JPH10314968A - Laser beam machining device - Google Patents

Laser beam machining device

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Publication number
JPH10314968A
JPH10314968A JP9124412A JP12441297A JPH10314968A JP H10314968 A JPH10314968 A JP H10314968A JP 9124412 A JP9124412 A JP 9124412A JP 12441297 A JP12441297 A JP 12441297A JP H10314968 A JPH10314968 A JP H10314968A
Authority
JP
Japan
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nozzle
laser
laser beam
torch
cylindrical body
Prior art date
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Pending
Application number
JP9124412A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuyuki Okudaira
恭之 奥平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Heavy Industries Ltd filed Critical Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority to JP9124412A priority Critical patent/JPH10314968A/en
Publication of JPH10314968A publication Critical patent/JPH10314968A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To carry out observation of a material to be machined at a narrow place and attachment of a distance sensor and the like to the tip of a nozzle and to facilitate nozzle replacement in accordance with the use by making the conical nozzle at the tip of a laser torch freely attachable to and detachable from the torch cylindrical body and burying an illuminating device in the nozzle. SOLUTION: A conical nozzle 112 is made freely attachable to and detachable from the cylindrical body 111 of a laser torch 100. An illuminating device 90 is constituted of plural miniature lamps arranged radially with equally angled spaces apart against the optical axis CA of a CCD camera 120, with the lamps buried on the surface of the conical nozzle 112 and with the illuminating light emitted towards the tip end of the nozzle 112. By this structure, illuminating light can be cast in the direction nearly vertical to a machining line regardlessly of the machining direction, so that in observing the machining line with the CCD camera or in detecting the machining line with an image processor, a stable image can be obtained regardlessly of heat rays of a work.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はレーザビーム加工装
置に関し、特に被加工対象物を撮像装置によって観察す
る際に、被加工対象物を照明するための照明装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser beam processing apparatus, and more particularly to an illumination device for illuminating a workpiece when the workpiece is observed by an imaging device.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように、レーザビーム加工装置
は、レーザ光を光学系を使って被加工対象物(対象ワー
ク)の表面に集光することによって、レーザビーム加工
を行うものである。レーザビーム加工は、レーザ切断や
レーザ溶接等を含む。
2. Description of the Related Art As is well known, a laser beam processing apparatus performs laser beam processing by condensing a laser beam on the surface of an object to be processed (object work) using an optical system. Laser beam processing includes laser cutting, laser welding, and the like.

【0003】このようなレーザビーム加工装置として、
図2に示されている3次元レーザ加工機が知られてい
る。この3次元レーザ加工機は、レーザ光を対象ワーク
51へ向けて照射するためのレーザ照射部100を有す
る。レーザ照射部100はロボットアーム52の一端に
接続されている。ロボットアーム52の他端に可動フレ
ーム53の一端が接続されている。レーザ照射部100
には光源55から可撓性の光ファイバー56を介してレ
ーザ光が入射されてくる。光源55としては、レーザ光
としてYAGレーザ光を出射するYAGレーザ装置や、
レーザ光としてエキシマ,CO2 レーザ光を出射するエ
キシマ,CO2 レーザ装置が使用される。
[0003] As such a laser beam processing apparatus,
A three-dimensional laser beam machine shown in FIG. 2 is known. This three-dimensional laser processing machine has a laser irradiation unit 100 for irradiating a target workpiece 51 with laser light. The laser irradiation unit 100 is connected to one end of the robot arm 52. One end of a movable frame 53 is connected to the other end of the robot arm 52. Laser irradiation unit 100
, Laser light is incident from a light source 55 via a flexible optical fiber 56. As the light source 55, a YAG laser device that emits a YAG laser beam as a laser beam,
Excimer, excimer which emits CO 2 laser beam, a CO 2 laser device is used as a laser beam.

【0004】3次元レーザ加工機は、さらに3軸ステー
ジ60を有する。3軸ステージ60は、対象ワーク51
をそれぞれx軸方向(左右方向)およびy軸方向(前後
方向)に駆動するためのX軸蛇腹機構61およびY軸蛇
腹機構62と、可動フレーム53の他端を保持して可動
フレーム53をz軸方向(鉛直方向)に移動させるZ軸
蛇腹機構63とから成る。
[0004] The three-dimensional laser beam machine further has a three-axis stage 60. The three-axis stage 60 includes the target workpiece 51
The X-axis bellows mechanism 61 and the Y-axis bellows mechanism 62 for driving the movable frame 53 in the x-axis direction (left-right direction) and the y-axis direction (front-back direction), respectively, and the movable frame 53 And a Z-axis bellows mechanism 63 that moves in the axial direction (vertical direction).

