JPS6146388A - レ−ザ加工機 - Google Patents
レ−ザ加工機Info
- Publication number
- JPS6146388A JPS6146388A JP59166550A JP16655084A JPS6146388A JP S6146388 A JPS6146388 A JP S6146388A JP 59166550 A JP59166550 A JP 59166550A JP 16655084 A JP16655084 A JP 16655084A JP S6146388 A JPS6146388 A JP S6146388A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- processing
- offset
- laser beam
- changes
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- Granted
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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
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/10—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece using a fixed support, i.e. involving moving the laser beam
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
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機の改良に関し、さらに詳しくは
レーザ発振器から加工ヘッドの集光装置Tヘッドのオフ
セット量を変化させるようにしたレーザ加工機に関する
ものである。
レーザ発振器から加工ヘッドの集光装置Tヘッドのオフ
セット量を変化させるようにしたレーザ加工機に関する
ものである。
82図はレーザ加工機の原理を示す構成図でるる。図に
おいて、(1)はレーザ発振器、(2)は平面鏡。
おいて、(1)はレーザ発振器、(2)は平面鏡。
(3)は加工ヘッド、(4)は集光装置でめるレンズ、
(5)はレーザ光、(6)は被加工物で、平面鏡(2)
および加工ヘット” (3)は筐体に固定され、レーザ
発振器(1)からの出力でめるレーザ光(5)を平面鏡
(2)によって反射させ、加工ヘッド(3)内に設けた
レンズ(4)へ入射させて、このレンズ(4)により集
光されたレーザ光(5)の焦点位置近傍に被加工物(6
)が定置されている・。
(5)はレーザ光、(6)は被加工物で、平面鏡(2)
および加工ヘット” (3)は筐体に固定され、レーザ
発振器(1)からの出力でめるレーザ光(5)を平面鏡
(2)によって反射させ、加工ヘッド(3)内に設けた
レンズ(4)へ入射させて、このレンズ(4)により集
光されたレーザ光(5)の焦点位置近傍に被加工物(6
)が定置されている・。
次に動作について説明する。第2図の構成において、レ
ンズ(4)で集光されたレーザ光(5)が焦点位置近傍
にろる被加工物(6)に照射されると、レーザ光(5)
は被加工物(6)の表面層で吸収されて熱エネルギに変
換され、被加工物(6)を溶融して穴めけ、溶断等の加
工を行なう。例えば被加工物(6)にレーザ光(5)を
照射しながら、加工ヘッド(3)の位置を図示のAから
破線で示したBへ移動すると、レーザ光(5)の被加工
物(6)へ照射した軌跡長さ、すなわち図のLに相当す
る長さの溶断加工を行なうことができる。
ンズ(4)で集光されたレーザ光(5)が焦点位置近傍
にろる被加工物(6)に照射されると、レーザ光(5)
は被加工物(6)の表面層で吸収されて熱エネルギに変
換され、被加工物(6)を溶融して穴めけ、溶断等の加
工を行なう。例えば被加工物(6)にレーザ光(5)を
照射しながら、加工ヘッド(3)の位置を図示のAから
破線で示したBへ移動すると、レーザ光(5)の被加工
物(6)へ照射した軌跡長さ、すなわち図のLに相当す
る長さの溶断加工を行なうことができる。
しかし、第6図に示すように、レーザ発振器(1)から
発振するレーザ光(5)はθで示した発散角を持つ特性
がめるので、レーザ発振器(1)からの距離の長さに応
じて、レーザ光(5)のビーム径が大きくなる。
発振するレーザ光(5)はθで示した発散角を持つ特性
がめるので、レーザ発振器(1)からの距離の長さに応
じて、レーザ光(5)のビーム径が大きくなる。
一方、レンズに入射するレーザ光のビーム径が変わると
、レンズを通過しためとの集光の様子が変わる。
