配管、8bは補助ガスボンベ、9aは集光レ
ンズ4を取り付けた加工トーチ6を昇降するサーボモー
タ、9bはウォーム、9cはラックでウォーム9bとラ
ック9cでサーボモータ9aと加工トーチ6が係合され
ている。10aは加工テーブルベース、10bは加工テ
ーブル、10cは被加工物支持用の剣山、10dは加工
テーブル10bの動作を駆動するサーボモータ、11は
数値制御装置、12は倣いセンサ部、12aは倣いセン
サ支持棒、13は信号変換器、14はレーザ出力指令信
号、15は加工形状および加工速度を決めるサーボ指令
信号、16はレンズ高さを設定するサーボ指令信号、1
7は倣い装置出力である。
2. Description of the Related Art FIG. 6 shows the configuration of a conventional laser processing apparatus for cutting a steel plate or the like. In FIG. 6, 1 is a laser oscillator, 1a is a laser beam, 2 is a laser light guide, 3 is a bending mirror, 4 is a condenser lens, 5 is a lens guide, and 6 is a total length including the lens guide 5. A processing torch having a length substantially matching the focal length of the lens 4, 7 is a workpiece, 8a
Is an auxiliary gas pipe, 8b is an auxiliary gas cylinder, 9a is a servomotor for moving up and down the processing torch 6 having the condenser lens 4, 9b is a worm, 9c is a rack, and the servomotor 9a and the processing torch 6 are a worm 9b and a rack 9c. Engaged. Reference numeral 10a is a processing table base, 10b is a processing table, 10c is a sword mountain for supporting a workpiece, 10d is a servomotor for driving the operation of the processing table 10b, 11 is a numerical controller, 12 is a scanning sensor unit, and 12a is a scanning sensor. A support rod, 13 is a signal converter, 14 is a laser output command signal, 15 is a servo command signal that determines the machining shape and machining speed, 16 is a servo command signal that sets the lens height, 1
Reference numeral 7 is an output of the copying apparatus.

【0003】次に上記構成の従来のレーザ加工装置の動
作と加工開始前の加工に至るまでの準備作業について説
明する。レーザ発振器1はレーザ媒質を励起してレーザ
光1aを出力する。レーザ光ガイド2を通過したレーザ
光1aは光路の途中に設けられた折曲げ鏡3により反射
され光軸を集光レンズ4の方向に折曲げられて集光レン
ズ4に入射し、集光レンズ4によって集光されて集光レ
ンズ4の焦点の近くに置かれた被加工物7を照射する。
被加工物7は加工テーブル10b上の被加工物支持用の
剣山10cの上に置かれ、サーボモータ10dが加工テ
ーブル10bを駆動することにより被加工物7を移動さ
せる。集光レンズ4と被加工物7の間には被加工物7に
近づくにつれて内径をテーパー状に絞った加工トーチ6
を設け、ガス配管8aを通してガスボンベ8bによって
供給される補助ガスを集光したレーザ光1aと同軸とな
るように被加工物7のレーザ照射部分に吹き付ける。加
工形状および被加工物7の移動速度やレーザ出力などの
加工条件が入力されている数値制御装置11は、レーザ
出力指令信号14をレーザ発振器1に出力して所定のレ
ーザ出力を得て、加工形状や必要な移動速度に応じてサ
ーボ指令信号15をサーボモータ10dに送り、加工テ
ーブル10b上の被加工物7を動かして所定の形状に加
工する。
Next, the operation of the conventional laser processing apparatus having the above structure and the preparatory work up to the processing before the start of processing will be described. The laser oscillator 1 excites a laser medium and outputs a laser beam 1a. The laser light 1a that has passed through the laser light guide 2 is reflected by a bending mirror 3 provided in the middle of the optical path, the optical axis is bent in the direction of the condenser lens 4, and enters the condenser lens 4, and the condenser lens 4 The object 7 to be processed which is focused by the laser beam 4 and placed near the focal point of the focusing lens 4 is irradiated.
The workpiece 7 is placed on the blade 10c for supporting the workpiece on the machining table 10b, and the servomotor 10d drives the machining table 10b to move the workpiece 7. Between the condenser lens 4 and the workpiece 7, a processing torch 6 having a tapered inner diameter as it approaches the workpiece 7 is formed.
Is provided, and the auxiliary gas supplied by the gas cylinder 8b is sprayed onto the laser-irradiated portion of the workpiece 7 so as to be coaxial with the focused laser beam 1a through the gas pipe 8a. The numerical control device 11 to which the processing conditions such as the processing shape, the moving speed of the workpiece 7 and the laser output are input, outputs the laser output command signal 14 to the laser oscillator 1 to obtain a predetermined laser output and perform the processing. The servo command signal 15 is sent to the servo motor 10d according to the shape and the required moving speed, and the workpiece 7 on the processing table 10b is moved to machine it into a predetermined shape.

【0004】上記の加工を行う場合に、事前にまずレン
ズガイド5を動かして、加工トーチ6の先端が被加工物
7表面に接触する間隔0を集光レンズ4と被加工物7と
の間の距離の座標原点として数値制御装置11に原点設
定を行う。その後、加工トーチ6先端と被加工物7との
間の距離を数mmに設定し加工試験を行いながら加工トー
チ6先端と被加工物7との間の距離を調整し、最も切断
性のよい距離を倣い装置に設定する。
When performing the above processing, first the lens guide 5 is moved in advance so that the interval 0 at which the tip of the processing torch 6 contacts the surface of the workpiece 7 is set between the condenser lens 4 and the workpiece 7. The origin is set in the numerical controller 11 as the origin of the coordinate of the distance. After that, the distance between the tip of the processing torch 6 and the workpiece 7 is set to several mm, and the distance between the tip of the processing torch 6 and the workpiece 7 is adjusted while performing a machining test to obtain the best cutting performance. Set the distance to the copying device.

【0005】一般にこの種のレーザ加工装置で軟鋼板等
の溶接や切断や穴明け加工を行うときには、集光レンズ
4で集光した焦点位置の付近に被加工物7を置いたとき
に、最も切断速度を高くかつ切断面粗度を小さくするこ
とができる。さらに、加工トーチ6の先端と被加工物7
の間隔を数mmとしたとき、レーザ光1aで溶融した被加
工物7の除去が補助ガスによって促進され加工速度が速
くなる。上記焦点位置と被加工物7との間隔は加工する
板厚や材質によって決まるため、被加工物7や集光レン
ズ4を交換する度ごとに加工トーチ6の位置の設定を行
うことが必要であった。
Generally, when performing welding, cutting or drilling of a mild steel plate or the like with this type of laser processing apparatus, when the workpiece 7 is placed near the focal position focused by the condenser lens 4, The cutting speed can be increased and the cut surface roughness can be reduced. Further, the tip of the processing torch 6 and the workpiece 7
When the distance is set to several mm, the auxiliary gas promotes the removal of the workpiece 7 melted by the laser beam 1a, and the processing speed increases. Since the distance between the focus position and the workpiece 7 is determined by the plate thickness and material to be processed, it is necessary to set the position of the processing torch 6 every time the workpiece 7 or the condenser lens 4 is replaced. there were.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のレーザ
加工装置では、焦点位置と被加工物7との間隔と、加工
トーチ6と被加工物7との間隔は、被加工物7や集光レ
ンズ4を交換する度ごとに設定する必要があるため、加
工開始のための準備に多くの時間を要し作業能率を著し
く低くしていた。また、集光レンズ4の焦点距離のばら
つきに対し、加工トーチ6の長さが固定であるため、加
工トーチ6と被加工物7との間隔を固定して加工する
と、焦点位置と被加工物7の相対位置が最適位置からず
れて、被加工物7に照射されるレーザ光1aの照射条件
が変化し、加工品質がばらつき歩留りが低下するという
問題があった。
In the conventional laser processing apparatus described above, the distance between the focus position and the workpiece 7 and the distance between the processing torch 6 and the workpiece 7 are the same as those of the workpiece 7 and the light condensing unit. Since it has to be set every time the lens 4 is replaced, it takes a lot of time to prepare for the start of processing, resulting in a markedly low work efficiency. Further, since the length of the processing torch 6 is fixed with respect to the variation of the focal length of the condenser lens 4, if the distance between the processing torch 6 and the workpiece 7 is fixed, the focal position and the workpiece are not processed. There is a problem that the relative position of 7 shifts from the optimum position, the irradiation condition of the laser beam 1a with which the workpiece 7 is irradiated changes, the processing quality varies, and the yield decreases.

