JP3157847B2 - レーザ加工ヘッド装置 - Google Patents
レーザ加工ヘッド装置Info
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- JP3157847B2 JP3157847B2 JP04673091A JP4673091A JP3157847B2 JP 3157847 B2 JP3157847 B2 JP 3157847B2 JP 04673091 A JP04673091 A JP 04673091A JP 4673091 A JP4673091 A JP 4673091A JP 3157847 B2 JP3157847 B2 JP 3157847B2
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- JP
- Japan
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- axis
- ball screw
- laser
- shaft
- moving body
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/10—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece using a fixed support, i.e. involving moving the laser beam
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、レーザ加工機でワー
クに切断加工などを行なう際にワークにレーザ光を照射
する新規なレーザ加工ヘッド装置に関する。
クに切断加工などを行なう際にワークにレーザ光を照射
する新規なレーザ加工ヘッド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、３次元形状（立体形状）のワーク
をレーザ加工機で切断加工などを行なう場合には、３次
元加工用のレーザ加工ヘッド装置が使用されている。こ
のレーザ加工ヘッド装置としては、上下方向（Ｚ軸方
向）へ移動自在なＺ軸移動体と、このＺ軸移動体の軸心
回り（Ａ軸方向）に回動自在なＡ軸回転体と、このＡ軸
回転体と直交した軸心回り（Ｂ軸方向）に回動自在かつ
下端部にノズルを支承したＢ軸回転体とで構成されてい
る。
をレーザ加工機で切断加工などを行なう場合には、３次
元加工用のレーザ加工ヘッド装置が使用されている。こ
のレーザ加工ヘッド装置としては、上下方向（Ｚ軸方
向）へ移動自在なＺ軸移動体と、このＺ軸移動体の軸心
回り（Ａ軸方向）に回動自在なＡ軸回転体と、このＡ軸
回転体と直交した軸心回り（Ｂ軸方向）に回動自在かつ
下端部にノズルを支承したＢ軸回転体とで構成されてい
る。
【０００３】そして、Ｚ軸移動体の駆動機構としては、
Ｚ軸モータの出力は１対のかさ歯車で減速されピニオン
に伝達される。このピニオンの回転はラックの直線運動
に変換されると共に、ラックはＺ軸移動体に固定されて
いるため、Ｚ軸移動体はリニアモーションガイドにガイ
ドされながらＺ軸方向へ移動される。
Ｚ軸モータの出力は１対のかさ歯車で減速されピニオン
に伝達される。このピニオンの回転はラックの直線運動
に変換されると共に、ラックはＺ軸移動体に固定されて
いるため、Ｚ軸移動体はリニアモーションガイドにガイ
ドされながらＺ軸方向へ移動される。
【０００４】また、Ａ軸回転体の駆動機構としては、Ａ
軸モータは前記Ｚ軸移動体に固定されており、Ａ軸モー
タに取付けたピニオンからＡ軸回転体に取付けた平歯車
に伝達されてＡ軸回転体はＺ軸移動体の軸心回りに回動
される。
軸モータは前記Ｚ軸移動体に固定されており、Ａ軸モー
タに取付けたピニオンからＡ軸回転体に取付けた平歯車
に伝達されてＡ軸回転体はＺ軸移動体の軸心回りに回動
される。
【０００５】さらに、Ｂ軸回転体の駆動機構としては、
Ｂ軸モータはＡ軸回転体に固定され、しかもＢ軸モータ
の出力はＢ軸モータに取付けたピニオンからＢ軸回転体
に取付けた平歯車に伝達され、Ｂ軸回転体はＢ軸方向に
回動される。
Ｂ軸モータはＡ軸回転体に固定され、しかもＢ軸モータ
の出力はＢ軸モータに取付けたピニオンからＢ軸回転体
に取付けた平歯車に伝達され、Ｂ軸回転体はＢ軸方向に
回動される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のレーザ加工ヘッド装置におけるＺ軸移動体をＺ軸方
