JPH0833994A - Laser beam machine - Google Patents
Laser beam machineInfo
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- JPH0833994A JPH0833994A JP6169493A JP16949394A JPH0833994A JP H0833994 A JPH0833994 A JP H0833994A JP 6169493 A JP6169493 A JP 6169493A JP 16949394 A JP16949394 A JP 16949394A JP H0833994 A JPH0833994 A JP H0833994A
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- laser beam
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はレーザ加工装置に関し、
特にレーザ照射を行うノズル部を三次元的に駆動可能と
したレーザ加工装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus,
In particular, the present invention relates to a laser processing apparatus capable of three-dimensionally driving a nozzle section that performs laser irradiation.
【0002】[0002]
【従来の技術】この種のレーザ加工装置の一例として、
支持枠に回転自在に軸支した第1の回転体と、この第1
の回転体を回転駆動する第1のモータと、前記第1の回
転体に回転自在に軸支した第2の回転体と、この第2の
回転体を回転駆動する第2のモータと、前記第2の回転
体よりも先端部側に設けたノズル部と、前記第1の回転
体に設けられ、その軸線上に放射されたレーザ光を前記
第2の回転体に案内する第1の反射手段と、前記第2の
回転体に設けられ、その軸線上に放射されたレーザ光を
前記ノズル部に向けて案内する第2の反射手段とを備
え、該第2の反射手段で反射されたレーザ光を前記ノズ
ル部からワーク(被加工物)へ向けて照射する三次元レ
ーザ加工装置であって、前記支持枠に揺動フレームを揺
動可能に設けると共に、該揺動フレームに前記第1の回
転体を回転自在に軸支して、該揺動フレームで前記第1
の回転体、第2の回転体、ノズル部、第1の反射手段、
第2の反射手段、第1のモータ及び第2のモータを一体
的に支持させ、更に前記揺動フレームを通常は所定の非
作動位置に保持する保持手段を設けるとともに、該揺動
フレームが前記非作動位置から揺動したことを検出する
検出手段を設けたものが知られている(例えば、特公平
3−55234号)。2. Description of the Related Art As an example of this type of laser processing apparatus,
A first rotating body that is rotatably supported by a support frame;
A first motor for rotatably driving the rotating body, a second rotating body rotatably supported by the first rotating body, a second motor for rotationally driving the second rotating body, A nozzle portion provided on the tip side of the second rotating body, and a first reflection which is provided on the first rotating body and guides a laser beam radiated on the axis of the first rotating body to the second rotating body. Means and a second reflecting means which is provided on the second rotating body and guides the laser light radiated on the axis thereof toward the nozzle portion, and is reflected by the second reflecting means. A three-dimensional laser processing apparatus for irradiating a workpiece (workpiece) with laser light from the nozzle portion, wherein a swing frame is swingably provided on the support frame, and the swing frame is provided with the first frame. Rotatably rotatably supporting the rotating body of the
Rotating body, the second rotating body, the nozzle portion, the first reflecting means,
Holding means for integrally supporting the second reflecting means, the first motor and the second motor, and further holding the swing frame in a predetermined non-actuated position, is provided with the swing frame. There is known one provided with a detecting means for detecting that it has rocked from a non-operating position (for example, Japanese Patent Publication No. 3-55234).
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
レーザ加工装置を含め、これまでのものは、レーザの発
振源からノズル部までのレーザ導入経路が固定式であ
る。このため、三次元的に駆動可能であるとは言って
も、レーザ導入経路がノズル部の自在な動きを妨げ、ノ
ズル部の動きに制約が生じていた。However, in the conventional devices including the above laser processing device, the laser introduction path from the laser oscillation source to the nozzle portion is fixed. For this reason, even though it can be driven three-dimensionally, the laser introduction path impedes the free movement of the nozzle portion, and the movement of the nozzle portion is restricted.
【0004】また、レーザ導入経路には光ファイバケー
ブルが用いられており、これまでのものはできるだけ自
在な動きを可能にするために、可撓性に富んだケーブル
が用いられている。ケーブルの可撓性は許容曲げ半径と
許容捩じれ量とで規定され、これらの値が大きいほど機
械的強度は低い。したがって、可撓性に富んだケーブル
はそれだけ機械的強度が低いことを意味し、万一、ケー
ブルが切断するようなことがあると、レーザが漏れて人
体を損傷するような事故につながるおそれがある。この
ため、レーザ加工装置の分野における光ファイバケーブ
ルは、安全性向上のために保護被覆を強化する必要があ
るが、保護被覆を強化すると可撓性が低下し、ノズル部
の自在な動きを更に妨げることになる。Further, an optical fiber cable is used for the laser introduction path, and in the past, a cable having a high flexibility is used in order to make the movement as flexible as possible. The flexibility of the cable is defined by the allowable bending radius and the allowable twist amount, and the larger these values are, the lower the mechanical strength is. Therefore, a cable with high flexibility means that the mechanical strength is low, and if the cable were to be cut, the laser could leak and cause an accident that could injure the human body. is there. For this reason, the optical fiber cable in the field of laser processing equipment needs to be reinforced with a protective coating in order to improve safety. However, if the protective coating is reinforced, the flexibility is reduced, and the free movement of the nozzle portion is further improved. It will interfere.
