JPH05237682A - レーザ光集光装置 - Google Patents
レーザ光集光装置Info
- Publication number
- JPH05237682A JPH05237682A JP4037483A JP3748392A JPH05237682A JP H05237682 A JPH05237682 A JP H05237682A JP 4037483 A JP4037483 A JP 4037483A JP 3748392 A JP3748392 A JP 3748392A JP H05237682 A JPH05237682 A JP H05237682A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- teaching
- lens holder
- assist gas
- moving
- 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
Links
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザ切断加工機などに用いるレーザ光集光
装置において、教示精度の向上と教示作業の効率化をは
かることを目的とする。 【構成】 移動レンズ１０ａ，１０ｂを固設した移動レ
ンズホルダ１２は、その外周上に設けられたＯリング１
４によって本体７と気密が保たれピストンを構成し、本
体７の内面に構成されたスリーブの中を光軸方向に移動
可能に配設され、切断作業時と教示作業時のアシストガ
スのオン・オフ制御により移動レンズホルダ１２の位置
をコントロールする構成により、加工用レーザ光Ｂとガ
イド光の色収差を吸収して両者の焦点位置を合わせるこ
とができる。
装置において、教示精度の向上と教示作業の効率化をは
かることを目的とする。 【構成】 移動レンズ１０ａ，１０ｂを固設した移動レ
ンズホルダ１２は、その外周上に設けられたＯリング１
４によって本体７と気密が保たれピストンを構成し、本
体７の内面に構成されたスリーブの中を光軸方向に移動
可能に配設され、切断作業時と教示作業時のアシストガ
スのオン・オフ制御により移動レンズホルダ１２の位置
をコントロールする構成により、加工用レーザ光Ｂとガ
イド光の色収差を吸収して両者の焦点位置を合わせるこ
とができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザ切断加工機などに
用いるレーザ光集光装置に関する。
用いるレーザ光集光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、３次元ワークの切断作業の需要が
急速に増え、多くの３次元切断加工機が生産現場で使用
されている。しかしながら、３次元レーザ切断加工機で
はワークや治具の精度が支障となり、２次元レーザ切断
加工機のようなＮＣ教示は現実的ではなく、ティーチン
グによる教示が一般的に行われている。
急速に増え、多くの３次元切断加工機が生産現場で使用
されている。しかしながら、３次元レーザ切断加工機で
はワークや治具の精度が支障となり、２次元レーザ切断
加工機のようなＮＣ教示は現実的ではなく、ティーチン
グによる教示が一般的に行われている。
【０００３】従来、３次元レーザ切断加工機の教示を行
う際には、可視領域の波長を持つガイド光を照射し、こ
のガイド光によって教示作業を行う方式が一般的に行わ
れている。
う際には、可視領域の波長を持つガイド光を照射し、こ
のガイド光によって教示作業を行う方式が一般的に行わ
れている。
【０００４】以下に従来のレーザ光集光装置について説
明する。図４に示すように、ＹＡＧレーザ発振器３内で
発振されたレーザ光は、光ファイバー４を伝送路として
多関節ロボット１の先端部まで導かれ、光伝送路の先端
部に設けられたレーザ光集光装置５によって集光され、
制御装置２によって制御される多関節ロボット１の動作
により切断加工が行われる。
明する。図４に示すように、ＹＡＧレーザ発振器３内で
発振されたレーザ光は、光ファイバー４を伝送路として
多関節ロボット１の先端部まで導かれ、光伝送路の先端
部に設けられたレーザ光集光装置５によって集光され、
制御装置２によって制御される多関節ロボット１の動作
により切断加工が行われる。
【０００５】不可視レーザ光を用いた切断加工では、図
３に示すように、加工用レーザ光Ｂの焦点位置がワーク
１７の表面に一致する位置すなわち基準面Ｓからの距離
Ｌとなるように固定レンズ８ａ，８ｂと移動レンズ１０
ａ，１０ｂで構成した集光光学系のレンズを配置したと
すると、可視領域の波長を持つガイド光Ｃと加工用レー
ザ光Ｂの波長の違いから色収差を生じ、ガイド光Ｃの焦
点はαだけ、ずれた位置となり、ワーク１７上では焦点
が合わずぼやけ、加工用レーザ光Ｂの焦点位置で教示を
行おうとすると、ガイド光Ｃの焦点がずれてしまい、ガ
イド光Ｃがぼやけた状態で教示作業を行わなければなら
なくなる。しかも、一般的な加工用レーザであるＣＯ2