向へ移動させるために３対の歯車によって動力伝達さ
れ、それぞれ複雑なバックラッシュ解消機構が必要であ
り組立、保守が困難である。また、Ｚ軸移動物が重いた
め、スプリングなどのバランサをＺ軸移動体に設けなけ
ればならない。
来のレーザ加工ヘッド装置におけるＺ軸移動体をＺ軸方
向へ移動させるために３対の歯車によって動力伝達さ
れ、それぞれ複雑なバックラッシュ解消機構が必要であ
り組立、保守が困難である。また、Ｚ軸移動物が重いた
め、スプリングなどのバランサをＺ軸移動体に設けなけ
ればならない。
【０００７】Ａ軸回転体を回動せしめるために、平歯車
とピニオンとのバックラッシュをなくすため、平歯車は
厚さ方向で２枚に分割されており、２枚の位相を微かに
ずらすことでピニオンの歯を挾んでいる。しかも、Ａ軸
回転体内にレーザ光を透過せしめる筒状体が設けられて
いる。そのため構造が複雑であり、組立作業が難かし
い。
とピニオンとのバックラッシュをなくすため、平歯車は
厚さ方向で２枚に分割されており、２枚の位相を微かに
ずらすことでピニオンの歯を挾んでいる。しかも、Ａ軸
回転体内にレーザ光を透過せしめる筒状体が設けられて
いる。そのため構造が複雑であり、組立作業が難かし
い。
【０００８】また、Ｂ軸回転体を回動せしめるために、
Ａ軸回転体と同様のバックラッシュ解消機構を必要とす
ると共に、Ｂ軸回転体がワークと接触する恐れもある。
しかも、平歯車は構造上、防塵対策が出来ないので錆び
たり、レーザ加工によるスパッタなどが付着したりする
とともに、Ｂ軸モータのケーブルが中継するためのスリ
ップリングが必要となり高価でもある。
Ａ軸回転体と同様のバックラッシュ解消機構を必要とす
ると共に、Ｂ軸回転体がワークと接触する恐れもある。
しかも、平歯車は構造上、防塵対策が出来ないので錆び
たり、レーザ加工によるスパッタなどが付着したりする
とともに、Ｂ軸モータのケーブルが中継するためのスリ
ップリングが必要となり高価でもある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は前述のごとき従
来の問題に鑑みてなされたもので、上下動自在に設けた
レーザ支持杆の下端部に、当該レーザ支持杆の軸心に対
して直交する軸心回りに回動自在のレーザノズルを備え
た構成のレーザ加工ヘッド装置において、前記レーザ支
持杆を、螺旋状のボールねじ溝と上下方向のボールスプ
ライン溝とを外周面に形成した中空状のボールねじスプ
ライン軸により構成し、上記ボールねじ溝に螺合したボ
ールねじナットと前記ボールスプライン溝に係合したボ
ールスプラインナットとを上下に近接して移動体にそれ
ぞれ回転自在に支承して設けると共に、上記ボールねじ
ナットを回転するための第１の駆動モータと前記ボール
スプラインナットを回転するための第２の駆動モータと
をそれぞれ前記移動体に装着して設け、前記第１，第２
の駆動モータの回転を制御することにより前記ボールね
じスプライン軸の上下動及び軸心回りの回転を制御して
前記レーザノズルの位置を制御する構成としてなり、か
つレーザノズルを回動するためのパイプ形状のシャフト
を前記ボールねじスプライン軸内に回転自在に設けると
共に当該シャフトの上端部を前記ボールねじスプライン
軸の上端部より突出して設け、このシャフトの上端部
を、第３の駆動モータに連動連結した構成である。
来の問題に鑑みてなされたもので、上下動自在に設けた
レーザ支持杆の下端部に、当該レーザ支持杆の軸心に対
して直交する軸心回りに回動自在のレーザノズルを備え
た構成のレーザ加工ヘッド装置において、前記レーザ支
持杆を、螺旋状のボールねじ溝と上下方向のボールスプ
ライン溝とを外周面に形成した中空状のボールねじスプ
ライン軸により構成し、上記ボールねじ溝に螺合したボ
ールねじナットと前記ボールスプライン溝に係合したボ
ールスプラインナットとを上下に近接して移動体にそれ
ぞれ回転自在に支承して設けると共に、上記ボールねじ
ナットを回転するための第１の駆動モータと前記ボール
スプラインナットを回転するための第２の駆動モータと
をそれぞれ前記移動体に装着して設け、前記第１，第２
の駆動モータの回転を制御することにより前記ボールね
じスプライン軸の上下動及び軸心回りの回転を制御して
前記レーザノズルの位置を制御する構成としてなり、か
つレーザノズルを回動するためのパイプ形状のシャフト
を前記ボールねじスプライン軸内に回転自在に設けると
共に当該シャフトの上端部を前記ボールねじスプライン
