JPH09206968A - レーザ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工ノズルが、次の加工点に移動する間に窪
みなどに落ち込まないようにし、移動距離も短くする。 【解決手段】 加工ノズル３が、次の加工点に移動して
いる間に、加工ノズル３がワーク２に近づいている情報
をギャップセンサ７より抽出手段１０が受けると倣い手
段９を駆動してレーザトーチ１をワーク２より遠ざけ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加工ノズルとワー
クとの間のギャップを所定距離に保持するように制御で
きるレーザ加工装置の技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のレーザ加工装置について、その構
成模式図を示す図３を参照して以下に説明する。

【０００３】図３において、３１はレーザトーチ、３２
はワーク、３３はレーザトーチ３１の先端に装着した加
工ノズル、３４はワーク３２を水平方向に動かすＸ軸、
３５はレーザトーチ３１をワーク３２の表面と平行に水
平方向に動かすＹ軸、３６はレーザトーチ３１をワーク
３２の表面と垂直な方向に動かすＺ軸、３７はワーク３
２と加工ノズル３３との間のギャップ距離を測定するギ
ャップセンサ、３８はＸ軸３４およびＹ軸３５を動かす
駆動手段、３９はギャップセンサ３７よりギャップ距離
の測定値を受け取り、ギャップ距離を一定に保持するよ
うにＺ軸３６を駆動する倣い手段である。

【０００４】レーザトーチ３１が一つの加工を終了し、
レーザトーチ３１を次のワーク３２上の加工点に移動さ
せる場合、ワーク３２の反りなどに加工ノズル３３が接
触しないようにするために、レーザトーチ３１は次のよ
うな移動軌跡の何れかを辿るようにする。

【０００５】その一つは、Ｚ軸３６を一度ワーク３２か
ら遠ざかる方向に移動し、ついで加工点の上に移動させ
てのち、Ｚ軸３６をワーク３２の方向に再度移動させて
加工を再開するようにし、他の一つは、Ｚ軸３６をワー
ク３２より遠ざかる方向に移動させながら次の加工点の
上に移動させ、ついでＺ軸３６をワーク３２の方向に再
度移動させて加工を再開するようにしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ加工装置
にあっては、作業能率の上から倣い手段３９が有効に動
作する状態のまま、レーザトーチ３１を加工終了点から
次の加工再開点まで移動させるのが一般的であるので、
以下に説明するような問題点があった。

【０００７】レーザトーチ３１が移動する軌跡の途中に
おいて、ワーク３２に既に加工した窪み，穴などが存在
すると、その部分では、ギャップセンサ３７によるギャ
ップ距離の計測値が窪み，穴などの深さに相当する分だ
け大きくなり、その結果、倣い手段３９がＺ軸３６をワ
ーク３２に近づける方向に移動させて加工ノズル３３を
窪み，穴などに落ち込ませてしまうので、予め窪み，穴
などの状態を検知して加工ノズル３３が遠ざかる距離を
指定しておいたり、あるいは必要以上に加工ノズル３３
を遠ざけておいたりする必要があって作業が煩雑にな
り、また加工ノズル３３の移動距離が無駄になるという
問題点があった。

【０００８】さらに、加工ノズル３３がワーク３２より
遠ざかる移動距離が長くなると、次に加工ノズル３３を
加工再開点まで移動させる場合、必要以上に長い距離を
移動させることになるので、加工開始までに時間を要
し、作業時間が長期化するという問題点もあった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明のレーザ加工装置においては、レーザト
ーチの先端部に装着した加工ノズルとワークとの間のギ
ャップ距離を計測し、加工ノズルが加工処理している間
で、ギャップ距離が所定値よりも小さい場合はレーザト
ーチをワークより離れる方向に、ギャップ距離が所定値
より大きい場合はレーザトーチをワークに近づける方向
に移動させ、レーザトーチが次の加工点に移動している
間は、加工ノズルがワークに近づく方向に移動しようと
する情報によりレーザトーチをワークより遠ざける方向
に移動させるか、またはギャップ距離が大きくなる方向
に変動する情報によりレーザトーチをワークに近づける
方向の移動を中止させるものである。

【００１０】そして、加工ノズルが次の加工点に移動し
ている間においては、加工ノズルはワークの反りに対応
する距離だけを考慮してワークから遠ざければ、窪み，
穴などに加工ノズルが落ち込むこともなく、また次の加
工点までの移動距離が短くなって作業時間が長期化され
ることもなくなる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明は、レーザトーチの先端部
に装着した加工ノズルとワークとの間のギャップ距離を
計測し、加工ノズルが加工処理している間で、ギャップ
距離が所定値よりも小さい場合はレーザトーチをワーク
より離れる方向に、ギャップ距離が所定値より大きい場
合はレーザトーチをワークに近づける方向に移動させ、
レーザトーチが次の加工点に移動している間は、加工ノ
ズルがワークに近づく方向に移動しようとする情報によ
りレーザトーチをワークより遠ざける方向に移動させる
ようにしたものである。

