JP2855947B2 - レーザー加工装置用ワーク保持治具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、レーザー加工装置に
用いられ、該装置がレーザー加工するワークを複数の立
設したピンの先端で保持するワーク保持治具に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】上述の如きワーク保持治具としては従
来、例えば図３に示すものがあり、このワーク保持治具
は、円錐状の先端部1aを持つ多数のピン１を、それらの
先端部1aの先端1bを含む幾何学平面が水平になるように
支持板２上に立設して具え、それらのピン１の先端1bで
平板状のワーク３を水平に保持する。そしてかかるワー
ク保持治具を用いた従来のレーザー加工装置は、レーザ
ー発振器４が放出するレーザー光５を、図中矢印で示す
如く反射鏡６，７，８で反射させて上記ワーク保持治具
上のワーク３の所定加工位置へ向けた後、集光レンズ９
で収束させて、ワーク３の切断や突き合わせ溶接等の加
工を行い、その反射鏡８と集光レンズ９とを収容するレ
ーザー加工ノズル10の先端部に設けられたノズル高さ検
出器11を用いて、レーザー光５の収束高さをワーク３の
高さに対応させて自動調節する。

【０００３】ところで、ワーク３の光反射率が高い場合
には、ワーク３に垂直にレーザー光５を照射すると、そ
のワーク３で反射したレーザー光５が、上記矢印で示す
照射時の光路を逆に辿ってレーザー発振器４へ戻り、レ
ーザー発振器４を破損させる恐れがある。これがため上
記レーザー加工装置ではレーザー光５の光路上に反射鏡
７，８が設けられており、光反射率の高いワーク３を加
工する場合は図４に示すように、加工ノズル10を図中仮
想線で示す元の向きから反射鏡７，８を通る軸線Ｃ周り
に所定傾斜角αだけ回転させて、その軸線Ｃ上の光路を
動かさずに反射鏡８から先の短い光路のみをその傾斜角
αだけ傾斜させ、上記ワーク保持治具が水平に保持した
ワーク３の所定加工位置に斜めにレーザー光５を照射し
て、ワーク３で反射したレーザー光５が照射時の光路を
逆に辿らないようにしてレーザー発振器４の破損防止を
図り、同時に加工位置精度の低下防止を図っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のレーザー発振器破損防止方法では、加工位置精度確
保のため軸線Ｃを固定してその軸線周りに加工ノズル10
を所定傾斜角αだけ回転させるので、高精度で複雑な回
転機構が必要になるという問題があり、また多数の反射
鏡をレーザー光５の光路上に設けるので、レーザー光５
の加工エネルギーを低下させるという問題があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、かかる従来
技術の課題を有利に解決したワーク保持治具を提供する
ことを目的とするものであり、この発明のレーザー加工
装置用ワーク保持治具は、複数の立設したピンの先端で
ワークを保持するものであって、前記ワークの光反射率
が高い場合に、前記複数のピンの先端を含む、ワーク形
状に対応した幾何学面が加工位置で傾斜するように、そ
れら複数のピン全体の高さを変更するピン高さ変更手段
を設けたことを特徴とするものである。

【０００６】そしてこの発明では、前記ピンの先端部を
鏡面とすればより好ましく、その場合に前記ピンの先端
を凸曲面とすればさらに好ましい。

【０００７】

【作用】かかるワーク保持治具にあっては、複数の立設
したピンの先端を含む幾何学面がワーク形状に対応した
形状に形成されることで、それら複数のピンの先端がそ
れぞれワークの下向きの面に接してそれら複数のピン全
体でワークの広い範囲を保持する。しかして光反射率の
低いワークをレーザー加工する場合には、それら複数の
ピンの先端を含む、ワーク形状に対応した幾何学面が、
レーザー光を照射される加工位置で水平にされ、これに
よってそれら複数のピンが、ワークの加工位置が水平に
なるようにその先端でワークを保持する。この一方、光
反射率の高いワークをレーザー加工する場合には、それ
ら複数のピンの先端を含む、ワーク形状に対応する幾何
学面が加工位置で傾斜するように、ピン高さ変更手段が
それら複数のピン全体の高さを変更し、これによってそ
れら複数のピンが、ワークの加工位置が傾斜するように
それらのピン全体の先端でワークを保持する。

