JPS60227989A - レ−ザ加工装置 - Google Patents
レ−ザ加工装置Info
- Publication number
- JPS60227989A JPS60227989A JP59081798A JP8179884A JPS60227989A JP S60227989 A JPS60227989 A JP S60227989A JP 59081798 A JP59081798 A JP 59081798A JP 8179884 A JP8179884 A JP 8179884A JP S60227989 A JPS60227989 A JP S60227989A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- point
- processing
- laser beam
- point position
- knife edge
- 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.)
- Pending
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
-
- 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
- B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
- B23K26/702—Auxiliary equipment
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、被加工物の加工位置とレーザ集光点位置を検
出し、自動的にレーザビームの集光点位置を加工点位置
に合せる機構を備えたレーザ加工装置に関する。
出し、自動的にレーザビームの集光点位置を加工点位置
に合せる機構を備えたレーザ加工装置に関する。
第6図は、従来のレーザ加工装置の一例を示す一部断面
図である。(1)はレーザ発振器、(2)はベンディン
グミラーで、(3)はレーザビーム、(4Jは集光レン
ズである。レーザ発振器(1)から発射されたレーザビ
ーム(3)は、ベンディングミラー(2(で直角に曲げ
られ集光レンズ(4)に伝送される。(5)はベンディ
ングミラー(2)の保持部で、(6)は集光レンズ(4
)を内蔵している加工ヘッドである。(7)はベンディ
ングミラー保持部(5)と加工ヘッド(6)とを一体と
して、矢印A−Aで示す加工方向に走行させる加工移動
機構である。(8)は加工ヘッド位置制御機構で、加工
ヘッド(5)を01)で示す被加工物の表面に矢印B−
Bで示す垂直方向に移動させ、レーザビーム(3)が集
光レンズ(4)を通過した後生じる集光廃■)を被加工
物0υの表面に位置させる。(9)は集光レンズ・(4
)から集光点りと一致する距離に設定された接触子、帥
は接触子(9)を介して被加工物a1の表面が集光点C
の位置にあるかどうかを検出する被加工物の表面位置検
出器であり、この検出器による検出信号は加工ヘッド制
御機構(8ンに送られる。
図である。(1)はレーザ発振器、(2)はベンディン
グミラーで、(3)はレーザビーム、(4Jは集光レン
ズである。レーザ発振器(1)から発射されたレーザビ
ーム(3)は、ベンディングミラー(2(で直角に曲げ
られ集光レンズ(4)に伝送される。(5)はベンディ
ングミラー(2)の保持部で、(6)は集光レンズ(4
)を内蔵している加工ヘッドである。(7)はベンディ
ングミラー保持部(5)と加工ヘッド(6)とを一体と
して、矢印A−Aで示す加工方向に走行させる加工移動
機構である。(8)は加工ヘッド位置制御機構で、加工
ヘッド(5)を01)で示す被加工物の表面に矢印B−
Bで示す垂直方向に移動させ、レーザビーム(3)が集
光レンズ(4)を通過した後生じる集光廃■)を被加工
物0υの表面に位置させる。(9)は集光レンズ・(4
)から集光点りと一致する距離に設定された接触子、帥
は接触子(9)を介して被加工物a1の表面が集光点C
の位置にあるかどうかを検出する被加工物の表面位置検
出器であり、この検出器による検出信号は加工ヘッド制
御機構(8ンに送られる。
上記のように構成した従来のレーザ加工装置製用いて、
被耶工物aυの切断加工を行うには第7図に示すように
被加工物Ql)の上方から加工ヘッド(6)を降下させ
、接触子(9)が被加工物α力の表面に接した時点で加
工ヘッド(61の降下を止める、なお接触子(9)は、
前もって集光レンズ(4)からの距離を集光レンズ(4
)と集光点り間距離(以後集光点距離Xと呼ぶ)に合せ
である。このため被加工物Qηに接触子(9)が接触し
