JPH10258382A - レーザ加工機における焦点位置の調整方法および補正方法並びにレーザ加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ加工されたスリットの切断幅をレーザ
加工機に取り付けられた撮像装置ユニットで測定し、こ
の測定された切断幅より焦点基準位置を求めて焦点位置
を調整すると共に、この焦点基準位置をＮＣ装置に登録
して焦点位置を最適に補正するようにする。 【解決手段】 集光レンズ１０７の焦点位置を種々変化
させてワークＷに複数のスリット加工を行った後、加工
された複数のスリットをＹ軸キャレッジ１５に設けられ
た撮像装置ユニット２１の直下に位置決めし、リング照
明３５を点灯すると共にワーク押さえ４１を下降せしめ
てワークを押さえる。次いで、画像取り込み用カメラ２
５で各スリットの切断幅の画像データを取り込むと共に
画像処理装置４９へ送り、各切断幅を測定し、この測定
された各切断幅の最も狭い切断幅における焦点位置を集
光レンズ１０７の焦点基準位置として焦点位置を調整す
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ワークにレーザ
加工ヘッドからレーザビームを照射せしめてレーザ加工
を行うときの集光レンズの焦点位置を最適な焦点位置に
調整するレーザ加工機における焦点位置の調整方法およ
び補正方法並びにレーザ加工機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザ加工機およびその複合機に
おいて集光レンズの焦点位置は、加工状態に大きな影響
を与えるため、常に調整し最適化される調整項目に上げ
られる。焦点位置は集光レンズに入射するレーザ光や集
光レンズ自体の経時変化によって微小量ずつ変化してい
くためである。

【０００３】前記焦点位置の調整方法としては、
（Ａ）．反射光強度による調整法と、（Ｂ）．スリット
加工による調整法とが知られている。

【０００４】（Ａ）の反射光強度による調整法は、ワー
クに対しレーザ光によるケガキ加工を行ったときに発生
するプラズマ光の明るさがワーク表面と焦点位置が重な
ったときに最も明るくなることを利用して調整する。つ
まりは、ケガキ加工を行いながらワークと集光レンズの
相対的位置を目視にて判断し検出するものである。

【０００５】（Ｂ）のスリット加工による調整法は、ワ
ークに対しレーザ光による切断加工を行ったときにワー
ク表面と焦点位置が重なったときに最も切断幅が狭くな
ることを利用して調整する。つまりは、焦点位置を一定
量ずつ変化させながら切断した数本のスリットの一番細
いものを目視にて判断し検出するものである。

【０００６】また、画像処理装置は従来からレーザ加工
機等に取り付けられたタレットパンチプレスとのライン
加工時に再クランプによるワークのずれ補正用に用いら
れてきた。

【０００７】ＮＣ装置からの指示により自動で焦点位置
（ワークとの相対位置）を移動させる装置は実用化され
商品となっている。方法としては集光レンズの位置を上
下させるか、加工ノズルの長さを変化させる等がある。

【０００８】また、加工条件表をＮＣ装置内に持ち、そ
こにワーク表面と焦点位置とのオフセット量を登録する
ことで上記自動で集光レンズを移動させる装置により指
定された焦点位置に焦点を移動することが可能となって
いる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の焦点位置のどちらの調整法でも目視にて行われるた
め、作業者による誤差が発生し正確な焦点位置の割り出
しができない。特に、（Ａ）の反射光強度による調整法
は、プラズマ光を作業者が見なければならず、目への負
担が大きいため作業者の安全性にも問題がある。

【００１０】また、自動で集光レンズの位置を変化させ
る等で焦点位置を変化させる装置もワーク表面と焦点位
置が重なったときの集光レンズの位置が基準点となって
動くため、基準となる焦点位置の割り出しが不正確であ
る場合には全てのレーザ加工について安定加工を妨げる
要因となってくる。

【００１１】さらに、レーザ加工機やその複合機に取り
付けられた画像処理装置は、ワークに空いた穴の重心を
測定しワーク原点の位置補正に用いられることが多く、
他の目的で実用化された実績はない。

