JP2020199541A

JP2020199541A - Laser welding machine

Info

Publication number: JP2020199541A
Application number: JP2019109669A
Authority: JP
Inventors: 義人鍵和田; Yoshito Kagiwada; 育康小野; Ikuyasu Ono; 大輔神崎; Daisuke Kanzaki
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2019-06-12
Filing date: 2019-06-12
Publication date: 2020-12-17
Anticipated expiration: 2039-06-12
Also published as: JP7223640B2

Abstract

To plan high output of a laser welding machine and furthermore to sufficiently prevent sticking of foreign matter to a transmission plate to thereby stably perform weaving welding.SOLUTION: A rocking case 40 is provided inside a weaving housing 38. A main driving gear 56 is rotatably provided inside the proximal end side of the rocking case 40. A cylindrical driven rotary body 68 is rotatably provided inside the distal end side of the rocking case 40, and an annular driven gear 72 meshed with the main driving gear 56 is formed in an outer peripheral portion of the driven rotary body 68. A transmission plate 76 provided inside the driven rotary body 68 is constituted to move between a weaving position for performing weaving welding and a retreat position retreated from the weaving position on an optical path of a laser beam LB by rocking of the rocking case 40.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、金属製のワークに対して通常のレーザ溶接とウィービング溶接を選択して行うレーザ溶接機に関する。 The present invention relates to a laser welding machine that selectively performs ordinary laser welding and weaving welding on a metal workpiece.

通常のレーザ溶接とウィービング溶接を選択して行うレーザ溶接機として、特許文献１に示すものがある。その先行技術は、ウィービング溶接を行うためのウィービング装置を備えており、ウィービング装置は、レーザ溶接機の加工ヘッドの一部を構成している。そして、先行技術に係るウィービング装置の構成等について簡単に説明すると、次の通りである。 As a laser welding machine that selectively performs normal laser welding and weaving welding, there is one shown in Patent Document 1. The prior art includes a weaving device for performing weaving welding, and the weaving device constitutes a part of a processing head of a laser welding machine. Then, the configuration and the like of the weaving device according to the prior art will be briefly described as follows.

ウィービング装置は、ウィービングハウジングを備えており、ウィービングハウジングの内部には、レーザ光の光路の一部が形成されている。ウィービングハウジングの内部には、揺動アームが設けられており、揺動アームは、その基端側の揺動軸心回りに揺動可能に構成されている。揺動アームの先端側には、環状の支持部が形成されている。ウィービングハウジングの外壁部には、揺動アームを回転させる揺動アクチュエータが設けられている。 The weaving device includes a weaving housing, and a part of the optical path of the laser beam is formed inside the weaving housing. A swing arm is provided inside the weaving housing, and the swing arm is configured to swing around the swing axis center on the base end side thereof. An annular support portion is formed on the tip end side of the swing arm. A swing actuator for rotating the swing arm is provided on the outer wall portion of the weaving housing.

ウィービンハウジングの内部におけるレーザ光の光路上には、主動ギアが回転可能に設けられており、主動ギアは、揺動アームに対してレーザ光の光軸方向に位置をずらしている。ウィービングハウジングの外壁部には、主動ギアを回転させる回転アクチュエータが設けられている。また、揺動アームの支持部の内側には、筒状の従動回転体が回転可能に設けられており、従動回転体の外周部には、主動ギアに噛合した環状の従動ギアが形成されている。 A drive gear is rotatably provided on the optical path of the laser beam inside the weaver housing, and the drive gear is displaced with respect to the swing arm in the optical axis direction of the laser beam. A rotary actuator for rotating the main gear is provided on the outer wall of the weaving housing. Further, a tubular driven rotating body is rotatably provided inside the support portion of the swing arm, and an annular driven gear meshing with the driving gear is formed on the outer peripheral portion of the driven rotating body. There is.

従動回転体の内側には、レーザ光の光軸を偏心させる透過板としてのガラス板が一体的に設けられている。ガラス板は、揺動アームの揺動によって、レーザ光の光路上においてウィービング溶接を行うためのウィービング位置と、ウィービング位置から退避した退避位置との間で移動するように構成されている。 Inside the driven rotating body, a glass plate as a transmission plate that eccentricizes the optical axis of the laser beam is integrally provided. The glass plate is configured to move between a weaving position for performing weaving welding on the optical path of the laser beam and a retracting position retracted from the weaving position by swinging the swing arm.

従って、揺動アクチュエータの駆動により揺動アームを揺動させることにより、ガラス板を退避位置からウィービング位置に移動させる。そして、回転アクチュエータの駆動により主動ギアを回転させることにより、従動回転体（従動ギア）を連動して回転させて、ガラス板を従動回転体と一体的に回転させる。これにより、レーザ光の光軸を偏心回転させて、溶接幅を拡大したウィービング溶接を行うことができる。 Therefore, the glass plate is moved from the retracted position to the weaving position by swinging the swing arm by driving the swing actuator. Then, by rotating the main gear by driving the rotary actuator, the driven rotating body (driven gear) is rotated in conjunction with each other, and the glass plate is integrally rotated with the driven rotating body. As a result, the optical axis of the laser beam can be eccentrically rotated to perform weaving welding in which the welding width is expanded.