【0005】後で図3および図4を参照して詳述するよ
うに、レーザ照射部100は撮像装置としてのCCDカ
メラ(後述する)を備えており、CCDカメラで撮像さ
れた対象ワーク51の表面の画素はコントローラ70の
カメラ・モニター71に写し出される。コントローラ7
0は上記3軸ステージ60およびロボットアーム52の
駆動を制御するためのものである。オペレータは、カメ
ラ・モニター71と対象ワーク51を監視しながら、携
帯しているティーチングボックス73よりコントローラ
70へ操作コマンドを入力し、本3次元レーザ加工機を
遠隔操作している。
As will be described later in detail with reference to FIGS. 3 and 4, the laser irradiation unit 100 includes a CCD camera (to be described later) as an image pickup device, and the target work 51 picked up by the CCD camera is captured. The pixels on the front surface are displayed on the camera monitor 71 of the controller 70. Controller 7
Numeral 0 is for controlling the driving of the three-axis stage 60 and the robot arm 52. The operator inputs an operation command to the controller 70 from the teaching box 73 carried while monitoring the camera monitor 71 and the target work 51, and remotely controls the three-dimensional laser processing machine.

【0006】次に、図3および図4を参照して、レーザ
照射部100について説明する。レーザ照射部100
は、レーザトーチ110と、CCDカメラ120とを有
する。レーザトーチ110は円筒体111とこの円筒体
111の一端側から連続して延在する円錐体112とか
ら成る。円錐体112の頂部には孔112aが空けられ
ている。また、レーザトーチ110は照射用レンズ11
3と、照射用ハーフミラー114と、撮像用レンズ11
5とを内蔵している。光ファイバー56中を導光してき
たレーザ光は、照射用ハーフミラー114で反射された
後、照射用レンズ113で集光され、孔112aから出
射される。これにより、円錐体112の頂部に対向して
設けられた対象ワーク51をレーザビーム加工すること
ができる。
Next, the laser irradiation unit 100 will be described with reference to FIGS. Laser irradiation unit 100
Has a laser torch 110 and a CCD camera 120. The laser torch 110 includes a cylindrical body 111 and a conical body 112 extending continuously from one end of the cylindrical body 111. A hole 112a is formed in the top of the cone 112. The laser torch 110 is used for the irradiation lens 11.
3, the irradiation half mirror 114, and the imaging lens 11
5 and built-in. The laser light guided through the optical fiber 56 is reflected by the irradiation half mirror 114, then condensed by the irradiation lens 113, and emitted from the hole 112a. Thus, the target workpiece 51 provided opposite to the top of the cone 112 can be subjected to laser beam processing.

【0007】尚、図4は、レーザ溶接の場合を示し、対
象ワーク51は溶接線51aを持っている。一般のレー
ザビーム加工の場合、溶接線51aは加工線と呼ばれ
る。
FIG. 4 shows a case of laser welding, in which the target work 51 has a welding line 51a. In the case of general laser beam processing, the welding line 51a is called a processing line.

【0008】CCDカメラ120はレーザトーチ110
の円筒体111の他端側に設けられている。CCDカメ
ラ120は孔112aを介して対象ワーク51の表面、
特に、溶接線(加工線)51aを撮像する。このCCD
カメラ120によって溶接線51aをより良く観察する
為には、対象ワーク51の表面を均一に安定して照明す
る必要がある。それは、CCDカメラ120で撮像され
た画像を処理するのを容易にするからである。
The CCD camera 120 is a laser torch 110
Is provided on the other end side of the cylindrical body 111. The CCD camera 120 is connected to the surface of the target workpiece 51 through the hole 112a,
In particular, the welding line (processing line) 51a is imaged. This CCD
In order to better observe the welding line 51a with the camera 120, it is necessary to uniformly and stably illuminate the surface of the target workpiece 51. This is because it is easy to process the image captured by the CCD camera 120.

【0009】以下、図5乃至図7を参照して、レーザビ
ーム加工装置に用いられている従来の照明装置について
説明する。
Hereinafter, a conventional illumination device used in a laser beam processing apparatus will be described with reference to FIGS.

【0010】図5に示す照明装置は、照明光を出射する
光源81と、この光源81から出射された照明光を導く
フレキシブルチューブ82と、このフレキシブルチュー
ブ82から導かれてきた光をレーザトーチ110内に収
納された照明用ハーフミラー116へ向けて出射するラ
イトガイド83とを備えている。照明用ハーフミラー1
16で反射された照明光は、CCDカメラ120のカメ
ラ軸CAに沿って孔112aを介して対象ワーク51
(図4)の表面に入射光として出射される。したがっ
て、入射光は対象ワーク51の表面に対してほぼ垂直に
入射する。この照明装置は、照明光がカメラ軸CAに沿
って落射するので、同軸落射照明装置と呼ばれる。
The illumination device shown in FIG. 5 includes a light source 81 for emitting illumination light, a flexible tube 82 for guiding illumination light emitted from the light source 81, and a light guided from the flexible tube 82 to a laser torch 110. And a light guide 83 that emits light toward the illumination half mirror 116 housed in the camera. Half mirror for lighting 1
Illumination light reflected by the target workpiece 51 is transmitted through the hole 112a along the camera axis CA of the CCD camera 120.
It is emitted as incident light on the surface of FIG. Therefore, the incident light enters the surface of the target work 51 almost perpendicularly. This illuminator is called a coaxial epi-illuminator because the illumination light falls along the camera axis CA.

