JP2003205382A - レーザブレージング加工方法及び加工装置 - Google Patents
レーザブレージング加工方法及び加工装置Info
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- JP2003205382A JP2003205382A JP2002001355A JP2002001355A JP2003205382A JP 2003205382 A JP2003205382 A JP 2003205382A JP 2002001355 A JP2002001355 A JP 2002001355A JP 2002001355 A JP2002001355 A JP 2002001355A JP 2003205382 A JP2003205382 A JP 2003205382A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 加工ヘッドとワークとの相対姿勢が変化して
も、加工点におけるレーザパワー密度の変化を防止しつ
つ、レーザ照射位置とワイヤ供給位置との関係も一定に
確保し、ブレージング品質の低下を防止する。 【解決手段】 ワーク２９に対して加工ヘッド１５を移
動させつつレーザブレージング加工を行う際に、ワーク
２９の３次元形状により加工ヘッド１５とワーク２９と
の相対姿勢（角度）が変化しても、加工ヘッド１５内の
集光レンズ２７を、加工ヘッド１５に対して移動させる
ことで、集光レンズ２７とワーク２９における加工点Ｐ
との距離を常に一定に確保する。
も、加工点におけるレーザパワー密度の変化を防止しつ
つ、レーザ照射位置とワイヤ供給位置との関係も一定に
確保し、ブレージング品質の低下を防止する。 【解決手段】 ワーク２９に対して加工ヘッド１５を移
動させつつレーザブレージング加工を行う際に、ワーク
２９の３次元形状により加工ヘッド１５とワーク２９と
の相対姿勢（角度）が変化しても、加工ヘッド１５内の
集光レンズ２７を、加工ヘッド１５に対して移動させる
ことで、集光レンズ２７とワーク２９における加工点Ｐ
との距離を常に一定に確保する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、加工ヘッドがワ
ークに対して相対移動してレーザブレージング加工を行
うレーザブレージング加工方法及び加工装置に関する。
ークに対して相対移動してレーザブレージング加工を行
うレーザブレージング加工方法及び加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ワークの形状変化部を多関節ロ
ボット等を用いて加工ヘッド側を移動させて連続的にレ
ーザブレージング加工を行う場合、特に図５に示すよう
に、ワーク１の表面が凸形状となっている場合には、加
工ヘッド３とワーク１との相対姿勢（角度）を固定した
状態での加工は、レーザ光５を加工ヘッド３に導く光フ
ァイバ７の加工ヘッド１への取付部９の移動速度が、ヘ
ッド先端側に比べて著しく速くなる。このため、光ファ
イバ７の取付部９に大きな応力が付与されるものとな
り、加工が極めて困難なものとなる。
ボット等を用いて加工ヘッド側を移動させて連続的にレ
ーザブレージング加工を行う場合、特に図５に示すよう
に、ワーク１の表面が凸形状となっている場合には、加
工ヘッド３とワーク１との相対姿勢（角度）を固定した
状態での加工は、レーザ光５を加工ヘッド３に導く光フ
ァイバ７の加工ヘッド１への取付部９の移動速度が、ヘ
ッド先端側に比べて著しく速くなる。このため、光ファ
イバ７の取付部９に大きな応力が付与されるものとな
り、加工が極めて困難なものとなる。
【０００３】図６は、加工ヘッド３内に設けてあるレー
ザ光を集光する集光レンズ１１と、ワーク１における加
工点Ｐとの距離をＸ、レーザ光５に対するワーク１の傾
斜角度（加工ヘッド３とワーク１との相対姿勢に相当す
る）をαとした模式図であり、図７は、上記距離Ｘ（Ｘ
＝Ｘ1が基準となる最適距離）と角度αとの関係におい
て、ブレージング品質の良否範囲を示している。なお、
図６中で符号１３で示すものは、ブレージング用の溶融
材料となるワイヤである。
ザ光を集光する集光レンズ１１と、ワーク１における加
工点Ｐとの距離をＸ、レーザ光５に対するワーク１の傾