【0005】それ故、本発明の課題はレーザ光を照射す
るノズル部をレーザ導入経路に妨げられることなく自在
に駆動することのできるレーザ加工装置を提供すること
にある。Therefore, an object of the present invention is to provide a laser processing apparatus capable of freely driving a nozzle section for irradiating a laser beam without being obstructed by a laser introduction path.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、レーザ照射用
のノズル部を有するレーザ照射部を備えたレーザ加工装
置において、前記ノズル部はレーザ光導入用の光ファイ
バとの接続を行いかつ導入されたレーザ光をあらかじめ
定められた方向に偏向させる反射鏡を内蔵した導入部を
有すると共に、該ノズル部をあらかじめ定められた軸を
中心に回転させるための回転駆動機構との連結支持部を
有し、前記導入部を前記連結支持部に対して回転可能に
構成したことを特徴とする。According to the present invention, in a laser processing apparatus having a laser irradiation section having a nozzle section for laser irradiation, the nozzle section is connected to and introduced with an optical fiber for introducing laser light. It has an introduction part having a built-in reflecting mirror for deflecting the generated laser light in a predetermined direction, and a connection support part with a rotation drive mechanism for rotating the nozzle part around a predetermined axis. However, the introduction portion is configured to be rotatable with respect to the connection support portion.
【0007】なお、前記レーザ照射部は、装置フレーム
に取り付けられて上下方向に延びる第1の軸を中心とす
る回転駆動を行うための第1の回転駆動機構と、該第1
の回転駆動機構と共に回転可能に連結された連結機構
と、該連結機構に取り付けられ、前記第1の軸に対して
鋭角をもって交差する第2の軸を前記あらかじめ定めら
れた軸としてこれを中心とする回転駆動を行うための前
記回転駆動機構とを有する。The laser irradiation unit is attached to the apparatus frame, and has a first rotation drive mechanism for performing rotation drive about a first shaft extending in the vertical direction, and the first rotation drive mechanism.
With a connecting mechanism that is rotatably connected together with the rotary drive mechanism and a second shaft that is attached to the connecting mechanism and intersects the first shaft at an acute angle, with the predetermined shaft as the predetermined shaft. The rotary drive mechanism for performing the rotary drive.
【0008】本発明によればまた、レーザ照射用のノズ
ル部を備えたレーザ加工装置において、前記ノズル部は
レーザ光導入用の光ファイバとの接続部を有すると共
に、導入されたレーザ光を直角方向に偏向させるための
第1の反射鏡を有する第1の可動部と、該第1の可動部
に連結されて該第1の反射鏡で反射されたレーザ光を直
角方向に偏向させるための第2の反射鏡を有する第2の
可動部とを有し、前記第1の可動部は、前記接続部にお
いて前記光ファイバに対してそこから導入されたレーザ
光を中心に回動可能に構成され、前記第2の可動部は、
前記第1の可動部との連結部において前記第1の可動部
に対して前記第1の反射鏡で反射されたレーザ光を中心
に回動可能に構成されていることを特徴とするレーザ加
工装置が得られる。Further, according to the present invention, in a laser processing apparatus having a nozzle portion for laser irradiation, the nozzle portion has a connection portion with an optical fiber for introducing laser light, and the introduced laser light is at a right angle. A first movable part having a first reflecting mirror for deflecting in a direction, and a laser beam connected to the first movable part and reflected by the first reflecting mirror for deflecting in a perpendicular direction. A second movable part having a second reflecting mirror, and the first movable part is configured to be rotatable around the laser light introduced from the optical fiber in the connection part to the optical fiber. And the second movable part is
Laser processing characterized in that it is configured to be rotatable about a laser beam reflected by the first reflecting mirror with respect to the first movable portion at a connection portion with the first movable portion. The device is obtained.
【0009】[0009]
【作用】本発明によれば、ノズル部へのレーザ光の導入
を、ノズル部の周辺機構、すなわち回転駆動機構とは分
離状態にある光ファイバケーブルによってじかに行うこ
とにより、ノズル部の動きに対する制約をできるだけ少
なくしている。According to the present invention, the introduction of the laser beam into the nozzle portion is directly performed by the optical fiber cable which is in a state of being separated from the peripheral mechanism of the nozzle portion, that is, the rotation driving mechanism, thereby restricting the movement of the nozzle portion. Is as low as possible.
