JPH07108466B2 - Laser processing equipment - Google Patents

Laser processing equipment

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JPH07108466B2
JPH07108466B2 JP61032894A JP3289486A JPH07108466B2 JP H07108466 B2 JPH07108466 B2 JP H07108466B2 JP 61032894 A JP61032894 A JP 61032894A JP 3289486 A JP3289486 A JP 3289486A JP H07108466 B2 JPH07108466 B2 JP H07108466B2
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axis
gap
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gap sensor
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秀樹 山田
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Amada Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はレーザ加工装置に係り、更に詳細には加工ヘッ
ドの先端側にギャップセンサを備えたレーザ加工装置
で、ワーク寸法のバラツキをギャッップセンサの制御の
みで吸収しようとするレーザ加工装置に関するものであ
る。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a laser processing apparatus, and more particularly to a laser processing apparatus having a gap sensor on the tip side of a processing head. The present invention relates to a laser processing device which is intended to absorb only by controlling.

[従来の技術] 従来、レーザ加工装置として加工ヘッドの先端側にギャ
ップセンサを備えたものが知られている。
[Prior Art] Conventionally, there is known a laser processing apparatus provided with a gap sensor on the tip side of a processing head.

そのギャップセンサを光軸方向に移動させる駆動装置が
設けられ、しかも該駆動装置の制御はレーザ加工装置全
体の他の駆動装置を制御している主数値制御装置で行な
われていた。
A drive unit for moving the gap sensor in the optical axis direction is provided, and the drive unit is controlled by a main numerical control unit that controls other drive units of the entire laser processing apparatus.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、ギャップセンサにおける駆動装置の制御
をレーザ加工装置全体の他の駆動装置を制御している主
数値制御装置で行なっていると、どうしても数値制御装
置が複雑になると同時に、ギャップセンサとワークとの
ギャップをセンシングする応答速度が遅いという問題が
あった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, if the main numerical control device controlling the other driving devices of the entire laser processing apparatus controls the driving device in the gap sensor, the numerical control device is inevitably complicated. At the same time, there is a problem that the response speed for sensing the gap between the gap sensor and the work is slow.

[課題を解決するための手段] 前述のごとき従来の問題に鑑みて、本発明は、数値制御
装置の制御の下に互いに直交するX軸、Y軸、Z軸の3
次元方向へ移動制御される加工ヘッドに備えたホルダを
上下動自在に設け、先端部にノズルチップを備え、かつ
上記ノズルチップとレーザ加工するワークとの間のギャ
ップを検出するギャップセンサを前記ホルダに装着して
設け、前記ホルダを上下動するためのモータを加工ヘッ
ドに装着して設けると共に、前記数値制御装置に拘りな
く前記ギャップセンサの検出に基づいて前記ギャップを
一定に保持するように前記モータを制御する構成として
なり、かつ上記モータには、加工ヘッドの角度に関係な
く上記モータにかかる負荷を抑制すべく前記ホルダの自
重を支えるためのばねを設けてなるものである。
[Means for Solving the Problems] In view of the conventional problems as described above, the present invention provides three X-axis, Y-axis, and Z-axis orthogonal to each other under the control of a numerical controller.
A holder provided for a machining head whose movement is controlled in the dimension is provided so as to be movable up and down, a tip is provided with a nozzle tip, and a gap sensor for detecting a gap between the nozzle tip and a workpiece to be laser-machined is provided in the holder. And a motor for moving the holder up and down is installed and provided on the machining head, and the motor is configured to keep the gap constant based on the detection of the gap sensor regardless of the numerical controller. The motor is configured to be controlled, and the motor is provided with a spring for supporting the own weight of the holder to suppress the load applied to the motor regardless of the angle of the processing head.

[作用] 上記構成において、加工ヘッドのX,Y,Zの3次元方向へ
移動制御が数値制御装置の制御の下に行われるとき、加
工ヘッドに備えたノズルチップとワークとの間のギャッ
プはギャップセンサによって検出され、このギャップを
常に一定に保持するようにモータが制御され、モータの
駆動によってギャップセンサ等が上下動される。
[Operation] In the above configuration, when the movement control of the machining head in the three-dimensional directions of X, Y, and Z is performed under the control of the numerical controller, the gap between the nozzle tip provided in the machining head and the work is It is detected by the gap sensor, the motor is controlled so as to keep the gap constant, and the gap sensor and the like are moved up and down by driving the motor.

