JPH07144289A - レーザ加工機のノズルのセンタリング方法及び装置 - Google Patents
レーザ加工機のノズルのセンタリング方法及び装置Info
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- JPH07144289A JPH07144289A JP5291051A JP29105193A JPH07144289A JP H07144289 A JPH07144289 A JP H07144289A JP 5291051 A JP5291051 A JP 5291051A JP 29105193 A JP29105193 A JP 29105193A JP H07144289 A JPH07144289 A JP H07144289A
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- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
- B23K26/042—Automatically aligning the laser beam
- B23K26/043—Automatically aligning the laser beam along the beam path, i.e. alignment of laser beam axis relative to laser beam apparatus
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 目視によらずにノズルをセンタリングする。
【構成】 レーザビームがノズル５の内周面５ｂに遮え
ぎられている状態から、他の内周面５ａに遮えぎられる
位置まで、ノズルホルダ３を、モータ１３の作動で楔体
９を下降させて板ばね８に抗して右に移動させる。ワー
クにビームが照射されて加工光の強度が所定の基準値と
なった二つのノズル位置をノズル位置検出装置１８で検
出し、二つのノズル位置の中央線の位置を求める。これ
をＸ軸とＹ軸について行い、ノズル５を移動させて両軸
の中央線の交点にノズル５の中心を一致させる。
ぎられている状態から、他の内周面５ａに遮えぎられる
位置まで、ノズルホルダ３を、モータ１３の作動で楔体
９を下降させて板ばね８に抗して右に移動させる。ワー
クにビームが照射されて加工光の強度が所定の基準値と
なった二つのノズル位置をノズル位置検出装置１８で検
出し、二つのノズル位置の中央線の位置を求める。これ
をＸ軸とＹ軸について行い、ノズル５を移動させて両軸
の中央線の交点にノズル５の中心を一致させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ加工機の加工ヘ
ッドに装着されたノズルの中心を、集光レンズで集光さ
れたレーザビームの光軸に一致させるセンタリング方法
及び装置に関する。
ッドに装着されたノズルの中心を、集光レンズで集光さ
れたレーザビームの光軸に一致させるセンタリング方法
及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７と図８に示すように、レーザビーム
Ｂを集光レンズ２で集光し、ワーク（被加工材料）Ｗに
照射して切断を行う際、酸素ガス等の補助ガスの酸化力
や噴出圧力を併用するレーザ加工機においては、補助ガ
スを噴出するノズル５の中心Ｏを集光ビームＢの光軸Ａ
に一致させないと、加工点での補助ガスの流れに偏りが
生じるため、切断方向が変わると、切断面の加工品質に
差が生じる不都合がある。
Ｂを集光レンズ２で集光し、ワーク（被加工材料）Ｗに
照射して切断を行う際、酸素ガス等の補助ガスの酸化力
や噴出圧力を併用するレーザ加工機においては、補助ガ
スを噴出するノズル５の中心Ｏを集光ビームＢの光軸Ａ
に一致させないと、加工点での補助ガスの流れに偏りが
生じるため、切断方向が変わると、切断面の加工品質に
差が生じる不都合がある。
【０００３】そこで、従来においては、図９に示すよう
に、ノズル５の先端に透明テープ３１などを張り付け、
微弱なレーザビームＢを照射することによりテープ３１
に穴３１ａを明けて、その穴３１ａ、つまり光軸Ａがノ
ズル５の噴出口の中心Ｏに一致しているかどうかを目視
確認し、一致していないときは、調節ねじ３２（図８）
等によってノズル５を光軸Ａに直交するＸ軸、Ｙ軸方向
に動かしてその中心Ｏを光軸Ａに一致させている。
に、ノズル５の先端に透明テープ３１などを張り付け、
微弱なレーザビームＢを照射することによりテープ３１
に穴３１ａを明けて、その穴３１ａ、つまり光軸Ａがノ
ズル５の噴出口の中心Ｏに一致しているかどうかを目視
確認し、一致していないときは、調節ねじ３２（図８）
等によってノズル５を光軸Ａに直交するＸ軸、Ｙ軸方向
に動かしてその中心Ｏを光軸Ａに一致させている。
【０００４】上記以外に、補助ガスをノズルから噴出さ
せながら微弱レーザをワークに照射し、補助ガスによっ
て流される加工点の火花を観察して火花の流れの偏りか
ら、光軸に対するノズルの位置ずれを知る方法もある。
せながら微弱レーザをワークに照射し、補助ガスによっ
て流される加工点の火花を観察して火花の流れの偏りか
ら、光軸に対するノズルの位置ずれを知る方法もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、通常、ノズ
ル５の口径は約２．０ｍｍ、透明テープ３１に明けられ
る穴３１ａの直径は約０．３ｍｍと、非常に小さいの
で、上記従来の方法では、肉眼での正確な確認は容易で
なく、また調節ねじ３２等によるノズル位置の修正も非
常に微妙なため、透明テープ３１の張替えと微弱ビーム
Ｂの照射を繰り返えすなどして、何回も調節する必要が
