JPH0436793B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、レーザ加工装置における倣い制御
用の接触子の制御手段に関するものである。

［従来の技術］ 第３図は従来の倣い制御回路を示すブロツク図
であり、第４図は加工物２の孔の穿設及び切断状
態を示す斜視図である。図において、１は図示し
ないレーザ発振器より照射されたレーザ光、２は
切断作業の対象物となる加工物、３は加工物２上
にレーザ光１を集光させるための集光レンズ、４
は加工物２と集光レンズ３との距離（以下焦点距
離という）を検出するために、加工物２の表面に
接触する接触子、５は接触子４が検出した距離情
報を電気信号に変換する接触式センサー、６はセ
ンサー５よりの電気信号により焦点距離を制御す
る倣い制御回路、７は倣い制御回路６よりの信号
により集光レンズ３の位置を、加工物２の表面に
対して垂直方向に変化させることができるモー
タ、８は接触子引上げ機構であり、この接触子引
上げ機構８は、接触子４に固定されている鉄片９
と、励磁されることにより鉄片９を引き上げる電
磁石１０と、電磁石１０の駆動用電源１１と、駆
動用接点１２から構成されている。１３は接触子
１４を引き上げる際に、外部からの信号により閉
路となる接触子引上げ用常開接点、１４は接触子
引上げ用常開接点１３が閉路時に励磁されるリレ
ー、１５はリレー１４用の電源、１６は倣い制御
回路６に接続されている常閉接点であつて、リレ
ー１４が励磁されている時は開路状態になる。ま
た、接触子引上げ機構８に設けられている上記駆
動用接点１２は常開接点であつて、リレー１４が
励磁されている時は閉路状態となる。４０は、接
触子引上げ用常開接点１３、リレー１４、電源１
５から構成される停止回路であり、接触子引上げ
機構８の動作時に倣い制御回路６の動作を停止さ
せる機能をも有している。１７は集光レンズ３が
取付けられている加工ヘツドであり、先端部には
レーザ光１が貫通するための貫通孔が設けられて
いる。

次に動作について説明する。加工物２の凹凸を
接触子４で検出し、この検出結果の距離（焦点距
離）の情報をセンサー５で電気信号に変換し、該
電気信号を倣い制御回路６に入力する。倣い制御
回路６では、事前に設定された信号（焦点位置設
定信号）と、センサー５よりの上記電気信号とに
より加工物２と集光レンズ３との距離が一定にな
るようにモータ７を駆動して集光レンズ３の位置
を加工物２と垂直方向に移動させる。次いで、図
示しないレーザ発振器からレーザ光１を集光レン
ズ３を介して加工物２に集光させることにより、
第４図に示すように、まず第１に、加工物２に貫
通孔２ａを穿設し、第２に、目的とする形状の製
品２ｄを得るための外形線２ｃに至る線２ｂに沿
つて切断を開始し、第３に、外形線２ｃに沿つて
切断する。このような孔の穿設作業及び切断作業
によつて、製品２ｄを得る。次に製品２ｅ（第４
図参照）を得るために、製品２ｄを取り出す場所
から製品２ｅを取り出す場所に、加工ヘツド１７
を加工物２の水平方向に対して相対的に移動させ
る必要がある。この移動は作業時間を短縮させる
ために通常は早送りを行なう。

この早送り移動時は、接触子４と加工物２との
接触により、加工物２に傷がついたり、又は接触
子４の先端部分が摩耗することを防止するため
に、作業者が、倣い制御のための接触子４を引き
上げる指令を入力し、接触子４を引き上げたまま
で早送り移動を行なう。

即ち、外部よりの信号により接触子引上げ用常
開接点１３を閉路状態にする。すると、当該常開
接点１３が閉路状態になることによりリレー１４
が励磁される。このリレー１４の励磁により常開
接点である駆動用接点１２が閉路状態になると、
駆動用電源１１がONされた状態の下で、電磁石
１０が例示されて鉄片９を上方に吸引する。この
ため、鉄片９が固定されている接触子４は加工物
２の表面から離れて上方に引き上げられる。この
接触子４の動きにより、センサー５からは焦点距
離を補正するような補正電気信号が倣い制御回路
６に出力される。ところが、この倣い制御回路６
は、リレー１４の常閉接点１６が、リレー１４の
励磁により開路状態になることにより、倣い制御
機能が停止するようになつているから、上記セン
サー５からの補正電気信号によりモータ７が駆動
されることはない。このため、外部から信号を入
力して接触子４を引き上げても、集光レンズ３は
外部からの信号が入力される直前の位置に静止し
たままとなつて、集光レンズ３の位置は変化しな
いことになる。このようにして、停止回路４０に
よつて、接触子引上げ機構８が動作した時に、倣
い制御回路６の動作を停止するようにしている。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来のレーザ加工装置用倣い制御装置は以上の
ように構成されており、早送り移動時に接触子４
を引き上げるためには、作業者が外部よりその都
度引き上げ信号を入力する必要があるから、操作
が煩雑で作業性が悪いという問題点、及び上記引
き上げ信号を入力するのを忘れると、接触子４が
引き上げられないため、接触子４により加工物２
に傷がついたり、接触子４が摩耗するという問題
点があつた。