【0011】図6に示す照明装置は、ライトガイド83
の代わりにスポット形(ライン形)ライトガイド84を
使用した点を除いて図5に示したものと同様の構成を有
する。但し、図5の場合とは異なり、照明光をレーザト
ーチ110の外部から出射するので、図5に示したよう
な照明用ハーフミラー116が不要である。スポット形
ライトガイド84はその照射部84aより照明光をスポ
ット状に照射する。このような照明装置では、照明光を
対象ワーク51(図4)の溶接線(加工線)51aに対
して所定の方向から照射させる必要がある。この照明装
置はスポット形照明装置と呼ばれる。
The lighting device shown in FIG.
5 except that a spot-type (line-type) light guide 84 is used instead. However, unlike the case of FIG. 5, since the illumination light is emitted from the outside of the laser torch 110, the illumination half mirror 116 as shown in FIG. 5 is unnecessary. The spot-shaped light guide 84 irradiates the illumination light in a spot form from the irradiating section 84a. In such an illuminating device, it is necessary to irradiate the illumination light to the welding line (processing line) 51a of the target work 51 (FIG. 4) from a predetermined direction. This lighting device is called a spot-type lighting device.

【0012】図7に示す照明装置は、スポット形ライト
ガイド84の代わりにリング型ライトガイド85を使用
している点を除いて図6に示したものと同様の構成を有
する。リング型ライトガイド85は環状の照射部85a
を備えており、照射部85aから断面環状の照明光を照
射する。リング型ライトガイド85はレーザトーチ11
0(図4)の所定の箇所に取り付けられる。対象ワーク
51(図5)の溶接線51aを検出するためには、照明
光を対象ワーク51の表面に対して所定範囲の角度で入
射させる必要がある。したがって、リング型ライトガイ
ド85をこの所定範囲の角度を実現できる位置でレーザ
トーチ110に取り付けなければならない。この照明装
置はリング型照明装置と呼ばれる。
The illumination device shown in FIG. 7 has the same configuration as that shown in FIG. 6 except that a ring type light guide 85 is used instead of the spot type light guide 84. The ring-shaped light guide 85 has an annular irradiation section 85a.
The illumination unit 85a emits illumination light having a circular cross section. The ring type light guide 85 is a laser torch 11
0 (FIG. 4). In order to detect the welding line 51a of the target work 51 (FIG. 5), it is necessary to make the illumination light enter the surface of the target work 51 at an angle within a predetermined range. Therefore, the ring-type light guide 85 must be attached to the laser torch 110 at a position where the angle in the predetermined range can be realized. This lighting device is called a ring type lighting device.

【0013】上述したような従来の照明装置では、それ
ぞれ次に述べるような欠点がある。図5に示す同軸落射
照明装置では、対象ワーク51の表面と照明光(入射
光)とがほぼ垂直であるので、溶接線(加工線)51a
が見え難いという欠点がある。図6に示すスポット形照
明装置では、溶接線(加工線)51aに対して所定の方
向から照明光を当てる必要があるので、調整作業が必要
になるという欠点がある。図7に示すリング型照明装置
では、所定範囲の角度を実現できる位置でリング形ライ
トガイド85をレーザトーチ110に取り付けると、作
業の邪魔になるという欠点がある。
The above-described conventional lighting devices have the following disadvantages. In the coaxial epi-illumination device shown in FIG. 5, since the surface of the target work 51 and the illumination light (incident light) are almost perpendicular, the welding line (processing line) 51a
Has the disadvantage that it is difficult to see. The spot-type lighting device shown in FIG. 6 has a drawback that an adjustment operation is required because it is necessary to apply illumination light to the welding line (processing line) 51a from a predetermined direction. The ring-type lighting device shown in FIG. 7 has a drawback in that when the ring-shaped light guide 85 is attached to the laser torch 110 at a position where an angle in a predetermined range can be realized, it hinders work.

【0014】このような従来の照明装置における欠点を
解決するために、本願出願人は、撮像装置によって被加
工対象物の加工線を正確に観察することを可能にした照
明装置を備えたレーザビーム加工装置を既に出願(以
下、先の出願と呼ぶ)している(特開平8−19727
3号公報参照)。
In order to solve the above-mentioned drawbacks of the conventional illumination device, the applicant of the present application has developed a laser beam provided with an illumination device capable of accurately observing a processing line of an object to be processed by an imaging device. A processing device has already been filed (hereinafter, referred to as an earlier application) (Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-19727)
No. 3).

