JP2014151350A - レーザ加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な加工性を維持しつつ作業性を向上できるレーザ加工装置を提供すること。
【解決手段】ワークＷに対してレーザ加工を行うレーザ加工装置１において、ワークＷに対してレーザ光を照射するレーザ加工ヘッド１１と、レーザ加工ヘッド１１を囲う防護カバー１３と、レーザ加工ヘッド１１と防護カバー１３とを、一体的に任意の位置へ移動させるロボット３と、防護カバー１３内に設けられ、ワークＷに対するレーザ光の照射位置を移動させるスライドレール１５およびスライド機構１７と、を備えることを特徴とするレーザ加工装置１である。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザ加工装置に関する。詳しくは、レーザ加工ヘッドを覆う防護カバーを備えるレーザ加工装置に関する。

レーザ加工装置は、加工時に光と熱の発生を伴うことから、通常、工程全体が防護カバー内で行われる。そのため、防護カバーが大型化し、コストが嵩む。また、レーザ加工中は、防護カバーの開閉や防護カバー内への出入りができないため、周辺設備へのアクセス性が悪く、作業性が悪い。

そこで、レーザ加工ヘッドの先端部に、ヘッドの先端部を覆う防護カバーを設けたレーザ加工装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、レーザ加工ヘッドを、防護カバー内で移動可能としたレーザ加工装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

実開平２−７０８９１号公報 特開２００９−２５５１７４号公報

しかしながら、特許文献１のレーザ加工装置では、防護カバーが弾性体を介してレーザ加工ヘッドに取り付けられるので、レーザ加工ヘッドを移動させて複数の位置にレーザ光を照射するためには、レーザ加工ヘッドとともに防護カバーを移動させる必要がある。
また、弾性体による付勢力により防護カバーがワークに圧接されているため、レーザ加工ヘッドおよび防護カバーをワークから一旦離隔させる必要があり、サイクルタイムが長くなる。
さらには、レーザ光を走査する場合には、防護カバーとワークとの間に隙間を設けて、防護カバーごとレーザ加工ヘッドを移動させる必要がある。そのため、レーザ光が漏れるおそれがあるうえ、防護カバーの重量による影響で、レーザ光を走査する速度や精度が低下する。

また、特許文献２のレーザ加工装置では、ワーク全体を覆うことに変わりはなく、大型のワークを加工する場合には防護カバーが大型化する。
また、レーザ加工ヘッドの移動軌跡に沿って防護カバーにスリットを設ける必要があるため、当該スリットからレーザ光が漏れるおそれがあるうえ、加工種類の数に応じた複数の防護カバーが必要になる。

以上の通り、従来では、良好な加工性を維持しつつ作業性を向上できるレーザ加工装置を見出せていないのが現状である。従って、良好な加工性を維持しつつ作業性を向上できるレーザ加工装置の開発が求められる。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、良好な加工性を維持しつつ作業性を向上できるレーザ加工装置を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明は、ワーク（例えば、後述のワークＷ）に対してレーザ加工を行うレーザ加工装置において、前記ワークに対してレーザ光を照射するレーザ加工ヘッド（例えば、後述のレーザ加工ヘッド１１）と、前記レーザ加工ヘッドを囲う防護カバー（例えば、後述の防護カバー１３）と、前記レーザ加工ヘッドと前記防護カバーとを、一体的に任意の位置へ移動させる第１移動手段（例えば、後述のロボット３）と、前記防護カバー内に設けられ、前記ワークに対する前記レーザ光の照射位置を移動させる第２移動手段（例えば、後述のスライドレール１５，スライド機構１７）と、を備えることを特徴とするレーザ加工装置（例えば、後述のレーザ加工装置１）を提供する。

本発明では、レーザ加工ヘッドを囲う防護カバーを設け、これらレーザ加工ヘッドと防護カバーとを一体的に任意の位置に移動させる第１移動手段を設ける。また、ワークに対するレーザ光の照射位置を移動させる第２移動手段を、防護カバー内に設ける。
これにより、ワークに対して防護カバーを任意の位置に移動させることができるとともに、防護カバー内で、ワークに対するレーザ光の照射位置を移動させることができる。従って、本発明によれば、ワークに対するレーザ光の照射位置を、任意の位置に迅速かつ容易に移動させることができるため、良好な加工性を維持しつつ、作業性を向上できる。