【0007】本発明はこのような従来の問題を解決する
ものであり、レーザ加工の準備作業としての焦点位置と
加工トーチの位置の設定を簡便にし、作業能率を向上さ
せるとともに、加工歩留りの向上と加工品質の安定化が
実現できるレーザ加工装置を提供することを目的とす
る。
The present invention solves such a conventional problem and simplifies the setting of the focus position and the position of the processing torch as a preparatory work for laser processing, improves the work efficiency and improves the processing yield. It is an object of the present invention to provide a laser processing apparatus capable of realizing stable processing quality.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のレーザ加工装置は、レーザ発振器と、レーザ
光ガイドと、折曲げ鏡と、集光レンズと、補助ガスを吹
き付ける加工トーチと、補助ガス源と、被加工物を保持
して移動する加工テーブルと、集光レンズと被加工物の
間隔を変えるためのサーボモータと、そのサーボモータ
と加工テーブルとレーザ発振器を制御する数値制御装置
と、加工トーチに取り付けられ集光レンズと被加工物の
間の距離を検出する倣いセンサ部と信号変換器とを備え
た倣い装置と、かつ集光レンズによって集光したレーザ
光に沿ったテーパー状の穴を有しレーザ光と補助ガスを
通過させる倣いセンサ部と、その倣いセンサ部を加工ト
ーチに沿ってレーザ光の光軸と同軸に動かすためのガイ
ド軸受けを倣いセンサ部と加工トーチの間に設けたもの
である。
To achieve the above object, a laser processing apparatus of the present invention comprises a laser oscillator, a laser light guide, a bending mirror, a condenser lens, and a processing torch for blowing an auxiliary gas. , An auxiliary gas source, a machining table that holds and moves the workpiece, a servo motor that changes the distance between the condenser lens and the workpiece, and numerical control that controls the servo motor, the machining table, and the laser oscillator. An apparatus, a copying apparatus equipped with a processing torch, which includes a scanning sensor unit for detecting a distance between a condenser lens and an object to be processed, and a signal converter, and a laser beam focused by the condenser lens. A scanning sensor section having a tapered hole for passing laser light and auxiliary gas, and a guide bearing for moving the scanning sensor section along the machining torch coaxially with the optical axis of the laser light. In which it provided between the support portion and the processing torch.

【0009】また本発明のレーザ加工装置の集光レンズ
高さ制御方法は、レーザ発振器と、集光レンズと、加工
トーチと、被加工物を保持して移動する加工テーブル
と、集光レンズと被加工物の間隔を変えるためのサーボ
モータと、そのサーボモータと加工テーブルとレーザ発
振器を制御する数値制御装置と、被加工物表面のレーザ
光照射部から発せられる光を検出する光センサとを備
え、その光センサの出力の変化に応じて集光レンズと被
加工物の間隔を記憶する記憶装置を前記数値制御装置に
設けたレーザ加工装置において、集光レンズの焦点距離
を含む範囲で集光レンズと被加工物との間隔を変化させ
ながら被加工物にレーザ光を照射し、かつ被加工物を移
動させながらレーザ光照射位置を変化させることによっ
て、集光レンズと被加工物との間隔の最大間隔と最小間
隔を記憶装置に記憶させ、その記憶させた集光レンズと
被加工物との間隔の最大間隔と最小間隔のほぼ中央位置
を前記サーボモータの座標原点とするものである。
Further, the method of controlling the height of the condenser lens of the laser processing apparatus of the present invention comprises a laser oscillator, a condenser lens, a processing torch, a processing table for holding and moving a workpiece, and a condenser lens. A servo motor for changing the distance between the workpieces, a numerical controller for controlling the servo motor, the machining table, and the laser oscillator, and an optical sensor for detecting the light emitted from the laser beam irradiation section on the surface of the workpiece. In the laser processing apparatus, wherein the numerical control device is provided with a storage device for storing the distance between the condensing lens and the object to be processed according to the change in the output of the optical sensor, in the range including the condensing lens focal length. By irradiating the work piece with laser light while changing the distance between the optical lens and the work piece, and by changing the laser light irradiation position while moving the work piece, The maximum distance and the minimum distance between the object and the object are stored in a storage device, and the substantially central position of the stored maximum distance and the minimum distance between the condenser lens and the workpiece is set as the coordinate origin of the servo motor. It is a thing.

【0010】[0010]

【作用】上記した構成および方法によれば、例えば被加
工物が軟鋼やステンレス鋼の場合、レーザ光の強度が1
cm2当り106W以上となる限界強度を越えると被加工物
表面からの発色光がオレンジ色から青色に変化すること
を利用し、被加工物表面からの発光色を青色フィルタ付
き光センサで監視し、被加工物の位置を変えながら加工
トーチを上下に移動させると、集光レンズの焦点を含む
上下の範囲で青色の発光が検出される。この動作を被加
工物の位置を変えて数回行い、青色の発光を検出した範
囲の上限と下限の中央を集光レンズの焦点として数値制
御装置に設定することにより、焦点位置の設定を自動的
に行うことができる。
According to the above configuration and method, for example, when the workpiece is mild steel or stainless steel, the intensity of the laser beam is 1
Utilizing the fact that when the intensity exceeds the limit of 10 6 W per cm 2, the color emitted from the surface of the workpiece changes from orange to blue, and the light emitted from the surface of the workpiece is detected by an optical sensor with a blue filter. When monitoring and moving the processing torch up and down while changing the position of the workpiece, blue light emission is detected in the upper and lower range including the focus of the condenser lens. This operation is performed several times by changing the position of the work piece, and the center of the upper and lower limits of the range where blue light emission is detected is set as the focus of the condenser lens in the numerical control device to automatically set the focus position. Can be done on a regular basis.

【0011】[0011]

【実施例】以下本発明の第1の実施例について図面を参
照して説明する。図1に本発明のレーザ加工装置の一実
施例の構成を示す。図1において図6と同じ部分につい
ては同じ符号を付して説明は省略し、異なる部分につい
て説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of the laser processing apparatus of the present invention. In FIG. 1, the same parts as those in FIG. 6 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Different parts will be described.

