JPS60121411A - レ−ザ光を自由立体角度に投射できる検測、加工方法およびその装置 - Google Patents
レ−ザ光を自由立体角度に投射できる検測、加工方法およびその装置Info
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- JPS60121411A JPS60121411A JP58197443A JP19744383A JPS60121411A JP S60121411 A JPS60121411 A JP S60121411A JP 58197443 A JP58197443 A JP 58197443A JP 19744383 A JP19744383 A JP 19744383A JP S60121411 A JPS60121411 A JP S60121411A
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
- B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
- B23K26/1488—Means for protecting nozzles, e.g. the tip surface
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はレーザ光（ビーム〕を用いて、立体空間に自
由な曲面を有する被加工体を加工する際に、この自由な
曲面に常に直角にレーザ光を照射しつ＼レーザ光の焦点
を結ばせるだめのもつとも合理的な方法とその装置とを
提供することを目的とするものである。
由な曲面を有する被加工体を加工する際に、この自由な
曲面に常に直角にレーザ光を照射しつ＼レーザ光の焦点
を結ばせるだめのもつとも合理的な方法とその装置とを
提供することを目的とするものである。
従来のこの種分野の加工方式によれば、立体空間におい
て、Ｘ、Ｙ、Ｚの方向に動き得るサドルに光学レンズを
有するフォーカス装置（機構）をとりつけて、レーザ光
を常に曲面に焦点を結ばせるようにして被加工物を加工
していた。しかしこれによるときは被加工物の曲面がレ
ーザ光の投射方向に対して急傾斜している部分について
は充分な加工ができず、時には切断等で被加工物の裏面
に大きなドロスが発生して加工の不正確さとその後の追
加工に多大な手数を要した。
て、Ｘ、Ｙ、Ｚの方向に動き得るサドルに光学レンズを
有するフォーカス装置（機構）をとりつけて、レーザ光
を常に曲面に焦点を結ばせるようにして被加工物を加工
していた。しかしこれによるときは被加工物の曲面がレ
ーザ光の投射方向に対して急傾斜している部分について
は充分な加工ができず、時には切断等で被加工物の裏面
に大きなドロスが発生して加工の不正確さとその後の追
加工に多大な手数を要した。
一方、ロボットのハンドにフォーカス装置をとりつけて
、レーザ光を自由に撓み得る光フアイバー束を通してこ
のフォーカス装置に通じ、被加工物体の曲面に対し常に
直角に光線を投射して、その表面に焦点を結ばせる方法
も実用されていた。しかしこの場合には光フアイバー束
によって通過するレーザ光線のぶことかできず、光エネ
ルギー分布のモードが劣化して充分な加工精度と能力が
得られないなどの不都合があった。
、レーザ光を自由に撓み得る光フアイバー束を通してこ
のフォーカス装置に通じ、被加工物体の曲面に対し常に
直角に光線を投射して、その表面に焦点を結ばせる方法
も実用されていた。しかしこの場合には光フアイバー束
によって通過するレーザ光線のぶことかできず、光エネ
ルギー分布のモードが劣化して充分な加工精度と能力が
得られないなどの不都合があった。
さらにまた第１図ａに示すレーザ加工ヘッド（ロ）を使
用して自由な曲面にレーザビームを常に直角に投射し、
曲面に焦点を結ばせて加工する方法も提供されていた。
用して自由な曲面にレーザビームを常に直角に投射し、
曲面に焦点を結ばせて加工する方法も提供されていた。
これは支持体枠（Ｆ）に支持される中空主軸（Ｓ）はサ
ーボモーター（Ｍ、）で回転させられ、それによって反
射鏡（ｍｌ）を設けた第１回転ブラケット（１）が任意
の角度旋回する。そして第２回転ブラケット（２）は第
１回転ブラケット）に軸受（３）で支承されており、反
射鏡（ｍ２）やフォーカス機構（４）を有し、これらは
図示しないサーボモーターで旋回されるのでこれらの二
つの旋回角度の合成によって、レーザビームは常に自由
な曲面に直角に投射され被加工体面に焦点を結ぶのであ
る。なおこの図で（５）はレンズ機構であり、（ｔ）は
レーザビームを示している。
ーボモーター（Ｍ、）で回転させられ、それによって反
射鏡（ｍｌ）を設けた第１回転ブラケット（１）が任意
の角度旋回する。そして第２回転ブラケット（２）は第
１回転ブラケット）に軸受（３）で支承されており、反
射鏡（ｍ２）やフォーカス機構（４）を有し、これらは
図示しないサーボモーターで旋回されるのでこれらの二
つの旋回角度の合成によって、レーザビームは常に自由
な曲面に直角に投射され被加工体面に焦点を結ぶのであ
る。なおこの図で（５）はレンズ機構であり、（ｔ）は
レーザビームを示している。
しかしこの例では、第１図す図示のように第２回転ブラ
