JPH0332482A - レーザ加工機 - Google Patents
レーザ加工機Info
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- JPH0332482A JPH0332482A JP1164315A JP16431589A JPH0332482A JP H0332482 A JPH0332482 A JP H0332482A JP 1164315 A JP1164315 A JP 1164315A JP 16431589 A JP16431589 A JP 16431589A JP H0332482 A JPH0332482 A JP H0332482A
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- laser
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
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- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
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Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はレーザ加工機に関し、特にレーザ光の像点位置
を目視確認できるレーザ加工機に関する。
を目視確認できるレーザ加工機に関する。
金属の切断、溶接等を行うレーザ加工機では、一般に高
効率で高出力の炭酸ガスレーザ発振器が使用されている
。この炭酸ガスレーザ発振器から出力されたレーザ光を
折り返し鏡等でワーク近傍に配置されたノズルに導き、
ノズル内の集光レンズで集光してワークの表面に照射す
る。
効率で高出力の炭酸ガスレーザ発振器が使用されている
。この炭酸ガスレーザ発振器から出力されたレーザ光を
折り返し鏡等でワーク近傍に配置されたノズルに導き、
ノズル内の集光レンズで集光してワークの表面に照射す
る。
ここで、ワーク平面上におけるノズルの位置制御を行う
と共に、ピアシングや切断加工時にはワークの反り等に
影響されずに常にワークの表面上に正確に像点が結ばれ
るように、また溶接加工時には像点がワーク表面から僅
かにずれるように、ノズルとワークとのギャップ量を一
定に保つギャップ制御を行っている。
と共に、ピアシングや切断加工時にはワークの反り等に
影響されずに常にワークの表面上に正確に像点が結ばれ
るように、また溶接加工時には像点がワーク表面から僅
かにずれるように、ノズルとワークとのギャップ量を一
定に保つギャップ制御を行っている。
このようなノズルの位置制御及びギャップ制御を行うた
めに、初期調整時にはノズルの形状に合わせて指令位置
と実際のノズル位置とを正確に対応づける調整が行われ
る。但し、輸送途中の衝撃あるいは経年変化により、例
えば集光レンズの取りつけ位置が狂って像点位置がずれ
る場合があるので、据え付は時やメンテナンス時にもこ
れを再調整する必要がある。
めに、初期調整時にはノズルの形状に合わせて指令位置
と実際のノズル位置とを正確に対応づける調整が行われ
る。但し、輸送途中の衝撃あるいは経年変化により、例
えば集光レンズの取りつけ位置が狂って像点位置がずれ
る場合があるので、据え付は時やメンテナンス時にもこ
れを再調整する必要がある。
しかし、炭酸ガスレーザ光は不可視光であるため、何れ
の調整時においても像点位置を目視で調整することはで
きず、専用の測定器を使用して相当の調整時間を要して
いた。
の調整時においても像点位置を目視で調整することはで
きず、専用の測定器を使用して相当の調整時間を要して
いた。
また、同様に不可視光である理由から、加工時にはオペ
レータがレーザ光の照射をｆｉｆｌＫＢすることができ
ず、危険でもある。
レータがレーザ光の照射をｆｉｆｌＫＢすることができ
ず、危険でもある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、レ
ーザ光の像点位置を目視＊認できるレーザ加工機を提供
することを目的とする。
ーザ光の像点位置を目視＊認できるレーザ加工機を提供
することを目的とする。
本発明では上記課題を解決するために、レーザ光をレン
ズで集光してワークの表面に照射し、前記ワークを加工
するレーザ加工機において、前記レンズを通過する以前
の前記レーザ光の光軸上に配置され、前記レーザ光を通
過させる穴と所定の形状の反射面とを設けた凹面鏡と、
前記凹面鏡の焦点の近傍に配置され、可視光を発生する
点光源とを有し、前記点光源からの可視光を前記凹面鏡
によって反射した後、前記レンズを通過させて前記レー
ザ光と同一の位置に像点を結ぶように構成したことを特
徴とするレーザ加工機が提供される。
ズで集光してワークの表面に照射し、前記ワークを加工
するレーザ加工機において、前記レンズを通過する以前
の前記レーザ光の光軸上に配置され、前記レーザ光を通
過させる穴と所定の形状の反射面とを設けた凹面鏡と、
前記凹面鏡の焦点の近傍に配置され、可視光を発生する
点光源とを有し、前記点光源からの可視光を前記凹面鏡
によって反射した後、前記レンズを通過させて前記レー
ザ光と同一の位置に像点を結ぶように構成したことを特
徴とするレーザ加工機が提供される。
点光源からの可視光は凹面鏡によってレーザ光と同一の