なお、本発明に関連する先行技術として特許文献１の他に、特許文献２に示すものがある。 In addition to Patent Document 1, there are prior arts related to the present invention shown in Patent Document 2.

特開２０１５−５８４５２号公報JP 2015-58452 特開２０１３−３９５９３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-39593

ところで、近年、レーザ溶接機の高出力化に伴い、従動回転体の回転速度が高速化する傾向にある。また、従動回転体の回転速度が高速化すると、主動ギアと従動ギアの間からの摩耗粉、従動回転体を支持するベアリングからのグリース（油）等が異物としてウィービングハウジングの内部空間に流入し易くなる。一方、ウィービングハウジングの内部空間に流入した摩耗粉等の異物がガラス板に付着すると、ウィービング溶接の不良を招くことになる。つまり、レーザ溶接機の高出力化を図りつつ、ウィービング溶接を安定的に行うことが困難であるという問題がある。 By the way, in recent years, as the output of a laser welder has increased, the rotation speed of the driven rotating body has tended to increase. Further, when the rotation speed of the driven rotating body is increased, wear debris between the driving gear and the driven gear, grease (oil) from the bearing supporting the driven rotating body, and the like flow into the internal space of the weaving housing as foreign matter. It will be easier. On the other hand, if foreign matter such as abrasion powder that has flowed into the internal space of the weaving housing adheres to the glass plate, it causes a defect in weaving welding. That is, there is a problem that it is difficult to stably perform weaving welding while increasing the output of the laser welding machine.

そこで、本発明は、前述の問題を解決するために、従動回転体の回転速度が高速化しても、ウィービングハウジングの内部空間への異物の流入を抑制できる、新規な構成からなるレーザ溶接機を提供することを目的とする。 Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a laser welder having a novel configuration capable of suppressing the inflow of foreign matter into the internal space of the weaving housing even if the rotation speed of the driven rotating body is increased. The purpose is to provide.

本発明の実施態様に係るレーザ溶接機は、内部にレーザ光の光路の一部が形成されたウィービングハウジングと、前記ウィービングハウジングの内部に設けられ、基端側の揺動軸心回りに揺動可能に構成された揺動ケースと、前記揺動ケースを揺動させる揺動アクチュエータと、前記揺動ケースの基端側の内部に回転可能に設けられた主動ギアと、前記主動ギアを回転させる回転アクチュエータと、を備えている。本発明の実施態様に係るレーザ溶接機は、前記揺動ケースの先端側の内部に回転可能に設けられ、上部及び下部が前記揺動ケースの外側（前記ウィービングハウジングの内部空間側）に向かって開放され、外周部に前記主動ギアに噛合した環状の従動ギアが形成された筒状（環状）の従動回転体と、前記従動回転体の内側に設けられ、前記揺動ケースの揺動によって、レーザ光の光路上においてウィービング溶接を行うためのウィービング位置と、前記ウィービング位置から退避した退避位置との間で移動するように構成され、レーザ光の光軸を偏心させる透過板と、を備えている。 The laser welder according to the embodiment of the present invention has a weaving housing in which a part of an optical path of a laser beam is formed inside, and a weaving housing provided inside the weaving housing and swings around a swing axis on the proximal end side. A swing case that is configured to be possible, a swing actuator that swings the swing case, a drive gear that is rotatably provided inside the base end side of the swing case, and a drive gear that rotates the drive gear. It is equipped with a rotary actuator. The laser welder according to the embodiment of the present invention is rotatably provided inside the tip side of the swing case, and the upper and lower portions are directed toward the outside of the swing case (internal space side of the weaving housing). A tubular (annular) driven rotating body in which an annular driven gear meshed with the driving gear is formed on the outer peripheral portion thereof, and a cylindrical (annular) driven rotating body provided inside the driven rotating body, which is provided by the swing of the swing case. A transmission plate configured to move between a weaving position for performing weaving welding on the optical path of the laser beam and a retracted position retracted from the weaving position and eccentric to the optical axis of the laser beam is provided. There is.

本発明の実施態様に係るレーザ溶接機は、前記揺動ケースの基端側の下部又は上部に設けられ、前記ウィービングハウジングの下部又は上部に回転可能に支持された中空状の第１サポート部材と、前記揺動ケースの基端側の上部又は下部に設けられ、前記第１サポート部材と同軸上に位置し、前記ウィービングハウジングの上部又は下部に回転可能に支持された中空状の第２サポート部材と、を備えてもよい。この場合に、前記揺動アクチュエータの出力軸が前記第１サポート部材に連結され、前記主動ギアの回転軸が前記揺動ケースの基端側に回転可能に支持されかつ前記第２サポート部材を同軸上に貫通し、前記回転アクチュエータの出力軸が前記回転軸に連結されてもよい。 The laser welder according to the embodiment of the present invention is provided with a hollow first support member rotatably supported on the lower or upper portion of the weaving housing, which is provided on the lower or upper portion of the swing case on the base end side. , A hollow second support member provided on the upper or lower portion of the swing case on the base end side, located coaxially with the first support member, and rotatably supported on the upper or lower portion of the weaving housing. And may be provided. In this case, the output shaft of the swing actuator is connected to the first support member, the rotation shaft of the driving gear is rotatably supported on the base end side of the swing case, and the second support member is coaxial. The output shaft of the rotary actuator may be connected to the rotary shaft by penetrating upward.