ケット（２）の旋回角ａの大きさによりレーザビームの
焦点（Ｐ２）がα＝０の時の焦点（Ｐｌ）に対して間隔
（ロ）および距離（−）が無視できない大きさの差異と
して発生する。同様にレーザ加工ヘッド（ロ）の構造上
、中空主軸（Ｅｌ）の中心線（Ｃ）が被加工物に当たる
点（Ｐｏ）と焦点（Ｐ、） （α＝０のとき〕との距離
（Ｒ□）も発生している。これらの距離（Ｒ１）、（Ｒ
２）は中空主軸（Ｓ）、すなわち第１回転ブラケット（
１）の旋回角と第２回転ブラケット（２）の旋回角によ
り、Ｘ、Ｙ平面内で加工点位置の偏差を種々に変化させ
る。つまシこのレーザ加工ヘッド（ロ）でレーザ加工を
行うときは、立体空間内でレーザビームの照射角が変化
するごとにそれぞれＸ、Ｙ２の値も変化するように補正
を加える必要が生じてくる。これはたとえば薄板で作ら
れた被加工物を加工するときなどは、加工速度が早いこ
ともあってこの補正に必要なＸ、Ｙ。
ケット（２）の旋回角ａの大きさによりレーザビームの
焦点（Ｐ２）がα＝０の時の焦点（Ｐｌ）に対して間隔
（ロ）および距離（−）が無視できない大きさの差異と
して発生する。同様にレーザ加工ヘッド（ロ）の構造上
、中空主軸（Ｅｌ）の中心線（Ｃ）が被加工物に当たる
点（Ｐｏ）と焦点（Ｐ、） （α＝０のとき〕との距離
（Ｒ□）も発生している。これらの距離（Ｒ１）、（Ｒ
２）は中空主軸（Ｓ）、すなわち第１回転ブラケット（
１）の旋回角と第２回転ブラケット（２）の旋回角によ
り、Ｘ、Ｙ平面内で加工点位置の偏差を種々に変化させ
る。つまシこのレーザ加工ヘッド（ロ）でレーザ加工を
行うときは、立体空間内でレーザビームの照射角が変化
するごとにそれぞれＸ、Ｙ２の値も変化するように補正
を加える必要が生じてくる。これはたとえば薄板で作ら
れた被加工物を加工するときなどは、加工速度が早いこ
ともあってこの補正に必要なＸ、Ｙ。
２の動きがときに大変に早くなってＸ、Ｙ。
２各軸のサーボ追従性の安定域を超えることも生じてく
るので不都合であり加工精度が悪くなる。
るので不都合であり加工精度が悪くなる。
この発明はこ＼にのべたような従来技術の欠点を改善す
るもので、この発明によればレーザビームの焦点は、レ
ーザビーム照射角度が如何に変化してもそれに関係なく
常に第１図示の中空主軸（Ｓ）の中心線上の一点にあり
、また第１図ａ、ｂに示す距離（Ｒ＋）、 （Ｒ２）、
間隔（ｈ）などの偏差は常に零であることから前述のサ
ーボ追従性の限界にも関係がないところの非常に合理的
な方法および装置であって、それは被加工物体の表面を
検知測定し得るセンサーやスタイラスなどをとりつけだ
検知測定ヘッドを併用して直接被加工物を検知測定し、
そのときのＸ、Ｙ、Ｚの各座標を記憶しておき加工時に
再生させることによって、きわめて有用なシステムとし
て被加工物の加工精度を飛躍的に良好に保つことができ
るものである。
るもので、この発明によればレーザビームの焦点は、レ
ーザビーム照射角度が如何に変化してもそれに関係なく
常に第１図示の中空主軸（Ｓ）の中心線上の一点にあり
、また第１図ａ、ｂに示す距離（Ｒ＋）、 （Ｒ２）、
間隔（ｈ）などの偏差は常に零であることから前述のサ
ーボ追従性の限界にも関係がないところの非常に合理的
な方法および装置であって、それは被加工物体の表面を
検知測定し得るセンサーやスタイラスなどをとりつけだ
検知測定ヘッドを併用して直接被加工物を検知測定し、
そのときのＸ、Ｙ、Ｚの各座標を記憶しておき加工時に
再生させることによって、きわめて有用なシステムとし
て被加工物の加工精度を飛躍的に良好に保つことができ
るものである。
つぎにこの発明のレーザ加工ヘッドおよび検知測定ヘッ
ドならびにこれら一連のシステムについてくわしく説明
する。
ドならびにこれら一連のシステムについてくわしく説明
する。
まず第２図はこの発明のレーザ加工ヘッド（ロ）の実施
例を示す。こ＼で第１中空主軸（ＳＩ）は支持体枠（ト
）に支持されており、サーボモーター（Ｍ＋）によって
伝動機構を介して回転させられるようになっており、そ
の下方にとシつけられている第１回転ブラケット（１）
′には金属鏡（ｅ、、）、 （ａ２）を内蔵する反射鏡
（ｍ、）、 （ｍ２）がとりつけられている。そしてそ
の下方向に第２中空主軸（Ｓ２）が設けられ、サーボモ
ーター（Ｍ２）によって伝動機構を介してこの第２中空
主軸（Ｓ２）を任意角度旋回させるようになっている〔
なお以下第１中空主軸（Ｓｌ）の旋回軸をＡ軸、第２中
空主軸（Ｓ２）の旋回軸をＢ軸と呼ぶこととする。〕。
例を示す。こ＼で第１中空主軸（ＳＩ）は支持体枠（ト
）に支持されており、サーボモーター（Ｍ＋）によって
伝動機構を介して回転させられるようになっており、そ
の下方にとシつけられている第１回転ブラケット（１）
′には金属鏡（ｅ、、）、 （ａ２）を内蔵する反射鏡
（ｍ、）、 （ｍ２）がとりつけられている。そしてそ
の下方向に第２中空主軸（Ｓ２）が設けられ、サーボモ
ーター（Ｍ２）によって伝動機構を介してこの第２中空
主軸（Ｓ２）を任意角度旋回させるようになっている〔
なお以下第１中空主軸（Ｓｌ）の旋回軸をＡ軸、第２中
空主軸（Ｓ２）の旋回軸をＢ軸と呼ぶこととする。〕。
この第２中空主軸（Ｓ２）の外端に、金属鏡（ａ３）を