光軸の光束になり、さらに集光レンズを通ってレーザ光
と同一の位置に像点を結ぶ。この像点は目視できるので
、実際にレーザ光を照射せずにレーザ光の像点位置が容
易に確認できる。
光軸の光束になり、さらに集光レンズを通ってレーザ光
と同一の位置に像点を結ぶ。この像点は目視できるので
、実際にレーザ光を照射せずにレーザ光の像点位置が容
易に確認できる。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第２図は本発明の第１の実施例のレーザ加工機の全体の
構成図である。図において、レーザ発振器１には例えば
レーザ出力２〜３ＫＷの炭酸ガスレーザ発振器が使用さ
れる。レーザ発振器ｌから出力されたレーザ光２は折り
返し鏡３で方向を変え、ノズル４内の集光レンズで集光
されてワーク６に向けて照射され、点Ｐａに像点を結ぶ
。また、ノズル４内に設けられた光源から可視光５が照
射されて、同じく点Ｐａに像点を結ぶ。
構成図である。図において、レーザ発振器１には例えば
レーザ出力２〜３ＫＷの炭酸ガスレーザ発振器が使用さ
れる。レーザ発振器ｌから出力されたレーザ光２は折り
返し鏡３で方向を変え、ノズル４内の集光レンズで集光
されてワーク６に向けて照射され、点Ｐａに像点を結ぶ
。また、ノズル４内に設けられた光源から可視光５が照
射されて、同じく点Ｐａに像点を結ぶ。
ワーク６は移動加工テーブル７上に固定されている。移
動加工テーブル７は数値制御装置１０により加工台８上
のＸ軸方向及び紙面に垂直なＹ軸方向の指令された位置
に移動される。ＣＣＤ （電荷結合素子）カメラ９はワ
ーク６の表面上の可視光５のスポットの位置を検出して
数値制御装置１０に入力している。
動加工テーブル７は数値制御装置１０により加工台８上
のＸ軸方向及び紙面に垂直なＹ軸方向の指令された位置
に移動される。ＣＣＤ （電荷結合素子）カメラ９はワ
ーク６の表面上の可視光５のスポットの位置を検出して
数値制御装置１０に入力している。
数値制御装置ｌＯはＣＣＤカメラ９からの検出信号、移
動加工テーブル７とノズル４に取りつけられている図示
されていないそれぞれのパルスコ−ダからの検出信号、
及び加工指令に基づいて、ワーク６の位置制御、ノズル
４のギャップ制御、レーザ光２の照射及び可視光５の照
射の制御を行っている。
動加工テーブル７とノズル４に取りつけられている図示
されていないそれぞれのパルスコ−ダからの検出信号、
及び加工指令に基づいて、ワーク６の位置制御、ノズル
４のギャップ制御、レーザ光２の照射及び可視光５の照
射の制御を行っている。
第１図はノズル４の詳細断面図である。図において、凹
面鏡１１には穴１１ａと点Ｐｂを焦点とする放物面形状
の反射面１１ｂが設けられており、支持物１２ａ〜１２
ｃでノズル４の内側に固定されている。レーザ光２は穴
１１ａを通過してジンクセレン（ＺｎＳｅ）製の集光レ
ンズ１３で集光され、点Ｐａ（集光レンズ１３の焦点）
に像点を結ぶ。
面鏡１１には穴１１ａと点Ｐｂを焦点とする放物面形状
の反射面１１ｂが設けられており、支持物１２ａ〜１２
ｃでノズル４の内側に固定されている。レーザ光２は穴
１１ａを通過してジンクセレン（ＺｎＳｅ）製の集光レ
ンズ１３で集光され、点Ｐａ（集光レンズ１３の焦点）
に像点を結ぶ。
一方、レーザ光２の照射とは別に、半導体レーザ１４か
ら可視光５が出力される。可視光５は凹レンズ１５で点
Ｐｃを像点とする発散光となる。
ら可視光５が出力される。可視光５は凹レンズ１５で点
Ｐｃを像点とする発散光となる。
そして、反射面１１ｂで反射されてレーザ光２の光軸２
ａと同一の光軸の光束となって集光レンズ１３に入射す
る。なお、像点Ｐｃは焦点ｐｂに対して、集光レンズ１
３におけるレーザ光２と可視光５との色収差が補正され
るように微小距離だけずれており、集光レンズ１３を通
過することによってレーザ光２の像点位置と同じ点Ｐａ
に像点を結ぶ。
ａと同一の光軸の光束となって集光レンズ１３に入射す
る。なお、像点Ｐｃは焦点ｐｂに対して、集光レンズ１
３におけるレーザ光２と可視光５との色収差が補正され
るように微小距離だけずれており、集光レンズ１３を通
過することによってレーザ光２の像点位置と同じ点Ｐａ
に像点を結ぶ。
ここで、例えばレーザ光２の像点位置を調整する時には
数値制御装置に所定の指令を行って、レーザ光２を照射
せずに可視光５のみを照射する。
数値制御装置に所定の指令を行って、レーザ光２を照射
せずに可視光５のみを照射する。
そして、ワーク表面に生じたスポットの直径及び位置を
目視で確認しながらノズル４あるいは集光レンズ１３の
位置を調整する。
目視で確認しながらノズル４あるいは集光レンズ１３の
位置を調整する。
また、加工時にはレーザ光２の照射直前に可視光５を照
射し、レーザ光２の照射位置を予めオペレータが確認で
きるようにしている。
射し、レーザ光２の照射位置を予めオペレータが確認で
きるようにしている。
さらに、先に述べたように、このスポットをＣＣＤ（電
荷結合素子）カメラで検出して数値制御装置に入力し、
移動加工テーブルに設けられたバルスコーダのフィード
バック経路とは別の経路でフィードバックを行って正確
な加工制御を実現している。
荷結合素子）カメラで検出して数値制御装置に入力し、
移動加工テーブルに設けられたバルスコーダのフィード
バック経路とは別の経路でフィードバックを行って正確
な加工制御を実現している。
次に本発明の第２の実施例について述べる。なお、本実