斜角度（加工ヘッド３とワーク１との相対姿勢に相当す
る）をαとした模式図であり、図７は、上記距離Ｘ（Ｘ
＝Ｘ1が基準となる最適距離）と角度αとの関係におい
て、ブレージング品質の良否範囲を示している。なお、
図６中で符号１３で示すものは、ブレージング用の溶融
材料となるワイヤである。
【０００４】これによれば、ブレージング品質が良好
（ＯＫ）となる加工ヘッド３とワーク１との相対姿勢
（角度α）の余裕度は、数十度ある。このため、通常で
は この余裕度を考慮して、図８に示すように、加工ヘ
ッド３は、絶対姿勢を大きく変化させずに、ワーク１と
の相対姿勢がワーク１の形状に従って変化する状態で、
ブレージング加工を行う。
（ＯＫ）となる加工ヘッド３とワーク１との相対姿勢
（角度α）の余裕度は、数十度ある。このため、通常で
は この余裕度を考慮して、図８に示すように、加工ヘ
ッド３は、絶対姿勢を大きく変化させずに、ワーク１と
の相対姿勢がワーク１の形状に従って変化する状態で、
ブレージング加工を行う。
【０００５】また、レーザブレージング加工は、図９に
示してあるように、レーザ照射位置に対し、加工ヘッド
３の移動方向前方側からワイヤ１３を供給しながら行
う。ここで、レーザ照射位置とワイヤ供給位置との距離
をＹ、ワーク１とワイヤ１３とのなす角度をβとしてい
る。図１０は、上記距離Ｙ（Ｙ＝０が最適距離）と角度
βとの関係において、ブレージング品質の良否範囲を示
している。
示してあるように、レーザ照射位置に対し、加工ヘッド
３の移動方向前方側からワイヤ１３を供給しながら行
う。ここで、レーザ照射位置とワイヤ供給位置との距離
をＹ、ワーク１とワイヤ１３とのなす角度をβとしてい
る。図１０は、上記距離Ｙ（Ｙ＝０が最適距離）と角度
βとの関係において、ブレージング品質の良否範囲を示
している。
【０００６】これによれば、レーザ光５の照射位置とワ
イヤ１３の供給位置との関係（距離）が、ブレージング
品質に影響を及ぼすことがわかる。
イヤ１３の供給位置との関係（距離）が、ブレージング
品質に影響を及ぼすことがわかる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レーザ
照射位置とワイヤ供給位置との関係を最適に保ったま
ま、加工ヘッド３とワーク１との相対姿勢（角度）を図
８のように変化させた場合には、加工ヘッド３からワー
ク１における加工点Ｐまでの距離が変わってしまい、加
工点Ｐのレーザパワー密度が変化してしまうために、ブ
レージング品質の低下を招く。
照射位置とワイヤ供給位置との関係を最適に保ったま
ま、加工ヘッド３とワーク１との相対姿勢（角度）を図
８のように変化させた場合には、加工ヘッド３からワー
ク１における加工点Ｐまでの距離が変わってしまい、加
工点Ｐのレーザパワー密度が変化してしまうために、ブ
レージング品質の低下を招く。
【０００８】逆に、レーザパワー密度を最適に維持する
よう、加工ヘッド３とワーク１との距離を固定（一定）
にすると、加工ヘッド３とワーク１との相対姿勢（角
度）の変化に伴ってレーザ照射位置とワイヤ供給位置と
の関係（距離）が変化し、ブレージング品質の低下を招
く。
よう、加工ヘッド３とワーク１との距離を固定（一定）
にすると、加工ヘッド３とワーク１との相対姿勢（角
度）の変化に伴ってレーザ照射位置とワイヤ供給位置と
の関係（距離）が変化し、ブレージング品質の低下を招
く。
【０００９】そこで、この発明は、加工ヘッドとワーク
との相対姿勢が変化しても、加工点におけるレーザパワ
ー密度の変化を防止しつつ、レーザ照射位置とワイヤ供
給位置との関係も一定に確保し、ブレージング品質の低
下を防止することを目的としている。
との相対姿勢が変化しても、加工点におけるレーザパワ
ー密度の変化を防止しつつ、レーザ照射位置とワイヤ供
給位置との関係も一定に確保し、ブレージング品質の低
下を防止することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、発振器から発振されたレーザ光
を集光してワークに照射する集光レンズを、加工ヘッド
内にて移動させることで、前記集光レンズと前記レーザ
光によるワークにおける加工点との距離を常に一定に保
持しつつ、前記加工ヘッドをワーク表面に沿って相対移
動させてレーザブレージング加工を行うものとしてあ
