JPH07136790A - 組み合わせレンズの焦点距離の制御方法 - Google Patents
組み合わせレンズの焦点距離の制御方法Info
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- JPH07136790A JPH07136790A JP5290686A JP29068693A JPH07136790A JP H07136790 A JPH07136790 A JP H07136790A JP 5290686 A JP5290686 A JP 5290686A JP 29068693 A JP29068693 A JP 29068693A JP H07136790 A JPH07136790 A JP H07136790A
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- focal length
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザ加工等において、加工時間が大幅に短
縮できる組み合わせレンズの焦点距離の制御方法を提供
する。 【構成】 機器本体に駆動装置により自在に移動する加
工ヘッド１を設け、この加工ヘッド１に、固定レンズ１
３と、駆動装置により移動する可動レンズ１５とからな
る焦点距離可変の組み合わせレンズ１７を設け、この組
み合わせレンズの焦点距離に対応する可動レンズの位
置、および組み合わせレンズの焦点位置を制御メモリ２
３に記憶させ、このメモリに基づき、ＮＣ装置１１の制
御により、組み合わせレンズの焦点距離を任意に変更す
ると共に、組み合わせレンズの焦点位置を常に機器本体
に対して、一定になるように加工ヘッド１の位置を補正
する。
縮できる組み合わせレンズの焦点距離の制御方法を提供
する。 【構成】 機器本体に駆動装置により自在に移動する加
工ヘッド１を設け、この加工ヘッド１に、固定レンズ１
３と、駆動装置により移動する可動レンズ１５とからな
る焦点距離可変の組み合わせレンズ１７を設け、この組
み合わせレンズの焦点距離に対応する可動レンズの位
置、および組み合わせレンズの焦点位置を制御メモリ２
３に記憶させ、このメモリに基づき、ＮＣ装置１１の制
御により、組み合わせレンズの焦点距離を任意に変更す
ると共に、組み合わせレンズの焦点位置を常に機器本体
に対して、一定になるように加工ヘッド１の位置を補正
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、組み合わせレンズの
焦点距離の制御方法に関する。
焦点距離の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、レーザ加工において、鋼材等を
切断する場合、切断面の精度や加工能率の点から、薄板
では焦点深度の小さい短焦点距離の集光レンズが使用さ
れ、厚板では焦点深度の大きい長焦点距離の集光レンズ
が使用されている。従って、従来は焦点距離の異なる集
光レンズを複数個用意しておき、鋼材の板厚によって適
当な焦点距離の集光レンズを選択して使用していた。
切断する場合、切断面の精度や加工能率の点から、薄板
では焦点深度の小さい短焦点距離の集光レンズが使用さ
れ、厚板では焦点深度の大きい長焦点距離の集光レンズ
が使用されている。従って、従来は焦点距離の異なる集
光レンズを複数個用意しておき、鋼材の板厚によって適
当な焦点距離の集光レンズを選択して使用していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記のように、レーザ
加工においては、焦点距離の異なる集光レンズを複数個
用意し、加工する被加工物の板厚に対応して、これを取
り替え使用するため、集光レンズのコストと、集光レン
ズの取り替えに要する手間が問題であった。
加工においては、焦点距離の異なる集光レンズを複数個
用意し、加工する被加工物の板厚に対応して、これを取
り替え使用するため、集光レンズのコストと、集光レン
ズの取り替えに要する手間が問題であった。
【０００４】この解決策として、集光レンズに焦点距離
の可変な組み合わせレンズを使用することも考えられた
が、レーザ光に暴露された厳しい環境で、被加工物に対
し焦点位置を一定に保ちつつ、焦点距離を連続して変更
する複雑なレンズ構成は、メンテナンスが難しく、未だ
実用化されていない。
の可変な組み合わせレンズを使用することも考えられた
が、レーザ光に暴露された厳しい環境で、被加工物に対
し焦点位置を一定に保ちつつ、焦点距離を連続して変更
する複雑なレンズ構成は、メンテナンスが難しく、未だ
実用化されていない。
