JPS61242778A - レ−ザ加工装置における加工ヘツド位置制御装置 - Google Patents
レ−ザ加工装置における加工ヘツド位置制御装置Info
- Publication number
- JPS61242778A JPS61242778A JP60081487A JP8148785A JPS61242778A JP S61242778 A JPS61242778 A JP S61242778A JP 60081487 A JP60081487 A JP 60081487A JP 8148785 A JP8148785 A JP 8148785A JP S61242778 A JPS61242778 A JP S61242778A
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- pressure
- processing
- processing head
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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】
［発明の技術分野］
この発明は、レーザ加工装置における加工ヘッド位置制
御装置に関する。
御装置に関する。
［発明の技術的背景およびその問題点］レーザ加工装置
では一般にレーザビームを加工素材の所定の位置にフォ
ーカスが来るように加工ヘッドの位置を調整する装置が
設けられている。
では一般にレーザビームを加工素材の所定の位置にフォ
ーカスが来るように加工ヘッドの位置を調整する装置が
設けられている。
ところが、このような従来のレーザ加工装置における加
工ヘッドの位置調整装置は加工素材を−Ｈ加工テーブル
上にセットし、レーザビームのフォーカスを決定するよ
うに加工ヘッドの位置を調整した後は加工素材が上下し
ないものとし、次に加工ヘッドの位置変更信号が来るま
では一定のフォーカス位１を保持するようになっている
。
工ヘッドの位置調整装置は加工素材を−Ｈ加工テーブル
上にセットし、レーザビームのフォーカスを決定するよ
うに加工ヘッドの位置を調整した後は加工素材が上下し
ないものとし、次に加工ヘッドの位置変更信号が来るま
では一定のフォーカス位１を保持するようになっている
。
ところが、このような加工ヘッド位置制ａｌｌ装置の場
合には、加工素材がシートメタルのように広く、その中
間部で波釘があるような場合でもその加工素材の変化に
よらず常に予め定められた位置にフォーカスが固定され
たままであり、フォーカスがずれてしまって良好なカッ
ティングが得られない場合があった。
合には、加工素材がシートメタルのように広く、その中
間部で波釘があるような場合でもその加工素材の変化に
よらず常に予め定められた位置にフォーカスが固定され
たままであり、フォーカスがずれてしまって良好なカッ
ティングが得られない場合があった。
【発明の目的］
この発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたも
のであって、加工素材の表面形状に追随して加工ヘッド
の位置を調整し、加工ヘッドのレーザ照射孔から加工素
材表面までのクリアランスが常に一定になるようにコン
トロールし、良好なレーザ加工が得られるようにしたレ
ーザ加工装置における加工ヘッド位置制御装置を提供す
るものである。
のであって、加工素材の表面形状に追随して加工ヘッド
の位置を調整し、加工ヘッドのレーザ照射孔から加工素
材表面までのクリアランスが常に一定になるようにコン
トロールし、良好なレーザ加工が得られるようにしたレ
ーザ加工装置における加工ヘッド位置制御装置を提供す
るものである。
［発明の概要］
この発明は、加工素材に対してレーザビームを照射する
と共にアシストガスを噴射するシー１Ｆ照射孔とガス噴
射孔とを有する加工ヘッドを前記加工素材に対して接近
離反自在に設け、前記アシストガスの噴射孔の周囲にア
シストガスの反射圧力を検知する複数の検知孔を設ける
と共に、検知された反射圧力を基準圧力値と比較３１ｉ
稗し、その圧力差に応じて加工ヘッドの位置を制御する
位置制御装置を設Ｇノたことを特徴とするレーザ加工装
置における加工ヘッド位置制御装置であって、アシスト
ガスが加工素材に当り反射して来るその圧力値を基準圧
力値と比較することによりレーザ照射孔と加工素材表面
との間のクリアランスを算出し、そのクリアランスが常