【0012】図1において、18は加工トーチ、19は
ノズル付き倣いセンサ、20は倣いセンサ支持棒、21
は数値制御装置、22は光センサ、22aは光センサ出
力である。また、図2はノズル先端部の構造の詳細を示
す断面図で、図2において、19aはガイドローラ、1
9bはテーパー状の穴、19cはレーザ光照射部を覗く
ための開口部、22bは青色フィルタ、23はガイド軸
受け、24はアシストガスパッキン、25a,25bは
ノズル付き倣いセンサ19の落下防止用のストッパであ
る。
In FIG. 1, 18 is a processing torch, 19 is a copying sensor with a nozzle, 20 is a copying sensor support rod, and 21
Is a numerical controller, 22 is an optical sensor, and 22a is an optical sensor output. 2 is a cross-sectional view showing the detailed structure of the nozzle tip portion. In FIG. 2, 19a is a guide roller and 1 is a guide roller.
Reference numeral 9b is a tapered hole, 19c is an opening for looking through the laser light irradiation portion, 22b is a blue filter, 23 is a guide bearing, 24 is an assist gas packing, and 25a and 25b are for preventing the copy sensor 19 with a nozzle from falling. It is a stopper.

【0013】図1および図2に示すレーザ加工装置にお
いて、レーザ光ガイド2の一端はレーザ発振器1の出力
口に接続され、レーザ光ガイド2の途中には折曲げ鏡3
が設けられ、レーザ光ガイド2の他の一端は円形の断面
を有する筒状となっており、集光レンズ4を取り付けた
レンズガイド5が挿入されている。レンズガイド5の側
面には昇降用ラック9cが取り付けられ、サーボモータ
9aに結合された昇降用ウォーム9bを昇降用ラック9
cに係合させ、サーボモータ9aによりレンズガイド5
を昇降させる。さらにレンズガイド5に接続されている
加工トーチ18の側面には信号変換器13が取り付けら
れ、また加工トーチ18の側面が補助ガス配管8aによ
り補助ガスボンベ8bに接続されている。
In the laser processing apparatus shown in FIGS. 1 and 2, one end of the laser light guide 2 is connected to the output port of the laser oscillator 1, and the bending mirror 3 is provided in the middle of the laser light guide 2.
Is provided, and the other end of the laser light guide 2 has a cylindrical shape with a circular cross section, and the lens guide 5 to which the condenser lens 4 is attached is inserted. An elevating rack 9c is attached to a side surface of the lens guide 5, and an elevating worm 9b coupled to a servo motor 9a is attached to the elevating rack 9c.
The lens guide 5 is engaged by the servo motor 9a.
Raise and lower. Further, the signal converter 13 is attached to the side surface of the processing torch 18 connected to the lens guide 5, and the side surface of the processing torch 18 is connected to the auxiliary gas cylinder 8b by the auxiliary gas pipe 8a.

【0014】レンズガイド5の先端には加工トーチ18
が取り付けられる。加工トーチ18は集光レンズ4から
離れるに従い、集光レンズ4の約半分の径まで内径が細
くなり、その後先端まで円筒状となる。加工トーチ18
の先端の内面にガイド軸受け23が取り付けられ、ガイ
ド軸受け23にノズル付き倣いセンサ19が挿入され
る。また、加工トーチ18の内面にはノズル付き倣いセ
ンサ19と加工トーチ18の間で補助ガスの気密を保つ
ガスパッキン24とノズル付き倣いセンサ19脱落防止
用ノズルストッパ25bが取り付けられ、ノズル付き倣
いセンサ19側にはノズル付き倣いセンサ19脱落防止
用ノズルストッパ25bに対向するノズル付き倣いセン
サ19脱落防止用ノズルストッパ25aが設けられてい
る。さらに加工トーチ18の外壁には光センサ22が取
り付けられ光センサ出力22aが数値制御装置21に接
続されている。
A processing torch 18 is attached to the tip of the lens guide 5.
Is attached. As the processing torch 18 moves away from the condensing lens 4, the inner diameter becomes thin to about half the diameter of the condensing lens 4, and then the processing torch 18 becomes cylindrical up to the tip. Processing torch 18
The guide bearing 23 is attached to the inner surface of the tip of the, and the nozzle-equipped copy sensor 19 is inserted into the guide bearing 23. Further, on the inner surface of the processing torch 18, a gas packing 24 that keeps the auxiliary gas airtight between the scanning sensor with nozzle 19 and the processing torch 18 and a nozzle stopper 25b for preventing the nozzle sensor from falling off the scanning sensor with nozzle 19 are attached. A nozzle stopper 25a for preventing the copy sensor 19 with a nozzle from coming off is provided on the 19 side so as to face the nozzle stopper 25b with a nozzle to prevent the copy sensor 19 from coming off. Further, an optical sensor 22 is attached to the outer wall of the processing torch 18, and an optical sensor output 22a is connected to the numerical controller 21.

【0015】ノズル付き倣いセンサ19は、内部に集光
されたレーザ光に沿うテーパー穴19bが設けられてお
り、テーパー穴19bの中心軸とレーザ光軸とを一致さ
せ補助ガス流の中心をほぼ一致させる。ノズル付き倣い
センサ19の下面には被加工物7と一定の間隔を保つた
めのガイドローラ19aが埋め込まれ、加工トーチ18
の側面に取り付けられた光センサ22とレーザ光照射部
の間を遮らないように開口部19cを設けている。
The scanning sensor with nozzle 19 is provided with a tapered hole 19b along the laser beam condensed inside, and the central axis of the tapered hole 19b and the laser optical axis are aligned with each other so that the center of the auxiliary gas flow is almost the same. To match. A guide roller 19a for keeping a constant distance from the workpiece 7 is embedded in the lower surface of the copying sensor with nozzle 19, and the processing torch 18 is provided.
The opening 19c is provided so as not to block the space between the optical sensor 22 attached to the side surface and the laser light irradiation portion.

【0016】数値制御装置21は被加工物7の加工形
状、移動速度およびレーザ出力などの加工条件を入力さ
れ、レーザ出力指令信号14をレーザ発振器1に出力
し、加工形状や移動速度に応じてサーボ指令信号15を
サーボモータ10dに送り、加工テーブル10bによっ
て被加工物7を動かす。
The numerical control device 21 receives the processing conditions such as the processing shape of the workpiece 7, the moving speed and the laser output, and outputs the laser output command signal 14 to the laser oscillator 1 according to the processing shape and the moving speed. The servo command signal 15 is sent to the servo motor 10d, and the workpiece 7 is moved by the machining table 10b.

【0017】次に、動作について説明する。図1に示す
実施例において、数値制御装置21からの指令によりレ
ーザ発振器1はレーザ媒質を励起してレーザ光1aを出
力する。レーザ光ガイド2を通過したレーザ光1aは折
曲げ鏡3により光軸を集光レンズ4の方向に折曲げられ
集光レンズ4に入射して集光され、集光レンズ4のほぼ
焦点付近に置かれた被加工物7を照射する。被加工物7
は加工テーブル上の加工物支持剣山10c上に載置さ
れ、サーボモータ10dが加工テーブル10bを駆動す
ることによって、被加工物7を移動させる。ガスボンベ
8bから補助ガスをガス配管8aを通して加工トーチ1
8に供給し、加工トーチ18とノズル付き倣いセンサ1
9は集光されたレーザ光と同軸に補助ガスを被加工物7
のレーザ光照射部に吹き付ける。以上のようにして、加
工テーブル10bに載置された被加工物7にはレーザ加
工が行われる。
Next, the operation will be described. In the embodiment shown in FIG. 1, the laser oscillator 1 excites a laser medium and outputs a laser beam 1a according to a command from the numerical controller 21. The laser light 1a that has passed through the laser light guide 2 is bent by the bending mirror 3 in the direction of the condenser lens 4, is incident on the condenser lens 4, and is condensed. Irradiate the placed workpiece 7. Workpiece 7
Is placed on the workpiece supporting sword mountain 10c on the machining table, and the servomotor 10d drives the machining table 10b to move the workpiece 7. Processing torch 1 with auxiliary gas from gas cylinder 8b through gas pipe 8a
8, the processing torch 18 and the copy sensor 1 with nozzle
Numeral 9 is an auxiliary gas which is coaxial with the focused laser light and which is a workpiece 7
To the laser light irradiation part of. As described above, the laser processing is performed on the workpiece 7 placed on the processing table 10b.