やＹＡＧレーザ光の波長は可視光の波長よりも長いの
で、ガイド光Ｃの焦点距離は加工用レーザ光Ｂよりも短
くなり、レーザ光集光装置の先端に設けられたアシスト
ガス用のノズル１５が邪魔となってガイド光Ｃの視認性
を悪化させる。
３に示すように、加工用レーザ光Ｂの焦点位置がワーク
１７の表面に一致する位置すなわち基準面Ｓからの距離
Ｌとなるように固定レンズ８ａ，８ｂと移動レンズ１０
ａ，１０ｂで構成した集光光学系のレンズを配置したと
すると、可視領域の波長を持つガイド光Ｃと加工用レー
ザ光Ｂの波長の違いから色収差を生じ、ガイド光Ｃの焦
点はαだけ、ずれた位置となり、ワーク１７上では焦点
が合わずぼやけ、加工用レーザ光Ｂの焦点位置で教示を
行おうとすると、ガイド光Ｃの焦点がずれてしまい、ガ
イド光Ｃがぼやけた状態で教示作業を行わなければなら
なくなる。しかも、一般的な加工用レーザであるＣＯ2
やＹＡＧレーザ光の波長は可視光の波長よりも長いの
で、ガイド光Ｃの焦点距離は加工用レーザ光Ｂよりも短
くなり、レーザ光集光装置の先端に設けられたアシスト
ガス用のノズル１５が邪魔となってガイド光Ｃの視認性
を悪化させる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述のように従来の構
成では、加工用レーザ光Ｂとガイド光Ｃの色収差による
焦点位置のずれが教示作業を困難にし効率化できないと
いう問題点、かつ教示精度の低下を招くという問題点を
有していた。
成では、加工用レーザ光Ｂとガイド光Ｃの色収差による
焦点位置のずれが教示作業を困難にし効率化できないと
いう問題点、かつ教示精度の低下を招くという問題点を
有していた。
【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、教示精度の向上と教示作業の効率化ができるレーザ
光集光装置を提供することを目的とする。
で、教示精度の向上と教示作業の効率化ができるレーザ
光集光装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明のレーザ光集光装置は集光光学系のレンズを
光軸方向にスライド可能に配設し、アシストガスの圧力
を用いて集光光学系のレンズを光軸上で移動させるよう
にした構成を有している。
に、本発明のレーザ光集光装置は集光光学系のレンズを
光軸方向にスライド可能に配設し、アシストガスの圧力
を用いて集光光学系のレンズを光軸上で移動させるよう
にした構成を有している。
【０００９】
【作用】この構成により、加工用レーザ光とガイド光の
色収差を吸収して両者の焦点位置を合わすこととなる。
色収差を吸収して両者の焦点位置を合わすこととなる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。レーザ切断加工ロボットなどへの
使用例は、図４で説明した従来例と同様であるので説明
は省略する。
照しながら説明する。レーザ切断加工ロボットなどへの
使用例は、図４で説明した従来例と同様であるので説明
は省略する。
【００１１】図１に示すように、集光光学系ユニット
は、本体７の後部に設けられた光ファイバーコネクタ６
に取り付けられる光ファイバーを通って入射するレーザ
光をリング１１ａで固定された固定レンズ８ａ，８ｂを
用いて概ね平行光に戻し、これを移動レンズ１０ａ，１
０ｂを用いて集光する構成とされている。移動レンズ１
０ａ，１０ｂおよび保護ガラス１３はリング１１ｂ，１
１ｃで移動レンズホルダ１２に固定されており、移動レ
ンズホルダ１２はその外周上に設けられたＯリング１４
によって本体７と気密が保たれピストンを構成し、本体
７の内面に構成されたスリーブの中を光軸方向に移動可
能に配設されている。このときの移動量は加工レーザ光
とガイド光の色収差による焦点距離の差と等しく取られ
ており、本体７と移動レンズホルダ１２の間に配設され
たばね９により通常は矢印Ａで示した方向に押しつけら
れている。また、本体７の先端部にはアシストガス用の
ノズル１５が取り付けられており、ノズル１５にはアシ
ストガスの導入用の継手１６が取り付けられている。こ
の継手１６からアシストガスがノズル１５の内部に噴出
されると、ノズル１５の内部の圧力が上昇し移動レンズ
ホルダ１２を矢印Ｄで示した方向へ動かそうとする力が
作用する。この力が、ばね９の反力に打ち勝つと移動レ
ンズホルダ１２は矢印Ｄで示した方向に移動する。この
ように本実施例によれば、アシストガスによるノズル１
５の内部の圧力と、移動レンズホルダ１２で構成される
ピストンの有効面積、Ｏリング１４の摩擦力と移動レン
ズホルダ１２および移動レンズ１０ａ，１０ｂなどにか
かる重力の影響を勘案し、ばね９のばね常数を選定する
ことにより、アシストガスのオン・オフ制御により移動
レンズホルダ１２の位置をコントロールできる。
は、本体７の後部に設けられた光ファイバーコネクタ６
に取り付けられる光ファイバーを通って入射するレーザ
光をリング１１ａで固定された固定レンズ８ａ，８ｂを
