JP2758049B2 - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
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- JP2758049B2 JP2758049B2 JP1332558A JP33255889A JP2758049B2 JP 2758049 B2 JP2758049 B2 JP 2758049B2 JP 1332558 A JP1332558 A JP 1332558A JP 33255889 A JP33255889 A JP 33255889A JP 2758049 B2 JP2758049 B2 JP 2758049B2
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- laser processing
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、レーザ加工装置に関する。
（従来の技術） 従来一般に第３図に示すように、レーザ加工装置１は
その後部側に炭酸ガスレーザ発振器３が装着されてい
て、レーザビームLBをレーザ加工装置１へ向けて出力す
るように構成されている。そしてレーザ加工装置１はベ
ース５、ベース５に垂直に立設したポスト７、およびポ
スト７を介してベース５の上方に片持ち式に設けられた
ビーム部材９などから構成されている。
その後部側に炭酸ガスレーザ発振器３が装着されてい
て、レーザビームLBをレーザ加工装置１へ向けて出力す
るように構成されている。そしてレーザ加工装置１はベ
ース５、ベース５に垂直に立設したポスト７、およびポ
スト７を介してベース５の上方に片持ち式に設けられた
ビーム部材９などから構成されている。
ベース５の上部にはワークＷを載置するワークテーブ
ル11が設けられており、クランパ13によってクランプさ
れたワークＷをX,Y軸方向に自在に位置決めすることが
できる。またビーム部材９の先端部には加工ヘッド15が
設けられており、この加工ヘッド15はレーザ発振器３か
らのレーザビームLBを、内蔵したミラー組立体17、焦点
レンズ19および加工ノズル21を介してワークＷへ照射す
るようになっている。なお、23はこのレーザ加工装置１
が内蔵するNC装置であり、各部の動作制御を行う。
ル11が設けられており、クランパ13によってクランプさ
れたワークＷをX,Y軸方向に自在に位置決めすることが
できる。またビーム部材９の先端部には加工ヘッド15が
設けられており、この加工ヘッド15はレーザ発振器３か
らのレーザビームLBを、内蔵したミラー組立体17、焦点
レンズ19および加工ノズル21を介してワークＷへ照射す
るようになっている。なお、23はこのレーザ加工装置１
が内蔵するNC装置であり、各部の動作制御を行う。
前記加工ノズル21は第４図に示すように、中空円錐状
となり、その先端外周に形成された溝25には加工ノズル
先端面とワークＷ表面との間の距離Ｌを測定するための
センサ27が設けられている。また、加工ノズル21の側壁
にはアシストガスＧの導入孔29が貫通して設けられてい
る。
となり、その先端外周に形成された溝25には加工ノズル
先端面とワークＷ表面との間の距離Ｌを測定するための
センサ27が設けられている。また、加工ノズル21の側壁
にはアシストガスＧの導入孔29が貫通して設けられてい
る。
そして、前記加工ノズル21に設けられたセンサ27とし
ては、静電容量式、光学式あるいは超音波式などの適宜
の方式のものが用いられていて、このセンサ27が測定す
るワークＷと加工ノズル21との間の距離Ｌをレーザ加工
装置１の内蔵するNC装置23の主制御部から指令される正
規の距離と比較し、その差が０となるように加工ノズル
21の上下位置を補正（これを、Ｚ軸補正と称する）し、
一定した幅でレーザ加工ができるようにしている。
ては、静電容量式、光学式あるいは超音波式などの適宜
の方式のものが用いられていて、このセンサ27が測定す