【００１２】この発明の目的は、レーザ加工されたスリ
ットの切断幅をレーザ加工機に取り付けられた撮像装置
ユニットで測定し、この測定された切断幅より焦点基準
位置を求めて焦点位置を調整すると共に、この焦点基準
位置をＮＣ装置に登録して焦点位置を最適に補正するよ
うにしたレーザ加工機における焦点位置の調整方法およ
び補正方法並びにレーザ加工機を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１によるこの発明のレーザ加工機における焦点
位置の調整方法は、Ｙ軸キャレッジに設けられ、かつ焦
点位置が調整可能な集光レンズを備えたレーザ加工ヘッ
ドから前記焦点位置を種々変化させてワークへレーザビ
ームを照射せしめてワークに複数のスリット加工を行っ
た後、この加工された複数のスリットを前記Ｙ軸キャレ
ッジに設けられた撮像装置ユニットの直下に位置決め
し、撮像装置ユニット内のリング照明を点灯すると共に
撮像装置ユニット内のワーク押さえを下降せしめてワー
クを押さえ、次いで、撮像装置ユニット内の画像取り込
み用カメラで前記各スリットにおける切断幅の画像デー
タを取り込むと共に画像処理装置に画像データが送られ
た前記各切断幅を測定し、この測定された各切断幅のう
ちの最も狭い切断幅における焦点位置を前記集光レンズ
の焦点基準位置として焦点位置を調整することを特徴と
するものである。

【００１４】したがって、Ｙ軸キャレッジに設けられた
レーザ加工ヘッドから集光レンズの焦点位置を種々変化
させてワークへレーザビームを照射せしめてワークに複
数のスリット加工が行われる。この加工された複数のス
リットをＹ軸キャレッジに設けられた撮像装置ユニット
の直下に位置決めし、リング照明を点灯せしめると共に
ワーク押さえを下降せしめてワークを押さえる。次い
で、画像取り込み用カメラで前記各スリットにおける切
断幅の画像データを取り込むと共に画像処理装置に画像
データを送る。画像処理装置では各切断幅を測定すると
共にこの測定された各切断幅のうちの最も狭い切断幅に
おける焦点位置が集光レンズの焦点基準位置として正確
に判断されると共に、この焦点基準位置を焦点位置とし
て調整される。

【００１５】請求項２によるこの発明のレーザ加工機に
おける焦点位置の調整方法は、請求項１のレーザ加工機
における焦点位置の調整方法において、前記集光レンズ
を自動で移動せしめて集光レンズの焦点位置の種々な変
化を自動で行うことを特徴とするものである。

【００１６】したがって、集光レンズの移動を自動で行
うことにより、集光レンズの焦点位置の変化が自動で行
われる。而して、作業者の負担がなく、またどの作業者
でも実施される。

【００１７】請求項３によるこの発明のレーザ加工機に
おける焦点位置の補正方法は、請求項１，２によるレー
ザ加工機における焦点位置の調整方法で調整された集光
レンズの焦点基準位置を、ＮＣ装置に登録し、この登録
された焦点基準位置を加工条件の焦点位置オフセット量
の原点として焦点位置を補正することを特徴とするもの
である。

【００１８】したがって、請求項１，２によるレーザ加
工機における焦点位置の調整方法で調整された集光レン
ズの焦点基準位置をＮＣ装置に登録することによって、
その値を加工条件の焦点位置オフセット量の原点として
焦点位置が補正される。而して、加工条件の信頼性と加
工の安定性が向上される。

【００１９】請求項４によるこの発明のレーザ加工機
は、Ｙ軸方向へ移動自在なＹ軸キャレッジに設けられ、
かつ焦点位置が調整可能な集光レンズを備えたレーザ加
工ヘッドと、前記Ｙ軸キャレッジに設けられ、上下動自
在なリング照明とワーク押さえを有すると共に画像取り
込み用カメラを有した撮像装置ユニットと、前記画像取
り込み用カメラで撮像した画像データを取り込んで画像
処理をすると共に焦点基準位置自動修正機能を有する画
像処理装置と、前記焦点基準位置自動修正機能で処理し
た焦点基準位置を取り込んで焦点位置を補正する補正機
能を有したＮＣ装置と、で構成されていることを特徴と
するものである。

