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JPS6222714B2 - - Google Patents
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JPS6222714B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6222714B2
JPS6222714B2 JP58163939A JP16393983A JPS6222714B2 JP S6222714 B2 JPS6222714 B2 JP S6222714B2 JP 58163939 A JP58163939 A JP 58163939A JP 16393983 A JP16393983 A JP 16393983A JP S6222714 B2 JPS6222714 B2 JP S6222714B2
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JP
Japan
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distance
workpiece
pressure
sensor
beam head
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JP58163939A
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Tooru Hotate
Hiroshi Hashimoto
Shinji Yamamoto
Masami Sakurai
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Tanaka Manufacturing Co Ltd
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Tanaka Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6222714B2 publication Critical patent/JPS6222714B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、被加工物からビームヘツドまでの距
離を、被加工物の種類或はその加工パターンによ
らず、精度よく計測制御できるようにしたレーザ
加工装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a laser processing apparatus that can accurately measure and control the distance from a workpiece to a beam head, regardless of the type of workpiece or its processing pattern.

レーザ発振器で発生したレーザ光線を、ビーム
ヘツド内の集光レンズにより収束して被加工物に
ポツト状に照射し、被加工物に対して穿孔、切
断、溶接等の加工を行うレーザ加工装置は、精密
加工には欠くことができない装置になりつつあ
る。レーザ加工装置による被加工物の加工パター
ンは、被加工物に対するレーザ光線の照射位置
と、被加工物に対するレーザ光線のスポツト径に
よつて決まることは周知であるが、レーザ光線の
スポツト径については、ビームヘツドと被加工物
との間の距離に応じて変化するため、被加工物に
対するビームヘツドの距離制御が重要となる。
A laser processing device performs drilling, cutting, welding, etc. on a workpiece by converging a laser beam generated by a laser oscillator using a condensing lens in the beam head and irradiating the workpiece in a pot shape. It is becoming an indispensable device for precision machining. It is well known that the processing pattern of a workpiece by a laser processing device is determined by the irradiation position of the laser beam on the workpiece and the spot diameter of the laser beam on the workpiece. , changes depending on the distance between the beam head and the workpiece, so controlling the distance of the beam head with respect to the workpiece is important.

しかして、従来、被加工物に対するビームヘツ
ドの距離は、作業者による目視ないしはタツチセ
ンサや磁気センサ等の距離センサにより計測して
いた。このため、目視による方法では、作業者の
個人差により精度を望むことはできず、またタツ
チセンサの場合は、被加工面を傷つける虞れがあ
るだけでなく、タツチセンサが常に被加工物上を
走査するようにするための機構が必要であり、そ
れだけ構成が複雑化する欠点があつた。
Conventionally, the distance of the beam head to the workpiece has been measured visually by an operator or by a distance sensor such as a touch sensor or a magnetic sensor. For this reason, with the visual method, accuracy cannot be expected due to individual differences among workers, and in the case of a touch sensor, not only is there a risk of damaging the workpiece surface, but the touch sensor constantly scans the workpiece. This requires a mechanism to do this, which has the drawback of complicating the configuration accordingly.

また、磁気センサの場合、非接触で距離検出で
きる利点はあるが、被加工物の材質を変えた場
合、検出した磁気を距離に変える変換部も材質に
応じて変えなければならず、さらに被加工物がプ
ラスチツク材やゴム材或はセラミツク材等の非磁
性材の場合には、磁気センサがまつたく役に立た
ない等の欠点があつた。
In addition, magnetic sensors have the advantage of being able to detect distance without contact, but if the material of the workpiece is changed, the conversion part that converts the detected magnetism into distance must also be changed depending on the material. When the workpiece is a non-magnetic material such as plastic, rubber, or ceramic, the magnetic sensor has disadvantages such as being completely useless.