本発明の実施態様では、前記従動回転体の上部側及び下部側に、前記ウィービングハウジングの内部空間側（前記揺動ケースの外側）への異物の流出を抑えるためのラビリンス構造がそれぞれ形成されてもよい。 In the embodiment of the present invention, labyrinth structures for suppressing the outflow of foreign matter to the internal space side (outside of the swing case) of the weaving housing are formed on the upper side and the lower side of the driven rotating body, respectively. May be good.

本発明の実施態様によると、前述のように、前記ウィービングハウジングの内部に前記揺動ケースが設けられている。前記揺動ケースの基端側の内部に前記主動ギアが回転可能に設けられている。前記揺動ケースの先端側の内部に筒状の前記従動回転体が回転可能に設けられ、前記従動回転体の外周部に前記主動ギアに噛合した環状の前記従動ギアが形成されている。そのため、前記主動ギア、及び前記従動ギアを含む前記従動回転体を前記揺動ケースによって前記ウィービングハウジングの内部空間から隔離することができる。これにより、前記従動回転体の回転速度が高速化しても、前記主動ギアと前記従動ギアの間からの摩耗粉、前記従動回転体を支持するベアリングからのグリース等が異物として前記ウィービングハウジングの内部空間に流入することを抑制できる。 According to an embodiment of the present invention, as described above, the swing case is provided inside the weaving housing. The driving gear is rotatably provided inside the base end side of the swing case. The tubular driven rotating body is rotatably provided inside the tip end side of the swing case, and the annular driven gear meshed with the driving gear is formed on the outer peripheral portion of the driven rotating body. Therefore, the driven gear and the driven rotating body including the driven gear can be isolated from the internal space of the weaving housing by the swing case. As a result, even if the rotational speed of the driven rotating body is increased, wear debris from between the driving gear and the driven gear, grease from the bearing supporting the driven rotating body, and the like are foreign substances inside the weaving housing. It is possible to suppress the inflow into the space.

本発明によれば、前記レーザ溶接機の高出力化を図りつつ、前記透過板への異物の付着を十分に防止して、ウィービング溶接を安定的に行うことができる。 According to the present invention, weaving welding can be stably performed by sufficiently preventing foreign matter from adhering to the transmission plate while increasing the output of the laser welding machine.

図１は、本発明の実施形態に係る溶接ロボットの一部を示す図であり、図１の大部分は、断面図になっている。FIG. 1 is a diagram showing a part of a welding robot according to an embodiment of the present invention, and most of FIG. 1 is a cross-sectional view. 図２は、本発明の実施形態に係るウィービング装置を含む加工ヘッドの部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a processing head including a weaving device according to an embodiment of the present invention. 図３は、本発明の実施形態に係るウィービング装置の主要部の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of the weaving device according to the embodiment of the present invention. 図４Ａは、図２におけるＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図であり、ガラス板がウィービング位置に位置した状態を示している。FIG. 4A is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 2, showing a state in which the glass plate is located at the weaving position. 図４Ｂは、図２におけるＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図であり、ガラス板が退避位置に位置した状態を示している。FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 2, showing a state in which the glass plate is located at the retracted position. 図５は、図３における矢視部Ｖの拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of the arrow-viewing portion V in FIG.

本発明の実施形態について図１から図５を参照して説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.

なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「設けられる」とは、直接的に設けられることの他に、別部材を介して間接的に設けられることを含む意である。「加工ヘッドにおける上部、上側、上端、又は上面」とは、加工ヘッドのノズルを鉛直下方に向けた状態において、上部、上側、上端、又は上面であることをいう。「加工ヘッドにおける下部、下側、下端、又は下面」とは、加工ヘッドのノズルを鉛直下方に向けた状態において、下部、下側、下端、又は下面であることをいう。換言すれば、「加工ヘッドにおける上下方向の向き」は、加工ヘッドのノズルを鉛直下方に向けた状態を基準とする。図面中、「Ｕ」は上方向、「Ｄ」は下方向をそれぞれ指している。 In the specification of the present application and the scope of claims, "provided" means that it is provided indirectly through another member in addition to being provided directly. "Upper, upper, upper, or upper surface of the processing head" means an upper, upper, upper end, or upper surface in a state where the nozzle of the processing head is directed vertically downward. "Lower, lower, lower end, or lower surface of the machining head" means the lower, lower, lower end, or lower surface in a state where the nozzle of the machining head is directed vertically downward. In other words, the "vertical orientation of the machining head" is based on the state in which the nozzle of the machining head is directed vertically downward. In the drawing, "U" points upward and "D" points downward.

図１に示すように、本発明の実施形態に係る溶接ロボット１０は、金属製のワークＷに対して通常のレーザ溶接とウィービング溶接を選択して行うレーザ溶接機である。溶接ロボット１０は、多関節のロボットアーム１２（一部のみ図示）を備えており、ロボットアーム１２の先端部には、ワークＷに対してレーザ光ＬＢを照射する加工ヘッド１４が連結具１６を介して設けられている。また、溶接ロボット１０の構成のうち加工ヘッド１４を除く構成は、特許文献２に示すような公知の構成からなり、加工ヘッド１４を除く構成の詳細の説明を省略する。 As shown in FIG. 1, the welding robot 10 according to the embodiment of the present invention is a laser welding machine that selectively performs normal laser welding and weaving welding on a metal work W. The welding robot 10 includes an articulated robot arm 12 (only a part thereof is shown), and a processing head 14 that irradiates a work W with a laser beam LB attaches a connector 16 to the tip of the robot arm 12. It is provided through. Further, the configuration of the welding robot 10 excluding the processing head 14 has a known configuration as shown in Patent Document 2, and detailed description of the configuration excluding the processing head 14 will be omitted.

