JPS60227995A - レ−ザ加工装置 - Google Patents
レ−ザ加工装置Info
- Publication number
- JPS60227995A JPS60227995A JP59085531A JP8553184A JPS60227995A JP S60227995 A JPS60227995 A JP S60227995A JP 59085531 A JP59085531 A JP 59085531A JP 8553184 A JP8553184 A JP 8553184A JP S60227995 A JPS60227995 A JP S60227995A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- point
- laser beam
- condensing
- processing
- lens
- 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
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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を断
面で示した側面図である。（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、（
４）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６る。
面で示した側面図である。（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、（
４）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６る。
（７）はベンディングばラー保持部（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
行きせる加工移動機構でらる。（８）は力ｎエヘッド位
置制御機構で、加工ヘッド（５）を０埠で示す被加工物
の表面に矢印Ｂ−８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
光点りを被加工物αめの表面に位置ハせる。（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、０Ｑは接触子（９）を介して被加工物α力の
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）に送られる。
（６）とを一体として、矢印Ａ−Ａで示す加工方向に走
行きせる加工移動機構でらる。（８）は力ｎエヘッド位
置制御機構で、加工ヘッド（５）を０埠で示す被加工物
の表面に矢印Ｂ−８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
光点りを被加工物αめの表面に位置ハせる。（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、０Ｑは接触子（９）を介して被加工物α力の
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）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を用いて、
被加工物（ｌ埠の切断加工を行うには、第７図に示すよ
うに被加工物ｑ１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ａ１の表面に接した時点で
加工ヘッド（６）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ＣＩカに接触子（９）が接
触した時点で、接触子（９）を介して被加工物（ロ）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ｅ
ｌ＋）が検知する。逆に、表面位置検出器叫は、接触子
（９）を介して被加工物（１カの表面位置が常に集光レ
ンズ（４）と集光点距離ＸＫＳるように加工ヘッド制御
機構（８）に信号を送シ、加工ヘッド（６）の位置を制
御する。このようにして、集光点りと被加工物α力の表
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）によシ加エヘッド（６）を矢印Ａ−Ａ
の方向に移動嘔せると切断線Ｅが得られる。
被加工物（ｌ埠の切断加工を行うには、第７図に示すよ
うに被加工物ｑ１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ａ１の表面に接した時点で
加工ヘッド（６）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ＣＩカに接触子（９）が接
触した時点で、接触子（９）を介して被加工物（ロ）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ｅ
ｌ＋）が検知する。逆に、表面位置検出器叫は、接触子
（９）を介して被加工物（１カの表面位置が常に集光レ
ンズ（４）と集光点距離ＸＫＳるように加工ヘッド制御
機構（８）に信号を送シ、加工ヘッド（６）の位置を制
御する。このようにして、集光点りと被加工物α力の表
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）によシ加エヘッド（６）を矢印Ａ−Ａ
の方向に移動嘔せると切断線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αやの表面をすべるために被加工物α力の
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Ｑｌ）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ｃＬ力の表面の加工点位置とを一致させることがで
きない。ざらにレーザ発振器（１）から集光レンズ（４
）までの距離が加工ヘッド（６）の移動によシ変わ）、
この距離の変化によシ、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ａカの加工点位置が一致しなくなる。こ
のため加工品質の低下を来たす等の種々の欠点があった
。
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αやの表面をすべるために被加工物α力の
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Ｑｌ）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ｃＬ力の表面の加工点位置とを一致させることがで
