JPH02299788A - レーザ加工機用ティーチング方法 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、レーザ加工機用ティーチング方法に関する
。

（従来の技術） 従来、例えば立体的なワークにレーザビームでレーザ加
工を行なう際には、予めティーチング作業を行なってい
る。この今までのティーチング作業ではレーザ加工ヘッ
ドの先端に設けられた切断用ノズルチップを使用して、
Ｈｅ−Ｎｅレーザビームを頼りにティーチングを行なっ
ていたのである。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述した従来のティーチング方法では、切断
用ノズルチップと製品間のギャップは作業者の目視によ
りチェックしているので、正確に一定にすることが難か
しい。それに加えて、テ・イーチング前にはＨｅ−Ｎｅ
レーザビームのアライメントを行なわなければならず、
切断用ノズルチップから照射されるし・−ザビームの大
きさも、１φ程度のものであるため、正確なティーチン
グ精度が出せないという問題があった。

さらに、Ｈｅ−Ｎｅレーザビームのアライメントに相当
の時間がかかると共に、ティーチング精度が悪いことか
ら、ティーチングプログラム作成後にプログラム編集が
必要であった。

この発明の目的は、上記問題点を改善するため、Ｈｅ−
Ｎｅレーザビームのアライメントの手間を要さず、アラ
イメントずれによるティーチングプログラムと切断軌跡
のずれをなくシ、ティーチングプログラムの精度向上と
同時に、ティーチング後のプログラム編集を不要にした
レーザ加工機用ティーチング方法を提供することにある
。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明は、予め設定され
た加工すべきワークの加工軌跡に倣って、少なくともＸ
、Ｙ、Ｚ軸方向へ移動自在なレーザ加工ヘッドを移動さ
せると共に、このレーザ加工ヘッドの先端に着脱自在に
設けられた切断用ノズルからレーザビームを前記ワーク
へ照射してレーザ加工を行なうに先立ち、前記切断用ノ
ズルをティーチング位置決め用ノズルチップに交換して
、このティーチング位置決め用ノズルチップの先端を前
記ワークのティーチングポイントに接触させてティーチ
ングを行なうレーザ加工機用ティーチング方法である。

（作用） この発明のレーザ加工機用ティーチング方法を採用する
ことにより、ワークにレーザ加圧を行なう前に、レーザ
加工ヘッドの先端に着脱自在に設けられた切断用ノズル
チップをティーチング位置決め用ノズルチップに交換し
て、このティーチング位置決め用ノズルチップの先端を
ワークに接触させてティーチングが行なわれる。

而して、Ｈｅ−Ｎｅレーザビームを用いてティーチング
作業を行なっていないため、アライメントの必要がない
から、ティーチングプログラムの精度が向上し、ティー
チング後のプログラム編集も不要となる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第６図、第７図、第８図および第９図を参照するに、床
１の床面上に複数本例えば４本のコラム３が立設しであ
る。このコラム３上には支持プレート５が載置しである
。支持プレート５の両側上の第７図において左右方向で
あるＸ軸方向に複数本例えば２本のＸ軸ガイド７が取付
けられている。

２本のＸ軸ガイド７間には複数本例えば２本のサポート
プレート９が第７図において上下方向であるＹ軸方向に
取付けてあり、サポートプレート９はＸ軸ガイド７をサ
ポートしている。

２本のＸ軸ガイド７上にまたがってＸ軸方向に移動する
Ｘ軸ギヤレッジ１１が取付けられ、このＸ軸ギヤレッジ
１１にはＹ軸ギヤレッジ１３が載せられている。Ｙ軸ギ
ヤレッジ１３はＸ軸ギヤレッジ１１の脇に平行に設けら
れたガイド１５面に沿ってＹ軸方向に移動される。

Ｙ軸ギヤレッジ１３のほぼ中央部にあって鉛直方向であ
るＺ軸方向に２軸コラム１７が取付けられ、しかもＺ軸
コラム１７はＹ軸ギヤレッジ１３内に装着されたガイド
に沿ってＺ軸方向に移動するようになっている。２軸コ
ラム１７の先端側には第６図、第８図および第９図に示
されているようにレーザ加工ヘッド１９が取付けられて
る。

レーザビームはレーザ加工ヘッド１９の先端に第８図、
第９図に示す如く着脱自在に取付けられた切断用ノズル
チップ２１から照射される。第７図に示されているよう
にＸ軸ガイド７問およびサポートプレート９間にあって
下方に設けられたワーキングエリア２３内にワークＷが
載置される。

