JPH05277779A - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
- Publication number
- JPH05277779A JPH05277779A JP4119497A JP11949792A JPH05277779A JP H05277779 A JPH05277779 A JP H05277779A JP 4119497 A JP4119497 A JP 4119497A JP 11949792 A JP11949792 A JP 11949792A JP H05277779 A JPH05277779 A JP H05277779A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical path
- path length
- laser
- length adjusting
- processing
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】光路長調整演算装置によって演算された移動量
をサーボモータによって光路長調整手段を制御し、レー
ザ発振器から加工位置までのレーザ光の光路長を一定距
離に保持することにより、光路長の変化に対するレーザ
光の集光性が変動することを防止し、レーザ加工の安定
性を向上させることを目的とした発明である。 【構成】レーザ発振器１より出射されたレーザ光２が、
集光レンズ５を配置した加工ヘッド６へ至るまでの光路
長が一定となるように移動する光路長調整手段７を備
え、前記加工ヘッド６のＸ方向の移動量ＬｘとＹ方向の
移動量Ｌｙを各軸のサーボモータの検出器または別置の
検出器等で測定し、（Ｌｘ＋Ｌｙ）／２＝Ｌｕの演算を
行った後、サーボアンプに移動量Ｌｕを指令し、サーボ
モータを駆動することでベンドミラー５，６を配置した
光路長調整手段７を制御するための光路長調整演算装置
１７を具備しているレーザ加工装置。また、移動量Ｌｕ
を算出するにあたっては、Ｘ，Ｙの方向のみならずＺ方
向も加味し、（Ｌｘ＋Ｌｙ＋Ｌｚ）／２＝Ｌｕとしても
よい。
をサーボモータによって光路長調整手段を制御し、レー
ザ発振器から加工位置までのレーザ光の光路長を一定距
離に保持することにより、光路長の変化に対するレーザ
光の集光性が変動することを防止し、レーザ加工の安定
性を向上させることを目的とした発明である。 【構成】レーザ発振器１より出射されたレーザ光２が、
集光レンズ５を配置した加工ヘッド６へ至るまでの光路
長が一定となるように移動する光路長調整手段７を備
え、前記加工ヘッド６のＸ方向の移動量ＬｘとＹ方向の
移動量Ｌｙを各軸のサーボモータの検出器または別置の
検出器等で測定し、（Ｌｘ＋Ｌｙ）／２＝Ｌｕの演算を
行った後、サーボアンプに移動量Ｌｕを指令し、サーボ
モータを駆動することでベンドミラー５，６を配置した
光路長調整手段７を制御するための光路長調整演算装置
１７を具備しているレーザ加工装置。また、移動量Ｌｕ
を算出するにあたっては、Ｘ，Ｙの方向のみならずＺ方
向も加味し、（Ｌｘ＋Ｌｙ＋Ｌｚ）／２＝Ｌｕとしても
よい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被加工物にレーザ光を
照射して加工を行うレーザ加工装置に関する。
照射して加工を行うレーザ加工装置に関する。
【０００２】
【従来技術】従来のレーザ加工装置は、レーザ発振器よ
り出射したレーザ光を集光レンズを設けた加工ヘッドに
導き、集光レンズによって集光したレーザ光を被加工物
に照射することにより加工をおこなっていた。
り出射したレーザ光を集光レンズを設けた加工ヘッドに
導き、集光レンズによって集光したレーザ光を被加工物
に照射することにより加工をおこなっていた。
【０００３】その例を図３に示す。図において１はレー
ザ発振器、２はレーザ光、３・４はベンドミラー、５は
集光レンズ、６は加工ヘッド、７は被加工物、８はコラ
ムで、レーザ発振器１から出射されたレーザ光２は、ベ
ンドミラー３・４によって反射され加工ヘッド内に設置
された集光レンズ５に導かれ、集光レンズ５によって集
光されたレーザ光によって被加工物７の加工が行われ
る。
ザ発振器、２はレーザ光、３・４はベンドミラー、５は
集光レンズ、６は加工ヘッド、７は被加工物、８はコラ
ムで、レーザ発振器１から出射されたレーザ光２は、ベ
ンドミラー３・４によって反射され加工ヘッド内に設置
された集光レンズ５に導かれ、集光レンズ５によって集
光されたレーザ光によって被加工物７の加工が行われ
る。
【０００４】次にレーザ光による加工の特性について説
明する。図３のようにレーザ光２がベンドミラー３・４
