JPH0642993B2 - 距離計測装置 - Google Patents
距離計測装置Info
- Publication number
- JPH0642993B2 JPH0642993B2 JP61254585A JP25458586A JPH0642993B2 JP H0642993 B2 JPH0642993 B2 JP H0642993B2 JP 61254585 A JP61254585 A JP 61254585A JP 25458586 A JP25458586 A JP 25458586A JP H0642993 B2 JPH0642993 B2 JP H0642993B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- work
- distance
- light source
- measuring device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、レーザ加工機のノズルと対象ワークとの間
の距離を非接触で測定する距離計測装置に関するもので
ある。
の距離を非接触で測定する距離計測装置に関するもので
ある。
一般に、レーザ加工機は、加工レンズによって集束した
レーザ光をワーク表面に照射して該ワークを溶接した
り、切断したりする等の加工を行なっているが、その加
工の効率を高めるために、レーザ光のビームウエスト位
置をワーク位置に合せている。この位置を合せるため
に、加工機のノズルとワークとの間の距離を制御してお
り、この制御を正確に行うために、その距離を測定する
距離測定装置が使用されている。
レーザ光をワーク表面に照射して該ワークを溶接した
り、切断したりする等の加工を行なっているが、その加
工の効率を高めるために、レーザ光のビームウエスト位
置をワーク位置に合せている。この位置を合せるため
に、加工機のノズルとワークとの間の距離を制御してお
り、この制御を正確に行うために、その距離を測定する
距離測定装置が使用されている。
従来この種の距離計測装置として第３図に示すようなも
のがあった。図において、１はレーザ加工機のノズル、
２はノズル１へ距離計を取付けるカップリング、３は計
測用の第１光源、４は第１光源３より放射される光ビー
ムを集束する投光レンズ、５は光源３によってワーク８
上に形成される第１光スポットを撮像する受光レンズ、
６は受光レンズ５による第１光スポットの結像位置に設
置され、その結像に応じた電気信号を出力する受光素
子、７は受光素子６から出力される電気信号を処理して
ノズル１とワーク８との間の距離Ｈを算出する処理回路
である。
のがあった。図において、１はレーザ加工機のノズル、
２はノズル１へ距離計を取付けるカップリング、３は計
測用の第１光源、４は第１光源３より放射される光ビー
ムを集束する投光レンズ、５は光源３によってワーク８
上に形成される第１光スポットを撮像する受光レンズ、
６は受光レンズ５による第１光スポットの結像位置に設
置され、その結像に応じた電気信号を出力する受光素
子、７は受光素子６から出力される電気信号を処理して
ノズル１とワーク８との間の距離Ｈを算出する処理回路
である。
以下従来の距離計の動作について説明する。
第１光源３よりワーク８に向けて放射された光ビームは
投光レンズ５によりワーク８の表面に適当な大きさの第
１光スポットを形成する。受光レンズ５は上記の第１光
スポットを撮像して受光素子６の受光面上に光スポット
の像を結像する。
投光レンズ５によりワーク８の表面に適当な大きさの第
１光スポットを形成する。受光レンズ５は上記の第１光
スポットを撮像して受光素子６の受光面上に光スポット
の像を結像する。
この受光素子６は光位置検出器とも称されるもので、こ
れは受光面における光スポットの結像位置に応じた、電
気信号を発生する。この受光素子６の２つの電極に生じ
る電流IA,IBの値により光スポット結像位置Ｐは として得られる。この式は受光素子６の出力が光スポッ
ト像の位置とその強度に比例した出力を発生するため、
光スポット像の強度変化に相当する（IA＋IB）の項を分
母に導入することにより光スポット像の位置のみに比例
する出力を得ている。
れは受光面における光スポットの結像位置に応じた、電
気信号を発生する。この受光素子６の２つの電極に生じ
る電流IA,IBの値により光スポット結像位置Ｐは として得られる。この式は受光素子６の出力が光スポッ
ト像の位置とその強度に比例した出力を発生するため、
光スポット像の強度変化に相当する（IA＋IB）の項を分
母に導入することにより光スポット像の位置のみに比例
する出力を得ている。
一方受光レンズ５の光点よりワークまでの距離ｈは として計算できる。ここで、Ｌは装置の構成のみで決ま
る固定値である。またθは上述した光スポット像の位置
Ｐと、受光レンズ５の設計位置により求まる。つまりｈ
はワーク８の表面の変位に対応するＰのみを変数として
求まる。したがって、加工機のノズル１とワーク８表面
間の距離Ｈはｈに一定の値を加えるのみでありＨ＝Ｋ・
Ｐとして算出できる。
る固定値である。またθは上述した光スポット像の位置
Ｐと、受光レンズ５の設計位置により求まる。つまりｈ
はワーク８の表面の変位に対応するＰのみを変数として
求まる。したがって、加工機のノズル１とワーク８表面
間の距離Ｈはｈに一定の値を加えるのみでありＨ＝Ｋ・
Ｐとして算出できる。
Ｋは事前に計算または実測により決定されるものであ
る。処理回路７は以上の計算を演算し、距離Ｈを送出す
る。この距離Ｈがレーザ加工機のノズル１を制御する情
報となる。
る。処理回路７は以上の計算を演算し、距離Ｈを送出す
る。この距離Ｈがレーザ加工機のノズル１を制御する情
報となる。
従来の距離計測装置は以上のようにして距離Ｈを計測し
ていたが、計測用の第１光源３が近赤外光のため、ワー
ク８上の光スポットの位置が目視で確認できず、計測点
の位置がわからなかった。また、スタンドオフの位置