、レンズを通過しためとの集光の様子が変わる。
第4図はレンズに入射したレーザ光の状態を説明するた
めの説明図で、一般にレンズ(4)に入射するガウスモ
ードのレーザ光、つまり光の強度分布がガラス分布をし
ているレーザ光のビームウェスト半径we、レンズ(4
)とビームウェスト位置の距離d2.レンズ(4)の焦
点距離fルンズを通過したレーザ光のレンズから距離4
の位置でのビーム半径W1は(1)式の関係がるる。
めの説明図で、一般にレンズ(4)に入射するガウスモ
ードのレーザ光、つまり光の強度分布がガラス分布をし
ているレーザ光のビームウェスト半径we、レンズ(4
)とビームウェスト位置の距離d2.レンズ(4)の焦
点距離fルンズを通過したレーザ光のレンズから距離4
の位置でのビーム半径W1は(1)式の関係がるる。
λはビームの波長で、ビームウェスト半径W。
とその位置は発振器(1)内の構造によって決定される
。
。
以下s d量をさして発振器(1)からの距離と呼ぶこ
とにする。また、被加工物上でのWlをスポット半径と
呼ぶことにする。
とにする。また、被加工物上でのWlをスポット半径と
呼ぶことにする。
なお、第4図において、(1a) 、 (1b) t
riばラーでるる。
riばラーでるる。
第5図は第3図におけるA位置のレーザ光を(5a)、
B位置のレーザ光を(5b)とした、レンズ(4)によ
る集光性の差を示す。すなわち、太り径のレーザ光(5
a)が細い径のレーザ光(5b)よりレンズに対して近
距離の位置で小さなビーム径にしぼられる。
B位置のレーザ光を(5b)とした、レンズ(4)によ
る集光性の差を示す。すなわち、太り径のレーザ光(5
a)が細い径のレーザ光(5b)よりレンズに対して近
距離の位置で小さなビーム径にしぼられる。
第6図は加工ヘッドが二次元的な走査を行なう加工機の
原理を示す斜視図でるる。第6図において第2図と同一
部分は同一符号を付して示してるる。(2B)、(2b
)、(2C)は平面鏡、(7)は加工テーブル、(8X
)はX軸移動台で、駆動装置により駆動されて加工テー
ブル(7)の長手方向でるるX軸方向に移動する。(8
Y)はY軸移動台で、加工ヘッド(3)が取り付けられ
ており、駆動装置により駆動されてX軸移動台(8X)
上を移動する。したがって、X軸移動台(8X)及びY
軸移動台(8Y)をNC装置等で制御して移動させる仁
とにより、加工ヘッド(3)を二次元的に移動させるこ
とができ、二次元の任意形状C1[)で加工を行なうこ
とができるものでめる。なお、(9X)。
原理を示す斜視図でるる。第6図において第2図と同一
部分は同一符号を付して示してるる。(2B)、(2b
)、(2C)は平面鏡、(7)は加工テーブル、(8X
)はX軸移動台で、駆動装置により駆動されて加工テー
ブル(7)の長手方向でるるX軸方向に移動する。(8
Y)はY軸移動台で、加工ヘッド(3)が取り付けられ
ており、駆動装置により駆動されてX軸移動台(8X)
上を移動する。したがって、X軸移動台(8X)及びY
軸移動台(8Y)をNC装置等で制御して移動させる仁
とにより、加工ヘッド(3)を二次元的に移動させるこ
とができ、二次元の任意形状C1[)で加工を行なうこ
とができるものでめる。なお、(9X)。
(9Y)は移動台用のガイドレールを示す。
第5図に示す加工機ではレーザ発振器(1)からの距離
d、はX座標、Y座標の和によって決定される。
d、はX座標、Y座標の和によって決定される。
以上のように、加工ヘッド(3)が移動【7て前述の距
離d、が変化するにしたがって、スポット半径W1が変
化する。
離d、が変化するにしたがって、スポット半径W1が変
化する。
ところで、レーザ加工機においては、上記スポット半径
凧が成る大きさを持っているので、この半径の値だけ加
工ヘッド(3)をずらして、つまりオフセットをかけて
所望の寸法のものが得られるように加工を行なうが、N
C装置に登録するオフセット量は一定でるるから、加工
中にレーザ光(5)のスポット半径W1が変化すると設
定オフセット量からずれて、切断幅が製品にくり込んだ
り、大きめに切つ71)するという問題点が生ずる。
凧が成る大きさを持っているので、この半径の値だけ加
工ヘッド(3)をずらして、つまりオフセットをかけて
所望の寸法のものが得られるように加工を行なうが、N
C装置に登録するオフセット量は一定でるるから、加工
中にレーザ光(5)のスポット半径W1が変化すると設
定オフセット量からずれて、切断幅が製品にくり込んだ
り、大きめに切つ71)するという問題点が生ずる。
すなわち、被加工物(6)から、例えば正方形を切・抜
く場合を、わがυよくするためスポット半径当の変化の
状況を極端に表現して図示すると第7図に示すようにな
9、NC装置のプログラム上は正方形を切抜くようにな
