JPH0777672B2 - レーザ加工機のノズル先端位置の自動調整方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ加工機におい
て、使用するレンズの焦点位置に対するノズル先端の距
離の調整方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来からレーザ加工機においては、焦点
調整用のつまみや螺子により、レンズユニット自体を上
下動させてレンズの焦点位置に対する加工ノズル先端の
距離を調整したり、レンズや加工ノズルが固定されてい
る摺動筒を上下動させて調整する方法が知られている。

【０００３】即ち、レーザ加工機による加工において
は、図２に示すように、加工対象ワークＷの材質や板厚
に応じて該ワークＷに対する使用レンズ１の焦点位置Ｆ
までの距離Ａと、加工ノズル２の先端とワークＷとの間
の距離Ｂをそれぞれ最適位置に調整する必要があるが、
従来技術では、一例として、焦点位置Ｆに対する加工ノ
ズル２の先端の距離Ｃを調整した後、前記ノズル２の先
端とワークＷ間の距離ＢをＮＣ（数値制御、以下同じ）
指令により位置決めするという方法により行なわれてい
るため、焦点位置Ｆに対する前記ノズル２の先端の距離
Ｃの調整作業は、作業者がつまみや螺子を手動操作によ
り調整しなければならず、従って、その調整に手間を要
するという難点があった。また、上記以外のレーザ加工
機においても、ノズルに対する焦点位置を自動調整しよ
うとする場合、レンズ固有の焦点距離が不明，レン
ズとノズル先端間の距離が不明，位置決め用のアクチ
ュエータがない等の理由で、容易に自動調整化すること
は困難であった。

【０００４】一方、レーザ加工機による加工では、加工
対象ワークＷの材質、板厚、仕上がり状態に応じて焦点
距離や厚みの異なったレンズ１を使い分ける必要がある
が、使い分けるレンズ１の焦点距離Ｄの数値は個々に異
なり、従って、レンズ交換の度にテストカットなどを行
ない使用するレンズの焦点距離Ｄを把握した後、焦点位
置Ｆに対するノズル２の先端の距離Ｃを調整しなければ
ならず、このような調整にも多くの時間と手間を要して
いた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明が解決
しようとする課題は、レーザ加工機において、上記のよ
うに作業者が手作業で行う作業手間を省くことができ、
使用するレンズの焦点位置に対するノズル先端の距離を
自動調整することができる方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
を目的としてなされた本発明の構成は、交換して使用す
る個々のレンズに固有の焦点距離を示すデータを数値制
御データベースに予め設定する一方、交換したレンズと
加工ノズル先端の間の距離を調節するための位置決め機
構部に、モータ等の遠隔操作可能なアクチュエータを接
続し、前記数値制御データベースに設定した各レンズ固
有の焦点距離のデータの中から選択した交換したレンズ
のデータに基づいて前記アクチュエータを作動させ、該
レンズの焦点位置に対する前記ノズル先端の距離を自動
調整することを特徴とするものである。

【０００７】

【実施例】次に、本発明の実施の一例を図により説明す
る。図１はレーザ加工機における加工トーチ部分の一例
を示す正断面図である。しかして、レーザ発振器（図示
せず）から射出されたレーザビームＬＢは反射鏡（図示
せず）等を経由して図１の加工トーチＴに導かれ、この
加工トーチＴ内のレンズ１により集光され、ノズル２の
先端からワークＷに照射され切断等の加工を行う。

【０００８】上記加工トーチＴは、その本体がレンズ保
持部４とノズル保持部６を螺合して接合することにより
形成されている。そしてレンズ１はレンズホルダー３に
装着されていると共に、該レンズホルダー３が前記レン
ズ保持部４に螺装機構等を介してレンズ交換のため着脱
自在に取り付けられている。また、このレンズ保持部４
の上部外周にはアジャスターリング５が回転自在に嵌合
されている。一方、ノズル２はノズル保持部６の下端側
に螺装機構等を介して着脱自在に取り付けられている。

【０００９】上記のアジャスターリング５は、レンズ保
持部４の上部に固定されたプレート７により上下動を規
制されると同時に、当該リング５の下端側においてノズ
ル保持部６の上端側と螺合されている。このノズル保持
部６の上部側面には上下方向に長溝６ａが透設されてお
り、この長溝６ａ内にレンズ保持部４の外面に固定され
たガイドピン８の頭部が挿入されている。このガイドピ
ン８により、前記ノズル保持部６はアジャスターリング
５の正，逆回転によって上下動のみ可能にレンズ保持部
４に支持ガイドされるとともに、その上下動範囲が長溝
６ａの長さ内に規制される。