有する第２回転ブラケット（２）がとりつけられ、この
第２回転ブラケット（２）の他端には光学レンズ（Ｌ）
およびガスノズル（Ｎ）を組み合わせたフォーカス機構
（４）がとりつけられている。
有する第２回転ブラケット（２）がとりつけられ、この
第２回転ブラケット（２）の他端には光学レンズ（Ｌ）
およびガスノズル（Ｎ）を組み合わせたフォーカス機構
（４）がとりつけられている。
そして前記Ａ軸が回転することによって第１回転ブラケ
ッ） （１）’より下方の各機構が同時に回転し、また
その機構の中でＢ軸が回転することによって、第２回転
ブラケット（２５１に続く機構が同時に回転されること
となる。これらの一連の機構はレーザビームの通過に備
えて、すべて遮蔽的、気密的に構成されている。
ッ） （１）’より下方の各機構が同時に回転し、また
その機構の中でＢ軸が回転することによって、第２回転
ブラケット（２５１に続く機構が同時に回転されること
となる。これらの一連の機構はレーザビームの通過に備
えて、すべて遮蔽的、気密的に構成されている。
そしてこの第２図では第１回転ブラケット（１）と第２
回転ブラケット（２）が同一平面にある場合で、レーザ
ビーム（２）は第１中空主軸（Ｓ、）の中心線（Ｃ１）
に一致している。そして第２中空主軸（２）の中心線（
Ｃ２）はこの図では第１中空主軸（Ｓｌ）の中心線（Ｃ
’）と６０の角度に設定されている。なおこの角度は後
述のように４５に設定する機構に設計することもできる
。このような一連の機構によってレーザ発振器（第４図
参照）より出て、第１中空主ＩＩＩＩＩＩ（Ｓｌ）の中
心を通るレーザビーム（１）を第１回転ブラケット（１
）にとりつけた反射鏡（ｍｌ）で横方向に曲げ、それを
受けて他の反射鏡（ｍ２）がレーザビーム（ｔ、）を第
２中空主軸（Ｃ２）の中心を通るようにし、このレーザ
ビーム（ｔ２）を第２回転ブラケットビーム（ｔ４）を
フォーカス機構（４）の中心線に投の光学レンズ（Ｌ）
によって前記三つの中心線の交わる一点に焦点を結ぶよ
うに配置し、前記した二つのザーボモーター（Ｍ＋）、
（Ｍ２）の回転により旋回する第１中空主軸（Ｓｌ）
と第２中空主＃ｌ＋ （Ｃ２）との旋回角度の釦合わせ
、すなわち第の旋回角の組み合わせによって空間の任意
の角度からレーザビームを被加工物（５）に投射し、そ
して如何なる投射角度においても、レーザビームが第１
中空主軸中心線（Ｃ工）上の予め決めた一点に達して焦
点（Ｐ２）を結びυ１王が行われるのである。
回転ブラケット（２）が同一平面にある場合で、レーザ
ビーム（２）は第１中空主軸（Ｓ、）の中心線（Ｃ１）
に一致している。そして第２中空主軸（２）の中心線（
Ｃ２）はこの図では第１中空主軸（Ｓｌ）の中心線（Ｃ
’）と６０の角度に設定されている。なおこの角度は後
述のように４５に設定する機構に設計することもできる
。このような一連の機構によってレーザ発振器（第４図
参照）より出て、第１中空主ＩＩＩＩＩＩ（Ｓｌ）の中
心を通るレーザビーム（１）を第１回転ブラケット（１
）にとりつけた反射鏡（ｍｌ）で横方向に曲げ、それを
受けて他の反射鏡（ｍ２）がレーザビーム（ｔ、）を第
２中空主軸（Ｃ２）の中心を通るようにし、このレーザ
ビーム（ｔ２）を第２回転ブラケットビーム（ｔ４）を
フォーカス機構（４）の中心線に投の光学レンズ（Ｌ）
によって前記三つの中心線の交わる一点に焦点を結ぶよ
うに配置し、前記した二つのザーボモーター（Ｍ＋）、
（Ｍ２）の回転により旋回する第１中空主軸（Ｓｌ）
と第２中空主＃ｌ＋ （Ｃ２）との旋回角度の釦合わせ
、すなわち第の旋回角の組み合わせによって空間の任意
の角度からレーザビームを被加工物（５）に投射し、そ
して如何なる投射角度においても、レーザビームが第１
中空主軸中心線（Ｃ工）上の予め決めた一点に達して焦
点（Ｐ２）を結びυ１王が行われるのである。
この第２図においてレーザビーム投射角はＢ軸を１８０
回転させることによりＡ軸（Ｃ対し最大で６０°傾ける
ことができるが、これによる利点としては機構の運転中
、不用意にレーザビームが遠くの作業員に当らぬことに
よる安全性が挙げられる。なおり軸の傾きを４５に設定
した機構の場合には、レーザビーム投射角はＡ軸に対し
Ｂ ｉＮｌを１８０度回転させることにより最大で９０
傾けることができる。この場合は安全性を犠性にしても
、より立上りの急な斜面を加工することができる。そし
てこのＡ軸、Ｂ軸の回転角を任意に操作することによっ
て適宜のレーザビーム投射角が得られるのである。
回転させることによりＡ軸（Ｃ対し最大で６０°傾ける
ことができるが、これによる利点としては機構の運転中
、不用意にレーザビームが遠くの作業員に当らぬことに
よる安全性が挙げられる。なおり軸の傾きを４５に設定
した機構の場合には、レーザビーム投射角はＡ軸に対し
Ｂ ｉＮｌを１８０度回転させることにより最大で９０
傾けることができる。この場合は安全性を犠性にしても
、より立上りの急な斜面を加工することができる。そし
てこのＡ軸、Ｂ軸の回転角を任意に操作することによっ
て適宜のレーザビーム投射角が得られるのである。
第６図はこの発明の検知測定ヘッド（ロ）を示すもので
、この機構としては前記第２図示のレーザ加工ヘッド（
司の応用であり、したがって図面中間−符号は第２図と
