JPH08215874A - Laser beam machine - Google Patents

Laser beam machine

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JPH08215874A
JPH08215874A JP7029781A JP2978195A JPH08215874A JP H08215874 A JPH08215874 A JP H08215874A JP 7029781 A JP7029781 A JP 7029781A JP 2978195 A JP2978195 A JP 2978195A JP H08215874 A JPH08215874 A JP H08215874A
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torch
welding
cutting
attached
axis
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Mitsugi Sakagami
貢 坂上
Katsumi Yamamoto
克己 山本
Takashi Kume
孝 久米
Masahiko Inoue
井上  昌彦
Kazuhiro Totsuka
和弘 戸塚
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Toyoda Koki KK
Toyotomi Kiko Co Ltd
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Toyoda Koki KK
Toyotomi Kiko Co Ltd
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Abstract

PURPOSE: To simplify an operation for replacing a torch by detecting a cutting torch or a welding torch and thereby performing machining coincident with the torch thus detected. CONSTITUTION: Pins 112, 142 for discriminating the kind of torch are attached above each torch 110, 140. The pin 112 for discriminating a cutting torch 110 is positioned oppositely to a pin inserting hole 82, and the pin 142 for discriminating a welding torch 140 is positioned oppositely to a pin inserting hole 86. Proximity switches 84, 88 adjacent to the pin inserting holes 82, 86 are fixed with a bracket 85, with the output of these switches made switchable by the presence/ absence of the pins 112, 142 inserted in these holes 82, 86. If the pin 112 is detected by the proximity switch 84, the cutting torch 110 is attached to a combination head 66, and if the pin 142 is detected by the proximity switch 88, the welding torch 140 is attached to the combination head 66.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はレーザ光を利用して、ワ
ークを切断したり溶接したりするレーザ加工機に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing machine for cutting or welding a work by utilizing a laser beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザ加工機に用いられるレーザ光は通
常直線偏光されており、このレーザ光で切断加工する
と、切断方向と偏光方向の組合せによって加工品質がば
らつくという問題がある。そこで切断用レーザ加工機の
場合は、直線偏光を円偏光に変換する光学系が必要とさ
れる。また溶接用レーザ加工機の場合は、レーザ光を溶
接線に沿って細かく振動させることが求められ、光学系
中にスキャナミラーが必要とされる。このように、切断
用レーザ加工機と溶接用レーザ加工機とでは、必要とさ
れる光学系が通常相違することから、切断用レーザ加工
機で溶接加工したり、溶接用レーザ加工機で切断加工す
ることはできない。
2. Description of the Related Art A laser beam used in a laser beam machine is usually linearly polarized, and when the laser beam is used for cutting, there is a problem that the processing quality varies depending on the combination of the cutting direction and the polarization direction. Therefore, in the case of a laser processing machine for cutting, an optical system for converting linearly polarized light into circularly polarized light is required. Further, in the case of a laser processing machine for welding, it is required to vibrate the laser beam finely along the welding line, and a scanner mirror is required in the optical system. As described above, the laser processing machine for cutting and the laser processing machine for welding usually have different optical systems, so that welding processing by the cutting laser processing machine or cutting processing by the welding laser processing machine is performed. You cannot do it.

【0003】特開昭61−165289号公報には、1
台のレーザ加工機で切断加工と溶接加工を可能とする提
案が開示されている。この提案は、一台のレーザ加工機
に、切断用レーザ加工機に求められる光学系(例えば円
偏光への偏光部)を備えた切断用ヘッドと、溶接用レー
ザ加工機に求められる光学系(例えばスキャナミラー)
を備えた溶接用ヘッドを設け、この2つのヘッドのうち
の一方を選択して使用する。
In Japanese Patent Laid-Open No. 61-165289, 1
A proposal has been disclosed that enables cutting and welding with a laser processing machine of a table. This proposal proposes a cutting head equipped with an optical system (for example, a polarization part for circularly polarized light) required for a laser processing machine for cutting in one laser processing machine, and an optical system required for a laser processing machine for welding ( (Eg scanner mirror)
A welding head provided with is provided, and one of the two heads is selected and used.

【0004】切断加工や溶接加工では、ヘッドとワーク
の相対的位置関係を変化させる必要があり、多軸制御機
構が必要とされる。最も典型的な多軸制御機構は、固定
部に対してX軸方向に移動可能なX軸移動体が組付けら
れ、そのX軸移動体に対してY軸方向に移動可能なY軸
移動体が組付けられ、そのY軸移動体に対してZ軸方向
に移動可能なZ軸移動体が組付けられている。この構成
によってZ軸移動体はX,Y,Z軸方向に移動される。
この他にヘッドの姿勢を制御するために第4,第5…軸
が設けられることもある。ヘッドは最終制御部、すなわ
ち全ての移動体の移動によって影響を受ける部分に固定
的に取付けられる。これによってヘッドの空間中におけ
る位置および/または姿勢が制御される。
In cutting and welding, it is necessary to change the relative positional relationship between the head and the work, and a multi-axis control mechanism is required. The most typical multi-axis control mechanism has an X-axis moving body that is movable in the X-axis direction attached to a fixed part, and is movable in the Y-axis direction with respect to the X-axis moving body. And a Z-axis moving body that is movable in the Z-axis direction is attached to the Y-axis moving body. With this configuration, the Z-axis moving body is moved in the X, Y, and Z axis directions.
In addition to this, the fourth, fifth, etc. axes may be provided to control the attitude of the head. The head is fixedly attached to the final control, i.e. the part affected by the movement of all moving bodies. This controls the position and / or posture of the head in space.