【0018】このようにレーザ加工を行うレーザ光1a
を集光レンズ4により集光したときの、レーザ光1aの
ビーム径とレンズ4からの距離の関係を図4(A)に、
レーザ強度とレンズ4からの距離の関係を図4(B)
に、さらに集光したレーザ光1aを被加工物7に照射し
たときに被加工物7表面で観測される発光色の変化とレ
ンズ4からの距離の関係を図4(C)に示す。図4
(A)に示すようにビーム径はレンズ位置と焦点位置間
の距離に比例した変化をする。これに対して、ビーム強
度はビーム断面積に反比例して増加する。すなわち、ビ
ーム強度はレンズ位置と焦点位置間の距離の2乗に反比
例して変化する。ビーム強度が次第に増加して、軟鋼や
ステンレス鋼の場合1平方センチメートル当り約10の
6乗W以上となる限界強度Io を越えるとき、発光色が
オレンジ色から青色に変化する。図4(B)において
は、出力aの場合レンズから距離Zaのとき限界強度I
o となり、距離Zaから焦点位置Zfまでの範囲と、焦
点位置ZfからZa点の焦点位置Zfに対して対称の位
置までの範囲では青色の発光が得られる。出力bの場合
は青色の発光が得られるのは、レンズからの距離Zbか
ら焦点位置Zfまでの範囲と、焦点位置ZfからZb点
の焦点位置Zfに対して対称の位置までの範囲となり、
出力cでは青色発光するのは焦点位置の1点においてだ
けである。
Laser light 1a for performing laser processing in this way
FIG. 4A shows the relationship between the beam diameter of the laser light 1 a and the distance from the lens 4 when the light is condensed by the condenser lens 4.
FIG. 4B shows the relationship between the laser intensity and the distance from the lens 4.
Further, FIG. 4C shows the relationship between the change in the emission color observed on the surface of the workpiece 7 and the distance from the lens 4 when the workpiece 7 is further irradiated with the focused laser beam 1a. Figure 4
As shown in (A), the beam diameter changes in proportion to the distance between the lens position and the focal position. On the other hand, the beam intensity increases in inverse proportion to the beam cross-sectional area. That is, the beam intensity changes in inverse proportion to the square of the distance between the lens position and the focal position. When the beam intensity gradually increases and exceeds the limit intensity I o which is about 10 6 W or more per square centimeter in the case of mild steel or stainless steel, the emission color changes from orange to blue. In FIG. 4B, the limit intensity I is obtained when the output is a and the distance is Za from the lens.
Thus , blue light emission is obtained in the range from the distance Za to the focus position Zf and in the range from the focus position Zf to a position symmetrical to the focus position Zf at the point Za. In the case of the output b, blue light emission is obtained in the range from the distance Zb from the lens to the focus position Zf and in the range from the focus position Zf to a position symmetrical with respect to the focus position Zf at the Zb point.
At the output c, blue light is emitted only at one point of the focus position.

【0019】この第1の実施例においては、数値制御装
置21は、まず集光レンズ4の焦点距離とされる高さの
約10%高い位置および焦点距離とされる高さの約10
%低い位置を定め、次にレーザ発振器1に指令してレー
ザ光1aを出力しながら、かつ被加工物を移動してレー
ザ照射位置を徐々にずらしながら、サーボモータ9aに
よって集光レンズ4を、焦点とされる位置に対して焦点
距離の±10%の範囲で下降または上昇させる。このと
きのレーザ出力は図4(B)に示す出力aまたはbのよ
うに、限界強度Io を越えるレンズからの距離が幅を持
つ値とする。
In the first embodiment, the numerical control device 21 first makes the position of the focal length of the condenser lens 4 about 10% higher than the height and the height of the focal length about 10%.
% While the laser oscillator 1 is instructed to output the laser beam 1a and the workpiece is moved to gradually shift the laser irradiation position, the servo motor 9a causes the condenser lens 4 to move. It is lowered or raised within a range of ± 10% of the focal length with respect to the focused position. At this time, the laser output has a value in which the distance from the lens exceeding the limit intensity I o has a width, as in the output a or b shown in FIG. 4B.

【0020】集光レンズ4が上昇または下降し、焦点位
置に近付くのに伴い、レーザ光は集光されて、被加工物
7表面に照射されるレーザ光の強度はビーム断面積に反
比例して増加し、レーザ光照射点から出る光の色はオレ
ンジ色から青色に変化する。さらに、集光レンズ4を焦
点位置を通過させて上昇または下降させると、集光レン
ズ4が焦点位置を通過してから、逆にレーザ光は拡散し
レーザ光強度は低下し、レーザ光照射点から出る光の色
は青色からオレンジ色に変化する。
As the condenser lens 4 moves up or down and approaches the focus position, the laser light is focused and the intensity of the laser light applied to the surface of the workpiece 7 is inversely proportional to the beam cross-sectional area. The color of the light emitted from the laser irradiation point changes from orange to blue. Further, when the condensing lens 4 passes through the focal position and is moved up or down, the condensing lens 4 passes through the focal position, and then the laser light is diffused and the laser light intensity is lowered. The color of the light emitted from blue changes to orange.

【0021】加工トーチ18に装着された光センサ22
は、受光部の青色フィルタ22bによりオレンジ色は遮
断され、オレンジ色は感知しない。レーザ光照射時にレ
ーザ光照射点から出る光の色がオレンジ色から青色に変
化すると、青色の光は受光部の青色フィルタ22bを透
過し、光センサ22が青色フィルタ22bを透過した光
を感知して出力信号22aを出力する。数値制御装置2
1は、光センサ22が出力信号22aを出力し始めた集
光レンズ4の高さと出力信号22aが出力されなくなっ
た集光レンズ4の高さを記憶し、その2つの高さの中央
の値を演算し、サーボモータ9aを制御し受光レンズ4
を上下に移動させ、2つの高さの中央の値の高さを受光
レンズ4の基準高さとして、その高さに受光レンズ4を
設定する。集光レンズ4の焦点位置は発光色が青色とな
る範囲の中央にあるので、以上の動作により被加工物7
の表面に集光レンズ4の焦点が設定される。この集光レ
ンズ4の位置をもって加工トーチ18を昇降させるサー
ボモータ9aの座標原点とする。
An optical sensor 22 mounted on the processing torch 18
The orange filter is blocked by the blue filter 22b of the light receiving section and does not sense the orange color. When the color of the light emitted from the laser light irradiation point changes from orange to blue during the laser light irradiation, the blue light passes through the blue filter 22b of the light receiving section, and the optical sensor 22 detects the light passing through the blue filter 22b. To output the output signal 22a. Numerical control device 2
1 stores the height of the condenser lens 4 at which the optical sensor 22 starts to output the output signal 22a and the height of the condenser lens 4 at which the output signal 22a is no longer output, and the center value of the two heights. Is calculated, the servo motor 9a is controlled, and the light receiving lens 4
Is moved up and down, and the height of the central value of the two heights is set as the reference height of the light receiving lens 4, and the light receiving lens 4 is set to that height. Since the focus position of the condenser lens 4 is at the center of the range in which the emission color is blue, the work 7 is processed by the above operation.
The focus of the condenser lens 4 is set on the surface of the. The position of the condenser lens 4 is used as the coordinate origin of the servo motor 9a for raising and lowering the processing torch 18.