あり、多大な労力と時間がかかるという欠点がある。ま
た、作業員の目視によるので、省力化できず、加工の自
動化が阻害されるという問題点もある。
ル５の口径は約２．０ｍｍ、透明テープ３１に明けられ
る穴３１ａの直径は約０．３ｍｍと、非常に小さいの
で、上記従来の方法では、肉眼での正確な確認は容易で
なく、また調節ねじ３２等によるノズル位置の修正も非
常に微妙なため、透明テープ３１の張替えと微弱ビーム
Ｂの照射を繰り返えすなどして、何回も調節する必要が
あり、多大な労力と時間がかかるという欠点がある。ま
た、作業員の目視によるので、省力化できず、加工の自
動化が阻害されるという問題点もある。
【０００６】本発明は、ノズル位置の割出しと修正を自
動化して作業員の負担を無くすことができる、レーザ加
工機のノズルのセンタリング方法及び装置を提供するこ
とを目的とする。
動化して作業員の負担を無くすことができる、レーザ加
工機のノズルのセンタリング方法及び装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のノズルセンタリング方法は、ワークに向
けて照射されたレーザビームがノズルに形成された中間
遮断部で遮えぎられている遮断位置から、レーザビーム
がワークに照射された後上記中間遮断部と実質的に対称
な位置に形成された他の中間遮断部によって再び遮えぎ
られる他の遮断位置まで、ノズルをレーザビームの光軸
に直交するＸ軸方向に上記光軸に対して移動させなが
ら、レーザビームによるワークの加工光の強度を光検知
装置で検知して加工光の強度が同一な二つの基準点にお
ける二つのノズル位置をＸ軸ノズル位置検出装置で検出
する行程と、ワークに向けて照射されたレーザビームが
ノズルに形成された中間遮断部で遮えぎられている遮断
位置からレーザビームがワークに照射された後上記中間
遮断部と実質的に対称な位置に形成された他の中間遮断
部によって再び遮えぎられる他の遮断位置まで、ノズル
をレーザビームの光軸と上記Ｘ軸とに直交するＹ軸方向
に上記光軸に対して移動させながら、レーザビームによ
るワークの加工光の強度を光検知装置で検知して加工光
の強度が同一な二つの基準点における二つのノズル位置
をＹ軸ノズル位置検出装置で検出する行程と、上記ノズ
ルを上記Ｘ軸方向とＹ軸方向に移動させて、Ｘ軸上の上
記二つのノズル位置の中央線とＹ軸上の上記二つのノズ
ル位置の中央線との交点にノズルの中心を一致させる行
程とを具備した構成とした。
めに、本発明のノズルセンタリング方法は、ワークに向
けて照射されたレーザビームがノズルに形成された中間
遮断部で遮えぎられている遮断位置から、レーザビーム
がワークに照射された後上記中間遮断部と実質的に対称
な位置に形成された他の中間遮断部によって再び遮えぎ
られる他の遮断位置まで、ノズルをレーザビームの光軸
に直交するＸ軸方向に上記光軸に対して移動させなが
ら、レーザビームによるワークの加工光の強度を光検知
装置で検知して加工光の強度が同一な二つの基準点にお
ける二つのノズル位置をＸ軸ノズル位置検出装置で検出
する行程と、ワークに向けて照射されたレーザビームが
ノズルに形成された中間遮断部で遮えぎられている遮断
位置からレーザビームがワークに照射された後上記中間
遮断部と実質的に対称な位置に形成された他の中間遮断
部によって再び遮えぎられる他の遮断位置まで、ノズル
をレーザビームの光軸と上記Ｘ軸とに直交するＹ軸方向
に上記光軸に対して移動させながら、レーザビームによ
るワークの加工光の強度を光検知装置で検知して加工光
の強度が同一な二つの基準点における二つのノズル位置
をＹ軸ノズル位置検出装置で検出する行程と、上記ノズ
ルを上記Ｘ軸方向とＹ軸方向に移動させて、Ｘ軸上の上
記二つのノズル位置の中央線とＹ軸上の上記二つのノズ
ル位置の中央線との交点にノズルの中心を一致させる行
程とを具備した構成とした。
【０００８】上記の方法において、一つの基準点を、レ
ーザビームが中間遮断部による遮断を完全に解除された
遮断解除点とし、他の基準点を、レーザビームが他の中
間遮断部によって遮断を開始された遮断開始点とするこ
とができる。また、一つの基準点を、ワークに対するレ
ーザビームの照射が開始された照射開始点とし、他の基
準点を、ワークに対するレーザビームの照射が完全に終
了した照射終了点としてもよい。
ーザビームが中間遮断部による遮断を完全に解除された
遮断解除点とし、他の基準点を、レーザビームが他の中
間遮断部によって遮断を開始された遮断開始点とするこ
とができる。また、一つの基準点を、ワークに対するレ
ーザビームの照射が開始された照射開始点とし、他の基
準点を、ワークに対するレーザビームの照射が完全に終
了した照射終了点としてもよい。
【０００９】更に、一つの基準点を、ワークに対するレ
ーザビームの照射が開始された照射開始点と、レーザビ
ームが中間遮断部による遮断を完全に解除された遮断解
除点との中間点とし、他の基準点を、レーザビームが他
の中間遮断部によって遮断を開始された遮断開始点と、
ワークに対するレーザビームの照射が完全に終了した照
射終了点との中間点とすることができる。
ーザビームの照射が開始された照射開始点と、レーザビ
ームが中間遮断部による遮断を完全に解除された遮断解
除点との中間点とし、他の基準点を、レーザビームが他
の中間遮断部によって遮断を開始された遮断開始点と、
ワークに対するレーザビームの照射が完全に終了した照
射終了点との中間点とすることができる。
【００１０】また、本発明のノズルのセンタリング装置
は、加工ヘッドに設けられたノズルをレーザビームの光
軸と直交するＸ軸方向に上記光軸に対して移動させるＸ
軸移動装置と、上記ノズルをレーザビームの光軸と上記
Ｘ軸とに直交するＹ軸方向に上記光軸に対して移動させ
るＹ軸移動装置と、上記ノズルのＸ軸移動位置を検出す