機械本体の外側には第６図、第７図および第８図に明ら
かな如く空圧ユニット装置２５、数値制御装置（ＮＣ装
置）２７およびレーザ発振器電源装置２９が配設され、
数値制御装置２７は図示省略のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の
各駆動装置と連結され、各駆動を制御している。

また、レーザ発振器電源装置２９上にはレーザ発振器３
１が備えられている。第６図に示すように右側のサポー
トプレート９上にレーザ発振器ヘッド３３が取付けられ
、前記レーザ発振器３１に連結管３５を介して連結され
ている。

上記構成により、Ｘ軸ギヤレッジ１１をＸ軸方向へ、Ｙ
軸ギヤレッジ１３をＹ軸方向へ移動せしめることにより
、レーザ加工ヘッド１９がＺ軸コラム１７を介してＸ、
Ｙ軸方向へ移動されることになる。また、レーザ加工ヘ
ッド１９は２軸コラム１７が２軸方向へ移動されること
によりＺ軸方向の調整がなされる。

また、レーザ発振器電源装置２９を作動せしめると、レ
ーザ発振器３１を経てレーザ発振器ヘッド３３からレー
ザビームが発振されレーザ加工ヘッド１９よりワークＷ
へ照射されてワークＷのレーザ加］二が行なわれること
になる。

前記レーザ加工ヘッド１９の具体的な構成が第３図、第
４図および第５図に示されている。すなわち、第３図、
第４図および第５図において、前記Ｚ軸コラム１７の先
端にはレーザ加工ヘッド１９の一部を構成しているＡ軸
回転体３７の上端が装置されている。Ａ軸回転体３７の
上部にはモータベース３９が設けられており、このモー
タベース３９にはサーボモータのごときＡ軸モータ４１
が設けられている。このＡ軸モータ４１の出力軸にはＡ
軸ピニオン４３が取付けられており、このＡ軸ビニオン
４３にはＡ軸ギヤ４５が１茨合されている。

上記構成により、Ａ軸モータ４１を駆動させると、Ａ輔
ピニオン４３が回転される。Ａ軸ビニオン４３にはＡ軸
ギヤ４５が噛合されているから、Ａ軸ビニオン４３が回
転すると、へ輔ギヤ４５を介してＡ軸回転体３７が第４
図において、矢印で示したごとくＡ軸方向へ回転される
ことになる。

前記Ａ軸回転体３７内には第４図に示されているように
Ａ軸固定体４７が設けられており、Ａ軸固定体４７の軸
心にＺ軸方向へ延伸した中空円筒体４９が設けられてい
る。この中空円筒体４９の下部にはＢ軸回転体５１が設
けられている。

Ａ軸回転体４７の第３図において右側下部にはサーボモ
ータのごときＢ軸モータ５３が設けられており、このＢ
軸モータ５３の出力軸にはＢ輔ピニオン５５が取付けら
れている。一方、前記Ｂ軸回転体５１にはＢ軸ギヤ５７
が設けられている。

このＢ軸ギヤ５７には前記Ｂ軸ピニオン５５が噛合され
ている。また、中空円筒体４９の下部には第４図に示さ
れているようにＡ軸ベンドミラー５９が設けられている
。

上記構成により、Ｂ軸モータ５３を駆動させると、Ｂ幀
ビニオン５５が回転される。Ｂ軸ピニオン５５にはＢ軸
ギヤ５７が噛合されているから、Ｂ軸ビニオン５５が回
転すると、Ｂ軸ギヤ５７を介してＢ軸回転体５］が第４
図に矢印で示したごとくＢ軸方向に回転されることにな
る。

前記Ｂ軸回転体５１には第３図および第４図に示されて
いるように、Ｃ軸柱動体６１が設けられており、Ｃ輔移
動体６１の下部にはノズルホルダ６３を介して前記切断
用ノズルチップ２１が着脱自在に装むされている。前記
Ｃ軸移動体６１にはＢ軸ベンドミラー６５が内蔵されて
いる。また、前記ノズルホルダ６３には集光レンズ６７
が内蔵されている。

前記Ｃ軸移動体６１の上部にはサーボモータのごときＣ
軸モータ６つが設けられており、Ｃ軸モータ６９の出力
軸にはＣ輔ビニオン７１が取付けられている。一方、前
記Ｂ軸回転体５１の上部にはＺ軸方向へ延伸したＣ輔う
ック７３が設けられており、このＣ軸うック７３には前
記Ｃ軸ビニオン７１が噛合されている。前記Ｃ軸移動体
６１には第３図に示されているようにＣ軸直線ガイド７
５が設けられている。