【0015】図8を参照して、先の出願に係る照明装置
を備えたレーザ照射部を示す。レーザ照射部それ自体
は、図4に示した構成を有する。このレーザ照射部に本
発明に係る照明装置が取り付けられている。
Referring to FIG. 8, there is shown a laser irradiation section provided with the illumination device according to the earlier application. The laser irradiation section itself has the configuration shown in FIG. The illumination device according to the present invention is attached to the laser irradiation unit.

【0016】先の出願に係る照明装置は、図7に示した
リング型照明装置に、さらに、キャップ式ライトガイド
86を付加したものである。リング型ライトガイド85
は、レーザトーチ110の円筒体111の外壁にその外
周に沿って取り付けられている。リング型ライトガイド
85は、環状の照射部85aから円筒体111の外壁に
沿って対象ワーク51(図4)の表面へ向けて照明光を
出射する。
The illumination device according to the earlier application is obtained by adding a cap-type light guide 86 to the ring-type illumination device shown in FIG. Ring type light guide 85
Is attached to the outer wall of the cylindrical body 111 of the laser torch 110 along the outer periphery thereof. The ring-shaped light guide 85 emits illumination light from the annular irradiation section 85a along the outer wall of the cylindrical body 111 toward the surface of the target work 51 (FIG. 4).

【0017】キャップ式ライトガイド86は、レーザト
ーチ110の外壁に取り付けられ、リング型ライトガイ
ド85の環状の照射部85aに光学的に結合される。キ
ャップ式ライトガイド86は、レーザトーチ110の円
筒体111および円錐体(ノズル)112の外形にそれ
ぞれ対応した円筒部86−1および円錐台形状部86−
2とからなるキャップ型形状をもつ。キャップ式ライト
ガイド86は、環状の照射部85aより照射された照明
光を円筒部86−1および円錐台形状部86−2を介し
てレーザトーチ110の円筒体111および円錐体11
2の外壁に沿って導く。キャップ式ライトガイド86
は、この導いた光を円錐台形状部86−2の先端から対
象ワーク51(図4)の表面に対して所定の角度で円錐
体112の頂部直下の対象ワーク51の表面へ向けて出
射する。
The cap-type light guide 86 is attached to the outer wall of the laser torch 110, and is optically coupled to the ring-shaped light guide 85 of the ring-shaped light guide 85. The cap-type light guide 86 has a cylindrical portion 86-1 and a truncated conical portion 86-corresponding to the outer shapes of the cylindrical body 111 and the conical body (nozzle) 112 of the laser torch 110, respectively.
2 has a cap shape. The cap-type light guide 86 irradiates the illumination light emitted from the annular irradiation part 85a via the cylindrical part 86-1 and the truncated cone part 86-2 to the cylindrical body 111 and the conical body 11 of the laser torch 110.
Guide along the outer wall of No. 2. Cap-type light guide 86
Emits the guided light from the tip of the truncated cone portion 86-2 toward the surface of the target work 51 immediately below the top of the cone 112 at a predetermined angle with respect to the surface of the target work 51 (FIG. 4). .

【0018】キャップ式ライトガイド86はレーザトー
チ110の外形に合っているので、対象ワーク51(図
4)の表面に対して斜め方向から照明を行うことができ
る。キャップ式ライトガイド86の材質は、透明のプラ
スチック材若しくはガラス材であることが好ましい。
Since the cap-type light guide 86 conforms to the outer shape of the laser torch 110, it can illuminate the surface of the target work 51 (FIG. 4) from an oblique direction. The material of the cap-type light guide 86 is preferably a transparent plastic material or a glass material.

【0019】次に、図9(a)を参照して、対象ワーク
51の溶接線51aの検出に適した、図8に示した照明
装置における照明方向の条件について説明する。照明光
(入射光)と対象ワーク51の表面との角度θ1 は20
°≦θ1 ≦45°の範囲にあることが好ましい。何故な
ら、この角度範囲を外れると、CCDカメラ120によ
って撮像された画像として、溶接対象の凹凸、傷、及び
粗さを強調した画像が得られるからである。このような
画像をデジタル処理することは一般に難しい。ここで、
デジタル処理とは、微分処理や2値化処理等のことをい
う。
Next, with reference to FIG. 9A, conditions of the illumination direction in the illumination device shown in FIG. 8 suitable for detecting the welding line 51a of the target workpiece 51 will be described. The angle θ 1 between the illumination light (incident light) and the surface of the target work 51 is 20
It is preferable that it is in the range of ° ≦ θ 1 ≦ 45 °. This is because if the angle is out of this range, an image in which the irregularities, scratches, and roughness of the welding target are emphasized can be obtained as an image captured by the CCD camera 120. It is generally difficult to digitally process such images. here,
Digital processing refers to differentiation processing, binarization processing, and the like.