に一定になるように加工ヘッドの位置制御を行ない、良
好なレーザ加工ができるようにするものである。
と共にアシストガスを噴射するシー１Ｆ照射孔とガス噴
射孔とを有する加工ヘッドを前記加工素材に対して接近
離反自在に設け、前記アシストガスの噴射孔の周囲にア
シストガスの反射圧力を検知する複数の検知孔を設ける
と共に、検知された反射圧力を基準圧力値と比較３１ｉ
稗し、その圧力差に応じて加工ヘッドの位置を制御する
位置制御装置を設Ｇノたことを特徴とするレーザ加工装
置における加工ヘッド位置制御装置であって、アシスト
ガスが加工素材に当り反射して来るその圧力値を基準圧
力値と比較することによりレーザ照射孔と加工素材表面
との間のクリアランスを算出し、そのクリアランスが常
に一定になるように加工ヘッドの位置制御を行ない、良
好なレーザ加工ができるようにするものである。
［発明の実施例］
第１図はこの発明の一実施例の加工ヘッドの断面を示し
、第２図はその加工ヘッドの位置制御装置の回路ブロッ
ク図を示す。加工ヘッド１はテレスコ−ピック機構部３
、ヘッド回転機溝部５、エアサーボ機構部７、レンズマ
ウント部９、アシストガス供給部１１及びノズル部１３
によって構成されている。
、第２図はその加工ヘッドの位置制御装置の回路ブロッ
ク図を示す。加工ヘッド１はテレスコ−ピック機構部３
、ヘッド回転機溝部５、エアサーボ機構部７、レンズマ
ウント部９、アシストガス供給部１１及びノズル部１３
によって構成されている。
テレスコ−ピック機構部３は外気からの埃の侵入を遮断
し、加工ヘッド１の上下移動を可能にする部分である。
し、加工ヘッド１の上下移動を可能にする部分である。
ヘッド回転機構部５はウオームギア減速装置によって構
成され、エアサーボシリンダ１５のシール部１７とシリ
ンダ１５内面とのコンタクトが常に動摩擦係数にて）ａ
触しているように低速度回転を与えるためのものである
。そしてこのヘッド回転機構部５によりエアサーボシリ
ンダ１５の動作時のヒステリシスが最小になり、微小な
エア圧力でも動作させることができるようにしている。
成され、エアサーボシリンダ１５のシール部１７とシリ
ンダ１５内面とのコンタクトが常に動摩擦係数にて）ａ
触しているように低速度回転を与えるためのものである
。そしてこのヘッド回転機構部５によりエアサーボシリ
ンダ１５の動作時のヒステリシスが最小になり、微小な
エア圧力でも動作させることができるようにしている。
エアサーボ機構部７はエアサーボシリンダ１５内の第１
室１９、第２室２１の圧力差により加工ヘッド１を上下
に移動させる部分であり、エア供給口２３、フィードバ
ックエア供給口２５から第１室１９、第２室２１それぞ
れにエアを供給することにより加工ヘッド１の上下位置
を調整するのである。
室１９、第２室２１の圧力差により加工ヘッド１を上下
に移動させる部分であり、エア供給口２３、フィードバ
ックエア供給口２５から第１室１９、第２室２１それぞ
れにエアを供給することにより加工ヘッド１の上下位置
を調整するのである。
レンズマウント部には軸受２７、ボールブツシュ２つが
設けられており、エアサーボシリンダ１５の回転を支持
すると共に、シャフト３１をガイドとして加工ヘッド１
全体の上下移動を行なわせる。このレンズマウント部９
にはレーザビームの集光用レンズ３３が取付けられてい
る。
設けられており、エアサーボシリンダ１５の回転を支持
すると共に、シャフト３１をガイドとして加工ヘッド１
全体の上下移動を行なわせる。このレンズマウント部９
にはレーザビームの集光用レンズ３３が取付けられてい
る。
アシストガス供給部１１にはアシストガス供給口３５が
設けられており、アシストガスを加工ヘッド１の内部に
導入する。
設けられており、アシストガスを加工ヘッド１の内部に
導入する。
ノズル部１３はアシストガス供給部１１に対して捩込ま
れて取イ・」けられており、ガス噴射孔兼レーザビーム
照射孔３７を中央に有し、その周囲に４つの反射圧力検
知孔としてのセンシング用ポート３９が設けられている
。
れて取イ・」けられており、ガス噴射孔兼レーザビーム
照射孔３７を中央に有し、その周囲に４つの反射圧力検
知孔としてのセンシング用ポート３９が設けられている
。
図に示さないレーザ発振器から導入されるレーザビーム
はこの第１図において加工ヘッド１の中央部を通り、集
光用レンズ３３によって集光され、レーザビーム照射孔
３７から下方の加工素材Ｗ上に照射される。
はこの第１図において加工ヘッド１の中央部を通り、集
光用レンズ３３によって集光され、レーザビーム照射孔