この場合、前記第２移動手段は、前記ワークに対して前記レーザ加工ヘッドを移動させるレーザ加工ヘッド移動手段（例えば、後述のスライドレール１５，スライド機構１７）であることが好ましい。

この発明では、防護カバー内で、ワークに対してレーザ加工ヘッドを移動させることで、ワークに対するレーザ光の照射位置を移動させる。即ち、防護カバー内で、防護カバーとは独立してレーザ加工ヘッドを移動させる。これにより、上記発明の効果が確実に得られる。

この場合、前記第２移動手段は、前記ワークに対する前記レーザ光の照射角度を変化させる照射角度調整手段（例えば、後述の照射角度調整機構）であることが好ましい。

この発明では、防護カバー内で、ワークに対するレーザ光の照射角度を変化させることで、ワークに対するレーザ光の照射位置を移動させる。即ち、防護カバー内で、防護カバーとは独立してワークに対するレーザ光の照射位置を移動させる。これにより、上記発明の効果が確実に得られる。

この場合、前記防護カバーは、前記ワークの一部を囲うことが好ましい。

この発明では、防護カバーを、ワーク全体を囲うものとせずに、ワークの一部だけを囲うものとする。これにより、大型のワークを加工する場合であっても防護カバーを小型化できるため、作業性をより向上できるうえ、コストを削減できる。

本発明によれば、良好な加工性を維持しつつ作業性を向上できるレーザ加工装置を提供できる。

本発明の一実施形態に係るレーザ加工装置の構成を示す図である。

本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るレーザ加工装置１の構成を示す図である。なお、図１では、後述する防護カバー１３のみ、断面で示してある。

図１に示すように、レーザ加工装置１は、基台９上に載置されたワークＷに対してレーザ溶接を行うことで、プレス成形前のテーラードブランク材を形成する。
ここで、テーラードブランク材は、軽量化材として知られ、車体パネルに多用されている。テーラードブランク材は、板厚や材質が異なる板材同士を接合した後、プレス成形することで形成される。板材の接合は突合せ溶接により行われ、通常、本実施形態に係るレーザ加工装置１のようなレーザ等の熱源が利用される。

ワークＷは、図示しない搬送装置により搬送されて、基台９上に載置される。ワークＷとしては、上述したように、互いに板厚や材質が異なる複数の板材を突き合わせたものが用いられる。

レーザ加工装置１は、第１移動手段としてのロボット３と、レーザ加工部１０と、第２移動手段としてのスライドレール１５およびスライド機構１７と、を備える。

第１移動手段としてのロボット３は、後述するレーザ加工部１０を構成するレーザ加工ヘッド１１と防護カバー１３を、一体的に任意の位置へ移動させる。
ロボット３は、第１アーム３１、第２アーム３２、第３アーム３３、第４アーム３４および基部３０を備える。基部３０は床面に設置され、各アーム間には、それぞれ回転自在な関節や進退自在な関節を備える。即ち、ロボット３は、多関節ロボットである。

第１アーム３１の先端には、当該第１アーム３１の軸方向に沿って延びる回転軸で回転可能なレーザ加工部１０が取り付けられている。これにより、ロボット３は、基台９上に載置されたワークＷの突き合わせ溶接部に、レーザ加工部１０を移動させることが可能となっている。

レーザ加工部１０は、レーザ加工ヘッド１１と、防護カバー１３と、を備える。
レーザ加工ヘッド１１は、防護カバー１３内に設けられ、ワークＷに対してレーザ光を照射する。レーザ加工ヘッド１１は、後述するスライド機構１７により、スライドレール１５に沿ってスライド可能となっている。
防護カバー１３は、レーザ加工ヘッド１１を覆い、レーザ光が外部に漏れるのを防止する。本実施形態の防護カバー１３は、下方側の面が開放面である箱状であり、ワークＷの一部を囲う。即ち、防護カバー１３は、従来のようにワークＷの全体を囲うものと比べて、小型である。

第２移動手段としてのスライドレール１５およびスライド機構１７は、防護カバー１３内に設けられ、ワークＷに対するレーザ光の照射位置を移動させる。
スライドレール１５は、防護カバー１３内部の天井面に延設されている。
スライド機構１７は、図示しない駆動モータと、送りねじ機構と、を備え、レーザ加工ヘッド１１をスライドレール１５に沿ってスライドさせる。