【００１２】また、レーザトーチまたはワークを水平方
向に移動させるＸ軸およびＹ軸と、レーザトーチを垂直
方向に移動させるＺ軸と、レーザトーチの先端に装着し
た加工ノズルとワークとのギャップ距離を測定するギャ
ップセンサと、前記Ｘ軸およびＹ軸を駆動する駆動手段
と、前記ギャップ距離が所定値より小さいときはレーザ
トーチをワークより遠ざける方向に、前記ギャップ距離
が所定値より大きいときはレーザトーチをワークに近づ
ける方向にＺ軸を駆動する倣い手段と、前記ギャップセ
ンサよりギャップ距離が小さくなるときの情報のみを抽
出して前記倣い手段を動作させる抽出手段と、この抽出
手段を有効および無効に切り換える切り換え手段とを有
するものである。

【００１３】また、レーザトーチの先端部に装着した加
工ノズルとワークとの間のギャップ距離を計測し、加工
ノズルが加工処理している間で、ギャップ距離が所定値
よりも小さい場合はレーザトーチをワークより離れる方
向に、ギャップ距離が所定値より大きい場合はレーザト
ーチをワークに近づける方向に移動させ、レーザトーチ
が次の加工点に移動している間は、ギャップ距離が大き
くなる方向に変動する情報によりレーザトーチをワーク
に近づける方向の移動を中止させるようにしたものであ
る。

【００１４】さらに、レーザトーチまたはワークを水平
方向に移動させるＸ軸およびＹ軸と、レーザトーチを垂
直方向に移動させるＺ軸と、レーザトーチの先端に装着
した加工ノズルとワークとのギャップ距離を測定するギ
ャップセンサと、前記Ｘ軸およびＹ軸を駆動する駆動手
段と、前記ギャップ距離が所定値より小さいときはレー
ザトーチをワークより遠ざける方向に、前記ギャップ距
離が所定値より大きいときはレーザトーチをワークに近
づける方向にＺ軸を駆動する倣い手段と、前記ギャップ
センサよりギャップ距離が大きくなるときの情報を検出
する検出手段と、この検出手段の出力により倣い手段の
動作を中止させる中止手段と、この検出手段を有効およ
び無効に切り換える切り換え手段とを有するものであ
る。

【００１５】そして、加工ノズルが次の加工点に移動し
ている間においては、加工ノズルとワークの表面とのギ
ャップは、窪み，穴などの存在に関係なく所定の距離に
保持され、加工ノズルの移動距離は短くすることができ
る。次に、その実施例について、具体的に以下説明す
る。

【００１６】

【実施例】図１および図２を参照してその実施例を詳述
する。

【００１７】（実施例１）図１において、１はレーザト
ーチ、２はワーク、３はレーザトーチ１の先端に装着し
た加工ノズル、４はワーク２を水平方向に動かすＸ軸、
５はレーザトーチ１をワーク２の表面と平行に水平方向
に動かすＹ軸、６はレーザトーチ１をワーク２の表面と
垂直な方向に動かすＺ軸、７はワーク２と加工ノズル３
との間のギャップ距離を測定するギャップセンサ、８は
レーザトーチ１をワーク２の表面上でＸＹ方向にＸ軸４
およびＹ軸５を動かす駆動手段、９はギャップセンサ７
よりギャップ距離の測定値を受け取り、ギャップ距離を
一定に保持するようにＺ軸６を駆動する倣い手段で、ギ
ャップ距離が所定値よりも小さいときは加工ノズル３を
ワーク２より遠ざける方向に、またギャップ距離が所定
値よりも大きいときは加工ノズル３をワーク２に近づけ
る方向にＺ軸６を駆動する。１０は加工ノズル３がワー
ク２に近づいているときの情報のみ、すなわちギャップ
センサ７よりの測定値が所定値より大きくなったときの
情報のみを抽出する抽出手段で、一端は倣い手段９に、
他端は切り換え手段１１を介してギャップセンサ７に接
続されている。なお、倣い手段９は切り換え手段１１を
介してギャップセンサ７と直接に接続することもでき
る。

