CN1234497C - 激光加工头 - Google Patents

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Abstract

一种激光加工头，包括：在沿激光的光轴方向的第1端部具有凸缘的同时在第2端部具有激光射出用喷嘴的第1加工头部；具有与该第1加工头部的所述凸缘卡合的被嵌合部、可脱离地将所述第1加工头部保持的第2加工头部；以及与设于所述被嵌合部的内周面对向的所述凸缘的外周面上的嵌合部进行嵌合、同时与所述被嵌合部的内周面进行压接的O形环。因此，当第1加工头部与障碍物冲撞时，具有能可靠地使防止破损功能进行动作，不仅可防止第1加工头部的损伤，进而防止整个激光加工头损伤，并能在通常状态下可靠地对第1加工头部进行保持固定。

Description

激光加工头
技术领域
本发明涉及用于三维式激光加工机等的移动式的激光加工头。
背景技术
图4是表示例如日本专利特开平7-178546号公报等示出的传统的激光加工头的剖面图。图4中，从激光振荡器(未图示)射出的激光L通过光路6向构成加工头部的焊枪本体1入射后，从喷嘴部7的孔射出激光L，对加工对象即工件(未图示)进行加工。
由于具有凸缘4和支架2，该凸缘4构成焊枪本体1的一部分、同时在所定的位置上分别具有磁铁8、开关5和贯通孔10；该支架2具有与凸缘4的形状对应形成的、包括内周壁3a、内底面3b的槽3并具有磁铁8、分别与贯通孔10对应的磁性体9、螺钉11和弹性构件12；并通过使凸缘4与槽3嵌合并利用磁铁8与磁性体9的磁力进行接合，将焊枪本体1保持在支架2上。
在上述的结构中，一旦某种障碍物例如工件与位于焊枪本体1前端的前端喷嘴部7等冲撞而向焊枪本体1施加超越了由磁铁8与磁性体9的磁力固定的固定力的冲击力，则会因该冲击力而损坏加工头部，为了防止这一现象，采用了一种使磁铁8与磁性体9分离、与障碍物接触部分反向的凸缘4的上面推压弹性构件12，将凸缘4从支架2的槽3顶起而脱离的结构。
如上所述，凸缘4与槽3脱离后的焊枪本体1在回避障碍物或将障碍物除去后，由弹性构件12推压凸缘4而使凸缘4再次与槽3嵌合，并通过磁铁8和磁性体9进行磁性固定，以使焊枪本体1返回原先的状态。
然而，在实际上，在凸缘4从原来的嵌合(配合)状态脱离而其一部分顶起之后，有时会发生在上升到支架2的上缘面2a的状态下被挂住的现象而不能顺利进行返回动作。又，为了不使出现凸缘4与上缘面2a挂住的现象而加大配合间隙，则会出现降低定心精度的问题。
又，近年来，在激光加工机中，随着性能的提高，加工动作的高速化及超高速化也在发展。又，采用三维式激光加工机时，喷嘴的方向不仅向下，通常还要回转到水平方向。为了不使质量大的焊枪本体1及其前端喷嘴部7因加工时的移动(特别是加速)而引起偏位，必须加大由磁铁等形成的固定力。另一方面，一旦固定力过强，与障碍物碰撞时则不能充分吸收冲击，在焊枪本体1倾斜之前，经常会发生前端喷嘴部7因冲击力而损坏的情况，从这一点来看，存在着不能将固定力设定得太强的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种结构简单、能可靠地使防止破损功能动作而防止加工头部的损伤、还可使加工头部一旦从卡合状态脱离时能可靠地返回原先的卡合状态的激光加工头。
根据本发明的第一个方面，提供了一种激光加工头，包括：在沿激光的光轴方向的第1端部具有凸缘的同时在第2端部具有激光射出用喷嘴的第1加工头部；具有与该第1加工头部的所述凸缘卡合的被嵌合部、可脱离地将所述第1加工头部保持的第2加工头部；以及与设于所述被嵌合部的内周面对向的所述凸缘的外周面上的嵌合部进行嵌合、同时与所述被嵌合部的内周面进行压接的O形环。
采用上述结构，能可靠地使防止破损功能进行动作，不仅可防止加工头部的损伤，还可使加工头部一旦从卡合状态脱离即能可靠地返回原先的卡合状态。
较佳地，在被嵌合部上形成有锥形部。
采用上述结构，可使加工头部向原先的卡合状态的返回能更加可靠且顺利地进行。
根据本发明的第二个方面，提供了一种激光加工头，包括：在沿激光的光轴方向的一端具有凸缘的同时在另一端具有激光射出用喷嘴的带凸缘的管子；将该带凸缘的管子向中空筐形构件的内面顶压的弹簧，在与所述带凸缘的管子的所述凸缘卡合的同时具有所述带凸缘的管子的定位机能的卡合构件，以及与设于与该卡合构件的内周面对向的所述凸缘的外周面的嵌合部嵌合、同时与所述卡合构件的内周面压接的O形环。
较佳地，该激光加工头还包括在带凸缘的管子的凸缘与中空筐形构件的接触面之间其作为低摩擦系数面作用的滑动片。
附图说明
图1为表示本发明第1实施形态的激光加工头的、带凸缘的管子的卡合状态的要部剖面图。
图2为表示本发明第1实施形态的激光加工头的、带凸缘的管子的倾斜状态的要部剖面图。
图3为表示本发明第2实施形态的激光加工头的要部剖面图。
图4为表示传统的激光加工头的要部剖面图。
具体实施方式
实施形态1
图1和图2为说明本发明第1实施形态的激光加工头用的要部剖面图。
图1表示带凸缘的管子与中空筐形构件卡合后的状态，图2表示带凸缘的管子脱离与中空筐形构件的卡合后形成的倾斜状态。
图1中，21是一种在下端安装有作为激光射出用喷嘴的前端喷嘴部17、同时在上端作为具有凸缘21a的第1加工头部的带凸缘的管子，22是一种在内面由被嵌合部、例如嵌合槽23将凸缘21a嵌合、作为支承固定的第2加工头部的中空筐形构件。中空筐形构件22通过插入带凸缘的管子21的嵌合部21b与中空筐形构件22的压接凹部22a之间的、具有弹性的O形环24，将带凸缘的管子21支承固定。