用いて概ね平行光に戻し、これを移動レンズ１０ａ，１
０ｂを用いて集光する構成とされている。移動レンズ１
０ａ，１０ｂおよび保護ガラス１３はリング１１ｂ，１
１ｃで移動レンズホルダ１２に固定されており、移動レ
ンズホルダ１２はその外周上に設けられたＯリング１４
によって本体７と気密が保たれピストンを構成し、本体
７の内面に構成されたスリーブの中を光軸方向に移動可
能に配設されている。このときの移動量は加工レーザ光
とガイド光の色収差による焦点距離の差と等しく取られ
ており、本体７と移動レンズホルダ１２の間に配設され
たばね９により通常は矢印Ａで示した方向に押しつけら
れている。また、本体７の先端部にはアシストガス用の
ノズル１５が取り付けられており、ノズル１５にはアシ
ストガスの導入用の継手１６が取り付けられている。こ
の継手１６からアシストガスがノズル１５の内部に噴出
されると、ノズル１５の内部の圧力が上昇し移動レンズ
ホルダ１２を矢印Ｄで示した方向へ動かそうとする力が
作用する。この力が、ばね９の反力に打ち勝つと移動レ
ンズホルダ１２は矢印Ｄで示した方向に移動する。この
ように本実施例によれば、アシストガスによるノズル１
５の内部の圧力と、移動レンズホルダ１２で構成される
ピストンの有効面積、Ｏリング１４の摩擦力と移動レン
ズホルダ１２および移動レンズ１０ａ，１０ｂなどにか
かる重力の影響を勘案し、ばね９のばね常数を選定する
ことにより、アシストガスのオン・オフ制御により移動
レンズホルダ１２の位置をコントロールできる。
【００１２】以上のように構成されたレーザ光集光装置
については、以下その動作を説明する。一般に教示作業
中はアシストガスは噴出しないので、図１で示したよう
に移動レンズ１０ａ，１０ｂはワーク１７に近づいた位
置に固定されていて、図２の上半分に図示したように、
ガイドＣ1の焦点がワーク１７の表面に合うように、す
なわち基準面Ｓから距離Ｌだけ離れた位置にワーク１７
の表面がくるように集光光学系のレンズを配置すると、
加工用レーザ光Ｂ1の焦点位置は、基準面Ｓから距離Ｌ
＋α離れた位置にあり、ワーク１７の内部に位置するこ
とになる。
については、以下その動作を説明する。一般に教示作業
中はアシストガスは噴出しないので、図１で示したよう
に移動レンズ１０ａ，１０ｂはワーク１７に近づいた位
置に固定されていて、図２の上半分に図示したように、
ガイドＣ1の焦点がワーク１７の表面に合うように、す
なわち基準面Ｓから距離Ｌだけ離れた位置にワーク１７
の表面がくるように集光光学系のレンズを配置すると、
加工用レーザ光Ｂ1の焦点位置は、基準面Ｓから距離Ｌ
＋α離れた位置にあり、ワーク１７の内部に位置するこ
とになる。
【００１３】また、切断作業時にはアシストガスの噴出
により移動レンズ１０ａ，１０ｂはワーク１７の表面か
ら距離αだけ離れる方向に光軸上で移動するので、図２
の下半分に図示したように、加工用レーザ光Ｂ2の焦点
は基準面Ｓから距離Ｌの位置、すなわちワーク１７の表
面に一致することになり、良好な切断ができることにな
る。Ｃ2はこのときのガイド光を示す。
により移動レンズ１０ａ，１０ｂはワーク１７の表面か
ら距離αだけ離れる方向に光軸上で移動するので、図２
の下半分に図示したように、加工用レーザ光Ｂ2の焦点
は基準面Ｓから距離Ｌの位置、すなわちワーク１７の表
面に一致することになり、良好な切断ができることにな
る。Ｃ2はこのときのガイド光を示す。
【００１４】なお、本実施例で示した固定レンズ８ａ，
８ｂを、あるいはレンズ系全体を移動レンズとして動作
させても同様の効果が得られ、また、ばね９の代わりに
方向切り替え弁を併設して移動レンズホルダ１２を復動
式ピストンのように動作させて、レンズ位置の移動を行
っても本実施例と同様の効果が得られる。
８ｂを、あるいはレンズ系全体を移動レンズとして動作
させても同様の効果が得られ、また、ばね９の代わりに
方向切り替え弁を併設して移動レンズホルダ１２を復動
式ピストンのように動作させて、レンズ位置の移動を行
っても本実施例と同様の効果が得られる。
【００１５】以上のように本実施例によれば、アシスト
ガスの圧力を利用して、レンズを光軸方向にスライド動
作させることにより、アシストガスを噴出しない教示作
業中はガイド光の焦点位置を、またアシストガスを噴射
する切断加工中は切断加工用レーザ光の焦点位置を、そ
れぞれ自動的に同じ位置に移動させることができるの
で、教示作業者は特別な部品の交換や特別な操作を必要
とせずにガイド光の焦点が合った状態で教示作業が行
え、教示作業の効率化と教示精度の向上ができる。
ガスの圧力を利用して、レンズを光軸方向にスライド動
作させることにより、アシストガスを噴出しない教示作
業中はガイド光の焦点位置を、またアシストガスを噴射
する切断加工中は切断加工用レーザ光の焦点位置を、そ
れぞれ自動的に同じ位置に移動させることができるの
で、教示作業者は特別な部品の交換や特別な操作を必要
とせずにガイド光の焦点が合った状態で教示作業が行