【0022】図3に第2の実施例に用いる、光センサ2
2の出力信号22aの処理回路を示している。図3にお
ける信号処理回路では、光センサ22の出力信号22a
をパルスカウンタ26に入力し、サーボモータ9aの昇
降信号が出力されている間の出力信号22aのパルス数
を計数し、パルスカウンタ26の出力側を信号レジスタ
27と比較演算器28の一方の入力側に接続する。信号
レジスタ27は昇降信号16の出力の最初にパルスカウ
ンタ26の出力を記憶して出力する。信号レジスタ27
の出力側は比較演算器28の他の1つの入力側に接続さ
れる。この実施例では光センサ出力22aではなく、比
較演算器28の出力29が数値制御装置21に接続され
る。
FIG. 3 shows an optical sensor 2 used in the second embodiment.
2 shows a processing circuit for two output signals 22a. In the signal processing circuit in FIG. 3, the output signal 22a of the optical sensor 22 is
To the pulse counter 26 to count the number of pulses of the output signal 22a while the elevation signal of the servo motor 9a is being output, and the output side of the pulse counter 26 is input to one of the signal register 27 and the comparison calculator 28. Connect to the side. The signal register 27 stores and outputs the output of the pulse counter 26 at the beginning of the output of the lift signal 16. Signal register 27
The output side of is connected to the other input side of the comparison operator 28. In this embodiment, not the optical sensor output 22a but the output 29 of the comparison calculator 28 is connected to the numerical controller 21.

【0023】以下、第2の実施例の動作について説明す
る。ビーム強度はレーザ出力に比例するので、図4
(B)に示すように出力aから出力b,cと低下させる
に従い、レーザ光照射点から出る光の色が青色となる範
囲が減少し、最大強度である焦点位置Zfにおけるビー
ム強度が限界強度Io と一致する出力cの焦点位置Zf
でのみ青色の発光色が被加工物表面から発せられる。被
加工物に平均出力を増減しながらパルス状のレーザ光を
照射するとともに、集光レンズと被加工物の間隔を増加
または減少させていくと、限界強度Io を越えるビーム
強度のパルスレーザ光が被加工物に照射された時にだけ
青色の発光が得られ、パルスカウンタ26がカウントす
るので、レンズ位置が移動して焦点位置が被加工物に近
付くと次第にパルスカウント数が増加し、焦点位置が被
加工物から遠ざかるとパルスカウント数が減少する。
The operation of the second embodiment will be described below. Since the beam intensity is proportional to the laser output,
As shown in (B), as the output a decreases to the outputs b and c, the range in which the color of the light emitted from the laser light irradiation point becomes blue decreases, and the beam intensity at the focus position Zf, which is the maximum intensity, becomes the limit intensity. Focus position Zf of output c that matches I o
A blue emission color is emitted from the surface of the work piece only. When the work piece is irradiated with pulsed laser light while increasing / decreasing the average output and the distance between the condenser lens and the work piece is increased or decreased, the pulsed laser light has a beam intensity exceeding the limit intensity I o. Is emitted to the work piece only, and the pulse counter 26 counts. Therefore, when the lens position moves and the focus position approaches the work piece, the pulse count number gradually increases, and the focus position increases. The pulse count decreases as the distance from the workpiece increases.

【0024】したがって、第2の実施例では、数値制御
装置21は集光レンズ4の位置が、集光レンズ4の焦点
距離とされる高さより10%高い位置と、焦点距離とさ
れる高さより10%低い位置との間を上下するようにサ
ーボモータ9aを動かす。次にレーザ発振器1にパルス
ピーク出力を一定の幅で増減しながらパルス出力を出力
させる。パルスピーク出力が1往復の出力増減を行って
いる間に、被加工物7の表面に青い発光があると光セン
サ22がパルス状の出力信号22aを出力し、出力信号
22aのパルス数をパルスカウンタ26で計測する。パ
ルス増減が終わると集光レンズ4を下降または上昇させ
る。この時、サーボモータ9aの昇降信号16が出力さ
れる最初の瞬間に信号レジスタ27がパルスカウンタ2
6が計数したパルス数を保持する。次にレーザ発振器1
のパルス出力ピーク値を増減して同様にパルス信号を計
数する。集光レンズが下降または上昇を続けていくと、
被加工物が集光レンズ4の焦点位置に近付くに従いレー
ザ光は集光され、同一出力でも照射レーザビーム強度が
増加するので、パルスピーク出力の増減の1周期中に青
色の発光を伴う限界ビーム強度Io を越えるパルス数が
増加する。その結果、パルスカウンタ26の出力は増え
続け、焦点位置が被加工物上に来た時に最大となる。パ
ルスカウンタ26の出力と信号レジスタ27の出力を比
較演算器28によって比較し、集光レンズ4を移動する
毎にパルスカウンタの方がパルス数が増加していれば焦
点位置が被加工物7に近付き、逆にパルスカウンタの方
がパルス数が減少し始めた時に、焦点位置が被加工物7
上にあることになる。したがって、比較演算器28の出
力の正負符号が反転したときの被加工物7に対する集光
レンズ4の位置を、加工トーチ18を昇降するサーボモ
ータ9aの座標原点とする。
Therefore, in the second embodiment, the numerical controller 21 controls the position of the condenser lens 4 to be 10% higher than the focal length of the condenser lens 4 and higher than the focal length thereof. The servo motor 9a is moved so as to move up and down between the position 10% lower. Next, the laser oscillator 1 is made to output the pulse output while increasing or decreasing the pulse peak output in a constant width. When blue light is emitted on the surface of the workpiece 7 while the pulse peak output increases and decreases by one round trip, the optical sensor 22 outputs a pulsed output signal 22a, and the pulse number of the output signal 22a is pulsed. The counter 26 measures. When the pulse increase / decrease is finished, the condenser lens 4 is lowered or raised. At this time, the signal register 27 sets the pulse counter 2 at the first moment when the ascending / descending signal 16 of the servo motor 9a is output.
6 holds the number of pulses counted. Next, laser oscillator 1
Similarly, the pulse output peak value is increased / decreased and pulse signals are counted in the same manner. When the condenser lens continues to descend or rise,
The laser beam is focused as the workpiece approaches the focus position of the condenser lens 4, and the irradiation laser beam intensity increases even with the same output. Therefore, the limit beam accompanied by blue light emission during one cycle of increasing or decreasing the pulse peak output. The number of pulses exceeding the intensity I o increases. As a result, the output of the pulse counter 26 continues to increase and reaches its maximum when the focus position is on the workpiece. The output of the pulse counter 26 and the output of the signal register 27 are compared by the comparison calculator 28. Whenever the pulse counter increases in the number of pulses each time the condenser lens 4 is moved, the focus position is on the workpiece 7. When approaching, and conversely, when the pulse counter starts to decrease the number of pulses, the focus position is 7
Will be on top. Therefore, the position of the condenser lens 4 with respect to the workpiece 7 when the positive and negative signs of the output of the comparison calculator 28 are inverted is set as the coordinate origin of the servo motor 9a that moves up and down the processing torch 18.