るワークＷと加工ノズル21との間の距離Ｌをレーザ加工
装置１の内蔵するNC装置23の主制御部から指令される正
規の距離と比較し、その差が０となるように加工ノズル
21の上下位置を補正（これを、Ｚ軸補正と称する）し、
一定した幅でレーザ加工ができるようにしている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながらこのような従来のレーザ加工装置では、
センサが常に正常に動作するとは限らず、時には故障が
発生することもあるが、このセンサの動作状態をチェッ
クする機能を備えたものは見られず、そのためにセンサ
に故障が発生すればアラームを出してNC装置をただちに
停止させるようにしていたが、センサの故障の発生によ
りレーザ加工をただちに停止してしまうことにより加工
中のワークを不良品にしてしまうことになり、材料の無
駄遣いとなってしまう問題点があった。
センサが常に正常に動作するとは限らず、時には故障が
発生することもあるが、このセンサの動作状態をチェッ
クする機能を備えたものは見られず、そのためにセンサ
に故障が発生すればアラームを出してNC装置をただちに
停止させるようにしていたが、センサの故障の発生によ
りレーザ加工をただちに停止してしまうことにより加工
中のワークを不良品にしてしまうことになり、材料の無
駄遣いとなってしまう問題点があった。
この発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされた
もので、レーザ加工中にセンサ異常を発見してもただち
にレーザ加工を中止するのではなくて、単にＺ軸補正を
停止して一連の加工が終了するまでの間はレーザ加工を
続行するようにし、ワークの不良品の発生を少なくする
ことができるようにしたレーザ加工装置を提供すること
を目的とする。
もので、レーザ加工中にセンサ異常を発見してもただち
にレーザ加工を中止するのではなくて、単にＺ軸補正を
停止して一連の加工が終了するまでの間はレーザ加工を
続行するようにし、ワークの不良品の発生を少なくする
ことができるようにしたレーザ加工装置を提供すること
を目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明のレーザ加工装置は、加工ノズルの先端に設
けられたセンサと、このセンサからの信号に基づきワー
クの加工部位と前記加工ノズル先端との距離が正規のも
のとなるように加工ノズル位置を上下に補正するＺ軸補
正手段と、前記センサが正常に動作しているかどうかを
チェックし、センサに異常が発生したことを検出した時
に前記Ｚ軸補正手段の加工ノズルの上下位置補正動作を
禁止すると共に、一連のレーザ加工が終了するまで加工
を継続させ、終了後にセンサ異常警報を出力するセンサ
コントローラとを備えたものである。
けられたセンサと、このセンサからの信号に基づきワー
クの加工部位と前記加工ノズル先端との距離が正規のも
のとなるように加工ノズル位置を上下に補正するＺ軸補
正手段と、前記センサが正常に動作しているかどうかを
チェックし、センサに異常が発生したことを検出した時
に前記Ｚ軸補正手段の加工ノズルの上下位置補正動作を
禁止すると共に、一連のレーザ加工が終了するまで加工
を継続させ、終了後にセンサ異常警報を出力するセンサ
コントローラとを備えたものである。
（作用） この発明のレーザ加工装置では、センサが測定した加
工ノズルからワークまでの実際の距離と正規の距離との
差からＺ軸補正手段により加工ノズルの上下位置補正を
行う。そして、センサコントローラはセンサの動作状態
を常時チェックしていて、センサの異常を検出した時に
はＺ軸補正禁止信号を前記Ｚ軸補正手段に与えてＺ軸補
正を禁止する。しかしながら、この時、レーザ加工はた
だちに停止することなくてそのまま続行し、加工中のワ
ークに対する一連の加工が終了した時にセンサ異常警報
を出力して作業者に知らせるようにし、レーザ加工の途
中停止により不良品が発生するのを防止する。
工ノズルからワークまでの実際の距離と正規の距離との