た時点で、接触子(9)を介して被加工物01の表面が
集光点距離Xと一致したことを表面位置検出器α1が検
知する。逆に、表面位置検出器aqは、接触子(9)を
介して被加工物(ulの表面位置が常に集光レンズ(4
)と集光点距離Xにあるように加工ヘッド制御機−(8
)に信号を送り、加工ヘッド(6)の位置を制御する。
被耶工物aυの切断加工を行うには第7図に示すように
被加工物Ql)の上方から加工ヘッド(6)を降下させ
、接触子(9)が被加工物α力の表面に接した時点で加
工ヘッド(61の降下を止める、なお接触子(9)は、
前もって集光レンズ(4)からの距離を集光レンズ(4
)と集光点り間距離(以後集光点距離Xと呼ぶ)に合せ
である。このため被加工物Qηに接触子(9)が接触し
た時点で、接触子(9)を介して被加工物01の表面が
集光点距離Xと一致したことを表面位置検出器α1が検
知する。逆に、表面位置検出器aqは、接触子(9)を
介して被加工物(ulの表面位置が常に集光レンズ(4
)と集光点距離Xにあるように加工ヘッド制御機−(8
)に信号を送り、加工ヘッド(6)の位置を制御する。
このようにして、集光点D゛と被加工物Ql)の表面位
置を自動的に一致させること−ができる。次に、レーザ
発振器(1)からレーザビーム(3)を発射させ、加工
移動機構(7)により加工ヘツ゛ド(6)を矢印A−A
の方向に移動させると切断線Eが得られる。
置を自動的に一致させること−ができる。次に、レーザ
発振器(1)からレーザビーム(3)を発射させ、加工
移動機構(7)により加工ヘツ゛ド(6)を矢印A−A
の方向に移動させると切断線Eが得られる。
上記のように構成した従来のレーザ加工装置によれば、
以下に示すような欠点があった。すなわち、接触子(9
)が被加工物(l])の表面をすべるために被加工物a
1の表面に接触痕がつき、光沢を必要とする製品では製
品価値を下げてしまう。また、接触子(9)の先端はレ
ーザビーム(3)をさける構造になっているので、被加
工物(ロ)の表面に凹凸がある場合は、接触子(9)が
例えば矢印A−A方向又は矢印C−C方向に移動する場
合、それぞれa又はbだけ変位するため、集光点りと被
加工物Q1)の表面の加工点位置とを一致させることが
できない−さらに、レーザ発振器(1)から集光レンズ
(4)までの距離が加工ヘッド(6)の移動により変わ
り、この距離の変化により集光点距離Xも変わる。しか
しながら、従来のレーザ加工装置では、これを補正する
機能を持たないので、加工ヘッド(6)の移動方向で集
光点りと被加工物0ηの加工点位置が一致しなくなる。
以下に示すような欠点があった。すなわち、接触子(9
)が被加工物(l])の表面をすべるために被加工物a
1の表面に接触痕がつき、光沢を必要とする製品では製
品価値を下げてしまう。また、接触子(9)の先端はレ
ーザビーム(3)をさける構造になっているので、被加
工物(ロ)の表面に凹凸がある場合は、接触子(9)が
例えば矢印A−A方向又は矢印C−C方向に移動する場
合、それぞれa又はbだけ変位するため、集光点りと被
加工物Q1)の表面の加工点位置とを一致させることが
できない−さらに、レーザ発振器(1)から集光レンズ
(4)までの距離が加工ヘッド(6)の移動により変わ
り、この距離の変化により集光点距離Xも変わる。しか
しながら、従来のレーザ加工装置では、これを補正する
機能を持たないので、加工ヘッド(6)の移動方向で集
光点りと被加工物0ηの加工点位置が一致しなくなる。
このため加工高貴の低下を来たす等の種々の欠点があっ
た。
た。
本発明は上記のような従来の欠点を解除するためになさ
れたもので、自動的にレーザビームの集光点位置を加工
点位置に合せ品質のよい加工をおこなうことのできるレ
ーザ加工装置を得るため、レーザ発ti!器から発射さ
れるレーザビームを集光する集光レンズ、前記レーザビ
ームを分岐するレーザビーム分岐板、分岐した一方のレ
ーザビームの集光点の位置を検出する集光点位置検出機
構、該集光点位置検出機構の信号により動作する加工点
位置指示機構、被加工物の加工点から発する光を集光し
該加工点位置を検出する加工点位置検出機構、該加工点
位置検出機構からの信号を受けて前記集光レンズ、集光
点位置検出機構、レーザビーム分岐板、加工点位置指示
機構、加工点位置検出機構を装着した加工ヘッドの位置
を制御する加工ヘッド位置制御機構からなるレーザ加工
装置な提供するものである。
れたもので、自動的にレーザビームの集光点位置を加工
点位置に合せ品質のよい加工をおこなうことのできるレ
ーザ加工装置を得るため、レーザ発ti!器から発射さ
れるレーザビームを集光する集光レンズ、前記レーザビ