っていても、実際に切抜かれた製品倶])は正確な正方
形にならないという欠点を有する。なお、(2)はレー
ザ光(5)のスポットの軌跡を、(イ)で示す一点鎖線
は加工ヘッド(3)の移動軌跡を示す。
く場合を、わがυよくするためスポット半径当の変化の
状況を極端に表現して図示すると第7図に示すようにな
9、NC装置のプログラム上は正方形を切抜くようにな
っていても、実際に切抜かれた製品倶])は正確な正方
形にならないという欠点を有する。なお、(2)はレー
ザ光(5)のスポットの軌跡を、(イ)で示す一点鎖線
は加工ヘッド(3)の移動軌跡を示す。
この発明は上記のような欠点を解消するためになされた
もので、レーザ発振器から加工ヘッドの集光装置に至る
光路長の変化に伴って変化する被加工物上のレーザ光の
スポット半径、つまりスポット径に応じて加工ヘッドの
オフセット量を変化させるオフセット量制御装置を設け
たレーザ加工機を提供することを目的とするものでるる
。
もので、レーザ発振器から加工ヘッドの集光装置に至る
光路長の変化に伴って変化する被加工物上のレーザ光の
スポット半径、つまりスポット径に応じて加工ヘッドの
オフセット量を変化させるオフセット量制御装置を設け
たレーザ加工機を提供することを目的とするものでるる
。
以下、この発明の一実施例を図に基づいて説明する。
第1図はこの発明におけるオフセット量制御装置の一実
施例を示す構成図でるる。第1図において、に)は光路
長計算回路で、加工ヘッド(3)のX。
施例を示す構成図でるる。第1図において、に)は光路
長計算回路で、加工ヘッド(3)のX。
Y移動量に基づいてレーザ発振器(1)からの距離d。
を計算する回路、(2)はスポット径計算回路で、(1
7式によりレーザ光(5)の被加工物(6)上のスポッ
ト半径W、を計算する回路でるる。
7式によりレーザ光(5)の被加工物(6)上のスポッ
ト半径W、を計算する回路でるる。
(23&)、(23b)は加算回路、(ハ)はX軸モー
タ駆動回路で、X軸移動台(8X)の駆動用モータへ駆
動信号を出力する回路、四はY軸モータ駆動回路で、Y
軸移動台(8Y)の駆動用モータへ駆動信号を出力する
回路でるる。
タ駆動回路で、X軸移動台(8X)の駆動用モータへ駆
動信号を出力する回路、四はY軸モータ駆動回路で、Y
軸移動台(8Y)の駆動用モータへ駆動信号を出力する
回路でるる。
次に動作を説明するう
加工ヘッド(3)のX方向、Y方向の移動4#はNC装
置で位置決めを行なうために検出されているので、この
X、Y移動量に基づいて光路長計算回路Q])によりレ
ーザ発振器(1)からの距離d1が計算される。この計
算結果はスポット径計算回路四に入力され、(1)式に
よりスポット半径% t”計算する。なお、距離d、は
一定とする。すなわち、加工ヘッド(3)は被加工物(
6)に対して上下方向には呻かないものとす・る。
置で位置決めを行なうために検出されているので、この
X、Y移動量に基づいて光路長計算回路Q])によりレ
ーザ発振器(1)からの距離d1が計算される。この計
算結果はスポット径計算回路四に入力され、(1)式に
よりスポット半径% t”計算する。なお、距離d、は
一定とする。すなわち、加工ヘッド(3)は被加工物(
6)に対して上下方向には呻かないものとす・る。
次に、スポット径計算回路■は計算されたスポット半径
W、の値をオフセット量として出力する。
W、の値をオフセット量として出力する。
以下はNCの通常のオフセット機能によって動作する。
まず、このオフセット量は加算回路(23a)に入力さ
れる。又、NC装置のプログラムの指令 jによ
るX軸移動量も加算回路(21)に人力される。そして
、加工を行なう位置に応じてオフセットをかける方向を
、例えば右にするか左にするかにより、加算回路(23
a)によりオフセット量のX成分がX軸移動fkvCプ
ラス又はマイナスされる。加算回路(23a)の出力は
X軸モータ駆動回路(ハ)に入力され、X軸モータ駆動
回路から出力されるX軸移動台(8X)の駆動用モータ
の駆動信号により、X軸移動台(8X)はオフセットを
かけられた位置へ移動する。
れる。又、NC装置のプログラムの指令 jによ
るX軸移動量も加算回路(21)に人力される。そして
、加工を行なう位置に応じてオフセットをかける方向を
、例えば右にするか左にするかにより、加算回路(23
a)によりオフセット量のX成分がX軸移動fkvCプ
ラス又はマイナスされる。加算回路(23a)の出力は
X軸モータ駆動回路(ハ)に入力され、X軸モータ駆動
回路から出力されるX軸移動台(8X)の駆動用モータ
の駆動信号により、X軸移動台(8X)はオフセットを
かけられた位置へ移動する。
一万、上記オフセット量は加算回路(23b)へも入力
され、又NC装置のプログラムの指令によるY軸移動量
も加算回路(23b)に入力される。そして・加工を行