軸の上端部より突出して設け、このシャフトの上端部
を、第３の駆動モータに連動連結した構成である。
【００１０】
【実施例】まず、図１を用いて参考例について説明す
る。図１において、Ｙ軸方向（紙面に対して直交した方
向）に延伸したＸ軸キャレッジ１が設けられており、こ
のＸ軸キャレッジ１は例えば図示省略のＸ軸フレームに
対してＸ軸方向（図１において左右方向）へ移動するよ
うになっている。
る。図１において、Ｙ軸方向（紙面に対して直交した方
向）に延伸したＸ軸キャレッジ１が設けられており、こ
のＸ軸キャレッジ１は例えば図示省略のＸ軸フレームに
対してＸ軸方向（図１において左右方向）へ移動するよ
うになっている。
【００１１】前記Ｘ軸キャレッジ１には２本の平行した
ガイドレール３が敷設されており、このガイドレール３
にはガイド部材５を介してＹ軸方向へ移動自在なＹ軸移
動体７が設けられている。このＹ軸移動体７にはレーザ
加工ヘッド装置９が設けられている。
ガイドレール３が敷設されており、このガイドレール３
にはガイド部材５を介してＹ軸方向へ移動自在なＹ軸移
動体７が設けられている。このＹ軸移動体７にはレーザ
加工ヘッド装置９が設けられている。
【００１２】すなわち、レーザ加工ヘッド装置９のうち
のレーザ支持杆としてのＺ軸移動体を兼ねたＡ軸移動体
１１は２重構造からなる上下方向（Ｚ軸方向）へ延伸し
たバイプ状で形成されている。しかも、このＡ軸移動体
１１は前記Ｙ軸移動体７に複数のニードルベアリング１
３を介して上下動自在かつ回動自在に設けられている。
のレーザ支持杆としてのＺ軸移動体を兼ねたＡ軸移動体
１１は２重構造からなる上下方向（Ｚ軸方向）へ延伸し
たバイプ状で形成されている。しかも、このＡ軸移動体
１１は前記Ｙ軸移動体７に複数のニードルベアリング１
３を介して上下動自在かつ回動自在に設けられている。
【００１３】前記Ａ軸移動体１１の上端部にはベンドミ
ラー１５を備えたベンドミラー装置１７が支持ブラケッ
ト１９に取付けられている。この支持ブラケット１９の
図１において右側部１９Ｒには、軸受２１を介して上下
方向へ延伸したボールねじ２３の上端部が回転自在に支
承されている。このボールねじ２３の下部は前記Ｙ軸移
動体７に軸受２５を介して回転自在に支承されている。
ラー１５を備えたベンドミラー装置１７が支持ブラケッ
ト１９に取付けられている。この支持ブラケット１９の
図１において右側部１９Ｒには、軸受２１を介して上下
方向へ延伸したボールねじ２３の上端部が回転自在に支
承されている。このボールねじ２３の下部は前記Ｙ軸移
動体７に軸受２５を介して回転自在に支承されている。
【００１４】前記ボールねじ２３の下端部にはプーリ２
７が装着されており、このプーリ２７には図示省略のタ
イミングベルト，プーリを介してＺ軸用駆動モータ（図
示省略）が連動連結されている。このボールねじ２３の
上部側にはナット部材２９が螺合されており、このナッ
ト部材２１には前記Ａ軸移動体１１に複数のベアリング
３１を介して支承された支持フレーム３３の図１におい
て右部が固定されている。
７が装着されており、このプーリ２７には図示省略のタ
イミングベルト，プーリを介してＺ軸用駆動モータ（図
示省略）が連動連結されている。このボールねじ２３の
上部側にはナット部材２９が螺合されており、このナッ
ト部材２１には前記Ａ軸移動体１１に複数のベアリング
３１を介して支承された支持フレーム３３の図１におい
て右部が固定されている。
【００１５】また、この支持フレーム３３の上部におけ
る前記Ａ軸移動体１１にはプーリ３５が嵌着されている
と共に、前記支持フレーム３３の図１において右端部に
はＡ軸用駆動モータ３７が取付けられている。このＡ軸
用駆動モータ３７の出力軸には駆動プーリ３９が嵌着さ
れており、この駆動プーリ３９と前記プーリ３５とには
タイミングベルト４１が巻回されている。
る前記Ａ軸移動体１１にはプーリ３５が嵌着されている
と共に、前記支持フレーム３３の図１において右端部に
はＡ軸用駆動モータ３７が取付けられている。このＡ軸
用駆動モータ３７の出力軸には駆動プーリ３９が嵌着さ
れており、この駆動プーリ３９と前記プーリ３５とには
タイミングベルト４１が巻回されている。
【００１６】上記構成により、図示省略のＺ軸用駆動モ
ータを駆動せしめると、プーリ，タイミングベルトおよ
びプーリ２７を介してボールねじ２３が回転される。こ
のボールねじ２３が回転されることにり、ナット部材２
９，支持フレーム３３を介してＡ軸移動体１１が上下動