ームを分岐するレーザビーム分岐板、分岐した一方のレ
ーザビームの集光点の位置を検出する集光点位置検出機
構、該集光点位置検出機構の信号により動作する加工点
位置指示機構、被加工物の加工点から発する光を集光し
該加工点位置を検出する加工点位置検出機構、該加工点
位置検出機構からの信号を受けて前記集光レンズ、集光
点位置検出機構、レーザビーム分岐板、加工点位置指示
機構、加工点位置検出機構を装着した加工ヘッドの位置
を制御する加工ヘッド位置制御機構からなるレーザ加工
装置な提供するものである。
第1図1は本発明の実施例を示す一部を断面で示した斜
視図、第2図は第1圀の要部断面図である。
視図、第2図は第1圀の要部断面図である。
なお第6図と同じ機能の部分には、同じ符号を付し説明
を省略する。α1はレーザビーム(3)を分岐するレー
ザビーム分岐板、←ゆは分岐したレーザビーム(3a)
から集光点Fを検出する集光点位置検出機構、+11は
集光点位置検出機構C1→の信号を受けて加工点l11
4の位置を指示する加工点位置指示機構である。また(
イ)は被加工物01)の表面の加工点Mの位置を検出す
る加工点位置検出機構、a■ま集光レンズ(4)を装着
する加工ヘッドである。またa■マナイフエッジ、←Q
は光検出器、Qf)はナイフェツジ位置制御機構、α枠
はナイフェツジα9の位置を検出するナイフェツジ位置
検出機構であり、これらにより集光点検出機構14が構
成されている。光検出器へりは第5図、第4図、第5図
に示すように、光量を感知するセンサ■、0i1からな
っていて、集光点にとナイフェツジへうの位置関係を判
別する。
を省略する。α1はレーザビーム(3)を分岐するレー
ザビーム分岐板、←ゆは分岐したレーザビーム(3a)
から集光点Fを検出する集光点位置検出機構、+11は
集光点位置検出機構C1→の信号を受けて加工点l11
4の位置を指示する加工点位置指示機構である。また(
イ)は被加工物01)の表面の加工点Mの位置を検出す
る加工点位置検出機構、a■ま集光レンズ(4)を装着
する加工ヘッドである。またa■マナイフエッジ、←Q
は光検出器、Qf)はナイフェツジ位置制御機構、α枠
はナイフェツジα9の位置を検出するナイフェツジ位置
検出機構であり、これらにより集光点検出機構14が構
成されている。光検出器へりは第5図、第4図、第5図
に示すように、光量を感知するセンサ■、0i1からな
っていて、集光点にとナイフェツジへうの位置関係を判
別する。
翰は指示ナイフェツジ、Qηは指示ナイフェツジ位置制
御機構で、これらからα窃で示す加工点位置指示機構が
構成されている。に)は加工点位置検出機構で、翰で示
す集光レンズと(ハ)で示す光検出器から構成されてい
る。加工点指示機構(11は、レーザビーム(3)の集
光点Fから発する光源を仮定して集光レンズ(2)によ
って集光される集光点しに、常に指示ナイフェツジ翰を
維持する機構である。
御機構で、これらからα窃で示す加工点位置指示機構が
構成されている。に)は加工点位置検出機構で、翰で示
す集光レンズと(ハ)で示す光検出器から構成されてい
る。加工点指示機構(11は、レーザビーム(3)の集
光点Fから発する光源を仮定して集光レンズ(2)によ
って集光される集光点しに、常に指示ナイフェツジ翰を
維持する機構である。
上記のように構成した本発明の詳細な説明すれば次の通
りである。まずレーザビーム(3)が加工ヘッド(2)
から第2図に示す定距離にの点Fに集光し、また分岐レ
ーザビーム(3a)かに点に集光するように前もって設
定しておく。図に示すようにに点はF点の分岐板υ表面
を対#面とする対称点の位置にある。いまに点にナイフ
ェツジQ→を合せ、K点をナイフェツジa!9の原点と
すると、第4図に示すように光検出器αゆは受光状態と
なる(Oは受光部を示す)。いま加工ヘッドQ2が第1
図で示す矢印A−A方向に移動して集光点用@Xが短か
くなると、集光点には第5図で示すようになる。そこで
光検出器aQよりナイフェツジ位置制御機構α乃に、ナ
イフェツジαOを第2図及び第5図で示す矢印H方向へ
移動するよう信号を送る。上記とは逆に集光点距離Xが
長くなれば集光点には第3図で示すようになるので、先
の場合とは反対に第2図または第3図で示す矢印G方向
へ移動させ、常に第4図に示すように分岐レーザビーム
(3a)の集光点にとナイフェツジαりの位置が一致す
るように制御するうナイフェツジ位置検出機構00はナ
イフェツジaうのに点からの変位量を検出し7、この変
位量に比例した値だけ加工点位置指示機* ellの指
示ナイフェツジ(イ)を移動させる信号を送る。
りである。まずレーザビーム(3)が加工ヘッド(2)
