JPS63230291A - レ−ザ加工機におけるレ−ザ光の光軸ずれ補正装置 - Google Patents
レ−ザ加工機におけるレ−ザ光の光軸ずれ補正装置Info
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- JPS63230291A JPS63230291A JP62064931A JP6493187A JPS63230291A JP S63230291 A JPS63230291 A JP S63230291A JP 62064931 A JP62064931 A JP 62064931A JP 6493187 A JP6493187 A JP 6493187A JP S63230291 A JPS63230291 A JP S63230291A
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- Japan
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- laser beam
- deviation
- laser
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 229920000298 Cellophane Polymers 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
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Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザ等を用いたレー
ザ加工機において加工ヘッドの中心軸線に対するレーザ
光の光軸ずれを補正する装置に関する。
ザ加工機において加工ヘッドの中心軸線に対するレーザ
光の光軸ずれを補正する装置に関する。
レーザ加工機においては、加工ヘッド内に配設された集
光レンズによってレーザ光が集光され、この集光された
レーザ光がアシストガスとともに上記加工ヘッドのノズ
ルから被加工物に向けて投射される。
光レンズによってレーザ光が集光され、この集光された
レーザ光がアシストガスとともに上記加工ヘッドのノズ
ルから被加工物に向けて投射される。
ところでレーザ加工時にはいわゆるスパッタが上記ノズ
ルを介して加工ヘッド内に入り込むことがある。その場
合集光レンズの清掃や交換あるいは加工ヘッド内部の清
掃が行われるが、その際ノズルの中心軸線に対してレー
ザ光の光軸がずれることが多い。
ルを介して加工ヘッド内に入り込むことがある。その場
合集光レンズの清掃や交換あるいは加工ヘッド内部の清
掃が行われるが、その際ノズルの中心軸線に対してレー
ザ光の光軸がずれることが多い。
上記レーザ光軸のずれに起因してレーザ光がわずかでも
ノズルの噴射口内面に入射した場合、該レーザ光がノズ
ル内面で反射されて加工効率が低下することになる。ま
たレーザ光によってノズルが損傷するという不都合も生
じる。それ故、レーザの光軸と上記ノズルの軸線は高い
精度で合致させる必要がある。そこで、従来上記清掃等
の後にノズルの噴射口にセロハンテープ等を貼り、これ
にレーザ光を照射することによってできる穴の位置に基
づいて上記軸線に対する光軸のずれを検出する方法が実
施されている。そして、ずれが検出された場合には、レ
ンズの配設姿勢を調整する等の処置を施すようにしてい
る。
ノズルの噴射口内面に入射した場合、該レーザ光がノズ
ル内面で反射されて加工効率が低下することになる。ま
たレーザ光によってノズルが損傷するという不都合も生
じる。それ故、レーザの光軸と上記ノズルの軸線は高い
精度で合致させる必要がある。そこで、従来上記清掃等
の後にノズルの噴射口にセロハンテープ等を貼り、これ
にレーザ光を照射することによってできる穴の位置に基
づいて上記軸線に対する光軸のずれを検出する方法が実
施されている。そして、ずれが検出された場合には、レ
ンズの配設姿勢を調整する等の処置を施すようにしてい
る。
しかるに手作業による上記従来の軸合わせ方法は、時間
を要するばかりでなく精度の高い軸合わせ結果か得られ
ないという問題がある。
を要するばかりでなく精度の高い軸合わせ結果か得られ
ないという問題がある。
さらに、レーザ加工中における光軸ずれには全く対処で
きないという欠点がある。
きないという欠点がある。
〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明は、
上記ノズルの中心軸線に対して対称状に設けられ、各々
上記ノズルを通過する上記レーザ光のエネルギーを検出
する２組以上の一対のレーザ光エネルギー検出手段と、
上記対をなす各レーザ光エネルギー検出手段の出力差に
基づき、上記ノズルの中心軸線と上記レーザ光の光軸が
一致する方向に該ノズルを移動させるノズル移動手段と
を備えた構成をもつ。
上記ノズルの中心軸線に対して対称状に設けられ、各々
上記ノズルを通過する上記レーザ光のエネルギーを検出