されることになる。また、Ａ軸駆動用モータ３７を駆動
せしめると、駆動プーリ３９，タイミングベルト４１お
よびプーリ３５を介してＡ軸移動体１１が軸心回りすな
わちＡ軸方向に所定角だけ回動されることになる。
ータを駆動せしめると、プーリ，タイミングベルトおよ
びプーリ２７を介してボールねじ２３が回転される。こ
のボールねじ２３が回転されることにり、ナット部材２
９，支持フレーム３３を介してＡ軸移動体１１が上下動
されることになる。また、Ａ軸駆動用モータ３７を駆動
せしめると、駆動プーリ３９，タイミングベルト４１お
よびプーリ３５を介してＡ軸移動体１１が軸心回りすな
わちＡ軸方向に所定角だけ回動されることになる。
【００１７】前記Ａ軸移動体１１の下端部にはレーザノ
ズル４３を装着したＢ軸移動体４５が設けられており、
このＢ軸移動体４５内にはベンドミラー４７，４９が備
えられている。このＢ軸移動体４５にはＢ軸用駆動モー
タ５１が取付けられていて、例えば複数のギヤを介して
Ａ軸移動体１１と直交した方向であるＢ軸方向へ回動さ
れることになる。
ズル４３を装着したＢ軸移動体４５が設けられており、
このＢ軸移動体４５内にはベンドミラー４７，４９が備
えられている。このＢ軸移動体４５にはＢ軸用駆動モー
タ５１が取付けられていて、例えば複数のギヤを介して
Ａ軸移動体１１と直交した方向であるＢ軸方向へ回動さ
れることになる。
【００１８】而して、レーザ光ＬＢはベンドミラー１５
で折曲げられてＡ軸移動体１１のパイプ内を透過し、Ｂ
軸移動体４５内に備えられたベンドミラー４７，４９を
経てレーザノズル４３から下方へ照射されて図示省略の
ワークにレーザ加工が行なわれることになる。そしてワ
ークが３次元形状（立体形状）の場合には、Ａ軸移動体
１１を上下動させるだけでなく、Ａ軸移動体１１および
Ｂ軸移動体４５をそれぞれＡ軸，Ｂ軸方向へ回動せしめ
ることによって容易にレーザ加工を行なうことができ
る。
で折曲げられてＡ軸移動体１１のパイプ内を透過し、Ｂ
軸移動体４５内に備えられたベンドミラー４７，４９を
経てレーザノズル４３から下方へ照射されて図示省略の
ワークにレーザ加工が行なわれることになる。そしてワ
ークが３次元形状（立体形状）の場合には、Ａ軸移動体
１１を上下動させるだけでなく、Ａ軸移動体１１および
Ｂ軸移動体４５をそれぞれＡ軸，Ｂ軸方向へ回動せしめ
ることによって容易にレーザ加工を行なうことができ
る。
【００１９】また、Ａ軸移動体１１がレーザ光ＬＢの保
護管とＡ軸方向の回動を行なう際の回転軸を兼用してい
るため、レーザ加工ヘッド装置９を軽量化させることが
できると共に従来に比べてコンパクト化させることがで
きる。
護管とＡ軸方向の回動を行なう際の回転軸を兼用してい
るため、レーザ加工ヘッド装置９を軽量化させることが
できると共に従来に比べてコンパクト化させることがで
きる。
【００２０】次に、この発明の実施例が図２および図３
に示されている。図２および図３に示されているように
Ｙ軸方向（図２において左右方向，図３において紙面に
対して直交する方向）に、延伸したＸ軸キャレッジ５３
が設けられており、このＸ軸キャレッジ５３は例えば図
示省略のＸ軸フレームに対してＸ軸方向（図３において
左右方向）へ移動するようになっている。
に示されている。図２および図３に示されているように
Ｙ軸方向（図２において左右方向，図３において紙面に
対して直交する方向）に、延伸したＸ軸キャレッジ５３
が設けられており、このＸ軸キャレッジ５３は例えば図
示省略のＸ軸フレームに対してＸ軸方向（図３において
左右方向）へ移動するようになっている。
【００２１】前記Ｘ軸キャレッジ５３には２本の平行な
ガイドレール５５が敷設されており、このガイドレール
５５にはガイド部材５７を介してＹ軸方向へ移動自在な
Ｙ軸移動体５９が設けられている。このＹ軸移動体５９
にはレーザ加工ヘッド装置６１が設けられている。
ガイドレール５５が敷設されており、このガイドレール
５５にはガイド部材５７を介してＹ軸方向へ移動自在な
Ｙ軸移動体５９が設けられている。このＹ軸移動体５９
にはレーザ加工ヘッド装置６１が設けられている。
【００２２】すなわち、レーザ加工ヘッド装置６１のう
ちのレーザ支持杆としてのボールねじスプライン軸６３
が中空形状に形成されていて、しかも上下方向（Ｚ軸方
向）に設けられている。このボールねじスプライン軸６
３の外周面には螺旋状のボールねじ溝６３Ａと上下方向
のボールスプライン溝６３Ｂとが形成されている。
ちのレーザ支持杆としてのボールねじスプライン軸６３