続いて、加工ヘッド１４の全体的な構成について説明する。 Subsequently, the overall configuration of the processing head 14 will be described.

図１及び図２に示すように、加工ヘッド１４は、ロボットアーム１２の先端部に連結具１６を介して設けられた筒状の加工ヘッド本体１８を備えている。加工ヘッド１４は、加工ヘッド本体１８の基端部（上端部）の近傍に配設された支持筒２０を備えており、支持筒２０には、伝送ファイバ２２を保持するファイバホルダ２４が設けられている。伝送ファイバ２２は、レーザ光ＬＢを発振するファイバレーザ発振器等のレーザ発振器（図示省略）に光学的に接続されている。換言すれば、加工ヘッド１４は、伝送ファイバ２２を介してレーザ発振器に光学的に接続されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the machining head 14 includes a tubular machining head main body 18 provided at the tip of the robot arm 12 via a connector 16. The processing head 14 includes a support cylinder 20 arranged in the vicinity of the base end portion (upper end portion) of the processing head main body 18, and the support cylinder 20 is provided with a fiber holder 24 for holding the transmission fiber 22. ing. The transmission fiber 22 is optically connected to a laser oscillator (not shown) such as a fiber laser oscillator that oscillates the laser beam LB. In other words, the processing head 14 is optically connected to the laser oscillator via the transmission fiber 22.

加工ヘッド本体１８の先端部（下端部）には、レーザ光ＬＢを照射するためのノズル２６が設けられている。加工ヘッド本体１８内には、環状の上部レンズホルダ２８が設けられている。上部レンズホルダ２８の内側には、伝送ファイバ２２から射出されたレーザ光ＬＢをコリメートするコリメートレンズ３０が設けられている。また、加工ヘッド本体１８内における上部レンズホルダ２８の下側には、下部レンズホルダ３２が設けられている。下部レンズホルダ３２の内側には、コリメートされたレーザ光ＬＢをワークＷに向かって集束させる集束レンズ３４が設けられている。ここで、加工ヘッド１４の内部における伝送ファイバ２２の射出端からノズル２６にかけて、レーザ光ＬＢの光路が形成される。 A nozzle 26 for irradiating the laser beam LB is provided at the tip end portion (lower end portion) of the processing head main body 18. An annular upper lens holder 28 is provided in the processing head main body 18. Inside the upper lens holder 28, a collimating lens 30 that collimates the laser beam LB emitted from the transmission fiber 22 is provided. Further, a lower lens holder 32 is provided below the upper lens holder 28 in the processing head main body 18. Inside the lower lens holder 32, a focusing lens 34 for focusing the collimated laser beam LB toward the work W is provided. Here, an optical path of the laser beam LB is formed from the injection end of the transmission fiber 22 inside the processing head 14 to the nozzle 26.

加工ヘッド１４は、ワークＷに対してウィービング溶接を行うためのウィービング装置３６を備えている。ウィービング装置３６は、加工ヘッド本体１８と支持筒２０との間に配設されている。 The processing head 14 is provided with a weaving device 36 for performing weaving welding on the work W. The weaving device 36 is arranged between the processing head main body 18 and the support cylinder 20.

続いて、加工ヘッド１４の一部を構成するウィービング装置３６の具体的な構成について説明する。 Subsequently, a specific configuration of the weaving device 36 forming a part of the processing head 14 will be described.

図２から図４Ｂに示すように、ウィービング装置３６は、加工ヘッド本体１８と支持筒２０との間に配設されたウィービングハウジング３８を備えている。ウィービングハウジング３８は、加工ヘッド本体１８と支持筒２０を一体的に連結する。ウィービングハウジング３８の上部には、上開口部３８ａが形成されており、ウィービングハウジング３８の下部には、下開口部３８ｂが上開口部３８ａに整合するように形成されている。ウィービングハウジング３８の上開口部３８ａの周縁部は、支持筒２０の一端部（下端部）に接合されている。ウィービングハウジング３８の下開口部３８ｂの周縁部は、加工ヘッド本体１８の基端部（上端部）に接合されている。ウィービングハウジング３８の内部には、上開口部３８ａ及び下開口部３８ｂによってレーザ光ＬＢの光路の一部が形成される。 As shown in FIGS. 2 to 4B, the weaving device 36 includes a weaving housing 38 disposed between the processing head main body 18 and the support cylinder 20. The weaving housing 38 integrally connects the processing head main body 18 and the support cylinder 20. An upper opening 38a is formed in the upper part of the weaving housing 38, and a lower opening 38b is formed in the lower part of the weaving housing 38 so as to be aligned with the upper opening 38a. The peripheral edge of the upper opening 38a of the weaving housing 38 is joined to one end (lower end) of the support cylinder 20. The peripheral edge of the lower opening 38b of the weaving housing 38 is joined to the base end (upper end) of the processing head body 18. Inside the weaving housing 38, a part of the optical path of the laser beam LB is formed by the upper opening 38a and the lower opening 38b.