え、教示作業の効率化と教示精度の向上ができる。
【００１６】
【発明の効果】以上の実施例の説明からも明らかなよう
に本発明は、集光光学系のレンズを光軸方向にスライド
可能に配設し、アシストガスの圧力を用いてレンズを光
軸上で移動させるようにした構成により、教示精度の向
上と教示作業の効率化ができる優れたレーザ光集光装置
を実現できるものである。
に本発明は、集光光学系のレンズを光軸方向にスライド
可能に配設し、アシストガスの圧力を用いてレンズを光
軸上で移動させるようにした構成により、教示精度の向
上と教示作業の効率化ができる優れたレーザ光集光装置
を実現できるものである。
【図１】本発明の一実施例のレーザ光集光装置の集光光
学系ユニットの断面略図
学系ユニットの断面略図
【図２】同レーザ光集光装置の動作時の集光光学系のレ
ンズの移動状態を示す要部断面図
ンズの移動状態を示す要部断面図
【図３】従来のレーザ光集光装置の動作時の集光光学系
のレンズの移動状態を示す要部断面図
のレンズの移動状態を示す要部断面図
【図４】同レーザ光集光装置を使用したレーザ切断加工
ロボットの概念を示す正面略図
ロボットの概念を示す正面略図
７ 本体 ８ａ，８ｂ 固定レンズ ９ ばね １０ａ，１０ｂ 移動レンズ １２ 移動レンズホルダ １５ ノズル １６ 継手
Claims (1)
- 【請求項１】 固定レンズと、移動レンズホルダに固設
した移動レンズと、ばねにより光軸方向に加圧され、か
つ光軸方向にスライド可能に本体と気密が保たれピスト
ンを構成して配設された前記移動レンズホルダと、アシ
ストガスの導入用の継手を有するノズルを備え、前記ア
シストガスのオン・オフ制御により、前記移動レンズホ
ルダの位置をコントロールするようにしたレーザ光集光
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4037483A JPH05237682A (ja) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | レーザ光集光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4037483A JPH05237682A (ja) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | レーザ光集光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05237682A true JPH05237682A (ja) | 1993-09-17 |
Family
ID=12498771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4037483A Pending JPH05237682A (ja) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | レーザ光集光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05237682A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014518771A (ja) * | 2011-05-16 | 2014-08-07 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 移動式要素を有するレーザノズル |
| JP2016215251A (ja) * | 2015-05-22 | 2016-12-22 | 三菱重工業株式会社 | レーザ切断装置 |
| US10144089B2 (en) | 2014-01-22 | 2018-12-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Laser processing apparatus |
| JP2019093399A (ja) * | 2017-11-20 | 2019-06-20 | ファナック株式会社 | レーザ加工装置 |
| JP2021167911A (ja) * | 2020-04-13 | 2021-10-21 | 株式会社島津製作所 | 光源装置、プロジェクタおよび機械加工装置 |
-
1992
- 1992-02-25 JP JP4037483A patent/JPH05237682A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014518771A (ja) * | 2011-05-16 | 2014-08-07 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | 移動式要素を有するレーザノズル |
| US10144089B2 (en) | 2014-01-22 | 2018-12-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Laser processing apparatus |