【0010】[0010]
【実施例】はじめに、図3を参照して本発明を適用した
レーザ加工装置を概略的に説明する。図3において、第
1の蛇腹機構61によりワーク載置台65を一方向(こ
こではx軸方向と呼ぶ)に走行可能な門型の可動フレー
ム60に、第2の蛇腹機構62、第3の蛇腹機構63に
よりy軸方向、z軸方向に移動可能な可動フレーム64
を取り付けている。可動フレーム64の下部には、レー
ザ光照射用のノズル部とこれをx、y、zの3軸方向に
駆動する駆動機構とから成るレーザ照射部100が取り
付けられている。レーザ発振源等を内蔵した駆動ユニッ
ト66から光ファイバケーブル67が導出され、この光
ファイバケーブル67は可動フレーム64、レーザ照射
部100の動きに通過して変形可能な状態でレーザ照射
部100に接続されている。68は装置の起動、停止を
行うためのスイッチやリモコン操作用のボタン等を実装
した操作ボックスであり、可動フレーム60に取り付け
られている。69はワークを数値制御等によりレーザ加
工するための設定値等を入力したり、各種データを表示
するための操作パネルである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a laser processing apparatus to which the present invention is applied will be schematically described with reference to FIG. In FIG. 3, a first bellows mechanism 61 allows a work table 65 to travel in one direction (herein referred to as the x-axis direction) on a gate-shaped movable frame 60, a second bellows mechanism 62, and a third bellows. A movable frame 64 that can be moved in the y-axis direction and the z-axis direction by the mechanism 63.
Is installed. A laser irradiation unit 100 including a nozzle unit for laser light irradiation and a drive mechanism for driving the nozzle unit for laser light irradiation in the three axial directions of x, y, and z is attached to the lower portion of the movable frame 64. An optical fiber cable 67 is led out from a drive unit 66 having a built-in laser oscillation source and the like, and the optical fiber cable 67 passes through the movement of the movable frame 64 and the laser irradiation unit 100 and is connected to the laser irradiation unit 100 in a deformable state. Has been done. Reference numeral 68 denotes an operation box in which a switch for starting and stopping the apparatus, a button for remote control operation, and the like are mounted, and is attached to the movable frame 60. Reference numeral 69 denotes an operation panel for inputting set values and the like for laser processing the work by numerical control and displaying various data.
【0011】次に、図1を参照して本発明の要部である
レーザ照射部100について説明する。本レーザ照射部
100は、レーザ照射用のノズル部30をz軸(第1の
軸)を中心に回転させるための第1の回転駆動機構1
0、ノズル部30をz軸に対して鋭角(通常、45°)
をなすθ軸(第2の軸)を中心に回転させるための第2
の回転駆動機構20、第1の回転駆動機構10と第2の
回転駆動機構20とを連結するための連結機構40とに
大別され、第2の回転駆動機構20とノズル部30との
間は回動アーム27で連結されている。Next, referring to FIG. 1, the laser irradiation unit 100, which is a main part of the present invention, will be described. The laser irradiation unit 100 includes a first rotation driving mechanism 1 for rotating the nozzle unit 30 for laser irradiation about the z axis (first axis).
0, the nozzle portion 30 is at an acute angle with respect to the z-axis (usually 45 °)
Second for rotation around the θ axis (second axis)
Between the second rotary drive mechanism 20 and the nozzle portion 30. The rotary drive mechanism 20 and the connection mechanism 40 for connecting the first rotary drive mechanism 10 and the second rotary drive mechanism 20 Are connected by a rotating arm 27.
【0012】第1の回転駆動機構10は、図3に示され
た可動フレーム64に固定された固定ベース11−1,
11−2を有し、固定ベース11−2にはモータ12を
取り付けている。モータ12の出力軸はカップリング機
構13を介して減速機構14に連結されている。減速機
構14により減速された回転は回転構造体15に伝達さ
れる。回転構造体15は、減速機構14に連結された回
転板15−1と、これに固定され、下方には内方に張り
出すように形成された環状の張り出し部15−3を有す
る支持板15−2とから成る。張り出し部15−3の内
周面は上方に向けて広がるようなテーパ状にされてい
る。The first rotary drive mechanism 10 includes a fixed base 11-1 fixed to the movable frame 64 shown in FIG.
11-2, and the motor 12 is attached to the fixed base 11-2. The output shaft of the motor 12 is connected to the reduction mechanism 14 via the coupling mechanism 13. The rotation reduced by the reduction mechanism 14 is transmitted to the rotating structure 15. The rotary structure 15 is a support plate 15 having a rotary plate 15-1 connected to the speed reduction mechanism 14 and a rotary plate 15-1 fixed to the rotary plate 15-1 and having an annular projecting portion 15-3 formed so as to project inward. -2 and. The inner peripheral surface of the projecting portion 15-3 is tapered so as to spread upward.
