(57)【要約】【課題】簡易な構成であっても、ワークに加工用レーザ光が的確に照射されていることを把握可能なレーザ加工装置を提供すること。【解決手段】このレーザ加工装置ＡＰは、第一軸ＡＸ１に沿って加工用レーザ光をワークＷに照射するための加工用レーザ照射部１０と、第一軸ＡＸ１とは異なる第二軸ＡＸ２に沿って、加工用レーザ光とワークＷとの位置ずれを検出するための検知光を照射するための検知光照射部１２と、検知光照射部１２が照射した検知光がワークＷに反射した反射光の進路上に配置され、その反射光の到達位置を認知可能なゲージ部１４と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに加工用レーザ光を照射しワークを加工するレーザ加工装置であって、
第一軸に沿って加工用レーザ光をワークに照射するための加工用レーザ照射部を備え、
更に、前記第一軸とは異なる第二軸に沿って、前記加工用レーザ光と前記ワークとの位置ずれを検出するための検知光を照射する検知光照射部と、
前記検知光照射部が照射した検知光が前記ワークに反射した反射光の進路上に配置され、その反射光の到達位置を認知可能なゲージ部と、を備えるレーザ加工装置。
【請求項２】
前記検知光は可視光であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記加工用レーザ照射部は、前記第一軸に沿って前記ワークに影響を与えないティーチング用の設定光を照射可能なように構成され、
前記検知光と前記設定光が所定位置で交わるように監視する監視装置を備えることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記設定光は非可視光であることを特徴とする請求項３に記載のレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに加工用レーザ光を照射しワークを加工するレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークに加工用レーザ光を照射しワークを加工するレーザ加工装置では、加工用レーザ光の焦点位置を把握し、レーザ加工装置にティーチングすることで自動化されたレーザ加工を行うことが可能になる。下記特許文献１では、レーザ加工装置を構成するロッドフレーム各部の温度を把握し、その温度変化によって加工用レーザ光の照射方向がどのようにずれるかを把握している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０４−２０８５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の技術では、加工用レーザ光の焦点位置を把握するために、レーザ変位計を用いることが行われていた。しかしながら、レーザ変位計が作業中にずれてしまえば、的確な加工ができず、しかも作業者がそれに気づかないおそれがある。また、レーザ変位計の計測距離が短い場合には、レーザ変位計をワークに近接配置する必要があり、加工部位周辺の空間を制限することになる。
【０００５】
特に、鉄道車両のように多品種少量生産の場合には、様々な種類のワークに的確にレーザ加工を行う必要があることから、ワークに対して加工用レーザ光が的確に当たっていることを簡便且つ確実に把握する必要がある。
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成であっても、ワークに加工用レーザ光が的確に照射されていることを把握可能なレーザ加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明に係るレーザ加工装置は、ワークに加工用レーザ光を照射しワークを加工するレーザ加工装置であって、第一軸に沿って加工用レーザ光をワークに照射するための加工用レーザ照射部を備え、更に、前記第一軸とは異なる第二軸に沿って、前記加工用レーザ光と前記ワークとの位置ずれを検出するための検知光を照射する検知光照射部と、前記検知光照射部が照射した検知光が前記ワークに反射した反射光の進路上に配置され、その反射光の到達位置を認知可能なゲージ部と、を備える。
【０００８】