なう位置に応じてオフセットをかける方向を、例えば上
にするか下にするかにより、加算回路(23b)により
オフセット量のY成分がY@移動量にプラス又はマイナ
スされる。加算回路(23b)の出力はY軸モータ駆動
回路(2)に人力され、Y軸モータ駆動回路(2)から
出力されるY軸移動台(8Y)の駆動用モータの駆動信
号により、Y軸移動台(8Y)はオフセットをかけられ
た位置−・移動する。
され、又NC装置のプログラムの指令によるY軸移動量
も加算回路(23b)に入力される。そして・加工を行
なう位置に応じてオフセットをかける方向を、例えば上
にするか下にするかにより、加算回路(23b)により
オフセット量のY成分がY@移動量にプラス又はマイナ
スされる。加算回路(23b)の出力はY軸モータ駆動
回路(2)に人力され、Y軸モータ駆動回路(2)から
出力されるY軸移動台(8Y)の駆動用モータの駆動信
号により、Y軸移動台(8Y)はオフセットをかけられ
た位置−・移動する。
以上のようにして、スポット半径W、が変化するに従っ
てオフセット量も変化させることができるので、光路長
が変化しても、所望の寸法で精密に加工が行なわれる。
てオフセット量も変化させることができるので、光路長
が変化しても、所望の寸法で精密に加工が行なわれる。
また、加工ヘッド(3)が被加工物(6)に対して上下
する場合も、加工ヘッド(3)と被加工物(6)間の距
離を測定する装置をつけて、その値ヲ(1)式のdtに
代入すれば、スポット半径当を求めることができるので
、同様にオフセラMlを制御できる。
する場合も、加工ヘッド(3)と被加工物(6)間の距
離を測定する装置をつけて、その値ヲ(1)式のdtに
代入すれば、スポット半径当を求めることができるので
、同様にオフセラMlを制御できる。
光路の途中にコリメーションがめる場合などは、その場
合々々のビーム伝搬の式を(1)式の代わりに用いれば
よい。
合々々のビーム伝搬の式を(1)式の代わりに用いれば
よい。
以上の説明かられかるように、この発明によればレーザ
発振器から伝送されたレーザ光を加工ヘッドに設けた集
光装置により集光して、加工テーブルに載置された被加
工物に照射すると共に、上記加工ヘッドを移動させて加
工を行なうレーザ加工機に、上記レーザ発振器から上記
集光装置に至る光路長の変化に伴って変化する上記被加
工物上のレーザ光のスポット半径、つまりスポット径に
応じて上記加工ヘッドのオフセット量を変化させるオフ
セット量制御装置を設けたから、加工中にレーザ光のス
ポット径が変化しても、これに伴ってオフセット量も変
化するので、オフセット量がスポット半径の量からずれ
ることがなく、切断幅が製品にくい込んだり、大きめに
切ったりするというむとがない。
発振器から伝送されたレーザ光を加工ヘッドに設けた集
光装置により集光して、加工テーブルに載置された被加
工物に照射すると共に、上記加工ヘッドを移動させて加
工を行なうレーザ加工機に、上記レーザ発振器から上記
集光装置に至る光路長の変化に伴って変化する上記被加
工物上のレーザ光のスポット半径、つまりスポット径に
応じて上記加工ヘッドのオフセット量を変化させるオフ
セット量制御装置を設けたから、加工中にレーザ光のス
ポット径が変化しても、これに伴ってオフセット量も変
化するので、オフセット量がスポット半径の量からずれ
ることがなく、切断幅が製品にくい込んだり、大きめに
切ったりするというむとがない。
第1図はこの発明におけるオフセット−量制御装置の一
実施例を示す構成図、第2図はレーザ加工はレーザ光の
集光性を説明するための説明図、第・6図は加工ヘッド
が二次元的に走査されるレーザ加工機の原理を示す斜視
図、第7図は従来のレーザ加工機で加工した状態を説明
するための説明図でめる。 図中%(1ンはレーザ発振器、(2)、 (2a)、
(2b)。 (2c)は平面鏡、(3)は加工ヘッド、(4ンはレン
ズ(集光装置”) 、(5)、 (5&) 、 (
5b)はレーザ光、(6)は被加工物、(7)は加工テ
ーブル、(8X)はX軸移動台、(8Y)はY軸移動台
、(9X)。 (9Y)はガイドレール、(7)は被加工図形、α埠は
切抜かれた製品、(ロ)はレーザ光のスポット軌跡、(
ハ)は光路長計算回路、(財)はスポット径計算回路、
(23&)、(25b)は加算回路、eAux軸モータ
駆動回路、に)はY軸モータ駆動回路でるる。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 第5[!i II *6rIJ 箇 7I!!
実施例を示す構成図、第2図はレーザ加工はレーザ光の
集光性を説明するための説明図、第・6図は加工ヘッド
が二次元的に走査されるレーザ加工機の原理を示す斜視
図、第7図は従来のレーザ加工機で加工した状態を説明