【0025】図5にパルスピーク出力の増減に伴う、各
位置におけるビーム強度およびセンサパルス出力を示
す。すなわち、図5(A)はレーザ光の出力オーバーラ
イドを増減させるパターン図、図5(B)はパルスピー
ク出力の増減に伴う3種類のワーク位置におけるビーム
強度の変化を示すグラフ、図5(C)はパルスピーク出
力の増減に伴う3種類のワーク位置におけるセンサパル
ス出力を示すグラフであり、図中のZa,ZbおよびZ
fは図4(B)および(C)におけるZa,Zbおよび
Zfに対応している。
FIG. 5 shows the beam intensity and the sensor pulse output at each position as the pulse peak output increases and decreases. That is, FIG. 5 (A) is a pattern diagram for increasing / decreasing the output override of the laser light, FIG. 5 (B) is a graph showing changes in beam intensity at three types of work positions with increasing / decreasing pulse peak output, and FIG. ) Is a graph showing sensor pulse outputs at three types of work positions according to increase / decrease in pulse peak output. Za, Zb and Z in the figure are graphs.
f corresponds to Za, Zb, and Zf in FIGS. 4B and 4C.

【0026】上記2つの実施例は、被加工物7へのレー
ザ光の照射による、被加工物7表面における青色発光を
光センサ22により検出することにより、焦点位置を捜
すものであったが、被加工物7へのレーザ光の照射によ
る、被加工物7表面における青色発光時に破裂音を発す
ることを利用しても、焦点位置を捜すことができ、サー
ボモータ9aの原点を設定することができる。すなわ
ち、光センサ22の代わりに集音センサを用い、被加工
物7表面における青色発光時に発する破裂音を検出し、
集音センサの出力を光センサ22の出力の代わりに利用
することにより、上記2つの実施例を同様に実現するこ
とが可能である。
In the above-mentioned two embodiments, the focus position is searched for by detecting the blue light emission on the surface of the work 7 by the irradiation of the laser light to the work 7 by the optical sensor 22. It is also possible to search for the focus position and set the origin of the servo motor 9a by utilizing the fact that a burst sound is emitted when blue light is emitted on the surface of the workpiece 7 by irradiating the workpiece 7 with a laser beam. it can. That is, a sound collecting sensor is used instead of the optical sensor 22 to detect a plosive sound generated when blue light is emitted on the surface of the workpiece 7,
By using the output of the sound collecting sensor instead of the output of the optical sensor 22, it is possible to realize the above two embodiments in the same manner.

【0027】上記の実施例に示す、集光レンズ4の位置
を変化させながら焦点位置を被加工物7上に合わせる手
順は、数値制御装置21内の記憶装置に記憶固定され、
数値制御装置21により原点設定を実行する。
The procedure for adjusting the focus position on the workpiece 7 while changing the position of the condenser lens 4 shown in the above embodiment is stored and fixed in the storage device in the numerical controller 21.
The origin is set by the numerical controller 21.

【0028】以上の構成および方法により、集光レンズ
の焦点位置を被加工物の表面上に設定する作業を自動化
することが可能であり、装置を操作する作業者の個人差
による焦点位置設定のばらつきや、集光レンズ自体の焦
点距離のばらつきに関係することなく、加工トーチと被
加工物の間隔、および集光レンズの焦点位置と被加工物
の相対位置を、常に最適に保つことができる。
With the above configuration and method, it is possible to automate the work of setting the focal position of the condenser lens on the surface of the workpiece, and to set the focal position according to the individual difference of the operator who operates the apparatus. The distance between the processing torch and the work piece, and the focus position of the condenser lens and the relative position of the work piece can always be kept optimum regardless of the variation and the variation of the focal length of the condenser lens itself. ..

【0029】[0029]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のレーザ加工装置およびその集光レンズ高さ制御方法に
よれば、作業者の個人差による焦点位置設定のばらつき
や、集光レンズ自体の焦点距離のばらつきに関係するこ
となく、加工トーチと被加工物の間隔、および集光レン
ズの焦点位置と被加工物の相対位置を、常に最適に保つ
ことができるため、レーザ光の照射条件が変化せず、照
射条件のばらつきによる加工品質のばらつきや歩留りの
低下を未然に防止できる。さらに、焦点位置を被加工物
表面に設定する作業が自動化されるので、作業準備時間
が大幅に短縮され、また、焦点位置を被加工物表面に設
定するのに熟練を必要としなくなる。
As is apparent from the above description, according to the laser processing apparatus and the method of controlling the height of the condenser lens of the present invention, there are variations in the focus position setting due to individual differences among workers and the condenser lens itself. Laser beam irradiation conditions because the distance between the processing torch and the work piece and the focus position of the condenser lens and the relative position of the work piece can always be kept optimal regardless of the variation in the focal length of the work piece. Does not change, and it is possible to prevent variations in processing quality and reductions in yield due to variations in irradiation conditions. Further, since the work of setting the focus position on the surface of the workpiece is automated, the work preparation time is significantly shortened, and no skill is required to set the focus position on the surface of the workpiece.

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

【図1】本発明のレーザ加工装置の一実施例の構成図FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of a laser processing apparatus of the present invention.

【図2】同実施例のノズル部分の拡大断面図FIG. 2 is an enlarged sectional view of a nozzle portion of the same embodiment.

【図3】第2の実施例に用いる光センサの出力信号の処
理回路図
FIG. 3 is a processing circuit diagram of an output signal of an optical sensor used in the second embodiment.

【図4】(A)はレンズ位置からの距離とレーザビーム
径の関係図 (B)はレンズ位置からの距離とレーザビーム強度の関
係図 (C)はレンズ位置からの距離とワーク表面発光色の関
係図
FIG. 4A is a relationship diagram between the distance from the lens position and the laser beam diameter. FIG. 4B is a relationship diagram between the distance from the lens position and the laser beam intensity. FIG. 4C is a distance from the lens position and the emission color of the work surface. Relationship diagram

【図5】(A)はレーザ光の出力オーバーライドの増減
パターン図 (B)はパルスピーク出力の増減に伴う3種類のワーク
位置におけるビーム強度の変化を示すグラフ (C)はパルスピーク出力の増減に伴う3種類のワーク
位置におけるセンサパルス出力を示すグラフ
FIG. 5A is a pattern of increase / decrease of laser light output override. FIG. 5B is a graph showing changes in beam intensity at three types of work positions according to increase / decrease of pulse peak output. FIG. 5C is increase / decrease of pulse peak output. Graph showing sensor pulse output at three different work positions

【図6】従来のレーザ加工装置の構成図FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional laser processing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ発振器 1a レーザ光 2 レーザ光ガイド 3 折曲げ鏡 4 集光レンズ 7 被加工物 8b 補助ガスボンベ(補助ガス源) 9a サーボモータ 10b 加工テーブル 10d サーボモータ 13 信号変換器 18 加工トーチ 19 ノズル付き倣いセンサ(倣いセンサ部) 19b テーパー状の穴 21 数値制御装置 22 光センサ 23 ガイド軸受け 1 Laser Oscillator 1a Laser Light 2 Laser Light Guide 3 Bending Mirror 4 Condensing Lens 7 Workpiece 8b Auxiliary Gas Cylinder (Auxiliary Gas Source) 9a Servo Motor 10b Machining Table 10d Servo Motor 13 Signal Converter 18 Machining Torch 19 Tracing with Nozzle Sensor (copy sensor unit) 19b Tapered hole 21 Numerical control device 22 Optical sensor 23 Guide bearing

