JPH03226391A - レーザ加工装置の焦点位置検出装置 - Google Patents
レーザ加工装置の焦点位置検出装置Info
- Publication number
- JPH03226391A JPH03226391A JP2021093A JP2109390A JPH03226391A JP H03226391 A JPH03226391 A JP H03226391A JP 2021093 A JP2021093 A JP 2021093A JP 2109390 A JP2109390 A JP 2109390A JP H03226391 A JPH03226391 A JP H03226391A
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- Japan
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- laser beam
- workpiece
- light
- detecting
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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】
（産業上の利用分野Ｊ
この発明は、レーザ加工装置で被加工物を加工する際に
必要なレーザ光の焦点位置検出装置に関するものである
。
必要なレーザ光の焦点位置検出装置に関するものである
。
［従来の技術］
従来よりレーザ光を用いて被加工物を切断加工又は溶接
加工する装置はよく知られている。この種の装置におい
ては、レーザ光の焦点を被加工物上に結んだ上で被加工
物を加工する場合が多く、上記レーザ光の焦点位置を検
出する作業はレーザ加工前の作業として必要不可欠な作
業となっている。
加工する装置はよく知られている。この種の装置におい
ては、レーザ光の焦点を被加工物上に結んだ上で被加工
物を加工する場合が多く、上記レーザ光の焦点位置を検
出する作業はレーザ加工前の作業として必要不可欠な作
業となっている。
ところで、レーザ加工装置の焦点位置を検出する方法と
しては、例えば特開昭５９−１５９２９０号公報あるい
は特開昭６０−９６３９２号公報に開示されている技術
が公知である。
しては、例えば特開昭５９−１５９２９０号公報あるい
は特開昭６０−９６３９２号公報に開示されている技術
が公知である。
第３図は上記特開昭６０−９６３９２号公報に開示され
た従来技術を説明するもので、図において、（３０）は
レーザ発振器、（３１）はレーザ発振器（３０）から発
振されたレーザ光（３２）を取り込み、方向変換を図る
反射鏡（３３）、集光レンズ（３４）、照射ノズル（３
５）を経て被加工物（３６）へ照射する加工ヘッドであ
る。
た従来技術を説明するもので、図において、（３０）は
レーザ発振器、（３１）はレーザ発振器（３０）から発
振されたレーザ光（３２）を取り込み、方向変換を図る
反射鏡（３３）、集光レンズ（３４）、照射ノズル（３
５）を経て被加工物（３６）へ照射する加工ヘッドであ
る。
ここで、加工ヘッド（３１）は、加工補助手段としてそ
の入口（３７）よりガスジェット（３８）を供給し、被
加工物（３６）中に設定する焦点めがけて吹きつける。
の入口（３７）よりガスジェット（３８）を供給し、被
加工物（３６）中に設定する焦点めがけて吹きつける。
（３９）は被加工物（３６）の照射位置より生じる火花
で、被加工物（３６）付近に配置したフォトトランジス
タ等の光センサ（４０）にで受光され、光センサ（４０
）で得られた電気信号は、被加工物（３６）を！１２置
固定しているＸ、Ｙ、Ｚ軸駆動テーブル（４１）を、矢
印Ｚ方向へ駆動させる制御部（４２）に入力される即ち
、加熱効率の最高時を検出し、光量の最高時を検出する
。
で、被加工物（３６）付近に配置したフォトトランジス
タ等の光センサ（４０）にで受光され、光センサ（４０
）で得られた電気信号は、被加工物（３６）を！１２置
固定しているＸ、Ｙ、Ｚ軸駆動テーブル（４１）を、矢
印Ｚ方向へ駆動させる制御部（４２）に入力される即ち
、加熱効率の最高時を検出し、光量の最高時を検出する
。
上記から明かな通り、レーザ発振器（３０）より加工ヘ
ッド（３１）を介してレーザ光（３２）を被加工物（３
６）へ−旦照肘すると、発生する火花（３９）の光信号
が電気信号に変換されて、被加工物（３６）の高さ位置
を常に調節して、レーザ光（３２）の焦点を、被加工物
（３６）の例えば表面に自動調節することができる。
ッド（３１）を介してレーザ光（３２）を被加工物（３
６）へ−旦照肘すると、発生する火花（３９）の光信号
が電気信号に変換されて、被加工物（３６）の高さ位置
を常に調節して、レーザ光（３２）の焦点を、被加工物
（３６）の例えば表面に自動調節することができる。