同一機構である。
、この機構としては前記第２図示のレーザ加工ヘッド（
司の応用であり、したがって図面中間−符号は第２図と
同一機構である。
こ＼でセンサー（６）はスタイラス（７）のあり接触形
センサーであり、被加工物（ロ）にスタイラス（７）端
が接触すれば信号を発する。つまり、スタイラス（７）
の接触端が偏移すればその量を検知して信号を出す。ス
タイラス（７）が予め決まった原点（すなわち前記した
Ａ軸中心線とＢ軸中心線との交わる点〕に来れば出力信
号は零となる。そして、Ａ軸、Ｂ軸をある角度旋回させ
てセンサー（６）の向きを被加工物（ロ）の加工点（Ｐ
２）においてその面に直角にセットする。
センサーであり、被加工物（ロ）にスタイラス（７）端
が接触すれば信号を発する。つまり、スタイラス（７）
の接触端が偏移すればその量を検知して信号を出す。ス
タイラス（７）が予め決まった原点（すなわち前記した
Ａ軸中心線とＢ軸中心線との交わる点〕に来れば出力信
号は零となる。そして、Ａ軸、Ｂ軸をある角度旋回させ
てセンサー（６）の向きを被加工物（ロ）の加工点（Ｐ
２）においてその面に直角にセットする。
つぎにＸ、Ｙ、Ｚ［この検知測定ヘッド（ロ）をとりつ
けだ機械の空間軸、第４図参照〕三軸をリモコン制御の
マニアル操作で適切に動かしてスタイラス（７）先端が
被加工物（ロ）の指定された点に接触した定点の信号で
Ｘ、Ｙ、Ｚ軸を止める。壕だこの信号によって別に設け
た制御装置（１Ｏ〔後述第４図参照〕でスタイラス（７
）の先端が被加工物（ロ）に接した定点のＸ、 Ｙｚ軸
およびＡ、Ｂ軸各軸の現在位置を前記制御装置０Ｏにデ
ジタル量として記憶させる。これらの操作はすべて作業
者の扱い易い形式のスイッチによってリモートコントロ
ール方式により各軸を微動させセンサー（６）の信号が
出だところでつぎの指定点の測定操作に移る。
けだ機械の空間軸、第４図参照〕三軸をリモコン制御の
マニアル操作で適切に動かしてスタイラス（７）先端が
被加工物（ロ）の指定された点に接触した定点の信号で
Ｘ、Ｙ、Ｚ軸を止める。壕だこの信号によって別に設け
た制御装置（１Ｏ〔後述第４図参照〕でスタイラス（７
）の先端が被加工物（ロ）に接した定点のＸ、 Ｙｚ軸
およびＡ、Ｂ軸各軸の現在位置を前記制御装置０Ｏにデ
ジタル量として記憶させる。これらの操作はすべて作業
者の扱い易い形式のスイッチによってリモートコントロ
ール方式により各軸を微動させセンサー（６）の信号が
出だところでつぎの指定点の測定操作に移る。
つぎに第４図はこの発明のシステムについて示すもので
、機械本体としてはプレーナー形式で直角座標形の装置
を例示した。それは横に長いサドル（８）を持ったプレ
ーナー型の機械でアリ、テーブル（９）が別設のサーボ
モータ−でボールねじ（１０）によってＸ方向に動く。
、機械本体としてはプレーナー形式で直角座標形の装置
を例示した。それは横に長いサドル（８）を持ったプレ
ーナー型の機械でアリ、テーブル（９）が別設のサーボ
モータ−でボールねじ（１０）によってＸ方向に動く。
テーブル（９）ヲ跨いでクロスビーム（■υが左右のコ
ラム（１つ、（拐で支えられている。クロスビーム０υ
に案内されるサドル（８）は別設のサーボモーターでボ
ールねじ００）によってＹ軸方向に動く。
ラム（１つ、（拐で支えられている。クロスビーム０υ
に案内されるサドル（８）は別設のサーボモーターでボ
ールねじ００）によってＹ軸方向に動く。
寸だテーブル（９）はベッド（１）上にある案内面に沿
って精密に動く。サドル（８）の上に並んで二つの上下
スライド部Ｑ４）、（］４）がありそれぞれｑｔ独のサ
ーボモーター（Ｍｓ）、 （Ｍｓ）で上下方向すなわち
図示（ｚｒ）、 （Ｚ２１方向に動く。上下スライド部
（１→、０→の上に、片方は第２図示のレーザ加工ヘッ
ド（均を他方には第６図示の検知測定ヘッド（ロ）をと
りつけてこれら二つの機構のＡ軸間の距離は予め決めた
（Ｙｏ）の値としである。
って精密に動く。サドル（８）の上に並んで二つの上下
スライド部Ｑ４）、（］４）がありそれぞれｑｔ独のサ
ーボモーター（Ｍｓ）、 （Ｍｓ）で上下方向すなわち
図示（ｚｒ）、 （Ｚ２１方向に動く。上下スライド部
（１→、０→の上に、片方は第２図示のレーザ加工ヘッ
ド（均を他方には第６図示の検知測定ヘッド（ロ）をと
りつけてこれら二つの機構のＡ軸間の距離は予め決めた
（Ｙｏ）の値としである。
レーザ加工へ、ド（司および検知測定ヘッドｄのそれぞ
れのＡ軸、Ｂ軸は別・のカイモータ（Ｍｌ）、 （Ｍｌ
）によって駆動される。この図の０９は〃 レーザ発振器であり、（ｌｉ３は検知測定ヘッド（ロ）
の制御装置、０ηはコラムベッドである。
れのＡ軸、Ｂ軸は別・のカイモータ（Ｍｌ）、 （Ｍｌ
）によって駆動される。この図の０９は〃 レーザ発振器であり、（ｌｉ３は検知測定ヘッド（ロ）
の制御装置、０ηはコラムベッドである。
この第４図示の装置はＮｏ運転によって予−め決められ
たプログラムで運転でき、検知測定ヘッド（均を用いて
被加工物（５）を確認することができ、レーザ加工ヘッ
ド（Ｉ（）を用いて加工することができるわけである。
たプログラムで運転でき、検知測定ヘッド（均を用いて
被加工物（５）を確認することができ、レーザ加工ヘッ