（計算上の計測位置，レーザ光の焦点距離）も目視でき
ないので、初期の位置合わせがしにくく、さらに、ワー
ク８加工中においても、スタンドオフ位置とワーク８と
のずれが目視できないなどの問題点があった。
ていたが、計測用の第１光源３が近赤外光のため、ワー
ク８上の光スポットの位置が目視で確認できず、計測点
の位置がわからなかった。また、スタンドオフの位置
（計算上の計測位置，レーザ光の焦点距離）も目視でき
ないので、初期の位置合わせがしにくく、さらに、ワー
ク８加工中においても、スタンドオフ位置とワーク８と
のずれが目視できないなどの問題点があった。
この発明は上記のような従来のものの欠点を解消するた
めなされたもので、計測点の目視による確認を可能にす
ることができるとともに、スタンドオフの位置を明確に
することのできる距離計測装置を提供することを目的と
する。
めなされたもので、計測点の目視による確認を可能にす
ることができるとともに、スタンドオフの位置を明確に
することのできる距離計測装置を提供することを目的と
する。
この発明に係る距離計測装置は、第１光源を挟む位置に
２個以上配置され、加工機のノズルからレーザ光の焦点
までの距離と同一の距離の位置で、その第１光源からの
放射光に交差させる可視光を放射する第２光源を設けた
ものである。
２個以上配置され、加工機のノズルからレーザ光の焦点
までの距離と同一の距離の位置で、その第１光源からの
放射光に交差させる可視光を放射する第２光源を設けた
ものである。
この発明における距離計測装置は、第１光源からの放射
光上のレーザ光の焦点距離の位置に、２本以上可視光を
交差させることにより、対象ワークの位置とスタンドオ
フが一致した場合、１点の可視光のスポットで表示し、
その計測点も可視光のスポットと同一であることを表示
する。また、対象ワークの位置とスタンドオフがずれた
場合、２点以上の可視光のスポットで表示し、その計測
点は２点以上の可視光のスポットの間にあることを表示
する。
光上のレーザ光の焦点距離の位置に、２本以上可視光を
交差させることにより、対象ワークの位置とスタンドオ
フが一致した場合、１点の可視光のスポットで表示し、
その計測点も可視光のスポットと同一であることを表示
する。また、対象ワークの位置とスタンドオフがずれた
場合、２点以上の可視光のスポットで表示し、その計測
点は２点以上の可視光のスポットの間にあることを表示
する。
この発明の一実施例を第１図について説明する。なお、
第３図と同一なものには同一符号を付したのでその説明
は省略する。第１図において、９，９はワーク８に向け
て可視の光を放射する第２光源で、これは計測用の光を
放射する第１光源３を挟む位置に設置され、計測用の放
射光に対して斜め方向に可視光を放射するようになって
いる。１０，１０は第２光源９，９から放射される可視
光を集束して、第１光源３によってワーク８上に形成さ
れる第１光スポットの位置に第２光スポットを形成する
レンズである。
第３図と同一なものには同一符号を付したのでその説明
は省略する。第１図において、９，９はワーク８に向け
て可視の光を放射する第２光源で、これは計測用の光を
放射する第１光源３を挟む位置に設置され、計測用の放
射光に対して斜め方向に可視光を放射するようになって
いる。１０，１０は第２光源９，９から放射される可視
光を集束して、第１光源３によってワーク８上に形成さ
れる第１光スポットの位置に第２光スポットを形成する
レンズである。
次に、上記距離計測装置の動作を説明する。第１光源３
よりワーク８上に照射された光スポットを受光レンズ５
により撮像し、受光素子６上に光スポットを結像させて
距離Ｈを計測する。この計測は従来のものと同じである
のでその説明を省略する。
よりワーク８上に照射された光スポットを受光レンズ５
により撮像し、受光素子６上に光スポットを結像させて
距離Ｈを計測する。この計測は従来のものと同じである
のでその説明を省略する。
第２光源９，９から放射される可視光はレンズ１０，１
０によって集束されてワーク８上に第２光スポットを形
成する。この際、ワーク８がスタンドオフ位置に一致し
ていれば、上記第２光スポットと、第１光源３によって
ワーク３上に形成される第１光スポット１１（第２図参
照）とが一致するとともに、第２図のＢに示すように可
視光の第２光スポット１２は一つになる。ワーク８がス
タンドオフからずれると、第２図のＡ，Ｃに示すよう
に、可視光の第２光スポット１２は二つになる。したが
って、スタンドオフの位置が明確になり、また計測点を
目視することができる。
０によって集束されてワーク８上に第２光スポットを形
成する。この際、ワーク８がスタンドオフ位置に一致し
ていれば、上記第２光スポットと、第１光源３によって
ワーク３上に形成される第１光スポット１１（第２図参
照）とが一致するとともに、第２図のＢに示すように可
視光の第２光スポット１２は一つになる。ワーク８がス
タンドオフからずれると、第２図のＡ，Ｃに示すよう
に、可視光の第２光スポット１２は二つになる。したが
って、スタンドオフの位置が明確になり、また計測点を
目視することができる。
上記実施例では可視光の第２光源９，９は２個であるが
２個以上の複数であってもよい。また、上記第２光源９
によって形成される第２光スポットの径が最小となる位
置にスタンドオフの位置を合わせれば、第２光源９は１
つでもよい。
２個以上の複数であってもよい。また、上記第２光源９
によって形成される第２光スポットの径が最小となる位
置にスタンドオフの位置を合わせれば、第２光源９は１
つでもよい。
以上のように、この発明によれば、第１光源を挟む位置
に２個以上配置され、加工機のノズルからレーザ光の焦
点までの距離と同一の距離の位置で、その第１光源から
の放射光に交差させる可視光を放射する第２光源を設け
るように構成したので、簡単な構成で測定点の位置を目
視することができ視認範囲が広くどこからでも確認する
ことができる。また、スタンドオフの位置も目視できる
ので、初期の位置合わせにおいても距離の計測範囲を設