【００２０】したがって、Ｙ軸キャレッジに設けられた
レーザ加工ヘッドから集光レンズの焦点位置を種々変化
させてワークへレーザビームを照射せしめてワークに複
数のスリット加工が行われる。この加工された複数のス
リットをＹ軸キャレッジに設けられた撮像装置ユニット
の直下に位置決めし、リング照明を点灯せしめると共に
ワーク押さえを下降せしめてワークを押さえる。次い
で、画像取り込み用カメラで前記各スリットにおける切
断幅の画像データを取り込むと共に画像処理装置に画像
データを送る。画像処理装置では各切断幅を測定すると
共にこの測定された各切断幅のうちの最も狭い切断幅に
おける焦点位置が焦点基準位置修正機能でもって集光レ
ンズの焦点基準位置として判断されて集光レンズの位置
が焦点基準位置に調整される。

【００２１】しかも、この焦点基準位置がＮＣ装置に登
録されて補正機能でその焦点基準位置を加工条件の焦点
位置オフセット量の原点として焦点位置が補正される。
而して、加工条件の信頼性と加工の安定性の向上が図ら
れる。

【００２２】

【発明の実施の形態】図３を参照するに、レーザ加工機
１は図示省略のＸ軸方向（図３において紙面に対して直
交する方向）へ移動自在な加工テーブルを備えており、
この加工テーブル上にワーククランプ３でクランプされ
た加工すべきワークＷが載置されている。前記加工テー
ブルの上方には加工テーブルを跨いで門型形状のうちの
上部フレーム５が設けられている。

【００２３】この上部フレーム５の前面にはＹ軸方向
（図３において左右方向）へ延伸した平行な複数のガイ
ドレール７が敷設されている。このガイドレール７間に
はＹ軸方向へ延伸したボールねじ９が設けられており、
このボールねじ９の一端例えば図３において右端には駆
動モータ１１が連結されていると共にボールねじ９の他
端例えば図３において左端は軸受１３で回転自在に支持
されている。

【００２４】前記ボールねじ９に螺合した図示省略のナ
ット部材を介してＹ軸キャレッジ１５が設けられている
と共に、このＹ軸キャレッジ１５には図示省略の複数の
ガイド部材が設けられ、この各ガイド部材が前記ガイド
レール７に沿って案内されるようになっている。また、
前記Ｙ軸キャレッジ１５にはレーザ加工ヘッド１７が設
けられていると共にこのレーザ加工ヘッド１７の下部に
はノズル１９が備えられている。

【００２５】上記構成により、駆動モータ１１を駆動せ
しめると、ボールねじ９が回転されるから、Ｙ軸キャレ
ッジ１５がＹ軸方向へ移動される。Ｙ軸キャレッジ１５
が移動される際、Ｙ軸キャレッジ１５はガイド部材を介
してガイドレール７に案内されてスムーズに移動される
ことになる。

【００２６】したがって、ワーククランプ３にクランプ
されたワークＷがＸ軸方向へ，レーザ加工ヘッド１７が
Ｙ軸方向へ移動されることにより、ワークＷの所望位置
にレーザ加工ヘッド１７が位置決めされ、レーザ加工ヘ
ッド１７の下部に備えられたノズル１９からレーザビー
ムがワークＷへ向けて照射されてワークＷに丸穴又はス
リットなどのレーザ加工が行われることとなる。

【００２７】前記Ｙ軸キャレッジ１５には例えばレーザ
加工ヘッド１７の右側近傍に撮像装置ユニット２１が設
けられている。この撮像装置ユニット２１としては、前
記Ｙ軸キャレッジ１５に撮像装置ユニットケース２３が
設けられている。この撮像装置ユニットケース２３内に
は画像取り込み用カメラとしてのＣＣＤカメラ２５が設
けられ、このＣＣＤカメラ２５の下部には下方へ順にレ
ンズユニット２７，ＵＶフィルタ２９が設けられてい
る。