【0005】特開昭61−165289号公報に記載の
方式、すなわち1台のレーザ加工機に切断用ヘッドと溶
接用ヘッドの2つのヘッドを組付ける方式による場合、
各ヘッドのために多軸制御機構が必要とされ、結局高価
なものとなってしまう。2セットの多軸制御機構を設け
るかわりに、1セットの多軸制御機構に対して切断用ヘ
ッドと溶接用ヘッドを選択的に脱着可能とする方式が考
えられる。図10と図11は、ヘッド毎交換する場合の
ヘッド形状を示し、図10は切断用ヘッドを示し、図1
1は溶接用ヘッドを示している。図中300は多軸制御
機構の最終制御部を示し、354はヘッドの取付部を示
している。また図中352はヘッドの回転用モータであ
る。図10中、310は切断用ヘッドを示し、356は
第5モータ、360はベルト、362はプーリー、36
0が集光系を内蔵したブロック、320は切断用トー
チ、322はギャップコントロール用のモータを示す。
この場合、交換されるヘッド内に光学系が組込まれてい
るために、ヘッドを取り替える時に作業者に求められる
精度が高くなり、作業に時間を要する。図11は溶接用
ヘッドを示し、466はスキャナミラー内蔵ブロック、
476はスキャナミラー用モータ、450は溶接用トー
チを示す。この場合にも交換するヘッド440内に光学
系が含まれているために、簡単な操作で交換することが
難しい。
In the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-165289, that is, a method in which two heads, a cutting head and a welding head, are assembled in one laser processing machine,
A multi-axis control mechanism is required for each head, which is expensive in the end. Instead of providing two sets of multi-axis control mechanisms, a method is considered in which the cutting head and the welding head can be selectively attached to and detached from one set of multi-axis control mechanisms. 10 and 11 show the shape of the head when the heads are replaced, FIG. 10 shows the cutting head, and FIG.
Reference numeral 1 indicates a welding head. In the figure, reference numeral 300 denotes a final control section of the multi-axis control mechanism, and 354 denotes a head mounting section. Reference numeral 352 in the drawing denotes a head rotation motor. In FIG. 10, 310 is a cutting head, 356 is a fifth motor, 360 is a belt, 362 is a pulley, and 36 is a belt.
Reference numeral 0 represents a block having a built-in light converging system, 320 represents a cutting torch, and 322 represents a gap control motor.
In this case, since the optical system is incorporated in the head to be replaced, the accuracy required by the operator when the head is replaced is increased, and the operation takes time. FIG. 11 shows a welding head, and 466 is a block with a built-in scanner mirror,
Reference numeral 476 is a scanner mirror motor, and 450 is a welding torch. Even in this case, since the head 440 to be replaced includes the optical system, it is difficult to replace the head with a simple operation.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】この方式によると、多
軸制御機構を2セット用いる必要がなくなる。しかしな
がら、この方式によると、各ヘッドにレーザ光のための
光学系が組付けられているために、各ヘッドの取付け位
置に関して高い精度が求められ、ヘッド交換作業が大変
面倒で難しいものとなる。また各ヘッドを多軸制御機構
に脱着可能に取付ける部分の構造が複雑化する。本発明
は、2セットの多軸制御機構を必要とせず、しかも切断
加工と溶接加工の切り換えに際しての作業が簡単化され
る技術を提案するものである。
According to this method, it is not necessary to use two sets of multi-axis control mechanisms. However, according to this method, since an optical system for laser light is attached to each head, high accuracy is required for the mounting position of each head, and head replacement work becomes very troublesome and difficult. Further, the structure of the portion where each head is detachably attached to the multi-axis control mechanism becomes complicated. The present invention proposes a technique that does not require two sets of multi-axis control mechanisms and that simplifies the work when switching between cutting and welding.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明に係わるレーザ加
工機は、多軸制御機構の最終制御部に固定的に取付けら
れているとともに、レーザ発振器からのレーザ光を入射
して被加工面に集光する光学系を内蔵するとともに、先
端にトーチ取付部を有する複合ヘッドと、前記トーチ取
付部に対し選択的に着脱可能な切断用トーチおよび溶接
用トーチと、前記複合ヘッドに設けられ、前記トーチ取
付部に取付けられたトーチが切断用トーチであるか溶接
用トーチであるかを検出する検出手段と、この検出手段
によって検出した前記トーチと一致する加工を実行する
加工実行手段とを備えている。
A laser beam machine according to the present invention is fixedly attached to a final control section of a multi-axis control mechanism, and is irradiated with laser light from a laser oscillator onto a surface to be machined. A composite head having a built-in optical system for condensing and having a torch mounting portion at its tip, a cutting torch and a welding torch that are selectively attachable to and detachable from the torch mounting portion, and are provided in the composite head, A torch attached to the torch mounting portion is provided with a detection means for detecting whether the torch is a cutting torch or a welding torch, and a processing execution means for executing processing matching the torch detected by the detection means. There is.

【0008】なおここで多軸制御機構の最終制御部と
は、すべての制御軸に関する移動によって影響を受ける
部位をいい、例えばX軸移動体にY軸移動体が取付けら
れているケースではY軸移動体自身またはY軸移動体と
ともに移動する部分をいう。またさらにY軸移動体にZ
軸移動体が取付けられているケースではZ軸移動体また
はそれとともに移動する部分をいう。さらにZ軸移動体
に対してアプローチ角の制御軸が取付けられているケー
スでは最終的にアプローチ角が制御される部分をいう。
またここで固定的に取付けられているということは、通
常の使用状態では離脱不要に取付けられていることをい
い、例えば修理等に際して取外し可能となっている態様
を含むものである。
Here, the final control section of the multi-axis control mechanism means a portion affected by the movements of all the control axes. For example, in the case where the Y-axis moving body is attached to the X-axis moving body, the Y-axis moving body is attached. The moving body itself or a portion that moves together with the Y-axis moving body. In addition, Z on the Y-axis moving body
In the case where the shaft moving body is attached, it means the Z-axis moving body or a portion that moves together with the Z-axis moving body. Further, in the case where the control shaft for the approach angle is attached to the Z-axis moving body, it means the part where the approach angle is finally controlled.
Further, being fixedly attached means that it is attached so as not to be detached in a normal use state, and includes, for example, a mode in which it can be removed for repair or the like.

【0009】[0009]

【作用】上記構成によると、1セットの多軸制御機構し
か必要とされない。またレーザ光をレーザ発振器から複
合ヘッドを介して被加工面に導く光学系は、この多軸制
御機構に固定的に取付けられており、切断加工と溶接加
工の切り換えの際に、光学系の位置精度の調整に長時間
を要するといったことがない。切断と溶接の切り換えに
際してはトーチが付け代えられる。この場合、トーチに
は光学系が内蔵されていないために、付け代えの際の位
置精度は比較的低くてよく、付け代え作業が簡単化され
る。またトーチを脱着可能に取付ける機構についても簡
単化される。
With the above arrangement, only one set of multi-axis control mechanism is required. The optical system that guides the laser light from the laser oscillator to the surface to be processed through the composite head is fixedly attached to this multi-axis control mechanism, and the position of the optical system is changed when switching between cutting and welding. It does not take a long time to adjust the accuracy. The torch is replaced when switching between cutting and welding. In this case, since the torch does not have an optical system built therein, the positional accuracy at the time of replacement may be relatively low, and the replacement work is simplified. Also, the mechanism for detachably attaching the torch is simplified.

【0010】[0010]

【課題を解決するための好ましい手段とその作用】上記
したレーザ加工機において、実行する動作プログラムが
切断用プログラムか溶接用プログラムかを判別する判別
手段と、前記検出手段の検出結果と前記判別手段の判別
結果を比較する手段が付加されていることが好ましい。
Preferable means for solving the problem and its operation In the above laser beam machine, a discriminating means for discriminating whether the operating program to be executed is a cutting program or a welding program, a detection result of the detecting means and the discriminating means. It is preferable that a means for comparing the discrimination results of 1 is added.

【0011】この場合、検出手段によって、切断用トー
チが取付けられているのか、あるいは溶接用トーチが取
付けられているかが検出される。また判別手段によっ
て、これから実行するプログラムが切断用のものかある
いは溶接用のものかが判別される。そして比較手段によ
って、切断用プログラムの実行時に切断用トーチが取付
けられているのか、溶接用プログラムの実行時に溶接用
トーチが取付けられているのか(以上なら正常)、ある
いは切断用プログラムの実行時に溶接用トーチが取付け
られているのか、溶接用プログラムの実行時に切断用ト
ーチが取付けられているのか(以上なら異常)が比較さ
れる。このために、プログラムとトーチ種類のミスマッ
チが事前に確認される。
In this case, the detecting means detects whether the cutting torch is attached or the welding torch is attached. Further, the determining means determines whether the program to be executed is for cutting or for welding. Whether the cutting torch is attached at the time of executing the cutting program, the welding torch is attached at the time of executing the welding program (the above is normal), or the welding is executed at the time of executing the cutting program by the comparison means. The torch is attached, or the cutting torch is attached when the welding program is executed (abnormal if above). For this, a mismatch between the program and the torch type is confirmed in advance.

【0012】このレーザ加工機の複合ヘッドにスキャナ
ミラーとそのスキャナミラーを振動させる駆動機構が取
付けられており、前記複合ヘッドに溶接用トーチが取付
けられると、その駆動機構が作動し、前記複合ヘッドに
切断用トーチが取付けられると、その駆動機構が停止さ
れることが好ましい。この場合、光学系は複合ヘッドに
取付けられており、トーチが光学系と無関係であるとい
う利点が維持される。しかも、溶接用トーチが取付けら
れていると、レーザ光はスキャナミラーの振動によって
溶接線のまわりを細かく振動し、切断用トーチが取付け
られていると、スキャナミラーが静止してレーザ光が切
断線に沿って移動してゆく。このようにして良質な溶接
と良質な切断加工がともに実施される。
A scanner mirror and a drive mechanism for vibrating the scanner mirror are attached to the composite head of the laser beam machine. When the welding torch is attached to the composite head, the drive mechanism operates to operate the composite head. When the cutting torch is attached to, the drive mechanism thereof is preferably stopped. In this case, the optics are attached to the composite head and the advantage of the torch being independent of the optics is maintained. Moreover, when the welding torch is attached, the laser beam vibrates finely around the welding line due to the vibration of the scanner mirror, and when the cutting torch is attached, the scanner mirror stops and the laser beam is cut. Move along. In this way, both good welding and good cutting are performed.