また、従来のレーザ加工装置は、ビームヘツド
と距離センサの間の水平距離分だけ、加工点と検
出点の位置ずれ(オフセツト)があるため、被加
工物の加工パターンによつては、ビームヘツドに
よるレーザ加工が行われている最中に、距離セン
サが被加工物から外れてしまうことがある。その
場合、距離センサからのでたらめな距離信号にも
とづいてビームヘツドの距離制御が行われる結
果、最悪の場合、ビームヘツドと被加工物の衝突
といつた好ましくない事態を招く虞れがあり、こ
のため加工作業中の衝突防止を監視する作業者を
必要とし、これが自動化・省力化への妨げとなる
欠点があつた。
In addition, in conventional laser processing equipment, there is a positional shift (offset) between the processing point and the detection point by the horizontal distance between the beam head and the distance sensor. During machining, the distance sensor may become detached from the workpiece. In that case, the distance control of the beam head is performed based on a random distance signal from the distance sensor, which in the worst case can lead to an undesirable situation such as a collision between the beam head and the workpiece, which may lead to a problem in the machining process. This method requires a worker to monitor collision prevention during work, which has the disadvantage of hindering automation and labor saving.

本発明は、上記欠点を除去したものであり、距
離センサを用いて計測したビームヘツドと被加工
物の間の距離にもとづいて、サーボ回路がビーム
ヘツドを被加工物に対し一定距離に制御するとと
もに、距離センサが被加工物から外れてしまつた
ときの安全対策として、出力ロツク回路が距離セ
ンサの出力をロツクし、ビームヘツドと被加工物
の衝突を防止す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。
The present invention eliminates the above drawbacks, and a servo circuit controls the beam head to a constant distance from the workpiece based on the distance between the beam head and the workpiece measured using a distance sensor. It is an object of the present invention to provide a laser processing device in which an output lock circuit locks the output of the distance sensor as a safety measure when the distance sensor comes off from the workpiece to prevent collision between the beam head and the workpiece. purpose.

この目的を達成するため、本発明は、レーザ発
振器で発生したレーザ光線をビームヘツドにより
収束し、このビームヘツドに対して所定距離離間
対向する被加工物に照射し、照射位置を変えなが
ら被加工物にレーザ加工を施すレーザ加工装置に
おいて、前記ビームヘツドに距離センサを設け、
この距離センサは、外部から送られてくる所定圧
力の気体を噴射する円錐状のノズル内に、円錐面
に沿つて気体を噴出する噴出孔と、軸上に貫通形
成した圧力検出孔を設け、噴出孔から噴出する噴
流にもとづく負圧と、被加工物にて反射された噴
流による正圧との相互作用により決定される圧力
(反射圧力)から、ノズル或はビームヘツドと被
加工物の間の距離を検出する構成とし、さらに、
前記距離センサの出力を受ける圧力センサと、前
記距離センサの出力に応じて前記ビームヘツドと
被加工物の間の距離をあらかじめ定めた一定値に
保つサーボ回路と、このサーボ回路と前記圧力セ
ンサの間に設けられ、前記距離センサの出力がレ
ーザ加工上の許容範囲を超えて突変したときに、
前記圧力センサの出力をロツクする出力ロツク回
路を設けたことを要旨とするものである。
To achieve this objective, the present invention focuses a laser beam generated by a laser oscillator on a beam head, irradiates the workpiece facing the beam head at a predetermined distance, and irradiates the laser beam onto the workpiece while changing the irradiation position. In a laser processing device that performs laser processing, a distance sensor is provided in the beam head,
This distance sensor has a conical nozzle that injects gas at a predetermined pressure sent from the outside, and has an ejection hole that ejects the gas along the conical surface and a pressure detection hole that is formed through the axis. The pressure between the nozzle or beam head and the workpiece is determined by the interaction between the negative pressure caused by the jet ejected from the nozzle and the positive pressure caused by the jet reflected by the workpiece (reflected pressure). It is configured to detect distance, and further,
a pressure sensor receiving the output of the distance sensor; a servo circuit that maintains the distance between the beam head and the workpiece at a predetermined constant value according to the output of the distance sensor; and between the servo circuit and the pressure sensor. and when the output of the distance sensor suddenly changes beyond the allowable range for laser processing,
The gist is that an output lock circuit is provided to lock the output of the pressure sensor.