差からＺ軸補正手段により加工ノズルの上下位置補正を
行う。そして、センサコントローラはセンサの動作状態
を常時チェックしていて、センサの異常を検出した時に
はＺ軸補正禁止信号を前記Ｚ軸補正手段に与えてＺ軸補
正を禁止する。しかしながら、この時、レーザ加工はた
だちに停止することなくてそのまま続行し、加工中のワ
ークに対する一連の加工が終了した時にセンサ異常警報
を出力して作業者に知らせるようにし、レーザ加工の途
中停止により不良品が発生するのを防止する。
（実施例） 以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説する。
第１図はこの発明の一実施例のレーザ加工装置１が内
蔵するNC装置23の回路ブロック図であり、主制御部31
と、ワークＷをクランプする位置を制御するワーク位置
制御部33と、ヘッド高さ制御部35と、パルス信号処理部
37とを備えている。
蔵するNC装置23の回路ブロック図であり、主制御部31
と、ワークＷをクランプする位置を制御するワーク位置
制御部33と、ヘッド高さ制御部35と、パルス信号処理部
37とを備えている。
主制御部31は、CPU,ROM,RAMなどを有しており、ROM内
の制御プログラムに基づいて各制御部材に指令信号を出
力する。また主制御部31は各種のインターフェースと接
続され、各種の制御を行なうものであり、ワーク位置指
令信号Ｓ（X,Y）と、ヘッド高さの指令信号Ｓ（Ｚ）を
出力する。
の制御プログラムに基づいて各制御部材に指令信号を出
力する。また主制御部31は各種のインターフェースと接
続され、各種の制御を行なうものであり、ワーク位置指
令信号Ｓ（X,Y）と、ヘッド高さの指令信号Ｓ（Ｚ）を
出力する。
ワーク位置指令信号Ｓ（X,Y）は、ワークＷを所定形
状に溶断するためにクランパ13の平面上での移動軌跡を
指令するものであり、ヘッド高さ指令信号Ｓ（Ｚ）は、
反りが無いと仮定した板厚ｔのワークＷの上表面から基
準距離Loだけ離れた加工ヘッド15の基準高さZo（＝Lo＋
ｔ）をワークテーブル11に対して指定するものである。
状に溶断するためにクランパ13の平面上での移動軌跡を
指令するものであり、ヘッド高さ指令信号Ｓ（Ｚ）は、
反りが無いと仮定した板厚ｔのワークＷの上表面から基
準距離Loだけ離れた加工ヘッド15の基準高さZo（＝Lo＋
ｔ）をワークテーブル11に対して指定するものである。
ワーク位置制御部33は指令信号Ｓ（X,Y）を入力し、
所定の補間を行なってＸ軸駆動部39、Ｙ軸駆動部41に駆
動指令信号を出力する。これらのＸ軸,Y軸駆動部39,41
はサーボアンプで構成され、駆動指令信号に基づいてＸ
軸,Y軸制御用のサーボモータMx，Myをそれぞれ駆動す
る。サーボモータMx，MyにはエンコーダＥがそれぞれ取
り付けられ、このエンコーダＥはワーク（クランパ）の
移動結果を駆動部39、41にそれぞれ帰還する。これによ
り、ワークＷ（クランパ13）には指令されたX,Y位置に
所定の速度で移動する制御が行なわれる。
所定の補間を行なってＸ軸駆動部39、Ｙ軸駆動部41に駆
動指令信号を出力する。これらのＸ軸,Y軸駆動部39,41
はサーボアンプで構成され、駆動指令信号に基づいてＸ
軸,Y軸制御用のサーボモータMx，Myをそれぞれ駆動す
る。サーボモータMx，MyにはエンコーダＥがそれぞれ取
り付けられ、このエンコーダＥはワーク（クランパ）の
移動結果を駆動部39、41にそれぞれ帰還する。これによ
り、ワークＷ（クランパ13）には指令されたX,Y位置に
所定の速度で移動する制御が行なわれる。
ヘッド高さ制御部35は主制御部31からのヘッド高さ指
令信号Ｓ（Ｚ）を入力し、Ｚ軸駆動部43に駆動指令信号
を出力する。
令信号Ｓ（Ｚ）を入力し、Ｚ軸駆動部43に駆動指令信号
を出力する。
Ｚ軸駆動部43はサーボアンプで構成され、同信号に基
づいてＺ軸制御用サーボモータMzを駆動する。サーボモ
ータMzには、エンコーダＥが取り付けられ、このエンコ
ーダＥは加工ヘッド15の移動結果をＺ軸駆動部33に帰還
する。