【００２８】前記ＣＣＤカメラ２５は例えば丸穴又はス
リットなどを撮像するカメラで、レンズユニット２７は
絞りとピントを調整し、またＵＶフィルタ２９はレンズ
ユニット２７とＣＣＤカメラ２５を保護するものであ
る。

【００２９】前記撮像装置ユニットケース２３内にはエ
アシリンダ３１が設けられており、このエアシリンダ３
１の下部にはピストンロッド３３が装着されている。こ
のピストンロッド３３の下端にはリング照明３５を備え
た支持部材３７が取り付けられている。この支持部材３
７の下端にはスプリング３９を介してワーク押さえ４１
が設けられている。また、撮像装置ユニットケース２３
内には中継端子台４３が設けられ、前記エアシリンダ３
１のＬＳ（リミットスイッチ），リング照明３５の中継
端子台である。また、前記上部フレーム５の右側上部に
はパージ用ソレノイド４５，エアシリンダ用ソレノイド
４７が設けられている。

【００３０】前記撮像装置ユニット２１をコントロール
せしめる画像処理装置としてのコントローラ４９が図４
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に示されている。図４
（Ａ）〜（Ｄ）において、コントローラ４９には電源ス
イッチ５１，電源表示用ＬＥＤ５３，ＣＣＤカメラ接続
用ケーブル５５，ＮＣ接続ケーブル５７，電源ケーブル
５９および吸気ファン６１が備えられている。

【００３１】また、図５には撮像装置ユニット２１の電
気系統のシステム構成図が示されている。図５におい
て、前記コントローラ４９とＮＣ装置としてのＮＣ強電
盤６３とはコントローラ動力ケーブル６５で接続されて
いる。また、前記中継端子台４３とＮＣ強電盤６３とは
中継ケーブル６７で接続されている。前記パージ用ソレ
ノイド４５，エアシリンダ用ソレノイド４７とＮＣ強電
盤６３とはそれぞれソレノイドケーブル６９，７１とで
接続されている。ＮＣ強電盤６３と前記コントローラ４
９とは前記ＮＣ接続用ケーブル５７で接続されている。
しかも、ＮＣ操作盤７３とＮＣ強電盤６３とは接続され
ている。

【００３２】前記中継端子台４３とリング照明３５とは
照明ケーブル７５で接続されている。前記エアシリンダ
３１の上，下リミットスイッチ７７，７９と前記中継端
子台４３とはスイッチケーブル８１，８３で接続されて
いる。また、モニタテレビ８５と前記コントローラ４９
とはモニタケーブル８７で接続されている。さらに前記
コントローラ４９とＣＣＤカメラ２５とはＣＣＤカメラ
接続用ケーブル５５で接続されている。

【００３３】図６には撮像装置ユニット２１のエア系統
のシステム構成図が示されている。図６において、前記
エアシリンダ３１の上部，下部シリンダ室には例えばφ
６からなる配管８９，９１の一端が接続されていると共
に、配管８９，９１の他端は前記エアシリンダソレノイ
ド４７の裏に接続されている。また、エアシリンダソレ
ノイド４７の表には例えばφ８からなる配管９３の一端
が接続されていると共に配管９３の他端は、エア３点セ
ット９５のユニオンティ９７に接続されている。さら
に、パージ用ソレノイド４５の表には配管９９の一端が
接続されていると共に配管９９の他端はエア３点セット
９５のブランチエルボ１０１に接続されている。パージ
用ソレノイド４５の裏には例えばφ６からなる配管１０
３の一端が接続されていると共に配管１０３の他端は、
前記ワーク押え４１に形成されたパージエア用穴として
のリング穴１０５に接続されている。

【００３４】上記構成により、図５を基にＮＣ操作盤７
３を操作し、ＮＣ強電盤６３を介してコントローラ４９
を制御することにより、ＣＣＤカメラ２５で加工された
ワークＷの丸穴Ｗ_Ｈ又はスリットが撮像される。また、
ＮＣ強電盤６３，中継端子台４３を経てリング照明３５
が点灯し、ワークＷの表面が照らされるとともに、エア
シリンダ３１の上，下リミットスイッチ７７，７９がＯ
Ｎ，ＯＦＦされる。また、ＮＣ強電盤６３を介してパー
ジ用ソレノイド４５，エアシリンダ用ソレノイド４７が
ＯＮ，ＯＦＦされる。