【0013】また、このレーザ加工機の前記複合ヘッド
にアシストガス供給口が設けられており、前記複合ヘッ
ドに溶接用トーチが取付けられると、そのアシストガス
供給口から不活性ガスが供給され、その複合ヘッドに切
断用トーチが取付けられると、酸素ガスが供給されるこ
とが好ましい。この場合、トーチにアシストガス供給路
を接続する必要がなく、トーチの付け代え作業が簡単化
される。
Further, an assist gas supply port is provided in the composite head of this laser beam machine, and when a welding torch is attached to the composite head, an inert gas is supplied from the assist gas supply port, When a cutting torch is attached to the composite head, oxygen gas is preferably supplied. In this case, it is not necessary to connect the assist gas supply path to the torch, and the work of replacing the torch is simplified.

【0014】[0014]

【実施例】次に本発明を具現化した一実施例を図を参照
して説明する。図1はこの実施例のレーザ加工機の全体
斜視図である。まず複合ヘッド66とワークの相対的位
置関係を制御する多軸制御機構について説明する。図中
2はベースであり、これは基礎に固定されている。ベー
ス2の上面には1対のレール4a,4bが平行に固定さ
れている。レール4a,4bの長手方向を以下X軸12
方向という。レール4a,4b上にXテーブル10がX
軸12方向に移動可能に載置されている。ベース2にX
軸モータ6が固定されており、そのX軸モータ6によっ
てX軸送りねじ8が回転される。X軸送りねじ8はX軸
方向に伸びている。X軸送りねじ8はXテーブル10の
下面に固定されているブラケットと螺合している。この
構成によってXテーブル10はX軸モータ6によってX
軸12方向に移動される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall perspective view of the laser processing machine of this embodiment. First, a multi-axis control mechanism that controls the relative positional relationship between the composite head 66 and the workpiece will be described. In the figure, 2 is a base, which is fixed to the foundation. On the upper surface of the base 2, a pair of rails 4a and 4b are fixed in parallel. The longitudinal direction of the rails 4a and 4b will be referred to as the X-axis 12 below.
Called direction. X table 10 is placed on rails 4a and 4b.
It is mounted so as to be movable in the direction of the shaft 12. X on base 2
The shaft motor 6 is fixed, and the X-axis feed screw 8 is rotated by the X-axis motor 6. The X-axis feed screw 8 extends in the X-axis direction. The X-axis feed screw 8 is screwed with a bracket fixed to the lower surface of the X-table 10. With this configuration, the X table 10 is moved by the X-axis motor 6 to the X-axis.
It is moved in the direction of the axis 12.

【0015】ベース2から1対のポスト14a,14b
が垂設されている。ポスト14a,14bの上端間にビ
ーム16が伸びている。ビーム16はX軸と直交方向に
伸びている。以下ビーム16の長手方向をY軸24とい
う。ビーム16には図示しない1対のY軸レールが平行
にY軸24方向に固定されている。このY軸レールによ
って、Y軸移動体22がY軸24方向に移動可能に支持
されている。ビーム16にY軸モータ18が固定されて
おり、そのY軸モータ18によってY軸送りねじ20が
回転される。Y軸送りねじ20はY軸方向に伸びてい
る。Y軸送りねじ20はY軸移動体22に螺合してい
る。この構成によってY軸移動体22はY軸モータ18
によってY軸24方向に移動される。
A pair of posts 14a, 14b from the base 2
Is installed vertically. The beam 16 extends between the upper ends of the posts 14a and 14b. The beam 16 extends in the direction orthogonal to the X axis. Hereinafter, the longitudinal direction of the beam 16 is referred to as the Y axis 24. A pair of Y-axis rails (not shown) are fixed in parallel to the beam 16 in the Y-axis 24 direction. The Y-axis rail movably supports the Y-axis moving body 22 in the Y-axis 24 direction. A Y-axis motor 18 is fixed to the beam 16, and the Y-axis motor 18 rotates the Y-axis feed screw 20. The Y-axis feed screw 20 extends in the Y-axis direction. The Y-axis feed screw 20 is screwed into the Y-axis moving body 22. With this configuration, the Y-axis moving body 22 moves the Y-axis motor 18
Is moved in the Y-axis 24 direction.

【0016】Y軸移動体22には図示しない1対のZ軸
レールが平行に伸びている。このZ軸レールはX軸1
2、Y軸24の両軸に直交する方向に伸びている。以下
これをZ軸32方向という。このZ軸レールによってZ
軸移動体30がZ軸32方向に移動可能に支持されてい
る。Y軸移動体22にZ軸モータ26が固定されてお
り、そのZ軸モータ26によってZ軸送りねじ28が回
転される。Z軸送りねじ28はZ軸32方向に伸びてい
る。Z軸送りねじ28はZ軸移動体30に螺合してい
る。この構成によって、Z軸移動体30はZ軸モータ2
6によってZ軸32方向に移動される。
A pair of Z-axis rails (not shown) extend in parallel with the Y-axis moving body 22. This Z-axis rail is X-axis 1
2. It extends in a direction orthogonal to both axes of the Y axis 24. Hereinafter, this is referred to as the Z-axis 32 direction. With this Z-axis rail, Z
The axial moving body 30 is supported so as to be movable in the Z-axis 32 direction. A Z-axis motor 26 is fixed to the Y-axis moving body 22, and the Z-axis feed screw 28 is rotated by the Z-axis motor 26. The Z-axis feed screw 28 extends in the Z-axis 32 direction. The Z-axis feed screw 28 is screwed into the Z-axis moving body 30. With this configuration, the Z-axis moving body 30 can move the Z-axis motor 2
6 is moved in the Z-axis 32 direction.

【0017】以上から理解されるように、Z軸移動体3
0はY軸モータ18でY軸24方向に移動され、またZ
軸モータ26でZ軸32方向に移動される。一方Xテー
ブル10がX軸モータ6でX軸12方向に移動されるこ
とから、Z軸移動体30とXテーブル10はX−Y−Z
方向に相対移動可能となっている。
As can be understood from the above, the Z-axis moving body 3
0 is moved in the Y-axis 24 direction by the Y-axis motor 18, and Z
It is moved in the Z-axis 32 direction by the shaft motor 26. On the other hand, since the X-table 10 is moved in the X-axis 12 direction by the X-axis motor 6, the Z-axis moving body 30 and the X-table 10 are XYZ.
It is possible to move relative to each other.

【0018】図2は、Z軸移動体30の下部近傍を拡大
して示している。Z軸移動体30には第4モータ52が
固定されている。またZ軸移動体30に対して第4移動
体54がZ軸32と平行な軸55のまわりに回転可能と
なっている。第4移動体54と第4モータ52は図示さ
れていないギヤで連結され、第4モータ52によって第
4移動体54が第4軸55のまわりに回転される。
FIG. 2 is an enlarged view showing the vicinity of the lower portion of the Z-axis moving body 30. A fourth motor 52 is fixed to the Z-axis moving body 30. The fourth moving body 54 is rotatable with respect to the Z-axis moving body 30 about an axis 55 parallel to the Z-axis 32. The fourth moving body 54 and the fourth motor 52 are connected by a gear (not shown), and the fourth moving body 54 rotates the fourth moving body 54 around the fourth shaft 55.

