JPS61103695A - 三次元レ−ザ加工機 - Google Patents
三次元レ−ザ加工機Info
- Publication number
- JPS61103695A JPS61103695A JP59225680A JP22568084A JPS61103695A JP S61103695 A JPS61103695 A JP S61103695A JP 59225680 A JP59225680 A JP 59225680A JP 22568084 A JP22568084 A JP 22568084A JP S61103695 A JPS61103695 A JP S61103695A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- distance
- laser beam
- light
- dimensional
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- 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
- B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、三次元レーザ加工機、４１１三次元自由曲面
を有する被加工物を切断、溶接等のレーザ加工を行なう
三次元レーザ加工機に関するものである。
を有する被加工物を切断、溶接等のレーザ加工を行なう
三次元レーザ加工機に関するものである。
〔従来の技術］
第４図は従来の三次元レーザ加工機のシステムの構成を
示すブロック図である。図において（１）はレーザ発振
器、（２）は発振器（１）により発振された、５＠のレ
ーザ光路系、（３）はレーザ光路を制御する制御装置、
（４）はレーザ加工ヘッド、（５）は三次元自由面を有
する被加工物、（６）は加ニジステムの運転あるいは教
示を行なう操作卓である。
示すブロック図である。図において（１）はレーザ発振
器、（２）は発振器（１）により発振された、５＠のレ
ーザ光路系、（３）はレーザ光路を制御する制御装置、
（４）はレーザ加工ヘッド、（５）は三次元自由面を有
する被加工物、（６）は加ニジステムの運転あるいは教
示を行なう操作卓である。
従来の三次元レーザ加工機は上記のように構成されてお
り、レーザ刀ロエする際、レーザ加工ヘッド（４）を被
加工物（５）からの高さと被加工物（６） Ｋ対する姿
勢を一定範囲になるようにして移動させる〇そのためレ
ーザ加工前Ｋ・オペレータが操作卓を操作して手動で元
軸を動かしながら加工軌跡の開始点と終点を教示し、そ
の間は補間データを使用して加工軌跡のプログラムをす
る。
り、レーザ刀ロエする際、レーザ加工ヘッド（４）を被
加工物（５）からの高さと被加工物（６） Ｋ対する姿
勢を一定範囲になるようにして移動させる〇そのためレ
ーザ加工前Ｋ・オペレータが操作卓を操作して手動で元
軸を動かしながら加工軌跡の開始点と終点を教示し、そ
の間は補間データを使用して加工軌跡のプログラムをす
る。
上記のような従来の三次元レーザ加工機では、加工軌跡
をプログラムするのに、オペレータが被加工物の三次元
自由曲面に対するレーザ加工ヘッドの位置と姿勢を目分
量で決めて教示しているため、教示点の選定の失敗ある
いは教示点の設定に時間がかかり過ぎる等の問題があっ
た。
をプログラムするのに、オペレータが被加工物の三次元
自由曲面に対するレーザ加工ヘッドの位置と姿勢を目分
量で決めて教示しているため、教示点の選定の失敗ある
いは教示点の設定に時間がかかり過ぎる等の問題があっ
た。
本発明はかかる問題点を解決するためＩｃなされたもの
で、教示作業を短時間に容易かつ正確に行なうと共に、
元軸制御あるいは三次元座標の計測が可能な三次元レー
ザ加工機を得ることを目的とする、 〔問題点を解決するための手段〕 本発明に係る三次元レーザ刀ロエ機は、加工用のレーザ
光と波長の異なるレーザ光を加工用のレーザ光と同軸に
投射する元センサーと、その波長の範囲のレーザ光を受
光する受光器のＰＳＤ受元受子素子得られる受光量より
距離を演算する手段と、受光量が一定の基単に基いて一
定になるように演算し受光量に応じてレーザ光の光源の
出力量全制御する手段と、それぞれの情報全表′示する
装置とを設けたものである。
で、教示作業を短時間に容易かつ正確に行なうと共に、
元軸制御あるいは三次元座標の計測が可能な三次元レー
ザ加工機を得ることを目的とする、 〔問題点を解決するための手段〕 本発明に係る三次元レーザ刀ロエ機は、加工用のレーザ
光と波長の異なるレーザ光を加工用のレーザ光と同軸に
投射する元センサーと、その波長の範囲のレーザ光を受
光する受光器のＰＳＤ受元受子素子得られる受光量より
距離を演算する手段と、受光量が一定の基単に基いて一
定になるように演算し受光量に応じてレーザ光の光源の
