(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ発振器から発振されたレーザビームをベンドミラーを介して変向し、このレーザビームをレーザ加工ヘッド内に備えた集光レンズにより集光せしめて前記レーザ加工ヘッドの先端に備えられているノズルからワークに照射してレーザ加工を行うレーザ加工方法において、
前記レーザ加工ヘッド内で前記集光レンズより上方に備えられた光電変換素子からなるセンサにより、レーザビームの軸心の輝度を検出し、この検出された輝度のデータと予めレーザビームの軸心がノズルの中心にあるときの設定輝度とを比較し、検出された輝度を前記設定輝度に合わせるべく前記ノズルの位置又はベンドミラーの傾きを自動的に移動調整することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
レーザ発振器から発振されたレーザビームをベンドミラーを介して変向し、このレーザビームをレーザ加工ヘッド内に備えた集光レンズにより集光せしめて前記レーザ加工ヘッドの先端に備えられているノズルからワークに照射してレーザ加工を行うレーザ加工方法において、
前記レーザ加工ヘッドに備えられた光電変換素子からなるセンサにより、素材を形状加工するときにワークから発生するスパッタの各加工位置の輝度の差に基づく異方性を検出し、検出される前記各加工位置の輝度をほぼ同一にすべく前記ノズルの位置又はベンドミラーの傾きを自動的に移動調整することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項３】
レーザ発振器から発振されたレーザビームをベンドミラーを介して変向し、このレーザビームをレーザ加工ヘッド内に備えた集光レンズにより集光せしめて前記レーザ加工ヘッドの先端に備えられているノズルからワークに照射してレーザ加工を行うレーザ加工方法において、
前記レーザ加工ヘッド内で前記集光レンズより上方に備えられた撮像手段により、ノズル穴の中心とレーザビームを照射して形成したピアス穴の軸心とのズレを検出し、この撮像手段で検出された検出信号に基づいてノズルの中心と前記ピアス穴の軸心位置を合わせるべく前記ノズルの位置又はベンドミラーの傾きを自動的に移動調整することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項４】
レーザ発振器から発振されたレーザビームをベンドミラーを介して変向し、このレーザビームをレーザ加工ヘッド内に備えた集光レンズにより集光せしめて前記レーザ加工ヘッドの先端に備えられているノズルからワークに照射してレーザ加工を行うレーザ加工装置において、
前記ノズルをレーザビームの軸心にほぼ直交する平面で自在に移動調整するアクチュエータ、又はレーザビームの軸心を移動すべく前記ベンドミラーの傾きを移動調整するアクチュエータを設け、前記レーザ加工ヘッド内で前記集光レンズより上方に備えられてレーザビームの軸心の輝度を検出する光電変換素子からなるセンサを設け、このセンサで検出された輝度のデータと予めレーザビームの軸心がノズルの中心にあるときの設定輝度を比較し、検出された輝度を前記設定輝度に合わせるべく前記アクチュエータを作動せしめる制御装置を設けてなることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項５】
レーザ発振器から発振されたレーザビームをベンドミラーを介して変向し、このレーザビームをレーザ加工ヘッド内に備えた集光レンズにより集光せしめて前記レーザ加工ヘッドの先端に備えられているノズルからワークに照射してレーザ加工を行うレーザ加工装置において、
前記ノズルをレーザビームの軸心にほぼ直交する平面で自在に移動調整するアクチュエータ、又はレーザビームの軸心を移動すべく前記ベンドミラーの傾きを移動調整するアクチュエータを設け、前記レーザ加工ヘッドに備えられてレーザビームの軸心の輝度を検出する光電変換素子からなるセンサを設け、素材を形状加工するときにワークから発生するスパッタの各加工位置の輝度の差に基づく異方性を割出すと共に前記各加工位置の輝度をほぼ同一にすべく前記アクチュエータを作動せしめる制御装置を設けてなることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項６】