〔発明が解決しようとする課題Ｊ
従来の焦点位置検出装置は上記のように構成されており
動作する。即ち、従来装置は、被加工物（３６）で発生
するレーザ光（３２）とガスジェット（３８）による火
花の光量を、火花の光量の最高時となる加熱効率の最高
時に検出するものであり、その光センサ（４０）に受光
される光量が最高時のものではあるものの、光量が少な
いことから検出精度が劣るという解決すべき課題がある
。
動作する。即ち、従来装置は、被加工物（３６）で発生
するレーザ光（３２）とガスジェット（３８）による火
花の光量を、火花の光量の最高時となる加熱効率の最高
時に検出するものであり、その光センサ（４０）に受光
される光量が最高時のものではあるものの、光量が少な
いことから検出精度が劣るという解決すべき課題がある
。
この発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、精度の高いレーザ加工装置の焦点位置検出装置
を得ることを目的とする。
もので、精度の高いレーザ加工装置の焦点位置検出装置
を得ることを目的とする。
［課題を解決するための手段〕
この発明に係るレーザ加工装置の焦点位置検出装置は、
レーザ加工装置の焦点位置検出時に上記被加工物ヘレー
ザ光を照射するレーザ光照射手段と、上記被加工物へ照
射されるレーザ光に混合して有色火花を発生する気体を
供給する気体供給手段と、上記レーザ光照射手段から照
射されるレーザ光と上記気体供給手段から供給される気
体との混合により発生する有色火花の光量を検出する光
量検出手段を備えたものである。
レーザ加工装置の焦点位置検出時に上記被加工物ヘレー
ザ光を照射するレーザ光照射手段と、上記被加工物へ照
射されるレーザ光に混合して有色火花を発生する気体を
供給する気体供給手段と、上記レーザ光照射手段から照
射されるレーザ光と上記気体供給手段から供給される気
体との混合により発生する有色火花の光量を検出する光
量検出手段を備えたものである。
［作用１
この発明においては、レーザ光照射手段から照射される
レーザ光と、このレーザ光と混合して有色火花を発生す
る気体との混合により発生する有色火花の光量を検出す
る。
レーザ光と、このレーザ光と混合して有色火花を発生す
る気体との混合により発生する有色火花の光量を検出す
る。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は、レーザ加工装置の概略構成を示す図であり、光量
検出手段（４０）は、その先端に、例えばフォトトラン
ジスタ（ｌＯ）を有し、照射ノズル（３５）付近の加工
ヘッド（３１）に取付けられる。フォトトランジスタ（
ｌＯ）の電圧信号はアンプ（１１１を通してＮＣ装置ｆ
１２）にデータとして送り込まれる。
図は、レーザ加工装置の概略構成を示す図であり、光量
検出手段（４０）は、その先端に、例えばフォトトラン
ジスタ（ｌＯ）を有し、照射ノズル（３５）付近の加工
ヘッド（３１）に取付けられる。フォトトランジスタ（
ｌＯ）の電圧信号はアンプ（１１１を通してＮＣ装置ｆ
１２）にデータとして送り込まれる。
（１３）は、ＮＣ装置（Ｉｌｌの指令により図中の矢印
Ｚ方向へ加工ヘッド（３１）を移動させるモータ（１４
）に指令信号を伝達するサーボアンプである。また、（
１５）は加工ガスの種類を切り換える電磁弁で、ＮＣ装
置（１２）により制御される。
Ｚ方向へ加工ヘッド（３１）を移動させるモータ（１４
）に指令信号を伝達するサーボアンプである。また、（
１５）は加工ガスの種類を切り換える電磁弁で、ＮＣ装
置（１２）により制御される。
ところで、上記の実施例装置において、被加工物（３６
）のレーザ加工に際し、その焦点を例えば被加工物（３
６）の表面等に調整する必要があることは前述の通りで
あるが、その焦点位置の検出精度を上げるために、レー
ザ加工時に用いる加工ガスとは異なる気体、例えば窒素
ガス等のようにレーザ光と混合して有色火花を発生する
気体をレーザ光に混合させる。電磁弁（１５）は上記焦
点検出時に使用する気体と、レーザ加工時に使用する加
工ガスとの切り換えを行なうもので、ＮＣ装置（１２）
により切り換え制御される。
）のレーザ加工に際し、その焦点を例えば被加工物（３
６）の表面等に調整する必要があることは前述の通りで
あるが、その焦点位置の検出精度を上げるために、レー
ザ加工時に用いる加工ガスとは異なる気体、例えば窒素
ガス等のようにレーザ光と混合して有色火花を発生する
気体をレーザ光に混合させる。電磁弁（１５）は上記焦
点検出時に使用する気体と、レーザ加工時に使用する加
工ガスとの切り換えを行なうもので、ＮＣ装置（１２）
により切り換え制御される。
この発明の実施例装置は上記のように構成されており、
次にその動作について説明する。第１１ｇにおいて、作
業者はあらかじめ照射ノズル（３５）を被加工物（３６