出力量全制御する手段と、それぞれの情報全表′示する
装置とを設けたものである。
本発明においては、元センサーのレーザ光の投射により
、レーザ加工ヘッドの被加工物の三次元自由曲面からの
距離が測定でき、しがも三次元自由曲面に対するレーザ
加工ヘッドの姿勢に対応して元センサーのレーザ光の光
源の出力量が変化するから、その出方量に関する情報が
レーザ加工ヘッドの姿勢情報として得られ、三次元自由
曲面を有する被加工物の加工軌跡の教示等を行うことが
できる。
、レーザ加工ヘッドの被加工物の三次元自由曲面からの
距離が測定でき、しがも三次元自由曲面に対するレーザ
加工ヘッドの姿勢に対応して元センサーのレーザ光の光
源の出力量が変化するから、その出方量に関する情報が
レーザ加工ヘッドの姿勢情報として得られ、三次元自由
曲面を有する被加工物の加工軌跡の教示等を行うことが
できる。
第１図は本発明の一笑施例を示すブロック図である。図
において、（１）〜（６）は上記従来装置と同一のもの
である。（７）はレーザ加工ヘッド（４）に設けた光セ
ンサーで、レーザ加工ヘッド（４）の加工用レーザ光と
波長が異なシ、シかも那工用し−ザ元と同軸に投射する
。（８）は元センサー（７）Ｋよシ計測された距離の表
示装置、（９）は元センサー（７）のレーザ光の光源の
出力表示装置である。
において、（１）〜（６）は上記従来装置と同一のもの
である。（７）はレーザ加工ヘッド（４）に設けた光セ
ンサーで、レーザ加工ヘッド（４）の加工用レーザ光と
波長が異なシ、シかも那工用し−ザ元と同軸に投射する
。（８）は元センサー（７）Ｋよシ計測された距離の表
示装置、（９）は元センサー（７）のレーザ光の光源の
出力表示装置である。
第２図は第１図の元センサー（７）のシステムを示すブ
ロック図である。図において（至）は元老ンプー（７）
の光源である半導体レーザ、α→は元センサー（７）の
レーザ光の波長の光を受光するＰＳＤ等の受光素子を設
けた受光器、（至）は位置検出器、（２）は受光器Ｃ１
４からの信号を処理して距離を演算する回路、αηは受
光器α→によυ受光した受光量を一定の基単に基いて演
算すると共に元センサー（７）のレーザ光の光源の出力
針を制御する回路、αａは距離データの出力ライン、（
７）はレーザ光のデータ出方ラインである。
ロック図である。図において（至）は元老ンプー（７）
の光源である半導体レーザ、α→は元センサー（７）の
レーザ光の波長の光を受光するＰＳＤ等の受光素子を設
けた受光器、（至）は位置検出器、（２）は受光器Ｃ１
４からの信号を処理して距離を演算する回路、αηは受
光器α→によυ受光した受光量を一定の基単に基いて演
算すると共に元センサー（７）のレーザ光の光源の出力
針を制御する回路、αａは距離データの出力ライン、（
７）はレーザ光のデータ出方ラインである。
上記のように構成された三次元レーザ加工機において、
第３図の斜線で示す被加工物（５）の三次元自由曲面に
元センサー（７）のレーザ光を投射すると、重心（第３
図のＡＡに相当する位置を重心とする）の遠近により反
射されるレーザ光のｊｔ、ｔの増減が反比例する、そこ
で受光器Ｑ４の受光素子により反対したレーザ光を受光
し２つの電流Ｌｈ、ＬＢＶＣ変換して取シ出す。回路α
Ｑは入力した電流Ｉム、ＩＢにより次式に基ずく演算を
行なう。
第３図の斜線で示す被加工物（５）の三次元自由曲面に
元センサー（７）のレーザ光を投射すると、重心（第３
図のＡＡに相当する位置を重心とする）の遠近により反
射されるレーザ光のｊｔ、ｔの増減が反比例する、そこ
で受光器Ｑ４の受光素子により反対したレーザ光を受光
し２つの電流Ｌｈ、ＬＢＶＣ変換して取シ出す。回路α
Ｑは入力した電流Ｉム、ＩＢにより次式に基ずく演算を
行なう。
なお、１＝レーザ刀Ｄエヘツドの変位に相当する。
この演算さ几た変位ｔは距離表示装置（８）で表示され
る。
る。
次いで加算さｎた電流Ｉム＋ＩＢを制御回路←ηに入力
し、次式に基ずく演算を行なう。
し、次式に基ずく演算を行なう。
ＩＬＤ ＝ （Ｉｓ −Ｋ） ・Ｆ ＝１２）なおｌ
５＝Ｉム＋ＩＢ Ｆ ＝伝達関数 Ｋ ＝基準値 基準値には、尤センサー（７）が計測する核力Ω工物（
５）の三次元自由曲面との距離、材質、色及びレーザ加
工ヘッド（４）の姿勢等が一定の状態にある場合の受光
量を基単として設定したものである。従って演算された
ＩＬＤが０値に近い場合は、元センサー（７）のレーザ
光がレーザ刀ロエヘッド（４）のレーザ光と同軸に投射
されているから、核力０工物（５）の三次元自由曲面の
状態とレーザ刀ロエヘッド（４）の三次元自内曲面に対
する姿勢等が基皐値にの設定条件と同じであることにな
る。又ＩＬＤが０値よシずれる場合は、計測面の材質、
色及びレーザ加工ヘッド（４）の姿勢と計測面からの距
離等が変化していることになる。そこでＩＬＤを正確に
安定した演算を行なうために、受光器へ４の受光素子の
受光量を一定になるように元センサー（７）のレーザ光