本発明によれば、ビームヘツドに設けた距離セ
ンサにより、被加工物とビームヘツドの間の距離
を検出するため、被加工物の加工にともない生ず
る加工粉等が距離センサ内に進入しにくく、仮に
距離センサが異常を来したような場合でも、距離
センサが被加工物上から離脱したときと同様に、
距離センサの出力が許容範囲を越えて突変したと
きに、距離センサの出力を受ける圧力センサの出
力が、この圧力センサとサーボ回路の間に設けた
出力ロツク回路によつてロツクされる構成である
から、サーボ回路内に異常入力に対するリミツタ
回路等を設ける必要もなく、また、距離センサの
出力ロツクレベルも容易に変更することができる
等の優れた効果を奏する。
According to the present invention, since the distance between the workpiece and the beam head is detected by the distance sensor provided in the beam head, it is difficult for machining powder etc. generated as a result of machining the workpiece to enter the distance sensor. Even if the sensor malfunctions, the distance sensor will be removed from the workpiece.
When the output of the distance sensor suddenly changes beyond the allowable range, the output of the pressure sensor that receives the output of the distance sensor is locked by an output lock circuit installed between the pressure sensor and the servo circuit. Therefore, there is no need to provide a limiter circuit or the like for abnormal input in the servo circuit, and the output lock level of the distance sensor can be easily changed.

以下、本発明の実施例について、図面を参照し
て説明する。第1図は、本発明のレーザ加工装置
の一実施例を示す側面図、第2図は、第1図に示
した距離センサ部分の要部縦断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing an embodiment of the laser processing apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of a main part of the distance sensor portion shown in FIG.

第1図中、レーザ加工装置1は、レーザ発振器
2で発生されたレーザ光線を、所定の光路を介し
てビームヘツド3に導き、ワークテーブル4上の
被加工物5に対してビームヘツド3から照射した
レーザ光線により、切断、穿孔或は溶接等の加工
を行う構成とされている。被加工物5を取り付け
るためのベースとなるワークテーブル4もしくは
ビームヘツド3のいずれか一方は、直交2軸上を
自由に移動することができるよう支持されてお
り、位置検出器(図示せず)等により読み取つた
軸移動量を、数値制御方式により軸位置制御する
ことにより、被加工物5もしくはビームヘツド3
の位置決めがなされる。
In FIG. 1, a laser processing device 1 guides a laser beam generated by a laser oscillator 2 to a beam head 3 through a predetermined optical path, and irradiates a workpiece 5 on a work table 4 from the beam head 3. It is configured to perform processing such as cutting, drilling, or welding using a laser beam. Either the work table 4 or the beam head 3, which serves as a base for attaching the workpiece 5, is supported so as to be able to move freely on two orthogonal axes, and is equipped with a position detector (not shown), etc. By controlling the axis position using a numerical control method, the amount of axis movement read by the
positioning is performed.

ビームヘツド3は、レーザ発振器2から水平方
向に出射されたレーザ光線を下方に反射するビー
ムベンダ6が頂部に取り付けてあり、ビームベン
ダ6にて反射屈曲されたレーザ光線は、蛇腹胴7
を介してビームベンダ6に連結されたホルダ8内
の集光レンズ8aで集束され、さらに先細のノズ
ル9内を通り、被加工物5に対してスポツト状に
照射される。
A beam bender 6 is attached to the top of the beam head 3 to reflect downward the laser beam emitted from the laser oscillator 2 in the horizontal direction.
The beam is focused by a condensing lens 8a in a holder 8 connected to a beam bender 6 via a beam bender 6, and then passes through a tapered nozzle 9 and is irradiated onto the workpiece 5 in a spot shape.