るＸ軸ノズル位置検出装置と、ノズルのＹ軸移動位置を
検出するＹ軸ノズル位置検出装置と、ノズルを通ってワ
ークに照射されたレーザビームの加工光の強度を検知す
る光検知装置と、上記Ｘ軸ノズル位置検出装置とＹ軸ノ
ズル位置検出装置の検出信号と上記光検知装置の検知信
号とから、加工光の強度が同一な二つの基準点におけ
る、Ｘ軸上の二つのノズル位置と、Ｙ軸上の二つのノズ
ル位置とを検出するとともに、上記Ｘ軸上の二つのノズ
ル位置の中央線と上記Ｙ軸上の二つのノズル位置の中央
線とを算出して上記Ｘ軸移動装置とＹ軸移動装置とを制
御し、上記２本の中央線の交点にノズルの中心を一致さ
せる制御装置とを具備した構成とした。
は、加工ヘッドに設けられたノズルをレーザビームの光
軸と直交するＸ軸方向に上記光軸に対して移動させるＸ
軸移動装置と、上記ノズルをレーザビームの光軸と上記
Ｘ軸とに直交するＹ軸方向に上記光軸に対して移動させ
るＹ軸移動装置と、上記ノズルのＸ軸移動位置を検出す
るＸ軸ノズル位置検出装置と、ノズルのＹ軸移動位置を
検出するＹ軸ノズル位置検出装置と、ノズルを通ってワ
ークに照射されたレーザビームの加工光の強度を検知す
る光検知装置と、上記Ｘ軸ノズル位置検出装置とＹ軸ノ
ズル位置検出装置の検出信号と上記光検知装置の検知信
号とから、加工光の強度が同一な二つの基準点におけ
る、Ｘ軸上の二つのノズル位置と、Ｙ軸上の二つのノズ
ル位置とを検出するとともに、上記Ｘ軸上の二つのノズ
ル位置の中央線と上記Ｙ軸上の二つのノズル位置の中央
線とを算出して上記Ｘ軸移動装置とＹ軸移動装置とを制
御し、上記２本の中央線の交点にノズルの中心を一致さ
せる制御装置とを具備した構成とした。
【００１１】上記の装置において、移動装置を、加工ヘ
ッドに設けられノズルをレーザビームの光軸に直交する
方向に付勢する付勢手段と、レーザビームの光軸とほぼ
平行な方向に移動自在に設けられた楔手段と、該楔手段
を移動させて上記ノズルを上記付勢手段の付勢力に抗し
てレーザビームの光軸と直交する方向に上記光軸に対し
て移動させる駆動装置とで構成することができる。
ッドに設けられノズルをレーザビームの光軸に直交する
方向に付勢する付勢手段と、レーザビームの光軸とほぼ
平行な方向に移動自在に設けられた楔手段と、該楔手段
を移動させて上記ノズルを上記付勢手段の付勢力に抗し
てレーザビームの光軸と直交する方向に上記光軸に対し
て移動させる駆動装置とで構成することができる。
【００１２】
【作用】レーザビームがノズルの中間遮断部によって遮
えぎられている遮断位置から、レーザビームがワークに
照射された後、他の中間遮断部によって再び遮えぎられ
る他の遮断位置まで、ノズルをＸ軸移動装置でＸ軸方向
に移動させ、同様にＹ軸移動装置でＹ軸方向に移動させ
る。この作動中に制御装置は、Ｘ軸ノズル位置検出装置
とＹ軸ノズル位置検出装置の検出信号と上記光検知装置
の検知信号とから、加工光の強度が同一な二つの基準点
における、Ｘ軸上の二つのノズル位置と、Ｙ軸上の二つ
のノズル位置とを検出するとともに、上記Ｘ軸上の二つ
のノズル位置の中央線と上記Ｙ軸上の二つのノズル位置
の中央線とを算出して上記Ｘ軸移動装置とＹ軸移動装置
とを制御し、上記２本の中央線の交点にノズルの中心を
一致させる。
えぎられている遮断位置から、レーザビームがワークに
照射された後、他の中間遮断部によって再び遮えぎられ
る他の遮断位置まで、ノズルをＸ軸移動装置でＸ軸方向
に移動させ、同様にＹ軸移動装置でＹ軸方向に移動させ
る。この作動中に制御装置は、Ｘ軸ノズル位置検出装置
とＹ軸ノズル位置検出装置の検出信号と上記光検知装置
の検知信号とから、加工光の強度が同一な二つの基準点
における、Ｘ軸上の二つのノズル位置と、Ｙ軸上の二つ
のノズル位置とを検出するとともに、上記Ｘ軸上の二つ
のノズル位置の中央線と上記Ｙ軸上の二つのノズル位置
の中央線とを算出して上記Ｘ軸移動装置とＹ軸移動装置
とを制御し、上記２本の中央線の交点にノズルの中心を
一致させる。
【００１３】
【実施例】図１ないし図５は、本発明に係るレーザ加工
機のノズルのセンタリング装置の一実施例を示す。これ
らの図において符号１は加工ヘッドである。加工ヘッド
１は角筒状に形成され、フレーム（図示せず）に垂直に
支持されている。この加工ヘッド１の内部には、集光レ
ンズ２と四角形のノズルホルダ３が設けられている。集
光レンズ２は、レーザ発振器４から発振されたレーザビ
ームＢを集光してノズル５からワークＷに照射するもの
であり、加工ヘッド１に固定されている。
機のノズルのセンタリング装置の一実施例を示す。これ
らの図において符号１は加工ヘッドである。加工ヘッド
１は角筒状に形成され、フレーム（図示せず）に垂直に
支持されている。この加工ヘッド１の内部には、集光レ
ンズ２と四角形のノズルホルダ３が設けられている。集
光レンズ２は、レーザ発振器４から発振されたレーザビ
ームＢを集光してノズル５からワークＷに照射するもの
であり、加工ヘッド１に固定されている。
【００１４】ノズルホルダ３は、集光レンズ２で集光さ
れたレーザビームＢの光軸Ａに直交するＸ軸方向と、上
記光軸ＡとＸ軸とに直交するＹ軸方向とに移動自在とさ
れており、Ｘ軸方向にＸ軸移動装置６によって、またＹ
軸方向にＹ軸移動装置７によってそれぞれ動かされる。
ノズル５はノズルホルダ３に螺着されており、着脱自在
である。
れたレーザビームＢの光軸Ａに直交するＸ軸方向と、上
記光軸ＡとＸ軸とに直交するＹ軸方向とに移動自在とさ
れており、Ｘ軸方向にＸ軸移動装置６によって、またＹ
軸方向にＹ軸移動装置７によってそれぞれ動かされる。
ノズル５はノズルホルダ３に螺着されており、着脱自在
である。
【００１５】Ｘ軸移動装置６とＹ軸移動装置７とは構造
的に同じもので、ノズルホルダ３を光軸Ａと直交する方
向に付勢して設けられた板ばね（付勢手段）８と、ノズ