する２組以上の一対のレーザ光エネルギー検出手段と、
上記対をなす各レーザ光エネルギー検出手段の出力差に
基づき、上記ノズルの中心軸線と上記レーザ光の光軸が
一致する方向に該ノズルを移動させるノズル移動手段と
を備えた構成をもつ。
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。
。
第１図は、本発明に係るレーザ光の光軸ずれ補正装置の
一実施例を示している。
一実施例を示している。
同図において、レーザ発振器１から投射されたレーザ光
２は、反射鏡３を介して加工ヘッド４内に入射する。加
工ヘッド４は上下に分割されており、ヘッド上部４ａに
は、レーザ光２を集光するレンズ５およびアシストガス
の供給口６が設けられ、ヘッド下部４ｂにはノズル７が
形成されている。
２は、反射鏡３を介して加工ヘッド４内に入射する。加
工ヘッド４は上下に分割されており、ヘッド上部４ａに
は、レーザ光２を集光するレンズ５およびアシストガス
の供給口６が設けられ、ヘッド下部４ｂにはノズル７が
形成されている。
上記ヘッド下部４ｂは、同図における左右方向（Ｘ軸方
向）および紙面に垂直な方向（Ｙ軸方向）に移動できる
ようにヘッド上部４ａに密着支持されている。
向）および紙面に垂直な方向（Ｙ軸方向）に移動できる
ようにヘッド上部４ａに密着支持されている。
Ｘ軸サーボモータ８およびＹ軸サーボモータ９は、それ
ぞれ上記ヘッド下部４ｂをＸ軸およびＹ構としてはボー
ルスクリュー等が使用されるが、いずれも公知手段で容
易に構成できるので、ここではその説明を省略する。
ぞれ上記ヘッド下部４ｂをＸ軸およびＹ構としてはボー
ルスクリュー等が使用されるが、いずれも公知手段で容
易に構成できるので、ここではその説明を省略する。
第２図（ａ）は、上記ノズル７の拡大断面図を、また同
図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断面図をそれぞれ示す。
図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断面図をそれぞれ示す。
同図に示すように、ノズル７の上部内周面には、熱雷対
１１．１２．１３および１４がノズル７の中心軸線７ａ
を中心とする円周上に配設されている。そしてこれらの
うち、熱電対１１．１３はノズル７の中心軸線７ａを挾
む対称な位置に設けられており、熱電対１２．１４も同
様である。
１１．１２．１３および１４がノズル７の中心軸線７ａ
を中心とする円周上に配設されている。そしてこれらの
うち、熱電対１１．１３はノズル７の中心軸線７ａを挾
む対称な位置に設けられており、熱電対１２．１４も同
様である。
レンズ５を通過したレーザ光２は、被加工物１５の上面
で集光され、また上記アシストガスは加工点に吹きつけ
られる。これにより被加工物１５に対して切断等の加工
が施されるが、このとき加工の精度、効率を最適ならし
めるためには、レーザ光２の光軸２ａとノズルｑの中心
軸線７ａとの一致が要求される。なぜなら、第２図（ｂ
）に鎖線で示す如く光軸２ａがノズル７の中心軸線７ａ
からずれた場合、ノズル７内でレーザ光が反射されるの
で、加工の精度、効率が著しく低下し、かつノズル７が
レーザ光で損傷するからである。
で集光され、また上記アシストガスは加工点に吹きつけ
られる。これにより被加工物１５に対して切断等の加工
が施されるが、このとき加工の精度、効率を最適ならし
めるためには、レーザ光２の光軸２ａとノズルｑの中心
軸線７ａとの一致が要求される。なぜなら、第２図（ｂ
）に鎖線で示す如く光軸２ａがノズル７の中心軸線７ａ
からずれた場合、ノズル７内でレーザ光が反射されるの
で、加工の精度、効率が著しく低下し、かつノズル７が
レーザ光で損傷するからである。
上記実施例は、以下に述べるようにレーザ光２の光軸２
ａをノズル７の軸線７ａに一致させるように作用する。
ａをノズル７の軸線７ａに一致させるように作用する。
上記熱電対１１．１２．１３および１４は、上記ノズル
７を通過するレーザ光２のａ！度を検出するものであり
、第３図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）にはこれ
らの熱雷対１１．１２．１３および１４で検出される温
度Ｔ Ｉ ＝ Ｔ２ ＊ Ｔ２およびＴ４が示されてい
る。レーザ光２の光軸２ａがノズル７の中心軸線７ａと
一致している場合には、上記各熱電対で検出される温度
は同一の値Ｔ０会を示す、そして時点ｔｏで第２図（ｂ
）に鎖線で示したような光軸ずれが発生した場合には、
第３図（ａ）、（ｂ）に示すように熱電対１１゜１２で
検出される温度Ｔ、、Ｔ、が正常値Ｔ０よりも低くなり
、かつ同図（ｃ）、（ｄ）に示すように熱電対１３．１
４で検出される温度Ｔ３゜Ｔ４がＴ、よりも高くなる。
７を通過するレーザ光２のａ！度を検出するものであり
、第３図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）にはこれ