【００３５】図６を基にして、３点エアセット９５のユ
ニオンティ９７を経て圧縮エアが配管９３を介してエア
シリンダ用ソレノイド４７，配管８９を経てエアシリン
ダ３１の上部シリンダ室に供給されると、ピストンロッ
ド３３が下降するので、ワーク押さえ４１も下降してワ
ークＷが上方からワーク押え４１で押さえられる。ま
た、３点エアセット９５のユニオンティ９７を経て圧縮
エアが配管９３を介してエアシリンダ用ソレノイド４
７，配管９１を経てエアシリンダ３１の下部シリンダ室
に供給されると、ピストンロッド３３が上昇し、ワーク
押さえ４１も上昇されることになる。

【００３６】また、ワーク押さえ４１でワークＷを上方
から押さえ得た状態で、図示省略の集塵機を作動せしめ
ると、ワーク押さえ４１に形成されたリング穴１０５か
らワークＷ上にある粉塵などが吸引されて配管１０３，
パージ用ソレノイド４５，配管９９およびエア３点セッ
ト９５を経て集塵機に集塵され、ワークＷ上がきれいに
清掃されることになる。または、リング穴１０５からエ
アを噴射せしめてワークＷ上をきれいに清掃することも
できる。

【００３７】前記レーザ加工ヘッド１７には、図７に示
されているように、加工ヘッド本体１０７を備えてお
り、この加工ヘッド本体１０７の下部にはワークＷへア
シストガスを噴出する前記ノズル１９を備えている。前
記加工ヘッド本体１０７内には集光レンズ１０９を備え
たレンズホルダ１１１が設けられており、このレンズホ
ルダ１１１は、前記加工ヘッド本体１０７に上下調節可
能に支持された上下調節筒１１３の下端部に適宜に取付
けられている。

【００３８】この上下調節筒１１３の上部には、前記加
工ヘッド本体１０７に回転のみ自在に支持されたナット
部材１１５が相対的に上下動可能に螺合されており、こ
のナット部材１１５の外周面に一体的に備えたウォーム
ギヤ１１７には、前記加工ヘッド本体１０７に回転自在
に支持されたウォーム１１９が噛合されている。そし
て、このウォーム１１９はエンコーダ１２１を備えたサ
ーボモータ１２３に適宜に連結されている。このサーボ
モータ１２３はＮＣ装置としての前記ＮＣ強電盤６３に
接続されていると共にエンコーダ１２１は画像処理装置
としてのコントローラ４９に接続されている。

【００３９】上記構成により、サーボモータ１２１を駆
動せしめると、ウォーム１１９を介してウォームギヤ１
１７が回転され、ナット部材１１５、上下調節筒１１３
を介してレンズホルダ１１１が上下方向へ移動されるこ
とにより、集光レンズ１０９が上下に位置調節すること
ができる。したがって、ＮＣ強電盤６３からの指令によ
り、サーボモータ１２３が駆動し、集光レンズ１０９が
上下に位置調整されると、集光レンズ１０９の位置はエ
ンコーダ１２１で検出されると共にコントローラ４９に
取り込まれる。

【００４０】前記レーザ加工ヘッド１７からワークＷへ
向けてレーザビームを照射してワークＷにスリット又は
丸穴などのレーザ加工を行う際には、集光レンズ１０９
の焦点位置をワークＷの材質，板厚に合った最適な焦点
位置に調節する必要がある。

【００４１】この集光レンズ１０９の焦点位置が最適な
焦点位置に調整されたかを確認するために、前記撮像装
置ユニット２１を用いてコントローラ４９で測定された
焦点位置がＮＣ強電盤６３に備えられた焦点基準位置自
動修正機能で行われる。