本発明によれば、加工用レーザ光が照射される第一軸とは異なる第二軸に沿って検知光を照射するので、ワークに当たった検知光は、加工用レーザ光とは異なる軌跡で反射される。従って、その反射光は、加工用レーザ光の影響を受けない場所まで導くことができる。そこで本発明では、反射光の到達位置を検知可能なゲージ部を設けることで、加工用レーザ光の影響をうけることなく、加工用レーザ光が的確な位置に照射されているか否かを認知することができる。例えば、検知光を加工用レーザ光とが交わる位置、すなわち第一軸と第二軸が交わる位置を加工用レーザ光の焦点位置とし、その焦点位置にワークが適切に配置されている場合の反射光の到達位置をゲージ部で認知できるように設定することができる。このように設定することで、ワークが加工用レーザ照射部から離れてしまった場合や、ワークが加工用レーザ照射部に近づいてしまった場合に、ゲージ部における反射光の到達位置を監視することで、それらを認知することができる。
【０００９】
また本発明に係るレーザ加工装置では、前記検知光は可視光であることも好ましい。
【００１０】
この好ましい態様によれば、ワークと加工用レーザ光とが当たる水平方向（ワーク表面に沿った方向）における位置ずれも、作業者が目視することができる。更に、ゲージ部における反射光の到達位置も目視することができるので、より簡便且つ確実に、ワークが加工用レーザ照射部から離れてしまった場合や、ワークが加工用レーザ照射部に近づいてしまった場合を認識できる。
【００１１】
また本発明に係るレーザ加工装置では、前記加工用レーザ照射部は、前記第一軸に沿って前記ワークに影響を与えないティーチング用の設定光を照射可能なように構成され、前記検知光と前記設定光が所定位置で交わるように監視する監視装置を備えることも好ましい。
【００１２】
この好ましい態様では、ティーチング用の設定光と、認知光とが所定位置で交わるように監視することができるので、加工用レーザ光の焦点位置において認知光と加工用レーザ光とが確実に交わるように設定することができる。
【００１３】
また本発明に係るレーザ加工装置では、前記設定光は非可視光であることも好ましい。
【００１４】
この好ましい態様では、設定光を非可視光とすることで、加工用レーザ光と同様の光学系を用いることができ、レーザ加工装置の構成を簡易なものとすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、簡易な構成であっても、ワークに加工用レーザ光が的確に照射されていることを把握可能なレーザ加工装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態であるレーザ加工装置の概念構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１８】
図１を参照しながら本発明の実施形態に係るレーザ加工装置について説明する。図１は、本実施形態に係るレーザ加工装置ＡＰの概念構成を示す図である。図１に示すように、レーザ加工装置ＡＰは、加工用レーザ照射部１０と、検知光照射部１２と、ゲージ部１４と、監視装置１６と、を備える。
【００１９】
加工用レーザ照射部１０は、第一軸ＡＸ１に沿って加工用レーザ光をワークＷに照射する部分である。第一軸ＡＸ１は、ワークＷに対する垂線ＶＬに対して、図中左側に角度θ４傾斜している。加工用レーザ照射部１０は、加工用レーザ光に代えて、ワークＷに影響を与えないティーチング用の設定光を照射可能なように構成されている。加工用レーザ照射部１０は、第一軸ＡＸ１に沿って設定光を照射する。
【００２０】
本実施形態の場合、加工用レーザ光も設定光も非可視光を用いている。従って、加工用レーザ光用の光学系と、設定光用の光学系とは連動するように構成されている。加工用レーザ光の波長と設定光の波長とは同一でなくてもよいけれども、互いの焦点距離は同一であるように構成される。もっとも、焦点距離の同一性は厳密なものではなく、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度のずれは許容されうるものである。
【００２１】
検知光照射部１２は、第一軸ＡＸ１とは異なる第二軸ＡＸ２に沿って、加工用レーザ光とワークＷとの位置ずれを検出するための検知光を照射する。第二軸ＡＸ２は、第一軸ＡＸ１に対して、図中左側に角度θ３傾斜している。従って、第二軸ＡＸ２は、ワークＷに対する垂線ＶＬに対して、図中左側に角度θ１（θ１＝θ３＋θ４）傾斜している。
【００２２】
第二軸ＡＸ２に沿って照射された検知光は、ワークＷに当たって反射し、反射光となって第三軸ＡＸ３に沿って進む。従って、第二軸ＡＸ２は、ワークＷに対する垂線ＶＬに対して、図中右側に角度θ２（θ２＝θ１）傾斜している。
【００２３】