【０００８】従ってこの発明のワーク保持治具によれ
ば、光反射率の高いワークをレーザー加工する場合に、
ピン全体の先端でワークを保持しつつワーク側の加工位
置を傾斜させ得て、レーザー加工装置側でレーザー光の
光路を傾斜させる必要がなくなるので、加工位置精度を
低下させることなしに、光路を傾斜させるための高精度
で複雑な回転機構を不要とすることができ、またレーザ
ー光の光路上の反射鏡を減らすことができるので、レー
ザー光の加工エネルギーの低下を抑えることができる。

【０００９】なおここで、ピンの先端部を鏡面とすれ
ば、レーザー加工装置で特にワークを切断する場合に、
ワークを貫通したレーザー光がピンの先端部で反射する
ので、焦点に近い位置にあるピンの先端部の破損を有効
に防止することができ、また先端部を鏡面としたピンの
先端をさらに凸曲面とすれば、その先端で反射したレー
ザー光が拡散して弱まるので、レーザー光のピン先端か
らの反射光によるレーザー発振器の破損を防止すること
ができる。

【００１０】

【実施例】以下に、この発明の実施例を図面に基づき詳
細に説明する。図１は、この発明のレーザー加工装置用
ワーク保持治具の一実施例を示す構成図であり、図中１
はピン、２は支持板、３は平板状の金属板であるワーク
をそれぞれ示す。

【００１１】ここにおけるピン１は円錐状の先端部1aを
持ち、その先端部1aは鏡面とされており、かかる鏡面を
得るためには、例えばピン１を鋼材で形成してその先端
部1aに硬質クロムメッキを施すという方法や、ピン１を
硬質のアルミ材で形成してその先端部1aを鏡面仕上げす
るといった方法がある。さらにここにおけるピン１の先
端部1aの先端1bは、図２に示すように、凸曲面の一種で
ある小さな半径ｒの球面として形成されている。そして
ピン１は、その中間の段部から下方に、上部よりも細い
軸部1cを持っている。

【００１２】上記の如きピン１が、ここでは多数本、互
いに同一寸法とされて上記支持板２に立設されており、
ここにおける支持板２は、そこに圧入されたブッシュ12
でピン１の軸部1cの昇降を案内するとともに、そのブッ
シュ12へのピン１の段部の当接によってピン１の下降限
位置を特定することにより、上記多数本のピン１を、そ
の下降限位置でそれらピン１の先端部1aの先端1bを含む
幾何学平面が水平になるように支持している。

【００１３】さらにこの実施例では、楔形の断面形状に
形成され、平滑かつ所定傾斜角αで傾斜した上面13a を
持つカム板13が、上記支持板２の下方の進出位置とその
支持板２の下方から外れる後退位置との間で水平に進退
移動可能に案内および支持されるとともに、そのカム板
13を上記進出位置と後退位置との間で進退移動させる図
示しないシリンダが設けられており、それらカム板13お
よびシリンダがここではピン高さ変更手段を構成してい
る。

【００１４】なお、ここにおけるレーザー加工装置は図
１に示す如く、レーザー発振器４が放出するレーザー光
５を、図中矢印で示す如く反射鏡６で反射させて上記ワ
ーク保持治具上のワーク３の所定加工位置へ向けた後、
集光レンズ９で収束させて、ワーク３の切断や突き合わ
せ溶接等の加工を行い、その集光レンズ９を収容するレ
ーザー加工ノズル10の先端部に設けられたノズル高さ検
出器11を用いて、レーザー光５の収束高さをワーク３の
高さに対応させて自動調節する。

【００１５】かかる実施例のワーク保持治具にあって
は、上記レーザー加工装置が光反射率の低いワーク３を
レーザー加工する場合には、上記シリンダがカム板13を
上記後退位置に位置させることにて各ピン１が上記下降
限位置に位置することにより、複数の立設したピン１の
先端を含む幾何学平面が水平にされ、これによってそれ
らのピン１が、その先端1bでワーク３を通常通り水平に
保持する。また上記レーザー加工装置が光反射率の高い
ワーク３をレーザー加工する場合には、上記シリンダが
カム板13を図１中太矢印で示す如く上記進出位置に位置
させることにて、各ピン１の軸部1cの下端がそのカム板
13の傾斜した上面13a に摺接して上記ブッシュ12の案内
下で持ち上げられ、これにより、複数の立設したピン１
が、それらの先端1bを含む幾何学平面がカム板13の上面
13a と平行に傾斜するように上昇して、それらの先端1b
でワーク３を上記傾斜角αで傾斜させて保持する。