ところで、ホルダ8は、モータ駆動のねじ送り
機構10によつてブラケツト11に支持固定して
ある。このねじ送り機構10は、ホルダ8の端部
に固着した中空有底筒状の支柱12の頂部にナツ
ト13を回動不能に固定し、このナツト13に螺
合する送りねじ14を軸受15にて支持するとと
もに、送りねじ14の上端部を継手16を介して
モータ17の回転軸17aに連結した構成であ
る。
Incidentally, the holder 8 is supported and fixed to a bracket 11 by a motor-driven screw feed mechanism 10. This screw feed mechanism 10 has a nut 13 fixed unrotatably to the top of a hollow bottomed cylindrical column 12 fixed to the end of a holder 8, and a feed screw 14 screwed onto the nut 13 attached to a bearing 15. The upper end of the feed screw 14 is connected to the rotating shaft 17a of the motor 17 via a joint 16.

このモータ17は、制御装置18からの使令に
より正逆転するものであり、適宜のギヤ比を有す
る歯車機構(図示せず)により変速された回転が
回転軸17aの回転となつてとり出される。制御
装置18は、後述する距離センサ19からの出力
に応じて、モータ17を正逆転し、被加工物5に
対するビームヘツド3の距離を制御する。
This motor 17 rotates in forward and reverse directions according to commands from the control device 18, and the rotation speed-changed by a gear mechanism (not shown) having an appropriate gear ratio is extracted as rotation of the rotating shaft 17a. . The control device 18 controls the distance of the beam head 3 with respect to the workpiece 5 by rotating the motor 17 in forward and reverse directions according to an output from a distance sensor 19, which will be described later.

距離センサ19は、本実施例の場合、ビームヘ
ツド3の先端部に、この先端部を挟んで2個対称
に取り付けてあり、圧力(反射圧力)を利用して
被加工物5とビームヘツド3間の距離を測定す
る。各距離センサ19は、空気等の気体を所定圧
力に調節して送り出す気体供給装置20と、この
気体供給装置20から供給される所定圧力の気体
を、被加工物5に向け噴射するノズル21とから
構成されている。ノズル21は第2図に示した如
く、その円錐面に沿つて気体を噴出する噴出孔2
1aと、噴出孔21aの中央部に設けた圧力検出
孔21bを有しており、噴出孔21aから噴出す
る噴流の巻き込みにもとづく負圧と、被加工物5
に反射された噴流による正圧との相互作用によ
り、圧力検出孔21bにはノズル21或はビーム
ヘツド3と被加工物5との間の距離に応じた圧力
(反射圧力)が検出される。通常、気体供給装置
20から供給される気体の圧力が変動することは
考えられないので、圧力検出孔21bが検出する
圧力(反射圧力)は、きわめて正確に被加工物5
とビームヘツド3の間の距離に対応しており、こ
れにより、被加工物5には非接触で被加工物5か
らビームヘツド3までの距離測定が可能である。
In the case of this embodiment, two distance sensors 19 are installed symmetrically at the tip of the beam head 3 with the tip between them, and the distance sensors 19 are used to detect distance between the workpiece 5 and the beam head 3 by using pressure (reflected pressure). Measure distance. Each distance sensor 19 includes a gas supply device 20 that adjusts gas such as air to a predetermined pressure and sends it out, and a nozzle 21 that injects the gas at a predetermined pressure supplied from the gas supply device 20 toward the workpiece 5. It consists of As shown in FIG. 2, the nozzle 21 has an ejection hole 2 that ejects gas along its conical surface.
1a, and a pressure detection hole 21b provided in the center of the jet hole 21a, and the negative pressure based on the entrainment of the jet jet ejected from the jet hole 21a, and the workpiece 5.
Due to the interaction with the positive pressure caused by the jet stream reflected by the nozzle 21 or the beam head 3, a pressure (reflected pressure) corresponding to the distance between the nozzle 21 or the beam head 3 and the workpiece 5 is detected in the pressure detection hole 21b. Normally, it is not considered that the pressure of the gas supplied from the gas supply device 20 fluctuates, so the pressure (reflected pressure) detected by the pressure detection hole 21b is very accurately detected by the workpiece 5.
This corresponds to the distance between the workpiece 5 and the beam head 3, thereby making it possible to measure the distance from the workpiece 5 to the beam head 3 without contacting the workpiece 5.