ルホルダ３の傾斜面３ａに接して光軸Ａと平行な上下方
向に移動自在に設けられた楔体（楔手段）９と、該楔体
９を上下に移動させる駆動装置１０とを備える。板ばね
８は、両端を固定軸１２，１２で加工ヘッド１に固定さ
れ、Ｘ軸移動装置６の板ばね８は、ノズルホルダ３を図
３で左方に、またＹ軸移動装置７の板ばね８は、ノズル
ホルダ３を図３で上方にそれぞれ付勢している。
的に同じもので、ノズルホルダ３を光軸Ａと直交する方
向に付勢して設けられた板ばね（付勢手段）８と、ノズ
ルホルダ３の傾斜面３ａに接して光軸Ａと平行な上下方
向に移動自在に設けられた楔体（楔手段）９と、該楔体
９を上下に移動させる駆動装置１０とを備える。板ばね
８は、両端を固定軸１２，１２で加工ヘッド１に固定さ
れ、Ｘ軸移動装置６の板ばね８は、ノズルホルダ３を図
３で左方に、またＹ軸移動装置７の板ばね８は、ノズル
ホルダ３を図３で上方にそれぞれ付勢している。
【００１６】駆動装置１０は、サーボモータ１３と、楔
体９を螺着したねじ軸１４と、サーボモータ１３の回転
をねじ軸１４に伝える歯車等の伝動機構１５とから成
る。サーボモータ１３は加工ヘッド１の外側に固定さ
れ、ねじ軸１４は軸受１６，１７によって加工ヘッド１
内に回転自在に垂直に取り付けられている。ノズルホル
ダ３は、ねじ軸１４の回転によって楔体９を下に動かす
と、楔体９の下降力を傾斜面３ａに受けて板ばね８の付
勢力に抗して横移動する構成となっている。
体９を螺着したねじ軸１４と、サーボモータ１３の回転
をねじ軸１４に伝える歯車等の伝動機構１５とから成
る。サーボモータ１３は加工ヘッド１の外側に固定さ
れ、ねじ軸１４は軸受１６，１７によって加工ヘッド１
内に回転自在に垂直に取り付けられている。ノズルホル
ダ３は、ねじ軸１４の回転によって楔体９を下に動かす
と、楔体９の下降力を傾斜面３ａに受けて板ばね８の付
勢力に抗して横移動する構成となっている。
【００１７】各移動装置６，７のサーボモータ１３に
は、パルスコーダ等のノズル位置検出装置１８，１９が
それぞれ個々に設けられている。Ｘ軸ノズル位置検出装
置１８は、Ｘ軸移動装置６のサーボモータ１３の回転量
からＸ軸におけるノズル５の移動位置を検出し、Ｙ軸ノ
ズル位置検出装置１９は、同様に、Ｙ軸移動装置７のサ
ーボモータ１３の回転量からＹ軸におけるノズル５の移
動位置を検出する。
は、パルスコーダ等のノズル位置検出装置１８，１９が
それぞれ個々に設けられている。Ｘ軸ノズル位置検出装
置１８は、Ｘ軸移動装置６のサーボモータ１３の回転量
からＸ軸におけるノズル５の移動位置を検出し、Ｙ軸ノ
ズル位置検出装置１９は、同様に、Ｙ軸移動装置７のサ
ーボモータ１３の回転量からＹ軸におけるノズル５の移
動位置を検出する。
【００１８】また、符号２１は光検知装置である。光検
知装置２１は、レーザビームＢの照射によってワークＷ
の加工表面に発生した加工光Ｒを電気信号に変換してそ
の強度を測定するものであり、通常、集光レンズ２を通
った加工光Ｒを加工中のレーザビームＢと干渉しない位
置において光ファイバ２２でとらえ、フォトトランジス
タに導いて可視光（波長約０．４〜０．９μｍ）を電気
信号に変換する。そして、加工光Ｒの強度が所定の基準
レベルＬ（図５）をこえるとＯＮ信号を出力し、基準レ
ベルＬ以下となるとＯＦＦとなる。
知装置２１は、レーザビームＢの照射によってワークＷ
の加工表面に発生した加工光Ｒを電気信号に変換してそ
の強度を測定するものであり、通常、集光レンズ２を通
った加工光Ｒを加工中のレーザビームＢと干渉しない位
置において光ファイバ２２でとらえ、フォトトランジス
タに導いて可視光（波長約０．４〜０．９μｍ）を電気
信号に変換する。そして、加工光Ｒの強度が所定の基準
レベルＬ（図５）をこえるとＯＮ信号を出力し、基準レ
ベルＬ以下となるとＯＦＦとなる。
【００１９】レーザ発振器４と光検知装置２１は入出力
装置２３，２４をそれぞれ個々に介して中央処理装置２
５に接続されている。また、Ｘ軸移動装置６のサーボモ
ータ１３とノズル位置検出装置１８は、サーボアンプ２
６を介して中央処理装置２５に接続され、Ｙ軸移動装置
７のサーボモータ１３とノズル位置検出装置１９は他の
サーボアンプ２７を介して中央処理装置２５に接続され
ている。符号２８は記憶装置であり、中央処理装置２５
等と共に制御装置２９を構成している。
装置２３，２４をそれぞれ個々に介して中央処理装置２
５に接続されている。また、Ｘ軸移動装置６のサーボモ
ータ１３とノズル位置検出装置１８は、サーボアンプ２
６を介して中央処理装置２５に接続され、Ｙ軸移動装置
７のサーボモータ１３とノズル位置検出装置１９は他の
サーボアンプ２７を介して中央処理装置２５に接続され
ている。符号２８は記憶装置であり、中央処理装置２５
等と共に制御装置２９を構成している。
【００２０】次に、本発明のノズルセンタリング方法
を、上記の構成とされたレーザ加工機のノズルのセンタ
リング装置の作用とともに図６の流れ図に基づいて説明
する。まず、制御装置２９は、Ｘ軸移動装置６のサーボ
モータ１３を回転させて楔体９を最も高く上昇させる。
この作動でノズルホルダ３は、板ばね８の付勢力によっ
て図２でノズル５の右側の内周面（中間遮断部）５ｂが
レーザビームＢを完全に遮えぎる位置（マイナス端）に
ノズル５と一緒に左移動する（ステップＳ１、図４の実
線参照）。
を、上記の構成とされたレーザ加工機のノズルのセンタ
リング装置の作用とともに図６の流れ図に基づいて説明
する。まず、制御装置２９は、Ｘ軸移動装置６のサーボ
モータ１３を回転させて楔体９を最も高く上昇させる。
この作動でノズルホルダ３は、板ばね８の付勢力によっ
て図２でノズル５の右側の内周面（中間遮断部）５ｂが
レーザビームＢを完全に遮えぎる位置（マイナス端）に