から第2図に示す定距離にの点Fに集光し、また分岐レ
ーザビーム(3a)かに点に集光するように前もって設
定しておく。図に示すようにに点はF点の分岐板υ表面
を対#面とする対称点の位置にある。いまに点にナイフ
ェツジQ→を合せ、K点をナイフェツジa!9の原点と
すると、第4図に示すように光検出器αゆは受光状態と
なる(Oは受光部を示す)。いま加工ヘッドQ2が第1
図で示す矢印A−A方向に移動して集光点用@Xが短か
くなると、集光点には第5図で示すようになる。そこで
光検出器aQよりナイフェツジ位置制御機構α乃に、ナ
イフェツジαOを第2図及び第5図で示す矢印H方向へ
移動するよう信号を送る。上記とは逆に集光点距離Xが
長くなれば集光点には第3図で示すようになるので、先
の場合とは反対に第2図または第3図で示す矢印G方向
へ移動させ、常に第4図に示すように分岐レーザビーム
(3a)の集光点にとナイフェツジαりの位置が一致す
るように制御するうナイフェツジ位置検出機構00はナ
イフェツジaうのに点からの変位量を検出し7、この変
位量に比例した値だけ加工点位置指示機* ellの指
示ナイフェツジ(イ)を移動させる信号を送る。
ところで第2図で示すF点に光源を置くと、この光源は
分岐板03で反射して集光レンズいで集光スイ1゜この
集光点りを指示ナイフェツジいの原点とする。この原点
に対し指示ナイフェツジ位置検出機構θ神から送られる
信号に従ってナイフェツジ翰を移動させる。その変位f
)rま、ナイフェツジ代9のに点からの変位量に比例し
:レーザビーム、(3)の変化後の集光点Fを光源とし
て、集光レンズのにより集光した集光点りと移動後の指
示ナイフェツジ(イ)位置が一致する。被加工物αルの
レーザビーム(3)を集光して照射された加工点Mは加
熱され、このため光を発する光源となる。加工点Mの位
置が指示されたあと、加工点Mから発する光が集光レン
ズに)で集光される。光検出器(ハ)内のセンサー、0
■に加工点Mから発する光が図で示すように受光される
場合は、レーザビーム(3)の集光点により加工点Mが
加工ヘッド(6)に近くなっていることを示している。
分岐板03で反射して集光レンズいで集光スイ1゜この
集光点りを指示ナイフェツジいの原点とする。この原点
に対し指示ナイフェツジ位置検出機構θ神から送られる
信号に従ってナイフェツジ翰を移動させる。その変位f
)rま、ナイフェツジ代9のに点からの変位量に比例し
:レーザビーム、(3)の変化後の集光点Fを光源とし
て、集光レンズのにより集光した集光点りと移動後の指
示ナイフェツジ(イ)位置が一致する。被加工物αルの
レーザビーム(3)を集光して照射された加工点Mは加
熱され、このため光を発する光源となる。加工点Mの位
置が指示されたあと、加工点Mから発する光が集光レン
ズに)で集光される。光検出器(ハ)内のセンサー、0
■に加工点Mから発する光が図で示すように受光される
場合は、レーザビーム(3)の集光点により加工点Mが
加工ヘッド(6)に近くなっていることを示している。
このため、光検出器(ハ)から被加工物αυに対する遠
近位置を制御している加工ヘッド位置制御機構(ハ)忙
対し、加工ヘッド(2)を遠ざける信号を出す。上記の
場合とは逆に加工点Mから発する光を第5図で示すよ5
1C受光する場合は、加工ヘッド(2)を近づける信号
を出し、第4図で示すような状態、すなわちレーザビー
ム(3)の集光点Fと加工点Mが一致した状態になるよ
うに加工ヘッド(2)の位置を加工ヘッド位置制御機構
(ハ)によって制御する。
近位置を制御している加工ヘッド位置制御機構(ハ)忙
対し、加工ヘッド(2)を遠ざける信号を出す。上記の
場合とは逆に加工点Mから発する光を第5図で示すよ5
1C受光する場合は、加工ヘッド(2)を近づける信号
を出し、第4図で示すような状態、すなわちレーザビー
ム(3)の集光点Fと加工点Mが一致した状態になるよ
うに加工ヘッド(2)の位置を加工ヘッド位置制御機構
(ハ)によって制御する。
上記で示した一連の制御はレーザビームの集光点位置を
検出し、その集光点を加工点位置として指示し、その指
示点に加工点を合せるという動作により集光点と加工点
を一致させるのである。なおレーザ加工は従来装置と同
様であろう〔発明の効果〕 以上の説明から明らかなように本発明によれば、加工点
位置検出が非接触でおこなわれるため、加工品忙接触痕
がつかなくなり製品価値を高めることができる。また、
加工位置検出点とレーザビームが当たる加工点とが一致
しているので、被加工物の表面の凹凸によりレーザビー
ムの集光点と加工点がづれるという欠点を除去すること
ができる。
検出し、その集光点を加工点位置として指示し、その指