が中空形状に形成されていて、しかも上下方向（Ｚ軸方
向）に設けられている。このボールねじスプライン軸６
３の外周面には螺旋状のボールねじ溝６３Ａと上下方向
のボールスプライン溝６３Ｂとが形成されている。
【００２３】このボールねじ溝６３Ａにはボールねじナ
ット６５が螺合されていると共に、ボールスプライン溝
６３Ｂにはボールスプラインナット６７が係合されてい
る。また、前記ボールねじスプライン軸６３の下部には
Ａ軸回転体６９が取付けられている。
ット６５が螺合されていると共に、ボールスプライン溝
６３Ｂにはボールスプラインナット６７が係合されてい
る。また、前記ボールねじスプライン軸６３の下部には
Ａ軸回転体６９が取付けられている。
【００２４】前記Ｙ軸移動体５９上にはＺ軸ベース７１
が一体的に設けられていると共に、Ｙ軸移動体５９とＺ
軸ベース７１との間にはＺ軸モータベース７３が設けら
れている。このＺ軸モータベース７３にはＺ軸用駆動モ
ータ７５が設けられており、このＺ軸用駆動モータ７５
の出力軸には駆動プーリ７７が嵌着されている。また、
前記ボールねじナット６５の外周にはプーリ７９が取付
けられていて、このプーリ７９と前記駆動プーリ７７と
にはタイミングベルト８１が巻回されている。
が一体的に設けられていると共に、Ｙ軸移動体５９とＺ
軸ベース７１との間にはＺ軸モータベース７３が設けら
れている。このＺ軸モータベース７３にはＺ軸用駆動モ
ータ７５が設けられており、このＺ軸用駆動モータ７５
の出力軸には駆動プーリ７７が嵌着されている。また、
前記ボールねじナット６５の外周にはプーリ７９が取付
けられていて、このプーリ７９と前記駆動プーリ７７と
にはタイミングベルト８１が巻回されている。
【００２５】前記Ｙ軸移動体５９にはＡ軸用駆動モータ
８３が設けられており、このＡ軸用駆動モータ８３の出
力軸には駆動プーリ８５が嵌着されている。また、ボー
ルスプラインナット６７の外周にはプーリ８７が取付け
られていて、このプーリ８７と前記駆動プーリ８５とに
はタイミングベルト８９が巻回されている。
８３が設けられており、このＡ軸用駆動モータ８３の出
力軸には駆動プーリ８５が嵌着されている。また、ボー
ルスプラインナット６７の外周にはプーリ８７が取付け
られていて、このプーリ８７と前記駆動プーリ８５とに
はタイミングベルト８９が巻回されている。
【００２６】前記Ｚ軸ベース７１の上部にはベンドミラ
ー９１を備えたベンドミラー装置９３が設けられてお
り、このベンドミラー装置９３の図３において右側には
レーザ光ＬＢを通過せしめるためのパイプ状のＸ軸方向
へ延伸したレーザ管９５が接続されている。
ー９１を備えたベンドミラー装置９３が設けられてお
り、このベンドミラー装置９３の図３において右側には
レーザ光ＬＢを通過せしめるためのパイプ状のＸ軸方向
へ延伸したレーザ管９５が接続されている。
【００２７】前記ボールねじスプライン軸６３の上部に
おける外周部には複数のベアリングを介してＢ軸モータ
ベース９７が支承されており、また前記Ｚ軸ベース７１
にはＺ軸方向へ延伸したガイドバー９９が設けられてい
る。このガイドバー９９によって案内される一対のガイ
ドローラ１０１が前記Ｂ軸モータベース９７に回転自在
に支承されている。
おける外周部には複数のベアリングを介してＢ軸モータ
ベース９７が支承されており、また前記Ｚ軸ベース７１
にはＺ軸方向へ延伸したガイドバー９９が設けられてい
る。このガイドバー９９によって案内される一対のガイ
ドローラ１０１が前記Ｂ軸モータベース９７に回転自在
に支承されている。
【００２８】前記ボールねじスプライン軸６３の内周に
はパイプ形状のＺ軸方向へ延伸したＢ軸シャフト１０３
が設けられており、このＢ軸シャフト１０３の上端部に
おける外周にはプーリ１０５が嵌着され、しかもボール
ねじスプライン軸６３の上端部に取付けられている。ま
た、前記Ｂ軸モータベース９７の図３において右側には
Ｂ軸用駆動モータ１０７が設けられており、このＢ軸用
駆動モータ１０７の出力軸には駆動プーリ１０９が嵌着
されている。この駆動プーリ１０９と前記プーリ１０５
とにはタイミングベルト１１１が巻回されている。
はパイプ形状のＺ軸方向へ延伸したＢ軸シャフト１０３
が設けられており、このＢ軸シャフト１０３の上端部に
おける外周にはプーリ１０５が嵌着され、しかもボール
ねじスプライン軸６３の上端部に取付けられている。ま
た、前記Ｂ軸モータベース９７の図３において右側には
Ｂ軸用駆動モータ１０７が設けられており、このＢ軸用