【0019】第4移動体54には、複合ヘッド66が水
平軸65のまわりに回転可能となっている。また第4移
動体54に第5モータ56が固定されており、第5モー
タ56と複合ヘッド66の間にベルトが掛け渡されてい
る。図中64はベルトカバーを示す。
A composite head 66 is rotatable around a horizontal axis 65 on the fourth moving body 54. A fifth motor 56 is fixed to the fourth moving body 54, and a belt is stretched between the fifth motor 56 and the composite head 66. In the figure, 64 indicates a belt cover.

【0020】図3は複合ヘッド66の近傍の拡大断面図
を示し、第4移動体54に対してベアリング68を介し
て複合ヘッド66が第5軸65のまわりに回転可能とな
っている。また第5モータ56のプーリ58と複合ヘッ
ド66に固定されたプーリ62の間にベルト60が掛け
られている。このために、複合ヘッド66は第5モータ
56によって第5軸65のまわりに回転される。第4モ
ータ52と第5モータ56によって複合ヘッド66のア
プローチベクトル67の方向が調整される。
FIG. 3 is an enlarged sectional view of the vicinity of the composite head 66. The composite head 66 is rotatable about the fifth shaft 65 with respect to the fourth moving body 54 via a bearing 68. A belt 60 is hung between the pulley 58 of the fifth motor 56 and the pulley 62 fixed to the composite head 66. To this end, the compound head 66 is rotated about the fifth axis 65 by the fifth motor 56. The direction of the approach vector 67 of the composite head 66 is adjusted by the fourth motor 52 and the fifth motor 56.

【0021】以上から明らかに、複合ヘッド66はX軸
モータ6、Y軸モータ18、Z軸モータ26、第4モー
タ52、第5モータ56の全部の影響を受けて、Xテー
ブル10に固定されているワークに対する相対的位置と
姿勢がコントロールされる。すなわち複合ヘッド66は
多軸制御機構の最終制御部に固定されている。
From the above, the composite head 66 is fixed to the X table 10 under the influence of all of the X-axis motor 6, the Y-axis motor 18, the Z-axis motor 26, the fourth motor 52, and the fifth motor 56. The relative position and posture of the workpiece is controlled. That is, the composite head 66 is fixed to the final control section of the multi-axis control mechanism.

【0022】次にレーザ光の光学系について説明する。
図1において、34はレーザ発振器を示し、直線偏光さ
れたレーザ光36aを発振する。なおこのレーザ発振器
34はマルチモードでレーザ発振する。発振されたレー
ザ光36aはミラー38,40,42,44,46,4
8によってZ軸移動体30中に入射される。またミラー
48はZ軸移動体30と連動してZ軸32方向に動くた
めに、Z軸移動体30がY軸24及びZ軸32方向のど
この位置に調整されても、レーザ光36bはZ軸移動体
30内のミラー50に入射される。
Next, the optical system of laser light will be described.
In FIG. 1, reference numeral 34 denotes a laser oscillator, which oscillates a linearly polarized laser beam 36a. The laser oscillator 34 oscillates in multimode. The oscillated laser light 36a is reflected by the mirrors 38, 40, 42, 44, 46, 4
It is made incident on the Z-axis moving body 30 by 8. Further, since the mirror 48 moves in the Z-axis 32 direction in conjunction with the Z-axis moving body 30, no matter where the Z-axis moving body 30 is adjusted in the Y-axis 24 or Z-axis 32 direction, the laser beam 36b will not be emitted. The light enters the mirror 50 in the Z-axis moving body 30.

【0023】前記したミラー中44は、円偏光ミラーを
示しており、この円偏光ミラー44は直線偏光されたレ
ーザ光36aを円偏光されたレーザ光36bに変換す
る。このためにZ軸移動体30に入射されるレーザ光3
6bは円偏光されたものとなっている。Z軸移動体30
に入射されたレーザ光は、ミラー50で反射されてZ軸
32に沿って下方に進み、第4移動体54に入射され
る。
The above-mentioned mirror 44 is a circular polarization mirror, and this circular polarization mirror 44 converts the linearly polarized laser light 36a into the circularly polarized laser light 36b. Therefore, the laser light 3 incident on the Z-axis moving body 30
6b is circularly polarized. Z-axis moving body 30
The laser light incident on is reflected by the mirror 50, travels downward along the Z axis 32, and is incident on the fourth moving body 54.

【0024】図3に良く示されているように、第4移動
体54の下端に放物面鏡70が固定されている。放物面
鏡70は2つの機能を持ち、そのうちの一つの機能はレ
ーザ光を反射してレーザ光を複合ヘッド66に入射す
る。もう一つの機能は放物面によってレーザ光を集光す
る。あとで詳しく説明するように、レーザ光のビーム径
は放物面鏡70で反射されたあと徐々に縮小してゆき、
後述のトーチ出口近傍で集光される。なおレーザ光はト
ーチ内を通り抜けるだけであり、トーチはレーザ光進路
に影響を与えない。
As shown in FIG. 3, a parabolic mirror 70 is fixed to the lower end of the fourth moving body 54. The parabolic mirror 70 has two functions, one of which reflects the laser light and makes the laser light incident on the composite head 66. The other function is to focus the laser light on a parabolic surface. As will be described in detail later, the beam diameter of the laser light is gradually reduced after being reflected by the parabolic mirror 70,
The light is collected near the torch outlet described below. Note that the laser light only passes through the torch, and the torch does not affect the laser light path.

【0025】図3に良く示されているように、複合ヘッ
ド66の内部にはスキャナミラー72が組付けられてい
る。このスキャナミラーは紙面垂直に伸びる軸72aの
まわりに微少範囲内で振動可能となっており、レーザ光
を図3の紙面内で微少振動させる(図7も参照)。この
スキャナミラー72の振動軸72aは、図2に示されて
いるスキャナ用モータ76に連結されており、スキャナ
用モータ76は、複合ヘッド66に取付けられている。
スキャナ用モータ76を使用しない場合にはスキャナミ
ラー72は図3に示す中立角度に維持される。この中立
角度は45゜の傾きであり、水平方向から入射された光
を垂直下方に反射する。前記したように、レーザ光は放
物面鏡70によって集光されているために、スキャナミ
ラーで反射されたレーザ光のビーム径は徐々に絞られて
いく。
As best shown in FIG. 3, a scanner mirror 72 is assembled inside the composite head 66. This scanner mirror is capable of vibrating within a minute range around an axis 72a extending perpendicularly to the plane of the drawing, and causes the laser light to vibrate slightly within the drawing of FIG. 3 (see also FIG. 7). The vibration shaft 72a of the scanner mirror 72 is connected to the scanner motor 76 shown in FIG. 2, and the scanner motor 76 is attached to the composite head 66.
When the scanner motor 76 is not used, the scanner mirror 72 is maintained at the neutral angle shown in FIG. This neutral angle has an inclination of 45 ° and reflects light incident from the horizontal direction vertically downward. As described above, since the laser light is condensed by the parabolic mirror 70, the beam diameter of the laser light reflected by the scanner mirror is gradually narrowed.

【0026】後述のように、複合ヘッド66には、切断
用トーチ110又は溶接用トーチ140のいずれかが取
付けられる。いずれのトーチも筒状であり、スキャナミ
ラー72で反射されたレーザ光はトーチ内を通り抜けて
ゆく。すなわちトーチはレーザ光の進路に全く無関係で
ある。複合ヘッド66にトーチが取付けられたとき、レ
ーザ光はそのトーチの先端部で集光される位置関係に設
定されている。
As described later, either the cutting torch 110 or the welding torch 140 is attached to the composite head 66. Each of the torches has a tubular shape, and the laser light reflected by the scanner mirror 72 passes through the torch. That is, the torch has nothing to do with the path of the laser beam. When the torch is attached to the composite head 66, the laser light is set to have a positional relationship in which it is focused at the tip of the torch.