によって加工ヘッド６へ導かれ、加工ヘッド６をＮＣ装
置等で制御して移動させ、任意の形状の加工を行うレー
ザ加工装置では、図４のように加工ヘッド６が図中のＡ
位置にある状態とＢ位置にある状態とではレーザ発振器
１からの距離が異なり、レーザ光に２ｍｒａｄ程度の拡
散角があるため集光レンズ５に入射するレーザ光の径が
異なってくるので、集光レンズ５で集光されたレーザ光
のスポット径や焦点深度や集光レンズから最小スポット
径までの距離などが異なり、加工テーブル上の全ての位
置において同一加工条件で加工するということが非常に
困難であるという欠点があった。
明する。図３のようにレーザ光２がベンドミラー３・４
によって加工ヘッド６へ導かれ、加工ヘッド６をＮＣ装
置等で制御して移動させ、任意の形状の加工を行うレー
ザ加工装置では、図４のように加工ヘッド６が図中のＡ
位置にある状態とＢ位置にある状態とではレーザ発振器
１からの距離が異なり、レーザ光に２ｍｒａｄ程度の拡
散角があるため集光レンズ５に入射するレーザ光の径が
異なってくるので、集光レンズ５で集光されたレーザ光
のスポット径や焦点深度や集光レンズから最小スポット
径までの距離などが異なり、加工テーブル上の全ての位
置において同一加工条件で加工するということが非常に
困難であるという欠点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】レーザ発振器から加工
位置までの光路長が異なる加工装置では、集光性の違い
が発生し同一の加工条件では加工できない場合が発生す
る。特に、被加工物の板厚が厚くなると加工条件幅が狭
く、上記のように集光性に違いが発生すると加工不良が
発生し易いという問題点があった。
位置までの光路長が異なる加工装置では、集光性の違い
が発生し同一の加工条件では加工できない場合が発生す
る。特に、被加工物の板厚が厚くなると加工条件幅が狭
く、上記のように集光性に違いが発生すると加工不良が
発生し易いという問題点があった。
【０００６】
【問題を解決するための手段】本発明は、上記問題に鑑
みてなされたもので、レーザ発振器から加工位置までの
光路長を調整するための光路長調整手段を光路長調整演
算装置を介して制御し、レーザ発振器から加工位置まで
の光路長が一定距離の状態で加工可能としたものであ
る。
みてなされたもので、レーザ発振器から加工位置までの
光路長を調整するための光路長調整手段を光路長調整演
算装置を介して制御し、レーザ発振器から加工位置まで
の光路長が一定距離の状態で加工可能としたものであ
る。
【０００７】
【作用】光路長調整演算装置によって光路長調整手段を
制御することにより、レーザ発振器から加工位置までの
光路長が常に一定距離に保持され、レーザ光の集光性に
変動を生じることを防止し、レーザ加工の安定性が向上
するという作用がある。
制御することにより、レーザ発振器から加工位置までの
光路長が常に一定距離に保持され、レーザ光の集光性に
変動を生じることを防止し、レーザ加工の安定性が向上
するという作用がある。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を図１の実施例により具体的に
説明する。
説明する。
【０００９】レーザ発振器１より出射されたレーザ光２
は、ベントミラー３，１３で反射され、ベントミラー
９，１０を具備した光路長調整手段１１に導かれ、ベン
ドミラー９，１０で反射されたレーザ光はコラム８に配
置したベンドミラー１２と加工ヘッド６の上部に配置し
たベンドミラー４で反射され、集光レンズ５を設置した
加工ヘッド６へ導かれ、集光レンズ５で集光したレーザ
光を被加工物７に照射して加工が行われる。
は、ベントミラー３，１３で反射され、ベントミラー
９，１０を具備した光路長調整手段１１に導かれ、ベン
ドミラー９，１０で反射されたレーザ光はコラム８に配
置したベンドミラー１２と加工ヘッド６の上部に配置し
たベンドミラー４で反射され、集光レンズ５を設置した
加工ヘッド６へ導かれ、集光レンズ５で集光したレーザ
光を被加工物７に照射して加工が行われる。
【００１０】加工ヘッド６は、ＮＣ装置等で制御されて
おり図中の矢印ＹとＺの方向に移動自在で、しかも、加
工ヘッド６は矢印Ｘの方向に移動自在なコラム８に設置
されているので矢印Ｘの方向へも移動自在である。
おり図中の矢印ＹとＺの方向に移動自在で、しかも、加
工ヘッド６は矢印Ｘの方向に移動自在なコラム８に設置
されているので矢印Ｘの方向へも移動自在である。
【００１１】上記のように、矢印Ｘ，Ｙの方向に移動自
在なことから被加工物７に任意の形状で加工可能でしか
も矢印Ｚの方向の変位にたいしても追従可能である装置
において、加工ヘッド６が矢印Ｘ，Ｙの方向へ移動する