駆動モータ１０７の出力軸には駆動プーリ１０９が嵌着
されている。この駆動プーリ１０９と前記プーリ１０５
とにはタイミングベルト１１１が巻回されている。
【００２９】前記Ｂ軸シャフト１０３の下端部には、ベ
ベルギヤ１１３が取付けられており、このベベルギヤ１
１３には別のベベルギヤ１１５が噛合されている。この
ベベルギヤ１１５はＢ軸回転体１１７内に備えられてい
る。しかも、このＢ軸回転体１１７の下端部にはレーザ
ノズル１１９が装着されている。
ベルギヤ１１３が取付けられており、このベベルギヤ１
１３には別のベベルギヤ１１５が噛合されている。この
ベベルギヤ１１５はＢ軸回転体１１７内に備えられてい
る。しかも、このＢ軸回転体１１７の下端部にはレーザ
ノズル１１９が装着されている。
【００３０】また、前記Ａ軸回転体６９およびＢ軸回転
体１１７にはレーザ光ＬＢを曲げるためのベンドミラー
１２１，１２３を備えたベンドミラー装置１２５，１２
７が設けられている。
体１１７にはレーザ光ＬＢを曲げるためのベンドミラー
１２１，１２３を備えたベンドミラー装置１２５，１２
７が設けられている。
【００３１】上記構成により、Ｚ軸用駆動モータ７５を
駆動せしめると、出力軸，プーリ７７，タイミングベル
ト８１，プーリ７９を介してボールねじナット６５が回
転される。このボールねじナット６５が回転されること
により、ボールねじスプライン軸６３，Ａ軸回転体６９
およびＢ軸回転体１１７が上下動することにより、レー
ザノズル１１９が上下動されることになる。
駆動せしめると、出力軸，プーリ７７，タイミングベル
ト８１，プーリ７９を介してボールねじナット６５が回
転される。このボールねじナット６５が回転されること
により、ボールねじスプライン軸６３，Ａ軸回転体６９
およびＢ軸回転体１１７が上下動することにより、レー
ザノズル１１９が上下動されることになる。
【００３２】Ａ軸回転体６９をボールねじスプライン軸
６３の軸心回りであるＡ軸方向に回動させる場合には、
Ａ軸用駆動モータ８３を駆動せしめると、出力軸，駆動
プーリ８５，タイミングベルト８９，プーリ８７を介し
てボールスプラインナット６７が回転される。このボー
ルスプラインナット６７が回転することにより、ボール
ねじスプライン軸６３が回転する。しかも、このボール
ねじスプライン軸６３はＡ軸回転体６９に固定されてい
るため、Ａ軸回転体６９がＡ軸方向に回動されることに
なる。このとき、Ｂ軸回転体１１７はＡ軸回転体６９に
回転自在に取付けられているため、一緒にＡ軸方向に回
動される。
６３の軸心回りであるＡ軸方向に回動させる場合には、
Ａ軸用駆動モータ８３を駆動せしめると、出力軸，駆動
プーリ８５，タイミングベルト８９，プーリ８７を介し
てボールスプラインナット６７が回転される。このボー
ルスプラインナット６７が回転することにより、ボール
ねじスプライン軸６３が回転する。しかも、このボール
ねじスプライン軸６３はＡ軸回転体６９に固定されてい
るため、Ａ軸回転体６９がＡ軸方向に回動されることに
なる。このとき、Ｂ軸回転体１１７はＡ軸回転体６９に
回転自在に取付けられているため、一緒にＡ軸方向に回
動される。
【００３３】また、このとき、ボールねじスプライン軸
６３は上下運動も行なわれるため、例えば前記ボールね
じスプライン軸６３が上昇又は下降するのをキャンセル
するように、Ｚ軸用駆動モータ７５を逆回転せしめてボ
ールねじスプライン軸６３が下降又は上昇せしめるよう
にしてボールねじスプライン軸６３が上下動しないよう
にする。
６３は上下運動も行なわれるため、例えば前記ボールね
じスプライン軸６３が上昇又は下降するのをキャンセル
するように、Ｚ軸用駆動モータ７５を逆回転せしめてボ
ールねじスプライン軸６３が下降又は上昇せしめるよう
にしてボールねじスプライン軸６３が上下動しないよう
にする。
【００３４】一方、Ｂ軸回転体１１７は垂直面上での旋
回運動を行なおうとするため、Ｂ軸用駆動モータ１０７
を逆方向へ駆動させることによりその動作がキャンセル
されることになる。
回運動を行なおうとするため、Ｂ軸用駆動モータ１０７
を逆方向へ駆動させることによりその動作がキャンセル
されることになる。
【００３５】Ｂ軸回転体をＢ軸方向へ回動させる場合に
は、Ｂ軸用駆動モータ１０７を駆動せしめると、出力
軸，駆動プーリ１０９，タイミングベル１１１，プーリ
１０５を介してＢ軸シャフト１０３が回転される。この
Ｂ軸シャフト１０３が回転することにより、ベベルギヤ