| JP2016215251A (ja) * | 2015-05-22 | 2016-12-22 | 三菱重工業株式会社 | レーザ切断装置 |
| JP2019093399A (ja) * | 2017-11-20 | 2019-06-20 | ファナック株式会社 | レーザ加工装置 |
| US10953490B2 (en) | 2017-11-20 | 2021-03-23 | Fanuc Corporation | Laser machining apparatus |
| JP2021167911A (ja) * | 2020-04-13 | 2021-10-21 | 株式会社島津製作所 | 光源装置、プロジェクタおよび機械加工装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2198415C (en) | Method of processing workpieces made of solid materials and device therefor | |
| WO1996038257A3 (de) | Laserstrahlgerät und verfahren zur bearbeitung von werkstücken | |
| KR100882967B1 (ko) | 레이저 용접 장치 및 레이저 용접 장치의 레이저광 조정방법 | |
| US20070278194A1 (en) | Laser Device And Operating Method | |
| EP2651594B1 (en) | Laser beam machining device and a process of laser machining comprising a single lens for light focussing | |
| EP1336448A3 (de) | Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von Werkstücken mittels eines Laserstrahls, mit wenigstens einer gemeinsamen Antriebsstange | |
| CN107584205A (zh) | 金属材料的激光加工方法以及相关的机器和计算机程序 | |
| WO2010088873A4 (de) | Vorrichtung mit scanner-optik zur materialbearbeitung mittels laser | |
| AU724445B2 (en) | Laser beam machining device | |
| US20030234243A1 (en) | Multi-axis laser apparatus and process for the fine cutting of tubing | |
| US4761534A (en) | Laser apparatus | |
| CN106773025A (zh) | 调焦镜头及振镜式激光扫描系统 | |
| JPH05237682A (ja) | レーザ光集光装置 | |
| JP6895621B2 (ja) | レーザ加工ヘッドおよびレーザ加工装置 | |
| HU905913D0 (en) | Process and apparatus for welding metal workpieces by means of laser light beam | |
| DE10005592C1 (de) | Hand- und maschinenführbares Laserwerkzeug zur Bearbeitung von Werkstücken | |
| TWI595955B (zh) | 一種雷射加工方法 | |
| CN106670652A (zh) | 一种激光同轴加工装置及方法 | |
| EP1467832B1 (en) | Means for visualizing the laser beam in a laser machining system | |
| JP2003181672A (ja) | レーザ加工方法 | |
| US20220283416A1 (en) | Dynamic Focus For Laser Processing Head | |
| RU2736128C2 (ru) | Головка для лазерной резки и лазерный резак, содержащий такую головку | |
| KR20180131917A (ko) | 레이저 가공 모듈 및 레이저 가공 장치 | |
| JP2008296266A (ja) | レーザ切断装置 | |
| KR102249069B1 (ko) | 반도체 금형 레이저 세정 장치 |