施例の全体の構成は第１の実施例と同様であり、説明を
省略する。
施例の全体の構成は第１の実施例と同様であり、説明を
省略する。
第３図は本発明の第２の実施例のレーザ加工機のノズル
部分の詳細断面図である。図において、第１図と同じ番
号を付した要素は同じ機能を有する。
部分の詳細断面図である。図において、第１図と同じ番
号を付した要素は同じ機能を有する。
ノズル２０内の発光ダイオード２１から可視光２２が出
力される。可視光２２はスリット２３を通過することに
よって点Ｐｄを像点とする発散光となる。そして、反射
面１１ｂで反射されてレーザ光２の光軸２ａと同一の光
軸の光束となって集光レンズ１３に入射する。ここで、
像点Ｐｄは焦点ｐｂに対して、集光レンズ１３における
レーザ光２と可視光２２との色収差が補正されるように
微小距離だけずれており、集光レンズ１３を通過するこ
とによってレーザ光２の像点位置と同じ点Ｐａに像点を
結ぶ。
力される。可視光２２はスリット２３を通過することに
よって点Ｐｄを像点とする発散光となる。そして、反射
面１１ｂで反射されてレーザ光２の光軸２ａと同一の光
軸の光束となって集光レンズ１３に入射する。ここで、
像点Ｐｄは焦点ｐｂに対して、集光レンズ１３における
レーザ光２と可視光２２との色収差が補正されるように
微小距離だけずれており、集光レンズ１３を通過するこ
とによってレーザ光２の像点位置と同じ点Ｐａに像点を
結ぶ。
そして、第１の実施例と同様に、可視光２２の照射によ
って像点位置の調整を行い、またレーザ光２の照射位置
の確認及びワークの位置制御を行う。
って像点位置の調整を行い、またレーザ光２の照射位置
の確認及びワークの位置制御を行う。
なお、本発明において可視光を発生する光源は半導体レ
ーザ及び発光ダイオードに限定されるものではなく、集
光レンズを透過可能な単色光あるいは略単色光を発生す
る光源ならば使用可能である。
ーザ及び発光ダイオードに限定されるものではなく、集
光レンズを透過可能な単色光あるいは略単色光を発生す
る光源ならば使用可能である。
以上説明したよう１ご本発明では、点光源からの可視光
を凹面鏡によってレーザ光と同一の光軸の光束にし、レ
ーザ光用の集光レンズを通してレーザ光と同じ位置に像
点を結ぶように構成したので、目視で容易に像点位置の
調整を行うことができる。
を凹面鏡によってレーザ光と同一の光軸の光束にし、レ
ーザ光用の集光レンズを通してレーザ光と同じ位置に像
点を結ぶように構成したので、目視で容易に像点位置の
調整を行うことができる。
また、実際のレーザ照射の前に可視光を照射するように
したので、オペレータが予めレーザ光の照射位置を確認
することができ、安全である。
したので、オペレータが予めレーザ光の照射位置を確認
することができ、安全である。
さらに、ワーク上のスポットを光学カメラで検出してノ
ズルの位置制御手段にフィードバックするので正確な加
工制御ができる。
ズルの位置制御手段にフィードバックするので正確な加
工制御ができる。
第１図は本発明の第１の実施例のレーザ加工機のノズル
部分の詳細断面図、 第２図は本発明の第１の実施例のレーザ加工機の全体の
構成図、 第３図は本発明の第２の実施例のレーザ加工機のノズル
部分の詳細断面図である。 ４．２０ ５．２２ ０ １ ３ ■４ １ ａ ｂ レーザ発振器 −・ レーザ光 ノズル 可視光 ワーク ＣＣＤカメラ 数値制御装置 凹面鏡 集光レンズ 半導体レーザ 発光ダイオード レーザ光及び可視光の像点 凹面鏡の焦点 Ｐｃ。 ｄ ・可視光の像点
部分の詳細断面図、 第２図は本発明の第１の実施例のレーザ加工機の全体の
構成図、 第３図は本発明の第２の実施例のレーザ加工機のノズル
部分の詳細断面図である。 ４．２０ ５．２２ ０ １ ３ ■４ １ ａ ｂ レーザ発振器 −・ レーザ光 ノズル 可視光 ワーク ＣＣＤカメラ 数値制御装置 凹面鏡 集光レンズ 半導体レーザ 発光ダイオード レーザ光及び可視光の像点 凹面鏡の焦点 Ｐｃ。 ｄ ・可視光の像点
Claims (6)
- （１）レーザ光をレンズで集光してワークの表面に照射
し、前記ワークを加工するレーザ加工機において、 前記レンズを通過する以前の前記レーザ光の光軸上に配
置され、前記レーザ光を通過させる穴と所定の形状の反
射面とを設けた凹面鏡と、 前記凹面鏡の焦点の近傍に配置され、可視光を発生する
点光源とを有し、 前記点光源からの可視光を前記凹面鏡によって反射した
後、前記レンズを通過させて前記レーザ光と同一の位置
に像点を結ぶように構成したことを特徴とするレーザ加
工機。 - （２）前記反射面の形状は放物面であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のレーザ加工機。 - （３）前記可視光の照射により前記ワークの表面上に生
じたスポットの位置を検出して所定の位置信号を出力す
る光学センサと、前記位置信号を前記ワークの位置制御
手段にフィードバックするフィードバック手段とを設け
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレーザ
加工機。 - （４）前記可視光の照射を前記レーザ光の照射とは独立