【００１６】従ってこの実施例のワーク保持治具によれ
ば、光反射率の高いワーク３をレーザー加工する場合
に、レーザー加工装置側でレーザー光５の光路を傾斜さ
せる必要がなくなるので、加工位置精度を低下させるこ
となしに、光路を傾斜させるための高精度で複雑な回転
機構を不要とすることができ、またレーザー光５の光路
上の反射鏡を反射鏡６のみとし得てその数を減らすこと
ができるので、レーザー光５の加工エネルギーの低下を
抑えることができる。

【００１７】なおこの実施例では、ピン１の先端部1aを
鏡面としたので、レーザー加工装置で特にワーク３を切
断する場合に、図１中矢印で示す如くワーク３を貫通し
たレーザー光５がピン１の先端部1aに照射されてもそこ
で反射することから、焦点に近い位置にあるピン１の先
端部1aの破損を有効に防止することができ、また先端部
1aを鏡面としたピン１の先端1bをさらに球面としたの
で、その先端1bで反射したレーザー光５が拡散して弱ま
ることから、レーザー光５のピン先端1bからの反射光に
よるレーザー発振器４の破損を防止することができる。

【００１８】以上、図示例に基づき説明したが、この発
明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、ワーク
は平板状でなく部分的に平坦なものでも良く、その場合
にピン高さ変更手段は、複数本のピンがワーク形状にあ
わせてワークを保持するとともにそのワークの少なくと
も加工位置を傾斜させるようにそれらのピンを上昇させ
る形状のカムを具えるようにしても良い。またピン高さ
変更手段は、上記実施例における支持板２を所定軸線周
りに所定傾斜角だけ回転させて複数本のピン１の先端高
さを変更するものでも良い。

【００１９】

【発明の効果】かくしてこの発明のレーザー加工装置用
ワーク保持治具によれば、光反射率の高いワークをレー
ザー加工する場合に、ピン全体の先端でワークを保持し
つつワーク側の加工位置を傾斜させ得て、レーザー加工
装置側でレーザー光の光路を傾斜させる必要がなくなる
ので、加工位置精度を低下させることなしに、光路を傾
斜させるための高精度で複雑な回転機構を不要とするこ
とができ、またレーザー光の光路上の反射鏡を減らすこ
とができるので、レーザー光の加工エネルギーの低下を
抑えることができる。

【００２０】なお、ピンの先端部を鏡面とすれば、レー
ザー加工装置で特にワークを切断する場合に、ワークを
貫通したレーザー光がピンの先端部で反射するので、焦
点に近い位置にあるピンの先端部の破損を有効に防止す
ることができ、また先端部を鏡面としたピンの先端をさ
らに凸曲面とすれば、その先端で反射したレーザー光が
拡散して弱まるので、レーザー光のピン先端からの反射
光によるレーザー発振器の破損を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のレーザー加工装置用ワーク保持治具
の一実施例をレーザー加工装置とともに示す構成図であ
る。

【図２】上記実施例のワーク保持治具の各ピンの先端部
を示す側面図である。

【図３】従来のレーザー加工装置用ワーク保持治具をレ
ーザー加工装置とともに示す構成図である。

【図４】上記従来のワーク保持治具を用いるレーザー加
工装置の一部を示す、図３の矢印Ａ方向から見た矢視図
である。

【符号の説明】

１ ピン 1a 先端部 1b 先端 ３ ワーク 13 カム板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−230293（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−148794（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−486（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23K 26/10 B23K 37/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の立設したピン（１）の先端（1b）
   でワーク（３）を保持する、レーザー加工装置用ワーク
   保持治具において、前記ワークの光反射率が高い場合に、 前記複数のピンの
   先端（1b）を含む、ワーク形状に対応した幾何学面が加
   工位置で傾斜するように、それら複数のピン全体の高さ
   を変更するピン高さ変更手段（13）を設けたことを特徴
   とする、レーザー加工装置用ワーク保持治具。
2. 【請求項２】 前記ピンの先端部（1a）を鏡面とするこ
   とを特徴とする、請求項１に記載のレーザー加工装置用
   ワーク保持治具。
3. 【請求項３】 前記ピンの先端（1b）を凸曲面とするこ
   とを特徴とする、請求項２に記載のレーザー加工装置用
   ワーク保持治具。