【0020】先の出願に係るキャップ式ライトガイド8
6は、レーザトーチ110の外形に合った外形をしてい
るので、それをレーザトーチ110に取り付けるだけ
で、上述した最適な角度条件(照明条件)を満足するこ
とができる。また、キャップ式ライトガイド86がレー
ザトーチ110の外形に合った外形をしているので、キ
ャップ式ライトガイド86をレーザトーチ110に取り
付けても、作業の障害になることはない。
The cap-type light guide 8 according to the earlier application
6 has an outer shape that matches the outer shape of the laser torch 110, so that the above-mentioned optimum angle condition (illumination condition) can be satisfied only by attaching it to the laser torch 110. In addition, since the cap-type light guide 86 has an outer shape that matches the outer shape of the laser torch 110, even if the cap-type light guide 86 is attached to the laser torch 110, there is no obstacle to work.

【0021】尚、このキャップ式ライトガイド86は着
脱式である。したがって、レーザ加工による汚れの付
着、破損等を防ぐことができる。すなわち、対象ワーク
51の溶接線51aを検出する際のみ、オペレータはキ
ャップ式ライトガイド86をレーザトーチ110に取り
付ける。そして、作業終了後、キャップ式ライトガイド
86をレーザトーチ110から取り外す。
The cap-type light guide 86 is detachable. Therefore, adhesion, breakage, and the like of dirt due to laser processing can be prevented. That is, the operator attaches the cap-type light guide 86 to the laser torch 110 only when detecting the welding line 51a of the target work 51. Then, after the operation is completed, the cap-type light guide 86 is removed from the laser torch 110.

【0022】このような作業を行うだけで、照明が必要
な時に、簡単に図9(a)に示したような最適な角度条
件を満足した照明を行うことができる。また、キャップ
式ライトガイド86はリング形状をしているでの、溶接
線51aの方向に関係なく、図9(b)に示すように、
溶接線51aの方向に対して角度θ2 が直角となる方向
から照明光を当てることが可能である。
By simply performing such an operation, when illumination is required, it is possible to easily perform illumination that satisfies the optimum angle condition as shown in FIG. Further, since the cap type light guide 86 has a ring shape, regardless of the direction of the welding line 51a, as shown in FIG.
The illumination light can be applied from a direction in which the angle θ 2 is perpendicular to the direction of the welding line 51a.

【0023】上述したように、オペレータがCCDカメ
ラ120で対象ワーク51の溶接線51aを観察したい
とき、オペレータの熟練度に関係なく安定した画像を得
ることができる。したがって、CCDカメラ120で撮
像した画素をデジタル処理することが容易に行える。
As described above, when the operator wants to observe the welding line 51a of the target work 51 with the CCD camera 120, a stable image can be obtained regardless of the skill level of the operator. Therefore, it is possible to easily digitally process the pixels captured by the CCD camera 120.

【0024】[0024]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先の出
願に係る照明装置では、キャップ式ライトガイド86が
レーザトーチ110の外壁(円筒体111および円錐体
(ノズル)112の外壁)に装着されるので、その分だ
けノズル112の外形が大きくなり、観測できる領域が
限定されてしまうという欠点がある。また、ノズル11
2の先端部に距離センサ等のセンサを取り付けることが
できなくなるという欠点もある。
However, in the lighting device according to the earlier application, the cap-type light guide 86 is mounted on the outer wall of the laser torch 110 (the outer wall of the cylindrical body 111 and the outer wall of the conical body (nozzle) 112). There is a disadvantage that the outer shape of the nozzle 112 becomes larger by that amount and the observable area is limited. The nozzle 11
There is also a disadvantage that a sensor such as a distance sensor cannot be attached to the tip of the second.

【0025】したがって、本発明の課題は、狭い場所で
の観測を可能にした照明装置を備えたレーザビーム加工
装置を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a laser beam processing apparatus provided with an illuminating device which enables observation in a narrow place.

【0026】本発明の他の課題は、ノズルの先端部に距
離センサ等のセンサを取り付けることが可能な照明装置
を備えたレーザビーム加工装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a laser beam processing apparatus provided with an illumination device capable of attaching a sensor such as a distance sensor to the tip of a nozzle.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】本発明によるレーザビー
ム加工装置は、中心軸を持つ円筒体と該円筒体の一端側
から連続して延在した前記中心軸と同軸の円錐体とから
成るレーザトーチであって、前記円錐体の頂部に空けら
れた孔から前記中心線に沿ってレーザ光を出射して、前
記円錐体の頂部に対向して設けられた被加工対象物を加
工する前記レーザトーチと;前記レーザトーチの前記円
筒体の他端側に設けられ、前記孔を介して前記被加工対
象物の表面を撮像する撮像装置と;前記被加工対象物の
表面を照明する照明装置と;を有するレーザビーム加工
装置において、前記円錐体は前記円筒体に対して着脱自
在であり、前記照明装置を前記円錐体内に埋め込んで設
けたことを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a laser beam processing apparatus comprising: a cylindrical body having a central axis; and a conical body extending coaxially with the central axis and extending continuously from one end of the cylindrical body. And a laser torch that emits laser light along the center line from a hole opened at the top of the cone to process a workpiece provided to face the top of the cone. An imaging device provided on the other end side of the cylindrical body of the laser torch and imaging the surface of the workpiece through the hole; and an illumination device for illuminating the surface of the workpiece. In the laser beam processing apparatus, the cone is detachable from the cylinder, and the illumination device is embedded in the cone.