定しやすく、容易に位置合わせができ、さらに、対象ワ
ークの加工中においても、スタンドオフの位置と対象ワ
ークとのずれを目視することができ、安全に対象ワーク
の加工を行うことができるという効果がある。
に２個以上配置され、加工機のノズルからレーザ光の焦
点までの距離と同一の距離の位置で、その第１光源から
の放射光に交差させる可視光を放射する第２光源を設け
るように構成したので、簡単な構成で測定点の位置を目
視することができ視認範囲が広くどこからでも確認する
ことができる。また、スタンドオフの位置も目視できる
ので、初期の位置合わせにおいても距離の計測範囲を設
定しやすく、容易に位置合わせができ、さらに、対象ワ
ークの加工中においても、スタンドオフの位置と対象ワ
ークとのずれを目視することができ、安全に対象ワーク
の加工を行うことができるという効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による距離計測装置の概略
構成図、第２図は従来の距離計測装置の概略構成図、第
３図はワークに形成される光スポットの説明図である。 １はノズル、３は第１光源、８はワーク、９は第２光源
である。
構成図、第２図は従来の距離計測装置の概略構成図、第
３図はワークに形成される光スポットの説明図である。 １はノズル、３は第１光源、８はワーク、９は第２光源
である。
Claims (1)
- 【請求項１】第１光源から投光レンズを介して対象ワー
クに光を照射して該対象ワーク上に第１光スポットを形
成するとともに、この第１光スポットを撮像して加工機
のノズルと前記対象ワークとの間の距離を測定する距離
計測装置において、前記第１光源を挟む位置に２個以上
配置され、前記対象ワークに可視光を照射する第２光源
と、前記第２光源から照射される可視光を集光して前記
対象ワーク上に第２光スポットを形成するとともに、前
記対象ワークがスタンドオフの位置にある場合には、そ
の第２光スポットを前記第１光スポットに一致させるレ
ンズとを設けたことを特徴とする距離計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61254585A JPH0642993B2 (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 距離計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61254585A JPH0642993B2 (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 距離計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63108981A JPS63108981A (ja) | 1988-05-13 |
| JPH0642993B2 true JPH0642993B2 (ja) | 1994-06-08 |
Family
ID=17267079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61254585A Expired - Lifetime JPH0642993B2 (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 距離計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0642993B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4519443B2 (ja) * | 2003-10-30 | 2010-08-04 | サンクス株式会社 | レーザ加工装置及びそのワーク距離調整方法 |
| JP4141485B2 (ja) * | 2006-07-19 | 2008-08-27 | トヨタ自動車株式会社 | レーザ加工システムおよびレーザ加工方法 |
| JP5145673B2 (ja) | 2006-08-30 | 2013-02-20 | 住友電気工業株式会社 | レーザ加工方法およびレーザ加工装置 |
| JP6002391B2 (ja) * | 2012-01-20 | 2016-10-05 | パナソニック デバイスＳｕｎｘ株式会社 | レーザ加工装置 |
| JP6748933B2 (ja) * | 2015-04-22 | 2020-09-02 | 株式会社Ihi | テラヘルツ照射位置の可視化装置 |
| BR112020007946B1 (pt) * | 2017-10-25 | 2023-11-14 | Nikon Corporation | Aparelho de processamento |
| CN110170741A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-08-27 | 温州大学 | 激光加工中聚焦光束对焦装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5935004B2 (ja) * | 1976-07-02 | 1984-08-25 | 旭光学工業株式会社 | ガイド・ライト装置 |
| JPS61108484A (ja) * | 1984-10-29 | 1986-05-27 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ加工機 |
-
1986
- 1986-10-28 JP JP61254585A patent/JPH0642993B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63108981A (ja) | 1988-05-13 |
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