１１３，１１５を介してＢ回転体１１７がＢ軸方向に回
動されることになる。なお、Ｚ軸ベース７１に固定され
たガイドバー９９と、Ｂ軸モータベース９７に固定され
た一対のガイドローラ１０１がＢ軸モータベース９７の
回り止めとＺ軸方向のガイドの役目を果している。
は、Ｂ軸用駆動モータ１０７を駆動せしめると、出力
軸，駆動プーリ１０９，タイミングベル１１１，プーリ
１０５を介してＢ軸シャフト１０３が回転される。この
Ｂ軸シャフト１０３が回転することにより、ベベルギヤ
１１３，１１５を介してＢ回転体１１７がＢ軸方向に回
動されることになる。なお、Ｚ軸ベース７１に固定され
たガイドバー９９と、Ｂ軸モータベース９７に固定され
た一対のガイドローラ１０１がＢ軸モータベース９７の
回り止めとＺ軸方向のガイドの役目を果している。
【００３６】また、レーザ光ＬＢはレーザ管９５内を通
ってベントミラー９１で曲げられ、ボールねじスプライ
ン軸６３の内面に設けられたＢ軸シャフト１０３内を通
って、ベンドミラー１２１，１２３で曲げられてレーザ
ノズル１１９から下方へ照射されて、図示省略のワーク
にレーザ加工が行なわれる。
ってベントミラー９１で曲げられ、ボールねじスプライ
ン軸６３の内面に設けられたＢ軸シャフト１０３内を通
って、ベンドミラー１２１，１２３で曲げられてレーザ
ノズル１１９から下方へ照射されて、図示省略のワーク
にレーザ加工が行なわれる。
【００３７】図示省略のワークが３次元形状（立体形
状）の場合にはＺ軸方向だけでなく、Ａ軸，Ｂ軸回転体
６９，１１７をＡ軸，Ｂ軸方向に回動されることにより
容易に行なわれる。
状）の場合にはＺ軸方向だけでなく、Ａ軸，Ｂ軸回転体
６９，１１７をＡ軸，Ｂ軸方向に回動されることにより
容易に行なわれる。
【００３８】このように、レーザノズル支持杆としての
ボールねじスプライン軸６３がパイプ形状となっている
ため、レーザ光ＬＢの保護管とＡ軸回転体６９がＡ軸方
向に回動する際の回転軸の役目を果しており、レーザ加
工ヘッド装置６１自体を軽量化させることができると共
に、従来に比べてコンパクト化させることができる。ま
た、このような構造とすることにより、Ｚ軸移動重量の
軽減，駆動，ガイド機構の合理化が図られると共に、レ
ーザ加工ヘッド装置６１のまわりに突起物がないからワ
ークへの接近性がよくなる。またモータ用ケーブル中継
用スリップリングが廃止される。
ボールねじスプライン軸６３がパイプ形状となっている
ため、レーザ光ＬＢの保護管とＡ軸回転体６９がＡ軸方
向に回動する際の回転軸の役目を果しており、レーザ加
工ヘッド装置６１自体を軽量化させることができると共
に、従来に比べてコンパクト化させることができる。ま
た、このような構造とすることにより、Ｚ軸移動重量の
軽減，駆動，ガイド機構の合理化が図られると共に、レ
ーザ加工ヘッド装置６１のまわりに突起物がないからワ
ークへの接近性がよくなる。またモータ用ケーブル中継
用スリップリングが廃止される。
【００３９】さらに、ボールねじスプライン軸６３，ボ
ールねじナット６５，ボールスプラインナット６７を採
用してＺ軸方向の移動を行なっているため、駆動系がシ
ンプルになると共に、高速で正確に移動させることがで
きる。
ールねじナット６５，ボールスプラインナット６７を採
用してＺ軸方向の移動を行なっているため、駆動系がシ
ンプルになると共に、高速で正確に移動させることがで
きる。
【００４０】なお、この発明は、前述した実施例に限定
させることなく、適宜の変更を行なうことにより、その
他の態様で実施し得るものである。本実施例では各軸モ
ータ出力の伝達にプーリ，タイミングベルトを使用して
いるが、それ以外の平歯車，チェンなどの伝達機構でも
よい。また、Ｂ軸モータを軸回転体に固定したものも考
えられる。
させることなく、適宜の変更を行なうことにより、その
他の態様で実施し得るものである。本実施例では各軸モ
ータ出力の伝達にプーリ，タイミングベルトを使用して
いるが、それ以外の平歯車，チェンなどの伝達機構でも
よい。また、Ｂ軸モータを軸回転体に固定したものも考
えられる。
【００４１】
【発明の効果】以上のごとき実施例の説明より理解され
るように、本発明においては、レーザノズルを備えたレ
ーザ支持杆は、螺旋状のボールねじ溝６３Ａ及び上下方
向のボールスプライン溝６３Ｂとを外周面に形成した中
空状のボールねじスプライン軸６３により構成してあ
り、上記ボールねじ溝６３Ａに螺合したボールねじナッ
ト６５及びボールスプライン溝６３Ｂに係合したボール