レーザ発振器から発振されたレーザビームをベンドミラーを介して変向し、このレーザビームをレーザ加工ヘッド内に備えた集光レンズにより集光せしめて前記レーザ加工ヘッドの先端に備えられているノズルからワークに照射してレーザ加工を行うレーザ加工装置において、
前記ノズルをレーザビームの軸心にほぼ直交する平面で自在に移動調整するアクチュエータ、又はレーザビームの軸心を移動すべく前記ベンドミラーの傾きを移動調整するアクチュエータを設け、前記レーザ加工ヘッドに備えられレーザビームを照射して形成したピアス穴の軸心を検出する撮像手段を設け、この撮像手段で検出した検出信号に基づいてノズルの中心と前記ピアス穴の軸心位置を合わせるべく前記アクチュエータを作動せしめる制御装置を設けてなることを特徴とするレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ加工方法および装置に関し、特にレーザビームの軸心とノズル穴の中心とのズレを検出し、このズレを自動的に調整するレーザ加工方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のレーザ加工装置においては、レーザ発振器から出力されたレーザビームＬＢをベンドミラーで変向し、図９に示されているように、レーザ加工ヘッド１０１内に備えられた集光レンズ１０３を用いて集束するものであり、この集光されたレーザビームＬＢの高密度エネルギとアシストガスとをワークに照射して切断、穿孔、溶接等のレーザ加工が行われる。
【０００３】
安定したレーザ加工を行うためには、レーザビームＬＢが前記レーザ加工ヘッド１０３の下端に設けられたノズル１０５の先端のノズル穴の中心位置から出射されるように導かれる必要があるが、このレーザビームＬＢの軸心とノズル穴の中心との位置関係がズレていると、レーザ加工に異方性が発生し、安定した加工を行うことが困難である。そのために、レーザ加工ヘッド１０１にはレーザビームＬＢの軸心にノズル穴の中心を合わせるためにノズル１０５を移動調整すべく複数のアジャスト機構１０７が備えられている。
【０００４】
ノズル穴の中心とレーザビームＬＢの軸心とのズレは、ワークにレーザビームＬＢを照射したときに発生するスパッタの飛ぶ方向や、ノズル１０５の先端部に粘着テープ等を貼り付けておき、レーザビームＬＢを出射したときにあいた穴とノズル１０５の位置関係を観察し、この状況を判断し調整する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のレーザ加工装置においては、集光レンズ１０３やノズル１０５等の交換を行うと、レーザビームＬＢとノズル１０５の中心とを調整する必要があり、この調整には必ず作業者による判断が必要となるので、煩わしさと手間がかかるという問題点に加えて、レーザ加工装置の自動化を図る上で自動化対応のネックとなるという問題点があった。
【０００６】
また、ノズル１０５の中心とレーザビームＬＢの軸心とのズレを確認する際に、レーザ加工ヘッド１０１の近辺にてレーザビームＬＢの照射を行ったり、ノズル１０５の先端部に粘着テープを貼り付ける必要があるために、このとき人体にレーザビームＬＢを照射してしまう可能性があるので危険であるという問題点があった。
【０００７】
本発明は叙上の課題を解決するためになされたもので、その目的は、ノズルの中心とレーザビームの軸心との調整を自動的に行うことにより、レーザ加工装置の自動化に対応し、人間による危険な作業をなくするようにしたレーザ加工方法および装置にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１によるこの発明のレーザ加工方法は、レーザ発振器から発振されたレーザビームをベンドミラーを介して変向し、このレーザビームをレーザ加工ヘッド内に備えた集光レンズにより集光せしめて前記レーザ加工ヘッドの先端に備えられているノズルからワークに照射してレーザ加工を行うレーザ加工方法において、前記レーザ加工ヘッド内で前記集光レンズより上方に備えられた光電変換素子からなるセンサにより、レーザビームの軸心の輝度を検出し、この検出された輝度のデータと予めレーザビームの軸心がノズルの中心にあるときの設定輝度を比較し、検出された輝度を前記設定輝度に合わせるべく前記ノズルの位置又はベンドミラーの傾きを自動的に移動調整することを特徴とするものである。