【0028】[0028]

【作用】照明装置を円錐体(ノズル)内に埋め込んで設
けているので、ノズルの外形を小さくすることができ、
狭い場所での観察が可能となる。また、ノズルの先端部
に距離センサ等のセンサを取り付けることも可能とな
る。さらに、ノズルが円筒体に対して着脱自在なので、
用途に応じてノズルを取り替えることができる。
The illumination device is embedded in the cone (nozzle), so that the outer shape of the nozzle can be reduced.
Observation in a narrow place becomes possible. It is also possible to attach a sensor such as a distance sensor to the tip of the nozzle. Furthermore, since the nozzle is detachable from the cylinder,
The nozzle can be changed according to the application.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0030】図1に本発明の一実施の形態による照明装
置を備えたレーザ照射部を示す。レーザ照射部それ自体
は、図4に示した構成を有する。このレーザ照射部に本
発明に係る照明装置が取り付けられている。図1におい
て、(a)は概略断面図であり、(b)は円錐体(ノズ
ル)112を上方から見た概略平面図である。
FIG. 1 shows a laser irradiation unit provided with an illumination device according to one embodiment of the present invention. The laser irradiation section itself has the configuration shown in FIG. The illumination device according to the present invention is attached to the laser irradiation unit. 1A is a schematic sectional view, and FIG. 1B is a schematic plan view of a cone (nozzle) 112 viewed from above.

【0031】図1に示すレーザ照射部において、円錐体
(ノズル)112は円筒体111に対して着脱自在であ
る。そして、本発明に係る照明装置90は、円錐体(ノ
ズル)112内に埋め込んで設けられている。照明装置
90は、図1(b)に示されるように、カメラ光軸(中
心軸)CAに対して線対称(放射状)に等角度間隔に配
置された複数個(図示の例では、6個の)光源91から
なる。図示の光源91は小型電球からなり、図1の矢印
Aで示すように、各小型電球91からの照明光はノズル
112の先端へ向けて出射されている。なお、図示の例
では、ノズル112は観察(教示)用のノズルである。
In the laser irradiation section shown in FIG. 1, a cone (nozzle) 112 is detachable from a cylinder 111. The lighting device 90 according to the present invention is embedded in a cone (nozzle) 112. As shown in FIG. 1B, a plurality of illuminating devices 90 (six in the illustrated example) are arranged at equal angular intervals symmetrically (radially) with respect to the camera optical axis (center axis) CA. A) light source 91). The illustrated light source 91 is formed of a small light bulb, and the illumination light from each small light bulb 91 is emitted toward the tip of the nozzle 112 as shown by an arrow A in FIG. In the illustrated example, the nozzle 112 is a nozzle for observation (teaching).

【0032】次に、このような構成の照明装置を備えた
レーザ照射部の動作について説明する。レーザビーム加
工装置による作業は、教示(観察)作業と加工作業とに
分けられる。本発明に係るレーザ照射部は、教示(観
察)作業に使用される。
Next, the operation of the laser irradiating section provided with the illuminating device having such a configuration will be described. Operations performed by the laser beam processing apparatus are divided into teaching (observation) operations and processing operations. The laser irradiation unit according to the present invention is used for teaching (observation) work.

【0033】まず、図1(b)に示すような照明装置9
0を備えたノズル112が既に組み立てられているとす
る。教示(観察)作業では、対象ワーク51の加工線5
1a(図9)をCCDカメラ120で観察し、画像処理
で検出する。この加工線51aを観察・検出する際、オ
ペレータは図1(b)に示すノズル112を、図1
(a)に示すように、レーザトーチ110の円筒部11
1に装着する。そして、小型電球91の配線を行う。
First, an illumination device 9 as shown in FIG.
Assume that nozzle 112 with zero has already been assembled. In the teaching (observation) work, the processing line 5
1a (FIG. 9) is observed by the CCD camera 120 and detected by image processing. When observing and detecting the processing line 51a, the operator moves the nozzle 112 shown in FIG.
As shown in (a), the cylindrical portion 11 of the laser torch 110
Attach to 1. Then, wiring of the small light bulb 91 is performed.

【0034】これにより、図9を参照して説明したよう
な照明条件を簡単に実現することができる。また、この
ノズル112はその内部に放射状に等角度間隔に複数個
の光源91を配置しているので、加工線51aの方向に
関係なく線方向に対してほぼ直角方向に照明光を当てる
ことができる。
Thus, the illumination conditions as described with reference to FIG. 9 can be easily realized. Further, since a plurality of the light sources 91 are radially arranged at equal angular intervals inside the nozzle 112, it is possible to irradiate the illumination light in a direction substantially perpendicular to the line direction regardless of the direction of the processing line 51a. it can.