【００４２】すなわち、この焦点基準位置自動修正機能
とは、前記集光レンズ１０９の位置調節装置と連動して
焦点基準位置を自動修正する機能である。焦点基準位置
とは加工条件画面の焦点位置の基準となる値で、実際に
はワークＷの表面と集光ビーム焦点位置が一致する集光
レンズ１０９の位置を焦点基準位置と呼ぶ。

【００４３】したがって、ワークＷを切断したときの切
断幅はワークＷの表面に焦点位置が一致したときに最も
細くなるので、この修正機能を実施すると集光レンズ１
０９の位置を変化させながらスリットを切断し、切断幅
を画像取り込み用カメラ２５で撮像し、コントローラ４
９で測定して、スリットの切断幅が最も狭くなる集光レ
ンズ１０９の位置を焦点基準位置として自動的に修正さ
れるものである。

【００４４】例えばワーククランプ３に適当なワークＷ
をクランプせしめる（ワークＷは焦点変動範囲を広くと
って加工できる薄板が最適で、例えばＳＰＣＣ１．２ｍ
ｍが用いられる）。次いで、ＮＣ焦点用加工プログラム
を呼び出すと共にレーザ加工ヘッド１７をワークＷのＸ
８０×Ｙ５０が加工できる場所に手動で動かし加工プロ
グラムをスタートさせて行われる。

【００４５】例えば、集光レンズ１０７の位置移動量が
０．５ｍｍ，修正前の焦点基準位置が８．０ｍｍとなっ
ていると、図２に示すように、集光レンズ１０７を移動
しスリット切断が行われる。図２においては９本のスリ
ット切断が行われ、各スリットの切断幅が撮像装置ユニ
ット２１を用いて測定される。

【００４６】測定動作としては、図１のフローチャート
を基にして説明すると、ステップＳ１で検出スタート指
令を出しステップＳ２でスリットの直上に撮像装置ユニ
ット２１のＣＣＤカメラ２５を位置決めする。ステップ
Ｓ３でリング照明３５を点灯せしめると共にワーク押さ
え４１を下降せしめてワークＷを押さえる。ステップＳ
４でスリットの切断幅における画像データをＣＣＤカメ
ラ２５で撮像した後、ステップＳ５でコントローラ４９
に画像データが撮像した後、ステップＳ５でコントロー
ラ４９に画像データが取り込まれて処理される。

【００４７】ステップＳ６でリング照明３５を消灯する
と共にワーク押さえ４１を上昇せしめる。ステップＳ７
で測定された切断幅が格納される。次いで、スリット本
数が９本になったかどうか判断し、９本になっていなけ
ればステップＳ２の手前に戻されて繰り返される。スリ
ット本数が９本になると、ステップＳ９で各測定された
切断幅のうち最も狭い切断幅を選び出し、その切断幅に
相当する焦点基準位置に集光レンズ１０７を移動せしめ
て、集光レンズ１０７の焦点位置調整が終了し、自動的
に焦点基準位置が自動的に変更される。

【００４８】次いで、ステップＳ１０で焦点基準位置が
ＮＣ装置のＮＣ強電盤６３に備えられた焦点基準位置修
正機能に送信されて登録され、この登録された焦点基準
位置を加工条件の焦点位置オフセット量の原点として焦
点位置が自動的に補正される。

【００４９】例えば、実際のＮＣ焦点付き加工機の焦点
基準位置自動修正プログラムは次のとおりである。

【００５０】

【表１】 ０２００（自動） Ｍ１０２（ＳＰＣ１、２）； ……加工材質指定 Ｍ１００； Ｅ１； ……加工速度 低速指定 Ｇ９５ Ｐ８１０１ Ｑ０．５ ……焦点移動量０．５ｍｍ Ｍ１０１； サブプログラム呼び出し Ｍ３０； また、マニュアル焦点加工機の焦点基準位置自動修正プ
ログラムは次のとおりである。

【００５１】

【表２】 ０−−−（手動） Ｍ１０２（ＳＰＣ１、２）； ……加工材質指定 Ｍ１００； Ｅ１； ……加工速度 低速指定 Ｍ９６ Ｐ８１０２； ……サブプログラム呼び出し Ｍ１０１； Ｍ３０； 焦点基準位置をさらに精度良く割り出したい場合には、
Ｑ値を小さくして行う。ただし、Ｑ値を極端に小さくす
ると焦点位置変動範囲内に焦点基準位置がない場合があ
るので注意する必要がある。集光レンズ１０７の焦点距
離によるＱ値の取り方は次のとおりである。