【０００９】
したがって、レーザビームの軸心がノズル穴の中心に位置するときとズレが生じているときは、レーザビームの軸心の輝度に差が生じるので、センサにより検出された輝度のデータを予めレーザビームの軸心がノズルの中心にあるときの設定輝度に合わせるべくノズルを移動調整することによりノズルの中心がレーザビームの軸心に自動的に合わされる。
【００１０】
あるいは、センサにより検出された輝度のデータを前記設定輝度に合わせるべくベンドミラーの傾きを自動的に移動調整されることによりレーザビームの軸心が変向されてレーザビームの軸心がノズルの中心に自動的に合わされる。
【００１１】
請求項２によるこの発明のレーザ加工方法は、レーザ発振器から発振されたレーザビームをベンドミラーを介して変向し、このレーザビームをレーザ加工ヘッド内に備えた集光レンズにより集光せしめて前記レーザ加工ヘッドの先端に備えられているノズルからワークに照射してレーザ加工を行うレーザ加工方法において、前記レーザ加工ヘッドに備えられた光電変換素子からなるセンサにより、素材を形状加工するときにワークから発生するスパッタの各加工位置の輝度の差に基づく異方性を検出し、検出される前記各加工位置の輝度をほぼ同一にすべく前記ノズルの位置又はベンドミラーの傾き又は前記レーザ発振器の位置を自動的に移動調整することを特徴とするものである。
【００１２】
したがって、レーザビームの軸心がノズル穴の中心に位置するときはワークの形状加工時に各加工位置における輝度がほぼ同じであるが、ノズル穴の中心とレーザビームの軸心とのズレが生じているときは前記各加工位置における輝度に異方性としての差が生じるので、前記各加工位置における輝度をほぼ同じにすべくノズルを移動調整することによりノズルの中心がレーザビームの軸心に自動的に合わされる。
【００１３】
あるいは、前記各加工位置における輝度をほぼ同じにすべくベンドミラーの傾きを自動的に移動調整されることによりレーザビームの軸心が変向されてレーザビームの軸心がノズルの中心に自動的に合わされる。
【００１４】
請求項３によるこの発明のレーザ加工方法は、レーザ発振器から発振されたレーザビームをベンドミラーを介して変向し、このレーザビームをレーザ加工ヘッド内に備えた集光レンズにより集光せしめて前記レーザ加工ヘッドの先端に備えられているノズルからワークに照射してレーザ加工を行うレーザ加工方法において、前記レーザ加工ヘッド内で前記集光レンズより上方に備えられた撮像手段により、ノズル穴の中心とレーザビームを照射して形成されたピアス穴の軸心とのズレを検出し、この撮像手段で検出された検出信号に基づいてノズルの中心と前記ピアス穴の軸心位置を合わせるべく前記ノズルの位置又はベンドミラーの傾きを自動的に移動調整することを特徴とするものである。
【００１５】
したがって、撮像手段はノズル穴の中心とピアス穴の軸心とのズレ量とズレの方向を検出し、この撮像手段で検出された検出信号に基づいてノズルがレーザ加工ヘッドに対して自動的に移動されることにより、作業者の判断に基づくことなくノズルの中心がレーザビームの軸心に自動的に合わされる。
【００１６】
あるいは、検出された検出信号に基づいてベンドミラーの傾きを自動的に移動調整されることによりレーザビームの軸心が変向されてレーザビームの軸心がノズルの中心に自動的に合わされる。
【００１７】
したがって、レーザ加工装置の自動化を図ることが容易になり、また人体にレーザビームを照射してしまう等の人体に対する危険性がなくなる。
【００１８】
請求項４によるこの発明のレーザ加工装置は、レーザ発振器から発振されたレーザビームをベンドミラーを介して変向し、このレーザビームをレーザ加工ヘッド内に備えた集光レンズにより集光せしめて前記レーザ加工ヘッドの先端に備えられているノズルからワークに照射してレーザ加工を行うレーザ加工装置において、前記ノズルをレーザビームの軸心にほぼ直交する平面で自在に移動調整するアクチュエータ、又はレーザビームの軸心を移動すべく前記ベンドミラーの傾きを移動調整するアクチュエータを設け、前記レーザ加工ヘッド内で前記集光レンズより上方に備えられてレーザビームの軸心の輝度を検出する光電変換素子からなるセンサを設け、このセンサで検出された輝度のデータと予めレーザビームの軸心がノズルの中心にあるときの設定輝度を比較し、検出された輝度を前記設定輝度に合わせるべく前記アクチュエータを作動せしめる制御装置を設けてなることを特徴とするものである。