に制御する制御手段を設けたことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のレーザ加工機。 - （５）前記点光源を半導体レーザで構成したことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のレーザ加工機。 - （６）前記点光源を発光ダイオードで構成したことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のレーザ加工機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1164315A JPH0332482A (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | レーザ加工機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1164315A JPH0332482A (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | レーザ加工機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0332482A true JPH0332482A (ja) | 1991-02-13 |
Family
ID=15790813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1164315A Pending JPH0332482A (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | レーザ加工機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0332482A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH079579U (ja) * | 1993-07-12 | 1995-02-10 | ミヤチテクノス株式会社 | レーザ出射ユニット |
| JP2002001564A (ja) * | 2000-06-23 | 2002-01-08 | Amada Eng Center Co Ltd | レーザー加工装置およびその装置を利用する加工方法 |
| US7655881B2 (en) * | 2001-06-15 | 2010-02-02 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser irradiation stage, laser irradiation optical system, laser irradiation apparatus, laser irradiation method, and method of manufacturing a semiconductor device |
| WO2016116279A1 (de) * | 2015-01-23 | 2016-07-28 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. | Bearbeitungskopf für die materialbearbeitung mit einer mehrere umlenkelemente umfassenden beleuchtungseinheit |
| CN106112271A (zh) * | 2016-08-22 | 2016-11-16 | 首都师范大学 | 一种多功能激光雕刻机***及雕刻方法 |
-
1989
- 1989-06-27 JP JP1164315A patent/JPH0332482A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH079579U (ja) * | 1993-07-12 | 1995-02-10 | ミヤチテクノス株式会社 | レーザ出射ユニット |
| JP2002001564A (ja) * | 2000-06-23 | 2002-01-08 | Amada Eng Center Co Ltd | レーザー加工装置およびその装置を利用する加工方法 |
| US7655881B2 (en) * | 2001-06-15 | 2010-02-02 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser irradiation stage, laser irradiation optical system, laser irradiation apparatus, laser irradiation method, and method of manufacturing a semiconductor device |
| WO2016116279A1 (de) * | 2015-01-23 | 2016-07-28 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. | Bearbeitungskopf für die materialbearbeitung mit einer mehrere umlenkelemente umfassenden beleuchtungseinheit |
| CN106112271A (zh) * | 2016-08-22 | 2016-11-16 | 首都师范大学 | 一种多功能激光雕刻机***及雕刻方法 |
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