ノズル５と一緒に左移動する（ステップＳ１、図４の実
線参照）。
【００２１】次いで制御装置２９は、レーザ発振器４に
指令信号を出力し、ワークＷが溶融して発光するのに十
分で、かつノズル５を溶融させない程度の微弱な一定量
のレーザビームＢを発振させるとともに（ステップＳ
２）、Ｘ軸移動装置６のサーボモータ１３を前記とは逆
方向に回転させて楔体９を下降させ、ノズルホルダ３を
ノズル５と一緒に図２と図４で右方に移動させる（ステ
ップＳ３）。
指令信号を出力し、ワークＷが溶融して発光するのに十
分で、かつノズル５を溶融させない程度の微弱な一定量
のレーザビームＢを発振させるとともに（ステップＳ
２）、Ｘ軸移動装置６のサーボモータ１３を前記とは逆
方向に回転させて楔体９を下降させ、ノズルホルダ３を
ノズル５と一緒に図２と図４で右方に移動させる（ステ
ップＳ３）。
【００２２】ノズル５のプラス端側への右移動でノズル
５の中心Ｏが図４のｍ点（照射開始点）に達すると、そ
れまで内周面５ｂで遮えぎられていたレーザビームＢの
一部が遮断を解かれてワークＷに照射されるようにな
る。ノズル５の右移動に伴ってレーザビームＢのワーク
Ｗに対する照射量が徐々に大きくなり、ノズル５の中心
Ｏがｎ点（遮断解除点）に達すると、レーザビームＢの
内周面５ｂによる遮断が完全に解除される。
５の中心Ｏが図４のｍ点（照射開始点）に達すると、そ
れまで内周面５ｂで遮えぎられていたレーザビームＢの
一部が遮断を解かれてワークＷに照射されるようにな
る。ノズル５の右移動に伴ってレーザビームＢのワーク
Ｗに対する照射量が徐々に大きくなり、ノズル５の中心
Ｏがｎ点（遮断解除点）に達すると、レーザビームＢの
内周面５ｂによる遮断が完全に解除される。
【００２３】上記の作動中、光検知装置２１は、レーザ
ビームＢがワークＷに照射を開始された後における加工
光Ｒの強度を測定し、またＸ軸ノズル位置検出装置１８
は、ノズル位置を検出する。そして光検知装置２１は加
工光Ｒの強度が所定の基準レベルＬをこえるとＯＮ信号
を出力する。制御装置２９は、光検知装置２１からＯＮ
信号が出力されると、その時のノズル位置Ｘａを記憶装
置２８に記憶する（ステップＳ４）。
ビームＢがワークＷに照射を開始された後における加工
光Ｒの強度を測定し、またＸ軸ノズル位置検出装置１８
は、ノズル位置を検出する。そして光検知装置２１は加
工光Ｒの強度が所定の基準レベルＬをこえるとＯＮ信号
を出力する。制御装置２９は、光検知装置２１からＯＮ
信号が出力されると、その時のノズル位置Ｘａを記憶装
置２８に記憶する（ステップＳ４）。
【００２４】ノズル５の移動継続（ステップＳ５）で、
ノズル５の中心Ｏがｖ点（遮断開始点）に達すると、今
度は、右側の内周面５ｂと対称とされた左側の内周面５
ａがレーザビームＢの遮断を開始し、中心Ｏがｗ点（照
射終了点）に達したところでレーザビームＢを完全に遮
断してワークＷに対する照射を終了させる。そして、光
検知装置２１は、加工光Ｒの強度が徐々に小さくなって
基準レベルＬ以下となると、ＯＦＦとなってＯＮ信号の
出力を止める。制御装置２９は、光検知装置２１がＯＦ
Ｆとなると、その時のノズル位置Ｘｂを記憶装置２８に
記憶する（ステップＳ６）。
ノズル５の中心Ｏがｖ点（遮断開始点）に達すると、今
度は、右側の内周面５ｂと対称とされた左側の内周面５
ａがレーザビームＢの遮断を開始し、中心Ｏがｗ点（照
射終了点）に達したところでレーザビームＢを完全に遮
断してワークＷに対する照射を終了させる。そして、光
検知装置２１は、加工光Ｒの強度が徐々に小さくなって
基準レベルＬ以下となると、ＯＦＦとなってＯＮ信号の
出力を止める。制御装置２９は、光検知装置２１がＯＦ
Ｆとなると、その時のノズル位置Ｘｂを記憶装置２８に
記憶する（ステップＳ６）。
【００２５】制御装置２９は、次にＸ軸移動装置６とレ
ーザ発振器４を停止させ（ステップＳ７）、（Ｘｂ−Ｘ
ａ）／２の演算を行ってＸを求めた後（ステップＳ
８）、Ｘ軸移動装置６を再び作動させてノズル５を移動
させ、その中心ＯをＸ位置につける（ステップＳ９）。
なお、上記のＸは、光軸Ａの位置に一致するＹ軸線（中
央線）上にある。
ーザ発振器４を停止させ（ステップＳ７）、（Ｘｂ−Ｘ
ａ）／２の演算を行ってＸを求めた後（ステップＳ
８）、Ｘ軸移動装置６を再び作動させてノズル５を移動
させ、その中心ＯをＸ位置につける（ステップＳ９）。
なお、上記のＸは、光軸Ａの位置に一致するＹ軸線（中
央線）上にある。
【００２６】制御装置２９は、Ｙ軸移動装置７の作動で
上記と同一の操作をＹ軸に関して行う。制御装置２９に
よるＸ軸とＹ軸の二つの操作によって、ノズル５の中心
ＯはレーザビームＢの光軸Ａに一致することになる。上
記ではノズル５の修正移動をＸ軸とＹ軸別々に行った
が、同時に行うこともできる。
上記と同一の操作をＹ軸に関して行う。制御装置２９に
よるＸ軸とＹ軸の二つの操作によって、ノズル５の中心
ＯはレーザビームＢの光軸Ａに一致することになる。上
記ではノズル５の修正移動をＸ軸とＹ軸別々に行った
が、同時に行うこともできる。
【００２７】Ｘ軸とＹ軸は相対的なものであるので、操
作の順序は任意であることは言うまでもない。基準レベ
ルＬの位置は、ｍ（ｗ）点以上、ｎ（ｖ）点以下の範囲
で設定することができる。楔体９を上昇させてノズル５
を板ばね８の力で移動させることもできる。
作の順序は任意であることは言うまでもない。基準レベ
ルＬの位置は、ｍ（ｗ）点以上、ｎ（ｖ）点以下の範囲
で設定することができる。楔体９を上昇させてノズル５
を板ばね８の力で移動させることもできる。
【００２８】また、上記では、ワークＷに照射が開始さ
れると同時に加工光Ｒが発生し、照射の終了と同時に加
工光Ｒが消えるように説明したが、実際には、照射開始
点ｍを少し過ぎてから加工光Ｒが生じ、照射終了点ｗに