【０００５】この発明は、このような問題に着目して創
案されたもので、比較的簡単なレンズ構成によって、組
み合わせレンズの焦点距離を任意に変更すると共に、そ
の焦点位置が被加工物に対して常に一定になるようにし
たもので、加工中でも焦点距離，位置の可変が可能な組
み合わせレンズの焦点距離の制御方法を提供することを
目的とする。
案されたもので、比較的簡単なレンズ構成によって、組
み合わせレンズの焦点距離を任意に変更すると共に、そ
の焦点位置が被加工物に対して常に一定になるようにし
たもので、加工中でも焦点距離，位置の可変が可能な組
み合わせレンズの焦点距離の制御方法を提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、この発明は、機器本体に駆動装置により自在に移
動する移動体を設け、この移動体に、固定レンズと駆動
装置により移動する可動レンズとからなる焦点距離可変
の組み合わせレンズを設け、この組み合わせレンズの焦
点距離に対応する可動レンズの位置、および組み合わせ
レンズの焦点位置をメモリに記憶させ、このメモリに基
づき、ＮＣ装置の制御により、組み合わせレンズの焦点
距離を任意に変更すると共に、組み合わせレンズの焦点
位置を常に機器本体に対して一定になるように移動体の
位置を補正するものである。
めに、この発明は、機器本体に駆動装置により自在に移
動する移動体を設け、この移動体に、固定レンズと駆動
装置により移動する可動レンズとからなる焦点距離可変
の組み合わせレンズを設け、この組み合わせレンズの焦
点距離に対応する可動レンズの位置、および組み合わせ
レンズの焦点位置をメモリに記憶させ、このメモリに基
づき、ＮＣ装置の制御により、組み合わせレンズの焦点
距離を任意に変更すると共に、組み合わせレンズの焦点
位置を常に機器本体に対して一定になるように移動体の
位置を補正するものである。
【０００７】
【作用】前記のように構成されているので、ＮＣ装置に
所望の焦点距離を指令値として入力することによって、
ＮＣ装置は、メモリに登録された可動レンズの移動位置
および移動体の補正位置により、組み合わせレンズの焦
点距離を指令値に一致させると共に、その焦点位置が機
器本体に対して常に一定になるように連続的に制御す
る。
所望の焦点距離を指令値として入力することによって、
ＮＣ装置は、メモリに登録された可動レンズの移動位置
および移動体の補正位置により、組み合わせレンズの焦
点距離を指令値に一致させると共に、その焦点位置が機
器本体に対して常に一定になるように連続的に制御す
る。
【０００８】
【実施例】次に、この発明の実施例について、図面に基
づいて説明する。図１はこの発明を実施したレーザ加工
機のブロック図である。加工ヘッド１は、図示を省略し
たレーザ加工機の本体に対して、Ｚ軸の移動機構３、駆
動モータ５、およびノズル７の近傍に設けられ被加工物
Ｗとの高さを検出するハイトセンサ９等を介して、ＮＣ
装置１１により、Ｚ軸方向（紙面の上下方向）へ自在に
移動する。加工ヘッド１には集光レンズとして、固定レ
ンズ１３と可動レンズ１５とからなる組み合わせレンズ
１７が設けてあり、可動レンズ１５は加工ヘッド１に対
して移動機構１９、駆動モータ２１を介してＮＣ装置１
１により、Ｚ軸方向へ自在に移動する。
づいて説明する。図１はこの発明を実施したレーザ加工
機のブロック図である。加工ヘッド１は、図示を省略し
たレーザ加工機の本体に対して、Ｚ軸の移動機構３、駆
動モータ５、およびノズル７の近傍に設けられ被加工物
Ｗとの高さを検出するハイトセンサ９等を介して、ＮＣ
装置１１により、Ｚ軸方向（紙面の上下方向）へ自在に
移動する。加工ヘッド１には集光レンズとして、固定レ
ンズ１３と可動レンズ１５とからなる組み合わせレンズ
１７が設けてあり、可動レンズ１５は加工ヘッド１に対
して移動機構１９、駆動モータ２１を介してＮＣ装置１
１により、Ｚ軸方向へ自在に移動する。
【０００９】組み合わせレンズの制御メモリ２３は、組
み合わせレンズの焦点距離に対応する可動レンズの移動
量、およびノズル位置の補正量の演算式（後述の式１、
式２）を記憶しており、ＮＣ装置は焦点距離変更指令に
より、可動レンズの移動量及びノズル位置の補正量を演
算し、前記の可動レンズおよびノズルの駆動モータ、移
動機構等を制御して、可動レンズおよびノズルを所定位
置へ移動、補正する。
み合わせレンズの焦点距離に対応する可動レンズの移動
量、およびノズル位置の補正量の演算式（後述の式１、
式２）を記憶しており、ＮＣ装置は焦点距離変更指令に
より、可動レンズの移動量及びノズル位置の補正量を演
算し、前記の可動レンズおよびノズルの駆動モータ、移
動機構等を制御して、可動レンズおよびノズルを所定位
