JP2006175580A

JP2006175580A - レーザ加工機におけるノズル研磨装置

Info

Publication number: JP2006175580A
Application number: JP2005249695A
Authority: JP
Inventors: Tsunehiko Yamazaki; 恒彦山崎; Naotomi Miyagawa; 直臣宮川
Original assignee: Yamazaki Mazak Corp
Current assignee: Yamazaki Mazak Corp
Priority date: 2004-11-29
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2006-07-06

Abstract

【課題】レーザ加工機において、ノズルに付着したスパッタを除去する装置を提供する。
【解決手段】ノズル６５には、レーザ加工時に飛散するスパッタＳ_１が付着して倣い制御の劣化の原因となる。ノズル研磨装置６００は加工ヘッド６１０を有し、総形砥石である加工工具６２０を駆動する。総形砥石である加工工具６２０の加工面６２２にノズル６５を当接し、スパッタＳ_１を除去する。
【選択図】図８

Description

本発明は、レーザ加工機のノズルに異物が付着した場合、研削工具等の刃具により、異物を除去することにより、長時間無人化運転できる手段を提供する。

従来のレーザ加工機は、材質及び板厚によって、予め定められた標準加工条件が数値制御装置（ＮＣ装置）に登録されている。
標準加工条件によって、レーザ加工を行っていくと、加工トーチ先端に装着されたノズルの異常によりドロスの発生などの加工不良が発生する。最適な加工条件を維持するためには、作業者が異常を事前に察知し、機械を停止し、ノズルの異常を調べ、異常を認識した場合は、手動でノズルを交換したり、清掃したり、変形を修正したり、または、加工条件を変更したりする作業が必要であった。
ノズルに付着したドロスを除去するためのブラシを備えたものは、下記特許文献１に開示されている。
特開２００１−１５０１７３号公報

レーザ加工において、加工が進行するにつれて、加工時の溶融物（スパッタ）がアシストガスの圧力等によって、加工物の上方に飛び散り、ノズル下面に付着するために、ノズル下面と加工物上面との間隙が一定でなくなる。
レーザ加工工具のＺ軸方向の高さ位置を制御する倣い制御にあって、ノズルをタッチセンサに当接させてＺ軸座標を記憶するものは、上記の特許文献１に開示されている。
また、ノズルに付着したドロス等の異物を除去するために、ノズル先端をブラシに当接させ、ノズルが円弧補間運動を行うことにより異物を除去することも、特許文献１に開示されている。
本発明は、ノズルを停止させた状態で、研磨装置により研磨する装置を提供するものである。

本発明を適用するレーザ加工機は、ベッドと、ベッド上に配設されてワークを支持するパレットと、ベッドの長手方向の軸線であるＸ軸に沿って移動制御されるコラムと、コラムに支持されてＸ軸に直交するＹ軸に沿って移動制御されるサドルと、サドルに支持されてＸ軸とＹ軸が形成する平面に対して垂直なＺ軸に沿って移動制御される加工ヘッドを備える。
そして、本発明は、基本的手段として加工ヘッドに装着されるレーザ加工工具の先端のノズルに付着した溶融物を研削工具で除去する溶融物除去装置を備えるものである。

本発明は、倣い機能が安定化するために、ノズル下面と加工物上面との間隙が一定になり、そのために、ドロスの発生等の加工不良を引き起こすことをなく、加工が安定し、長時間無人化運転を可能となる。

図１は、本発明のレーザ加工機の全体構成を示す斜視図、図２は平面図、図３は正面図、図４は要部の斜視図、図５は側面図である。
全体を符号１で示すレーザ加工機は、ベッド１０上に配設されるパレット（テーブル）２０を有し、板状のワークＷ_１が載置される。ベッド１０の長手方向の延長線上にはパレット交換装置１２が配置され、次加工用のワークＷ_２を載置したパレット２０ａが用意されている。

ベッド１０上の両側には、長手方向に沿って一対のガイドレール３４が取付けられており、ガイドレール３４上には、コラム３０がＸ軸方向に移動自在に装備される。

コラム３０のＸ軸上の駆動手段は、例えば、リニアモータが使用されており、ガイドレール３４に設けた固定子と直動ガイド３２に設けた移動子との間でリニアモータが形成される。

コラム３０には、Ｘ軸に直交するＹ軸に沿ってガイドレール４４が設けてあり、サドル４０がＹ軸上で移動自在に装備される。サドル４０は、ガイドレール４４に係合する直動ガイド４２を備え、ガイドレール４４と直動ガイド４２との間でリニアモータが形成される。

サドル４０は、Ｘ軸、Ｙ軸が形成する平面に垂直なＺ軸方向にガイドレールが設けあり、加工ヘッド５０がＺ軸に沿って移動自在に装備される。加工ヘッド５０は、レーザ発振装置７２から送られてくるレーザ光が導入される光学系を備える。