ド（Ｉ（）を用いて加工することができるわけである。
すなわちこの装置は検知測定ヘッド（Ｉ（）を用いて被
加工物（ロ）の指定された点や線を検知測定することが
でき、そのデータは制御装置（］、ｌ’Ｐの中に魚群と
して記憶させ、この記憶した魚群を使ってそれを再生し
レーザ加工ヘッド（Ｈ） Ｋよって加工するものである
。
加工物（ロ）の指定された点や線を検知測定することが
でき、そのデータは制御装置（］、ｌ’Ｐの中に魚群と
して記憶させ、この記憶した魚群を使ってそれを再生し
レーザ加工ヘッド（Ｈ） Ｋよって加工するものである
。
この発明の検測加Ｔ方法および装置は、レーザ加工ヘッ
ドの第１中空主軸の中心線と第２中空主軸の中心線とフ
ォーカス機構の中心線の三つが常に一点で交わり、就中
、二つのサーボモーターの回転により旋回する第１中空
主軸と第２中空主軸との旋回角度の組み合わせ、すなわ
ち第１回転ブラケットと第２回転プラグ、トの旋回角の
組み合わせによって空間の任意角度からレーザ光を被加
工物に投射し、それによっていかなる投射角度において
もレーザ光の焦点が第１中空主軸中心線上′の予め決め
られた一点に位置するように投射されることになシ精巧
なレーザ加工が行われ、また前記レーザ加工ヘッドの機
構を応用した検測ヘッドを併設して被加工物を検知測定
し、そのデーターによりレーザ加工ヘッドを協動操作す
るというレーザ加工における新しい技術を提供するもの
である。
ドの第１中空主軸の中心線と第２中空主軸の中心線とフ
ォーカス機構の中心線の三つが常に一点で交わり、就中
、二つのサーボモーターの回転により旋回する第１中空
主軸と第２中空主軸との旋回角度の組み合わせ、すなわ
ち第１回転ブラケットと第２回転プラグ、トの旋回角の
組み合わせによって空間の任意角度からレーザ光を被加
工物に投射し、それによっていかなる投射角度において
もレーザ光の焦点が第１中空主軸中心線上′の予め決め
られた一点に位置するように投射されることになシ精巧
なレーザ加工が行われ、また前記レーザ加工ヘッドの機
構を応用した検測ヘッドを併設して被加工物を検知測定
し、そのデーターによりレーザ加工ヘッドを協動操作す
るというレーザ加工における新しい技術を提供するもの
である。
第１図ａは従来装置の一例を示す縦断面図、第１図すは
第１図ａ要部の作動を説明する（側面）図、 第２図はこの発明のレーザ加工ヘッドの縦断面図、 第６図は同じく検知測定ヘッドの縦断面図、第４図はこ
の発明の検測、加工方法に用いる装置の斜視図である。 （ロ）、（Ｈ）・・・・・・レーザ加工ヘッド （Ｉ（
）・・・検知測定ヘッド（Ｆ’ｌ、（Ｆ）・・・・・・
支持枠体 （ＳＩ）・・・第１中空主軸−（Ｓ２）・・
・・・・第２中空主軸 （１）′・・・・・・第１回転
ブラケット（２）・・・・・・第２回転ブラケット（４
）、（４）・・・フォーカス機構（６）・・・・・セン
サー （ｔ）〜（ｔ５）・・・レーザビーム（ロ）・・
・・・被加工物 （８）・・・・・・サドル（９）・・
・・・テーブル （］０）、（１０）・・・ボールねじ
０υ ・・・・・・クロスビーム （１３，（１→・・
・コラムα→・・・・・・ベッド ０→、αゆ・・・上
下スライド部０→・・・・・・ レーザ発振器 ＯＱ・
・・・・・制御装置特許出願人 株式会社 トヤマ平塚
研究所特開昭ＧＯ−１２１４１１（６） 手続補正書（自発） 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第１９７４４３号 ２、発明の名称 レーザ光を自由立体角度に投射できる検測、加工方法お
よびその装置 ６、補正をする者 事件との関係 ！曵喚ル枦人 ナカハ２カミジュク 住 所 神奈川県平塚市中原」二宿１４４番地ヒツソカ
ケンキ５．りＶＩＥ 名 称 株式会社 トヤマ平塚研究所 ナガ ハ２ ト シ オ 代表者 長原外志夫 ４、代理人〒１０７ 住 所 東京都港区赤坂２丁目１７番５８号５、補正の
対象 明細書の特許請求の範囲および発明穴 説明の欄 ６、補正の内容 ○ 特許請求の範囲 「別紙のとおり」 ○ 明、ｉ＋書第８頁第１５行目のつぎに下記の文章を
挿入する。 °゛また従来のレーザ加工ではレーザ光の通路にプリズ
ムや反射部を設置してレーザ光を曲折させ、先端に設置
された光学レンズからなるフォーカス装置を取付けるレ
ーザ加工ヘッドにより被加工体の形状データを採集して
記臆し、その後そのデータにより直接レーザ加工ヘッド
を動作させてデータの確認をしていた。しかしこの方法
で１ハ、教示ミスや制御装置の不調により正規の動作経
路と異なる動作で再生された場合にレーザ加工ヘッドが
波加工体などに衝突し、高価なレンズや鏡などを変形あ
るいは破損させる危険があった。″同第１５頁第１４行
月の”（ＹＯ） ”を、″水平距離（ＹＯ）”と補正す
る。 同第１６頁第８〜９行目の″それを再生し″を、′°一
旦検知測定ヘッド（Ｈ５を動Ｗｅで記憶したデータの確
認をして、その後”と補正する。 同第１６頁第１０行目の、″るものである。′のつぎに
、゛なお、レーザ加工ヘッド（Ｈ）を動作させる際には
、再生する水平方向の位置データ（Ｙ）を前述の水平距
離（Ｙｏ）だけシフトする定ヘッド（Ｈ）により採集し
た座標値（Ｙ）に水平距離（Ｙ、）を加算している。こ
れにより加工ヘッド（）（）を再生動作する際には、Ｙ