【００５２】

【表３】 なお、マニュアル焦点加工機の場合には、焦点位置の変
更をオペレータが行い、それ以外は自動焦点加工機とほ
ぼ同じ要領で行われるものである。

【００５３】このように集光レンズ１０７の焦点位置を
変化させながら切断したスリットの切断幅を画像処理装
置を用いて測定するので、正確な切断幅の比較データを
得ることができる。得られた比較データを比較し最少と
なるときの集光レンズ位置がわかるので、集光レンズ１
０７の焦点基準位置を正確に判断することができる。ま
た、得られた数点の比較データを最少二重法等の曲線処
理を施してその最少となるときの集光レンズ位置がわか
るので、集光レンズ１０７の焦点基準位置をさらに正確
に判断することができる。

【００５４】得られた集光レンズ１０７の焦点位置を焦
点基準位置としてＮＣ装置のＮＣ強電盤６３に登録する
ことができるので、その値を加工条件の焦点位置オフセ
ット量の原点として使用でき、加工条件の信頼性と加工
の安定性を向上せしめることができる。

【００５５】前記集光レンズ１０７の移動をＮＣ装置の
ＮＣ強電盤６３からの指示で自動で動かすことができる
装置を用いることで、全ての作業をＮＣ強電盤６３に登
録されたプログラムによる自動運転により実施でき作業
者の負担がなく、またどの作業者が実施しても同じ正確
さで焦点位置原点を得ることができる。

【００５６】上記の方法により焦点基準位置を測定する
ため、ケガキによる焦点基準位置設定に比べ作業者の安
全特に目への負担の軽減を図ることができる。

【００５７】なお、この発明は、前述した実施の形態の
例に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより
その他の態様で実施し得るものである。

【００５８】

【発明の効果】以上のごとき実施の形態の例より理解さ
れるように、請求項１の発明によれば、Ｙ軸キャレッジ
に設けられたレーザ加工ヘッドから集光レンズの焦点位
置を種々変化させてワークへレーザビームを照射せしめ
てワークに複数のスリット加工が行われる。この加工さ
れた複数のスリットをＹ軸キャレッジに設けられた撮像
装置ユニットの直下に位置決めし、リング照明を点灯せ
しめると共にワーク押さえを下降せしめてワークを押さ
える。次いで、画像取り込み用カメラで前記各スリット
における切断幅の画像データを取り込むと共に画像処理
装置に画像データを送る。画像処理装置では各切断幅を
測定すると共にこの測定された各切断幅のうちの最も狭
い切断幅における焦点位置を集光レンズの焦点基準位置
として正確に判断せしめることができると共に、この焦
点基準位置を焦点位置として調整することができる。

【００５９】請求項２の発明によれば、集光レンズの移
動を自動で行うことにより、集光レンズの焦点位置の変
化を自動で行うことができる。而して、作業者の負担が
なく、またどの作業者でも実施することができる。

【００６０】請求項３の発明によれば、請求項１，２に
よるレーザ加工機における焦点位置の調整方法で調整さ
れた集光レンズの焦点基準位置をＮＣ装置に登録するこ
とによって、その値を加工条件の焦点位置オフセット量
の原点として焦点位置を補正することができる。而し
て、加工条件の信頼性と加工の安定性の向上を図ること
ができる。

【００６１】請求項４の発明によれば、Ｙ軸キャレッジ
に設けられたレーザ加工ヘッドから集光レンズの焦点位
置を種々変化させてワークへレーザビームを照射せしめ
てワークに複数のスリット下降が行われる。この加工さ
れた複数のスリットをＹ軸キャレッジに設けられた撮像
装置ユニットの直下に位置決めし、リング照明を点灯せ
しめると共にワーク押さえを下降せしめてワークを押さ
える。次いで、画像取り込み用カメラで前記各スリット
における切断幅の画像データを取り込むと共に画像処理
装置に画像データを送る。画像処理装置では各切断幅を
測定すると共にこの測定された各切断幅のうちの最も狭
い切断幅における焦点位置が焦点基準位置修正機能でも
って集光レンズの焦点基準位置として判断されて集光レ
ンズの位置を焦点基準位置に調整することができる。