加工ヘッド５０には、レーザ加工工具６０が交換自在に装備される。加工エリアは、カバー９０で覆われ、安全が確保される。ベッド１０に隣接して強電盤７０やレーザ発振装置７２が配設される。オペレータが様々な駆動を指示する操作盤８０は、ベッド１０上の長手方向の端部に配設される。ベッド１０上の操作盤８０に近い方の端部には、レーザ加工工具の段取りステーション１００が装備される。

図６は、レーザ加工工具の段取りステーション１００をテーブル側からみた正面図、図７は平面図である。
レーザ加工工具の段取りステーション１００は、トーチとノズルを備えたレーザ加工工具のツールチェンジマガジンを備えた工具ステーション２００とレーザ加工工具のノズルのノズルチェンジマガジンを備えたノズルステーション３００を備える。

図８は、本発明のノズル研磨装置の説明図である。
ノズル研磨装置６００は、加工ヘッド６１０を有し、加工ヘッド６１０は、総形砥石である加工工具６２０を回転駆動する。加工工具６２０はノズル６５の外形形状に対応する加工面６２２を有する総形砥石が使用される。
図９に示すように、スパッタＳ_１が付着したノズル６５を装備したレーザ加工ヘッドをノズル研磨装置６００上に位置決めして、レーザ加工工具全体をＺ軸方向に降下させる。ノズル研磨装置６００の加工工具６２０を回転させ、ノズル６５をその加工面６２２に当接させることにより、ノズル６５に付着したスパッタを研削除去することができる。
図１０は、本発明のノズル研磨装置の他の例を示す説明図である。
ノズル研磨装置６５０は、フレーム６５２内にボルト６５４で支持される加工ヘッド６６０を有する。加工ヘッド６６０内にはモータが装備され、回転軸６６２には円筒砥石６７０がとりつけられている。
この円筒砥石６７０の上面６７２を用いて、ノズル６５の下端面に付着したドロス等の異物を研磨し、除去することができる。

図１１は、本発明のノズル研磨装置の他の例を示す。
ノズル６５ａはフランジ部６５ｂを備えるものであって、このフランジ部６５ｂに付着するスパッタＳ_１が加工不良の原因となることもある。
そこで、ノズル研磨装置６５０を使用して、円筒砥石６７０の上面６７２をノズル６５ａのフランジ部６５ｂに当接してスパッタＳ_１を除去する。
ノズル研磨装置６５０をフランジ部６５ｂに沿って矢印Ｒ_２方向に旋回動させることで、スパッタＳ_１の除去が完了する。

なお、上述した実施例にあっては、ノズルの研磨工具として、砥石を用いる例を説明したが、超硬工具等の適宜の工具を利用することも当然に可能である。

本発明のレーザ加工機の全体の斜視図。本発明のレーザ加工機の平面図。本発明のレーザ加工機の要部の正面図。本発明のレーザ加工機の要部の斜視図。本発明のレーザ加工機の要部の側面図。レーザ加工工具の段取りステーションの正面図。レーザ加工工具の段取りステーションの平面図。ノズル研磨装置の説明図。ノズル研磨装置の説明図。ノズル研磨装置の他の例を示す説明図。ノズル研磨装置の他の例を示す説明図。

符号の説明

１レーザ加工機
１０ベッド
２０パレット
３０コラム
４０サドル
５０加工ヘッド
６０レーザ加工工具
６２加工レンズ
７０強電盤
７２レーザ発振装置
８０操作盤
９０カバー
１００レーザ加工工具の段取りステーション
２００レーザ加工機の工具ステーション
３００レーザ加工機のノズルステーション
６００ノズル研磨装置
６１０加工ヘッド
６２０加工工具

Claims

ベッドと、ベッド上に配設されてワークを支持するパレットと、ベッドの長手方向の軸線であるＸ軸に沿って移動制御されるコラムと、コラムに支持されてＸ軸に直交するＹ軸に沿って移動制御されるサドルと、サドルに支持されてＸ軸とＹ軸が形成する平面に対して垂直なＺ軸に沿って移動制御される加工ヘッドを備えるレーザ加工機において、
加工ヘッドに装着されるレーザ加工工具の先端のノズルに付着した溶融物を研削工具で除去する溶融物除去装置を備えるレーザ加工機におけるノズル研磨装置。
レーザ加工工具は、集光レンズを含む光学系の手段を備えるトーチと、トーチの先端に交換自在に装着されるノズルを備える請求項１記載のレーザ加工機におけるノズル研磨装置。
溶融物除去装置に装備される総形砥石を備える請求項１記載のレーザ加工機におけるノズル研磨装置。
ノズルの種類に対応する研磨工具を装備する複数の溶融物除去装置を備える請求項１記載のレーザ加工機におけるノズル研磨装置。