方向の移動、すなわちサドル（８）の移動量は測定記憶
された数値より水平距離（ＹＯ）多く移動する。このこ
〃 （ロ）が入れ替わり、検知測定ヘッド（ロ）は右方向で
被加工体から逃げた位置に移動することとなる。”を挿
入する。 同第１７頁第４行目の、パ〜の機構を応用した″のつぎ
に、パ略同−形状の″を挿入する。 同第１７頁第５行−〜を検知１ｉ１１定し、″のつぎに
、一旦、検知測定ヘッドを測定記憶されたデータにより
再生して確認し、その後そのデータを利用してレーザ加
工ヘッドを加工ヘッドを協動操作″を特徴する 特許請求の範囲 し、他方の上下スライド部にはこのレーザ加工ヘッドと
同一の二つの回転軸を有し、かつ略同−形状の検知測定
ヘッドを回転可能に載置し、この検知測定ヘッドにより
被加工体への点接触により形状データを採集し、この形
状データにこのときの位置座標と前記二つの回転軸の角
度定ヘッドを動作させる際にはこの数値を再生し、前記
加工ヘッドを動作させる際には水平方向の移動量を前記
水平所定距離変化させて再生することを特徴とするレー
ザ光を自由立体角度に投射できる検測、加工方法。 ２ 支持体に回転自由に支承された第１中空主軸と、こ
れに取付いてその他端に回転自由に支承される第２中空
主軸を有する第１回転ブラケットと、この外端に光学レ
ンズおよびガスノズルを組み合わせたフォーカス機構を
有する第２回転ブラケットか度に投射できるレーザ加工
ヘッド。 ６ サーボモーターから適宜の減速機構を経て回転駆動
され、支持体に回転自由に支承された第１主軸と、この
第１主軸の一端にとりつけられ、またこの取り付は部の
他端に別のサーボモーターから適宜の減速機構を経て回
転駆動される第２主軸を有する第１回転ブラケットと、
この第２主軸の外端にとりつけられ、まだこの敗り付は
部の他端にセンサーを有する第２回転ブラケットからな
り、第１主軸の中心線と第２主軸の中心線とセンサーの
中心線の三つが一点で交わるよう８９−
第１図ａ要部の作動を説明する（側面）図、 第２図はこの発明のレーザ加工ヘッドの縦断面図、 第６図は同じく検知測定ヘッドの縦断面図、第４図はこ
の発明の検測、加工方法に用いる装置の斜視図である。 （ロ）、（Ｈ）・・・・・・レーザ加工ヘッド （Ｉ（
）・・・検知測定ヘッド（Ｆ’ｌ、（Ｆ）・・・・・・
支持枠体 （ＳＩ）・・・第１中空主軸−（Ｓ２）・・
・・・・第２中空主軸 （１）′・・・・・・第１回転
ブラケット（２）・・・・・・第２回転ブラケット（４
）、（４）・・・フォーカス機構（６）・・・・・セン
サー （ｔ）〜（ｔ５）・・・レーザビーム（ロ）・・
・・・被加工物 （８）・・・・・・サドル（９）・・
・・・テーブル （］０）、（１０）・・・ボールねじ
０υ ・・・・・・クロスビーム （１３，（１→・・
・コラムα→・・・・・・ベッド ０→、αゆ・・・上
下スライド部０→・・・・・・ レーザ発振器 ＯＱ・
・・・・・制御装置特許出願人 株式会社 トヤマ平塚
研究所特開昭ＧＯ−１２１４１１（６） 手続補正書（自発） 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第１９７４４３号 ２、発明の名称 レーザ光を自由立体角度に投射できる検測、加工方法お
よびその装置 ６、補正をする者 事件との関係 ！曵喚ル枦人 ナカハ２カミジュク 住 所 神奈川県平塚市中原」二宿１４４番地ヒツソカ
ケンキ５．りＶＩＥ 名 称 株式会社 トヤマ平塚研究所 ナガ ハ２ ト シ オ 代表者 長原外志夫 ４、代理人〒１０７ 住 所 東京都港区赤坂２丁目１７番５８号５、補正の
対象 明細書の特許請求の範囲および発明穴 説明の欄 ６、補正の内容 ○ 特許請求の範囲 「別紙のとおり」 ○ 明、ｉ＋書第８頁第１５行目のつぎに下記の文章を
挿入する。 °゛また従来のレーザ加工ではレーザ光の通路にプリズ
ムや反射部を設置してレーザ光を曲折させ、先端に設置
された光学レンズからなるフォーカス装置を取付けるレ
ーザ加工ヘッドにより被加工体の形状データを採集して
記臆し、その後そのデータにより直接レーザ加工ヘッド
を動作させてデータの確認をしていた。しかしこの方法
で１ハ、教示ミスや制御装置の不調により正規の動作経
路と異なる動作で再生された場合にレーザ加工ヘッドが
波加工体などに衝突し、高価なレンズや鏡などを変形あ
るいは破損させる危険があった。″同第１５頁第１４行
月の”（ＹＯ） ”を、″水平距離（ＹＯ）”と補正す
る。 同第１６頁第８〜９行目の″それを再生し″を、′°一
旦検知測定ヘッド（Ｈ５を動Ｗｅで記憶したデータの確
認をして、その後”と補正する。 同第１６頁第１０行目の、″るものである。′のつぎに
、゛なお、レーザ加工ヘッド（Ｈ）を動作させる際には
、再生する水平方向の位置データ（Ｙ）を前述の水平距
離（Ｙｏ）だけシフトする定ヘッド（Ｈ）により採集し
た座標値（Ｙ）に水平距離（Ｙ、）を加算している。こ
れにより加工ヘッド（）（）を再生動作する際には、Ｙ
方向の移動、すなわちサドル（８）の移動量は測定記憶
された数値より水平距離（ＹＯ）多く移動する。このこ
〃 （ロ）が入れ替わり、検知測定ヘッド（ロ）は右方向で
被加工体から逃げた位置に移動することとなる。”を挿