【0027】本発明の場合、レーザ光の進路に影響する
光学系の全部が複合ヘッド66までに組込まれており、
トーチには全く光学系が組込まれていない。切断箇所や
溶接箇所はレーザ光の焦点位置で決まるところ、この焦
点位置にトーチは全く影響しないようになっている。こ
のために、トーチの取付け位置に関する要求精度は比較
的低く抑えられる。
In the case of the present invention, all of the optical system that influences the path of the laser light is incorporated up to the composite head 66,
No optical system is built into the torch. The cutting point and the welding point are determined by the focal position of the laser beam, but the torch has no influence on this focal position. For this reason, the required accuracy regarding the mounting position of the torch is kept relatively low.

【0028】図3において、参照番号90はレーザ光を
通すウインドウを示し、このウインドウ90はこれより
も上部に加工に伴なって発生する粉塵等が侵入しないよ
うにしている。また92は不活性ガスの一種であるアル
ゴンガス供給口を示し、94は酸素ガスの供給口を示し
ている。アルゴンガス供給口92及び酸素ガス供給口9
4はガス切換弁96を介してそれぞれがアルゴンガス供
給源100及び酸素ガス供給源98に接続されている。
In FIG. 3, reference numeral 90 indicates a window through which the laser beam passes, and the window 90 is designed to prevent dust and the like generated due to the processing from entering the window 90 above it. Further, 92 indicates an argon gas supply port which is a kind of inert gas, and 94 indicates an oxygen gas supply port. Argon gas supply port 92 and oxygen gas supply port 9
4 are connected to an argon gas supply source 100 and an oxygen gas supply source 98 via a gas switching valve 96.

【0029】図3は複合ヘッド66に切断用トーチ11
0を取付けた状態を示している。次にこの取付け構造の
様子を図4、図5を参照して説明する。図4は複合ヘッ
ド66の底板74を平面視した状態を示し、図5は切断
用トーチ110を一部破断した側面図を示す。底板74
には円形の孔78が設けられている。また円形の孔の側
部に底面側からボルト孔80が形成されている。そして
2個のピン挿入孔82,86が位相を変えて設けられて
いる。各ピン挿入孔82,86に隣接して近接スイッチ
84,88が取付けられている。
FIG. 3 shows a compound head 66 with a cutting torch 11.
The state where 0 is attached is shown. Next, the state of this mounting structure will be described with reference to FIGS. 4 shows a state in which the bottom plate 74 of the composite head 66 is viewed from above, and FIG. 5 shows a side view in which the cutting torch 110 is partially broken. Bottom plate 74
A circular hole 78 is provided in the. Further, bolt holes 80 are formed from the bottom surface side of the circular holes. Two pin insertion holes 82 and 86 are provided with different phases. Proximity switches 84 and 88 are mounted adjacent to the pin insertion holes 82 and 86, respectively.

【0030】切断用トーチ110と図6に示す溶接用ト
ーチ140の、複合ヘッド66に対する取付部は共通形
状に形成されており、円形の孔78にインローで嵌まり
あう筒状のせき116(146,以下溶接用トーチ14
0に対するものを括弧内に示す)と、ボルト孔80に対
応して位置する貫通孔114(144)を備えている。
これによって複合ヘッド66の底板74に、切断用トー
チ110と溶接用トーチ140が付け代え可能となって
いる。すなわち図6に示すボルト130を取外すことで
それまで取付けられていたトーチを外すことができ、そ
してトーチを取り代えたあと、ボルト130を締付ける
ことで、トーチ交換が終了する。なお前述したように、
トーチ110,140はレーザ光の進路に影響せず、単
に素通しするものにすぎないために、インローを利用し
た取付けで必要な取付精度が得られる。
The cutting torch 110 and the welding torch 140 shown in FIG. 6 are formed to have a common mounting portion for the composite head 66, and a cylindrical weir 116 (146) fitted in a circular hole 78 with a spigot. , The following welding torch 14
0) are shown in parentheses) and through holes 114 (144) located corresponding to the bolt holes 80.
As a result, the cutting torch 110 and the welding torch 140 can be replaced with the bottom plate 74 of the composite head 66. That is, by removing the bolt 130 shown in FIG. 6, the torch that has been attached up to that point can be removed, and after replacing the torch, tightening the bolt 130 completes the torch replacement. As mentioned above,
Since the torches 110 and 140 do not affect the path of the laser light and merely pass through the torches 110 and 140, the mounting accuracy using the inlay can be obtained.

【0031】各トーチ110と140の上方には、種類
判別ピン112,142が取付けられている。切断用ト
ーチ110の判別ピン112はピン挿入孔82に対応位
置し、切断用トーチ140の判別ピン142はピン挿入
孔86に対応位置する位置に設けられている。図6によ
く示されているように、ピン挿入孔82,86に隣接し
て近接スイッチ84,88がブラケット85によって固
定されており、近接スイッチ84,88の出力はピン挿
入孔82,86に判別ピン112,142が挿入されて
いるか否かによって切り換えられる。近接スイッチ84
が判別ピン112を検出していれば、複合ヘッド66に
切断用トーチ110が取付けられていることがわかり、
近接スイッチ88が判別ピン142を検出していれば、
複合ヘッド66に溶接用トーチ140が取付けられてい
ることがわかる。
Above the torches 110 and 140, type identification pins 112 and 142 are attached. The discrimination pin 112 of the cutting torch 110 is provided at a position corresponding to the pin insertion hole 82, and the discrimination pin 142 of the cutting torch 140 is provided at a position corresponding to the pin insertion hole 86. 6, the proximity switches 84 and 88 are fixed by the bracket 85 adjacent to the pin insertion holes 82 and 86, and the outputs of the proximity switches 84 and 88 are inserted into the pin insertion holes 82 and 86. It is switched depending on whether or not the discrimination pins 112, 142 are inserted. Proximity switch 84
If the detection pin 112 is detected, it is understood that the cutting torch 110 is attached to the composite head 66,
If the proximity switch 88 detects the determination pin 142,
It can be seen that the welding torch 140 is attached to the composite head 66.

【0032】切断用トーチ110には、図5に示すギャ
ップセンサが取付けられている。このギャップセンサは
導電性の内筒120とこの内筒120と導通し、先端に
取付けられる導電性のチップ126と導電性の外筒12
2等で構成され、外筒122に対して内筒120は絶縁
体124で絶縁され、また外筒122とチップ126の
間は絶縁体125で絶縁されている。
A gap sensor shown in FIG. 5 is attached to the cutting torch 110. This gap sensor is electrically conductive with the conductive inner cylinder 120, the conductive tip 126 attached to the tip, and the conductive outer cylinder 12.
The inner cylinder 120 is insulated from the outer cylinder 122 by an insulator 124, and the outer cylinder 122 and the chip 126 are insulated from each other by an insulator 125.

【0033】チップ126はギャップを隔ててワークと
対応する位置関係で用いられる。この外筒122とチッ
プ126とワークが導電性であり、ギャップが絶縁性で
あることから、チップ126とワーク間にコンデンサが
構成され、そしてこのコンデンサ容量はギャップの長さ
によって変化することになる。従って、チップ126と
ワークとの間のコンデンサ容量の変化によって、実施例
の切断用トーチ110はギャップの検出が可能となって
いる。また、外筒122はチップ126とワークとの間
のコンデンサ容量を安定化するガード電極の働きを行
う。なお図中118は容量変化を検出するための信号線
用のコネクタである。
The tip 126 is used in a positional relationship corresponding to the work with a gap. Since the outer cylinder 122, the chip 126, and the work are conductive and the gap is insulative, a capacitor is formed between the chip 126 and the work, and the capacitance of the capacitor changes depending on the length of the gap. . Therefore, the cutting torch 110 of the embodiment can detect the gap by the change in the capacitance of the capacitor between the tip 126 and the work. Further, the outer cylinder 122 functions as a guard electrode for stabilizing the capacitance of the capacitor between the chip 126 and the work. In the figure, reference numeral 118 is a signal line connector for detecting a capacitance change.