らの熱雷対１１．１２．１３および１４で検出される温
度Ｔ Ｉ ＝ Ｔ２ ＊ Ｔ２およびＴ４が示されてい
る。レーザ光２の光軸２ａがノズル７の中心軸線７ａと
一致している場合には、上記各熱電対で検出される温度
は同一の値Ｔ０会を示す、そして時点ｔｏで第２図（ｂ
）に鎖線で示したような光軸ずれが発生した場合には、
第３図（ａ）、（ｂ）に示すように熱電対１１゜１２で
検出される温度Ｔ、、Ｔ、が正常値Ｔ０よりも低くなり
、かつ同図（ｃ）、（ｄ）に示すように熱電対１３．１
４で検出される温度Ｔ３゜Ｔ４がＴ、よりも高くなる。
コントローラ１６では、熱電対１１〜１４の出力に基づ
いて１４図に示す処理が実行される。
いて１４図に示す処理が実行される。
すなわち、まずＸ軸方向の熱電対１１，１３て検出され
る温度Ｔ１．Ｔ３が入力され、これらの偏差Ｔ ｘ −
Ｔ １− Ｔ ２が演算される（ステップ１０出力され
る（ステップ１０３）。これにより、上記偏差Ｔｘが零
になるようにノズル７がＸ軸方向に移動される。
る温度Ｔ１．Ｔ３が入力され、これらの偏差Ｔ ｘ −
Ｔ １− Ｔ ２が演算される（ステップ１０出力され
る（ステップ１０３）。これにより、上記偏差Ｔｘが零
になるようにノズル７がＸ軸方向に移動される。
つぎに、上記偏差Ｔｘの絶対値ＩＴｘｌが、予設定値Ｔ
ｒ以下であるか否かが判断される（ステップ１０４）。
ｒ以下であるか否かが判断される（ステップ１０４）。
この予設定＠Ｔｒは、偏差Ｔｘが許容できる値内に入っ
たか否かを判断するためのしきい値である。
たか否かを判断するためのしきい値である。
ステップ１０４の判断結果がＮｏである間は、ステップ
１０１〜１０４の処理が繰り返し実行され、その判断結
果がＹＥＳとなった場合にはＹ軸方向の熱電対１２．１
４の各検出温度Ｔ２．Ｔ。
１０１〜１０４の処理が繰り返し実行され、その判断結
果がＹＥＳとなった場合にはＹ軸方向の熱電対１２．１
４の各検出温度Ｔ２．Ｔ。
が入力される（ステップ１０５）。そしてこれらの温度
の偏差ＴＹｗ７ｔ−Ｔ４が演算されるとともに（ステッ
プ１０６）、偏差Ｔｙに対応したＹ軸Ｍサーボモータ駆
動信号がモータ９に対して出力される（ステップ１０７
）。これにより上記偏差ＴＴ が零になるようにノズル
７がＹ軸方向に定値Ｔ「以下であるか否かが判断され（
ステップ１０８）、その判断結果がＹＥＳになると手順
がステップ１０１に移行される。
の偏差ＴＹｗ７ｔ−Ｔ４が演算されるとともに（ステッ
プ１０６）、偏差Ｔｙに対応したＹ軸Ｍサーボモータ駆
動信号がモータ９に対して出力される（ステップ１０７
）。これにより上記偏差ＴＴ が零になるようにノズル
７がＹ軸方向に定値Ｔ「以下であるか否かが判断され（
ステップ１０８）、その判断結果がＹＥＳになると手順
がステップ１０１に移行される。
このように、上記実施例によれば、レーザ光２の光軸線
２ａがノズル７の中心軸線７ａからずれていた場合には
、それらが一致するようにノズル７が自動的に移動され
てこのずれが補正される。
２ａがノズル７の中心軸線７ａからずれていた場合には
、それらが一致するようにノズル７が自動的に移動され
てこのずれが補正される。
なお、第２図（ｂ）に示す熱電対１１〜１４は同一円周
上に位置されているが、例えば熱電対１１．１３を上記
円周の内方に位置させてもよい。
上に位置されているが、例えば熱電対１１．１３を上記
円周の内方に位置させてもよい。
ただしこの場合にも、熱電対１１．１３の位置対称性は
保持させる必要がある。
保持させる必要がある。
また位置対称性が保持されれば、例えば熱電対１１．１
３の配置高さを他の熱電対１２．１４の配置高さと異な
らせることも可能である。
３の配置高さを他の熱電対１２．１４の配置高さと異な
らせることも可能である。
さらに、上記実施例では対向する１対の熱電対を２組設
けているが、この数をさらに増やすことによってより精
度の高い制御を行なうことが可能である。
けているが、この数をさらに増やすことによってより精
度の高い制御を行なうことが可能である。
さらにまた、上記実施例では、レーザ光２のエネルギー
を検出する手段として熱電対を使用しているがこれに代
えてサーモパイル、サーミスタボロメータ等を使用する
ことも当然可能である。
を検出する手段として熱電対を使用しているがこれに代
えてサーモパイル、サーミスタボロメータ等を使用する
ことも当然可能である。
上記した実施例の説明からも明らかなように、本発明に
よれば、レーザ光のエネルギーが定量的に検出され、こ
れに基づいてノズルの中心軸線とレーザ光の光軸線のず
れが自動的にかつ精度よく補正される。したがって、前
記した従来の軸合わせ方法の問題点を解消して、作業能
率の向上と加工精度、加工効率の向上を計ることができ
る。また加工中における光軸ずれにも対処できるという
利点がある。
よれば、レーザ光のエネルギーが定量的に検出され、こ
れに基づいてノズルの中心軸線とレーザ光の光軸線のず
れが自動的にかつ精度よく補正される。したがって、前
記した従来の軸合わせ方法の問題点を解消して、作業能