上記構成により、Ｃ輔モータ６９を駆動させると、Ｃ輔
ビニオン７１が回転する。Ｃ軸ピニオン７１には前記Ｃ
軸うック７３が噛合されているから、Ｃ軸ピニオン７１
が回転すると、Ｃ軸うック７３を介してＣ軸柱動体６１
がＣ軸直線ガイド７５に案内されて第４図に示した矢印
のごとくＣ軸方向へ移動されることになる。

前記ノズルホルダ６３の下部には、例えば静電容量型の
ギャップセンサ７７が一体的に取付けられている。した
がって、前記Ｃ軸移動体６１がＣ軸方向へ移動されるこ
とにより、ギャップセンサ７７もＣ軸方向へ移動される
ことになる。

前記Ｃ軸モータ６１にはＣ軸上−タ一本体７９が取付け
られていると共にＣ輔ボテンションメー夕８１が取付け
られていて、前記ギャップセンサ７７でギャップを検出
した際のギャップ量がＣ軸ポテンションメータ８１で検
出されることになる。

なお、さらに具体的な詳細はすでに公知であるため説明
を省略する。

上記構成により、Ｃ軸移動体６１の先端に着脱自在に取
付けられた切断用ノズルチップ２１はＸ軸、Ｙ軸および
Ｚ軸方向に移動されると共に、Ａ軸およびＢ軸方向へ回
転され、さらにＣ軸方向へ移動されることとなる。

また、前記レーザビーム発振器３３で発振されたレーザ
ビームＬＢは、図示省略のＸ軸、Ｙ軸ベンドミラーを経
てＡ軸ベンドミラー５９およびＢ軸ベンドミラー６５で
順次反射されて集光レンズ６７で集光される。この集光
レンズ６７で集光されたレーザビームＬＢは切断用ノズ
ルホルダ２１からワークＷに照射されてレーザ加工が行
なわれることになる。

前記レーザ加工ヘッド１９の先端にはノズルホルダ６３
を介して切断用ノズルチップ２１が、第２図に示されて
いるように、着脱自在に装着される。したがって、ワー
クＷにレーザビームＬＢを照射してレーザ加工を行なう
場合には、切断用ノズルチップ２１をノズルホルダ６３
に装着して行なわれる。

また、ノズルホルダ６３には、第２図に示したティーチ
ング位置決め用ノズルチップ８３が前記切断用ノズルチ
ップ２１と交換されて装むされるようになっている。こ
のティーチング位置決め用ノズルチップ８３の先端部８
３Ａは鋭角状となっていて、ワークＷの表面におけるテ
ィーチングポイントに接触させて位置決めが行なわれる
ようになっている。

したがって、ティーチングを行なう場合には、ノズルホ
ルダ６３にティーチング位置決め用ノズルチップ８３を
装着し、このティーチング位置決め用ノズルチップ８３
の先端部８３ＡをワークＷにおける表面の各ティーチン
グポイントに接触させてティーチングが行なわれる。な
お、この場合にはＣ軸モータ６９を駆動させてＣ軸移動
体６１を下降させることにより、ティーチング位置決め
用ノズルチップ８３の先端部８３ＡがワークＷの表面に
おける各ティーチングポイントに接触されることになる
。

次に、この実施例における動作すなわちティーチング並
びにレーザ加工方法を第１図のフローチャートを基にし
て説明する。

第１図において、ステップＳ１でレーザ加工を行なう作
業を開始し、ステップＳ２で治具の位置決めを行なうか
どうかの判断がなされる。治具の位置決めが行なわれて
いなければ、ステップＳ３で治具の位置決め作業を行な
って、ステップＳ２に戻る。

ステップＳ２で再度治具の位置決めを行なうかの判断が
なされ、すてに治具の位置決め作業が終了しているので
、ステップＳ４に進む。ステップＳ４ではティーチング
を行なうかどうかの判断がなされる。ティーチングが行
なわれていなければ、ステップＳ５でティーチング位置
決め用ノズルチップ８３をノズルホルダ６３の先端に装
着して取付ける。取付けが終了すると、ステップＳ６で
ティーチング作業が行なわれる。