示点に加工点を合せるという動作により集光点と加工点
を一致させるのである。なおレーザ加工は従来装置と同
様であろう〔発明の効果〕 以上の説明から明らかなように本発明によれば、加工点
位置検出が非接触でおこなわれるため、加工品忙接触痕
がつかなくなり製品価値を高めることができる。また、
加工位置検出点とレーザビームが当たる加工点とが一致
しているので、被加工物の表面の凹凸によりレーザビー
ムの集光点と加工点がづれるという欠点を除去すること
ができる。
さらに、レーザビームの集光点距離が変っても、集光点
を自動的に被加工物の加工点に合せるように制御してい
るので、加工ヘッドの加工方向への移動時、レーザビー
ムの集光点と被加工物の加工点位置が一致しなくなると
いう欠点も除去することができる。
を自動的に被加工物の加工点に合せるように制御してい
るので、加工ヘッドの加工方向への移動時、レーザビー
ムの集光点と被加工物の加工点位置が一致しなくなると
いう欠点も除去することができる。
第1関は一部に断面を含む本発明実施例の斜視図、第2
図は第1図の要部断面図、第3図(a) (b)、第4
図(a) (b)及び第5図(a)Φ)はそれぞれ本発
明実施例の作用説明図、第6図は従来のし・−ザ加工装
置の一例を示す一部を断面で示した斜視図、第7図は第
6図の要部斜視図である。 (1)・・・レーザビーム発振器、(4)・・・集光レ
ンズ、υ・・・レーザビーム分岐点、a4・・・集光点
位置検出機構、(2)・・・加工点位置指示機構、(2
)・・・加工点位置検出機構、(2)・・・加工ヘッド
位置制御機構代理人 弁理士 木 村 三 朗 第1図 1 第2図 ゛第3図 第4図 第5図 1゛ 第6図 第7図
図は第1図の要部断面図、第3図(a) (b)、第4
図(a) (b)及び第5図(a)Φ)はそれぞれ本発
明実施例の作用説明図、第6図は従来のし・−ザ加工装
置の一例を示す一部を断面で示した斜視図、第7図は第
6図の要部斜視図である。 (1)・・・レーザビーム発振器、(4)・・・集光レ
ンズ、υ・・・レーザビーム分岐点、a4・・・集光点
位置検出機構、(2)・・・加工点位置指示機構、(2
)・・・加工点位置検出機構、(2)・・・加工ヘッド
位置制御機構代理人 弁理士 木 村 三 朗 第1図 1 第2図 ゛第3図 第4図 第5図 1゛ 第6図 第7図
Claims (1)
- レーザ発振器から発射されるレーザビームを集光する集
光レンズ、前記レーザビームを分岐するレーザビーム分
岐板、分岐した一方のレーザビームの集光点の位置を検
出する集光点位置検出機構、該集光点位置検出機構の信
号により動作する加工点位置指示機構、被加工物の加工
点から発する光を集光し該加工点位置を検出する加工点
位置検出機構、該加工点位置検出機構からの信号を受け
て前記集光レンズ、集光点位置検出機構、レーザビーム
分岐板、加工点位置指示機構及び加工点位置検出機構を
装着した加工ヘッドの位置を制御する加工ヘッド位置制
御機構からなるレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59081798A JPS60227989A (ja) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | レ−ザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59081798A JPS60227989A (ja) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | レ−ザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60227989A true JPS60227989A (ja) | 1985-11-13 |
Family
ID=13756503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59081798A Pending JPS60227989A (ja) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | レ−ザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60227989A (ja) |
-
1984
- 1984-04-25 JP JP59081798A patent/JPS60227989A/ja active Pending
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