【0035】したがって、オペレータがCCDカメラ1
20で加工線51aを観察するとき、或いはその後の画
像処理で加工線51aを検出するとき、本発明に係る照
明装置90を使用することによって、オペレータの熟練
度に関係なく安定した画像を得ることができる。
Therefore, the operator operates the CCD camera 1
When the processing line 51a is observed at 20 or when the processing line 51a is detected in the subsequent image processing, a stable image can be obtained regardless of the skill level of the operator by using the illumination device 90 according to the present invention. Can be.

【0036】上述したような教示作業を終了した後、観
察用のノズル112を加工用のノズルに交換する。尚、
ノズル112として加工時に発生する熱に耐えうる素材
を使用し、かつ小型電球91もその熱に耐えうるものを
使用すれば、観察用のノズル112をそのまま加工用の
ノズルとしても用いることができる。
After the teaching operation as described above is completed, the observation nozzle 112 is replaced with a processing nozzle. still,
If a material that can withstand the heat generated at the time of processing is used for the nozzle 112 and a small light bulb 91 that can withstand the heat is used, the observation nozzle 112 can be used as it is as a processing nozzle.

【0037】このような構成の照明装置は、以下に述べ
るような作用効果を奏する。複数個の小型電球91が中
心軸CAに対して線対称に等角度間隔に配置されている
ので、レーザトーチ110直下の対象ワーク51に対し
て照明光を均一に当てることができる。また、観察(教
示)用のノズル112は、円筒体111に対して着脱可
能であるんで、切断用、溶接用等の用途に応じて形状が
異なるノズルを、簡単に用途に応じて取り替えることが
できる。光源(小型電球)91が観察(教示)用のノズ
ル112内に埋め込んで設けられるので、ノズル112
を小型化でき、それによって、照明装置を外壁に装着し
て外形が大きい従来のノズル(図8)の場合には観察不
可能であった狭い場所にもノズル112を移動させて、
その狭い場所を観察することが可能である。さらに、ノ
ズル112の外壁には何も装着されないので、ノズル1
12の先端部に静電容量センサ等の距離センサを装着す
ることが可能である。ノズル112を耐熱使用の素材を
用いて製作し、かつ光源(小型電球)91も耐熱用のも
のを使用することにより、このノズル112で加工作業
を行うことも可能である。
The illumination device having such a configuration has the following operation and effects. Since the plurality of small light bulbs 91 are arranged at equal angular intervals symmetrically with respect to the central axis CA, illumination light can be uniformly applied to the target work 51 immediately below the laser torch 110. In addition, the nozzle 112 for observation (teaching) is detachable from the cylindrical body 111, so that a nozzle having a different shape depending on the application such as cutting or welding can be easily replaced according to the application. it can. Since the light source (small bulb) 91 is embedded in the nozzle 112 for observation (teaching), the nozzle 112
Can be reduced, whereby the illumination device can be mounted on the outer wall and the nozzle 112 can be moved to a narrow place which cannot be observed in the case of the conventional nozzle having a large external shape (FIG. 8).
It is possible to observe the narrow place. Further, since nothing is mounted on the outer wall of the nozzle 112, the nozzle 1
It is possible to attach a distance sensor such as a capacitance sensor to the tip of the twelve. When the nozzle 112 is made of a heat-resistant material and the light source (small bulb) 91 is also made of a heat-resistant material, the nozzle 112 can be used for processing.

【0038】以上、本発明について好ましい実施例によ
って説明したが、本発明はこれに限定せず、本発明の趣
旨を逸脱しない範囲で種々の変形・変更が可能である。
Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、照明装置
を円錐体(ノズル)内に埋め込んで設けているので、ノ
ズルの外形を小さくすることができ、狭い場所での観察
が可能となる。また、ノズルの頂部(先端部)に距離セ
ンサ等のセンサを取り付けることも可能となる。さら
に、ノズルが円筒体に対して着脱自在なので、用途に応
じてノズルを取り替えることができる。
As described above, according to the present invention, the illumination device is embedded in the conical body (nozzle), so that the outer shape of the nozzle can be reduced and observation in a narrow place becomes possible. . It is also possible to attach a sensor such as a distance sensor to the top (tip) of the nozzle. Further, since the nozzle is detachable from the cylindrical body, the nozzle can be replaced according to the application.

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

【図1】本発明の一実施の形態による照明装置を備え
た、レーザビーム加工装置のレーザ照射部を示す図で、
(a)は概略断面図、(b)は円錐体(ノズル)を上方
から見た概略平面図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a laser irradiation unit of a laser beam processing apparatus including an illumination device according to an embodiment of the present invention;
(A) is a schematic sectional view, (b) is a schematic plan view of a cone (nozzle) viewed from above.

【図2】従来のレーザビーム加工装置(3次元レーザ加
工機)の概略構成を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a conventional laser beam processing apparatus (three-dimensional laser processing machine).