る。
に、請求項１の発明は、発振器から発振されたレーザ光
を集光してワークに照射する集光レンズを、加工ヘッド
内にて移動させることで、前記集光レンズと前記レーザ
光によるワークにおける加工点との距離を常に一定に保
持しつつ、前記加工ヘッドをワーク表面に沿って相対移
動させてレーザブレージング加工を行うものとしてあ
る。
【００１１】請求項２の発明は、請求項１の発明のレー
ザブレージング加工方法において、前記加工ヘッドがワ
ーク表面に沿って相対移動するに伴って、これら両者相
互の相対姿勢が変化するものとしてある。
ザブレージング加工方法において、前記加工ヘッドがワ
ーク表面に沿って相対移動するに伴って、これら両者相
互の相対姿勢が変化するものとしてある。
【００１２】請求項３の発明は、加工ヘッドがワーク表
面に沿って相対移動してレーザブレージング加工を行う
レーザブレージング加工装置において、レーザ光を集光
してワークに照射させる前記加工ヘッド内の集光レンズ
を、前記加工ヘッドと前記ワークとの相対姿勢の変化に
伴って、前記ワークにおける加工点との距離が常に一定
となるよう移動可能とする構成としてある。
面に沿って相対移動してレーザブレージング加工を行う
レーザブレージング加工装置において、レーザ光を集光
してワークに照射させる前記加工ヘッド内の集光レンズ
を、前記加工ヘッドと前記ワークとの相対姿勢の変化に
伴って、前記ワークにおける加工点との距離が常に一定
となるよう移動可能とする構成としてある。
【００１３】請求項４の発明は、請求項３の発明の構成
において、加工ヘッドとワークとの相対移動に伴う相対
姿勢変化を記憶する記憶手段と、前記集光レンズを、こ
の記憶手段に記憶されている相対姿勢変化に応じて駆動
手段を介して移動させる制御手段とを有する構成として
ある。
において、加工ヘッドとワークとの相対移動に伴う相対
姿勢変化を記憶する記憶手段と、前記集光レンズを、こ
の記憶手段に記憶されている相対姿勢変化に応じて駆動
手段を介して移動させる制御手段とを有する構成として
ある。
【００１４】請求項５の発明は、請求項４の発明の構成
において、前記集光レンズを保持するレンズホルダは、
前記集光レンズを固定して集光レンズとともに移動する
レンズ固定部と、前記駆動手段により回転する回転部と
が、互いにねじ結合され、前記回転部の回転により、前
記集光レンズが、ワークにおける加工点との距離を常に
一定に保持するよう前記固定部とともに移動する構成と
してある。
において、前記集光レンズを保持するレンズホルダは、
前記集光レンズを固定して集光レンズとともに移動する
レンズ固定部と、前記駆動手段により回転する回転部と
が、互いにねじ結合され、前記回転部の回転により、前
記集光レンズが、ワークにおける加工点との距離を常に
一定に保持するよう前記固定部とともに移動する構成と
してある。
【００１５】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、集光レンズと
ワークにおける加工点との距離を常に一定に保持すべ
く、集光レンズが加工ヘッドに対して移動するので、加
工点におけるレーザパワー密度の変化を防止しつつ、レ
ーザ照射位置とワイヤ供給位置との関係も一定に確保で
き、ブレージング品質を向上させることができる。
ワークにおける加工点との距離を常に一定に保持すべ
く、集光レンズが加工ヘッドに対して移動するので、加
工点におけるレーザパワー密度の変化を防止しつつ、レ
ーザ照射位置とワイヤ供給位置との関係も一定に確保で
き、ブレージング品質を向上させることができる。
【００１６】請求項２の発明によれば、加工ヘッドとワ
ークとの相対姿勢が変化しても、集光レンズとワークに
おける加工点との距離を常に一定に保持すべく、集光レ
ンズが加工ヘッドに対して移動するので、加工点におけ
るレーザパワー密度の変化を防止しつつ、レーザ照射位
置とワイヤ供給位置との関係も一定に確保でき、ブレー
ジング品質を向上させることができる。
ークとの相対姿勢が変化しても、集光レンズとワークに
おける加工点との距離を常に一定に保持すべく、集光レ
ンズが加工ヘッドに対して移動するので、加工点におけ
るレーザパワー密度の変化を防止しつつ、レーザ照射位
置とワイヤ供給位置との関係も一定に確保でき、ブレー