３７から下方の加工素材Ｗ上に照射される。
またアシストガス供給口３５から供給されて来るアシス
トガスはガス噴射孔３７から加工素材Ｗ上に噴射され、
レーザビームによる溶融物を吹き飛す作用をなす。
トガスはガス噴射孔３７から加工素材Ｗ上に噴射され、
レーザビームによる溶融物を吹き飛す作用をなす。
アシストガスの加工素材からの反射圧力のセンシングボ
ート３９からの反射圧力の電気的な処理は第２図に基づ
いて行なわれる。つまりガス噴射孔３７から噴射された
アシストガスの反射圧力は各センシング用ポート３９を
通して得られる反射圧力を増幅器４１ｃｔ、ｂ、ｃ、ｄ
によって増幅した模、圧力センサ４３ａ、ｂ、ｃ、ｄに
よって検知し、増幅器４５に入力する。増幅器４５は圧
力センサ４３ａ、ｂ、ｃ、ｄからの検知圧力をアナログ
吊としてマイクロプロセッサ４７に与える。
ート３９からの反射圧力の電気的な処理は第２図に基づ
いて行なわれる。つまりガス噴射孔３７から噴射された
アシストガスの反射圧力は各センシング用ポート３９を
通して得られる反射圧力を増幅器４１ｃｔ、ｂ、ｃ、ｄ
によって増幅した模、圧力センサ４３ａ、ｂ、ｃ、ｄに
よって検知し、増幅器４５に入力する。増幅器４５は圧
力センサ４３ａ、ｂ、ｃ、ｄからの検知圧力をアナログ
吊としてマイクロプロセッサ４７に与える。
マイクロプロセッサ４７では各圧力センサ４３ａ。
ｂ、ｃ、ｄからの圧力値のうち最大の圧力値のみを正確
なセンシング圧力とし、その圧力を基準圧力と比較し、
加工ヘッドの必要調整値を嚢出する。
なセンシング圧力とし、その圧力を基準圧力と比較し、
加工ヘッドの必要調整値を嚢出する。
そしてその算出値はアンプ４９ａ 、ｂ 、ｃを通して
エアサーボ機構部７の圧力形電空比例弁５１ａ。
エアサーボ機構部７の圧力形電空比例弁５１ａ。
ｂ、ｃの制御信号として与えられる。
雪空比例弁５１ｂ 、ｃはそれぞれエアサーボシリンダ
１５の第１室１９、第２室２１に対する圧縮空気の供給
ｆｌｕ ＠ Ｕｌ ｔｉｌｌするものであり、マイクロ
プロセッサ４７による位置＄１１１１１信号に応じてエ
アサーボシリンダ１５を制御するのである。なお、各増
幅器４５、アンプ４９ａ 、ｂ 、ｃに対しては定電圧
電源装置５３から電力が供給される。
１５の第１室１９、第２室２１に対する圧縮空気の供給
ｆｌｕ ＠ Ｕｌ ｔｉｌｌするものであり、マイクロ
プロセッサ４７による位置＄１１１１１信号に応じてエ
アサーボシリンダ１５を制御するのである。なお、各増
幅器４５、アンプ４９ａ 、ｂ 、ｃに対しては定電圧
電源装置５３から電力が供給される。
なお上記実施例において反射圧力センシング用ボート３
９をガス噴射孔兼レーザビーム照射孔３７の周りに４箇
所設けたのは次の理由による。つまり第３図に示すよう
に加工素材Ｗのレーザ加工部近傍に切り抜き部５５や切
断部５７がある場合、アシストガスの反射圧力はその切
り扱き部５５や切断部５７においては小さな値しか得ら
れず、実際のレーザ切断を行なう部分５９に対して見１
１トは上クリアランスが極めて大きくなったものとセン
スされてしまう。したがってこの切り央き部５５や切断
部５７の反射圧力を利用して位置制御を行なうならば正
確な位置制御は行なえないことになる。そのため、複数
のボート３９ａ、ｂ、ｃ、ｄを設け、その内最大の反射
圧力のみを正確なセンシング圧力として採用し、その反
射圧力を基準圧力値と比較し、加工ヘッドの位ｆｉ！
！、ＩＩ ｉｌｌを行なうのである。
９をガス噴射孔兼レーザビーム照射孔３７の周りに４箇
所設けたのは次の理由による。つまり第３図に示すよう
に加工素材Ｗのレーザ加工部近傍に切り抜き部５５や切
断部５７がある場合、アシストガスの反射圧力はその切
り扱き部５５や切断部５７においては小さな値しか得ら
れず、実際のレーザ切断を行なう部分５９に対して見１
１トは上クリアランスが極めて大きくなったものとセン
スされてしまう。したがってこの切り央き部５５や切断
部５７の反射圧力を利用して位置制御を行なうならば正
確な位置制御は行なえないことになる。そのため、複数
のボート３９ａ、ｂ、ｃ、ｄを設け、その内最大の反射
圧力のみを正確なセンシング圧力として採用し、その反
射圧力を基準圧力値と比較し、加工ヘッドの位ｆｉ！
！、ＩＩ ｉｌｌを行なうのである。
上記レーザ加工装置における加工ヘッド位置制御装置の
動作を次に説明する。レーザビームの加工木ＩＷに対す
るフォーカスの調整はエアサーボ機構部７においてエア
サーボシリンダ１５の第１室１９、第２室２１にそれぞ