の光源の出力ｔを制御し、ＩＬＤの変化に対応したレー
ザ光の光源の出力量を出力表示装置（９）で表示する。
５＝Ｉム＋ＩＢ Ｆ ＝伝達関数 Ｋ ＝基準値 基準値には、尤センサー（７）が計測する核力Ω工物（
５）の三次元自由曲面との距離、材質、色及びレーザ加
工ヘッド（４）の姿勢等が一定の状態にある場合の受光
量を基単として設定したものである。従って演算された
ＩＬＤが０値に近い場合は、元センサー（７）のレーザ
光がレーザ刀ロエヘッド（４）のレーザ光と同軸に投射
されているから、核力０工物（５）の三次元自由曲面の
状態とレーザ刀ロエヘッド（４）の三次元自内曲面に対
する姿勢等が基皐値にの設定条件と同じであることにな
る。又ＩＬＤが０値よシずれる場合は、計測面の材質、
色及びレーザ加工ヘッド（４）の姿勢と計測面からの距
離等が変化していることになる。そこでＩＬＤを正確に
安定した演算を行なうために、受光器へ４の受光素子の
受光量を一定になるように元センサー（７）のレーザ光
の光源の出力ｔを制御し、ＩＬＤの変化に対応したレー
ザ光の光源の出力量を出力表示装置（９）で表示する。
例えば刀０エヘッド（４）の被加工物（５）の三次元自
由曲面に対する姿勢が変り、受光素子の受光量が小さく
なると回路（ロ）で受光量が一定になるようにレーザ光
の光源の出力量が大きくなるよう制御されることになる
。したがってその出力量が核力Ω工物（５）の三次元自
由面の状態及びレーザ加工ヘッド（４）の元老ンプー（
力による計測面からの距離、あるいは計測面に対する姿
勢を示すことになる〇 〔発明の効果〕 本発明は以上説明したとおり、レーザ加工機に尤センサ
ーと、距ｍｖ演算する回路と、受光器で検出さ几る受光
量を一定にするように演算し七〇受光量の増減に応じて
党セン丈−の光源の出力量を制御する回路とを設けるこ
とＫより、刀ロエヘッドの被加工物の三次光の自由面か
らの距離及び姿勢等の情報によりレーザ光軸の制御を行
ない、短時間で簡単かつ正確に教示作業を行うことがで
きる効果がある、 又距離情報と姿勢情報をフィードバックして元軸制御す
ることにより、被加工物の三次元座標の計測あるいは加
工ヘッドの位置と姿勢を修正しながら連続トラッキング
加工を行うことが可能となる効果がある″。
由曲面に対する姿勢が変り、受光素子の受光量が小さく
なると回路（ロ）で受光量が一定になるようにレーザ光
の光源の出力量が大きくなるよう制御されることになる
。したがってその出力量が核力Ω工物（５）の三次元自
由面の状態及びレーザ加工ヘッド（４）の元老ンプー（
力による計測面からの距離、あるいは計測面に対する姿
勢を示すことになる〇 〔発明の効果〕 本発明は以上説明したとおり、レーザ加工機に尤センサ
ーと、距ｍｖ演算する回路と、受光器で検出さ几る受光
量を一定にするように演算し七〇受光量の増減に応じて
党セン丈−の光源の出力量を制御する回路とを設けるこ
とＫより、刀ロエヘッドの被加工物の三次光の自由面か
らの距離及び姿勢等の情報によりレーザ光軸の制御を行
ない、短時間で簡単かつ正確に教示作業を行うことがで
きる効果がある、 又距離情報と姿勢情報をフィードバックして元軸制御す
ることにより、被加工物の三次元座標の計測あるいは加
工ヘッドの位置と姿勢を修正しながら連続トラッキング
加工を行うことが可能となる効果がある″。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図の元センサーのシステムを示すブロック図、第３
図は核力ロエ物の表面のレーザ光の投射を示す説明図、
第６図は従来の三次元レーザ加工機のシステムの構成を
示すブロック図である。 図において、（υはレーザ発振器、（２）はレーザ光路
系、（３）は元軸制御装置、（４）はレーザ加工ヘッド
、（５）は被加工物、（６）は操作卓、（７）は光七ン
プー、（８）は距離表示装置、（９）はレーザ光の光源
の出力表示装置、（至）は元センサーの光源である半導
体レーザ、槙４は元センサーの発光器、αうは位置検出
器、αＱ。 αηは回路、（至）は距離データの出力ライン、翰はレ
ーザ光のデータ出力ラインである。 なお各図中、同一符号は同一または相当部分を示すもの
とする。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 第１図 第２図
第１図の元センサーのシステムを示すブロック図、第３
図は核力ロエ物の表面のレーザ光の投射を示す説明図、
第６図は従来の三次元レーザ加工機のシステムの構成を
示すブロック図である。 図において、（υはレーザ発振器、（２）はレーザ光路
系、（３）は元軸制御装置、（４）はレーザ加工ヘッド
、（５）は被加工物、（６）は操作卓、（７）は光七ン
プー、（８）は距離表示装置、（９）はレーザ光の光源
の出力表示装置、（至）は元センサーの光源である半導
体レーザ、槙４は元センサーの発光器、αうは位置検出
器、αＱ。 αηは回路、（至）は距離データの出力ライン、翰はレ