きない。ざらにレーザ発振器（１）から集光レンズ（４
）までの距離が加工ヘッド（６）の移動によシ変わ）、
この距離の変化によシ、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ａカの加工点位置が一致しなくなる。こ
のため加工品質の低下を来たす等の種々の欠点があった
。
本発明は、上記のような従来の欠点を解決するためにな
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
、前記集光点位置検出機構からの信号を受けて前記集光
レンズの位置を制御する集光レンズ位置制御機構、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剰奔＝ツ４位置制御機構、
集光点位置検出機構、レーザビーム分岐板、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を提供するも
のである。
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
、前記集光点位置検出機構からの信号を受けて前記集光
レンズの位置を制御する集光レンズ位置制御機構、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剰奔＝ツ４位置制御機構、
集光点位置検出機構、レーザビーム分岐板、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を提供するも
のである。
第１図は本発明の実施例を示す一部を断面で示した側面
図、第２図は第１図の要部断面図でおる。
図、第２図は第１図の要部断面図でおる。
なお第６図と同じ機能の部分には同じ記号を付し説明を
省略する。図に示すようにａｌはレーザビーム（３）を
分岐するレーザビーム分岐板（２）、αゆは被加工物Ｑ
１の加工点位置を検出する加工位置検出機構、ＤＩは分
岐したレーザビーム（３Ｍ）から集光点Ｆの位置を検出
する集光点位置検出機構である。また？！壇は集光点位
置検出機構α樟の信号を受けて集光レンズ（４）の位置
を制御する集光レンズ位置制御機構でらり、（ロ）は集
光レンズ位置制御機構（ハ）を内蔵する加工ヘッドであ
る。加工位置検出機構０は集光レンズａ０、ナイフェツ
ジαす、光検出器αηから構成されている。加工ヘッド
（２）から一定距離ｋＫ６る集光点Ｆの光源から発する
光（イ）は、集光レシズａ！１で集光されナイフェツジ
０→の位置に集光する。
省略する。図に示すようにａｌはレーザビーム（３）を
分岐するレーザビーム分岐板（２）、αゆは被加工物Ｑ
１の加工点位置を検出する加工位置検出機構、ＤＩは分
岐したレーザビーム（３Ｍ）から集光点Ｆの位置を検出
する集光点位置検出機構である。また？！壇は集光点位
置検出機構α樟の信号を受けて集光レンズ（４）の位置
を制御する集光レンズ位置制御機構でらり、（ロ）は集
光レンズ位置制御機構（ハ）を内蔵する加工ヘッドであ
る。加工位置検出機構０は集光レンズａ０、ナイフェツ
ジαす、光検出器αηから構成されている。加工ヘッド
（２）から一定距離ｋＫ６る集光点Ｆの光源から発する
光（イ）は、集光レシズａ！１で集光されナイフェツジ
０→の位置に集光する。
−万、集光点位置検出機構６時は（至）で示すナイフェ
ツジと（４）で示す光検出器からなｐ、ナイフェツジＯ
Ｉはレーザビーム分岐板（２）の表面を対称面として、
集光点Ｆと対称の位置にある。
ツジと（４）で示す光検出器からなｐ、ナイフェツジＯ
Ｉはレーザビーム分岐板（２）の表面を対称面として、
集光点Ｆと対称の位置にある。
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
シである。集光点Ｆの光源から発した光（イ）は、集光
レンズＱっで集光されて第４図に示すようにナイフェツ
ジｏ４の位置に集光する。この場合光源が集光点Ｆより
遠い場合には、第５図に示すように集光点りはナイフェ
ツジ９時の手前に集光し、光源が集光点Ｆより近い場合
には第６図で示すように集光点りはナイフェツジ負→の
後方すなわち光検出器←ηの手前に集光する。ところで
光検出器Ｃ１７）は第６図、第４図、第５図に示すよう
にセンサ■、センサ０１を内蔵しているので、第６図に
示すようにセンサ０励だけに光■が入っている場合には
、加工ヘッド位置制御機構四に加工ヘッド（６）を被加
工物ｃＩｐの表面から遠ざけるような信号を送シ、第４
図で示すようにセンサＣ１、（３ｍの両方に光■が入っ
ている場合は加工ヘッド（２）をそのままにしておく。
シである。集光点Ｆの光源から発した光（イ）は、集光
レンズＱっで集光されて第４図に示すようにナイフェツ
ジｏ４の位置に集光する。この場合光源が集光点Ｆより
遠い場合には、第５図に示すように集光点りはナイフェ
ツジ９時の手前に集光し、光源が集光点Ｆより近い場合
には第６図で示すように集光点りはナイフェツジ負→の
後方すなわち光検出器←ηの手前に集光する。ところで
光検出器Ｃ１７）は第６図、第４図、第５図に示すよう
にセンサ■、センサ０１を内蔵しているので、第６図に
示すようにセンサ０励だけに光■が入っている場合には
、加工ヘッド位置制御機構四に加工ヘッド（６）を被加
工物ｃＩｐの表面から遠ざけるような信号を送シ、第４
図で示すようにセンサＣ１、（３ｍの両方に光■が入っ
ている場合は加工ヘッド（２）をそのままにしておく。
また第５図で示すようにセンサ（ト）にだけ光■が入っ
ている場合は、加工ヘッド（６）を被加工物Ｈの表面に
近づける信号を送り、加工ヘッドａ２の位置を制御する
っ被加工物α復の表面の加工点はレーザビーム（３）を
受けると卯熱δれ光を発する光源となる。
ている場合は、加工ヘッド（６）を被加工物Ｈの表面に
近づける信号を送り、加工ヘッドａ２の位置を制御する
っ被加工物α復の表面の加工点はレーザビーム（３）を
受けると卯熱δれ光を発する光源となる。
上記の加工ヘッド位置制御機構（至）の制御では、被加
工物ｑ０の加工点に対する制御を行なったことになり、
このような制御により加工点は目動的に集光点Ｆと一致
する。
工物ｑ０の加工点に対する制御を行なったことになり、
このような制御により加工点は目動的に集光点Ｆと一致
する。
ところで、レーザビーム分岐板（１１を透過するレーザ
ビーム（３）が集光点Ｆで集光すれば、分岐板０→で分
岐したレーザビーム（３ａ）はナイフェツジα傷位置で
集光する。光検出器（１）は光検出器αηと同一構造に
なっていて、第６図で示すようにレーザビーム（３ａ）
の集光点Ｍがナイフェツジ（イ）と光検出器−の間にあ
る場合は、光検出器（１）から集光レンズ位置制御機構
ｆ２力に第２図で示す矢印Ｇ方向に集光レンズ（４）を
移動させる信号を送る。また、第４図で示すように、レ
ーザビーム（６ａ）の集光点Ｍがナイフェツジ（イ）の
位置にある場合は、集光レンズ（４）はそのままにして
おく。また第５図に示すようにレーザビーム（６ａ）の