【００１８】次にその動作について説明する。加工ノズ
ル３を加工終了点から次の加工再開点まで移動させる場
合、切り換え手段１１を抽出手段１０側に接続してギャ
ップセンサ７と倣い手段９とは抽出手段１０を介して接
続した状態にし、このように抽出手段１０が有効となる
状態で、駆動手段８によりＸ軸４およびＹ軸５を駆動し
てレーザトーチ１を加工再開点まで移動する動作を開始
させる。この際、ギャップセンサ７は絶えず加工ノズル
３とワーク２との間のギャップ距離を検出して抽出手段
１０に入力しているが、抽出手段１０はギャップ距離が
所定値よりも大きくなって加工ノズル３がワーク２に近
づこうとする情報のみを抽出する。そこで、抽出手段１
０がギャップ距離が大きくなることの情報を抽出する
と、これを倣い手段９に出力し、この倣い手段９は、レ
ーザトーチ１すなわち加工ノズル３がワーク２より遠ざ
かる方向に移動するようにＺ軸６を駆動して加工ノズル
３が窪みあるいは穴などに落ち込まないようにする。加
工ノズル３が加工再開点に到達した時点で切り換え手段
１１を切り換えて抽出手段１０を無効状態とし、ギャッ
プセンサ７と倣い手段９とは切り換え手段１１を介して
直接に接続した状態にして加工を再開する。

【００１９】このように、レーザトーチ１の先端部に装
着した加工ノズル３とワーク２との間のギャップ距離を
計測し、倣い手段９により、ギャップ距離が所定値より
も小さい場合は、レーザトーチ１をワーク２より離れる
方向に、またギャップ距離が大きい場合は、レーザトー
チ１をワーク２に近づける方向に、Ｚ軸６をそれぞれ駆
動するようにしたレーザ加工装置に、ギャップ距離が所
定値よりも大きくなって加工ノズル３がワーク２に近づ
く方向に移動しようとする情報のみを抽出し、この抽出
した情報により倣い手段９を動作させ、レーザトーチ１
をワーク２より遠ざける方向に駆動させるようにした抽
出手段１０を具備させたものである。しかも、この抽出
手段１０は、切り換え手段１１により、加工ノズル３が
次の加工点に移動しているときのみ有効に動作し、加工
処理中は動作しないようにしているので、加工ノズル３
の移動中においては、加工ノズル３はワーク２の反りに
対応する距離だけを考慮してワーク２から遠ざければ、
窪み，穴などに加工ノズル３が落ち込むこともなく、ま
た次の加工点までの移動距離が短くなって作業時間が長
期化されることもなくなる。

【００２０】（実施例２）図２において、１２はギャッ
プセンサ７よりのギャップ距離から加工ノズル３がワー
ク２より遠ざかることを示す情報のみを検出する検出手
段、１３は検出手段１２が出力した信号を受け、Ｚ軸６
がレーザトーチ１をワーク２に近づける方向に動くのを
阻止する中止手段で、検出手段１２は、一端が中止手段
１３に、他端が切り換え手段１４を介してギャップセン
サ７に接続され、中止手段１３の他端は倣い手段９に接
続されている。なお、倣い手段９は切り換え手段１４を
介してギャップセンサ７と直接に接続することもでき
る。

【００２１】次にその動作について説明する。加工ノズ
ル３を加工終了点から次の加工再開点まで移動させる場
合、切り換え手段１４を検出手段１２側に接続してギャ
ップセンサ７と倣い手段９とは検出手段１２および中止
手段１３を介して接続した状態にし、このように検出手
段１２および中止手段１３を有効にした状態で、駆動手
段８によりＸ軸４およびＹ軸５を駆動してレーザトーチ
１を加工再開点まで移動する動作を開始させる。この
際、ギャップセンサ７は絶えず加工ノズル３とワーク２
との間のギャップ距離を検出して検出手段１２に入力し
ているが、検出手段１２はギャップ距離が大きくなる方
向に大きく変動するときの情報を検出する。そこで、検
出手段１２がギャップ距離が大きくなることの情報を検
出すると、これを中止手段１３に出力し、この中止手段
１３は、倣い手段９がＺ軸６により、レーザトーチ１す
なわち加工ノズル３をワーク２に近づける方向に移動さ
せようとする駆動を中止させ、加工ノズル３が窪みある
いは穴などに落ち込まないようにする。加工ノズル３が
加工再開点に到達した時点で切り換え手段１４を切り換
えて検出手段１２および中止手段１３を無効状態とし、
ギャップセンサ７と倣い手段９とは切り換え手段１１を
介して直接に接続した状態にして加工を再開する。