達する少し前に加工光Ｒが消えるのが普通であるので、
この場合は、照射開始点ｍを発光開始点ｍと、照射終了
点ｗを発光終了点ｗと読みかえる。加工光Ｒは単なる反
射光であってもよい。照射開始点と発光開始点、及び照
射終了点と発光終了点の位置関係は、レーザビームＢの
強度と光検知装置２１の検知性能等によって変わる。
れると同時に加工光Ｒが発生し、照射の終了と同時に加
工光Ｒが消えるように説明したが、実際には、照射開始
点ｍを少し過ぎてから加工光Ｒが生じ、照射終了点ｗに
達する少し前に加工光Ｒが消えるのが普通であるので、
この場合は、照射開始点ｍを発光開始点ｍと、照射終了
点ｗを発光終了点ｗと読みかえる。加工光Ｒは単なる反
射光であってもよい。照射開始点と発光開始点、及び照
射終了点と発光終了点の位置関係は、レーザビームＢの
強度と光検知装置２１の検知性能等によって変わる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るレー
ザ加工機のノズルのセンタリング方法及び装置は、前記
の構成とされているので、作業員の目視によらずに、ノ
ズルの中心をレーザビームの光軸に正確かつ迅速に一致
させることができる。したがって、作業員の負担がなく
なり、加工の自動化が可能になる効果がある。
ザ加工機のノズルのセンタリング方法及び装置は、前記
の構成とされているので、作業員の目視によらずに、ノ
ズルの中心をレーザビームの光軸に正確かつ迅速に一致
させることができる。したがって、作業員の負担がなく
なり、加工の自動化が可能になる効果がある。
【図１】 本発明に係るレーザ加工機のノズルのセンタ
リング装置の一実施例を示すブロック図である。
リング装置の一実施例を示すブロック図である。
【図２】 ノズルホルダと楔体等の関係を示す垂直断面
図である。
図である。
【図３】 同じく、水平断面図である。
【図４】 レーザビームとノズルの関係を示す断面図で
ある。
ある。
【図５】 ノズルの移動位置と光検知電気信号等の関係
を示す図である。
を示す図である。
【図６】 本発明に係るレーザ加工機のノズルのセンタ
リング方法の主要部の流れ図である。
リング方法の主要部の流れ図である。
【図７】 ノズルとレーザビーム及び補助ガスの流れの
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図８】 従来のノズル位置調節装置の断面図である。
【図９】 従来のノズルセンタリング方法の説明図であ
る。
る。
１ 加工ヘッド ２ 集光レンズ ５ ノズル ５ａ 内周面（中間遮断部） ５ｂ 内周面（中間遮断部） ６ Ｘ軸移動装置 ７ Ｙ軸移動装置 ８ 板ばね（付勢手段） ９ 楔体（楔手段） １０ 駆動装置 １８ Ｘ軸ノズル位置検出装置 １９ Ｙ軸ノズル位置検出装置 ２１ 光検知装置 ２９ 制御装置 ｍ 照射開始点（発光開始点） ｎ 遮断解除点 ｖ 遮断開始点 ｗ 照射終了点（発光終了点） Ａ 光軸 Ｂ レーザビーム Ｏ ノズルの中心位置 Ｒ 加工光 Ｗ ワーク
Claims (6)
- 【請求項１】 ワークに向けて照射されたレーザビーム
がノズルに形成された中間遮断部で遮えぎられている遮
断位置から、レーザビームがワークに照射された後上記
中間遮断部と実質的に対称な位置に形成された他の中間
遮断部によって再び遮えぎられる他の遮断位置まで、ノ
ズルをレーザビームの光軸に直交するＸ軸方向に上記光
軸に対して移動させながら、レーザビームによるワーク
の加工光の強度を光検知装置で検知して加工光の強度が
同一な二つの基準点における二つのノズル位置をＸ軸ノ
ズル位置検出装置で検出する行程と、ワークに向けて照
射されたレーザビームがノズルに形成された中間遮断部
で遮えぎられている遮断位置からレーザビームがワーク
に照射された後上記中間遮断部と実質的に対称な位置に
形成された他の中間遮断部によって再び遮えぎられる他
の遮断位置まで、ノズルをレーザビームの光軸と上記Ｘ
軸とに直交するＹ軸方向に上記光軸に対して移動させな
がら、レーザビームによるワークの加工光の強度を光検
知装置で検知して加工光の強度が同一な二つの基準点に
おける二つのノズル位置をＹ軸ノズル位置検出装置で検
出する行程と、上記ノズルを上記Ｘ軸方向とＹ軸方向に
移動させて、Ｘ軸上の上記二つのノズル位置の中央線と
Ｙ軸上の上記二つのノズル位置の中央線との交点にノズ
ルの中心を一致させる行程とを具備したことを特徴とす
るレーザ加工機のノズルのセンタリング方法。 - 【請求項２】 一つの基準点は、レーザビームが中間遮
断部による遮断を完全に解除された遮断解除点とされ、
他の基準点は、レーザビームが他の中間遮断部によって
遮断を開始された遮断開始点とされたことを特徴とする
請求項１記載のレーザ加工機のノズルのセンタリング方
法。 - 【請求項３】 一つの基準点は、ワークに対するレーザ
ビームの照射が開始された照射開始点とされ、他の基準
点は、ワークに対するレーザビームの照射が完全に終了
した照射終了点とされたことを特徴とする請求項１記載
のレーザ加工機のノズルのセンタリング方法。 - 【請求項４】 一つの基準点は、ワークに対するレーザ
ビームの照射が開始された照射開始点と、レーザビーム
が中間遮断部による遮断を完全に解除された遮断解除点
との中間点とされ、他の基準点は、レーザビームが他の
中間遮断部によって遮断を開始された遮断開始点と、ワ
ークに対するレーザビームの照射が完全に終了した照射
終了点との中間点とされたことを特徴とする請求項１記
載のレーザ加工機のノズルのセンタリング方法。 - 【請求項５】 加工ヘッドに設けられたノズルをレーザ
ビームの光軸と直交するＸ軸方向に上記光軸に対して移
動させるＸ軸移動装置と、上記ノズルをレーザビームの
光軸と上記Ｘ軸とに直交するＹ軸方向に上記光軸に対し
て移動させるＹ軸移動装置と、上記ノズルのＸ軸移動位