上記モータの制御は前記数値制御装置に拘りなく行わ
れ、またギャップセンサの上下動は加工ヘッド全体を上
下動することなく行われるので、ギャップセンサの検出
に対する応答性の良い上下動が行われる。
The control of the motor is performed regardless of the numerical control device, and the vertical movement of the gap sensor is performed without vertically moving the entire machining head, so that the vertical movement having a high responsiveness to the detection of the gap sensor is performed.

[実施例] 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図、第2図および第3図を参照するに、床1の床面
上に複数本(例えば4本)のコラム3が立設してある。
該コラム3上には支持プレート5が載置してある。支持
プレート5の両側上の第1図において左右方向であるX
軸方向に複数本(例えば2本)のX軸ガイド7が取付け
られている。
Referring to FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 3, a plurality of (for example, four) columns 3 are erected on the floor surface of the floor 1.
A support plate 5 is placed on the column 3. X on both sides of the support plate 5 in the left-right direction in FIG.
A plurality of (for example, two) X-axis guides 7 are attached in the axial direction.

2本のX軸ガイド7間には複数本(例えば2本)のサポ
ートプレート9を第2図において左右方向であるY軸方
向に取付けてあり、サポートプレート9はX軸ガイド7
をサポートしている。
A plurality of (for example, two) support plates 9 are attached between the two X-axis guides 7 in the Y-axis direction which is the left-right direction in FIG.
Supports.

2本のX軸ガイド7上にまたがってX軸方向に移動する
X軸キャレッジ11が取付けられ、該X軸キャレッジ11に
はY軸キャレッジ13が載せられている。
An X-axis carriage 11 that moves in the X-axis direction is mounted over the two X-axis guides 7, and a Y-axis carriage 13 is placed on the X-axis carriage 11.

Y軸キャレッジ13はX軸キャレッジ11の脇に平行に設け
られたガイド15面に沿ってY軸方向に移動される。Y軸
キャレッジ13のほぼ中央部にあって鉛直方向であるZ軸
方向にZ軸コラム17が取付けられ、しかもZ軸コラム17
はY軸キャレッジ13内に装着されたガイドに沿ってZ軸
方向に移動するようになっている。Z軸コラム17の先端
側には第1図および第3図に示されているように加工ヘ
ッド19が取付けられている。
The Y-axis carriage 13 is moved in the Y-axis direction along a guide 15 surface provided in parallel to the side of the X-axis carriage 11. The Z-axis column 17 is mounted in the Z-axis direction, which is the vertical direction and is substantially in the center of the Y-axis carriage 13.
Is moved in the Z-axis direction along a guide mounted in the Y-axis carriage 13. A machining head 19 is attached to the tip end side of the Z-axis column 17 as shown in FIGS. 1 and 3.

レーザービームは加工ヘッド19の先端に第1図に示す如
く取付けられたノズルチップ21から照射される。
The laser beam is emitted from the nozzle tip 21 attached to the tip of the processing head 19 as shown in FIG.

第2図に示されているようにX軸ガイド7間およびサポ
ートプレート9間にあって下方に設けられたワーキング
エリア23内にワークWが載置される。各装置を被うため
のセフティキャビン25が機械本体の周囲に設けられてい
る。
As shown in FIG. 2, the work W is placed in a working area 23 provided below the X-axis guides 7 and the support plates 9. A safety cabin 25 for covering each device is provided around the machine body.

機械本体の外側には第1図および第2図に明らかな如く
空圧ユニット装置27,数値制御装置29およびレーザ発振
器電源装置31が配設され、数値制御装置29は図示省略の
X軸,Y軸およびZ軸の各駆動装置と連結され、各駆動を
制御している。
A pneumatic unit device 27, a numerical control device 29, and a laser oscillator power supply device 31 are arranged outside the machine body as is apparent from FIGS. 1 and 2, and the numerical control device 29 is an X axis, Y (not shown). It is connected to each drive device for the axis and the Z axis to control each drive.

第1図および第2図に示すように右側のサポートプレー
ト9上にレーザ発振器ヘッド33が取付けられ、前記レー
ザ発振器電源装置31に連結管35を介して連結されてい
る。
As shown in FIGS. 1 and 2, a laser oscillator head 33 is mounted on the right support plate 9 and is connected to the laser oscillator power supply device 31 via a connecting pipe 35.