づいてＺ軸制御用サーボモータMzを駆動する。サーボモ
ータMzには、エンコーダＥが取り付けられ、このエンコ
ーダＥは加工ヘッド15の移動結果をＺ軸駆動部33に帰還
する。
パルス信号処理部37にはセンサコントローラ45が接続
されている。このセンサコントローラ45は、Ｚ軸制御を
行なうためのパルス信号発生部47と、差電圧検出部49
と、さらにセンサ異常を検出するためのセンサ異常検出
部51とを備えている。
されている。このセンサコントローラ45は、Ｚ軸制御を
行なうためのパルス信号発生部47と、差電圧検出部49
と、さらにセンサ異常を検出するためのセンサ異常検出
部51とを備えている。
差電圧検出部49は、センサ（Ｓ）27のワークＷまでの
距離に比例した電圧信号Ｖを入力すると共に、前記主制
御部31からの高さ指令信号Ｓ（Ｚ）を入力し、この信号
中に含まれている基準高さ位置Loを基準電圧Voに変換
し、この電圧Voと検出電圧Ｖとの差電圧ΔＶ（＝Vo−
Ｖ）を求め、これをパルス信号発生部49に出力する。
距離に比例した電圧信号Ｖを入力すると共に、前記主制
御部31からの高さ指令信号Ｓ（Ｚ）を入力し、この信号
中に含まれている基準高さ位置Loを基準電圧Voに変換
し、この電圧Voと検出電圧Ｖとの差電圧ΔＶ（＝Vo−
Ｖ）を求め、これをパルス信号発生部49に出力する。
パルス信号発生部49は、この差電圧ΔＶに基づいてΔ
Ｖが正、すなわちセンサ27の検出電圧Ｖが基準電圧Voよ
り小さい時には正となり、ΔＶが負、すなわちセンサ27
の検出電圧Ｖが基準電圧Voより大きい時には負となるパ
ルス信号Ｐを発生する。
Ｖが正、すなわちセンサ27の検出電圧Ｖが基準電圧Voよ
り小さい時には正となり、ΔＶが負、すなわちセンサ27
の検出電圧Ｖが基準電圧Voより大きい時には負となるパ
ルス信号Ｐを発生する。
そして、パルス信号処理部37は、このパルス信号発生
部49からパルス信号Ｐを入力し、例えば１パルスを１μ
ｍに換算して加工ヘッド15の高さ位置の補正値ΔＺを求
め、この補正値ΔＺを前記ヘッド高さ制御部43に出力す
る。この出力は所定時間ΔＴ、例えば10msecごとに行な
われ、そのΔＺの間のパルス信号の積分値をΔＺして出
力する。
部49からパルス信号Ｐを入力し、例えば１パルスを１μ
ｍに換算して加工ヘッド15の高さ位置の補正値ΔＺを求
め、この補正値ΔＺを前記ヘッド高さ制御部43に出力す
る。この出力は所定時間ΔＴ、例えば10msecごとに行な
われ、そのΔＺの間のパルス信号の積分値をΔＺして出
力する。
そこでＺ軸駆動部43は、このヘッド高さ制御部35にお
いて主制御部31からの高さ指令信号Ｓ（Ｚ）の指令値Zo
に対してΔＺを補正し、その補正値（Zo±ΔＺ）に対し
てＺ軸モータMzの帰還制御を行ない、加工ヘッド15、そ
してその先端の加工ノズル21の高さ位置がワークＷに対
して常に基準距離Loとなるように補正するのである。
いて主制御部31からの高さ指令信号Ｓ（Ｚ）の指令値Zo
に対してΔＺを補正し、その補正値（Zo±ΔＺ）に対し
てＺ軸モータMzの帰還制御を行ない、加工ヘッド15、そ
してその先端の加工ノズル21の高さ位置がワークＷに対
して常に基準距離Loとなるように補正するのである。
次にセンサ異常検出部51の動作について説明すると、
このセンサ異常検出部51には常に主制御部31からレーザ
加工中信号ａが出力されている。そしてセンサ異常検出
部51は常にセンサ27の信号状態を見守っており、例えば
光学式や超音波式の場合にはワークＷからの反射信号が
まったく入射しなくなった時に、また渦電流式の場合に
はまったく電圧入力がなくなった時に、さらに静電容量
式の場合には第２図に示すように入力信号の周波数があ
らかじめ予測される周波数帯域Ａの範囲を逸脱するよう
な時に異常発生と判定し、異常発生を検出すればただち
に主制御部31にＺ軸補正停止指令信号ｂを出力する。し
かしながら、この異常発生検出時にただちにアラーム信
号ｃを主制御部31に出力することはない。
このセンサ異常検出部51には常に主制御部31からレーザ