【0034】このコネクタ118を複合ヘッド66とト
ーチ110の間に設けておき、ヘッド66に切断用トー
チ110を取付けることに伴って、容量変化を伝えるた
めのケーブルが自動的に接続されるようにしてもよい。
このようにすると、切断用トーチの交換作業が一層簡単
化される。すなわちケーブルの接続が不要となり、ボル
ト130の操作だけで済むようになる。なおチップ12
6は切断加工中に徐々に傷むために、ねじによって簡単
に交換可能となっている。
This connector 118 is provided between the composite head 66 and the torch 110 so that a cable for transmitting a capacity change is automatically connected when the cutting torch 110 is attached to the head 66. May be.
By doing so, the work of exchanging the cutting torch is further simplified. That is, it is not necessary to connect a cable, and only the operation of the bolt 130 is required. Chip 12
Since 6 is gradually damaged during cutting, it can be easily replaced by a screw.

【0035】図6は溶接用トーチ140を示している。
この溶接用トーチ140の先端はやはり先端チップ15
6がねじによって交換可能となっている。図中148は
アシストガスの供給口であり、ヘッド66自体に設けら
れている供給口92からのアシストガスの供給と併用し
て用いられる。なおこのアシストガスの供給口148は
ヘッド66自体に設けられている供給口で用が足りるこ
とが多く、必ずしも不可欠でない。
FIG. 6 shows a welding torch 140.
The tip of this welding torch 140 is still the tip 15
6 can be replaced by screws. In the figure, reference numeral 148 is an assist gas supply port, which is used in combination with the supply of the assist gas from the supply port 92 provided in the head 66 itself. The assist gas supply port 148 is not necessarily indispensable because the supply port provided in the head 66 itself is often sufficient.

【0036】切断用トーチ110のチップ126の先端
開孔126aの径は、溶接用トーチ140のチップ15
6の先端開孔156aの径よりも小さく、切断加工に際
してはトーチ内のガス圧が溶接加工時のガス圧よりも高
くなる関係におかれている。
The tip opening 126a of the tip 126 of the cutting torch 110 has a diameter of the tip 15 of the welding torch 140.
The diameter is smaller than the diameter of the tip end opening 156a of No. 6, and the gas pressure in the torch is higher than the gas pressure during welding during cutting.

【0037】図7は溶接加工時のスキャナミラー72の
機能を示し、レーザ光は焦点位置において矢印166の
ように振動される。このとき多軸制御機構によってワー
クとトーチの相対的位置関係が溶接線164に沿って移
動されることから、ワーク160,162に対してレー
ザビームは図に示すように、ジグザグパターンとなる。
これによって良好な溶接が可能となる。なお切断加工時
はスキャナミラー72が中立位置に固定され、図示実線
のように反射されて集光する。
FIG. 7 shows the function of the scanner mirror 72 during the welding process, in which the laser light is vibrated at the focus position as indicated by arrow 166. At this time, the relative positional relationship between the work and the torch is moved along the welding line 164 by the multi-axis control mechanism, so that the laser beam has a zigzag pattern with respect to the works 160 and 162, as shown in the figure.
This allows good welding. During the cutting process, the scanner mirror 72 is fixed at the neutral position and is reflected and condensed as shown by the solid line in the figure.

【0038】図8はこのレーザ加工機の制御系をシステ
ムブロック図で示している。図中236はCPUであ
り、ここに近接スイッチ84,88の出力が入力され、
CPU236によって、複合ヘッド66に切断用トーチ
が取付けられているのかあるいは溶接用トーチが取付け
られているのかの判別が可能となっている。
FIG. 8 is a system block diagram showing the control system of this laser processing machine. In the figure, 236 is a CPU, to which the outputs of the proximity switches 84 and 88 are input,
By the CPU 236, it is possible to determine whether the cutting torch or the welding torch is attached to the composite head 66.

【0039】図中218は操作盤を示し、オペレータが
ボタン228,230,232,234を用いて、動作
プログラムを選択可能となっている。即ち、溶接用プロ
グラム、切断用プログラムは各種のワークによって複数
用意されているため、このボタンでプログラムを選択す
る。また切換スイッチ220を切り換えることで、切断
加工を実行するのか溶接加工を実行するのかが選択可能
となっている。226は起動ボタンを示している。操作
盤218の信号はCPU236に入力される。CPU2
36はレーザ発振器34と多軸制御機構を制御する。す
なわちレーザ発振器34に対してレーザ光の出力値を指
示する電圧Pを出力する。これによってレーザ発振器3
4の出力が制御される。
Reference numeral 218 in the drawing denotes an operation panel, which allows an operator to select an operation program using buttons 228, 230, 232 and 234. That is, since a plurality of welding programs and cutting programs are prepared for various works, the programs are selected with this button. Further, by switching the changeover switch 220, it is possible to select whether to perform cutting work or welding work. Reference numeral 226 indicates a start button. The signal from the operation panel 218 is input to the CPU 236. CPU2
Reference numeral 36 controls the laser oscillator 34 and the multi-axis control mechanism. That is, the voltage P indicating the output value of the laser light is output to the laser oscillator 34. This allows the laser oscillator 3
4 outputs are controlled.

【0040】図中202は、X軸モータ6を制御するた
めのサーボCPUであり、CPU236から出力される
回転角信号θ1とX軸モータ6に付設されているエンコ
ーダ204で検出される回転角信号a1が一致するよう
に、X軸モータ6を制御する。同様の制御回路が、Y
軸、Z軸、第4軸、第5軸にも設けられている。このよ
うにしてCPU236によってワークと複合ヘッド66
の相対的位置関係が制御可能となっている。図中214
はスキャナミラー72の振動角度を設定するためのファ
ンクションジェネレータであり、その出力がドライバ2
16に入力され、スキャナモータ76が駆動される。
Reference numeral 202 in the drawing denotes a servo CPU for controlling the X-axis motor 6, which is a rotation angle signal θ1 output from the CPU 236 and a rotation angle signal detected by an encoder 204 attached to the X-axis motor 6. The X-axis motor 6 is controlled so that a1 is matched. Similar control circuit, Y
It is also provided on the axis, the Z axis, the fourth axis, and the fifth axis. In this way, the CPU 236 causes the work and the composite head 66 to
The relative positional relationship of can be controlled. 214 in the figure
Is a function generator for setting the vibration angle of the scanner mirror 72, and its output is the driver 2
16 and the scanner motor 76 is driven.

【0041】以下この制御装置の作動を説明する。まず
オペレータはワークの種類から、スイッチ228,23
0,232,234を用いて、そのワークのための動作
プログラムを選択する。次にオペレータは、そのプログ
ラムが切断のためのものか溶接のためのものかをスイッ
チ220によって入力する。なお動作プログラムが加工
の種類を判別するプログラムを備えていれば、スイッチ
220はなくともよい。図8の場合、スイッチ220の
状態から、切断用プログラムが選択されたのかあるいは
溶接用プログラムが選択されたのかを判別する。
The operation of this controller will be described below. First, the operator selects switches 228, 23 according to the type of work.
Use 0, 232, 234 to select the operating program for that work. Next, the operator inputs by switch 220 whether the program is for cutting or welding. The switch 220 may be omitted if the operation program includes a program for determining the type of machining. In the case of FIG. 8, it is determined from the state of the switch 220 whether the cutting program or the welding program has been selected.