【0013】連結機構40は、その中心に上方に向かっ
て広がるテーパ部41−1とこのテーパ部41−1の上
端に設けられたフランジ41−2とを有するテーパ構造
体41を有し、このテーパ構造体41はフランジ41−
2が張り出し部15−3に載置された状態で支持され
る。テーパ構造体41の下部には、斜め下方に向けて延
びる中空の連結部材42−1を有する回転伝達部材42
が固定されている。回転伝達部材42と支持板15−2
との間には、z軸を中心とする周方向に90°の角度間
隔をおいて4つのコイルスプリング43−1〜43−4
が斜めに傾斜させた状態で設けられている。コイルスプ
リング43−1〜43−4は伸張方向に付勢力を生ずる
ものであり、これらの一端はそれぞれ、回転伝達部材3
2に設けられたシリンダ状の支持筒44−1〜44−4
により支持され、他端はそれぞれ支持板15−2に当接
した状態に置かれている。The connecting mechanism 40 has a taper structure 41 having a taper portion 41-1 which spreads upward in the center thereof and a flange 41-2 provided at the upper end of the taper portion 41-1. The taper structure 41 is a flange 41-
2 is supported while being mounted on the projecting portion 15-3. A rotation transmitting member 42 having a hollow connecting member 42-1 extending obliquely downward is provided below the taper structure 41.
Has been fixed. Rotation transmission member 42 and support plate 15-2
Between the four coil springs 43-1 to 43-4 with an angular interval of 90 ° about the z-axis in the circumferential direction.
Is provided in an inclined state. The coil springs 43-1 to 43-4 generate an urging force in the extension direction, and one ends of these are respectively transmitted to the rotation transmitting member 3.
2 is provided with a cylindrical support cylinder 44-1 to 44-4
And the other end is placed in contact with the support plate 15-2.
【0014】支持筒44−1〜44−4にはそれぞれコ
イルスプリング43−1〜43−4の一端に当接させた
ピストン状の移動体を移動させることによりコイルスプ
リング43−1〜43−4の付勢力を調整する調整機構
45−1〜45−4が組み合わされている。コイルスプ
リング43−1〜43−4の付勢力により、テーパ構造
体41のフランジ41−2が張り出し部15−3に圧接
され、その摩擦力により回転構造体15の回転がテーパ
構造体41に伝達される。Coil springs 43-1 to 43-4 are moved by moving piston-shaped moving bodies, which are brought into contact with one ends of the coil springs 43-1 to 43-4, to the support cylinders 44-1 to 44-4. The adjusting mechanisms 45-1 to 45-4 for adjusting the urging force of are combined. The flange 41-2 of the taper structure 41 is pressed against the projecting portion 15-3 by the urging force of the coil springs 43-1 to 43-4, and the frictional force transmits the rotation of the rotary structure 15 to the taper structure 41. To be done.
【0015】連結部材42−1には、第2の回転駆動機
構20が連結され、この第2の回転駆動機構20は90
°に折れた中空の筒状体内にモータ21、カップリング
機構22が収容されている。そして、カップリング機構
22の出力軸に第1のベベルギヤ23を設け、この第1
のベベルギヤ23には第2のベベルギヤ24を歯合させ
ることで、モータ21の回転をθ軸を中心とする回転運
動に変換するように構成している。第2のベベルギヤ2
4の回転軸には、減速機構25を介して回転体26が連
結され、この回転体26の回転が回動アーム27を介し
てノズル部30に伝達される。The second rotary drive mechanism 20 is connected to the connecting member 42-1.
The motor 21 and the coupling mechanism 22 are housed in a hollow cylindrical body that is bent at an angle. Then, a first bevel gear 23 is provided on the output shaft of the coupling mechanism 22, and
By engaging the second bevel gear 24 with the bevel gear 23, the rotation of the motor 21 is converted into a rotational movement about the θ axis. Second bevel gear 2
A rotary body 26 is connected to the rotary shaft of No. 4 via a reduction mechanism 25, and the rotation of the rotary body 26 is transmitted to the nozzle unit 30 via a rotary arm 27.
【0016】ノズル部30の上部には図3に示された光
ファイバケーブル67がコネクタ31を介して連結さ
れ、コネクタ31を通して導入されたレーザ光はノズル
部30の上部に内蔵された反射鏡32により90°の角
度で反射されて中心軸(図1の状態ではz軸)に沿って
下方に向かう。The optical fiber cable 67 shown in FIG. 3 is connected to the upper portion of the nozzle portion 30 via the connector 31, and the laser light introduced through the connector 31 is incorporated in the upper portion of the nozzle portion 30 to form the reflecting mirror 32. Is reflected at an angle of 90 ° and goes downward along the central axis (z-axis in the state of FIG. 1).