れエア供給口２３゜２５を通して供給される圧縮空気の
量によって上下に調整する。この時エアシリンダ１５が
微小な空気圧の変動にも応答することができるようヘッ
ド回転機構部５によって加工ヘッド１を常に回転させて
おき、静摩擦がエアサーボシリンダ１５０部分に働かな
いようにする。こうしてレーザビームは加工ヘッド１の
中央部を通って集光用レンズ３３において集光され、加
工素材Ｗ上の所定の位置に照射しその部分を切断するの
である。アシストガス供給部１１において供給口３５か
ら供給されるアシストガスはアシストガス噴射孔３７か
ら加工素材Ｗ上に噴射され、レーザビームによって溶か
された部分を吹き飛ば１のである。
動作を次に説明する。レーザビームの加工木ＩＷに対す
るフォーカスの調整はエアサーボ機構部７においてエア
サーボシリンダ１５の第１室１９、第２室２１にそれぞ
れエア供給口２３゜２５を通して供給される圧縮空気の
量によって上下に調整する。この時エアシリンダ１５が
微小な空気圧の変動にも応答することができるようヘッ
ド回転機構部５によって加工ヘッド１を常に回転させて
おき、静摩擦がエアサーボシリンダ１５０部分に働かな
いようにする。こうしてレーザビームは加工ヘッド１の
中央部を通って集光用レンズ３３において集光され、加
工素材Ｗ上の所定の位置に照射しその部分を切断するの
である。アシストガス供給部１１において供給口３５か
ら供給されるアシストガスはアシストガス噴射孔３７か
ら加工素材Ｗ上に噴射され、レーザビームによって溶か
された部分を吹き飛ば１のである。
ここでアシストガスが加工素材Ｗに当って反射して来る
その反射圧力が各反射圧力センシング用ポート３９に導
入され、レーザ加工中常時反射圧力を圧力センサ４３ａ
、ｂ、ｃ、ｄによってセンシングする。
その反射圧力が各反射圧力センシング用ポート３９に導
入され、レーザ加工中常時反射圧力を圧力センサ４３ａ
、ｂ、ｃ、ｄによってセンシングする。
この圧力センサ４３ａ、ｂ、ｃ、ｄによって得られた反
射圧力が最適クリアランスの時に得られる圧力値として
与えられる基準圧ツノ値に対して開離している場合、マ
イクロプロセッサ４７はその変化分によってクリアラン
スを小さくするかあるいは大きくする方向に加工ヘッド
１を移動すべくアンプ４９ａ 、ｂ 、ｃに対してｉ、
ＩＩｍ信号を与え、圧力形電空比例弁５１ａ、ｂ、ｃを
制御し、エアサーボシリンダ１５を所望の方向に駆動さ
せ、加工ヘッド１の位置を調整するのである。
射圧力が最適クリアランスの時に得られる圧力値として
与えられる基準圧ツノ値に対して開離している場合、マ
イクロプロセッサ４７はその変化分によってクリアラン
スを小さくするかあるいは大きくする方向に加工ヘッド
１を移動すべくアンプ４９ａ 、ｂ 、ｃに対してｉ、
ＩＩｍ信号を与え、圧力形電空比例弁５１ａ、ｂ、ｃを
制御し、エアサーボシリンダ１５を所望の方向に駆動さ
せ、加工ヘッド１の位置を調整するのである。
なお上記実施例においては反射圧力センシングボート３
９を４箇所に設けたが、このボートの位置及び数は特に
限定されるものではなく、必要に応じ複数個のボートを
所望の位置に設けることができる。
９を４箇所に設けたが、このボートの位置及び数は特に
限定されるものではなく、必要に応じ複数個のボートを
所望の位置に設けることができる。
［発明の効果］
この発明は、アシストガスの噴射孔の周囲にアシストガ
スの反射圧力を検知する複数の検知孔を設け、検知され
た圧力を基準圧力値と比較演算し、その圧力差に応じて
加工ヘッドの位置を制御するものであるため、加工素材
の表面状態が波打っていて加工ヘッド先端のノズル部と
の間のクリアランスがレーザ加工中に変化するような場
合でも、そのクリアランスの変化に対応して加工ヘッド
位置を制御することができ、良好なレーザ加工実現する
ことができる。
スの反射圧力を検知する複数の検知孔を設け、検知され
た圧力を基準圧力値と比較演算し、その圧力差に応じて
加工ヘッドの位置を制御するものであるため、加工素材
の表面状態が波打っていて加工ヘッド先端のノズル部と
の間のクリアランスがレーザ加工中に変化するような場
合でも、そのクリアランスの変化に対応して加工ヘッド
位置を制御することができ、良好なレーザ加工実現する
ことができる。
第１図はこの発明の一実施例の断面図、第２は同上実施
例の回路ブロック図、第３図は同上施例の作用説明図で
ある。 １・・・加工ヘッド、７・・・エアサーボ機構部、９シ
ンズマウント部、１１・・・アシストガス供給部１３・