置を検出するＸ軸ノズル位置検出装置と、ノズルのＹ軸
移動位置を検出するＹ軸ノズル位置検出装置と、ノズル
を通ってワークに照射されたレーザビームの加工光の強
度を検知する光検知装置と、上記Ｘ軸ノズル位置検出装
置とＹ軸ノズル位置検出装置の検出信号と上記光検知装
置の検知信号とから、加工光の強度が同一な二つの基準
点における、Ｘ軸上の二つのノズル位置と、Ｙ軸上の二
つのノズル位置とを検出するとともに、上記Ｘ軸上の二
つのノズル位置の中央線と上記Ｙ軸上の二つのノズル位
置の中央線とを算出して上記Ｘ軸移動装置とＹ軸移動装
置とを制御し、上記２本の中央線の交点にノズルの中心
を一致させる制御装置とを具備したことを特徴とするレ
ーザ加工機のノズルのセンタリング装置。 - 【請求項６】 移動装置は、加工ヘッドに設けられノズ
ルをレーザビームの光軸に直交する方向に付勢する付勢
手段と、レーザビームの光軸とほぼ平行な方向に移動自
在に設けられた楔手段と、該楔手段を移動させて上記ノ
ズルを上記付勢手段の付勢力に抗してレーザビームの光
軸と直交する方向に上記光軸に対して移動させる駆動装
置とを具備したことを特徴とする請求項５記載のレーザ
加工機のノズルのセンタリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5291051A JP2728358B2 (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | レーザ加工機のノズルのセンタリング方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5291051A JP2728358B2 (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | レーザ加工機のノズルのセンタリング方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07144289A true JPH07144289A (ja) | 1995-06-06 |
| JP2728358B2 JP2728358B2 (ja) | 1998-03-18 |
Family
ID=17763802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5291051A Expired - Lifetime JP2728358B2 (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | レーザ加工機のノズルのセンタリング方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2728358B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1728581A1 (de) * | 2005-05-31 | 2006-12-06 | Trumpf Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG | Laserbearbeitungsmaschine mit Laserbearbeitungsdüsenjustierung zum Ausrichten des Laserstrahles mit der Laserbearbeitungsdüsenbohrung |
| DE102007029787B3 (de) * | 2007-06-27 | 2008-09-11 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Verfahren zum Ermitteln eines Berührungspunkts eines Laserstrahls an einer Kante eines Körpers und Laserbearbeitungsmaschine |
| DE102007013623A1 (de) * | 2007-03-21 | 2008-10-02 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zum Ausrichten eines Laserstrahls |
| US9289852B2 (en) | 2011-01-27 | 2016-03-22 | Bystronic Laser Ag | Laser processing machine, laser cutting machine, and method for adjusting a focused laser beam |
| US9296067B2 (en) | 2011-01-27 | 2016-03-29 | Bystronic Laser Ag | Laser processing machine, in particular laser cutting machine, and method for centering a laser beam, in particular a focused laser beam |
| US9839975B2 (en) | 2013-12-12 | 2017-12-12 | Bystronic Laser Ag | Method for configuring a laser machining machine |
| US9937590B2 (en) | 2010-07-22 | 2018-04-10 | Bystronic Laser Ag | Laser processing machine |
| WO2019176786A1 (ja) | 2018-03-12 | 2019-09-19 | 株式会社アマダホールディングス | レーザ光の芯出し方法及びレーザ加工装置 |