ジング品質を向上させることができる。
【００１７】請求項３の発明によれば、加工ヘッドとワ
ークとの相対姿勢の変化に伴って、加工ヘッド内の集光
レンズが、加工点との距離が常に一定となるよう移動す
るようにしたので、加工点におけるレーザパワー密度の
変化を防止しつつ、レーザ照射位置とワイヤ供給位置と
の関係も一定に確保でき、ブレージング品質を向上させ
ることができる。
ークとの相対姿勢の変化に伴って、加工ヘッド内の集光
レンズが、加工点との距離が常に一定となるよう移動す
るようにしたので、加工点におけるレーザパワー密度の
変化を防止しつつ、レーザ照射位置とワイヤ供給位置と
の関係も一定に確保でき、ブレージング品質を向上させ
ることができる。
【００１８】請求項４の発明によれば、制御手段が、記
憶手段に記憶されている加工ヘッドのワークに対する相
対姿勢変化に基づいて、集光レンズを、加工点との距離
が常に一定となるよう精度よく移動させることができ
る。
憶手段に記憶されている加工ヘッドのワークに対する相
対姿勢変化に基づいて、集光レンズを、加工点との距離
が常に一定となるよう精度よく移動させることができ
る。
【００１９】請求項５の発明によれば、駆動手段による
回転部の回転により、レンズ固定部に固定されている集
光レンズを、加工点との距離が常に一定となるよう確実
に移動させることができる。
回転部の回転により、レンズ固定部に固定されている集
光レンズを、加工点との距離が常に一定となるよう確実
に移動させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づき説明する。
面に基づき説明する。
【００２１】図１は、この発明の実施の一形態を示すレ
ーザブレージング加工装置の全体構成図で、加工ヘッド
１５とレーザ発振器１７とは光ファイバ１９により接続
され、レーザ発振器１７が制御盤２１により制御され
て、光ファイバ１９を通してレーザ光２３が加工ヘッド
１５に導入される。加工ヘッド１５内には、コリメーシ
ョンレンズ２５と、集光レズ２７とがそれぞれ設けら
れ、前記導入されたレーザ光２３がこれら各レンズ２
５，２７を通過してワーク２９の加工点Ｐに照射され
る。
ーザブレージング加工装置の全体構成図で、加工ヘッド
１５とレーザ発振器１７とは光ファイバ１９により接続
され、レーザ発振器１７が制御盤２１により制御され
て、光ファイバ１９を通してレーザ光２３が加工ヘッド
１５に導入される。加工ヘッド１５内には、コリメーシ
ョンレンズ２５と、集光レズ２７とがそれぞれ設けら
れ、前記導入されたレーザ光２３がこれら各レンズ２
５，２７を通過してワーク２９の加工点Ｐに照射され
る。
【００２２】加工ヘッド１５は、ロボット３１に支持さ
れて図中で矢印Ａで示す方向へワーク２９の表面に沿っ
て移動するが、加工ヘッド１５の前記移動方向前方側の
下部には、ノズルブラケット３３が下方に向けて突出し
た状態で取り付けられ、ノズルブラケット３３には、ブ
レージング用の溶融材料であるワイヤ３５を加工エリア
に供給するノズル３７が固定されている。ワイヤ３５の
加工エリアへの供給位置は、レーザ照射位置との関係
が、前記図１０に示す最適位置（Ｙ＝０）に設定されて
いるものとする。
れて図中で矢印Ａで示す方向へワーク２９の表面に沿っ
て移動するが、加工ヘッド１５の前記移動方向前方側の
下部には、ノズルブラケット３３が下方に向けて突出し
た状態で取り付けられ、ノズルブラケット３３には、ブ
レージング用の溶融材料であるワイヤ３５を加工エリア
に供給するノズル３７が固定されている。ワイヤ３５の
加工エリアへの供給位置は、レーザ照射位置との関係
が、前記図１０に示す最適位置（Ｙ＝０）に設定されて
いるものとする。
【００２３】前記した集光レンズ２７は、レンズホルダ
３９に保持され、駆動手段としてのサーボモータ４１に
よって図１中で上下方向に移動可能となっている。サー
ボモータ４１は前記した制御盤２１により駆動制御され
る。
３９に保持され、駆動手段としてのサーボモータ４１に
よって図１中で上下方向に移動可能となっている。サー
ボモータ４１は前記した制御盤２１により駆動制御され
る。
【００２４】図２は、レンズホルダ３９周辺の詳細な構
造を示す断面図で、図３は図２のＢ−Ｂ断面図である。
このレンズホルダ３９は、加工ヘッド１５に固定される