第三軸ＡＸ３上には、ゲージ部１４が配置されている。ゲージ部１４は、検知光照射部１２が照射した検知光がワークＷに反射した反射光の進路上に配置され、その反射光の到達位置を認知可能なものである。本実施形態の場合、検知光は可視光なので、ゲージ部１４は、どこに可視光が当たったかを認知可能なように構成されている。
【００２４】
ゲージ部１４は、基準位置１４ｃが略中央に形成され、基準位置１４ｃを挟んだ両側に、近接側端部１４１及び離隔側端部１４２が形成されている。加工用レーザ照射部１０及び検知光照射部１２と、ワークＷとの相対的な位置関係が的確（加工用レーザ光の焦点位置とワークＷとが合致）であれば、反射光は基準位置１４ｃに照射されるように構成されている。ワークＷが的確な位置よりも下がっていると、検知光がワークＷに当たる位置が図中右側にずれるので、反射光がゲージ部１４に当たる位置は離隔側端部１４２に近づく。一方、ワークＷが的確な位置よりも上がっていると、検知光がワークＷに当たる位置が図中左側にずれるので、反射光がゲージ部１４に当たる位置は近接側端部１４１に近づく。
【００２５】
本実施形態の場合、加工用レーザ照射部１０と検知光照射部１２との相対的な位置関係は、加工用レーザ光の焦点位置において加工用レーザ光（設定光）と検知光とが交差するように設定されている。監視装置１６は、この相対的な関係がずれていないか検出するための装置である。
【００２６】
上述したように本実施形態に係るレーザ加工装置ＡＰは、ワークＷに加工用レーザ光を照射しワークＷを加工するレーザ加工装置であって、第一軸ＡＸ１に沿って加工用レーザ光をワークＷに照射するための加工用レーザ照射部１０を備え、更に、第一軸ＡＸ１とは異なる第二軸ＡＸ２に沿って、加工用レーザ光とワークＷとの位置ずれを検出するための検知光を照射するための検知光照射部１２と、検知光照射部１２が照射した検知光がワークＷに反射した反射光の進路上に配置され、その反射光の到達位置を認知可能なゲージ部１４と、を備える。
【００２７】
加工用レーザ光が照射される第一軸ＡＸ１とは異なる第二軸ＡＸ２に沿って検知光を照射するので、ワークＷに当たった検知光は、加工用レーザ光とは異なる軌跡で反射される。従って、その反射光は、加工用レーザ光の影響を受けない場所まで導くことができる。そこで、反射光の到達位置を検知可能なゲージ１４部を設けることで、加工用レーザ光の影響をうけることなく、加工用レーザ光が的確な位置に照射されているか否かを認知することができる。検知光を加工用レーザ光とが交わる位置、すなわち第一軸ＡＸ１と第二軸ＡＸ２が交わる位置を加工用レーザ光の焦点位置とし、その焦点位置にワークＷが適切に配置されている場合の反射光の到達位置をゲージ部１４で認知できるように設定することができる。このように設定することで、ワークＷが加工用レーザ照射部１０から離れてしまった場合や、ワークＷが加工用レーザ照射部１０に近づいてしまった場合に、ゲージ部１４における反射光の到達位置を監視することで、それらを認知することができる。
【００２８】
また、検知光は可視光であるので、ワークＷと加工用レーザ光とが当たる水平方向（ワーク表面に沿った方向）における位置ずれも、作業者が目視することができる。更に、ゲージ部１４における反射光の到達位置も目視することができるので、より簡便且つ確実に、ワークＷが加工用レーザ照射部１０から離れてしまった場合や、ワークＷが加工用レーザ照射部１０に近づいてしまった場合を認識できる。
【００２９】
また、加工用レーザ照射部１０は、第一軸ＡＸ１に沿ってワークＷに影響を与えないティーチング用の設定光を照射可能なように構成され、検知光と設定光が所定位置で交わるように監視する監視装置１６を備える。
【００３０】
監視装置１６は、ティーチング用の設定光と、認知光とが所定位置で交わるように監視することができるので、加工用レーザ光の焦点位置において認知光と加工用レーザ光とが確実に交わるように設定することができる。
【００３１】
また、設定光は非可視光であるので、加工用レーザ光と同様の光学系を用いることができ、レーザ加工装置の構成を簡易なものとすることができる。
【００３２】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００３３】
ＡＰ：レーザ加工装置
１０：加工用レーザ照射部
１２：検知光照射部
１４：ゲージ部
１４ｃ：基準位置
１４１：近接側端部
１４２：離隔側端部
１６：監視装置
ＡＸ１：第一軸
ＡＸ２：第二軸
ＡＸ３：第三軸
Ｗ：ワーク
【図１】
2012223797.tif 000003