）に接触させる。次に作業者はＮＣ装置（１２）内に設
けたスイッチによって焦点調整機能をＦ入」にする。第
２図は上記スイッチによって働く焦点調整のフローチャ
ート図である。このフローチャート図に従い焦点調整に
ついて説明する。
次にその動作について説明する。第１１ｇにおいて、作
業者はあらかじめ照射ノズル（３５）を被加工物（３６
）に接触させる。次に作業者はＮＣ装置（１２）内に設
けたスイッチによって焦点調整機能をＦ入」にする。第
２図は上記スイッチによって働く焦点調整のフローチャ
ート図である。このフローチャート図に従い焦点調整に
ついて説明する。
まず被加工物（３６）へ向けて供給されている気体が窒
素ガスかどうかを電磁弁（１５）の種類で見分け（ステ
ップＳｌ） 、窒素ガスでないならば窒素ガス用の電磁
弁（１５１１を選択する（ステップＳ２）。次にレーザ
光を被加工物（３６）上に照射し、窒素ガスを供給する
（ステップＳ３）。そしてフォトトランジスタ（ｌＯ）
の出力電圧と、あらかじめＮＣ装置（１２）に設定した
基準値を比較して、フォトトランジスタ（ｌＯ）出力電
圧が基準値を超すまで、加工ヘッド（３１）を例えば０
．５ｍ／分程度の比較的速いスピードで上昇させる（ス
テップＳ４、Ｓ５ ）。フォトトランジスタ（ｌＯ）出
力電圧が基準値を超えたら、加工ヘッド（３１）が０．
０１ｍｎ上昇するたびにＮＣ装置（１２）内のメモリに
加工ヘッド（３１）のＺ軸座標値とそのときのフォトト
ランジスタ（１０）の電圧値をストアして（ステップＳ
６、Ｓ７）、これをフォトトランジスタ （ｌＯ）の電
圧値が基準値以下になるまでくりかえす（ステップＳ８
）。そしてフォトトランジスタ（ｌＯ）の電圧値が基準
値以下になったら加工ヘッド（３１）の上昇をストップ
してレーザ光照射及び加工ガス供給を止める（ステップ
Ｓ９）。次にＮＣ装！ （１２）はメモリの電圧値のう
ち最大値をサチしくステップ３１０ ） 、対応する加
工ヘッド（３１）４゜ の２軸座標値になるように加工ヘッド（３１）の移動指
令を出す（ステップＳｌｌ ）。最後に、Ｚ軸移動終了
すると（ステップ５１２）自動焦点調整は終了する。上
記により被加工物（３６）に対する焦点調整が完了した
ら１次にＮＣ装置（１２）からの指令により電磁弁（１
５）を電磁弁（１５１）から電磁弁（１５２）へ切り換
えて被加工物（３６）のレーザ加工を行なう。
素ガスかどうかを電磁弁（１５）の種類で見分け（ステ
ップＳｌ） 、窒素ガスでないならば窒素ガス用の電磁
弁（１５１１を選択する（ステップＳ２）。次にレーザ
光を被加工物（３６）上に照射し、窒素ガスを供給する
（ステップＳ３）。そしてフォトトランジスタ（ｌＯ）
の出力電圧と、あらかじめＮＣ装置（１２）に設定した
基準値を比較して、フォトトランジスタ（ｌＯ）出力電
圧が基準値を超すまで、加工ヘッド（３１）を例えば０
．５ｍ／分程度の比較的速いスピードで上昇させる（ス
テップＳ４、Ｓ５ ）。フォトトランジスタ（ｌＯ）出
力電圧が基準値を超えたら、加工ヘッド（３１）が０．
０１ｍｎ上昇するたびにＮＣ装置（１２）内のメモリに
加工ヘッド（３１）のＺ軸座標値とそのときのフォトト
ランジスタ（１０）の電圧値をストアして（ステップＳ
６、Ｓ７）、これをフォトトランジスタ （ｌＯ）の電
圧値が基準値以下になるまでくりかえす（ステップＳ８
）。そしてフォトトランジスタ（ｌＯ）の電圧値が基準
値以下になったら加工ヘッド（３１）の上昇をストップ
してレーザ光照射及び加工ガス供給を止める（ステップ
Ｓ９）。次にＮＣ装！ （１２）はメモリの電圧値のう
ち最大値をサチしくステップ３１０ ） 、対応する加
工ヘッド（３１）４゜ の２軸座標値になるように加工ヘッド（３１）の移動指
令を出す（ステップＳｌｌ ）。最後に、Ｚ軸移動終了
すると（ステップ５１２）自動焦点調整は終了する。上
記により被加工物（３６）に対する焦点調整が完了した
ら１次にＮＣ装置（１２）からの指令により電磁弁（１
５）を電磁弁（１５１）から電磁弁（１５２）へ切り換
えて被加工物（３６）のレーザ加工を行なう。
以上のように、この発明によれば、レーザ加工装置の焦
点位置検出時に、レーザ光と、このレーザ光と混合して
有色火花を発生する気体との混合により発生する有色火
花の光量を検出するようにしたから、その光量が光量検
出手段により検出されやすく、その検出精度が極めて向
上する利点がある。
点位置検出時に、レーザ光と、このレーザ光と混合して
有色火花を発生する気体との混合により発生する有色火
花の光量を検出するようにしたから、その光量が光量検
出手段により検出されやすく、その検出精度が極めて向
上する利点がある。
第１図はこの発明の一実施例によるレーザ加工装置の焦
点検出装置を説明する部分側断面構成図、第２図はこの
発明の一実施例によるレーザ加工装置の焦点検出のフロ