【００１９】
したがって、請求項１における作用と同様であり、制御装置はセンサにより検出された輝度のデータを予めレーザビームの軸心がノズルの中心にあるときの設定輝度に合わせるべくアクチュエータを作動してノズルを自動的に移動するよう指令を発生する。結果として、作業者の判断に基づくことなくノズルの中心がレーザビームの軸心に自動的に合わされ、レーザ加工装置の自動化を図ることが容易になり、また人体にレーザビームを照射してしまう等の人体に対する危険性がなくなる。
【００２０】
あるいは、センサにより検出された輝度のデータを前記設定輝度に合わせるべくアクチュエータを作動してベンドミラーの傾きを自動的に移動するよう指令を発生し、レーザビームの軸心が変向されてレーザビームの軸心がノズルの中心に自動的に合わされる。
【００２１】
請求項５によるこの発明のレーザ加工装置は、レーザ発振器から発振されたレーザビームをベンドミラーを介して変向し、このレーザビームをレーザ加工ヘッド内に備えた集光レンズにより集光せしめて前記レーザ加工ヘッドの先端に備えられているノズルからワークに照射してレーザ加工を行うレーザ加工装置において、前記ノズルをレーザビームの軸心にほぼ直交する平面で自在に移動調整するアクチュエータ、又はレーザビームの軸心を移動すべく前記ベンドミラーの傾きを移動調整するアクチュエータを設け、前記レーザ加工ヘッドに備えられてレーザビームの軸心の輝度を検出する光電変換素子からなるセンサを設け、素材を形状加工するときにワークから発生するスパッタの各加工位置の輝度の差に基づく異方性を割出すと共に前記各加工位置の輝度をほぼ同一にすべく前記アクチュエータを作動せしめる制御装置を設けてなることを特徴とするものである。
【００２２】
したがって、請求項２における作用と同様であり、レーザビームの軸心がノズル穴の中心に位置するときはワークの形状加工時に各加工位置における輝度がほぼ同じであるが、ノズル穴の中心とレーザビームの軸心とのズレが生じているときは前記各加工位置における輝度に異方性としての差が生じるので、制御装置はセンサにより検出された前記各加工位置における輝度をほぼ同じにすべくアクチュエータを作動してノズルを自動的に移動するよう指令を発生し、ノズルの中心がレーザビームの軸心に自動的に合わされる。
【００２３】
あるいは、前記各加工位置における輝度をほぼ同じにすべくアクチュエータを作動してベンドミラーの傾きを自動的に移動するよう指令を発生し、レーザビームの軸心が変向されてレーザビームの軸心がノズルの中心に自動的に合わされる。
【００２４】
請求項６によるこの発明のレーザ加工装置は、レーザ発振器から発振されたレーザビームをベンドミラーを介して変向し、このレーザビームをレーザ加工ヘッド内に備えた集光レンズにより集光せしめて前記レーザ加工ヘッドの先端に備えられているノズルからワークに照射してレーザ加工を行うレーザ加工装置において、前記ノズルをレーザビームの軸心にほぼ直交する平面で自在に移動調整するアクチュエータ、又はレーザビームの軸心を移動すべく前記ベンドミラーの傾きを移動調整するアクチュエータを設け、前記レーザ加工ヘッドに備えられレーザビームを照射して形成されたピアス穴の軸心を検出する撮像手段を設け、この撮像手段で検出した検出信号に基づいてノズルの中心と前記ピアス穴の軸心位置を合わせるべく前記アクチュエータを作動せしめる制御装置を設けてなることを特徴とするものである。
【００２５】
したがって、請求項３における作用と同様であり、撮像手段はノズル穴の中心とノズル穴の軸心とのズレ量とズレの方向を検出し、制御装置は前記撮像手段で検出された検出信号に基づいてアクチュエータを作動してノズルが移動するよう指令を発生し、作業者の判断に基づくことなくノズルの中心がレーザビームの軸心に自動的に合わされる。
【００２６】
あるいは、制御装置は検出された検出信号に基づいてアクチュエータを作動してベンドミラーの傾きを移動するよう指令を発生し、レーザビームの軸心が変向されてレーザビームの軸心がノズルの中心に自動的に合わされる。