置へ移動、補正する。
【００１０】図２は、この実施例に使用した組み合わせ
レンズの構成と、焦点距離に対応する可動レンズ、およ
びノズルの位置関係を示したものである。図示のように
簡単な一枚の固定レンズと二枚の可動レンズから構成さ
れている。図（ａ）は焦点距離が２．５インチの場合
で、固定レンズと可動レンズの距離は９３．７mmで、固
定レンズとノズルの先端の距離は２３１mmである。図
（ｂ）は焦点距離が５インチの場合で、固定レンズと可
動レンズの距離は２５mmで、固定レンズとノズルの先端
の距離は２０４mmである。図（ｃ）は焦点距離が７．５
インチの場合で、固定レンズと可動レンズの距離は２．
５mmで、固定レンズとノズルの先端の距離は２２０mmで
ある。共に、焦点位置はノズル先端（材料表面）であ
る。
レンズの構成と、焦点距離に対応する可動レンズ、およ
びノズルの位置関係を示したものである。図示のように
簡単な一枚の固定レンズと二枚の可動レンズから構成さ
れている。図（ａ）は焦点距離が２．５インチの場合
で、固定レンズと可動レンズの距離は９３．７mmで、固
定レンズとノズルの先端の距離は２３１mmである。図
（ｂ）は焦点距離が５インチの場合で、固定レンズと可
動レンズの距離は２５mmで、固定レンズとノズルの先端
の距離は２０４mmである。図（ｃ）は焦点距離が７．５
インチの場合で、固定レンズと可動レンズの距離は２．
５mmで、固定レンズとノズルの先端の距離は２２０mmで
ある。共に、焦点位置はノズル先端（材料表面）であ
る。
【００１１】図３は、組み合わせレンズの焦点距離に対
する可動レンズおよびノズルの先端の移動軌跡を示した
ものである。この線図を数式に表わすと数１の式
（１）、式（２）のようになる。ここで、Ｕは可動レン
ズの移動量（mm）、Ｖはノズル先端の補正量（mm) で、
Ｘは組み合わせレンズの焦点距離（インチ）である。
する可動レンズおよびノズルの先端の移動軌跡を示した
ものである。この線図を数式に表わすと数１の式
（１）、式（２）のようになる。ここで、Ｕは可動レン
ズの移動量（mm）、Ｖはノズル先端の補正量（mm) で、
Ｘは組み合わせレンズの焦点距離（インチ）である。
【００１２】
【数１】 Ｕ＝−０．１７８Ｘ4 ＋４．３Ｘ3 −４０．２８Ｘ2 ＋１８３．２４Ｘ−２６ ２．９４ （１） Ｖ＝−０．１７５Ｘ4 ＋４．２４Ｘ3 −３９．８Ｘ2 ＋１６４．２２Ｘ−２１ ８．８７ （２） これらの演算式は、組み合わせレンズの制御メモリ２３
に登録してあり、ＮＣ装置への「ＦＬ２．５」、「ＦＬ
３．７５」のような操作指令によって、目的の焦点距離
が得られ、また焦点位置を常に一定に保持することがで
きる。
に登録してあり、ＮＣ装置への「ＦＬ２．５」、「ＦＬ
３．７５」のような操作指令によって、目的の焦点距離
が得られ、また焦点位置を常に一定に保持することがで
きる。
【００１３】この制御方法によれば、例えば、レーザピ
アス加工の場合、焦点距離２．５インチから加工を開始
し、「ＦＬ５」という指令によって、ピアス加工終了時
に焦点距離５インチになり、そのまま、切断加工を開始
するようなこともできる。なお、可動組レンズの構成、
可動軸数、およびこの発明の適用は実施例に限定するも
のではない。
アス加工の場合、焦点距離２．５インチから加工を開始
し、「ＦＬ５」という指令によって、ピアス加工終了時
に焦点距離５インチになり、そのまま、切断加工を開始
するようなこともできる。なお、可動組レンズの構成、
可動軸数、およびこの発明の適用は実施例に限定するも
のではない。
【００１４】
【発明の効果】以上の説明から理解されるように、この
発明は特許請求の範囲に記載の構成を備えているので、
レーザ加工等において、比較的簡単な構成によって、組
み合わせレンズの焦点距離を任意に変更すると共に、そ
の焦点位置を常に被加工物に対して一定にすることがで
きる。従って、加工中に軸移動が可能となり、加工速度
が高くなり、また、集光レンズの取り替え等の必要がな
くなるので、加工時間が大幅に短縮できる。
発明は特許請求の範囲に記載の構成を備えているので、
レーザ加工等において、比較的簡単な構成によって、組
み合わせレンズの焦点距離を任意に変更すると共に、そ
の焦点位置を常に被加工物に対して一定にすることがで
きる。従って、加工中に軸移動が可能となり、加工速度
が高くなり、また、集光レンズの取り替え等の必要がな
くなるので、加工時間が大幅に短縮できる。
【図１】この発明を実施したレーザ加工機のブロック図
である。
である。
【図２】実施例の組み合わせレンズの構成と、焦点距離
に対応する可動レンズ、およびノズルの位置関係を示し
た図である。
に対応する可動レンズ、およびノズルの位置関係を示し