ウィービングハウジング３８の内部には、密閉型の揺動ケース４０が設けられており、揺動ケース４０は、レーザ光ＬＢの光軸に直交する方向に延びている。揺動ケース４０の先端側の上部には、上開口部４０ａが形成されており、揺動ケース４０の先端側の下部には、下開口部４０ｂが上開口部４０ａに整合するように形成されている。 A closed swing case 40 is provided inside the weaving housing 38, and the swing case 40 extends in a direction orthogonal to the optical axis of the laser beam LB. An upper opening 40a is formed in the upper part on the tip side of the swing case 40, and a lower opening 40b is formed in the lower part on the tip side of the swing case 40 so as to be aligned with the upper opening 40a. ing.

揺動ケース４０の基端側の下部には、中空状（スリーブ状）の第１サポート部材４２の基端部が一体的に設けられており、第１サポート部材４２の先端部は、ウィービングハウジング３８の下部にベアリング４４を介して回転可能に支持されている。揺動ケース４０の基端側の上部には、中空状の第２サポート部材４６の基端部が一体的に設けられており、第２サポート部材４６は、第１サポート部材４２と同軸上に位置している。第２サポート部材４６の先端部は、ウィービングハウジング３８の上部にベアリング４８を介して回転可能に支持されている。換言すれば、揺動ケース４０は、第１サポート部材４２及び第２サポート部材４６等によって揺動ケース４０の基端側の揺動軸心回りに揺動可能に構成されている。そして、ウィービングハウジング３８の外壁部の下部には、揺動ケース４０を揺動させる揺動アクチュエータとして揺動モータ５０が設けられている。揺動モータ５０の出力軸５２は、連結部材５４によって第１サポート部材４２に同軸上に一体的に連結されている。 A hollow (sleeve-shaped) first support member 42 base end is integrally provided at the lower portion of the swing case 40 on the base end side, and the tip of the first support member 42 is a weaving housing. It is rotatably supported under the 38 via a bearing 44. The base end portion of the hollow second support member 46 is integrally provided on the upper portion of the swing case 40 on the base end side, and the second support member 46 is coaxial with the first support member 42. positioned. The tip of the second support member 46 is rotatably supported on the upper part of the weaving housing 38 via a bearing 48. In other words, the swing case 40 is configured to be swingable around the swing axis center on the base end side of the swing case 40 by the first support member 42, the second support member 46, and the like. A swing motor 50 is provided below the outer wall portion of the weaving housing 38 as a swing actuator for swinging the swing case 40. The output shaft 52 of the oscillating motor 50 is coaxially and integrally connected to the first support member 42 by a connecting member 54.

なお、第１サポート部材４２の先端部がウィービングハウジング３８の下部の代わりに上部に回転可能に支持され、かつ第２サポート部材４６の先端部がウィービングハウジング３８の上部の代わりに下部に回転可能に支持されるようにしてもよい。この場合には、第１サポート部材４２の基端部がウィービングハウジング３８の上部に回転可能に支持され、かつ第２サポート部材４６の先端部がウィービングハウジング３８の下部に回転可能に支持される。 The tip of the first support member 42 is rotatably supported on the upper part instead of the lower part of the weaving housing 38, and the tip of the second support member 46 is rotatably supported on the lower part instead of the upper part of the weaving housing 38. It may be supported. In this case, the base end portion of the first support member 42 is rotatably supported by the upper portion of the weaving housing 38, and the tip end portion of the second support member 46 is rotatably supported by the lower portion of the weaving housing 38.

揺動ケース４０の基端側の内部には、主動ギア５６が回転可能に設けられている。主動ギア５６の回転軸５８は、揺動ケース４０の基端側に複数のベアリング６０を介して回転可能に支持されており、回転軸５８は、第２サポート部材４６を同軸上に貫通している。そして、ウィービングハウジング３８の外壁部の上部には、主動ギア５６を回転させる回転アクチュエータとして回転モータ６２が設けられている。回転モータ６２の出力軸６４は、カップリング６６によって回転軸５８に同軸上に一体的に連結されている。 A drive gear 56 is rotatably provided inside the swing case 40 on the base end side. The rotating shaft 58 of the driving gear 56 is rotatably supported on the base end side of the swing case 40 via a plurality of bearings 60, and the rotating shaft 58 coaxially penetrates the second support member 46. There is. A rotary motor 62 is provided on the upper portion of the outer wall portion of the weaving housing 38 as a rotary actuator for rotating the driving gear 56. The output shaft 64 of the rotary motor 62 is coaxially and integrally connected to the rotary shaft 58 by a coupling 66.