【００２７】
したがって、レーザ加工装置の自動化を図ることが容易になり、また人体にレーザビームを照射してしまう等の人体に対する危険性がなくなる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のレーザ加工方法および装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２９】
図８を参照するに、本実施の形態の例に係わる例えばレーザ加工機１はレーザビームＬＢを発振するレーザ発振器３を内蔵し、このレーザ発振器３で発振されたレーザビームＬＢは強度調整装置５を経てレーザビーム案内照射部７の先端部に備えられたレーザ加工ヘッド９の部分においてベンドミラー１１を介して垂直下方向へ反射される。このレーザビームＬＢはレーザ加工ヘッド９の内部に設けられた焦光レンズ１３で集光される。この集光されたレーザビームＬＢの照射光軸軸心１５に対して、例えば数値制御のワーク移送位置決め装置１７（ワーク搬送装置）で移送位置決めされたワークＷ上に、レーザビームＬＢの焦点を結ばせて、所望の形状に切断するなどのレーザ加工が行なわれる。
【００３０】
前記レーザ加工ヘッド９の先端部には、図１に示されるようにノズル１９が設けられ、このノズル１９の先端のノズル穴２１から前記レーザビームＬＢが下方のワークＷに向けて出射される。
【００３１】
前記ノズル１９にはレーザ加工ヘッド９との相対的な位置関係を調整するためのアクチュエータとしてのピエゾアクチュエータ２３が設けられており、このピエゾアクチュエータ２３により前記ノズル１９は照射光軸軸心１５（レーザビームＬＢの軸心）にほぼ直交する平面で、図１において紙面に垂直方向のＸ軸および図１において左右方向のY 軸方向に位置決め調整移動自在に設けられている。なお、前記ピエゾアクチュエータ２３は後述する制御装置２５に電気的に接続されている。
【００３２】
なお、前記ノズル１９を位置決め調整移動する手段としては上記のピエゾアクチュエータ２３に限定されず、サーボモータやステッピングモータ等の他のアクチュエータを用いることもできる。
【００３３】
ノズル穴２１の中心からの照射光軸軸心１５のズレは、例えば図２のように表れる。このノズル穴２１の中心と照射光軸軸心１５とのズレを検出するために、この実施の形態の例では、光電変換素子からなるフォトダイオードをセンサ２７として用い、このセンサ２７がレーザ加工ヘッド９の内部に設けられている。
【００３４】
また、前記フォトダイオード２９で検出した検出信号をＡＤ変換するＡＤ変換装置３１が設けられており、このＡＤ変換装置３１は制御装置２５に電気的に接続されている。
【００３５】
前記フォトダイオード２９はノズル穴２１の中心と照射光軸軸心１５とのズレを直接的に検出するものではなく、レーザ加工時にワークＷから発生するスパッタの輝度を検出するもの、換言すればレーザビームＬＢの軸心の輝度を検出するもので、輝度の違いによって間接的にノズル穴２１の中心と照射光軸軸心１５とのズレを検出するものである。
【００３６】
より詳しくは、例えば図３に示されるようにノズル穴２１の中心と照射光軸軸心１５をずらした状態で、ワークＷを四角形状に経路Ａ〜経路Ｄの順に切断すると、前記フォトダイオード２９で検出される実際の輝度は、図４に示されるようにＡＤ変換装置３１により電圧レベルに変換され、各経路Ａ〜Ｄ毎に電圧レベルに差が生じてくる。これはノズル穴２１の中心が照射光軸軸心１５からズレが生じている場合に発生する異方性であり、ノズル穴２１の中心と照射光軸軸心１５が合っている状態で加工した場合は各経路Ａ〜Ｄの輝度の差は少ないものである。
【００３７】
以上の性質を利用して、前記制御装置では、予め照射光軸軸心１５がノズル穴２１の中心に合っている正常位置における設定輝度が、ワークＷの材質および板厚毎に制御装置２５の入力装置３３および表示装置３５により記憶装置３７に入力されており、この設定輝度と前記フォトダイオード２９で検出されたレーザビームの軸心の輝度とを比較判断装置３９により比較して、検出された輝度のデータを予め記憶されている前記設定輝度に近づけるべく前記ピエゾアクチュエータ２３を作動し、ノズル１９を移動するよう指令を発生する。