次に、Z軸コラム17の下方部には加工ヘッド19が取付け
られている。より詳細には第4図および第5図に示され
ているように、Z軸コラム17の下部には中空支持ブロッ
ク37が取付けられている。該中空支持ブロック37には鉛
直方向へ延伸した中空円筒体39が嵌入し一体化してあ
る。
Next, the processing head 19 is attached to the lower portion of the Z-axis column 17. More specifically, as shown in FIGS. 4 and 5, a hollow support block 37 is attached to the lower portion of the Z-axis column 17. A hollow cylindrical body 39 extending in the vertical direction is fitted into and integrated with the hollow support block 37.

中空支持ブロック37の中央部から下部に向けた部分にギ
ヤ41がベアリング43を介して支承され、ギヤ41の下方の
中空円筒体39には回転体45が嵌合支持されている。該回
転体45の上部を円盤状の押え部材47で押えている。中空
円筒体39と回転体45の下部間にはベアリング49が介在さ
れている。中空支持ブロック37の第4図において右側に
は回転体45を回転させる駆動モータ(A軸駆動モータと
呼ぶ。)51が設けてある。
A gear 41 is supported via a bearing 43 at a portion of the hollow support block 37 facing downward from the central portion, and a rotating body 45 is fitted and supported by a hollow cylindrical body 39 below the gear 41. The upper part of the rotating body 45 is pressed by a disk-shaped pressing member 47. A bearing 49 is interposed between the hollow cylindrical body 39 and the lower portion of the rotating body 45. A drive motor (referred to as an A-axis drive motor) 51 for rotating the rotating body 45 is provided on the right side of the hollow support block 37 in FIG.

該A軸駆動モータ51の出力軸にはピニオン53が取付けら
れ、前記ギヤ41と噛合し合っている。ギヤ41およびピニ
オン53をカバーするために、円盤状リング55が押え部材
47上に一体化されている。
A pinion 53 is attached to the output shaft of the A-axis drive motor 51 and meshes with the gear 41. The disk-shaped ring 55 is a holding member for covering the gear 41 and the pinion 53.
Integrated on 47.

したがって、A軸駆動モータ51を駆動せることにより、
ピニオン53,ギヤ41を介して回転体45が矢印の如く回転
されることになる。なお、中空円筒体39の下部にはベア
リング49を押えるための中空の押えナット57が回転体45
の下方部に嵌入されている。
Therefore, by driving the A-axis drive motor 51,
The rotating body 45 is rotated via the pinion 53 and the gear 41 as shown by the arrow. At the bottom of the hollow cylindrical body 39, a hollow press nut 57 for pressing the bearing 49 is provided.
Is inserted in the lower part of the.

第4図から明らかなように、回転体45の下方右側部に形
成された傾斜部45Aには第1のミラー59を支承している
支持プレート61が取付けられ、該支持プレート61の外側
には第1の放熱器63が取付けられている。
As is apparent from FIG. 4, a support plate 61 supporting the first mirror 59 is attached to the inclined portion 45A formed on the lower right side of the rotating body 45, and the support plate 61 is provided outside the support plate 61. A first radiator 63 is attached.

回転体45の下方左側部45B内には、ベアリング65A,65Bを
介して前記加工ヘッド19内に設けられた固定筒状体67の
水平な筒状突起部69が回転自在に支承されている。該筒
状突起部69の左側にはギヤ71が一体的に嵌合してある。
該ギヤ71には第5図に示されているようにピニオン73が
噛合し合っている。該ピニオン73は駆動モータ(B軸駆
動モータと呼ぶ。)75の出力軸に取付けられている。
In the lower left side portion 45B of the rotary body 45, a horizontal tubular projection portion 69 of a fixed tubular body 67 provided in the processing head 19 is rotatably supported via bearings 65A and 65B. A gear 71 is integrally fitted to the left side of the cylindrical projection 69.
A pinion 73 meshes with the gear 71 as shown in FIG. The pinion 73 is attached to the output shaft of a drive motor (referred to as B-axis drive motor) 75.