円筒形のレンズホルダハウジング４３と、レンズホルダ
ハウジング４３内に回転可能に収容される回転部として
の円筒形のレンズ駆動用ホルダ４５と、さらにレンズ駆
動用ホルダ４５内に図２中で上下方向に移動可能に収容
される円筒形のレンズ固定部としてのレンズホルダイン
ナ４７とを備えている。
造を示す断面図で、図３は図２のＢ−Ｂ断面図である。
このレンズホルダ３９は、加工ヘッド１５に固定される
円筒形のレンズホルダハウジング４３と、レンズホルダ
ハウジング４３内に回転可能に収容される回転部として
の円筒形のレンズ駆動用ホルダ４５と、さらにレンズ駆
動用ホルダ４５内に図２中で上下方向に移動可能に収容
される円筒形のレンズ固定部としてのレンズホルダイン
ナ４７とを備えている。
【００２５】レンズホルダインナ４７の図２中で上部側
に、環状の凹部４７ａが形成され、この凹部４７ａに集
光レンズ２７の周縁が収容固定される。レンズホルダイ
ンナ４７の上部外周には雄ねじ４７ｂが形成される一
方、レンズ駆動用ホルダ４５の内周には、前記雄ねじ４
７ｂに螺合する雌ね４５ａが形成され、これによりレン
ズホルダインナ４７とレンズ駆動用ホルダ４５とがねじ
結合されている。
に、環状の凹部４７ａが形成され、この凹部４７ａに集
光レンズ２７の周縁が収容固定される。レンズホルダイ
ンナ４７の上部外周には雄ねじ４７ｂが形成される一
方、レンズ駆動用ホルダ４５の内周には、前記雄ねじ４
７ｂに螺合する雌ね４５ａが形成され、これによりレン
ズホルダインナ４７とレンズ駆動用ホルダ４５とがねじ
結合されている。
【００２６】レンズホルダハウジング４３は、レンズ駆
動用ホルダ４５の外周部を覆う円筒部４３ａと、レンズ
駆動用ホルダ４５の上部及び下部をそれぞれ覆う上端部
４３ｂ及び下端部４３ｃとをそれぞれ備えている。上端
部４３ｂの内周側端部には円筒部４３ａに向けて突出す
る環状の嵌合凸部４３ｄが形成されている。一方、下端
部４３ｃの内周側にはレンズホルダインナ４７の回転を
規制する回転規制部４３ｅが立設され、回転規制部４３
ｅの内周側には、円筒部４３ａに向けて突出する環状の
嵌合凸部４３ｆが形成されている。回転規制部４３ｅ
は、レンズホルダインナ４７の下部外周に形成してある
上下方向に延びる溝４７ｃに嵌入されている。
動用ホルダ４５の外周部を覆う円筒部４３ａと、レンズ
駆動用ホルダ４５の上部及び下部をそれぞれ覆う上端部
４３ｂ及び下端部４３ｃとをそれぞれ備えている。上端
部４３ｂの内周側端部には円筒部４３ａに向けて突出す
る環状の嵌合凸部４３ｄが形成されている。一方、下端
部４３ｃの内周側にはレンズホルダインナ４７の回転を
規制する回転規制部４３ｅが立設され、回転規制部４３
ｅの内周側には、円筒部４３ａに向けて突出する環状の
嵌合凸部４３ｆが形成されている。回転規制部４３ｅ
は、レンズホルダインナ４７の下部外周に形成してある
上下方向に延びる溝４７ｃに嵌入されている。
【００２７】上記した各嵌合凸部４３ｄ，４３ｆは、レ
ンズ駆動用ホルダ４５の上部および下部の各内周部にそ
れぞれ形成してある環状の嵌合凹部４５ｂ，４５ｃにそ
れぞれ摺動可能に嵌合されている。
ンズ駆動用ホルダ４５の上部および下部の各内周部にそ
れぞれ形成してある環状の嵌合凹部４５ｂ，４５ｃにそ
れぞれ摺動可能に嵌合されている。
【００２８】レンズホルダハウジング４３の円筒部４３
ａの円周方向の一部には、開口部４３ｇが形成され、こ
の開口部４３ｇによって外部に露出するレンズ駆動用ホ
ルダ４５の外周面には、ギア部４５ｄが形成されてい
る。このギア部４５ｄには、前記したサーボモータ４１
によって回転するレンズ駆動用ギア４９が噛み合ってい
る。
ａの円周方向の一部には、開口部４３ｇが形成され、こ
の開口部４３ｇによって外部に露出するレンズ駆動用ホ
ルダ４５の外周面には、ギア部４５ｄが形成されてい
る。このギア部４５ｄには、前記したサーボモータ４１
によって回転するレンズ駆動用ギア４９が噛み合ってい
る。
【００２９】すなわち、レンズ駆動用ギア４９の回転に
より、レンズ駆動用ホルダ４５が回転し、レンズ駆動用
ホルダ４５にねじ結合しているレンズホルダインナ４７
が集光レンズ２７とともに図２中で上下方向に移動す
る。
より、レンズ駆動用ホルダ４５が回転し、レンズ駆動用
ホルダ４５にねじ結合しているレンズホルダインナ４７