【図3】図2に示したレーザ照射部の構成を詳細に示す
斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of a laser irradiation unit shown in FIG. 2 in detail.

【図4】図3に示したレーザ照射部の内部構成を示す断
面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an internal configuration of a laser irradiation unit shown in FIG.

【図5】従来の照明装置の第1の例を示す概略正面図で
ある。
FIG. 5 is a schematic front view showing a first example of a conventional lighting device.

【図6】従来の照明装置の第2の例を示す概略正面図で
ある。
FIG. 6 is a schematic front view showing a second example of a conventional lighting device.

【図7】従来の照明装置の第3の例を示す図で、(a)
は底面図、(b)は正面図である。
FIG. 7 is a diagram showing a third example of a conventional lighting device, and FIG.
Is a bottom view and (b) is a front view.

【図8】先の出願(特開平8−197273号公報)に
係る照明装置を備えた、レーザビーム加工装置のレーザ
照射部を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a laser irradiation unit of a laser beam processing apparatus provided with the illumination device according to the earlier application (Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-197273).

【図9】図8に示した照明装置における照明方向の条件
を説明するための図で、(a)は断面図、(b)は平面
図である。
9A and 9B are views for explaining conditions of an illumination direction in the illumination device shown in FIG. 8, where FIG. 9A is a cross-sectional view and FIG. 9B is a plan view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

90 照明装置 91 光源(小型電球) 110 レーザトーチ 111 円筒体 112 円錐体(ノズル) 90 Illumination device 91 Light source (small bulb) 110 Laser torch 111 Cylindrical body 112 Conical body (nozzle)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 中心軸を持つ円筒体と該円筒体の一端側
から連続して延在した前記中心軸と同軸の円錐体とから
成るレーザトーチであって、前記円錐体の頂部に空けら
れた孔から前記中心線に沿ってレーザ光を出射して、前
記円錐体の頂部に対向して設けられた被加工対象物を加
工する前記レーザトーチと;前記レーザトーチの前記円
筒体の他端側に設けられ、前記孔を介して前記被加工対
象物の表面を撮像する撮像装置と;前記被加工対象物の
表面を照明する照明装置と;を有するレーザビーム加工
装置において、 前記円錐体は前記円筒体に対して着脱自在であり、前記
照明装置を前記円錐体内に埋め込んで設けたことを特徴
とするレーザビーム加工装置。
1. A laser torch comprising a cylindrical body having a central axis and a cone coaxial with the central axis extending continuously from one end of the cylindrical body, the laser torch being provided at the top of the cone. A laser torch for emitting a laser beam from the hole along the center line and processing an object to be processed provided to face the top of the cone; provided on the other end side of the cylindrical body of the laser torch; A laser beam processing apparatus comprising: an imaging device configured to capture an image of the surface of the object to be processed through the hole; and an illumination device that illuminates the surface of the object to be processed. A laser beam processing apparatus, which is detachable with respect to the laser beam, and wherein the illumination device is embedded in the cone.
【請求項2】 前記照明装置は、前記中心軸に対して線
対称に等角度間隔に配置された複数個の光源からなる請
求項1記載のレーザビーム加工装置。
2. The laser beam processing apparatus according to claim 1, wherein the illumination device includes a plurality of light sources arranged at equal angular intervals symmetrically with respect to the central axis.
【請求項3】 前記円錐体の頂部に距離センサが装着さ
れている請求項1記載のレーザビーム加工装置。
3. The laser beam processing apparatus according to claim 1, wherein a distance sensor is mounted on a top of the cone.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002307182A (en) * 2001-04-06 2002-10-22 Amada Co Ltd Laser beam machining head of three-dimensional carbonic acid gas laser beam machining device
WO2010007852A1 (en) * 2008-07-16 2010-01-21 住友電気工業株式会社 Laser processing apparatus and processing method employed therein
KR102192319B1 (en) * 2019-07-18 2020-12-17 (주)제이스텍 A fiber optic illuminator that provides a light source coaxially with the laser

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002307182A (en) * 2001-04-06 2002-10-22 Amada Co Ltd Laser beam machining head of three-dimensional carbonic acid gas laser beam machining device
JP4505154B2 (en) * 2001-04-06 2010-07-21 株式会社アマダ Laser processing head of 3D carbon dioxide laser processing machine
WO2010007852A1 (en) * 2008-07-16 2010-01-21 住友電気工業株式会社 Laser processing apparatus and processing method employed therein
CN102099145A (en) * 2008-07-16 2011-06-15 住友电气工业株式会社 Laser processing apparatus and processing method employed therein
US8546722B2 (en) 2008-07-16 2013-10-01 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Laser processing apparatus and processing method employed therein
JP5440499B2 (en) * 2008-07-16 2014-03-12 住友電気工業株式会社 Laser processing apparatus and processing method thereof
KR102192319B1 (en) * 2019-07-18 2020-12-17 (주)제이스텍 A fiber optic illuminator that provides a light source coaxially with the laser

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