【0017】ノズル部30は、回動アーム27と連結さ
れた連結支持部33より下方の部分と、連結支持部33
より上方にあってコネクタ31と反射鏡32とを含んで
いる導入部とに分けられ、この導入部は連結支持部33
に対してベアリング34により回転可能に構成されてい
る。このようにして、コネクタ31と反射鏡32とは、
連結支持部33に対して一体的に回転自在に組み付けら
れており、回動アーム27がθ軸を中心に回転しても光
ファイバケーブル67は回転を妨げず、しかも常に光フ
ァイバケーブル67からのレーザ光を中心軸方向に反射
できるようにされている。The nozzle portion 30 is a portion below the connection support portion 33 connected to the rotating arm 27, and the connection support portion 33.
It is further divided into an introduction portion including a connector 31 and a reflecting mirror 32, and the introduction portion is connected to the connection support portion 33.
The bearing 34 is configured to be rotatable with respect to. In this way, the connector 31 and the reflecting mirror 32 are
The optical fiber cable 67 is integrally rotatably assembled to the connection support portion 33, and even if the rotary arm 27 rotates about the θ axis, the optical fiber cable 67 does not hinder the rotation, and the optical fiber cable 67 is always connected to the optical fiber cable 67. The laser light can be reflected in the central axis direction.
【0018】この他、ノズル部30には、反射鏡32か
らのレーザ光を焦点位置35に集光させるための手段や
焦点調整機構が組み合わされるが、これらはいずれも周
知であるので固定、説明は省略する。In addition to this, the nozzle portion 30 is combined with a means for focusing the laser light from the reflecting mirror 32 to the focal position 35 and a focus adjusting mechanism, but these are all well known and fixed and explained. Is omitted.
【0019】以上のように構成することにより、図1の
状態では、第1の回転駆動機構10によりノズル部30
はz軸を中心に360°より小さい範囲で回転駆動され
る。また、図1の状態で第2の回転駆動機構20のみを
駆動すると、ノズル部30はθ軸を中心に360°より
小さい範囲で回転駆動される。そして、第1、第2の回
転駆動機構10,20を共に駆動することにより、ノズ
ル部30の先端が様々な方向を向く、いわゆる三次元の
姿勢制御を行うことができる。すなわち、連結支持部3
3がワ−クに対する加工に合わせてz軸やθ軸を中心に
回転しても、導入部が連結支持部33に対して自由に回
転可能であるので、光ファイバケーブル67の接続部に
は大きな動きは生じない。言い換えれば、光ファイバケ
ーブル67がノズル部30の動きを妨げることが無い。With the above configuration, in the state of FIG. 1, the nozzle portion 30 is driven by the first rotary drive mechanism 10.
Is driven to rotate about the z axis in a range smaller than 360 °. Further, when only the second rotary drive mechanism 20 is driven in the state of FIG. 1, the nozzle portion 30 is rotationally driven within a range smaller than 360 ° about the θ axis. By driving both the first and second rotary drive mechanisms 10 and 20, it is possible to perform so-called three-dimensional attitude control in which the tip of the nozzle portion 30 faces various directions. That is, the connection support portion 3
Even if 3 rotates about the z-axis or the θ-axis in accordance with the processing for the work, the introduction part can freely rotate with respect to the connection support part 33, so that the connection part of the optical fiber cable 67 is There is no big movement. In other words, the optical fiber cable 67 does not hinder the movement of the nozzle unit 30.
【0020】このことから、光ファイバケーブル67と
して保護被覆を強化することにより可撓性の低い、つま
り硬い光ファイバケーブルでも使用することができ、安
全性の向上に寄与せしめることができる。Therefore, by strengthening the protective coating as the optical fiber cable 67, it is possible to use an optical fiber cable having low flexibility, that is, a hard optical fiber cable, and it is possible to contribute to the improvement of safety.
【0021】ところで、上記構成に加えて、本実施例で
は、ノズル部30が万一、ワークと衝突した場合を考慮
して、次のような手段を講じている。第1の手段は、張
り出し部15−3に上方に向けてピン46を設け、この
ピン46をテーパ構造体41のフランジ41−2に設け
た貫通孔に挿通させて成る。第2の手段は、テーパ構造
体41のテーパ部41−1に隣接した張り出し部15−
3のテーパ部に、その周方向に120°の角度間隔をお
いて3個の近接センサ47−1(1個のみ図示)を配設
して成る。これらの近接センサ47−1の検出信号は、
前述した駆動ユニット66に内蔵された第1〜第3の蛇
腹機構の制御部に送出される。By the way, in addition to the above construction, in the present embodiment, the following means are taken in consideration of the case where the nozzle portion 30 collides with the workpiece. The first means is to provide a pin 46 on the overhanging portion 15-3 facing upward, and insert the pin 46 into a through hole provided in the flange 41-2 of the taper structure 41. The second means is the projecting portion 15-adjacent to the taper portion 41-1 of the taper structure 41.