すなイ〕ち、ワークＷの表面における各ティーチングポ
イントにティーチング位置決め用ノズルチップ８３を接
触させてティーチングが行なわれる。

なお、ティーチング位置決め用ノズルチップ８３の先端
部８３ＡからＨｅ−Ｎｅレーザビームが照射されずに単
に機械的に各ティーチングポイントに接触させるのみで
ある。また、ワークＷが立体的な場合には、Ａ軸モータ
４１、Ｂ軸モータ５３およびＣ軸モータ６９を駆動させ
てＡ軸、Ｂ軸方向に回転させると共にＣ軸方向に移動さ
せてティーチング位置決め用ノズルチップ８３をワーク
Ｗの各ティーチングポイントに対して垂直方向に調整さ
れてティーチングされるのは勿論のことである。

ティーチング作業が終了すると、ステップＳ２に戻り、
さらに、ステップＳ２．Ｓ４を経て、ステップＳ７にお
いてノズルホルダ６３の先端に装着されているティーチ
ング位置決め用ノズルチッブ８３を外して切断用ノズル
チップ２１を装着して取付ける。ノズルの交換が終了す
ると、ステップＳ８でティーチングされたティーチング
プログラムに基づいて切断用ノズルチップ２１からレー
ザビームＬＢをワークＷに照射することによってレーザ
加工が行なわれて終了する。

このように、ワークＷにレーザ加工を行なうに先立ち、
レーザ加工ヘッド１９におけるノズルホルダ６３の先端
に着脱自在に設けられた切断用ノズルチップ２１をティ
ーチング位置決め用ノズルチップ８３に交換して、この
ティーチング位置決め用ノズル８３の先端部８３Ａをワ
ークＷの表面における各ティーチングポイントに接触さ
せてティーチングを行なうことができる。

而して、Ｈｅ−Ｎｅレーザビームを用いていないため、
Ｈｅ−Ｎｅレーザビームのアライメントをする必要がな
いから、ティーチングプログラムの精度が向上すると共
に、ティーチング後のプログラム編集が不要となる。

なお、この発明は前述した実施例に限定されることなく
、適宜の変更を行なうことにより、その他の態様で実施
し青るものである。

〔発明の効果〕

以上のごとき実施例の説明より理解されるように、この
発明によれば、ワークにレーザ加工を行なうに先立ち、
レーザ加工ヘッドの先端に着脱自在に設けられた切断用
ノズルチップをティーチング位置決め用ノズルチップに
交換して、このティーチング位置決め用ノズルチップの
先端をワークにおける各ティーチングポイントに機械的
に接触させることによって正確にティーチングを行なう
ことができる。

而して、Ｈｅ−Ｎｅレーザビームを用いないでティーチ
ングを行なっているため、Ｈｅ−Ｎｅレーザビームのア
ライメントをする必要がないから、ティーチングプログ
ラムの精度が向上すると共に、ティーチング後のプログ
ラム編集が不要となるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るレーザ加工におけるティーチン
グ方法ならびにレーザ加工方法の動作を示すフローチャ
ート、第２図はレーザ加工ヘッドの先端に着脱に交換さ
れる切断用ノズルチップとティーチング位置決め用ノズ
ルチップを説明する説明図、第３図はレーザ加工ヘッド
の正面図、第４図は第３図における右側断面図、第５図
は第３図における平面図、第６図はこの発明を実施する
一実施例のレーザ加工機の正面図、第７図は第６図にお
ける平面図、第８図は第６図における右側面図、第９図
は第６図におけるＬＸ−ＬＸ線に沿った矢視図である。 １９・・・レーザ加工ヘッド ２１・・・切断用ノズルチップ ６９・・・ノズルホルダ ８３・・・ティーチング位置決め用ノズルチップ代理人
　　弁理士　　三　好　秀　和 ｖＪ２図 第５図 第８図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 予め設定された加工すべきワークの加工軌跡に倣って、
   少なくともＸ、Ｙ、Ｚ軸方向へ移動自在なレーザ加工ヘ
   ッドを移動させると共に、このレーザ加工ヘッドの先端
   に着脱自在に設けられた切断用ノズルからレーザビーム
   を前記ワークへ照射してレーザ加工を行なうに先立ち、
   前記切断用ノズルをティーチング位置決め用ノズルチッ
   プに交換して、このティーチング位置決め用ノズルチッ
   プの先端を前記ワークのティーチングポイントに接触さ
   せてティーチングを行なうことを特徴とするレーザ加工
   機用ティーチング方法。