したがって、B軸駆動モータ75を駆動させると、ピニオ
ン73,ギヤ71を介して筒状体67が筒状突起部69の軸心を
中心にして回転されることにより加工ヘッド19が水平軸
心回りに回転される。
Therefore, when the B-axis drive motor 75 is driven, the cylindrical body 67 is rotated about the axis of the cylindrical protrusion 69 via the pinion 73 and the gear 71, so that the machining head 19 rotates about the horizontal axis. To be rotated.

なお、前述したA軸駆動モータ51とB軸駆動モータ75の
駆動制御はX軸,Y軸およびZ軸における駆動モータの駆
動制御と同様に、レーザ加工装置の主数値制御装置29に
よって制御されている。
The drive control of the A-axis drive motor 51 and the B-axis drive motor 75 described above is controlled by the main numerical control device 29 of the laser processing apparatus, similarly to the drive control of the drive motors in the X-axis, Y-axis and Z-axis. There is.

筒状体67の上部左側に形成された傾斜部67Aには第2の
ミラー77を支承している支持プレート79が取付けられ、
該支持プレート79の外側には第2の放熱器81が取付けら
れている。該第2の放熱器81を被うごとく加工ヘッド19
のスライダ部材83が取付けられている。
A support plate 79 supporting the second mirror 77 is attached to the inclined portion 67A formed on the upper left side of the tubular body 67,
A second radiator 81 is attached to the outside of the support plate 79. The processing head 19 covering the second radiator 81.
The slider member 83 is attached.

該スライダ部材83の上部には加工ヘッド19を光軸方向に
移動させるための駆動モータ(C軸駆動モータと呼
ぶ。)85が取付けられている。C軸駆動モータ85には第
4図および第5図から明らかなように、出力軸を介して
ピニオン87が取付けられ、該ピニオン87にはラック89が
噛合し合っている。ラック89は前記ギヤ71に一体化され
た取付プレート91に固定されている。
A drive motor (referred to as a C-axis drive motor) 85 for moving the processing head 19 in the optical axis direction is attached to the upper portion of the slider member 83. As is apparent from FIGS. 4 and 5, a pinion 87 is attached to the C-axis drive motor 85 via an output shaft, and a rack 89 meshes with the pinion 87. The rack 89 is fixed to a mounting plate 91 integrated with the gear 71.

筒状体67の下部には筒状の案内部材93が上下動可能に嵌
入支持されており、この案内部材93の下部には中空状の
ホルダ99が一体的に取付けてある。そして、このホルダ
99に前記スライダ部材83の下部が一体的に取付けてあ
る。さらに、第5図に示す如く、スライダ部材83を直線
的に案内するために、スライダ部材83と前記ギヤ71との
間にはリニアガイド95が介在してある。
A tubular guide member 93 is vertically movably fitted and supported in the lower portion of the tubular body 67, and a hollow holder 99 is integrally attached to the lower portion of the guide member 93. And this holder
The lower part of the slider member 83 is integrally attached to 99. Further, as shown in FIG. 5, a linear guide 95 is interposed between the slider member 83 and the gear 71 to linearly guide the slider member 83.

前記ホルダ99の下部には例えば静電容量型のギャップセ
ンサ97が一体的に取付けられている。ギャップセンサ97
はホルダ99にボルト101で固定してある。
An electrostatic capacitance type gap sensor 97 is integrally attached to the lower portion of the holder 99. Gap sensor 97
Is fixed to the holder 99 with bolts 101.

ギャップセンサ97の先端部にはノズルチップ21が装着さ
れている。したがって、C軸駆動モータ85を駆動させる
と、ピニオン87が回転する。ピニオン87はラック89と噛
合し、かつラック89が取付プレート91に固定しているた
めC軸駆動モータ85自体が上下動する。
The nozzle tip 21 is attached to the tip of the gap sensor 97. Therefore, when the C-axis drive motor 85 is driven, the pinion 87 rotates. Since the pinion 87 meshes with the rack 89 and the rack 89 is fixed to the mounting plate 91, the C-axis drive motor 85 itself moves up and down.

C軸駆動モータ85が上下動することによりスライダ部材
83がC軸駆動モータ85に一体化されているから、スライ
ダ部材83がリニアガイド95に案内されて上下動する。ス
ライダ部材83が上下動することによりホルダ99を介して
ギャップセンサ97が上下動されることになる。
When the C-axis drive motor 85 moves up and down, the slider member
Since 83 is integrated with the C-axis drive motor 85, the slider member 83 is guided by the linear guide 95 to move up and down. When the slider member 83 moves up and down, the gap sensor 97 moves up and down via the holder 99.