【0042】起動スイッチ226が操作されると(図9
のS1がYESとなると)、CPU236はメモリ23
0のプログラムに従って処理を開始する。まず最初にス
イッチ84,88の出力を入力し、いずれのトーチが取
付けられているかを判別する(S2)。次にスイッチ2
20の出力を入力してプログラムの種別を判別する(S
3)。そしてその後、トーチ種別とプログラム種別とを
比較する(S4)。
When the start switch 226 is operated (see FIG. 9).
If S1 is YES), the CPU 236 causes the memory 23
The process is started according to the 0 program. First, the outputs of the switches 84 and 88 are input to determine which torch is attached (S2). Then switch 2
20 output is input to determine the program type (S
3). After that, the torch type and the program type are compared (S4).

【0043】スイッチ84,88から切断用トーチが取
付けられていることがわかり、かつスイッチ220から
次に切断用プログラムが実行されることがわかると、ト
ーチと加工種別の対応が正しいことから(S5からS
6)、実際の加工が開始される。このときはCPU23
6はスキャナ用モータ76を停止させ続ける(S6)。
このためスキャナ用ミラー72は中立位置に固定され
る。切断加工中は、図3に示すガス切換弁96が切換え
られ、酸素ガス供給源98からの酸素がヘッド66内及
びトーチ110内に吹き込まれる(S7)。このあと、
CPU236は選択された動作プログラムに従って、レ
ーザ発振器34と多軸制御機構を制御する。これによっ
てプログラムされた切断加工が行なわれる。レーザ光は
円偏光ミラー44で円偏光されているために、方向によ
らず良好な切断品質が得られる。なお切断加工中は、ギ
ャップセンサによるギャップのフィードバック制御が行
なわれ、ギャップコントロールが行なわれる。このギャ
ップコントロールは、この実施例の場合、5軸全てを制
御してギャップ補正量分だけ切断用トーチ110をアプ
ローチ方向に移動させることによって行なわれる。なお
ギャップ調整のために切断用トーチ110を上下動させ
る専用の第6軸を設けるようにしてもよい。本実施例の
ように5軸全てを用いてギャップ量を調節する場合には
光学系全体を移動させることになるため、トーチ先端と
ワークとのギャップを調節するだけでなく、レーザ光の
焦点を調節することができる。また6軸を別個に設ける
場合には、トーチ先端とワークとのギャップのみを調節
することになる。
When it is found from the switches 84 and 88 that the cutting torch is attached, and when it is found from the switch 220 that the cutting program is to be executed next, the correspondence between the torch and the machining type is correct (S5). To S
6) The actual processing is started. At this time, the CPU 23
6 continues to stop the scanner motor 76 (S6).
Therefore, the scanner mirror 72 is fixed at the neutral position. During the cutting process, the gas switching valve 96 shown in FIG. 3 is switched, and oxygen from the oxygen gas supply source 98 is blown into the head 66 and the torch 110 (S7). after this,
The CPU 236 controls the laser oscillator 34 and the multi-axis control mechanism according to the selected operation program. This causes the programmed cutting process. Since the laser light is circularly polarized by the circular polarization mirror 44, good cutting quality can be obtained regardless of the direction. During the cutting process, the feedback control of the gap is performed by the gap sensor, and the gap control is performed. In this embodiment, this gap control is performed by controlling all five axes and moving the cutting torch 110 in the approach direction by the gap correction amount. Note that a sixth shaft dedicated for moving the cutting torch 110 up and down may be provided for adjusting the gap. When the gap amount is adjusted using all five axes as in the present embodiment, the entire optical system is moved, so that not only the gap between the torch tip and the work is adjusted, but also the focus of the laser beam is adjusted. It can be adjusted. When the six axes are separately provided, only the gap between the torch tip and the work is adjusted.

【0044】ステップS4において、スイッチ84,8
8の出力から溶接用トーチが取付けられていることがわ
かり、かつスイッチ220で溶接用プログラムが選択さ
れていることがわかったときも、加工とトーチ種類が正
しいことから、動作プログラムが続けて実行される。こ
のときは、CPU236がドライバ216を介してスキ
ャナ用モータ76を駆動し、スキャナミラー72が細か
く振動した状態で加工される(S9)。また溶接加工中
は切換弁96によってアルゴンガス供給源100からの
アルゴンガスがヘッド66とトーチ140内に吹き込ま
れる(S10)。この状態で溶接加工が行なわれるため
に、良質な溶接が行なわれる。なおレーザ光が円偏光さ
れているために、方向によらず均質な溶接加工が行なわ
れる。
In step S4, the switches 84, 8
Even if it is found from the output of No. 8 that the welding torch is attached and that the welding program is selected by the switch 220, the machining program and the torch type are correct, so the operation program is continuously executed. To be done. At this time, the CPU 236 drives the scanner motor 76 via the driver 216, and the scanner mirror 72 is machined while vibrating finely (S9). Further, during the welding process, the argon gas from the argon gas supply source 100 is blown into the head 66 and the torch 140 by the switching valve 96 (S10). Since welding is performed in this state, good quality welding is performed. Since the laser light is circularly polarized, uniform welding is performed regardless of the direction.

【0045】スイッチ84,88から判別されるトーチ
種別とスイッチ220から判別される加工種別が不一致
であると、ミスマッチが発生していることから、操作盤
218の図略の表示部からオペレータに注意喚起信号が
表示される(S12)。これによってオペレータはトー
チ種類のミスマッチを事前に知ることができる。
If the torch type discriminated by the switches 84 and 88 and the machining type discriminated by the switch 220 do not match, a mismatch has occurred. Therefore, the operator is warned from the display section (not shown) of the operation panel 218. An arousal signal is displayed (S12). This allows the operator to know in advance the torch type mismatch.

【0046】本実施例の場合、CPU236がステップ
S3を実行するようにプログラムされていることで、動
作プログラムの種類を判別する手段が実現されており、
ステップS4を実行するようにプログラムされているこ
とで、トーチ種別とプログラム種別を比較する手段が実
現され、ステップS6とS9を実行するようにプログラ
ムされていることで、溶接加工時にはスキャナミラーを
動作させ、切断加工時にはスキャナミラーを停止させる
手段が実現され、ステップS7とS10を実行するよう
にプログラムされていることで、溶接加工時にはヘッド
に不活性ガスが供給され、切断加工時には酸素ガスが供
給される手段が構成されている。
In the case of the present embodiment, the CPU 236 is programmed to execute the step S3, so that means for discriminating the type of the operation program is realized.
By being programmed to execute step S4, means for comparing the torch type with the program type is realized, and by being programmed to execute steps S6 and S9, the scanner mirror is operated during welding processing. Then, a means for stopping the scanner mirror during cutting is realized, and by being programmed to execute steps S7 and S10, an inert gas is supplied to the head during welding and oxygen gas is supplied during cutting. Means are configured.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明によると、切断時と溶接時で交換
する必要のあるトーチを光学系と無関係としているため
に、トーチの交換時に求められる取付位置の精度が低く
てもよくなり、交換作業が簡単化され、また交換可能に
取付ける部分の構造が簡単化される。さらに多軸制御系
も1セットで済むことになり、安価で使用し易い切断・
溶接兼用加工機が得られる。しかもトーチのみを交換す
るために、各加工を行っているときには、他の加工に必
要な要素が邪魔になることはない。このため各加工の専
用機と同様な加工ができる。また、トーチを交換する場
合でも、トーチの種類と一致したプログラムを実行する
ため、作業者による交換ミスを防止できる。請求項2で
は、各加工のプログラムが複数ある場合でも、トーチと
プログラムを比較して加工を行うため、確実な加工が行
える。請求項3では、スキャナミラーを必要な時だけ駆
動し、それ以外の場合は単に反射ミラーとして使用する
ため、交換する必要のあるトーチ部分をより単純化でき
る。請求項4では、アシストガスの供給口を複合ヘッド
内に設けたためにトーチ部分を単純化できる。
According to the present invention, since the torch that needs to be replaced at the time of cutting and at the time of welding is independent of the optical system, the accuracy of the mounting position required when replacing the torch may be low. This simplifies the work and simplifies the structure of the replaceable mounting part. Furthermore, one set of multi-axis control system will be enough, and it is inexpensive and easy to use.
A welding / combining processing machine can be obtained. Moreover, since only the torch is replaced, the elements required for other machining do not interfere during each machining. Therefore, the same processing as the dedicated machine for each processing can be performed. Further, even when the torch is replaced, the program matching the torch type is executed, so that the operator can prevent a mistake in replacement. According to the second aspect, even if there are a plurality of programs for each machining, since the machining is performed by comparing the torch and the program, reliable machining can be performed. According to the third aspect, the scanner mirror is driven only when necessary, and in other cases, it is simply used as the reflecting mirror, so that the torch portion that needs to be replaced can be further simplified. In the fourth aspect, since the assist gas supply port is provided in the composite head, the torch portion can be simplified.