が集光レンズ２７とともに図２中で上下方向に移動す
る。
【００３０】ここで、レーザブレージング加工は、図１
に示すように、加工ヘッド１５がワーク２９の表面に沿
って移動しながら実施されるが、ワーク２９が３次元形
状を持つ場合、加工ヘッド１５とワーク２９との相対姿
勢は、前記図８に示したように、加工部位によって変化
する。
に示すように、加工ヘッド１５がワーク２９の表面に沿
って移動しながら実施されるが、ワーク２９が３次元形
状を持つ場合、加工ヘッド１５とワーク２９との相対姿
勢は、前記図８に示したように、加工部位によって変化
する。
【００３１】また、前記した図７及び図１０に示したよ
うに、ブレージング品質は、加工点のレーザパワー密度
すなわち、集光レンズ２７とワーク２９の加工点との距
離Ｘ及び、ワイヤ３５の供給位置とレーザ光２３の照射
位置との関係（距離Ｙ）とに依存する。そして、ブレー
ジング品質を良い状態に確保するための上記距離Ｘ及び
距離ＹのＯＫ条件は狭く、単純に加工ヘッド１５とワー
ク２９との相対姿勢を変化させた場合には、両方の条件
を満足することは不可能となる。
うに、ブレージング品質は、加工点のレーザパワー密度
すなわち、集光レンズ２７とワーク２９の加工点との距
離Ｘ及び、ワイヤ３５の供給位置とレーザ光２３の照射
位置との関係（距離Ｙ）とに依存する。そして、ブレー
ジング品質を良い状態に確保するための上記距離Ｘ及び
距離ＹのＯＫ条件は狭く、単純に加工ヘッド１５とワー
ク２９との相対姿勢を変化させた場合には、両方の条件
を満足することは不可能となる。
【００３２】例えば、ワーク２９が加工ヘッド１５（レ
ーザ光２３）に対して４０°傾いた場合を、図４に基づ
き考える。図４（ａ）は、レーザ光２３がワーク２９に
対して直角に照射され（図６，図７中でα＝０°）、か
つ集光レンズ２７とワーク２９（加工点）との距離Ｘが
基準値Ｘ1（図７参照）で、ワイヤ３５の供給位置とレ
ーザ光２３の照射位置との距離Ｙが０（図１０参照）の
場合を示し、図４（ｂ）は、図４（ａ）に対しワーク２
９がレーザ光２３に対して４０°傾いて（α＝４０
°）、Ｘ＝Ｘ1-2（図７参照）となった場合である。
ーザ光２３）に対して４０°傾いた場合を、図４に基づ
き考える。図４（ａ）は、レーザ光２３がワーク２９に
対して直角に照射され（図６，図７中でα＝０°）、か
つ集光レンズ２７とワーク２９（加工点）との距離Ｘが
基準値Ｘ1（図７参照）で、ワイヤ３５の供給位置とレ
ーザ光２３の照射位置との距離Ｙが０（図１０参照）の
場合を示し、図４（ｂ）は、図４（ａ）に対しワーク２
９がレーザ光２３に対して４０°傾いて（α＝４０
°）、Ｘ＝Ｘ1-2（図７参照）となった場合である。
【００３３】上記図４（ｂ）のように、ワーク２９が４
０°傾いたときに、ワイヤ３５の供給位置とレーザ光２
３の照射位置との距離Ｙを０としてブレージング品質Ｏ
Ｋの条件に設定すると、集光レンズ２７とワーク２９
（加工点）との距離Ｘは、ブレージング品質ＯＫ条件よ
りも短いＸ1-2となり、このままでは、良好なレーザブ
レージング加工が実施できなくなることがわかる（図７
中のＭ点に相当）。
０°傾いたときに、ワイヤ３５の供給位置とレーザ光２
３の照射位置との距離Ｙを０としてブレージング品質Ｏ
Ｋの条件に設定すると、集光レンズ２７とワーク２９
（加工点）との距離Ｘは、ブレージング品質ＯＫ条件よ
りも短いＸ1-2となり、このままでは、良好なレーザブ
レージング加工が実施できなくなることがわかる（図７
中のＭ点に相当）。
【００３４】そこで、図４（ｂ）の状態から、図４
（ｃ）に示すように、集光レンズ２７とワーク２９の加
工点との距離Ｘが最適な基準値Ｘ1となるように、集光
レンズ２７をワーク２９から離れる方向に移動させる。
集光レンズ２７の移動は、図２に示したように、サーボ
モータ４１の駆動によりレンズ駆動用ギア４９が回転
し、これに伴いレンズ駆動用ホルダ４５が回転すること
で、集光レンズ２７がレンズホルダインナ４７とともに
上昇する。
（ｃ）に示すように、集光レンズ２７とワーク２９の加
工点との距離Ｘが最適な基準値Ｘ1となるように、集光
レンズ２７をワーク２９から離れる方向に移動させる。
集光レンズ２７の移動は、図２に示したように、サーボ
モータ４１の駆動によりレンズ駆動用ギア４９が回転
し、これに伴いレンズ駆動用ホルダ４５が回転すること