入する。 同第１７頁第４行目の、パ〜の機構を応用した″のつぎ
に、パ略同−形状の″を挿入する。 同第１７頁第５行−〜を検知１ｉ１１定し、″のつぎに
、一旦、検知測定ヘッドを測定記憶されたデータにより
再生して確認し、その後そのデータを利用してレーザ加
工ヘッドを加工ヘッドを協動操作″を特徴する 特許請求の範囲 し、他方の上下スライド部にはこのレーザ加工ヘッドと
同一の二つの回転軸を有し、かつ略同−形状の検知測定
ヘッドを回転可能に載置し、この検知測定ヘッドにより
被加工体への点接触により形状データを採集し、この形
状データにこのときの位置座標と前記二つの回転軸の角
度定ヘッドを動作させる際にはこの数値を再生し、前記
加工ヘッドを動作させる際には水平方向の移動量を前記
水平所定距離変化させて再生することを特徴とするレー
ザ光を自由立体角度に投射できる検測、加工方法。 ２ 支持体に回転自由に支承された第１中空主軸と、こ
れに取付いてその他端に回転自由に支承される第２中空
主軸を有する第１回転ブラケットと、この外端に光学レ
ンズおよびガスノズルを組み合わせたフォーカス機構を
有する第２回転ブラケットか度に投射できるレーザ加工
ヘッド。 ６ サーボモーターから適宜の減速機構を経て回転駆動
され、支持体に回転自由に支承された第１主軸と、この
第１主軸の一端にとりつけられ、またこの取り付は部の
他端に別のサーボモーターから適宜の減速機構を経て回
転駆動される第２主軸を有する第１回転ブラケットと、
この第２主軸の外端にとりつけられ、まだこの敗り付は
部の他端にセンサーを有する第２回転ブラケットからな
り、第１主軸の中心線と第２主軸の中心線とセンサーの
中心線の三つが一点で交わるよう８９−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ サーボモーターから適宜の減速機構を経て回転駆動
され、支持体に回転自由に支承される第１主軸を設け、
この第１主軸の一端にとりつけられ、その他端に別のサ
ーボモーターから適宜の減速機構を経て回転駆動される
第２主軸を有する第１回転ブラケットを設け、この第２
主軸の外端にとりつけられその他端にセンサーを有する
第２回転ブラケットなどの、それら第１主軸の中心線と
第２主軸の中心線とセンサーの中心線の三つが一点で交
わるように配置した検知測定ヘッドによって被加工物を
検知測定し、この測定データによりサーボモーターから
適宜な減速機構を経て回転駆動され、支持体に回転自由
に支承される第１中空主＃ＩＩ＋を設け、この第１中空
主軸の一端に吉りつけられて二つの反射鏡を有し、まだ
この取り伺は部の他端に別のサーボモーターから適宜の
減速機構を経て回転駆動される第２中空主軸を有する第
１回転ブラケットを設け、この第２中空主軸の外端にと
りつけられて二つの反射鏡を有し、丑たこの取り伺け２
部の他端に光学レンズおよびガスノズルを組合わせたフ
ォーカス機構を有する第２回転ブラケットなどの、それ
ら第１中空主軸の中心線と第２中空主軸の中心線とフォ
ーカス機構の中心線の三つが一点で交わるようにし、第
１中空主軸の中心を通るレーザ光を第１回転ブラケット
にとりつけだ１ケの反射鏡で横方向に曲げ、それをうけ
て他の反射鏡がレーザ光を第２中空主軸の中心を通るよ
うにし、とのレーザ光を第２回転ブラケットにとりつけ
た一ケの反射鏡で受けて横方向に曲げ、それをうけて他
の反射鏡がレーザ光をフォーカス機構の中心線に投射し
、この光がフォーカス機構内の光学レンズによって前記
三つの中心線の交わる一点に焦点を結ぶように、前記二
つのサーボモーターの回転により旋回する第１中空主軸
と第２中空主Ｉ柚との旋回角度の組み合わせ、すなわち
第１回転ブラケット、第２回転ブラケットの旋回角の組
み合わせによって空間の任意の角度からレーザ光を被加
工物に投射し、如何なる投射角度においてもレーザ光の
焦点が第１中空主軸中心線上の予め決めた一点に位置す
るように投射し、加工することを特徴とするレーザ光を
自由立体角度に投射できる検測、加工方法。 ２ サーボモーターから適宜の減速機構を経て回転駆動
され、支持体に回転自由に支承された第１中空主軸と、
この第１中空主軸の一端にとりつけられて二つの反射鏡
を有し、またこの取り付は部の他端に別のサーボモータ
ーから適宜の減速機構を経て回転駆動される第２中空主
軸を有する第１回転ブラケットと、この第２中空主軸の
外端にとりつけられて二つの反射鏡を有し、またこの取
り付は部の他端に光学レンズおよびガスノズルを組み合
わせたフォーカス機構を有する第２回転ブラケットから
なり、第１中空主軸の中心線と第２中空主軸の中心線と
フォーカス機構の中心線の三つが一点で交わるように配
置し空間の任意の角度からレーザ光を被加工物に投射し
、如何なる投射角度においても、レーザ光の焦点が第１
中空主軸中心線上の予め決めた一点に位置することを特
徴とする自由立体角度に投射できるレーザ加工ヘッド。 ３ サーボモーターから適宜の減速機構を経て回転駆動
され、支持体に回転自由に支承された第１主軸と、この
第１主軸の一端にとりつけられ、またこの取り付は部の
他端に別のサーボモーターから適宜の減速機構を経て回
転駆動される第２主軸を有する第１回転ブラケットと、
この第２主軸の外端にとりつけられ、またこの取り付は