なお、C軸駆動モータ85の制御は前述したA軸駆動モー
タ51やB軸駆動モータ75の制御と独立して主数値制御装
置29とは別個の後述する制御装置で制御される。ギャッ
プセンサ97のホルダ99内には集光レンズ105を保持する
円筒形状の保持部材107が嵌入してある。
The control of the C-axis drive motor 85 is controlled by a control unit, which will be described later, separately from the main numerical control unit 29, independently of the control of the A-axis drive motor 51 and the B-axis drive motor 75 described above. A cylindrical holding member 107 for holding the condenser lens 105 is fitted in the holder 99 of the gap sensor 97.

したがって、レーザビームLBは第1図および第2図に示
されているレーザ発振器ヘッド33から出力され、Z軸コ
ラム17,回転体45内を通って、第1のミラー59で直角に
反射され、さらに第2のミラー77でも直角に下方へ反射
される。次いで、レーザビームLBは集光レンズ105で集
光され、ノズルチップ21より第4図に示す如く照射され
てワークWにレーザ加工が施されることになる。
Therefore, the laser beam LB is output from the laser oscillator head 33 shown in FIGS. 1 and 2, passes through the Z-axis column 17, the rotating body 45, and is reflected at a right angle by the first mirror 59. Further, the second mirror 77 also reflects downward at a right angle. Next, the laser beam LB is condensed by the condensing lens 105 and is irradiated from the nozzle tip 21 as shown in FIG. 4 to subject the work W to laser processing.

加工ヘッド19を光軸方向に移動させるC軸駆動モータ85
には、第6図に示されているように、トルクモータ109
が内蔵されている。該トルクモータ109のトルクモータ
軸111の一端側にポテンションメータ113が直結され、ま
たトルクモータ軸111の他端側にカウンタバランス装置
のカウンタバランスうず巻ばね115が直結されている。
C-axis drive motor 85 for moving the processing head 19 in the optical axis direction
As shown in FIG. 6, the torque motor 109
Is built in. A potentiometer 113 is directly connected to one end side of the torque motor shaft 111 of the torque motor 109, and a counterbalance spiral spring 115 of a counterbalance device is directly connected to the other end side of the torque motor shaft 111.

したがって、カウンタバランスうず巻ばね115によって
ホルダ99自体の自重を支え、B軸駆動モータ75で回動す
る加工ヘッド19の角度に関係なく、C軸駆動モータ85に
かかる負荷を抑制しているのである。
Therefore, the counterbalance spiral spring 115 supports the own weight of the holder 99 itself and suppresses the load applied to the C-axis drive motor 85 regardless of the angle of the processing head 19 rotated by the B-axis drive motor 75. .

加工ヘッド19内には第6図に示す如く、変調回路基板11
7および発振回路基板119が内蔵され、ギャップセンサ97
からテフロンケーブル121により発振回路基板119に導か
れている。なお、テフロンケーブル121はレーザビームL
Bの反射熱に耐えられる材質となっている。
In the processing head 19, as shown in FIG.
7 and oscillator circuit board 119 are built in, and gap sensor 97
Is guided to the oscillation circuit board 119 by the Teflon cable 121. The Teflon cable 121 is the laser beam L
It is a material that can withstand the reflected heat of B.

したがって、ギャップセンサ97でワークWとのギャップ
gを検知し、常に後述するセンサコントロールユニット
123でギャップgを一定に保持しているのである。
Therefore, the gap sensor 97 detects the gap g between the workpiece W and the sensor control unit described later.
In 123, the gap g is kept constant.

ギャップセンサ97によるワークWとのギャップgの制御
は主数値制御装置29から独立したセンサコントロールユ
ニット123で制御されている。
The control of the gap g from the work W by the gap sensor 97 is controlled by the sensor control unit 123 independent of the main numerical control device 29.