Three proximity sensors 47-1 (only one is shown) are arranged in the tapered portion 3 at an angular interval of 120 ° in the circumferential direction. The detection signals of these proximity sensors 47-1 are
It is sent to the control units of the first to third bellows mechanisms built in the drive unit 66 described above.
【0022】これら第1、第2の手段の機能について説
明する。例えば、ノズル部30がワークに衝突して図中
上方向に所定値以上の力、すなわちコイルスプリング4
3−1〜43−4による付勢力を越えるような力が作用
した場合には、テーパ構造体41は、そのフランジ41
−2が張り出し部15−3から離れて上方に浮き上がる
ように変位することでノズル部30、第2の回転駆動機
構20、連結機構40に加わる衝撃力を吸収すると共
に、上記各部を介して可動フレーム64に衝撃力が加わ
ることを防止する。The functions of these first and second means will be described. For example, when the nozzle portion 30 collides with the work, a force of a predetermined value or more in the upward direction in the drawing, that is, the coil spring
When a force that exceeds the biasing force of 3-1 to 43-4 is applied, the taper structure 41 has its flange 41
-2 is displaced so as to separate from the overhanging portion 15-3 and float upward, so as to absorb the impact force applied to the nozzle portion 30, the second rotation drive mechanism 20, and the coupling mechanism 40, and move via the above-mentioned respective portions. It is possible to prevent an impact force from being applied to the frame 64.
【0023】しかも、テーパ構造体41は、そのフラン
ジ41−2に設けられた貫通孔にピン46が挿通されて
いることにより、上方に変位しても周方向の位置ずれが
規制され、テーパ構造体41を元の位置に戻す時の復元
作業を容易にする。加えて、上記のような変位の場合、
3個の近接センサ47−1のすべてがテーパ構造体41
の変位を検出して検出信号を送出する。これらの検出信
号を受けた制御部ではノズル部30に対して下方から力
が作用していると判定し、レーザ照射部100を上方に
移動させるような蛇腹機構の制御動作を行う。Moreover, in the taper structure 41, the pin 46 is inserted into the through hole formed in the flange 41-2 of the taper structure 41, so that the positional deviation in the circumferential direction is restricted even if the pin 46 is displaced upward, and thus the taper structure is formed. This facilitates the restoration work when returning the body 41 to the original position. In addition, in the case of displacement as described above,
All of the three proximity sensors 47-1 are tapered structures 41.
The displacement is detected and a detection signal is sent out. The control unit that receives these detection signals determines that force is being applied to the nozzle unit 30 from below, and performs a control operation of the bellows mechanism that moves the laser irradiation unit 100 upward.
【0024】次に、ノズル部30がワークに衝突して図
中横方向に所定値以上の力が作用した場合には、テーパ
構造体41は、フランジ41−2が傾いた状態で一部が
張り出し部15−3から離れるように変位することで、
上記の場合と同様に衝撃力の吸収を行う。そして、この
場合にもピン46がフランジ41−2の貫通孔から抜け
ることはないので、テーパ構造体41の周方向の位置ず
れが規制される。Next, when the nozzle portion 30 collides with the work and a force of a predetermined value or more is applied in the lateral direction in the drawing, the taper structure 41 is partially broken with the flange 41-2 tilted. By displacing away from the overhanging portion 15-3,
The impact force is absorbed as in the above case. Also in this case, the pin 46 does not come out of the through hole of the flange 41-2, so that the positional displacement of the tapered structure 41 in the circumferential direction is restricted.
【0025】更に、このような変位の場合には、3個の
近接センサ47−1のすべてが変位を検出することはな
く、1個あるいは2個の近接センサ47−1から検出信
号が送出される。この場合、制御部では、近接センサ4
7−1からの検出信号が1つである場合には、その近接
センサ47−1の設置箇所と反対の方向から力が作用し
ていると判定し、この力を回避する方向にレーザ照射部
100を移動させるように蛇腹機構の駆動制御を行う。
一方、近接センサ47−1からの検出信号が2つである
場合には、制御部はこれら2つの近接センサ47−1の
設置箇所の中間部と反対の方向から力が作用していると
判定する。そして、このような力を回避する方向にレー
ザ照射部100を移動させるように蛇腹機構の駆動制御
を行う。Further, in the case of such a displacement, all the three proximity sensors 47-1 do not detect the displacement, and a detection signal is sent from one or two proximity sensors 47-1. It In this case, in the control unit, the proximity sensor 4
When there is one detection signal from 7-1, it is determined that the force is acting from the direction opposite to the location where the proximity sensor 47-1 is installed, and the laser irradiation unit is moved in the direction to avoid this force. Drive control of the bellows mechanism is performed so as to move 100.
On the other hand, when there are two detection signals from the proximity sensor 47-1, the control unit determines that the force is acting from the direction opposite to the intermediate portion of the installation location of these two proximity sensors 47-1. To do. Then, drive control of the bellows mechanism is performed so as to move the laser irradiation unit 100 in a direction in which such a force is avoided.