また、この距離センサ19は、被加工物5の材
質を選ばず、どのような材質の被加工物5に対し
ても同一精度での測定ができるから、汎用性は高
く、しかも使用気体は、例えばレーザ加工時に飛
散する火花をパージするのに用いる気体との共用
が可能であるから、設備コストの低減も可能であ
る。
In addition, this distance sensor 19 can measure any material of the workpiece 5 with the same accuracy regardless of the material of the workpiece 5, so it is highly versatile, and the gas used is For example, since it can be used in common with the gas used to purge sparks scattered during laser processing, it is also possible to reduce equipment costs.

ここで、各距離センサ19のノズル21は、そ
れぞれ可撓性のチユーブ配管22を介して、制御
装置18内の圧力センサ23に接続してある。圧
センサ23は、例えば半導体歪素子等を用いてお
り、チユーブ配管22を介して供給される各距離
センサ19の検出出力を電気信号に変換し、制御
装置18の制御動作に供するわけであるが、2個
のノズル21から送られてきた検出出力は、出力
の大きい方が圧力センサ23内で、選択的に電気
信号に変換される構成としてある。
Here, the nozzle 21 of each distance sensor 19 is connected to a pressure sensor 23 in the control device 18 via a flexible tube pipe 22, respectively. The pressure sensor 23 uses, for example, a semiconductor strain element, and converts the detection output of each distance sensor 19 supplied via the tube pipe 22 into an electrical signal, which is then used for the control operation of the control device 18. , the detection outputs sent from the two nozzles 21 are configured such that the one with the larger output is selectively converted into an electrical signal within the pressure sensor 23.

ところで、制御装置18内には、圧力センサ2
3の他に、サーボ回路24と出力ロツク回路25
が設けてある。サーボ回路24は、圧力センサ2
3によつて電気信号に変換された距離センサ19
の出力を供給され、被加工物5からビームヘツド
3までの距離があらかじめ設定した設定距離から
ずれたときに、ずれの大きさとその極性に応じた
サーボ出力をモータ17に供給するものである。
出力ロツク回路25は、圧力センサ23とサーボ
回路24の間に接続してあり、圧力センサ23に
よつて電気信号に変換された距離センサ19の出
力が、ともにレーザ加工上の一定の許容範囲を越
えて突変した場合、すなわち2個の距離センサ1
9がともに被加工物5の上方にはなく、ビームヘ
ツド3が被加工物5の周縁部近辺にあることが検
出されたときに、圧力センサ19によつて電気信
号に変換された距離センサ19の出力を所定の値
にロツクするものである。
By the way, inside the control device 18, there is a pressure sensor 2.
3, a servo circuit 24 and an output lock circuit 25
is provided. The servo circuit 24 is connected to the pressure sensor 2
Distance sensor 19 converted into an electrical signal by
When the distance from the workpiece 5 to the beam head 3 deviates from a preset set distance, a servo output is supplied to the motor 17 according to the magnitude and polarity of the deviation.
The output lock circuit 25 is connected between the pressure sensor 23 and the servo circuit 24, and the output of the distance sensor 19, which is converted into an electric signal by the pressure sensor 23, both falls within a certain tolerance range for laser processing. If there is a sudden change beyond the range, i.e. two distance sensors 1
9 is not above the workpiece 5, and when it is detected that the beam head 3 is near the periphery of the workpiece 5, the distance sensor 19, which is converted into an electrical signal by the pressure sensor 19, It locks the output to a predetermined value.