集光点がナイフェツジ（２）の手前にある場合は、集光
レンズ（４）を第２図で示す矢印Ｈ方向に移動させる信
号を送る。
ビーム（３）が集光点Ｆで集光すれば、分岐板０→で分
岐したレーザビーム（３ａ）はナイフェツジα傷位置で
集光する。光検出器（１）は光検出器αηと同一構造に
なっていて、第６図で示すようにレーザビーム（３ａ）
の集光点Ｍがナイフェツジ（イ）と光検出器−の間にあ
る場合は、光検出器（１）から集光レンズ位置制御機構
ｆ２力に第２図で示す矢印Ｇ方向に集光レンズ（４）を
移動させる信号を送る。また、第４図で示すように、レ
ーザビーム（６ａ）の集光点Ｍがナイフェツジ（イ）の
位置にある場合は、集光レンズ（４）はそのままにして
おく。また第５図に示すようにレーザビーム（６ａ）の
集光点がナイフェツジ（２）の手前にある場合は、集光
レンズ（４）を第２図で示す矢印Ｈ方向に移動させる信
号を送る。
このようにして、集光レンズ（４）位置を制御し、常に
レーザビーム（３Ｂ）の集光点Ｍとナイフェツジ（ロ）
とが一致するようにする。これによシレーザピーム（３
）の集光点は集光点Ｆに常に自動的に一致することにな
る。すなわち、レーザビーム（３）の集光点Ｆは、被加
工物Ｑ１の表面の加工点と一致することになる。
レーザビーム（３Ｂ）の集光点Ｍとナイフェツジ（ロ）
とが一致するようにする。これによシレーザピーム（３
）の集光点は集光点Ｆに常に自動的に一致することにな
る。すなわち、レーザビーム（３）の集光点Ｆは、被加
工物Ｑ１の表面の加工点と一致することになる。
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、７１０工品に接
触痕がつかなくなシ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シレーザ
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。
位置検出が非接触でおこなわれるため、７１０工品に接
触痕がつかなくなシ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シレーザ
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図は一部に断面を含む本発明実施例の側面図、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（ａ３、（ｂ） ｕそれぞれ
本発明実施例の作用説明図、第６図は従来のレーザ加工
装置の一例を示す一部を断面で示した側面図、第７図は
第６図の要部斜視図でわるう （１）・・・レーザビーム発振器、（４）・・・集光レ
ンズ、α１・・・レーザビーム分岐板、α◆・・・加工
点位置検出機構、０時・・・集光点位置検出機構、（ハ
）・・・集光レンズ位置制御機構、（イ）・・・加工ヘ
ッド位置制御機構。 代理人 弁理士 木 村 三 朗
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（ａ３、（ｂ） ｕそれぞれ
本発明実施例の作用説明図、第６図は従来のレーザ加工
装置の一例を示す一部を断面で示した側面図、第７図は
第６図の要部斜視図でわるう （１）・・・レーザビーム発振器、（４）・・・集光レ
ンズ、α１・・・レーザビーム分岐板、α◆・・・加工
点位置検出機構、０時・・・集光点位置検出機構、（ハ
）・・・集光レンズ位置制御機構、（イ）・・・加工ヘ
ッド位置制御機構。 代理人 弁理士 木 村 三 朗
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、前記集光点位置検出機構か
らの信号を受けて前記集光レンズの位置を制御する集光
レンズ位置制御機構、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
、集光レンズ位置制御機構、集光点位置検出機構、レー
ザビーム分岐板及び加工点位置検出機構を装着した〃ａ
ミニヘッド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 |
|---|---|---|---|
| JP59085531A JPS60227995A (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | レ−ザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59085531A JPS60227995A (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | レ−ザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60227995A true JPS60227995A (ja) | 1985-11-13 |
Family
ID=13861468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59085531A Pending JPS60227995A (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | レ−ザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60227995A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008543572A (ja) * | 2005-06-23 | 2008-12-04 | トルンプフ ヴェルクツォイクマシーネン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト | レーザビームのフォーカス位置の決定方法 |
-
1984
- 1984-04-27 JP JP59085531A patent/JPS60227995A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008543572A (ja) * | 2005-06-23 | 2008-12-04 | トルンプフ ヴェルクツォイクマシーネン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト | レーザビームのフォーカス位置の決定方法 |
| US8304691B2 (en) | 2005-06-23 | 2012-11-06 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Determining a focal position of a laser |
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