本実施形態のレーザ加工装置１は、例えば次のように動作する。
先ず、図示しない搬送装置によりワークＷを搬送し、基台９上にワークＷを載置する。
次いで、載置されたワークＷの突き合わせ部の溶接開始部位に、ロボット３によりレーザ加工部１０を移動させる。このとき、ロボット３により、防護カバー１３をワークＷの表面に当接させる。
次いで、レーザ加工ヘッド１１からレーザ光を照射する。そして、防護カバー１３を移動させずに固定した状態で、防護カバー１３内で、レーザ加工ヘッド１１を突き合わせ溶接部に沿ってスライド移動させる。これにより、ワークＷが突き合わせ溶接される。

本実施形態のレーザ加工装置１によれば、次の効果が奏される。
本実施形態では、レーザ加工ヘッド１１を囲う防護カバー１３を設け、ロボット３により、これらレーザ加工ヘッド１１と防護カバー１３とを一体的に任意の位置に移動させた。また、ワークＷに対するレーザ光の照射位置を移動させるスライドレール１５およびスライド機構１７を、防護カバー１３内に設けた。
これにより、ワークＷに対して防護カバー１３を移動させることができるとともに、防護カバー１３内で、ワークＷに対するレーザ光の照射位置を移動させることができる。従って、本実施形態によれば、ワークＷに対するレーザ光の照射位置を、任意の位置に迅速かつ容易に移動させることができるため、良好な加工性を維持しつつ、作業性を向上できる。

本実施形態では、防護カバー１３内で、ワークＷに対してレーザ加工ヘッド１１を移動させることで、ワークＷに対するレーザ光の照射位置を移動させた。即ち、防護カバー１３内で、防護カバー１３とは独立してレーザ加工ヘッド１１を移動させた。これにより、上述の効果が確実に得られる。

本実施形態では、防護カバー１３を、ワークＷ全体を囲うものとせずに、ワークＷの一部だけを囲うものとする。これにより、大型のワークを加工する場合であっても防護カバーを小型化できるため、作業性をより向上でき、コストを削減できる。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
上記実施形態では、本発明をレーザ溶接に適用したが、これに限定されない。本発明は、レーザ光を用いた加工であれば、適用可能である。
上記実施形態では、第１移動手段としてロボット３を用いたが、これに限定されない。何らかの搬送装置であれば、適用可能である。
上記実施形態では、第２移動手段としてスライドレール１５およびスライド機構１７を採用したが、これに限定されない。第２移動手段として、ワークＷに対するレーザ光の照射角度を変化させることで、ワークＷに対するレーザ光の照射位置を移動させる照射角度調整機構を防護カバー１３内に設けてもよい。これにより、上記実施形態と同様の効果が奏される。

１…レーザ加工装置
３…ロボット（第１移動手段）
１１…レーザ加工ヘッド
１３…防護カバー
１５…スライドレール（第２移動手段，レーザ加工ヘッド移動手段）
１７…スライド機構（第２移動手段，レーザ加工ヘッド移動手段）
Ｗ…ワーク

Claims (4)

1. ワークに対してレーザ加工を行うレーザ加工装置において、
   前記ワークに対してレーザ光を照射するレーザ加工ヘッドと、
   前記レーザ加工ヘッドを囲う防護カバーと、
   前記レーザ加工ヘッドと前記防護カバーとを、一体的に任意の位置へ移動させる第１移動手段と、
   前記防護カバー内に設けられ、前記ワークに対する前記レーザ光の照射位置を移動させる第２移動手段と、を備えることを特徴とするレーザ加工装置。
2. 請求項１に記載のレーザ加工装置において、
   前記第２移動手段は、前記ワークに対して前記レーザ加工ヘッドを移動させるレーザ加工ヘッド移動手段であることを特徴とするレーザ加工装置。
3. 請求項１に記載のレーザ加工装置において、
   前記第２移動手段は、前記ワークに対する前記レーザ光の照射角度を変化させる照射角度調整手段であることを特徴とするレーザ加工装置。
4. 請求項１から３いずれかに記載のレーザ加工装置において、
   前記防護カバーは、前記ワークの一部を囲うことを特徴とするレーザ加工装置。

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