【００６２】しかも、この焦点基準位置がＮＣ装置に登
録されて補正機能でその焦点基準位置を加工条件の焦点
位置オフセット量の原点として焦点位置を補正すること
ができる。而して、加工条件の信頼性と加工の安定性の
向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の動作を説明するフローチャートであ
る。

【図２】この発明の焦点位置を確認する際のワークにス
リット加工を行う説明図である。

【図３】この発明のレーザ加工機を説明する説明図であ
る。

【図４】（Ａ）はコントローラの平面図、（Ｂ）は
（Ａ）における正面図、（Ｃ）は（Ａ）における右側面
図、（Ｄ）は（Ａ）における左側面図である。

【図５】電気系統のシステム構成図である。

【図６】エア系統のシステム構成図である。

【図７】レーザ加工ヘッド内の集光レンズを上下動せし
める説明図である。

【符号の説明】

１ レーザ加工機 ３ ワーククランプ １５ Ｙ軸キャレッジ １７ レーザ加工ヘッド ２１ 撮像装置ユニット ２３ 撮像装置ユニットケース ２５ ＣＣＤカメラ（画像取り込み用カメラ） ３１ エアシリンダ ３５ リング照明 ４１ ワーク押さえ ４９ コントローラ（画像処理装置） ６３ ＮＣ強電盤（演算処理装置） ７３ ＮＣ操作盤 １０７ 集光レンズ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｙ軸キャレッジに設けられ、かつ焦点位
   置が調整可能な集光レンズを備えたレーザ加工ヘッドか
   ら前記焦点位置を種々変化させてワークへレーザビーム
   を照射せしめてワークに複数のスリット加工を行った
   後、この加工された複数のスリットを前記Ｙ軸キャレッ
   ジに設けられた撮像装置ユニットの直下に位置決めし、
   撮像装置ユニット内のリング照明を点灯すると共に撮像
   装置ユニット内のワーク押さえを下降せしめてワークを
   押さえ、次いで、撮像装置ユニット内の画像取り込み用
   カメラで前記各スリットにおける切断幅の画像データを
   取り込むと共に画像処理装置に画像データが送られた前
   記各切断幅を測定し、この測定された各切断幅のうちの
   最も狭い切断幅における焦点位置を前記集光レンズの焦
   点基準位置として焦点位置を調整することを特徴とする
   レーザ加工機における焦点位置の調整方法。
2. 【請求項２】 前記集光レンズを自動で移動せしめて集
   光レンズの焦点位置の種々な変化を自動で行うことを特
   徴とする請求項１記載のレーザ加工機における焦点位置
   の調整方法。
3. 【請求項３】 請求項１，２によるレーザ加工機におけ
   る焦点位置の調整方法で調整された集光レンズの焦点基
   準位置を、ＮＣ装置に登録し、この登録された焦点基準
   位置を加工条件の焦点位置オフセット量の原点として焦
   点位置を補正することを特徴とするレーザ加工機におけ
   る焦点位置の補正方法。
4. 【請求項４】 Ｙ軸方向へ移動自在なＹ軸キャレッジに
   設けられ、かつ焦点位置が調整可能な集光レンズを備え
   たレーザ加工ヘッドと、前記Ｙ軸キャレッジに設けら
   れ、上下動自在なリング照明とワーク押さえを有すると
   共に画像取り込み用カメラを有した撮像装置ユニット
   と、前記画像取り込み用カメラで撮像した画像データを
   取り込んで画像処理をすると共に焦点基準位置自動修正
   機能を有する画像処理装置と、前記焦点基準位置自動修
   正機能で処理した焦点基準位置を取り込んで焦点位置を
   補正する補正機能を有したＮＣ装置と、で構成されてい
   ることを特徴とするレーザ加工機。