揺動ケース４０の先端側の内部には、筒状（環状）の従動回転体６８が複数の接触ゴムシール形のベアリング７０を介して回転可能に設けられている。従動回転体６８の上部は、揺動ケース４０の上開口部４０ａからウィービングハウジング３８の内部空間ＩＳ側（揺動ケース４０の外側）に向かって開放されている。従動回転体６８の下部は、揺動ケース４０の下開口部４０ｂからウィービングハウジング３８の内部空間ＩＳ側に向かって開放されている。また、従動回転体６８の外周部には、主動ギア５６に噛合した環状の従動ギア７２が形成されており、従動回転体６８は、主動ギア５６の回転に連動して回転する。 Inside the tip side of the swing case 40, a tubular (annular) driven rotating body 68 is rotatably provided via a plurality of contact rubber seal type bearings 70. The upper portion of the driven rotating body 68 is opened from the upper opening 40a of the swing case 40 toward the internal space IS side (outside of the swing case 40) of the weaving housing 38. The lower portion of the driven rotating body 68 is opened from the lower opening 40b of the swing case 40 toward the internal space IS side of the weaving housing 38. An annular driven gear 72 meshed with the driving gear 56 is formed on the outer peripheral portion of the driven rotating body 68, and the driven rotating body 68 rotates in conjunction with the rotation of the driving gear 56.

従動回転体６８の内側には、筒状のガラスホルダ７４が一体的に設けられている。ガラスホルダ７４の内側には、レーザ光ＬＢの光軸を偏心させる透過板としてのガラス板７６がガラス押え７８等を介して設けられている。換言すれば、従動回転体６８の内側には、ガラス板７６がガラスホルダ７４等を介して一体的に設けられている。ガラス板７６は、レーザ光ＬＢの光軸に対して傾斜しており、従動回転体６８と一体的に回転する。 A tubular glass holder 74 is integrally provided inside the driven rotating body 68. Inside the glass holder 74, a glass plate 76 as a transmission plate for eccentricity of the optical axis of the laser beam LB is provided via a glass retainer 78 or the like. In other words, a glass plate 76 is integrally provided inside the driven rotating body 68 via a glass holder 74 or the like. The glass plate 76 is inclined with respect to the optical axis of the laser beam LB, and rotates integrally with the driven rotating body 68.

なお、ガラス板７６がレーザ光ＬＢの光軸を偏心させる機能を有していれば、ガラス板７６全体をレーザ光ＬＢの光軸に対して傾斜させる代わりに、ガラス板７６の上面又は下面をレーザ光ＬＢの光軸に直交する方向に対して僅かに傾斜させてもよい。また、透過板としてガラス板７６を用いる代わりに、例えば石英、フッ化カルシウム等の透過性材料からなる他の透過板を用いてもよい。 If the glass plate 76 has a function of eccentricizing the optical axis of the laser beam LB, instead of tilting the entire glass plate 76 with respect to the optical axis of the laser beam LB, the upper surface or the lower surface of the glass plate 76 may be tilted. The laser beam LB may be slightly tilted with respect to the direction orthogonal to the optical axis. Further, instead of using the glass plate 76 as the transmission plate, another transmission plate made of a permeable material such as quartz or calcium fluoride may be used.

ガラス板７６は、揺動ケース４０の揺動によって、レーザ光ＬＢの光路上においてウィービング溶接を行うためのウィービング位置（図４Ａに示す位置）と、ウィービング位置から退避した退避位置（図４Ｂに示す位置）との間で移動するように構成されている。ここで、揺動ケース４０は、ガラス板７６がウィービング位置に位置すると、ウィービングハウジング３８の内部の適宜位置に設けた第１ストッパ部材（図示省略）に当接する。揺動ケース４０は、ガラス板７６が退避位置に位置すると、ウィービングハウジング３８の内部の適宜位置に設けた第２ストッパ部材（図示省略）に当接する。 The glass plate 76 has a weaving position (position shown in FIG. 4A) for performing weaving welding on the optical path of the laser beam LB and a retracted position (shown in FIG. 4B) retracted from the weaving position due to the shaking of the swing case 40. It is configured to move to and from the position). Here, when the glass plate 76 is located at the weaving position, the swing case 40 comes into contact with a first stopper member (not shown) provided at an appropriate position inside the weaving housing 38. When the glass plate 76 is positioned at the retracted position, the swing case 40 comes into contact with a second stopper member (not shown) provided at an appropriate position inside the weaving housing 38.

図３及び図５に示すように、従動回転体６８の上部には、環状の外フランジ８０が形成されている。揺動ケース４０の上開口部４０ａの周縁には、環状の内フランジ８２が形成されており、内フランジ８２は、外フランジ８０の上側に微小な間隔を置いて重なっている。外フランジ８０と内フランジ８２との間には、ウィービングハウジング３８の内部空間ＩＳ側（揺動ケース４０の外側）へのグリース等の異物の流出を抑えるためのラビリンス構造８４が形成されている。換言すれば、従動回転体６８の上部側には、屈曲した通路であるラビリンス構造８４が形成されている。 As shown in FIGS. 3 and 5, an annular outer flange 80 is formed on the upper portion of the driven rotating body 68. An annular inner flange 82 is formed on the peripheral edge of the upper opening 40a of the swing case 40, and the inner flange 82 overlaps the outer flange 80 at a minute interval. A labyrinth structure 84 is formed between the outer flange 80 and the inner flange 82 to suppress the outflow of foreign matter such as grease to the internal space IS side (outside of the swing case 40) of the weaving housing 38. In other words, a labyrinth structure 84, which is a bent passage, is formed on the upper side of the driven rotating body 68.