【0026】次に、図2を参照して本発明の第2の例を
説明する。この例では、光ファイバケーブル67として
硬いものを使用する。そして、この光ファイバケーブル
67によりノズル部50を吊り下げた状態にて支持する
ようにし、ノズル部50の先端部51をz軸及びx軸を
中心に回転可能にしたものである。ノズル部50はレー
ザ光導入用の光ファイバケーブル67との接続部52を
有すると共に、導入されたレーザ光を直角方向に偏向さ
せるための第1の反射鏡53を有する第1の可動部54
と、この第1の可動部54に連結されて第1の反射鏡5
3で反射されたレーザ光を直角方向に偏向させるための
第2の反射鏡55を有する第2の可動部56とを有す
る。Next, a second example of the present invention will be described with reference to FIG. In this example, a hard optical fiber cable 67 is used. The optical fiber cable 67 supports the nozzle portion 50 in a suspended state, and the tip portion 51 of the nozzle portion 50 is rotatable about the z axis and the x axis. The nozzle section 50 has a connection section 52 with an optical fiber cable 67 for introducing a laser beam, and a first movable section 54 having a first reflecting mirror 53 for deflecting the introduced laser beam in a right angle direction.
And the first reflecting mirror 5 connected to the first movable portion 54.
And a second movable part 56 having a second reflecting mirror 55 for deflecting the laser light reflected by the laser light 3 in the right-angled direction.
【0027】そして、第1の可動部54は、接続部52
においてベアリング57により光ファイバケーブル67
に対してそこから導入されたレーザ光を中心に360°
より小さい範囲で回動可能に構成されている。一方、第
2の可動部56は、第1の可動部54との連結部に配置
されたベアリング58により前記第1の可動部54に対
して第1の反射鏡53で反射されたレーザ光を中心に3
60°より小さい範囲で回動可能に構成されている。5
9a、59bは集光用のレンズである。第1の可動部5
4、第2の可動部56を回転させる回転駆動機構につい
ては周知の技術を利用してこれらの内部に組み込むこと
ができるので、図示、説明は省略する。いずれにして
も、ノズル部50の先端部51をz軸及びx軸を中心に
回転可能にしたことにより、先端部51の自由度を更に
向上させることができる。The first movable portion 54 is connected to the connecting portion 52.
Fiber optic cable 67 by bearing 57 at
In contrast, the laser beam introduced from there is centered around 360 °
It is configured to be rotatable in a smaller range. On the other hand, the second movable portion 56 transmits the laser light reflected by the first reflecting mirror 53 to the first movable portion 54 by the bearing 58 arranged at the connecting portion with the first movable portion 54. 3 in the center
It is configured to be rotatable within a range smaller than 60 °. 5
Reference numerals 9a and 59b are condenser lenses. First movable part 5
The rotation driving mechanism for rotating the fourth and second movable portions 56 can be incorporated into the inside thereof by using a well-known technique, and therefore, illustration and description thereof will be omitted. In any case, the degree of freedom of the tip portion 51 can be further improved by making the tip portion 51 of the nozzle portion 50 rotatable about the z axis and the x axis.
【0028】なお、上記ベアリングを中空モータに変更
すれば、光ファイバケーブル67の接続方向を任意の方
向に設定できる。また、上記ベアリングは回転可能に支
持できるものであれば、他の手段で代用しても良い。If the bearing is changed to a hollow motor, the connection direction of the optical fiber cable 67 can be set to any direction. Further, as long as the bearing can be rotatably supported, other means may be substituted.
【0029】[0029]
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ばノズル部に対するレーザ光の導入をノズル部の駆動機
構とは分離した光ファイバケーブルを通して、ノズル部
の動きを極力妨げることの無いようにして実現したこと
により、ノズル部の姿勢を様々に制御することができ
る。その結果、光ファイバケーブルとして可撓性の低い
ものでも利用できるので、保護被覆の強化を図ることが
でき、安全性の向上を図ることができる。As described above, according to the present invention, the movement of the nozzle portion is prevented as much as possible by the introduction of the laser beam to the nozzle portion through the optical fiber cable separated from the driving mechanism of the nozzle portion. By realizing the above, it is possible to control the posture of the nozzle portion in various ways. As a result, even an optical fiber cable with low flexibility can be used, so that the protective coating can be strengthened and the safety can be improved.
【図1】本発明によるレーザ加工装置のレーザ照射部の
内部構造を示した断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an internal structure of a laser irradiation section of a laser processing apparatus according to the present invention.
【図2】本発明によるレーザ加工装置のノズル部の他の
例を示した断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing another example of the nozzle portion of the laser processing apparatus according to the present invention.
【図3】本発明を適用したレーザ加工装置の例を示した
概略斜視図である。FIG. 3 is a schematic perspective view showing an example of a laser processing apparatus to which the present invention is applied.