被加工物5の加工に際しては、まず、ワークテ
ーブル4上の所定位置に被加工物5を載置固定
し、次にレーザ発振器2或は制御装置18等を動
作する。その結果、制御装置18からの指令によ
りモータ17が正転し、送りねじ14の回転とと
もにナツト13、支柱12、ホルダ8等が一体的
に下降変位する。また同時に、距離センサ19へ
の気体供給が開始され、距離センサ19が検出す
る距離があらかじめ定めた設定距離に達するま
で、モータ17は正転する。
When processing the workpiece 5, the workpiece 5 is first placed and fixed at a predetermined position on the work table 4, and then the laser oscillator 2, the control device 18, etc. are operated. As a result, the motor 17 rotates forward in response to a command from the control device 18, and as the feed screw 14 rotates, the nut 13, column 12, holder 8, etc. are integrally displaced downward. At the same time, gas supply to the distance sensor 19 is started, and the motor 17 rotates normally until the distance detected by the distance sensor 19 reaches a predetermined set distance.

ビームヘツド3が所定の加工位置に達すると、
制御装置18からの指令によりモータ17は正転
を停止し、そこではじめてレーザ発振器2からの
レーザ光線が被加工物5の照射され、レーザ加工
が開始される。
When the beam head 3 reaches the predetermined processing position,
The motor 17 stops normal rotation in response to a command from the control device 18, and only then the workpiece 5 is irradiated with a laser beam from the laser oscillator 2, and laser processing is started.

レーザ加工中の、ビームヘツド3と被加工物5
の間の距離は、2個の距離センサ19によつて常
時監視され、モータ17の正逆転をともなう距離
制御が行われる。例えば被加工物5からビームヘ
ツド3までの距離が増大したような場合は、距離
センサ19内のノズル21の圧力(反射圧力)が
減少するので、この減少を阻止するべく、制御装
置18内のサーボ回路24はモータ17に対して
正転指令を供給する。また、その逆に、被加工物
5からビームヘツド3までの距離が減少したよう
な場合は、距離センサ19内のノズル21の圧力
(反射圧力)が増大するので、この増大を阻止す
べく、制御装置18内のサーボ回路24はモータ
17に対して逆転指令を供給する。
Beam head 3 and workpiece 5 during laser processing
The distance between them is constantly monitored by two distance sensors 19, and distance control involving forward and reverse rotation of the motor 17 is performed. For example, when the distance from the workpiece 5 to the beam head 3 increases, the pressure of the nozzle 21 in the distance sensor 19 (reflected pressure) decreases, so in order to prevent this decrease, the servo in the control device 18 The circuit 24 supplies a normal rotation command to the motor 17. Conversely, if the distance from the workpiece 5 to the beam head 3 decreases, the pressure of the nozzle 21 in the distance sensor 19 (reflected pressure) increases, so control is required to prevent this increase. A servo circuit 24 within device 18 provides a reverse rotation command to motor 17.

こうして、被加工物5に対するビームヘツド3
の距離は、常に一定に保たれるため、レーザ光線
のスポツト径は変動せず、従つて精度の高い加工
が可能となる。
In this way, the beam head 3 relative to the workpiece 5
Since the distance is always kept constant, the spot diameter of the laser beam does not fluctuate, making it possible to perform highly accurate processing.

また、本実施例では、距離センサ19のノズル
21を2個、ビームヘツド3の先端部を挟んで設
けた構成であるから、被加工物5の加工パターン
の特殊性により、一方の距離センサ19のノズル
21が被加工物5の真上から外れてしまつたよう
な場合でも、他方の距離センサ19のノズル21
が被加工物5の上方空間にある限り、距離検出が
可能であるから、被加工物5の加工パターンによ
つて受ける加工上の制限が少なく、距離センサ1
9が1個しか設けられていない場合に比較して汎
用性は大である。なお、これら2個の距離センサ
19のノズル21は、ビームヘツド3の先端部へ
の取付位置を随意変えることができるように構成
してあるから、例えばノズル21どうしの開き角
度を鋭角又は鈍角とすれば、被加工物5の加工パ
ターンに応じた最適配置とすることもできる。
Furthermore, in this embodiment, two nozzles 21 of the distance sensor 19 are provided with the tip of the beam head 3 sandwiched between them. Even if the nozzle 21 comes off from directly above the workpiece 5, the nozzle 21 of the other distance sensor 19
As long as the distance sensor 1 is in the space above the workpiece 5, distance detection is possible.
The versatility is greater than when only one 9 is provided. Note that the nozzles 21 of these two distance sensors 19 are configured so that the attachment positions to the tip of the beam head 3 can be changed at will. For example, the optimum arrangement can be made according to the processing pattern of the workpiece 5.