【００３８】
上記の経路Ａ〜経路Ｄまでの実際に検出された輝度がＡＤ変換装置３１により電圧レベルに変換されて制御装置２５に入力されると、制御装置２５では変換された電圧レベルを予め記憶装置３７に記憶されている設定輝度（ワークＷの材質および板厚に該当するもの）つまり設定電圧に近づけるように複数の前記ピエゾアクチュエータ２３を作動するよう指令を発生する。
【００３９】
また、例えば、図２のように照射光軸軸心１５がノズル２１の中心からＸ軸方向で距離Ｘ1 ，Ｙ軸方向で距離Ｙ1 だけズレが生じているときは、制御装置２５が設定電圧に対する各経路Ａ〜経路Ｄの電圧レベルの差の大小によりズレの量と方向を判断して複数の前記ピエゾアクチュエータ２３に指令を発し、ノズル２１は図２においてＸ軸の上方向に距離Ｘ1 、およびＹ軸の左方向に距離Ｙ1 だけ移動される。
【００４０】
なお、制御装置２５としては、ワークＷの材質および板厚毎に正常な状態での輝度のデータを設定輝度として入力することをしないで、単に前述した経路Ａ〜経路Ｄまでの検出された電圧レベルをほぼ同一になるように、各経路Ａ〜経路Ｄ間の電圧レベルの差の大小によりズレの量と方向を判断してピエゾアクチュエータ２３を作動してノズル１９の位置を移動調整することもできる。
【００４１】
なお、ワークＷを加工する形状としては、前述した実施の形態の例では四角形状を例にとって説明したが、円形状やスリット形状および他の形状の場合であっても同様にノズル１９の位置を移動調整できる。
【００４２】
次に、他の２番目の実施の形態の例について、図５を参照して前述した１番目の実施の形態の例と同様の部分は省略して説明する。
【００４３】
１番目の実施の形態の例ではフォトダイオード２９等の光電変換素子からなるセンサ２７を用いたが、この２番目の実施の形態の例ではＣＣＤカメラ４１等の撮像手段を用い、この撮像手段と照度確保のための光源体４３をレーザ加工ヘッド９内に設置する。
【００４４】
前記ＣＣＤカメラ４１はワークＷへのレーザビームＬＢを照射して得たピアス穴とノズル穴２１との画像を取得するものである。前記ＣＣＤカメラ４１は当該ＣＣＤカメラ４１にて取得した画像を処理する画像処理装置４５に電気的に接続され、この画像処理装置４５はプログラムコントローラ等のＮＣ制御装置２５ａに接続されている。
【００４５】
なお、前記ＮＣ制御装置２５ａは、１番目の実施の形態の例の制御装置２５と同様にノズル１９を位置決め移動調整せしめるピエゾアクチュエータ２３に接続されている。
【００４６】
したがって、図６を参照するに、上記の構成により、レーザ加工装置１を運転して鋼材あるいはプラスチック板、粘着テープ等の素材にレーザビームＬＢを照射してピアス穴を形成する（ステップＳ１）。
【００４７】
このピアス穴を形成直後に、レーザ加工ヘッド９内の光源体４３を使用してＣＣＤカメラ４１にてノズル穴２１と前記ピアス穴との位置関係の画像を取得する（ステップＳ２）。
【００４８】
この画像を前記画像処理装置４５で処理し、前記ピアス穴とノズル穴２１の中心とのズレ量が前記ＮＣ制御装置２５ａで演算される（ステップＳ３）。
【００４９】
この演算されたズレ量の分だけ、ピエゾアクチュエータ２３を作動させるようＮＣ制御装置２５ａからピエゾアクチュエータ２３へ指令が送られ、前記ピアス穴の中心にノズル穴２１の中心が位置するようにノズル１９が移動する（ステップＳ４）。
【００５０】
上記のステップＳ２〜ステップＳ４の動作を、前記ピアス穴とノズル穴２１の中心とのズレ量が予めＮＣ制御装置２５ａに設定した許容値以下になるまで繰り返され、ノズル１９の移動調整が完了する。
【００５１】
次に、さらに別の３番目の実施の形態の例について、図７を参照して前述した実施の形態の例と同様の部分は省略して説明する。
【００５２】
この３番目の実施の形態の例では、レーザ発振器３から発振されたレーザビームＬＢを２つの第１ベンドミラー４７および第２ベンドミラー４９により変更した後に集光レンズ１３にて集光してワークＷに照射するレーザ加工装置１で説明する。
【００５３】
ノズル穴２１の中心と照射光軸軸心１５とのズレを検出するためのセンサ２７としては、２番目の実施の形態の例と同様にＣＣＤカメラ４１を用い、このＣＣＤカメラ４１で映像できる照度確保のための光源体４３と前記ＣＣＤカメラ４１がレーザ加工ヘッド９内に設置されている。