するための説明図でめる。 図中%(1ンはレーザ発振器、(2)、 (2a)、
(2b)。 (2c)は平面鏡、(3)は加工ヘッド、(4ンはレン
ズ(集光装置”) 、(5)、 (5&) 、 (
5b)はレーザ光、(6)は被加工物、(7)は加工テ
ーブル、(8X)はX軸移動台、(8Y)はY軸移動台
、(9X)。 (9Y)はガイドレール、(7)は被加工図形、α埠は
切抜かれた製品、(ロ)はレーザ光のスポット軌跡、(
ハ)は光路長計算回路、(財)はスポット径計算回路、
(23&)、(25b)は加算回路、eAux軸モータ
駆動回路、に)はY軸モータ駆動回路でるる。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 第5[!i II *6rIJ 箇 7I!!
Claims (1)
- レーザ発振器から伝送されたレーザ光を加工ヘッドに
設けた集光装置により集光して、加工テーブルに載置さ
れた被加工物に照射すると共に、上記加工ヘッドを移動
させて加工を行なうレーザ加工機において、上記レーザ
発振器から上記集光装置に至る光路長の変化に伴つて変
化する上記被加工物上のレーザ光のスポット径に応じて
上記加工ヘッドのオフセット量を変化させるオフセット
量制御装置を設けたことを特徴とするレーザ加工機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59166550A JPS6146388A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | レ−ザ加工機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59166550A JPS6146388A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | レ−ザ加工機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6146388A true JPS6146388A (ja) | 1986-03-06 |
JPH0156877B2 JPH0156877B2 (ja) | 1989-12-01 |
Family
ID=15833343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59166550A Granted JPS6146388A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | レ−ザ加工機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6146388A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0490184U (ja) * | 1990-06-05 | 1992-08-06 | ||
JP2020011268A (ja) * | 2018-07-19 | 2020-01-23 | Dgshape株式会社 | 照射経路データの作成方法、加工方法、camシステム |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5828787U (ja) * | 1981-08-20 | 1983-02-24 | 株式会社東芝 | レ−ザ加工装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5828787B2 (ja) * | 1974-07-10 | 1983-06-17 | 株式会社東芝 | サイダイチカウントソウチ |
-
1984
- 1984-08-10 JP JP59166550A patent/JPS6146388A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5828787U (ja) * | 1981-08-20 | 1983-02-24 | 株式会社東芝 | レ−ザ加工装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0490184U (ja) * | 1990-06-05 | 1992-08-06 | ||
JP2020011268A (ja) * | 2018-07-19 | 2020-01-23 | Dgshape株式会社 | 照射経路データの作成方法、加工方法、camシステム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0156877B2 (ja) | 1989-12-01 |
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