同様に、従動回転体６８の下部には、環状の外フランジ８６が形成されている。揺動ケース４０の下開口部４０ｂの周縁には、環状の内フランジ８８が形成されており、内フランジ８８は、外フランジ８６の下側に微小な間隔を置いて重なっている。外フランジ８６と内フランジ８８との間には、ウィービングハウジング３８の内部空間ＩＳ側へのグリース等の異物の流出を抑えるためのラビリンス構造９０が形成されている。換言すれば、従動回転体６８の下部側には、屈曲した通路であるラビリンス構造９０が形成されている。 Similarly, an annular outer flange 86 is formed at the lower portion of the driven rotating body 68. An annular inner flange 88 is formed on the peripheral edge of the lower opening 40b of the swing case 40, and the inner flange 88 overlaps the lower side of the outer flange 86 at a minute interval. A labyrinth structure 90 is formed between the outer flange 86 and the inner flange 88 to prevent foreign matter such as grease from flowing out to the internal space IS side of the weaving housing 38. In other words, a labyrinth structure 90, which is a bent passage, is formed on the lower side of the driven rotating body 68.

図３に示すように、ウィービングハウジング３８の上開口部３８ａの内側には、ガラス板７６にパージエアを供給する環状のエア供給部材９２が設けられている。 As shown in FIG. 3, an annular air supply member 92 for supplying purge air to the glass plate 76 is provided inside the upper opening 38a of the weaving housing 38.

続いて、本発明の実施形態の作用効果について説明する。 Subsequently, the action and effect of the embodiment of the present invention will be described.

揺動モータ５０の駆動により揺動ケース４０を一方向へ揺動させることにより、ガラス板７６を退避位置からウィービング位置に移動させる（図４Ａ参照）。そして、回転モータ６２の駆動により主動ギア５６を回転させることにより、従動回転体６８（従動ギア７２）を連動して回転させ、ガラス板７６を従動回転体６８と一体的に回転させる。これにより、伝送ファイバ２２から射出されたレーザ光ＬＢの光軸を偏心回転させて、溶接幅を拡大したウィービング溶接を行うことができる。 The glass plate 76 is moved from the retracted position to the weaving position by swinging the swing case 40 in one direction by driving the swing motor 50 (see FIG. 4A). Then, by rotating the main gear 56 by driving the rotary motor 62, the driven rotating body 68 (the driven gear 72) is rotated in conjunction with each other, and the glass plate 76 is integrally rotated with the driven rotating body 68. As a result, the optical axis of the laser beam LB emitted from the transmission fiber 22 can be eccentrically rotated to perform weaving welding in which the welding width is expanded.

ウィービング溶接後に通常のレーザ溶接を行う場合には、揺動モータ５０の駆動により揺動ケース４０を他方向へ揺動させることにより、ガラス板７６をウィービング位置から退避位置からウィービング位置に移動させる（図４Ｂ参照）。 When performing normal laser welding after weaving welding, the glass plate 76 is moved from the weaving position to the weaving position by swinging the swing case 40 in the other direction by driving the swing motor 50 ( See FIG. 4B).

そして、本発明の実施形態によると、前述のように、ウィービングハウジング３８の内部に密閉型の揺動ケース４０が設けられ、揺動ケース４０の基端側の内部に主動ギア５６が回転可能に設けられている。揺動ケース４０の先端側の内部に筒状の従動回転体６８が回転可能に設けられ、従動回転体６８の外周部に主動ギア５６に噛合した環状の従動ギア７２が形成されている。そのため、主動ギア５６、従動ギア７２を含む従動回転体６８を揺動ケース４０によってウィービングハウジング３８の内部空間ＩＳから隔離することができる。これにより、従動回転体６８の回転速度が高速化しても、主動ギア５６と従動ギア７２の間からの摩耗粉、従動回転体６８を支持する接触ゴムシール形のベアリング７０からのグリース等が異物としてウィービングハウジング３８の内部空間ＩＳに流入することを抑制できる。特に、前述のように、従動回転体６８が複数の接触ゴムシール形のベアリング７０によって回転可能に支持され、従動回転体６８の上部側及び下部側にそれぞれラビリンス構造８４，９０が形成されているため、従動回転体６８の回転速度が高速化しても、ウィービングハウジング３８の内部空間ＩＳへの異物の流入を十分に抑制することができる。 Then, according to the embodiment of the present invention, as described above, the closed type swing case 40 is provided inside the weaving housing 38, and the driving gear 56 can rotate inside the base end side of the swing case 40. It is provided. A tubular driven rotating body 68 is rotatably provided inside the tip side of the swing case 40, and an annular driven gear 72 meshed with the driving gear 56 is formed on the outer peripheral portion of the driven rotating body 68. Therefore, the driven rotating body 68 including the driven gear 56 and the driven gear 72 can be isolated from the internal space IS of the weaving housing 38 by the swing case 40. As a result, even if the rotation speed of the driven rotating body 68 is increased, wear debris from between the driving gear 56 and the driven gear 72, grease from the contact rubber seal type bearing 70 that supports the driven rotating body 68, and the like are foreign substances. It is possible to suppress the inflow into the internal space IS of the weaving housing 38. In particular, as described above, the driven rotating body 68 is rotatably supported by a plurality of contact rubber seal type bearings 70, and labyrinth structures 84 and 90 are formed on the upper side and the lower side of the driven rotating body 68, respectively. Even if the rotation speed of the driven rotating body 68 is increased, the inflow of foreign matter into the internal space IS of the weaving housing 38 can be sufficiently suppressed.