O形环24被嵌合保持在嵌合部21b中，又，在中空筐形构件22的压接凹部22a上形成有将该O形环24稍许嵌入程度的凹状的支承部22b。又，在压接凹部22a的上部形成有锥形部22c。
带凸缘的管子21在中空筐形构件22上的固定方法不采用磁铁而是使用O形环24，结构简单，当受到一定以上的冲击力时，带凸缘的管子21即能可靠地与中空筐形构件22脱离。
如图1所示，加速力和由回转而使作用方向变化的重力一起作用于包括带凸缘的管子21及其安装在其上面的前端喷嘴部17等的可动部的重心G。在此场合，点Q将点P作为支点产生向上移动的力矩作用，利用该力矩使带凸缘的管子21倾斜。因作用于重心Q的力F通过O形环24作用于压接凹部22a，故压接凹部22a对O形环24的保持力与该力F为成比例增大。故O形环24不会从压接凹部22a的支承部22b脱出。
又，工件(未图示)与前端喷嘴部17抵接，如图2所示，带凸缘的管子21处于倾斜状态。
带凸缘的管子21将O形环24与保持O形环24用的凹状的支承部22b的接触点P作为支点而倾斜，即使因带凸缘的管子21的倾斜而使O形环24上升到压接凹部22a时，由于在压接凹部22a的上部设置有锥形部22c以及与该锥形部22c的表面接触的O形环24具有弹性，且表面是平滑的材质，因此，不会象传统例那样因支架(相当于中空筐形构件22)与凸缘双方由硬质材料构成而造成凸缘的边端部与支架的锥形面挂住的现象，进而不会使已倾斜的带凸缘的管子21一直停留在倾斜(偏离于原来位置)的状态，O形环24将锥形部22c向下顺利地进行滑动，结果是可使带凸缘的管子21再现性良好地返回到原先的位置进行嵌合。
实施形态2
图3为说明本发明第2实施形态的激光加工头用的要部剖面图。
图3中，凡与图1、图2同一或与其相当部位均采用相同标号，省略其详细说明。
图3中，带凸缘的管子31由弹簧37向中空筐形构件32的内面推压。又，35是将卡合机构与中空筐形构件32分离的独立的卡合构件即具有定位功能的、在内侧上部形成锥形的环状构件(以下称为锥形环)，36是安装在进行锥形环35的位置调整的中空筐形构件上的调节螺钉，38是插入于中空筐形构件32的接触面32d与凸缘31a的接触面31c之间、起作为低磨擦系数面作用的滑动片。
33是嵌合槽，本实施形态的嵌合槽与上述第1实施形态不同，是将定位用的锥形环35及其调整该锥形环35位置的调节螺钉36设置在与带凸缘的管子31的嵌合部31b嵌合的O形环34的外周侧上，由此，凸缘31a与嵌合槽33的尺寸精度不象第1实施形态那样要求有严密的尺寸精度。
在由弹簧37提供推压凸缘31a的力的场合，若凸缘31a侧的接触面31c与中空筐形构件32侧的接触面32d直接接触，则在接触面31c与接触面32d之间产生磨擦力。特别是一旦倾斜，凸缘31a的边端部向接触面32d集中加重增加。由此产生的问题是该点的磨擦力增大，即使解除了接触也必须加大弹簧37的推力才能自动返回。为此，可通过在接触面31c与接触面32d之间设置低磨擦系数的滑动片38顺利地复位而无需增大弹簧37的推力，不会产生因大的弹簧推力而降低防破损效果。
又，嵌合槽33内的带凸缘的管子31的定位基本上是根椐O形环34的弹力的平衡决定，可再现性良好地进行定位，但采用本实施形态的结构，存在有向下方推压凸缘31a的弹簧37，当该弹簧37的推力过大时，即在接触面31c与32d之间产生有限的磨擦力，使带凸缘的管子31难以进行移动。即，利用该磨擦力其结果会降低带凸缘的管子31的定位精度。通过在接触面31c与32d之间插入所述滑动片38，也可将该弹簧37产生的磨擦力引起的的定位精度的降低抑制到极小。
该滑动片38还具有作为加工中的助推气的密封功能。
另外，如图3所示，本实施形态是使用滑动片38来实现减小磨擦力的低磨擦系数面，但也可在接触面中的至少一方形成低磨擦系数的覆膜。例如，构件采用铝材时也可设置钝化铝覆膜。
又，如图3所示，在本实施形态中，推压带凸缘的管子31的弹簧37呈锥形缩小到其线径。由于采用这种锥形弹簧，当相对工件呈垂直方向抵接时，增大了该防止破损的余量行程，进一步提高防止破损效果。
又，在本实施形态中，推压带凸缘的管子31的弹簧系采用大径的锥形弹簧，但也可使用多个成本低的小径弹簧。
又，也可将凸缘31a的外周面形状形成例如圆弧状，使其不存在边端部。采用这种结构，在凸缘31a的倾斜和返回时，中空筐形构件的内面不会将凸缘31a挂住，可更加顺利地进行倾斜和复位动作。
又，也可在凸缘31a处设置支承检测传感器、或者在前端喷嘴部17附近设置接触传感器，由这些传感器的信号来进行激光加工机的非常停止。
如上所述，采用本发明，由于具有O形环，该O形环与设于第2加工头部的被嵌合部的内周面对向的第1加工头部的凸缘的外周面上的嵌合部31b进行嵌合，并与被嵌合部的内周面进行压接，因此，结构简单，当与第1加工头部的障碍物冲撞时能可靠地使防破损功能动作，其效果是不仅可防止因与障碍物的冲撞而引起的第1加工头部、进而可防止整个激光加工头的损伤，能可靠地对第1加工头部进行保持固定。
又，采用本发明，通过在第2加工头部的被嵌合部上形成有锥形部，即使在因与障碍物冲撞造成的第1加工头部倾斜而从卡合状态脱出时，由于与设于凸缘的外周面的嵌合部嵌合的O形环滑落在锥形部，因此，不会使第1加工头部一直保持在倾斜状态中，可位置再现性良好地返回原先的保持固定的位置。
产业上的可利用性
综上所述，本发明的激光加工头适用于例如三维式激光加工机。