ことにより生じるレーザ発振器１からの光路長の変化量
を光路長調整手段１１の位置を光路長調整演算装置１７
を介しサーボモータ１４を制御することにより相殺し、
レーザ発振器１からの光路長が一定になるようにしたこ
とを特徴とするレーザ加工装置である。
在なことから被加工物７に任意の形状で加工可能でしか
も矢印Ｚの方向の変位にたいしても追従可能である装置
において、加工ヘッド６が矢印Ｘ，Ｙの方向へ移動する
ことにより生じるレーザ発振器１からの光路長の変化量
を光路長調整手段１１の位置を光路長調整演算装置１７
を介しサーボモータ１４を制御することにより相殺し、
レーザ発振器１からの光路長が一定になるようにしたこ
とを特徴とするレーザ加工装置である。
【００１２】光路長調整手段１１の制御方法につい図１
および図２によって説明する。
および図２によって説明する。
【００１３】加工ヘッド６がＸおよびＹの方向へ移動し
たとき、Ｘ方向への移動量ＬｘとＹ方向への移動量Ｌｙ
をサーボモータの検出器あるいは別置の検出器等で計測
する。
たとき、Ｘ方向への移動量ＬｘとＹ方向への移動量Ｌｙ
をサーボモータの検出器あるいは別置の検出器等で計測
する。
【００１４】光路長調整演算装置１７に前記移動量Ｌｘ
およびＬｙを入力し（Ｌｘ＋Ｌｙ）／２＝Ｌｕの演算を
行った後、光路長調整手段１１の移動量Ｌｕとして出力
する。
およびＬｙを入力し（Ｌｘ＋Ｌｙ）／２＝Ｌｕの演算を
行った後、光路長調整手段１１の移動量Ｌｕとして出力
する。
【００１５】ただし、前記ＬｘおよびＬｙは、矢印Ｘ，
Ｙの＋方向への移動量に対しては正の値であり、−方向
への移動量の場合は負の値となる。従って、前記Ｌｕの
値が正の場合には光路長調整手段１１は矢印Ｕの＋方向
へ移動し、Ｌｕの値が負の場合には−方向へ移動する。
Ｙの＋方向への移動量に対しては正の値であり、−方向
への移動量の場合は負の値となる。従って、前記Ｌｕの
値が正の場合には光路長調整手段１１は矢印Ｕの＋方向
へ移動し、Ｌｕの値が負の場合には−方向へ移動する。
【００１６】光路長調整演算装置１７から出力された移
動量Ｌｕは光路長調整手段１１を駆動するサーボモータ
１４のサーボアンプに出力されサーボモータ１４を駆動
し、更にサーボモータ１４の回転軸に固定されたボール
ネジ１５を駆動し、ボールネジ１５のナット部に固定さ
れた光路長調整手段１１を移動量Ｌｕだけ移動させるこ
とにより、レーザ発振器から加工位置までの光路長は加
工ヘッド６の位置の移動には無関係に一定となる。
動量Ｌｕは光路長調整手段１１を駆動するサーボモータ
１４のサーボアンプに出力されサーボモータ１４を駆動
し、更にサーボモータ１４の回転軸に固定されたボール
ネジ１５を駆動し、ボールネジ１５のナット部に固定さ
れた光路長調整手段１１を移動量Ｌｕだけ移動させるこ
とにより、レーザ発振器から加工位置までの光路長は加
工ヘッド６の位置の移動には無関係に一定となる。
【００１７】また、移動量Ｌｕを算出するにあたって
は、Ｘ，Ｙの方向のみならずＺの方向も加味し、（Ｌｘ
＋Ｌｙ＋Ｌｚ）／２＝Ｌｕとしてもよい。
は、Ｘ，Ｙの方向のみならずＺの方向も加味し、（Ｌｘ
＋Ｌｙ＋Ｌｚ）／２＝Ｌｕとしてもよい。
【００１８】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、Ｘ軸
・Ｙ軸・Ｚ軸など複数の軸が同時に移動するような場合
に於いて、一箇所の光路長調整手段を制御することで光
路長を一定距離に保持することができるため、ミラー枚
数が最小となる。さらに、光路長調整手段の調整方向は
加工ヘッドの移動方向に対し制約を受けず、レーザ加工
装置の配置に対して自由度がある。
・Ｙ軸・Ｚ軸など複数の軸が同時に移動するような場合
に於いて、一箇所の光路長調整手段を制御することで光
路長を一定距離に保持することができるため、ミラー枚
数が最小となる。さらに、光路長調整手段の調整方向は
加工ヘッドの移動方向に対し制約を受けず、レーザ加工
装置の配置に対して自由度がある。
【図１】本発明に係るレーザ加工装置の実施例を示す斜
視図
視図
【図２】光路長調整手段の制御を示すフローチャート
【図３】従来のレーザ加工装置を示す斜視図
【図４】光路長の違いによるレーザ光の径の違いを示す
光路図
光路図
１・・・・・レーザ発振器 ２・・・・・レーザ光 ３、４・・・ベンドミラ ５・・・・・集光レンズ ６・・・・・加工ヘッド ７・・・・・被加工物 ８・・・・・コラム ９、１０・・ベンドミラ １１・・・・光路長調整手段 １４・・・・サーボモータ １５・・・・ボールネジ １７・・・・光路長調整演算装置
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザ発振器から出射されたレーザ光を