加工中信号ａが出力されている。そしてセンサ異常検出
部51は常にセンサ27の信号状態を見守っており、例えば
光学式や超音波式の場合にはワークＷからの反射信号が
まったく入射しなくなった時に、また渦電流式の場合に
はまったく電圧入力がなくなった時に、さらに静電容量
式の場合には第２図に示すように入力信号の周波数があ
らかじめ予測される周波数帯域Ａの範囲を逸脱するよう
な時に異常発生と判定し、異常発生を検出すればただち
に主制御部31にＺ軸補正停止指令信号ｂを出力する。し
かしながら、この異常発生検出時にただちにアラーム信
号ｃを主制御部31に出力することはない。
主制御部31は、センサ異常検出部51からのＺ軸補正停
止指令信号ｂが入力されると、ヘッド高さ制御部35に対
してパルス信号処理部37からの入力を無視させ、Ｚ軸駆
動部43に対してＺ軸補正停止指令を与えてＺ軸の補正動
作を禁止し、それまでの高さ位置で固定してレーザ加工
を続行する。
止指令信号ｂが入力されると、ヘッド高さ制御部35に対
してパルス信号処理部37からの入力を無視させ、Ｚ軸駆
動部43に対してＺ軸補正停止指令を与えてＺ軸の補正動
作を禁止し、それまでの高さ位置で固定してレーザ加工
を続行する。
そして、一連のレーザ加工が終了した時には主制御部
31からセンサ異常検出部51に与えられていた加工中信号
ａが途切れ、この時にセンサ異常検出部51は主制御部31
に対してアラーム信号ｃを出力し、センサ異常のアラー
ムを主制御部31において発生させて作業者に知らせ、以
後のレーザ加工を停止する。
31からセンサ異常検出部51に与えられていた加工中信号
ａが途切れ、この時にセンサ異常検出部51は主制御部31
に対してアラーム信号ｃを出力し、センサ異常のアラー
ムを主制御部31において発生させて作業者に知らせ、以
後のレーザ加工を停止する。
このようにして、センサ27に異常が発生した場合に
は、加工ヘッド15およびその先端の加工ノズル21の高さ
位置制御が正確に行なえなくなるためにそれまでの高さ
位置に固定させておいてレーザ加工を続行し、加工中の
ワークに対する一連のレーザ加工が完了した時点でセン
サ異常発生のアラームを出力してレーザ加工を停止させ
るようにすることにより、レーザ加工途中であったワー
クについてはそのレーザ加工を最後まで行なわせて完全
不良品となることを避けるのである。
は、加工ヘッド15およびその先端の加工ノズル21の高さ
位置制御が正確に行なえなくなるためにそれまでの高さ
位置に固定させておいてレーザ加工を続行し、加工中の
ワークに対する一連のレーザ加工が完了した時点でセン
サ異常発生のアラームを出力してレーザ加工を停止させ
るようにすることにより、レーザ加工途中であったワー
クについてはそのレーザ加工を最後まで行なわせて完全
不良品となることを避けるのである。
なお、この発明においてセンサにおける異常発生の検
出方式は特に限定されるものではなく、高さ位置検出方
式の違いにより種々の形態のものを使用することができ
る。
出方式は特に限定されるものではなく、高さ位置検出方
式の違いにより種々の形態のものを使用することができ
る。
［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、センサに異常が発生
してもただちにレーザ加工を停止させるのではなくて、
加工中のワークに対する一連のレーザ加工を完了するま
ではＺ軸補正を停止させた状態で加工を続行し、加工中
だったワークに対する一連の加工が完了した時点でアラ
ームを発して以後のレーザ加工を停止するようにしてい
るため、従来のようにセンサの異常が発生すればただち
にレーザ加工を停止することにより発生していた加工中
のワークが不良品となってしまうという事態を極力避け
ることができ、完全不良品となることを防止することが
できて材料損失を低く抑えることができる。
してもただちにレーザ加工を停止させるのではなくて、
加工中のワークに対する一連のレーザ加工を完了するま
ではＺ軸補正を停止させた状態で加工を続行し、加工中
だったワークに対する一連の加工が完了した時点でアラ