この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、早送り移動時に接触子４の引
き上げを自動的に行なうことができるレーザ加工
装置倣い制御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用倣い制御装置
は、レーザ光の集光レンズを有する加工ヘツドと
加工物との相対的位置を制御するNC盤と、加工
物の表面に接触する接触子が検出した距離情報を
電気信号に変換する接触式センサーの出力に基づ
いて加工物と集光レンズ間の距離を一定に制御
し、かつ動作停止信号を受けたときその動作を停
止する倣い制御回路と、接触子引上げ信号を受け
たとき接触子の先端を加工物から引上げる接触子
引上げ機構と、NC盤からの加工ヘツドの早送り
移動指令信号を受けたとき、接触子引上げ信号を
出力して接触子引上げ機構を動作させると共に動
作停止信号を出力して倣い制御回路の動作を停止
させる停止回路とを備えたものである。

［作用］ この発明においては、早送り移動指令信号を
NC盤から出力させて、この出力信号にてリレー
を励磁し、このリレーの接点を、接触子引上げ用
常開接点として使用したから、早送り移動時に、
接触子の引上げを自動的に行なうことができる。

また、この発明においては、加工物に孔を穿設
する作業時及び、通常の切断作業時には、接触子
と加工物とは接触しているが、早送り移動時には
接触子と加工物とは接触していないので、加工物
に傷がつくことを防止できるとともに、接触子の
摩耗を減少させることができる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例について第１図及び
第２図を参照しながら説明する。なお、第３図及
び第４図と同一部材には同一符号を付してその説
明を省略する。図中、２１は図示しないNC盤か
ら「早送り中」という状態を示すための早送り移
動指令信号が入力された時に閉路となる常開接
点、２２は常開接点２１が閉路時に励磁されるリ
レー、２３はリレー２２の常開接点であつて、リ
レー２２が励磁されている時に閉路状態になる。
１４は従来と同様のリレーであつて、常開接点２
３が閉路状態の時に励磁されるリレーである。４
０は、常開接点２１，２３、リレー２２，１４、
電源１５から構成される停止回路である。NC盤
から出力する早送り移動指令信号により、停止回
路４０を動作させ、接触子引上げ機構８を付勢す
ると共に、倣い制御回路６の動作を停止するよう
にしている。

なお、第１図においては、各リレーには＃１，
＃２の符号を付すとともに、リレーの励磁の有無
により開閉動作をする各接点には、それぞれのリ
レーと対応させた同一の符号＃１，＃２を付して
表わしている。

次に動作について説明する。加工物２をレーザ
光１で切断する場合には、加工物２の孔２ａの穿
設作業をまず最初に行う。つまり、レーザ光１と
加工物２の相対的位置を固定しておき、一定時間
一定箇所にレーザ光１を照射し加工物２に孔２ａ
を穿設する。その際の加工ガスの圧力は、一般の
切断時の加工ガスの圧力よりも低い方が良い。第
４図に示すように、加工物２に貫通した孔２ａが
穿設されると、次いでレーザ光１と加工物２の相
対的位置を例えば線２ｂ，２ｃに沿つて動かすこ
とにより加工物２を自在に切断することができ
て、製品２ｄを得ることができる。その際、加工
ガスの圧力は孔２ａの穿設時のものよりも高い方
が良い。またレーザ光１のエネルギーもかえた方
が良い。