・・ノズル部、１５・・・エアサーボシリンダ、９・・
・第１室、２１・・・第２室、３３・・・集光用シン３
５・・・アシストガス供給口、３７・・・ガス噴射孔レ
ーザビーム噴射孔、３９・・・反射圧力センシン用ボー
ト。 代理人 弁理士 三 好 保 男の
第２図を
例の回路ブロック図、第３図は同上施例の作用説明図で
ある。 １・・・加工ヘッド、７・・・エアサーボ機構部、９シ
ンズマウント部、１１・・・アシストガス供給部１３・
・・ノズル部、１５・・・エアサーボシリンダ、９・・
・第１室、２１・・・第２室、３３・・・集光用シン３
５・・・アシストガス供給口、３７・・・ガス噴射孔レ
ーザビーム噴射孔、３９・・・反射圧力センシン用ボー
ト。 代理人 弁理士 三 好 保 男の
第２図を
Claims (1)
- 加工素材に対してレーザビームを照射すると共にアシス
トガスを噴射するレーザ照射孔とガス噴射孔とを有する
加工ヘッドを前記加工素材に対して接近離反自在に設け
、前記アシストガスの噴射孔の周囲にアシストガスの反
射圧力を検知する複数の検知孔を設けると共に、検知さ
れた反射圧力を基準圧力値と比較演算し、その圧力差に
応じて加工ヘッドの位置を制御する位置制御装置を設け
たことを特徴とするレーザ加工装置における加工ヘッド
位置制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60081487A JPS61242778A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | レ−ザ加工装置における加工ヘツド位置制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60081487A JPS61242778A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | レ−ザ加工装置における加工ヘツド位置制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61242778A true JPS61242778A (ja) | 1986-10-29 |
| JPH0563272B2 JPH0563272B2 (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=13747758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60081487A Granted JPS61242778A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | レ−ザ加工装置における加工ヘツド位置制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61242778A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63174987U (ja) * | 1987-02-13 | 1988-11-14 | ||
| JP2015160226A (ja) * | 2014-02-27 | 2015-09-07 | 日本車輌製造株式会社 | レーザ加工機 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3138613B2 (ja) * | 1995-05-24 | 2001-02-26 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工装置 |
-
1985
- 1985-04-18 JP JP60081487A patent/JPS61242778A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63174987U (ja) * | 1987-02-13 | 1988-11-14 | ||
| JP2015160226A (ja) * | 2014-02-27 | 2015-09-07 | 日本車輌製造株式会社 | レーザ加工機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0563272B2 (ja) | 1993-09-10 |
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