ーザ光のデータ出力ラインである。 なお各図中、同一符号は同一または相当部分を示すもの
とする。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 第１図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 三次元の自由面を有する被加工物を加工する三次元レー
ザ加工機において、 レーザ加工ヘッドに設けた加工用レーザ光と波長が異な
り、しかも加工用レーザ光と同軸にレーザ光を投射する
光センサーと、被加工物からの光センサーのレーザ光の
受光量により距離を演算する手段と、受光量を一定の基
準に基いて一定になるように演算してレーザ光の光源の
出力量を制御する手段とを設けることにより、得られる
距離情報及びレーザ光の光源の出力情報から得られるレ
ーザ加工ヘッドの姿勢情報に基いて加工軌跡の教示、被
加工物の三次元座標の計測及び連続加工時の自動修正制
御を行うことを特徴とする三次元レーザ加工機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59225680A JPS61103695A (ja) | 1984-10-29 | 1984-10-29 | 三次元レ−ザ加工機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59225680A JPS61103695A (ja) | 1984-10-29 | 1984-10-29 | 三次元レ−ザ加工機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61103695A true JPS61103695A (ja) | 1986-05-22 |
| JPH0257000B2 JPH0257000B2 (ja) | 1990-12-03 |
Family
ID=16833099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59225680A Granted JPS61103695A (ja) | 1984-10-29 | 1984-10-29 | 三次元レ−ザ加工機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61103695A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01178395A (ja) * | 1988-01-08 | 1989-07-14 | Fanuc Ltd | 三次元形状加工レーザ装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52145898A (en) * | 1976-05-28 | 1977-12-05 | Siemens Ag | Method of and device for machining work precisely placed in shining area of working laser |
| JPS579592A (en) * | 1980-06-20 | 1982-01-19 | Masao Saito | Preventing device for erroneous irradiation of laser for working |
-
1984
- 1984-10-29 JP JP59225680A patent/JPS61103695A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52145898A (en) * | 1976-05-28 | 1977-12-05 | Siemens Ag | Method of and device for machining work precisely placed in shining area of working laser |
| JPS579592A (en) * | 1980-06-20 | 1982-01-19 | Masao Saito | Preventing device for erroneous irradiation of laser for working |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01178395A (ja) * | 1988-01-08 | 1989-07-14 | Fanuc Ltd | 三次元形状加工レーザ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0257000B2 (ja) | 1990-12-03 |
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