孔２ａの穿設作業時及び切断加工作業時には、
後述する早送り信号はNC盤からは出力されてい
ないから、常開接点２１が開路状態になりリレー
２２が励磁されない（OFF状態）。リレー２２が
励磁されない（OFF）ことにより、常開接点２
３が開路状態となり、リレー１４は非励磁
（OFF状態）となる。このため、駆動用接点１２
は開路状態となつて、電磁石１０は動作しないこ
とになり（OFF状態）、接触子引上げ機構８は動
作しないため、接触子４は加工物２に接触して、
加工物２の表面状況を検知して焦点位置を測定す
る。また、リレー１４が非励磁のため、常閉接点
１６は閉路状態になり、倣い制御回路６が動作
（ON）して、加工物２と集光レンズ３との距離
を設定位置となるようにモータ７を駆動して集光
レンズ３を加工物２と垂直方向に調節する。この
孔２ａの穿設作業と切断作業が終了して製品２ｄ
を得る。次に、製品２ｅ（第４図参照）を得るた
めに、製品２ｄを取り出す場所から製品２ｅを取
り出す場所に、加工ヘツド１７を加工物２の水平
方向に対して相対的に早送り移動させる必要があ
る。この早送り移動時には、図示しないNC盤か
ら「早送り中」である旨の早送り移動指令信号を
出力し、この出力信号を常開接点２１に入力させ
る。するとこの常開接点２１は閉路状態となり、
リレー２２が励磁（ON）され、常開接点２３が
閉路状態となり、これによりリレー１４は励磁さ
れる（ON状態）。このため駆動用接点である常
開接点１２は閉路状態になる。この常開接点１２
の閉路は、停止回路４０からの接触子引上げ信号
が接触子引上げ機構８に入力されたことを意味
し、この接触子引上げ信号の入力により、電磁石
１０が動作して（ON状態）、接触子引上げ機構
８が動作する。この動作により接触子４は引き上
げられ、一方常閉接点１６は開路状態になる。こ
の常閉接点１６の開路は、停止回路４０からの動
作停止信号が倣い制御回路６に入力されたことを
意味し、この動作停止信号の入力により、倣い制
御回路６は倣い制御機能を停止する（OFF状
態）。接触子４が引き上げられた状態で、レーザ
光１と加工物２の相対的位置を変化させて、早送
り移動が行われる。

このレーザ光１と加工物２の相対的位置を変化
させて早送り移動をさせるためには、レーザ光１
又は加工物２の双方又はいずれか一方の位置を移
動させることによつて行なつている。

上記各動作を、第２図に示すシーケンスのタイ
ムチヤートに基づいて説明する。図においては、
左方向から右方向に時間が経過しているものとす
ると、孔の穿設作業Ａの開始前にあつては、早送
り移動状態と考えられるから、常開接点２１が閉
路状態となつており、リレー２２が励磁し、常開
接点２３が閉路状態となつているから、リレー１
４は励磁されてON状態となり、常開接点１２は
閉路状態となり、電磁石１０はON状態となつ
て、接触子４は引き上げられている。一方、リレ
ー１４がON状態だから、常閉接点１６は開路状
態であり、倣い制御回路１６はOFF状態である。

次に、孔の穿設作業中及び切断作業中における
各接点及び各リレー等の動作は、前述した内容の
動作を「孔の穿設作業Ａ」及び「切断作業Ａ」と
してそれぞれ示している。この「切断作業Ａが終
了すると、加工ヘツド１７又はけ加工物２を相対
的に移動させて、次の製品２ｅの加工を行なうた
めに、早送り移動Ａをさせる。この早送り移動Ａ
時における各接点及び各リレーの動作は前述の説
明の通りである。こうして、孔の穿設作業、切断
作業及び早送り移動がくり返し行なわれて、レー
ザによる製品の製作加工が行なわれる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、早送り移動
時に、接触子４の引き上げおよび倣い制御回路の
停止を自動的に行うことができ、かつ焦点位置も
一定に保つことができるので、倣い制御装置の操
作が容易になり、かつ加工物に傷がつくことがな
く、接触子の寿命も長くなるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるレーザ加工
装置用倣い制御装置のブロツク図、第２図はこの
発明の一実施例のシーケンスを示すタイムチヤー
ト、第３図は従来のレーザ加工装置用倣い制御装
置のブロツク図であつて、第１図相当図、第４図
は加工物の孔あけ及び切断状態を示す斜視図であ
る。 図において、２は加工物、３は集光レンズ、４
は接触子、５は接触式センサー、６は倣い制御装
置、８は接触子引上げ機構、４０は停止回路であ
る。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分
を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レーザ光の集光レンズを有する加工ヘツドと
   加工物との相対的位置を制御するNC盤と、 前記加工物の表面に接触する接触子が検出した
   距離情報を電気信号に変換する接触式センサーの
   出力に基づいて前記加工物と集光レンズ間の距離
   を一定に制御し、かつ動作停止信号を受けたとき
   その動作を停止する倣い制御回路と、 接触子引上げ信号を受けたとき前記接触子の先
   端を前記加工物から引上げる接触子引上げ機構
   と、 前記NC盤からの前記加工ヘツドの早送り移動
   指令信号を受けたとき、前記接触子引上げ信号を
   出力して前記接触子引上げ機構を動作させると共
   に前記動作停止信号を出力して前記倣い制御回路
   の動作を停止させる停止回路とを備えたレーザ加
   工装置用倣い制御装置。