【００５４】
前記ＣＣＤカメラ４１は２番目の実施の形態の例の制御装置２５と同様に画像処理装置４５に電気的に接続され、この画像処理装置４５はプログラムコントローラ等のＮＣ制御装置２５ａに接続されている。
【００５５】
前記第１ベンドミラー４７および第２ベンドミラー４９にはそれぞれ、各ベンドミラー４７、４９の傾き角度を変更してレーザビームＬＢの光路を変向するためのピエゾアクチュエータ５１が２個づつ取り付けられている。これらの各ピエゾアクチュエータ５１は前記照射光軸軸心１５を移動すべく各ベンドミラー４７、４９を位置決め移動調整せしめるように前記ＮＣ制御装置２５ａに接続されている。
【００５６】
なお、第１ベンドミラー４７および第２ベンドミラー４９の２つのベンドミラーを使用してレーザビームＬＢの光路を調整する理由は、集光レンズ１３に入射するレーザビームＬＢの角度を常に垂直状態に保つためである。もし、レーザビームＬＢが集光レンズ１３に対して角度をもって入射すると、集光レンズ１３の集光効率が悪くなる。
【００５７】
なお、上述した３番目の実施の形態の例の動作は、２番目の実施の形態の例のステップＳ１〜ステップＳ４とほぼ同様である。ただし、ＮＣ制御装置２５ａは第１ベンドミラー４７および第２ベンドミラー４９の傾き角度を調整すべく各ピエゾアクチュエータ５１を作動するよう指令を発生し、他は２番目の実施の形態の例のステップと同様に行われる。
【００５８】
なお、この発明は前述した実施の形態の例に限定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他の態様で実施し得るものである。
【００５９】
また、上述した実施の形態の例では、フォトダイオード等のセンサ２７やＣＣＤカメラ等の撮像手段の設置場所がレーザ加工ヘッド９の内部であったが、ノズル穴２１の中心と照射光軸軸心１５とのズレを検出可能であればレーザ加工ヘッド９の外部に設置しても構わない。
【００６０】
【発明の効果】
以上のごとき発明の実施の形態から理解されるように、請求項１の発明によれば、レーザビームの軸心がノズル穴の中心に位置するときとズレが生じているときは、レーザビームの軸心の輝度に差が生じるので、センサにより検出された輝度のデータを予めレーザビームの軸心がノズルの中心にあるときの設定輝度に合わせるべくノズルを移動調整することによりノズルの中心をレーザビームの軸心に自動的に合わすことができる。
【００６１】
あるいは、センサにより検出された輝度のデータを前記設定輝度に合わせるべくベンドミラーの傾きを自動的に移動調整されることによりレーザビームの軸心が変向されてレーザビームの軸心をノズルの中心に自動的に合わすことができる。
【００６２】
請求項２の発明によれば、レーザビームの軸心がノズル穴の中心に位置するときはワークの形状加工時に各加工位置における輝度がほぼ同じであるが、ノズル穴の中心とレーザビームの軸心とのズレが生じているときは前記各加工位置における輝度に異方性としての差が生じるので、前記各加工位置における輝度をほぼ同じにすべくノズルを移動調整することによりノズルの中心をレーザビームの軸心に自動的に合わすことができる。
【００６３】
あるいは、前記各加工位置における輝度をほぼ同じにすべくベンドミラーの傾きを自動的に移動調整されることによりレーザビームの軸心が変向されてレーザビームの軸心をノズルの中心に自動的に合わすことができる。
【００６４】
請求項３の発明によれば、撮像手段はノズル穴の中心とピアス穴の軸心とのズレ量とズレの方向を検出し、この撮像手段で検出された検出信号に基づいてノズルがレーザ加工ヘッドに対して自動的に移動されることにより、作業者の判断に基づくことなくノズルの中心をレーザビームの軸心に自動的に合わすことができる。
【００６５】
あるいは、検出された検出信号に基づいてベンドミラーの傾きを自動的に移動調整されることによりレーザビームの軸心が変向されてレーザビームの軸心をノズルの中心に自動的に合わすことができ、レーザ加工装置の自動化を図ることが容易になり、また人体にレーザビームを照射してしまう等の人体に対する危険性をなくすことができる。
【００６６】