ームを発して以後のレーザ加工を停止するようにしてい
るため、従来のようにセンサの異常が発生すればただち
にレーザ加工を停止することにより発生していた加工中
のワークが不良品となってしまうという事態を極力避け
ることができ、完全不良品となることを防止することが
できて材料損失を低く抑えることができる。
第１図はこの発明の一実施例の回路ブロック図、第２図
は上記の実施例で用いられるセンサ異常検出部の異常検
出動作を説明するためのセンサ出力の波形図、第３図は
一般的なレーザ加工装置の正面図、第４図は一般的なレ
ーザ加工装置の加工ノズルおよびセンサ部分を示す断面
図である。 １……レーザ加工装置、15……加工ヘッド 21……加工ノズル、23……NC装置 27……センサ、31……主制御部 35……ヘッド高さ制御部 37……パルス信号処理部 43……Ｚ軸駆動部 45……センサコントローラ 47……差電圧検出部、49……パルス信号発生部 51……センサ異常検出部 Ｗ……ワーク、ａ……加工中信号 ｂ……Ｚ軸補正停止指令信号 ｃ……アラーム信号
は上記の実施例で用いられるセンサ異常検出部の異常検
出動作を説明するためのセンサ出力の波形図、第３図は
一般的なレーザ加工装置の正面図、第４図は一般的なレ
ーザ加工装置の加工ノズルおよびセンサ部分を示す断面
図である。 １……レーザ加工装置、15……加工ヘッド 21……加工ノズル、23……NC装置 27……センサ、31……主制御部 35……ヘッド高さ制御部 37……パルス信号処理部 43……Ｚ軸駆動部 45……センサコントローラ 47……差電圧検出部、49……パルス信号発生部 51……センサ異常検出部 Ｗ……ワーク、ａ……加工中信号 ｂ……Ｚ軸補正停止指令信号 ｃ……アラーム信号
Claims (1)
- 【請求項１】加工ノズルの先端に設けられたセンサと、
このセンサからの信号に基づきワークの加工部位と前記
加工ノズル先端との距離が正規のものとなるように加工
ノズル位置を上下補正するＺ軸補正手段と、 前記センサが正常に動作しているかどうかをチェック
し、センサに異常が発生したことを検出した時に前記Ｚ
軸補正手段の加工ノズルの上下位置補正動作を禁止する
と共に、一連のレーザ加工が終了するまで加工を継続さ
せ、終了後にセンサ異常警報を出力するセンサコントロ
ーラとを備えて成るレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1332558A JP2758049B2 (ja) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1332558A JP2758049B2 (ja) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | レーザ加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03193288A JPH03193288A (ja) | 1991-08-23 |
| JP2758049B2 true JP2758049B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=18256266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1332558A Expired - Fee Related JP2758049B2 (ja) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2758049B2 (ja) |
-
1989
- 1989-12-25 JP JP1332558A patent/JP2758049B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03193288A (ja) | 1991-08-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |