JPS61286082A - レ−ザ加工装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はレーザ加工装置蕃二関し、特に加工ヘッドの
位置決めが精度良くかつ簡単（−できるレーザ加工装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

第５図は従来のレーザ加工装置−の概要を示す説明図、
第６図は第５図に示す装置により試し加工を行なってい
る状態を示す説明図である。

第５図Ｂよび第６図３−オいて、（１）は加工用レーザ
を出力する炭酸ガス（以下ＣＯ１と記す）レーザ発振器
、（２）はＣＯ，レーザ光、（３）はペンドミラー、（
４）は加工レンズ、（５）は加工ヘッド、（６）はモニ
タ用のヘリクム・ネオン（以下ＨｅＮｅと記す）レーザ
発振器、（７）は可動ミラー、（８）はＨｅＮｅ　　Ｉ
／−ザ光、（９）は被加工物、（９ａ）は試し加工点、
αｑは溶接線である。

従来、レーザ加工装置ではＣＯ，レーザ光は目Ｃ；見え
ないため、ＣＯ！レーザの光軸と一致する様（二目視出
来るＨｅＮｅ　　レーザ光を重畳させ、このＨｅＮｅレ
ーぜ光のスポットを被加工物の加工開始点Ｃ：合わせて
加工を行なっていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕 上記のような従来のレーザ加工装置では、ＣＯ！レーザ
の光軸とＨｅＮｅ　　レーザの光軸とが完全に一致しな
いこと及びＨｅＮｅ　　レーザ光の被加工物上でのスポ
ット径がＣＯ，レーザのスポット径Ｉ：比して大きいこ
となどの理由により、例えば０．５〜１ｍ位の誤差のあ
らい位置決めはＨｅＮｅ　　レーザビームを使って行な
えるが、精度の良い位置決めはできなかった。そこで、
数置試し加工（９ａ）ｅ行ないながら、ＣＯ，レーザ光
軸な加工開始点１２合わせるという操作が必要であった
。すなわち、精度良く位置決めを行なうためＣ：はその
操作がはん雑であるという問題点があった。

この発明はかかる問題点を解決するためＩ：なされたも
ので、ＨｅＮｅ　　レーザを用いることなく、加工用レ
ーザの１回だけの試し加工点をイメージセンサで観測す
ることにより精度よく位置決めできるレーザ加工装置を
得ることを目的とする。

また、この発明の別の発明は、上記目的に加えて、ワー
クＣ；凹凸があっても位置決めの機能がそこなわれない
レーザ加工装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るレーザ加工装置は、加工ヘッドと平行（
：イメージセンサを取付け、このイメージセンサでとら
えた画像を表示する画像表示装置を設け、予めレーザビ
ームを照射した試し加工点を、イメージセンサ響：より
観測することにより、イメージセンサと加工ヘッドの光
軸との距離を検出して記憶させ、加工開始点をイメージ
センサで観測した後、記憶された距離だけ加工ヘッドを
相対的（二修正移動させて位置決めを行なうものである
。

また、この発明の別の発明Ｃ：かかるレーザ加工装置は
、上記のものＣ二おいて、加工ヘッドと被加工物との間
隔を検出する焦点出し装置と、この焦点出し装置を二よ
って設定された位置より一定距離上記加工ヘッドを後退
させる定距離後退装置を設けたものである。

〔作　用〕

この発明（二Ｓいては、加工用レーザビームの一回だけ
の試し加工点をイメージセンサで観測して、加工ヘッド
の光軸とイメージセンサとの距離を検出して記憶し、加
工開始点をイメージセンサで観測して、予め記憶した距
離だけ加工ヘッドを相対的（二修正移動させるから、簡
単な操作で精度よく位置決めできる。

また、この発明の別の発明にどいては、定距離後退装置
−二より加工ヘッドを一定距離後退させて試し加工点と
加工開始点を観測するから、ワーブ−に凹凸があっても
支障なく位置決めができる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す正面図、第２図はこ
の発明の一実施例ｃｇける加工ヘッド及びイメージセン
サの詳細を示す正面図、第６図はモニタテレビの画面を
示す正面図、第４図はこの発明の一実施例の動作を示す
流れ図である。

第１図及び第２図ζ：８いて、第５図及び第６図と同一
符号の部分は同一部分を示すので、説明は省略する。ぐ
めは加工装置の基台、凶は基台Ｑ１）に支持されている
ＸＹ駆動テーブルで、ワーク（９）を載置して移動させ
るテーブルである。幹は基台な１）に固定された支持枠
で、支持枠（イ）には加工ヘッド（５）の上下駆動装置
（ハ）が固定されて８す、またペンドミラー（３）も固
定されており、レーザ光（２）はペンドミラー（３）で
光路が曲げられて加工ヘッド（５）へ入射する。加工ヘ
ッド（５）（二はイメージセンサ（ハ）が平行１：固定
されて１６す、さら１：焦点出し装置翰が取付けられて
いる。□はテレビカメラで、支持枠ｗ　＋’−固定され
ており、イメージ七ンｆｅｌＪとはファイバスコープ翰
弓；より接続されている。翰はモニタテレビ、（イ）は
カメラコントローラ、０力はレーザ加工装置の動作の制
御を行なう数値制御装置を含む制御盤である。

イメージセンサ（ハ）は、加工ヘッド（５）（−固定さ
れた支持腕（２５ａ、Ｌと、この支持腕（２５ａ）を二
固定されたカバー（２５ｂ）と（二よって支持さ′れて
、加工ヘッド（５）と平行に配置されているファイバス
コープ部（２５ｃ　）と対物レンズ（２５ｄ　）とから
なっている。焦点出し装置（イ）はワークと接触する接
触子（２６ａ）と接触子（２６ａ）の移動距離を検出す
る差動トランスなどの直線距離検出器（２６ｂ）とから
なり、支持具（２６ｃ）により加工ヘッド（５）　Ｃ固
定されている。そして、この焦点出し装置翰の信号１：
よりワークと加工ヘッド（５）との間隔を規定の間隔Ｃ
二保つよう（二制御される。な３、焦点出し装置翰はワ
ークが平坦で凹凸がない場合は必ずしも設ける必要はな
く、加工ヘッド（５）のワーク（二対する間隔を予め設
定して加工を行なえばよい。

また、イメージセンサ（ホ）はワークが平坦で凹凸がな
いもののときは、加工ヘッド（５）が上記設定位置にあ
るとき対物レンズ（２５ｄ　）の焦点が合うように取付
けておく。な８、ワーク畷：凹凸がある場合Ｉ：ついて
は後述する。

モニタテレビ四のブラウン管には互い（：直交する線（
２９ａ）とそのクロスポイント（２９ｂ）が描かれてい
る。

次６二、第４図（：示す流れ図を用いて動作を説明する
。

先づ、ワーク（９）１２１回だけレーザビーム（２）を
照射して試し加工点（９ｂ）を作る。次ＣＸ　Ｙ駆動テ
ープ／Ｉ／（２）を移動させて、イメージセンサ翰で試
し加工点（９ｂ）を観測し、モニタテレビ四のクロスポ
イン）（２９ｂ）と一致させて、テーブル（２）を止め
る。このとき、テーブルが移動した距離ｔ（Ｘ方向及び
Ｙ方向の移動距離でなく直線距離）はイメージセンサ（
ハ）と加工ヘッド（５）の光軸との距離を示してＨす、
これでイメージセンサ（イ）と加工ヘッド（５）の光軸
間距離（変位量）が測定される（ステップ４１）。

次（二、この距Ｈｔを数値制御装置（以下、ＮＣ装置と
記す）に記憶させる（ステップ４２）。次に、イメージ
センサ（ハ）で加工開始点（１０ａ）を確認する。つま
り、モニタテレビ四のクロスポイント（２９ｂ）と加工
開始点（１０ａ）を一致させる（ステップ４６及び４４
） 次（二、加工装置をスタートさせる（ステップ４５）。

ＮＣ装置は記憶された距＠　Ｚ　Ｃ従って、テーブル翰
を修正移動させ、加工開始点（１０ａ）Ｃ加工ヘッド（
５）を位置決めする（ステップ４６）。

以後は加ニブログラム（−従って加工ヘッド（５）が相
対的に移動し、加工が行なわれる。

なお、上記実施例ではクロスポイン）　（２９ｂ）はイ
メージセンサ側に設けてもよい。また、試し加工点（９
ｂ）をワーク（９）！＝作る事が不都合な場合は、別の
鉄板などを用いて距ａｔを測定して記憶させ、次にワー
クの加工開始点を確認して、加工装置をスタートさせれ
ばよい。

次舊：、他の実施例（二ついて説明する。

ワーク（二凹凸がある場合、例えば、ワークを組立治具
で押えているような場合、加工ヘッド（５）が凸部６；
当って試し加工点観測、加工開始点確認、位置決め動作
などｌ二支障を来たしたり、加工ヘッド（５）を損傷し
たりすることがある。そこで、この実施例は、焦点出し
装置（二よって設定された位置より一定距離加工〜ツド
を後退させる定距離後退装置を設けたものである。この
実施例は、特に試し加工点（９ｂ）をワーク以外のもの
に作って距離ｔを記憶させてから、イメージセンサ（イ
）でワークの加工開始点（１０ａ）を確認する場合、加
工〜ラド（５）が組立治具など（−当たるのをさけるこ
とができる。また、ワークに試し加工点（９ｂ）を作っ
て位置決めする場合は、試し加工点（１０ａ）を作るた
め５二は、当然組立治具をさけて加工ヘッド（５）を規
定間隔まで下げることｌ二なるが、試し加工点（９ｂ）
の観測の際加工ヘッド（５）が組立治−具など（二当た
るのをさけることができる。