で、集光レンズ２７がレンズホルダインナ４７とともに
上昇する。
【００３５】このように、ワイヤ３５の供給位置とレー
ザ光２３の照射位置との距離Ｙを最適とした状態で、加
工ヘッド１５とワーク２９との相対姿勢が変化しても、
集光レンズ２７を移動させることで、集光レンズ２７と
ワーク２９の加工点との距離Ｘを最適な基準値Ｘ1とす
ることができ、この結果図４（ａ）の場合と同様なレー
ザパワー密度が得られ、良好なブレージング品質を確保
することができる。
ザ光２３の照射位置との距離Ｙを最適とした状態で、加
工ヘッド１５とワーク２９との相対姿勢が変化しても、
集光レンズ２７を移動させることで、集光レンズ２７と
ワーク２９の加工点との距離Ｘを最適な基準値Ｘ1とす
ることができ、この結果図４（ａ）の場合と同様なレー
ザパワー密度が得られ、良好なブレージング品質を確保
することができる。
【００３６】上記した集光レンズ２７の必要移動量は、
加工ヘッド１５とワーク２９との相対姿勢及び、集光レ
ンズ２７の焦点距離等をあらかじめ制御盤２１の記憶手
段に記憶させておくことで、移動量を算出することがで
き、これに基づき、制御盤２１が制御手段として機能し
てサーボモータ４１を駆動する。
加工ヘッド１５とワーク２９との相対姿勢及び、集光レ
ンズ２７の焦点距離等をあらかじめ制御盤２１の記憶手
段に記憶させておくことで、移動量を算出することがで
き、これに基づき、制御盤２１が制御手段として機能し
てサーボモータ４１を駆動する。
【図１】この発明の実施の一形態を示すレーザブレージ
ング加工装置の全体構成図である。
ング加工装置の全体構成図である。
【図２】図１のレーザブレージング加工装置におけるレ
ンズホルダ周辺の詳細な構造を示す断面図である。
ンズホルダ周辺の詳細な構造を示す断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図１のレーザブレージング加工装置における作
動概念図で、（ａ）はレーザ光がワークに対して直角に
照射された場合、（ｂ）は（ａ）に対してワークが傾い
た場合、（ｃ）は（ｂ）に対して集光レンズを移動させ
た場合である。
動概念図で、（ａ）はレーザ光がワークに対して直角に
照射された場合、（ｂ）は（ａ）に対してワークが傾い
た場合、（ｃ）は（ｂ）に対して集光レンズを移動させ
た場合である。
【図５】加工ヘッドとワークとの相対姿勢を固定した場
合の加工ヘッドの動作説明図である。
合の加工ヘッドの動作説明図である。
【図６】レーザ光に対するワークの傾斜角度及び、集光
レンズとワークとの距離を、それぞれ示す模式図であ
る。
レンズとワークとの距離を、それぞれ示す模式図であ
る。
【図７】図６の傾斜角度と距離との関係におけるブレー
ジング品質良否状態を示す説明図である。
ジング品質良否状態を示す説明図である。
【図８】加工ヘッドとワークとの相対姿勢を変化させた
場合の加工ヘッドの動作説明図である。
場合の加工ヘッドの動作説明図である。
【図９】ワイヤ供給角度及び、レーザ照射位置とワイヤ
供給位置との位置関係を、それぞれ示す模式図である。
供給位置との位置関係を、それぞれ示す模式図である。
【図１０】図９の供給角度と位置関係との関係における
ブレージング品質良否状態を示す説明図である。
ブレージング品質良否状態を示す説明図である。
１５ 加工ヘッド
１７ レーザ発振器
２１ 制御盤（記憶手段、制御手段）
２３ レーザ光
２７ 集光レンズ
２９ ワーク
３９ レンズホルダ
４１ サーボモータ（駆動手段）
４５ レンズ駆動用ホルダ（回転部）
４７ レンズホルダインナ（レンズ固定部）
Ｐ 加工点
Claims (5)
- 【請求項１】 レーザ発振器から発振されたレーザ光を
集光してワークに照射する集光レンズを、加工ヘッド内
にて移動させることで、前記集光レンズと前記レーザ光
によるワークにおける加工点との距離を常に一定に保持
しつつ、前記加工ヘッドをワーク表面に沿って相対移動
させてレーザブレージング加工を行うことを特徴とする
レーザブレージング加工方法。 - 【請求項２】 前記加工ヘッドがワーク表面に沿って相
対移動するに伴って、これら両者相互の相対姿勢が変化
することを特徴とする請求項１記載のレーザブレージン
グ加工方法。 - 【請求項３】 加工ヘッドがワーク表面に沿って相対移