率の向上と加工精度、加工効率の向上を計ることができ
る。また加工中における光軸ずれにも対処できるという
利点がある。
第１図は本発明に係る光軸ずれ補正装置の一実施例を示
すブロック図、第２図は第１図に示すノズルの拡大断面
図、第３図は熱雷対で検出される温度の変化を例示した
グラフ、第４図はコントロ−ラの処理手順を示すフロー
チャートである。 ４・・・加工ヘッド、４ａ・・・ヘッド上部、４ｂ・・
・ヘッド下部、７・・・ノズル、８，９・・・サーボモ
ータ、１１〜１４・・・熱電対、１６・・・コントロー
ラ。 第１図 （ａ） （ｂ） 第２図 ｔｏｆＩφＭ 第３図
すブロック図、第２図は第１図に示すノズルの拡大断面
図、第３図は熱雷対で検出される温度の変化を例示した
グラフ、第４図はコントロ−ラの処理手順を示すフロー
チャートである。 ４・・・加工ヘッド、４ａ・・・ヘッド上部、４ｂ・・
・ヘッド下部、７・・・ノズル、８，９・・・サーボモ
ータ、１１〜１４・・・熱電対、１６・・・コントロー
ラ。 第１図 （ａ） （ｂ） 第２図 ｔｏｆＩφＭ 第３図
Claims (3)
- （１）加工ヘッド内に配設されたレンズによってレーザ
光を集光し、集光されたレーザ光をアシストガスととも
に上記加工ヘッドのノズルから投射させて被加工物の加
工を行なうレーザ加工機に適用され、 上記ノズルの中心軸線に対して対称状に設けられ、各々
上記ノズルを通過する上記レーザ光のエネルギーを検出
する２組以上の一対のレーザ光エネルギー検出手段と、 上記対をなす各レーザ光エネルギー検出手段の出力差に
基づき、上記ノズルの中心軸線と上記レーザ光の光軸が
一致する方向に該ノズルを移動させるノズル移動手段 とを備えることを特徴とするレーザ加工機におけるレー
ザ光の光軸ずれ補正装置。 - （２）上記レーザ光エネルギー検出手段は、温度センサ
である特許請求の範囲第（１）項記載のレーザ加工機に
おけるレーザ光の光軸ずれ補正装置。 - （３）上記温度センサは、熱電対である特許請求の範囲
第（２）項記載のレーザ加工機におけるレーザ光の光軸
ずれ補正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62064931A JPS63230291A (ja) | 1987-03-19 | 1987-03-19 | レ−ザ加工機におけるレ−ザ光の光軸ずれ補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62064931A JPS63230291A (ja) | 1987-03-19 | 1987-03-19 | レ−ザ加工機におけるレ−ザ光の光軸ずれ補正装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63230291A true JPS63230291A (ja) | 1988-09-26 |
Family
ID=13272271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62064931A Pending JPS63230291A (ja) | 1987-03-19 | 1987-03-19 | レ−ザ加工機におけるレ−ザ光の光軸ずれ補正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63230291A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05309487A (ja) * | 1992-05-11 | 1993-11-22 | Mitsubishi Electric Corp | レーザビーム光軸位置検出装置およびそれを備えたレーザビーム伝送装置 |
| JP2015182104A (ja) * | 2014-03-24 | 2015-10-22 | ファナック株式会社 | レーザ光の伝播監視機能を備えたレーザ加工機 |
| CN106312307A (zh) * | 2015-07-07 | 2017-01-11 | 王爱华 | 一种激光切割喷嘴 |
-
1987
- 1987-03-19 JP JP62064931A patent/JPS63230291A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05309487A (ja) * | 1992-05-11 | 1993-11-22 | Mitsubishi Electric Corp | レーザビーム光軸位置検出装置およびそれを備えたレーザビーム伝送装置 |
| JP2015182104A (ja) * | 2014-03-24 | 2015-10-22 | ファナック株式会社 | レーザ光の伝播監視機能を備えたレーザ加工機 |
| CN106312307A (zh) * | 2015-07-07 | 2017-01-11 | 王爱华 | 一种激光切割喷嘴 |
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