請求項４の発明によれば、請求項１における効果と同様であり、制御装置はセンサにより検出された輝度のデータを予めレーザビームの軸心がノズルの中心にあるときの設定輝度に合わせるべくアクチュエータを作動してノズルを自動的に移動するよう指令を発生する。ノズルの中心をレーザビームの軸心に自動的に合わすことができ、レーザ加工装置の自動化を図ることが容易になり、また人体にレーザビームを照射してしまう等の人体に対する危険性をなくすことができる。
【００６７】
あるいは、センサにより検出された輝度のデータを前記設定輝度に合わせるべくアクチュエータを作動してベンドミラーの傾きを自動的に移動するよう指令を発生し、レーザビームの軸心が変向されてレーザビームの軸心をノズルの中心に自動的に合わすことができる。
【００６８】
請求項５の発明によれば、請求項２における効果と同様であり、レーザビームの軸心がノズル穴の中心に位置するときはワークの形状加工時に各加工位置における輝度がほぼ同じであるが、ノズル穴の中心とレーザビームの軸心とのズレが生じているときは前記各加工位置における輝度に異方性としての差が生じるので、制御装置はセンサにより検出された前記各加工位置における輝度をほぼ同じにすべくアクチュエータを作動してノズルを自動的に移動するよう指令を発生し、ノズルの中心をレーザビームの軸心に自動的に合わすことができる。
【００６９】
あるいは、前記各加工位置における輝度をほぼ同じにすべくアクチュエータを作動してベンドミラーの傾きを自動的に移動するよう指令を発生し、レーザビームの軸心が変向されてレーザビームの軸心をノズルの中心に自動的に合わすことができる。
【００７０】
請求項６の発明によれば、請求項３における効果と同様であり、撮像手段はノズル穴の中心とピアス穴の軸心とのズレ量とズレの方向を検出し、制御装置は前記撮像手段で検出された検出信号に基づいてアクチュエータを作動してノズルが移動するよう指令を発生し、作業者の判断に基づくことなくノズルの中心をレーザビームの軸心に自動的に合わすことができる。
【００７１】
あるいは、制御装置は検出された検出信号に基づいてアクチュエータを作動してベンドミラーの傾きを移動するよう指令を発生し、レーザビームの軸心が変向されてレーザビームの軸心をノズルの中心に自動的に合わすことができ、レーザ加工装置の自動化を図ることが容易になり、また人体にレーザビームを照射してしまう等の人体に対する危険性がなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の例を示すもので、レーザ加工ヘッドの先端部分を拡大した概略図である。
【図２】本発明の実施の形態の例を示すもので、ノズル穴と照射光軸軸心との位置関係を示す概略図である。
【図３】本発明の実施の形態の例を示すもので、実験的に材料をレーザ加工する形状の一例を示す斜視図である。
【図４】図３のレーザ加工の形状に基づく経路Ａ〜経路Ｄ間の電圧レベルを示すものである。
【図５】本発明の２番目の実施の形態の例を示すもので、レーザ加工ヘッドの先端部分を拡大した概略図である。
【図６】本発明の２番目の実施の形態の例におけるフローチャートである。
【図７】本発明の３番目の実施の形態の例を示すもので、レーザ加工ヘッドの先端部分を拡大した概略図である。
【図８】本発明の実施の形態の例に係わるレーザ加工装置の全体正面図である。
【図９】従来例のレーザ加工ヘッドの下端に備えられているノズルを移動調整するアジャスト機構を設けたレーザ加工ヘッドの正面図である。
【符号の説明】
１  レーザ加工装置
３  レーザ発振器
９  レーザ加工ヘッド
１１  ベンドミラー
１３  焦光レンズ
１５  照射光軸軸心
１９  ノズル
２１  ノズル穴
２３  ピエゾアクチュエータ（アクチュエータ）
２５  制御装置
２７  センサ
２９  フォトダイオード
３７  記憶装置
３９  比較判断装置
【図１】
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【図２】
0003761657.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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