【００２２】このように、レーザトーチ１の先端部に装
着した加工ノズル３とワーク２との間のギャップ距離を
計測し、倣い手段９により、ギャップ距離が所定値より
も小さい場合は、レーザトーチ１をワーク２より離れる
方向に、またギャップ距離が大きい場合は、レーザトー
チ１をワーク２に近づける方向に、Ｚ軸６をそれぞれ駆
動するようにしたレーザ加工装置に、ギャップ距離が大
きくなる方向に変動する情報を検出する検出手段１２
と、この検出手段１２の情報によりレーザトーチ１をワ
ーク２に近づける方向に駆動する倣い手段９の動作を中
止させる中止手段１３とを具備したものである。しか
も、この検出手段１２および中止手段１３は、切り換え
手段１４により、加工ノズル３が次の加工点に移動して
いるときのみ有効に動作し、加工処理中は動作しないよ
うにしているので、加工ノズル３の移動中においては、
加工ノズル３はワーク２の反りに対応する距離だけを考
慮してワーク２から遠ざければ、窪み，穴などに加工ノ
ズル３が落ち込むこともなく、また次の加工点までの移
動距離が短くなって作業時間が長期化されることもなく
なる。

【００２３】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００２４】加工ノズルを装着したレーザトーチが、加
工終了点から次の加工点に移動している間においては、
加工ノズルはワークの反りに対応する距離だけを考慮し
てワークから遠ざければ、窪み，穴などに加工ノズルが
落ち込むこともなく、また次の加工点までの移動距離が
短くなって作業時間が長期化されることもなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるレーザ加工装置の構成
模式図

【図２】本発明の他の実施例におけるレーザ加工装置の
構成模式図

【図３】従来におけるレーザ加工装置の構成模式図

【符号の説明】

１ レーザトーチ ２ ワーク ３ 加工ノズル ４ Ｘ軸 ５ Ｙ軸 ６ Ｚ軸 ７ ギャップセンサ ８ 駆動手段 ９ 倣い手段 １０ 抽出手段 １１，１４ 切り換え手段 １２ 検出手段 １３ 中止手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザトーチの先端部に装着した加工ノ
   ズルとワークとの間のギャップ距離を計測し、加工ノズ
   ルが加工処理している間で、ギャップ距離が所定値より
   も小さい場合はレーザトーチをワークより離れる方向
   に、ギャップ距離が所定値より大きい場合はレーザトー
   チをワークに近づける方向に移動させ、レーザトーチが
   次の加工点に移動している間は、加工ノズルがワークに
   近づく方向に移動しようとする情報によりレーザトーチ
   をワークより遠ざける方向に移動させるレーザ加工装
   置。
2. 【請求項２】 レーザトーチまたはワークを水平方向に
   移動させるＸ軸およびＹ軸と、レーザトーチを垂直方向
   に移動させるＺ軸と、レーザトーチの先端に装着した加
   工ノズルとワークとのギャップ距離を測定するギャップ
   センサと、前記Ｘ軸およびＹ軸を駆動する駆動手段と、
   前記ギャップ距離が所定値より小さいときはレーザトー
   チをワークより遠ざける方向に、前記ギャップ距離が所
   定値より大きいときはレーザトーチをワークに近づける
   方向にＺ軸を駆動する倣い手段と、前記ギャップセンサ
   よりギャップ距離が小さくなるときの情報のみを抽出し
   て前記倣い手段を動作させる抽出手段と、この抽出手段
   を有効および無効に切り換える切り換え手段とを有する
   レーザ加工装置。
3. 【請求項３】 レーザトーチの先端部に装着した加工ノ
   ズルとワークとの間のギャップ距離を計測し、加工ノズ
   ルが加工処理している間で、ギャップ距離が所定値より
   も小さい場合はレーザトーチをワークより離れる方向
   に、ギャップ距離が所定値より大きい場合はレーザトー
   チをワークに近づける方向に移動させ、レーザトーチが
   次の加工点に移動している間は、ギャップ距離が大きく
   なる方向に変動する情報によりレーザトーチをワークに
   近づける方向の移動を中止させるレーザ加工装置。
4. 【請求項４】 レーザトーチまたはワークを水平方向に
   移動させるＸ軸およびＹ軸と、レーザトーチを垂直方向
   に移動させるＺ軸と、レーザトーチの先端に装着した加
   工ノズルとワークとのギャップ距離を測定するギャップ
   センサと、前記Ｘ軸およびＹ軸を駆動する駆動手段と、
   前記ギャップ距離が所定値より小さいときはレーザトー
   チをワークより遠ざける方向に、前記ギャップ距離が所
   定値より大きいときはレーザトーチをワークに近づける
   方向にＺ軸を駆動する倣い手段と、前記ギャップセンサ
   よりギャップ距離が大きくなるときの情報を検出する検
   出手段と、この検出手段の出力により倣い手段の動作を
   中止させる中止手段と、この検出手段を有効および無効
   に切り換える切り換え手段とを有するレーザ加工装置。