部の他端にセンサーを有する第２回転ブラケットからな
り、第１主軸の中心線と第２主軸の中心線とセンサーの
中心線の三つ７５（−点テ交わるように配置した検知測
定ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58197443A JPS60121411A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | レ−ザ光を自由立体角度に投射できる検測、加工方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58197443A JPS60121411A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | レ−ザ光を自由立体角度に投射できる検測、加工方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60121411A true JPS60121411A (ja) | 1985-06-28 |
| JPH0360597B2 JPH0360597B2 (ja) | 1991-09-17 |
Family
ID=16374587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58197443A Granted JPS60121411A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | レ−ザ光を自由立体角度に投射できる検測、加工方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60121411A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6224882A (ja) * | 1985-07-03 | 1987-02-02 | アセア アクチ−ボラグ | 工業用ロボット |
| JPS6349389A (ja) * | 1986-08-18 | 1988-03-02 | Nippei Toyama Corp | レ−ザ加工装置 |
| JPS63135314U (ja) * | 1987-02-25 | 1988-09-06 | ||
| JPH01306091A (ja) * | 1988-05-31 | 1989-12-11 | Amada Co Ltd | ５軸制御機械のティーチング装置 |
| JPH02290685A (ja) * | 1989-01-09 | 1990-11-30 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工機 |
| KR100964680B1 (ko) | 2007-12-07 | 2010-06-21 | 한국기계연구원 | 다면체 레이저 가공 장치 및 방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS527645U (ja) * | 1975-07-03 | 1977-01-19 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS527645B2 (ja) * | 1972-06-12 | 1977-03-03 |
-
1983
- 1983-10-21 JP JP58197443A patent/JPS60121411A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS527645U (ja) * | 1975-07-03 | 1977-01-19 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6224882A (ja) * | 1985-07-03 | 1987-02-02 | アセア アクチ−ボラグ | 工業用ロボット |
| JPS6349389A (ja) * | 1986-08-18 | 1988-03-02 | Nippei Toyama Corp | レ−ザ加工装置 |
| JPS63135314U (ja) * | 1987-02-25 | 1988-09-06 | ||
| JPH01306091A (ja) * | 1988-05-31 | 1989-12-11 | Amada Co Ltd | ５軸制御機械のティーチング装置 |
| JPH02290685A (ja) * | 1989-01-09 | 1990-11-30 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工機 |
| KR100964680B1 (ko) | 2007-12-07 | 2010-06-21 | 한국기계연구원 | 다면체 레이저 가공 장치 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0360597B2 (ja) | 1991-09-17 |
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