より詳細には第7図および第8図に、ギャップgの変化
に対応して、加工ヘッド19を駆動するためのフィードバ
ック信号生成の流れが示してある。適正なギャップgに
ノズルチップ21が位置する時、第7図におけるアナログ
入力は、OVとなりC軸駆動モータ85は駆動しない。
More specifically, FIGS. 7 and 8 show the flow of feedback signal generation for driving the machining head 19 in response to changes in the gap g. When the nozzle tip 21 is located at the proper gap g, the analog input in FIG. 7 becomes OV and the C-axis drive motor 85 does not drive.

しかし、ワークWの変形、位置決め誤差などにより、ギ
ャップgが変化した時、第8図に示す如く、ギャップセ
ンサ97とワークW間の電気容量Cが変化する。電気容量
Cは、C=ε・s/g(但し、ε:誘電率.s:面積,g:ギャ
ップ(距離))のもとに算出される。この電気容量Cの
変化量をセンサコントロールユニット123の発振回路119
に取り込むことにより、発振周波数fが変化する。
However, when the gap g changes due to deformation of the work W, positioning error, etc., the electric capacitance C between the gap sensor 97 and the work W changes as shown in FIG. The electric capacitance C is calculated based on C = ε · s / g (where ε: permittivity.s: area, g: gap (distance)). The change amount of the electric capacitance C is used as the oscillation circuit 119 of the sensor control unit 123.
The oscillation frequency f is changed by taking in.

発振周波数fは、 (但しL:インダクタンス)で求められる。この発振周波
数fが変調回路117に取り込まれ、変調回路117により発
振回路119で発生した周波数の変化分Δfだけを取り出
し、デジタル矩形波に変化した後、周波数カウンタ回路
125に取り込まれる。
The oscillation frequency f is (However, L: inductance) This oscillating frequency f is taken into the modulation circuit 117, and only the frequency change Δf generated in the oscillating circuit 119 is taken out by the modulation circuit 117 and changed into a digital rectangular wave, and then the frequency counter circuit
It is taken in by 125.

この周波数カウンタ回路125では、あるサンプリング時
間内に入り込む矩形波の数をカウントすることにより、
パラレルのデジタル信号が生成される。このデジタル信
号をD/Aコンバータ127に入力することにより、ギャップ
センサ97の位置フィードバックとしての電圧を出力す
る。
In this frequency counter circuit 125, by counting the number of rectangular waves that enter a certain sampling time,
Parallel digital signals are generated. By inputting this digital signal into the D / A converter 127, a voltage as position feedback of the gap sensor 97 is output.

一方、上記位置フイードバックによりトルクモータ109
が起動すると、そのトルクモータ軸111に直結されたポ
テンションメータ113からの出力電圧に変化が生じ、そ
の過渡状態に発生する電圧を、速度フイードバックと
し、前記位置フイードバック信号との差によって、サー
ボ増幅器129に対する基準電圧とする。
On the other hand, due to the above position feedback, the torque motor 109
Is started, a change occurs in the output voltage from the potentiometer 113 directly connected to the torque motor shaft 111, the voltage generated in the transient state is used as the speed feedback, and the servo amplifier is determined by the difference from the position feedback signal. This is the reference voltage for 129.

その結果、トルクモータ109が回転し、ある設定された
適正ギャップにノズルチップ21が位置決めされた時、位
置フイードバックすなわちセンサコントロールユニット
123からの出力が0VとなりC軸駆動モータ85は停止す
る。
As a result, when the torque motor 109 rotates and the nozzle tip 21 is positioned in a certain set proper gap, the position feedback, that is, the sensor control unit.
The output from 123 becomes 0V and the C-axis drive motor 85 stops.

なお、センサコントロールユニット123に連結されてい
るCNC入出力ユニット131は上述の機能を有効あるいは無
効にするためのスイッチの役割を果すのである。
The CNC input / output unit 131 connected to the sensor control unit 123 plays the role of a switch for enabling or disabling the above-mentioned functions.

したがって、ギャップセンサ97はノズルチップ21とワー
クW間のギャップgを検知し、センサコントロールユニ
ット123で常に予め決めた一定のギャップに保持するよ
うにC軸駆動モータ85を制御し、ワークWにレーザ加工
が施されるのである。
Therefore, the gap sensor 97 detects the gap g between the nozzle tip 21 and the work W, and the sensor control unit 123 controls the C-axis drive motor 85 so as to keep it at a predetermined constant gap. It is processed.