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】レーザ発振器と、レーザ光ガイドと、折曲
げ鏡と、集光レンズと、補助ガスを吹き付ける加工トー
チと、補助ガス源と、被加工物を保持して移動する加工
テーブルと、集光レンズと被加工物の間隔を変えるため
のサーボモータと、そのサーボモータと加工テーブルと
レーザ発振器を制御する数値制御装置と、加工トーチに
取り付けられ集光レンズと被加工物の間の距離を検出す
る倣いセンサ部と信号変換器とを備えた倣い装置とを有
するレーザ加工装置であって、前記倣いセンサ部に前記
集光レンズによって集光したレーザ光に沿ったテーパー
状の穴を設けてレーザ光と補助ガスを通過させ、かつそ
の倣いセンサ部を加工トーチに沿ってレーザ光の光軸と
同軸に動かすためのガイド軸受けを倣いセンサ部と加工
トーチの間に設けたレーザ加工装置。
1. A laser oscillator, a laser light guide, a bending mirror, a condenser lens, a processing torch for blowing an auxiliary gas, an auxiliary gas source, and a processing table for holding and moving a workpiece. A servo motor for changing the distance between the condenser lens and the workpiece, a numerical controller for controlling the servo motor, the machining table and the laser oscillator, and the distance between the condenser lens attached to the machining torch and the workpiece. A laser processing apparatus having a scanning device including a scanning sensor unit for detecting a signal and a signal converter, wherein the scanning sensor unit is provided with a tapered hole along the laser beam condensed by the condenser lens. A guide bearing for passing the laser light and the auxiliary gas and moving the scanning sensor section along the machining torch coaxially with the optical axis of the laser beam between the scanning sensor section and the machining torch. Laser processing equipment.
【請求項2】レーザ発振器と、集光レンズと、加工トー
チと、被加工物を保持して移動する加工テーブルと、集
光レンズと被加工物の間隔を変えるためのサーボモータ
と、そのサーボモータと加工テーブルとレーザ発振器を
制御する数値制御装置と、被加工物表面のレーザ光照射
部から発せられる光を検出する光センサとを備え、その
光センサの出力の変化に関連して集光レンズと被加工物
の間隔を複数回記憶する記憶装置を前記数値制御装置に
設けたレーザ加工装置を用いて、集光レンズの焦点距離
を含む範囲で集光レンズと被加工物との間隔を変化させ
ながら被加工物にレーザ光を照射し、かつ被加工物を移
動させながらレーザ光照射位置を変化させることによっ
て光センサからの出力があるときの集光レンズと被加工
物との間隔の最大間隔と最小間隔を記憶装置に記憶さ
せ、その記憶させた集光レンズと被加工物との間隔の最
大間隔と最小間隔の中央位置を前記サーボモータの座標
原点とするレーザ加工装置の集光レンズ高さ制御方法。
2. A laser oscillator, a condenser lens, a machining torch, a machining table that holds and moves a workpiece, a servo motor for changing the distance between the condenser lens and the workpiece, and its servo. It is equipped with a numerical control device that controls the motor, processing table, and laser oscillator, and an optical sensor that detects the light emitted from the laser beam irradiation part on the surface of the workpiece, and collects light in relation to changes in the output of the optical sensor. By using a laser processing device in which the numerical control device is provided with a storage device that stores the distance between the lens and the workpiece multiple times, the distance between the condenser lens and the workpiece is set within a range including the focal length of the condenser lens. By irradiating the work piece with laser light while changing it, and changing the laser light irradiation position while moving the work piece, the gap between the condenser lens and the work piece when the output from the optical sensor is output. maximum The distance and the minimum distance are stored in a storage device, and the central point of the maximum distance and the minimum distance between the stored condenser lens and the workpiece is the coordinate origin of the servo motor. Height control method.
【請求項3】レーザ発振器と、集光レンズと、加工トー
チと、被加工物を保持して移動する加工テーブルと、集
光レンズと被加工物の間隔を変えるためのサーボモータ
と、そのサーボモータと加工テーブルとレーザ発振器を
制御する数値制御装置と、被加工物表面のレーザ光照射
部から発せられる光を検出する光センサと、光センサの
出力を入力するパルスカウンタと、数値制御装置がサー
ボモータの駆動信号を出力するごとに駆動信号が出力さ
れる直前のパルスカウンタ出力を保持する信号レジスタ
とを備え、パルスカウンタ出力と信号レジスタ出力とを
比較演算器に入力してその比較演算器出力を入力するレ
ーザ加工装置を用いて、被加工物に平均出力を増減しな
がらパルス状のレーザ光を照射し、平均出力の増減の1
周期ごとに集光レンズと被加工物との間隔を増加または
減少させていき、比較演算器の出力の正負の符号が反転
したときの被加工物に対する集光レンズの位置をサーボ
モータの座標原点とするレーザ加工装置の集光レンズ高
さ制御方法。
3. A laser oscillator, a condenser lens, a machining torch, a machining table which holds and moves a workpiece, a servo motor for changing the distance between the condenser lens and the workpiece, and its servo. The numerical control device that controls the motor, the processing table, and the laser oscillator, the optical sensor that detects the light emitted from the laser light irradiation unit on the surface of the workpiece, the pulse counter that inputs the output of the optical sensor, and the numerical control device A signal register that holds the pulse counter output immediately before the drive signal is output each time the servo motor drive signal is output, and the pulse counter output and the signal register output are input to the comparison calculator and the comparison calculator is provided. Using a laser processing device that inputs the output, the work piece is irradiated with pulsed laser light while increasing or decreasing the average output, and
The interval between the condenser lens and the workpiece is increased or decreased for each cycle, and the position of the condenser lens with respect to the workpiece when the positive and negative signs of the output of the comparison calculator are reversed is the coordinate origin of the servo motor. A method for controlling the height of a condenser lens of a laser processing device.
【請求項4】レーザ発振器と、集光レンズと、加工トー
チと、被加工物を保持して移動する加工テーブルと、集
光レンズと被加工物の間隔を変えるためのサーボモータ
と、そのサーボモータと加工テーブルとレーザ発振器を
制御する数値制御装置と、被加工物表面のレーザ光照射
部より発射される音を検出する集音センサとを備え、集
音センサ出力の変化に関連して集光レンズと被加工物の
間隔を複数回記憶する記憶装置を数値制御装置に設けた
レーザ加工装置を用いて、集光レンズの焦点距離を含む
範囲で集光レンズと被加工物との間隔を変化させながら
被加工物にレーザ光を照射し、かつ被加工物を移動させ
ながらレーザ光照射位置を変化させることによって集音
センサの出力があるときの集光レンズと被加工物との間
隔の最大間隔と最小間隔を記憶装置に記憶させ、その記
憶させた集光レンズと被加工物との間隔の最大間隔と最
小間隔の中央位置を前記サーボモータの座標原点とする
レーザ加工装置の集光レンズ高さ制御方法。
4. A laser oscillator, a condenser lens, a machining torch, a machining table that holds and moves a workpiece, a servo motor for changing the distance between the condenser lens and the workpiece, and its servo. It is equipped with a numerical control device that controls the motor, the processing table, and the laser oscillator, and a sound collection sensor that detects the sound emitted from the laser light irradiation part on the surface of the workpiece, and collects sound in association with changes in the sound collection sensor output. Using a laser processing device equipped with a storage device that stores the distance between the optical lens and the workpiece multiple times in the numerical controller, the distance between the condenser lens and the workpiece is set within the range including the focal length of the condenser lens. By irradiating the work piece with laser light while changing it, and changing the laser light irradiation position while moving the work piece, the distance between the condenser lens and the work piece when the sound collection sensor output is generated Maximum interval and maximum The height of the condenser lens of the laser processing apparatus is stored in the storage device, and the center position of the maximum distance and the minimum distance between the stored condenser lens and the workpiece is set as the coordinate origin of the servo motor. Method.
【請求項5】レーザ発振器と、集光レンズと、加工トー
チと、被加工物を保持して移動する加工テーブルと、集
光レンズと被加工物の間隔を変えるためのサーボモータ
と、そのサーボモータと加工テーブルとレーザ発振器を
制御する数値制御装置と、集音センサ出力を入力するパ
ルスカウンタと、数値制御装置がサーボモータの駆動信
号を出力するごとに駆動信号が出力される直前のパルス
カウンタ出力を保持する信号レジスタとを備え、パルス
カウンタ出力と信号レジスタ出力とを比較演算器に入力
してその比較演算器出力を入力するレーザ加工装置を用
いて、被加工物に平均出力を増減しながらパルス状のレ
ーザ光を照射し、平均出力の増減の1周期ごとに集光レ
ンズと被加工物との間隔を増加または減少させていき、
比較演算器の出力の正負の符号が反転したときの集光レ
ンズと被加工物の間隔となる集光レンズの位置をサーボ
モータの座標原点とするレーザ加工装置の集光レンズ高
さ制御方法。
5. A laser oscillator, a condenser lens, a machining torch, a machining table for holding and moving a workpiece, a servo motor for changing the distance between the condenser lens and the workpiece, and its servo. Numerical control device that controls the motor, processing table, and laser oscillator, pulse counter that inputs the sound collection sensor output, and pulse counter immediately before the drive signal is output each time the numerical control device outputs the servo motor drive signal Using a laser processing device equipped with a signal register that holds the output, inputting the pulse counter output and the signal register output to the comparison calculator and inputting the comparison calculator output, increase or decrease the average output to the workpiece. While irradiating pulsed laser light, the interval between the condenser lens and the workpiece is increased or decreased for each cycle of increase or decrease of the average output.
A condensing lens height control method for a laser processing apparatus, wherein the position of the condensing lens, which is the distance between the condensing lens and the workpiece when the positive and negative signs of the output of the comparison calculator are reversed, is the coordinate origin of the servo motor.
【請求項6】サーボモータの座標原点を設定する手順を
数値制御装置内の記憶装置に記憶させて実行する請求項
2〜5のいずれか1項に記載のレーザ加工装置の集光レ
ンズ高さ制御方法。
6. The height of the condenser lens of the laser processing apparatus according to claim 2, wherein the procedure for setting the coordinate origin of the servomotor is stored in a storage device in the numerical controller and executed. Control method.
JP4017359A 1992-02-03 1992-02-03 Laser beam machine and method for controlling height of condenser lens thereof Pending JPH05212568A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4017359A JPH05212568A (en) 1992-02-03 1992-02-03 Laser beam machine and method for controlling height of condenser lens thereof
DE69219101T DE69219101T2 (en) 1992-02-03 1992-11-06 Laser processing device and method for adjusting the height of the condenser
EP92119082A EP0554523B1 (en) 1992-02-03 1992-11-06 Laser beam machining apparatus and method for adjusting the height of its condenser lens
US07/974,436 US5334816A (en) 1992-02-03 1992-11-12 Laser beam machining apparatus and method for adjusting the height of its condenser lens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4017359A JPH05212568A (en) 1992-02-03 1992-02-03 Laser beam machine and method for controlling height of condenser lens thereof