Claims (4)

1.一种激光加工头，其特征在于，包括：在沿激光的光轴方向的第1端部具有凸缘的同时在第2端部具有激光射出用喷嘴的第1加工头部；具有与该第1加工头部的所述凸缘卡合的被嵌合部、可脱离地将所述第1加工头部保持的第2加工头部；以及与设于所述被嵌合部的内周面对向的所述凸缘的外周面上的嵌合部进行嵌合、同时与所述被嵌合部的内周面上形成的凹部压接的O形环。
2.如权利要求1所述的激光加工头，其特征在于，在所述被嵌合部上形成有锥形部。
3.一种激光加工头，其特征在于，包括：在沿激光的光轴方向的一端具有凸缘的同时在另一端具有激光射出用喷嘴的带凸缘的管子；将该带凸缘的管子向中空筐形构件的内面顶压的弹簧，在与所述带凸缘的管子的所述凸缘卡合的同时具有所述带凸缘的管子的定位机能的卡合构件，以及与设于与该卡合构件的内周面对向的所述凸缘的外周面的嵌合部嵌合、同时与所述卡合构件的内周面压接的O形环。
4.如权利要求3所述的激光加工头，其特征在于，还包括在带凸缘的管子的凸缘与中空筐形构件的接触面之间其作为低摩擦系数面作用的滑动片。
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