[考案の効果] 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、要す
るに本発明は、数値制御装置(29)の制御の下に互いに
直交するX軸、Y軸、Z軸の3次元方向へ移動制御され
る加工ヘッド(19)に備えたホルダ(99)を上下動自在
に設け、先端部にノズルチップ(21)を備え、かつ上記
ノズルチップ(21)とレーザ加工するワーク(W)との
間のギャップ(g)を検出するギャップセンサ(97)を
前記ホルダ(99)に装着して設け、前記ホルダ(99)を
上下動するためのモータ(85)を加工ヘッド(19)に装
着して設けると共に、前記数値制御装置(29)に拘りな
く前記ギャップセンサ(97)の検出に基づいて前記ギャ
ップ(g)を一定に保持するように前記モータ(85)を
制御する構成としてなり、かつ上記モータには、加工ヘ
ッドの角度に関係なく上記モータにかかる負荷を抑制す
べく前記ホルダの自重を支えるためのばねを設けてなる
ものである。
[Effects of the Invention] As will be understood from the above description of the embodiments, in short, the present invention, under the control of the numerical control device (29), is a three-dimensional direction of X-axis, Y-axis, and Z-axis orthogonal to each other. A workpiece (W) provided with a holder (99) equipped to a machining head (19) whose movement is controlled to move up and down, a nozzle tip (21) at the tip, and laser machining with the nozzle tip (21). A gap sensor (97) for detecting a gap (g) between the holder (99) and the motor (85) for moving the holder (99) up and down is provided on the machining head (19). It is mounted and installed, and controls the motor (85) so as to keep the gap (g) constant based on the detection of the gap sensor (97) regardless of the numerical control device (29). And the angle of the machining head on the motor Regardless those formed by providing a spring for supporting the weight of the holder in order to suppress the load applied to the motor.

上記構成より明らかなように、本発明においては、加工
ヘッド19のX,Y,Z軸方向への移動制御は数値制御装置29
によって行われるものである。
As is clear from the above configuration, in the present invention, the movement control of the machining head 19 in the X, Y, and Z-axis directions is performed by the numerical controller 29.
Is done by.

そして、先端部にノズルチップ21を備え、かつ上記ノズ
ルチップ21とレーザ加工するワークWとの間のギャップ
gを検出するギャップセンサ97は、前記加工ヘッド19に
上下動自在に備えたホルダ99に装着してあり、このホル
ダ99を上下動するためのモータ85は加工ヘッド19に装着
してある。上記モータ85の制御は前記数値制御装置29に
拘りなくギャップセンサ97の検出に基づいてギャップg
を一定に保持するように行われる構成である。
Further, the gap sensor 97 having the nozzle tip 21 at the tip and detecting the gap g between the nozzle tip 21 and the workpiece W to be laser processed is provided in the holder 99 provided on the processing head 19 so as to be vertically movable. A motor 85 for moving the holder 99 up and down is attached to the processing head 19. The control of the motor 85 is based on the detection of the gap sensor 97 regardless of the numerical control device 29.
Is configured to be held constant.

すなわち本発明においては、加工ヘッド19自体を上下動
してギャップgを一定に保持しようとする構成ではな
く、加工ヘッド19に上下動自在に備えたホルダ99を上下
動することによりギャップgを一定に保持しようとする
構成であるから、上下動する部分の軽量化を図ることが
容易なものである。
That is, in the present invention, the gap g is fixed by vertically moving the holder 99 that is vertically movable on the machining head 19 instead of moving the machining head 19 itself up and down to keep the gap g constant. Since the structure is designed to be held at, it is easy to reduce the weight of the portion that moves up and down.

また、前記ホルダ99を上下動するためのモータ85は数値
制御装置29に拘りなく制御される構成であるから、ギャ
ップセンサ97の検出に対する応答性を向上することがで
き、前記ホルダ99等の軽量化と相俟ってギャップgを一
定に保持する精度がより向上し、より精度の良いレーザ
加工を行うことができるものである。
Further, since the motor 85 for moving the holder 99 up and down is controlled regardless of the numerical control device 29, the responsiveness to the detection of the gap sensor 97 can be improved, and the holder 99 and the like are lightweight. In addition to this, the accuracy of maintaining the gap g constant is further improved, and more accurate laser processing can be performed.