さらにまた、レーザ加工中に、万が一2個のノ
ズル21がともに被加工物5上から外れてしまう
ようなことがあつても、圧力センサ23の出力が
突発的に変化したのを受けて、出力ロツク回路2
5が、圧力センサ23の出力を所定の値にロツク
するので、ビームヘツド3はそれまでの距離にロ
ツクされ、これによりビームヘツド3の突込み現
象を確実に回避することができる。従つて、距離
センサ19による被加工物5とビームヘツド3間
の距離検出が実質上不可能な事態が発生したとし
ても、被加工物5とビームヘツド3の衝突といつ
た最悪の事態は、未然にしかも確実に防止するこ
とができる。
Furthermore, even in the unlikely event that both nozzles 21 come off the workpiece 5 during laser processing, the output of the pressure sensor 23 will change suddenly. Lock circuit 2
5 locks the output of the pressure sensor 23 at a predetermined value, so that the beam head 3 is locked at the distance up to that point, thereby reliably avoiding the phenomenon of the beam head 3 plunging. Therefore, even if a situation occurs where it is virtually impossible for the distance sensor 19 to detect the distance between the workpiece 5 and the beam head 3, the worst case scenario, such as a collision between the workpiece 5 and the beam head 3, can be avoided. Moreover, it can be reliably prevented.

なお、レーザ加工の終了とともに、レーザ発振
器2は作動を停止し、制御装置18からモータ1
7への逆転指令とともに、ビームヘツド3は加工
開始時の位置まで上昇復帰する。
Note that, upon completion of laser processing, the laser oscillator 2 stops operating, and the control device 18 controls the motor 1.
7, the beam head 3 rises and returns to the position at the start of processing.

本実施例の場合、距離センサ19を2個用いた
場合を例にとつたが、距離センサ19の使用個数
を増やすことにより、より精度と安全性の優れた
距離制御が可能となる。また、距離センサ19の
数を1個に減らした場合でも、圧力センサ23に
出力ロツク回路25が接続してあるので、距離セ
ンサ19が被加工物5から外れたときの安全対策
は万全である。
In the case of this embodiment, the case where two distance sensors 19 are used is taken as an example, but by increasing the number of distance sensors 19 used, it becomes possible to perform distance control with higher accuracy and safety. Furthermore, even when the number of distance sensors 19 is reduced to one, since the output lock circuit 25 is connected to the pressure sensor 23, there is a complete safety measure when the distance sensor 19 comes off the workpiece 5. .

また上記実施例において、圧力センサ23に代
え、ダイヤフラム式の空電変換器等を用いてもよ
い。
Further, in the above embodiment, a diaphragm type pneumatic converter or the like may be used instead of the pressure sensor 23.