た図である。
【図３】実施例の組み合わせレンズの焦点距離に対する
可動レンズおよびノズルの先端の移動軌跡を示した図で
ある。
可動レンズおよびノズルの先端の移動軌跡を示した図で
ある。
１ 加工ヘッド ７ ノズル １１ ＮＣ装置 １３ 固定レンズ １５ 可動レンズ １７ 組み合わせレンズ ２３ 組み合わせレンズの制御メモリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２３Ｋ 26/06 Ａ
Claims (1)
- 【請求項１】 機器本体に駆動装置により自在に移動す
る移動体を設け、この移動体に、固定レンズと駆動装置
により移動する可動レンズとからなる焦点距離可変の組
み合わせレンズを設け、この組み合わせレンズの焦点距
離に対応する可動レンズの位置、および組み合わせレン
ズの焦点位置をメモリに記憶させ、このメモリに基づ
き、ＮＣ装置の制御により、組み合わせレンズの焦点距
離を任意に変更すると共に、組み合わせレンズの焦点位
置を常に機器本体に対して一定になるように移動体の位
置を補正することを特徴とする組み合わせレンズの焦点
距離の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29068693A JP3383034B2 (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | 組合せレンズの焦点距離の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29068693A JP3383034B2 (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | 組合せレンズの焦点距離の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07136790A true JPH07136790A (ja) | 1995-05-30 |
| JP3383034B2 JP3383034B2 (ja) | 2003-03-04 |
Family
ID=17759195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29068693A Expired - Fee Related JP3383034B2 (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | 組合せレンズの焦点距離の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3383034B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013202657A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Mitsubishi Materials Corp | レーザ加工方法およびレーザ加工装置 |
| US20220283416A1 (en) * | 2021-03-04 | 2022-09-08 | Ii-Vi Delaware, Inc. | Dynamic Focus For Laser Processing Head |
-
1993
- 1993-11-19 JP JP29068693A patent/JP3383034B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013202657A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Mitsubishi Materials Corp | レーザ加工方法およびレーザ加工装置 |
| US20220283416A1 (en) * | 2021-03-04 | 2022-09-08 | Ii-Vi Delaware, Inc. | Dynamic Focus For Laser Processing Head |
| US12265207B2 (en) * | 2021-03-04 | 2025-04-01 | Ii-Vi Delaware, Inc. | Dynamic focus for laser processing head |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3383034B2 (ja) | 2003-03-04 |
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