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

【図1】一実施例の全体斜視図FIG. 1 is an overall perspective view of an embodiment.

【図2】複合ヘッド近傍の拡大斜視図FIG. 2 is an enlarged perspective view near a composite head.

【図3】複合ヘッド近傍の拡大断面図FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view near the composite head.

【図4】複合ヘッド底板の平面図FIG. 4 is a plan view of a composite head bottom plate.

【図5】切断用トーチの一部破断図FIG. 5 is a partially cutaway view of the cutting torch.

【図6】複合ヘッドに溶接用トーチを取付けたときの断
面図
FIG. 6 is a sectional view when a welding torch is attached to the composite head.

【図7】スキャナミラーの作動の様子を説明する図FIG. 7 is a diagram illustrating how the scanner mirror operates.

【図8】一実施例の制御系を示すブロック図FIG. 8 is a block diagram showing a control system of an embodiment.

【図9】一実施例の処理手順図FIG. 9 is a processing procedure diagram of an embodiment.

【図10】従来技術における切断用ヘッドの斜視図FIG. 10 is a perspective view of a cutting head in the related art.

【図11】従来技術における溶接用ヘッドの斜視図FIG. 11 is a perspective view of a welding head in the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6 X軸モータ 10 Xテーブル 18 Y軸モータ 22 Y軸移動体 26 Z軸モータ 30 Z軸移動体 66 複合ヘッド 72 スキャナミラー 76 スキャナ用モータ 84 切断用スイッチ 88 溶接用スイッチ 92 アルゴンガス供給口 94 酸素ガス供給口 110 切断用トーチ 140 溶接用トーチ 6 X-axis motor 10 X-table 18 Y-axis motor 22 Y-axis moving body 26 Z-axis motor 30 Z-axis moving body 66 Composite head 72 Scanner mirror 76 Scanner motor 84 Cutting switch 88 Welding switch 92 Argon gas supply port 94 Oxygen Gas supply port 110 Cutting torch 140 Welding torch

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久米 孝 愛知県刈谷市朝日町1丁目1番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 井上 昌彦 愛知県安城市今本町東向山7番地 豊臣機 工株式会社内 (72)発明者 戸塚 和弘 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takashi Kume 1-1, Asahi-cho, Kariya city, Aichi Toyota Koki Co., Ltd. Incorporated (72) Inventor Kazuhiro Totsuka 1 Toyota-cho, Toyota-shi, Aichi Toyota Automobile Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 多軸制御機構の最終制御部に固定的に取
付けられているとともに、レーザ発振器からのレーザ光
を入射して被加工面に集光する光学系を内蔵するととも
に、先端にトーチ取付部を有する複合ヘッドと、 前記トーチ取付部に対し選択的に着脱可能な切断用トー
チおよび溶接用トーチと、 前記複合ヘッドに設けられ、前記トーチ取付部に取付け
られたトーチが切断用トーチであるか溶接用トーチであ
るかを検出する検出手段と、 この検出手段によって検出した前記トーチと一致する加
工を実行する加工実行手段とを備えたことを特徴とする
レーザ加工機。
1. A multi-axis control mechanism, which is fixedly attached to a final control unit, has an optical system for entering a laser beam from a laser oscillator and condensing the laser beam on a surface to be processed, and has a torch at the tip. A composite head having a mounting portion, a cutting torch and a welding torch that are selectively attachable to and detachable from the torch mounting portion, and a torch provided on the composite head and attached to the torch mounting portion is a cutting torch. A laser beam machine comprising: a detection means for detecting whether there is a torch for welding or a welding torch; and a processing execution means for executing a processing matching the torch detected by the detection means.
【請求項2】 多軸制御機構の最終制御部に固定的に取
付けられているとともに、レーザ発振器からのレーザ光
を入射して被加工面に集光する光学系を内蔵するととも
に、先端にトーチ取付部を有する複合ヘッドと、 前記トーチ取付部に対し選択的に着脱可能な切断用トー
チおよび溶接用トーチと、 前記複合ヘッドに設けられ、前記トーチ取付部に取付け
られたトーチが切断用トーチであるか溶接用トーチであ
るかを検出する検出手段と、 実行する動作プログラムが切断用プログラムであるか溶
接用プログラムであるかを判別する判別手段と、 前記検出手段によって検出されたトーチと前記判別手段
によって判別された加工の種類とを比較する比較手段
と、 この比較手段によって比較した前記トーチと前記加工の
種類とが一致した時に前記加工の種類と対応する加工を
実行する加工実行手段とを備えたことを特徴とするレー
ザ加工機。
2. A multi-axis control mechanism, which is fixedly attached to a final control unit, has an optical system for entering a laser beam from a laser oscillator and condensing the laser beam on a surface to be processed, and has a torch at the tip. A composite head having a mounting portion, a cutting torch and a welding torch that are selectively attachable to and detachable from the torch mounting portion, and a torch provided on the composite head and attached to the torch mounting portion is a cutting torch. Detecting means for detecting whether there is a welding torch or not, a determining means for determining whether the operating program to be executed is a cutting program or a welding program, and a torch detected by the detecting means and the determination Comparing means for comparing the type of machining determined by the means, and the torch compared by the comparing means with the type of machining Laser processing machine, characterized in that a machining execution means for executing the corresponding processing and the type of engineering.
【請求項3】 前記複合ヘッドにはスキャナミラーとそ
のスキャナミラーを駆動させる駆動機構が取付けられて
おり、 前記加工実行手段は、前記複合ヘッドに前記切断用トー
チが取付けられ、切断加工を行う場合には、前記駆動機
構を停止し、前記複合ヘッドに前記溶接用トーチが取付
けられ、溶接加工を行う場合には、前記駆動機構を作動
させることを特徴とする請求項1または請求項2に記載
のレーザ加工機。
3. A scanner mirror and a drive mechanism for driving the scanner mirror are attached to the composite head, and the processing execution means attaches the cutting torch to the composite head to perform a cutting process. The driving mechanism is stopped, the welding torch is attached to the composite head, and the driving mechanism is operated when welding is performed. Laser processing machine.
【請求項4】 前記複合ヘッドにはアシストガス供給口
が設けられており、 前記加工実行手段は、前記複合ヘッドに前記切断用トー
チが取付けられ、切断加工を行う場合には、前記アシス
トガス供給口より酸素ガスを供給し、前記複合ヘッドに
前記溶接用トーチが取付けられ、溶接加工を行う場合に
は、前記アシストガス供給口より不活性ガスを供給する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のレー
ザ加工機。
4. The composite gas is provided with an assist gas supply port, and the processing execution means is provided with the assist gas supply when the cutting torch is attached to the composite head to perform a cutting process. The oxygen gas is supplied from a mouth, the welding torch is attached to the composite head, and when performing welding, an inert gas is supplied from the assist gas supply port. Item 2. A laser beam machine according to item 2.
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