上記他の実施例では、試し加工点（９ｂ）を作った後、
定距離後退装置（：より加工ヘッドを後退させてからテ
ーブル（至）を移動させて試し加工点（９ｂ）を観測す
る。次（＝先の実施例と同様署ニして距離ｔを記憶させ
た後、加工ヘッド（５）を後退させたままイメージセン
ｆ（ハ）でワーク（９）の加工開始点（１０ａ）を確認
する。次（二、加工装置をスタートさせると、先の実施
例と同様（二、距離ｔを修正して位置決めすると共に焦
点出し装置■Ｃ：よって加工ヘッド（５）とワークとの
間隔が制御されて加工ヘッド（５）が規定の間隔迄下り
、しかる後加工が行なわれる。なお、イメージセンサ翰
は、加工ヘッド（５）が後退した位置で焦点があうよう
（：取付けてｇく。定距離後退装置は予め後退距離を設
定してプログラムしてｇき、例えば制御盤Ｃ二はスイッ
チを設けておき、このスイッチを操作して後退の指示を
与えると、上下駆動装置（ハ）が制御盤（：よって制御
されて駆動し、加工ヘッドが後退するものである。

上記二つの実施例では、イメージセンサ■でとらえた画
像をテレビカメラ（財）を介してモニタテレビ翰に写し
出しているが、イメージセンサ（ハ）でとらえた画像を
拡大鏡などの光学装置だけを使って直接表示しても同様
に実施できる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明した通り、加工ヘッドと平行にイメ
ージセンサを取付け、このイメージセンサでとらえた画
像を表示する画像表示装置を設け、予めレーザビームを
照射した試し加工点を、イメージセンサ（＝より観測す
ることＣ：より、イメージセンサと加工ヘッドの光軸と
の距離を検出して記憶させ、加工開始点をイメージセン
サで観測した後、記憶された距離だけ加工ヘッドを相対
的Ｃ：修正移動させて位置決めを行なうものであるから
、簡単な操作で精度よく位置決めできる。

また、この発明の別の発明は、上記の発明に８いて、加
工ヘッドと被加工物との間隔を検出する焦点出し装置と
、この焦点出し装置１ユよって設定された位置より一定
距離上記加工ヘッドを後退させる定距離後退装置を設け
たものであるから、ワ−り凹凸があっても支障なく位置
決めができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す正面図、第２図はこ
の発明の一実施例ｃ：８ける加工ヘッド及びイメージセ
ンサの詳細を示す正面図、第６図はモニタテレビの画面
を示す正面図、第４図はこの発明の一実施例の動作を示
す流れ図、第５図は従来のレーザ加工装置の概要を示す
説明図、第６図は第５図に示す装置により試し加工を行
なっている状態を示す説明図である。 図Ｃ二おいて、（１）はレーザ発振器、（２）はｃｏ霊
レーザ光、（５）は加工ヘッド、（イ）はＸＹ駆動テー
ブル、（ハ）はヘッド上下駆動装置、（イ）はイメージ
センサ、翰は焦点出し装置、（支）はテレビカメラ、（
財）はファイバスコープ、翰はモニタテレビ、０］）は
制御盤である。 な３、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　弁理士　　佐　藤　正　年 ２　：ＣＯ２レーサ゛尤　　　　　　　　２７；　デレ
ヒ゛刀メフ５、加工ヘラば　　　　　　　　　２８゛　
ファイバスコープ。 ２２：Ｘ’Ｖ’、”を上動テーフつし　　　　　　　　
　２９ニーｆ：　タテは２４・　ヘッド上下、雌型１咬
置　　　　　　３１木＋＋　　狗や　１Ｌ２５、イメー
ジ′亡ンサ 第２図 第３図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ光源から出力されたレーザ光を加工ヘッド
   により集光照射して被加工物を加工するレーザ加工装置
   において、上記加工ヘッドと平行に取付けたイメージセ
   ンサと、このイメージセンサでとらえた画像を表示する
   画像表示装置とを備え、予めレーザビームを照射した試
   し加工点を上記イメージセンサにより観測することによ
   り、上記イメージセンサと上記加工ヘッドの光軸との距
   離を検出して記憶させ、加工開始点を上記イメージセン
   サで観測した後、上記記憶された距離だけ上記加工ヘッ
   ドを相対的に修正移動させて位置決めを行なうことを特
   徴としたレーザ加工装置。
2. （２）レーザ光源から出力されたレーザ光を加工ヘッド
   により集光照射して被加工物を加工するレーザ加工装置
   において、上記加工ヘッドと平行に取付けたイメージセ
   ンサと、このイメージセンサでとらえた画像を表示する
   画像表示装置と、上記加工ヘッドと被加工物との間隔を
   検出する焦点出し装置と、この焦点出し装置によつて設
   定された位置より一定距離上記加工ヘッドを後退させる
   定距離後退装置とを備え、予めレーザビームを照射した
   試し加工点を、上記定距離後退装置により上記加工ヘッ
   ドを後退させてから上記イメージセンサにより観測する
   ことにより、上記イメージセンサと上記加工ヘッドの光
   軸との距離を検出して記憶させ、加工開始点を上記イメ
   ージセンサで観測した後、上記記憶された距離だけ上記
   加工ヘッドを相対的に修正移動させて位置決めを行なう
   ことを特徴としたレーザ加工装置。