| JP2019155403A (ja) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | 株式会社アマダホールディングス | レーザ加工機におけるノズル芯出し装置及びノズル芯出し方法 |
| KR102129555B1 (ko) * | 2019-01-22 | 2020-07-02 | (주)디이엔티 | 금속 3d 프린터용 레이저 헤드 센터링장치 |
| KR20220135099A (ko) * | 2021-03-29 | 2022-10-06 | 주식회사 에이치케이 | 레이저빔 센터링 장치 및 방법 |
| US11554444B2 (en) * | 2019-03-18 | 2023-01-17 | Fanuc Corporation | Laser machine for cutting workpiece |
-
1993
- 1993-11-19 JP JP5291051A patent/JP2728358B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1728581A1 (de) * | 2005-05-31 | 2006-12-06 | Trumpf Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG | Laserbearbeitungsmaschine mit Laserbearbeitungsdüsenjustierung zum Ausrichten des Laserstrahles mit der Laserbearbeitungsdüsenbohrung |
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| DE102007029787B3 (de) * | 2007-06-27 | 2008-09-11 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Verfahren zum Ermitteln eines Berührungspunkts eines Laserstrahls an einer Kante eines Körpers und Laserbearbeitungsmaschine |
| US8258430B2 (en) | 2007-06-27 | 2012-09-04 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Ascertaining a laser beam contact point |
| US9937590B2 (en) | 2010-07-22 | 2018-04-10 | Bystronic Laser Ag | Laser processing machine |
| US9289852B2 (en) | 2011-01-27 | 2016-03-22 | Bystronic Laser Ag | Laser processing machine, laser cutting machine, and method for adjusting a focused laser beam |
| US9296067B2 (en) | 2011-01-27 | 2016-03-29 | Bystronic Laser Ag | Laser processing machine, in particular laser cutting machine, and method for centering a laser beam, in particular a focused laser beam |
| US9839975B2 (en) | 2013-12-12 | 2017-12-12 | Bystronic Laser Ag | Method for configuring a laser machining machine |
| WO2019176786A1 (ja) | 2018-03-12 | 2019-09-19 | 株式会社アマダホールディングス | レーザ光の芯出し方法及びレーザ加工装置 |
| JP2019155403A (ja) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | 株式会社アマダホールディングス | レーザ加工機におけるノズル芯出し装置及びノズル芯出し方法 |
| WO2019176294A1 (ja) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | 株式会社アマダホールディングス | レーザ加工機におけるノズル芯出し装置及びノズル芯出し方法 |
| KR102129555B1 (ko) * | 2019-01-22 | 2020-07-02 | (주)디이엔티 | 금속 3d 프린터용 레이저 헤드 센터링장치 |
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| KR20220135099A (ko) * | 2021-03-29 | 2022-10-06 | 주식회사 에이치케이 | 레이저빔 센터링 장치 및 방법 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2728358B2 (ja) | 1998-03-18 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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