さらに本発明においては、加工ヘッド19の角度に関係な
くモータ85に掛る負荷を抑制すべくホルダ99の自重を支
えるためのばね115が設けてあるので、例えば加工ヘッ
ド19が垂直状態にある場合や水平状態にある場合であっ
ても、ギャップセンサ97の検出に基いてホルダ99の移動
制御を迅速に行うことができ、加工ヘッド19の傾斜角度
等に拘りなく応答性が良好であり、ギャップgの制御を
応答性良く、かつ迅速正確に行うことができるものであ
る。
Further, in the present invention, since the spring 115 for supporting the own weight of the holder 99 is provided to suppress the load applied to the motor 85 regardless of the angle of the processing head 19, for example, when the processing head 19 is in the vertical state or Even in the horizontal state, the movement control of the holder 99 can be quickly performed based on the detection of the gap sensor 97, the responsiveness is good regardless of the inclination angle of the processing head 19, and the gap g The control of can be performed quickly and accurately with good responsiveness.

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

第1図は本考案によるレーザ加工装置の正面図である。 第2図は第1図の平面図である。 第3図は第1図の側面図である。 第4図は加工ヘッドまわりの正面断面図である。 第5図は第4図におけるV矢視の一部断面図である。 第6図は加工ヘッドの駆動状態を示した説明図である。 第7図はギャップセンサの制御を説明するブロック部で
ある。 第8図はセンサコントロールユニット部のブロック図で
ある。 [図面の主要部を表わす符号の説明] 19…加工ヘッド、21…ノズルチップ 29…主数値制御装置、85…C軸駆動モータ 97…ギャップセンサ、109…トルクモータ 113…ポテンションメータ 115…カウンタバランスうず巻ばね 123…センサコントロールユニット
FIG. 1 is a front view of a laser processing apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a plan view of FIG. FIG. 3 is a side view of FIG. FIG. 4 is a front sectional view around the processing head. FIG. 5 is a partial sectional view taken along the arrow V in FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram showing a driving state of the processing head. FIG. 7 is a block section for explaining the control of the gap sensor. FIG. 8 is a block diagram of the sensor control unit section. [Description of Symbols Representing Main Parts of Drawing] 19 ... Machining head, 21 ... Nozzle tip 29 ... Main numerical control device, 85 ... C-axis drive motor 97 ... Gap sensor, 109 ... Torque motor 113 ... Potentiometer 115 ... Counter Balance spiral spring 123… Sensor control unit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】数値制御装置(29)の制御の下に互いに直
交するX軸、Y軸、Z軸の3次元方向へ移動制御される
加工ヘッド(19)に備えたホルダ(99)を上下動自在に
設け、先端部にノズルチップ(21)を備え、かつ上記ノ
ズルチップ(21)とレーザ加工するワーク(W)との間
のギャップ(g)を検出するギャップセンサ(97)を前
記ホルダ(99)に装着して設け、前記ホルダ(99)を上
下動するためのモータ(85)を加工ヘッド(19)に装着
して設けると共に、前記数値制御装置(29)に拘りなく
前記ギャップセンサ(97)の検出に基づいて前記ギャッ
プ(g)を一定に保持するように前記モータ(85)を制
御する構成としてなり、かつ上記モータ(85)には、加
工ヘッド(19)の角度に関係なく上記モータ(85)にか
かる負荷を抑制すべく前記ホルダ(99)の自重を支える
ためのばね(115)を設けてなることを特徴とするレー
ザ加工装置。
1. A holder (99) equipped with a machining head (19) which is controlled to move in a three-dimensional direction of X-axis, Y-axis and Z-axis which are orthogonal to each other under the control of a numerical control device (29). The holder is provided with a nozzle tip (21) movably provided, and a gap sensor (97) for detecting a gap (g) between the nozzle tip (21) and a workpiece (W) to be laser-machined. A motor (85) for mounting and dismounting on the holder (99) for moving the holder (99) up and down is mounted and mounted on the machining head (19), and the gap sensor is provided regardless of the numerical controller (29). Based on the detection of (97), the motor (85) is controlled so as to keep the gap (g) constant, and the motor (85) is related to the angle of the machining head (19). Without controlling the load on the motor (85), Laser processing apparatus characterized by comprising providing a da (99) spring (115) for supporting the weight of the.
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JPS5822409A (en) * 1981-08-04 1983-02-09 Toshiba Corp Sequence controller
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