集光レンズを設けた加工ヘッドに入射させ、前記加工ヘ
ッドが直交する三方向に移動自在で被加工物を加工する
装置において、レーザ発振器から加工ヘッドに至るレー
ザ光の光路長を一定距離に保持する光路長調整手段と前
記光路長調整手段の移動量を演算する光路長調整演算装
置を設けたことを特徴とするレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4119497A JPH05277779A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4119497A JPH05277779A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | レーザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05277779A true JPH05277779A (ja) | 1993-10-26 |
Family
ID=14762734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4119497A Pending JPH05277779A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05277779A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6043453A (en) * | 1996-02-23 | 2000-03-28 | Hitachi Via Mechanics Ltd. | Apparatus for laser processing with a mechanical cutter |
| EP1285718A1 (de) * | 2001-08-18 | 2003-02-26 | Trumpf Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG | Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von Werkstücken mittels eines Laserstrahls |
| JP2010188424A (ja) * | 2010-04-28 | 2010-09-02 | Yamazaki Mazak Corp | レーザ加工機 |
-
1992
- 1992-03-27 JP JP4119497A patent/JPH05277779A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6043453A (en) * | 1996-02-23 | 2000-03-28 | Hitachi Via Mechanics Ltd. | Apparatus for laser processing with a mechanical cutter |
| EP1285718A1 (de) * | 2001-08-18 | 2003-02-26 | Trumpf Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG | Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von Werkstücken mittels eines Laserstrahls |
| US6586706B2 (en) | 2001-08-18 | 2003-07-01 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Laser machine tool with beam guide |
| EP1336448A3 (de) * | 2001-08-18 | 2003-09-10 | Trumpf Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG | Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von Werkstücken mittels eines Laserstrahls, mit wenigstens einer gemeinsamen Antriebsstange |
| JP2010188424A (ja) * | 2010-04-28 | 2010-09-02 | Yamazaki Mazak Corp | レーザ加工機 |
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