【００１０】上記アジャスターリング５を回転させるた
めのモータ９は、モータブラケット１０を介してプレー
ト７に取り付けられていると共に、このモータ９の出力
軸には駆動プーリー１１がキー１２により当該モータ９
と同期した回転が得られるように取付けられている。一
方、アジャスターリング５には従動プーリー１３が取り
付けられて、タイミングベルト１４により駆動プーリー
１１と連結されている。

【００１１】上記構成によって、モータ９の正，逆回転
に同期してアジャスターリング５が正，逆回転させられ
るが、このアジャスターリング５が正、逆回転すること
によって、ノズル保持部６が上下動させられ、レンズ１
とノズル２の先端との距離Ｅを調整できる、つまり、当
該レンズ１の焦点位置Ｆに対するノズル２の先端の距離
Ｃを調整できるのである。なお、モータ９にはエンコー
ダ９ａが取り付けられており、このエンコーダ９ａの出
力信号によリレンズ１とノズル２の先端との距離Ｅを把
握できるようになされている。

【００１２】従って、焦点位置Ｆに対するノズル２の先
端の距離ＣがＮＣ装置に設定入力されると、この距離Ｃ
の数値データと予めデータベース化された各レンズ１に
固有の焦点距離ＤとがＮＣ装置内で四則演算され、この
演算によってレンズ１とノズル２の先端の間の適正な距
離Ｅを求めることができることとなるので、ＮＣ指令に
よりレンズ１とノズル２の先端の間の距離Ｅが適正な距
離となるようにノズル２の位置決め制御をすることがで
きるのである。

【００１３】以上の本実施例では、焦点位置Ｆに対する
ノズル２の先端の距離ＣをＮＣ装置に入力する例によっ
て説明したが、この距離ＣはＮＣ装置内にデータベース
化されている距離Ａと距離Ｂを演算して得られる距離Ｃ
を用いてもよく、また、予めデータベース化された距離
Ｃを使用するようにしてもよい。

【００１４】

【発明の効果】本発明は以上の通りであって、レンズと
ノズル先端の間の距離を自動的に位置決めするために、
遠隔操作可能なアクチュエータを当該ノズルの上下動機
構に付設し、且つ、交換使用される個々のレンズに固有
の焦点距離の数値データをＮＣデータベースに予め設定
することにより、データベースに登録されたレンズを加
工トーチに取り付けた場合にはＮＣ装置によって常にノ
ズル先端に対する焦点位置を把握できるとともに、所定
の位置にノズル先端を位置決めすることができるので、
加工対象ワークが変わった場合やレンズを交換した時で
も、作業者が使用レンズの焦点位置に対するノズル先端
の距離調整を手作業で行う必要がなくなるという固有の
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】レーザ加工機における加工トーチの一例の正断
面図。

【図２】レンズとノズル先端との関係を説明するための
正面図。

【符号の説明】

１ レンズ ２ ノズル ５ アジャスターリング ６ ノズル保持部 ６ａ 長溝 ８ ピン ９ モータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交換して使用する個々のレンズに固有の
   焦点距離を示すデータを数値制御データベースに予め設
   定する一方、交換したレンズと加工ノズル先端の間の距
   離を調節するための位置決め機構部に、モータ等の遠隔
   操作可能なアクチュエータを接続し、前記数値制御デー
   タベースに設定した各レンズ固有の焦点距離のデータの
   中から選択した交換したレンズのデータに基づいて前記
   アクチュエータを作動させ、該レンズの焦点位置に対す
   る前記ノズル先端の距離を自動調整することを特徴とす
   るレーザ加工機のノズル先端位置の自動調整方法。
2. 【請求項２】 各レンズに固有の焦点距離を示すデータ
   に加え、データベース化されたノズル先端と焦点位置ま
   での距離、又は、焦点位置からワークまでの距離とノズ
   ル先端からワークまでの距離を示すデータを、数値制御
   データベースに予め設定する請求項１のレーザ加工機の
   ノズル先端位置の自動調整方法。