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11156169A Division JPH11347771A (en) 1999-06-03 1999-06-03 Control method for condensing lens height for laser beam machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05212568A true JPH05212568A (en) 1993-08-24

Family

ID=11941852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4017359A Pending JPH05212568A (en) 1992-02-03 1992-02-03 Laser beam machine and method for controlling height of condenser lens thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05212568A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07132391A (en) * 1993-11-10 1995-05-23 Niigata Eng Co Ltd Method for automatically grasping focus position in laser beam machine
KR100760001B1 (en) * 2005-01-28 2007-09-27 한미반도체 주식회사 Apparauts and method for manufacturing absorption pad
WO2016143055A1 (en) * 2015-03-10 2016-09-15 技術研究組合次世代3D積層造形技術総合開発機構 Optical processing head and 3-dimensional fabrication device
KR20200036328A (en) * 2018-09-28 2020-04-07 주식회사 포스코 Apparatus for keeping head gap of laser welder

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07132391A (en) * 1993-11-10 1995-05-23 Niigata Eng Co Ltd Method for automatically grasping focus position in laser beam machine
KR100760001B1 (en) * 2005-01-28 2007-09-27 한미반도체 주식회사 Apparauts and method for manufacturing absorption pad
US8013273B2 (en) 2005-01-28 2011-09-06 Hanmi Semiconductor, Inc. Method for manufacturing absorption pad
WO2016143055A1 (en) * 2015-03-10 2016-09-15 技術研究組合次世代3D積層造形技術総合開発機構 Optical processing head and 3-dimensional fabrication device
US9863803B2 (en) 2015-03-10 2018-01-09 Technology Research Association For Future Additive Manufacturing Optical processing head having a plurality of optical fibers arranged to surround the light guide and 3D shaping apparatus
KR20200036328A (en) * 2018-09-28 2020-04-07 주식회사 포스코 Apparatus for keeping head gap of laser welder

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69219101T2 (en) Laser processing device and method for adjusting the height of the condenser
US5373135A (en) Process and an arrangement for treating workpiece by means of laser radiation
KR102288196B1 (en) Auto focusing apparatus of laser cutting machine
EP1728581A1 (en) Laser working machine with a Laser working nozzle adjustment means for aligning the laser beam with the hole of the laser working nozzle
TW202045289A (en) Laser hole drilling apparatus and method
JP2728358B2 (en) Method and apparatus for centering nozzle of laser beam machine
JPH05212568A (en) Laser beam machine and method for controlling height of condenser lens thereof
CN108723616B (en) Process for machining special-shaped hole of square and rectangular tube by using laser cutting machine
CN115716171B (en) Self-adaptive laser drilling method based on coaxial monitoring
JPH0327889A (en) Working head of laser beam machine
JPH11347771A (en) Control method for condensing lens height for laser beam machine
JP7392857B2 (en) Laser processing machine and workpiece processing method
CN112935530B (en) Method and device for determining position of pulse laser focus
CN110977183A (en) Processing system of ultrasonic welding head
CN112276375A (en) Laser groove cutting machine and groove cutting method thereof
JPH10249560A (en) Laser beam machining method and equipment therefor
CN209886904U (en) Laser marking machine
JP4499246B2 (en) Laser processing method and apparatus
JP2743754B2 (en) Laser processing equipment
JPH0716779A (en) Focusing device for laser beam machine
JPH11320149A (en) Detecting device for cutting condition in laser cutting machine
JPH0813430B2 (en) Laser processing equipment
CN113579507B (en) Mesh processing method and processing equipment
JPH05185263A (en) Device for controlling copying in laser beam machine
JPH08215869A (en) Laser beam welding method and its device