以上説明したように、上記構成になるレーザ加
工装置1によれば、ビームヘツド3に設けた距離
センサ19により、被加工物5とビームヘツド3
の間の距離を検出するため、被加工5の加工にと
もない生ずる加工粉等が距離センサ19内に進入
しにくく、仮に距離センサ19が異常を来したよ
うな場合でも、距離センサ19が被加工物5上か
ら離脱したときと同様に、距離センサ19の出力
が許容範囲を越えて突変したときに、距離センサ
19の出力を受ける圧力センサ23の出力が、こ
の圧力センサ23とサーボ回路24の間に設けた
出力ロツク回路25によつてロツクされる構成で
あるから、サーボ回路24内に異常入力に対する
リミツタ回路等を設ける必要もなく、また、距離
センサ19の出力ロツクレベルも容易に変更する
ことができる。
As explained above, according to the laser processing apparatus 1 having the above structure, the distance sensor 19 provided in the beam head 3 allows the distance between the workpiece 5 and the beam head 3 to be adjusted.
In order to detect the distance between Similar to when the object 5 is detached, when the output of the distance sensor 19 suddenly changes beyond the allowable range, the output of the pressure sensor 23 that receives the output of the distance sensor 19 is transferred between the pressure sensor 23 and the servo circuit 24. Since it is configured to be locked by the output lock circuit 25 provided between the two, there is no need to provide a limiter circuit for abnormal input in the servo circuit 24, and the output lock level of the distance sensor 19 can be easily changed. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明のレーザ加工装置の一実施例
を示す側面図、第2図は、第1図に示した距離セ
ンサ部分の要部縦断面図である。 1……レーザ加工装置、2……レーザ発振器、
3……ビームヘツド、5……被加工物、18……
制御装置、19……距離センサ、23……圧力セ
ンサ、24……サーボ回路、25……出力ロツク
回路。
FIG. 1 is a side view showing an embodiment of the laser processing apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of a main part of the distance sensor portion shown in FIG. 1... Laser processing device, 2... Laser oscillator,
3... Beam head, 5... Workpiece, 18...
Control device, 19... Distance sensor, 23... Pressure sensor, 24... Servo circuit, 25... Output lock circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 レーザ発振器で発生したレーザ光線をビーム
ヘツドにより収束し、このビームヘツドに対して
所定距離離間対向する被加工物に照射し、照射位
置を変えながら被加工物にレーザ加工を施すレー
ザ加工装置において、前記ビームヘツドに距離セ
ンサを設け、この距離センサは、外部から送られ
てくる所定圧力の気体を噴射する円錐状のノズル
内に、円錐面に沿つて気体を噴出する噴出孔と、
軸上に貫通形成した圧力検出孔を設け、噴出孔か
ら噴出する噴流にもとづく負圧と、被加工物にて
反射された噴流による正圧との相互作用により決
定される圧力(反射圧力)から、ノズル或はビー
ムヘツドと被加工物の間の距離を検出する構成と
し、さらに、前記距離センサの出力を受ける圧力
センサと、前記距離センサの出力に応じて前記ビ
ームヘツドと被加工物の間の距離をあらかじめ定
めた一定値に保つサーボ回路と、このサーボ回路
と前記圧力センサの間に設けられ、前記距離セン
サの出力がレーザ加工上の許容範囲を超えて突変
したときに、前記圧力センサの出力をロツクする
出力ロツク回路を設けてなるレーザ加工装置。
1. In a laser processing apparatus that converges a laser beam generated by a laser oscillator by a beam head, irradiates it onto a workpiece facing a predetermined distance from the beam head, and performs laser processing on the workpiece while changing the irradiation position. A distance sensor is provided in the beam head, and the distance sensor includes a conical nozzle that injects gas at a predetermined pressure sent from the outside, and a jet hole that jets the gas along a conical surface;
A pressure detection hole is provided on the shaft, and the pressure determined by the interaction between the negative pressure from the jet ejected from the nozzle and the positive pressure from the jet reflected from the workpiece (reflected pressure) is detected. , configured to detect the distance between the nozzle or beam head and the workpiece, further comprising a pressure sensor that receives the output of the distance sensor, and a pressure sensor that detects the distance between the beam head and the workpiece according to the output of the distance sensor. A servo circuit is provided between the servo circuit and the pressure sensor to maintain the distance sensor at a predetermined constant value, and when the output of the distance sensor suddenly changes beyond the allowable range for laser processing, the pressure sensor A laser processing device equipped with an output lock circuit that locks the output.
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