従って、本発明の実施形態によれば、レーザ溶接機の高出力化を図りつつ、ガラス板７６への異物の付着を十分に防止して、ウィービング溶接を安定的に行うことができる。 Therefore, according to the embodiment of the present invention, weaving welding can be stably performed by sufficiently preventing foreign matter from adhering to the glass plate 76 while increasing the output of the laser welding machine.

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、例えば、ウィービング装置３６において、コリメートされる前のレーザ光ＬＢの光軸を偏心回転させているが、コリメートされたレーザ光ＬＢの光軸を偏心回転させる等、その他、種々の態様で実施可能である。そして、本発明に包含される権利範囲は、前述の実施形態に限定されないものである。 The present invention is not limited to the description of the above-described embodiment. For example, in the weaving device 36, the optical axis of the laser beam LB before collimation is eccentrically rotated, but the collimated laser beam is used. It can be carried out in various other modes such as eccentric rotation of the optical axis of the LB. The scope of rights included in the present invention is not limited to the above-described embodiment.

１０溶接ロボット（レーザ溶接機）
１２ロボットアーム
１４加工ヘッド
１６連結具
１８加工ヘッド本体
２０支持筒
２２伝送ファイバ
２４ファイバホルダ
２６ノズル
２８上部レンズホルダ
３０コリメートレンズ
３２下部レンズホルダ
３４集束レンズ
３６ウィービング装置
３８ウィービングハウジング
３８ａ上開口部
３８ｂ下開口部
４０揺動ケース
４０ａ上開口部
４０ｂ下開口部
４２第１サポート部材
４４ベアリング
４６第２サポート部材
４８ベアリング
５０揺動モータ（揺動アクチュエータ）
５２出力軸
５４連結部材
５６主動ギア
５８回転軸
６０ベアリング
６２回転モータ（回転アクチュエータ）
６４出力軸
６６カップリング
６８従動回転体
７０接触ゴムシール形のベアリング
７２従動ギア
７４ガラスホルダ
７６ガラス板（透過板）
７８ガラス押え
８０外フランジ
８２内フランジ
８４ラビリンス構造
８６外フランジ
８８内フランジ
９０ラビリンス構造
９２エア供給部材
ＩＳ内部空間
ＬＢレーザ光
Ｗワーク 10 Welding robot (laser welder)
12 Robot arm 14 Machining head 16 Coupling tool 18 Machining head body 20 Support cylinder 22 Transmission fiber 24 Fiber holder 26 Nozzle 28 Upper lens holder 30 Collimating lens 32 Lower lens holder 34 Condensing lens 36 Weaving device 38 Weaving housing 38a Upper opening 38b Lower Opening 40 Swing case 40a Upper opening 40b Lower opening 42 1st support member 44 Bearing 46 2nd support member 48 Bearing 50 Swing motor (swing actuator)
52 Output shaft 54 Connecting member 56 Drive gear 58 Rotating shaft 60 Bearing 62 Rotating motor (rotary actuator)
64 Output shaft 66 Coupling 68 Driven rotating body 70 Contact rubber seal type bearing 72 Driven gear 74 Glass holder 76 Glass plate (transmissive plate)
78 Glass presser 80 Outer flange 82 Inner flange 84 Labyrinth structure 86 Outer flange 88 Inner flange 90 Labyrinth structure 92 Air supply member IS Internal space LB Laser light W work

Claims

A weaving housing with a part of the optical path of the laser beam formed inside,
A swing case provided inside the weaving housing and configured to swing around the swing axis center on the base end side, and a swing case.
A swing actuator that swings the swing case and
A drive gear rotatably provided inside the base end side of the swing case, and
A rotary actuator that rotates the main gear and
It is rotatably provided inside the tip side of the swing case, the upper part and the lower part are opened toward the internal space side of the weaving housing, and an annular driven gear meshing with the driving gear is formed on the outer peripheral portion. Cylindrical driven rotating body and
The swinging case is provided inside the driven rotating body so as to move between the weaving position for performing weaving welding on the optical path of the laser beam and the retracted position retracted from the weaving position. A laser welding machine characterized in that it is equipped with a transmission plate that eccentricizes the optical axis of the laser beam.

A hollow first support member provided at the lower or upper portion of the swing case on the base end side and rotatably supported at the lower or upper portion of the weaving housing.
A hollow second support member provided on the upper or lower portion of the swing case on the base end side, located coaxially with the first support member, and rotatably supported on the upper or lower portion of the weaving housing. The laser welding machine according to claim 1, wherein the laser welding machine is provided with.

The output shaft of the swing actuator is connected to the first support member,
The rotating shaft of the driving gear is rotatably supported on the base end side of the swing case and coaxially penetrates the second support member.
The laser welding machine according to claim 2, wherein the output shaft of the rotary actuator is connected to the rotary shaft.

Of claims 1 to 3, the labyrinth structure for suppressing the outflow of foreign matter to the internal space side of the weaving housing is formed on the upper side and the lower side of the driven rotating body, respectively. The laser welding machine according to any one of the above.