動してレーザブレージング加工を行うレーザブレージン
グ加工装置において、レーザ光を集光してワークに照射
させる前記加工ヘッド内の集光レンズを、前記加工ヘッ
ドと前記ワークとの相対姿勢の変化に伴って、前記ワー
クにおける加工点との距離が常に一定となるよう移動可
能としたことを特徴とするレーザブレージング加工装
置。 - 【請求項４】 加工ヘッドとワークとの相対移動に伴う
相対姿勢変化を記憶する記憶手段と、前記集光レンズ
を、この記憶手段に記憶されている相対姿勢変化に応じ
て駆動手段を介して移動させる制御手段とを有すること
を特徴とする請求項３記載のレーザブレージング加工装
置。 - 【請求項５】 前記集光レンズを保持するレンズホルダ
は、前記集光レンズを固定して集光レンズとともに移動
するレンズ固定部と、前記駆動手段により回転する回転
部とが、互いにねじ結合され、前記回転部の回転によ
り、前記集光レンズが、ワークにおける加工点との距離
を常に一定に保持するよう前記固定部とともに移動する
ことを特徴とする請求項４記載のレーザブレージング加
工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002001355A JP2003205382A (ja) | 2002-01-08 | 2002-01-08 | レーザブレージング加工方法及び加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002001355A JP2003205382A (ja) | 2002-01-08 | 2002-01-08 | レーザブレージング加工方法及び加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003205382A true JP2003205382A (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=27641497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002001355A Pending JP2003205382A (ja) | 2002-01-08 | 2002-01-08 | レーザブレージング加工方法及び加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003205382A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011000600A (ja) * | 2009-06-17 | 2011-01-06 | Disco Abrasive Syst Ltd | 集光レンズ及びレーザー加工装置 |
| JP2011143420A (ja) * | 2010-01-12 | 2011-07-28 | Japan Unix Co Ltd | レーザー式加工装置及び加工方法 |
| WO2022025058A1 (ja) * | 2020-07-31 | 2022-02-03 | ファナック株式会社 | レーザブレイジングシステム |
-
2002
- 2002-01-08 JP JP2002001355A patent/JP2003205382A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011000600A (ja) * | 2009-06-17 | 2011-01-06 | Disco Abrasive Syst Ltd | 集光レンズ及びレーザー加工装置 |
| JP2011143420A (ja) * | 2010-01-12 | 2011-07-28 | Japan Unix Co Ltd | レーザー式加工装置及び加工方法 |
| WO2022025058A1 (ja) * | 2020-07-31 | 2022-02-03 | ファナック株式会社 | レーザブレイジングシステム |
| DE112021004070T5 (de) | 2020-07-31 | 2023-06-07 | Fanuc Corporation | Laserhartlötsystem |
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