ーヂャート図、第３図は従来装置を示す構成図である。 図において、（１２）はＮＣ装置、（１５）は電磁弁。 （３０）はレーザ発振器、（３１）は加工ヘッド、（３
２）はレーザ光、（３５）は照射ノズル、（３６）は被
加工物、（３９）は火花、（４０）は光量検出手段であ
る。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
点検出装置を説明する部分側断面構成図、第２図はこの
発明の一実施例によるレーザ加工装置の焦点検出のフロ
ーヂャート図、第３図は従来装置を示す構成図である。 図において、（１２）はＮＣ装置、（１５）は電磁弁。 （３０）はレーザ発振器、（３１）は加工ヘッド、（３
２）はレーザ光、（３５）は照射ノズル、（３６）は被
加工物、（３９）は火花、（４０）は光量検出手段であ
る。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 被加工物にレーザ光を照射し、上記被加工物のレーザ光
照射部で発生する火花を検出して上記レーザ光の焦点位
置を検出する装置において、上記レーザ加工装置の焦点
位置検出時に上記被加工物へレーザ光を照射するレーザ
光照射手段と、上記被加工物へ照射されるレーザ光に混
合して有色火花を発生する気体を供給する気体供給手段
と、上記レーザ光照射手段から照射されるレーザ光と上
記気体供給手段から供給される気体との混合により発生
する有色火花の光量を検出する光量検出手段を備えたこ
とを特徴とするレーザ加工装置の焦点位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021093A JPH03226391A (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | レーザ加工装置の焦点位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021093A JPH03226391A (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | レーザ加工装置の焦点位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03226391A true JPH03226391A (ja) | 1991-10-07 |
Family
ID=12045258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021093A Pending JPH03226391A (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | レーザ加工装置の焦点位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03226391A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5601735A (en) * | 1992-04-13 | 1997-02-11 | Hitachi, Ltd. | Long-sized tubular grounding container unit for gas-insulated electrical device and laser welding device for manufacturing the same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6096392A (ja) * | 1983-10-31 | 1985-05-29 | Nec Kansai Ltd | レ−ザ加工方法 |
-
1990
- 1990-01-31 JP JP2021093A patent/JPH03226391A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6096392A (ja) * | 1983-10-31 | 1985-05-29 | Nec Kansai Ltd | レ−ザ加工方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5601735A (en) * | 1992-04-13 | 1997-02-11 | Hitachi, Ltd. | Long-sized tubular grounding container unit for gas-insulated electrical device and laser welding device for manufacturing the same |
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