10 第1の回転駆動機構 20 第2の回転駆動機構 30 ノズル部 40 連結機構 100 レーザ照射部 10 1st rotation drive mechanism 20 2nd rotation drive mechanism 30 Nozzle part 40 Coupling mechanism 100 Laser irradiation part
Claims (3)
照射部を備えたレーザ加工装置において、前記ノズル部
はレーザ光導入用の光ファイバとの接続を行いかつ導入
されたレーザ光をあらかじめ定められた方向に偏向させ
る反射鏡を内蔵した導入部を有すると共に、該ノズル部
をあらかじめ定められた軸を中心に回転させるための回
転駆動機構との連結支持部を有し、前記導入部を前記連
結支持部に対して回転可能に構成したことを特徴とする
レーザ加工装置。1. A laser processing apparatus comprising a laser irradiation section having a laser irradiation nozzle section, wherein the nozzle section is connected to an optical fiber for introducing a laser beam and the introduced laser beam is predetermined. And a connection support portion for connecting the rotation driving mechanism for rotating the nozzle portion around a predetermined axis, and the introduction portion is connected to the connection portion. A laser processing apparatus, which is configured to be rotatable with respect to a support portion.
て、前記レーザ照射部は、装置フレームに取り付けられ
て上下方向に延びる第1の軸を中心とする回転駆動を行
うための第1の回転駆動機構と、該第1の回転駆動機構
と共に回転可能に連結された連結機構と、該連結機構に
取り付けられ、前記第1の軸に対して鋭角をもって交差
する第2の軸を前記あらかじめ定められた軸としてこれ
を中心とする回転駆動を行うための前記回転駆動機構と
を有することを特徴とするレーザ加工装置。2. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the laser irradiating section is a first rotary drive for performing a rotary drive about a first shaft attached to the apparatus frame and extending in the vertical direction. The mechanism, a coupling mechanism rotatably coupled with the first rotary drive mechanism, and a second axis attached to the coupling mechanism and intersecting the first axis at an acute angle. A laser processing apparatus comprising: the rotation drive mechanism for performing rotation drive about the axis as a center.
加工装置において、前記ノズル部はレーザ光導入用の光
ファイバとの接続部を有すると共に、導入されたレーザ
光を直角方向に偏向させるための第1の反射鏡を有する
第1の可動部と、該第1の可動部に連結されて該第1の
反射鏡で反射されたレーザ光を直角方向に偏向させるた
めの第2の反射鏡を有する第2の可動部とを有し、前記
第1の可動部は、前記接続部において前記光ファイバに
対してそこから導入されたレーザ光を中心に回動可能に
構成され、前記第2の可動部は、前記第1の可動部との
連結部において前記第1の可動部に対して前記第1の反
射鏡で反射されたレーザ光を中心に回動可能に構成され
ていることを特徴とするレーザ加工装置。3. A laser processing apparatus having a laser irradiation nozzle portion, wherein the nozzle portion has a connection portion with an optical fiber for introducing a laser beam, and for deflecting the introduced laser beam in a right angle direction. First movable part having a first reflective mirror, and a second reflective mirror connected to the first movable part for deflecting the laser light reflected by the first reflective mirror in a perpendicular direction. A second movable part having a second movable part having a second movable part having a laser beam introduced from the optical fiber to the optical fiber at the connection part. The movable part is configured to be rotatable with respect to the first movable part around the laser beam reflected by the first reflecting mirror at the connection part with the first movable part. Characteristic laser processing equipment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6169493A JPH0833994A (en) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | Laser beam machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP6169493A JPH0833994A (en) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | Laser beam machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0833994A true JPH0833994A (en) | 1996-02-06 |
Family
ID=15887553
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6169493A Withdrawn JPH0833994A (en) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | Laser beam machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0833994A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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ITMI20090210A1 (en) * | 2009-02-18 | 2010-08-19 | Fabrizio Grassi | HEAD FOR CONTINUOUS PRECISION MACHINING ON THREE-DIMENSIONAL BODIES AND MACHINING MACHINE INCLUDING THIS HEAD |
EP2301706A3 (en) * | 2009-09-25 | 2012-05-02 | Agie Charmilles SA | Laser machining machine |
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-
1994
- 1994-07-21 JP JP6169493A patent/JPH0833994A/en not_active Withdrawn
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WO2010094449A1 (en) * | 2009-02-18 | 2010-08-26 | Fabrizio Grassi | Head for the continuous precision machining on three-dimensional bodies and machining equipment that comprises said head |
US8716621B2 (en) | 2009-02-18 | 2014-05-06 | Fabrizio Grassi | Head for the continuous precision machining on three-dimensional bodies and machining equipment that comprises said head |
EP2301706A3 (en) * | 2009-09-25 | 2012-05-02 | Agie Charmilles SA | Laser machining machine |
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