スプラインナット６７はそれぞれ上下に近接して移動体
５９に回転自在に支承されていると共に、上記両ナット
６５，６７を回転するための第１，第２の駆動モータ７
５，８３もそれぞれ前記移動体５９に装着してある。そ
して、前記第１，第２の駆動モータ７５，８３の回転を
制御することによって前記ボールねじスプライン軸６３
の上下動及び回転を制御して前記レーザノズルの位置を
制御する構成である。
るように、本発明においては、レーザノズルを備えたレ
ーザ支持杆は、螺旋状のボールねじ溝６３Ａ及び上下方
向のボールスプライン溝６３Ｂとを外周面に形成した中
空状のボールねじスプライン軸６３により構成してあ
り、上記ボールねじ溝６３Ａに螺合したボールねじナッ
ト６５及びボールスプライン溝６３Ｂに係合したボール
スプラインナット６７はそれぞれ上下に近接して移動体
５９に回転自在に支承されていると共に、上記両ナット
６５，６７を回転するための第１，第２の駆動モータ７
５，８３もそれぞれ前記移動体５９に装着してある。そ
して、前記第１，第２の駆動モータ７５，８３の回転を
制御することによって前記ボールねじスプライン軸６３
の上下動及び回転を制御して前記レーザノズルの位置を
制御する構成である。
【００４２】すなわち、レーザ支持杆をボールねじスプ
ライン軸６３により構成してあることにより、当該ボー
ルねじスプライン軸６３を上下動するためのボールねじ
ナット６５と、回転するためのボールスプラインナット
６７とを上下に近接して配置することができ、駆動系の
コンパクト化を図ることが容易であると共にレーザ支持
杆と一体的に上下動する構成部分及び一体的に回転する
回転部分の軽量化を図ることができるものである。
ライン軸６３により構成してあることにより、当該ボー
ルねじスプライン軸６３を上下動するためのボールねじ
ナット６５と、回転するためのボールスプラインナット
６７とを上下に近接して配置することができ、駆動系の
コンパクト化を図ることが容易であると共にレーザ支持
杆と一体的に上下動する構成部分及び一体的に回転する
回転部分の軽量化を図ることができるものである。
【００４３】さらに本発明においては、レーザノズル１
９を回動するためのパイプ状のシャフト１０３がボール
ねじスプライン軸６３内に回転自在に設けてあり、かつ
上方へ突出した上端部が第３の駆動モータ１０７に連動
連結した構成であることにより、レーザノズル１９付近
に駆動モータ等が位置せずに、レーザノズル１９付近の
構成のコンパクト化を図ることができるものである。
９を回動するためのパイプ状のシャフト１０３がボール
ねじスプライン軸６３内に回転自在に設けてあり、かつ
上方へ突出した上端部が第３の駆動モータ１０７に連動
連結した構成であることにより、レーザノズル１９付近
に駆動モータ等が位置せずに、レーザノズル１９付近の
構成のコンパクト化を図ることができるものである。
【図１】参考例を示すレーザ加工ヘッド装置の断面図で
ある。
ある。
【図２】この発明の実施例を示すレーザ加工装置の斜視
図である。
図である。
【図３】図２における断面図である。
９ レーザ加工ヘッド装置 １１ Ａ軸移動体（レーザノズル支持杆） ２３ ボールねじ ３７ Ａ軸用駆動モータ ４３ レーザノズル ４５ Ｂ軸移動体 ６１ レーザ加工ヘッド装置 ６３ ボールねじスプライン軸（レーザノズル支持杆） ６５ ボールねじナット ６７ ボールスプラインナット ６９ Ａ軸回転体 ７５ Ｚ軸用モータ ８３ Ａ軸用駆動モータ １０３ Ｂ軸シャフト １０７ Ｂ軸用駆動モータ １１７ Ｂ軸回転体 １１９ レーザノズル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 26/00 - 26/08
Claims (1)
- 【請求項１】 上下動自在に設けたレーザ支持杆の下端
部に、当該レーザ支持杆の軸心に対して直交する軸心回
りに回動自在のレーザノズルを備えた構成のレーザ加工
ヘッド装置において、前記レーザ支持杆を、螺旋状のボ
ールねじ溝（６３Ａ）と上下方向のボールスプライン溝
（６３Ｂ）とを外周面に形成した中空状のボールねじス
プライン軸（６３）により構成し、上記ボールねじ溝
（６３Ａ）に螺合したボールねじナット（６５）と前記
ボールスプライン溝（６３Ｂ）に係合したボールスプラ
インナット（６７）とを上下に近接して移動体（５９）
にそれぞれ回転自在に支承して設けると共に、上記ボー
ルねじナット（６５）を回転するための第１の駆動モー
タ（７５）と前記ボールスプラインナット（６７）を回
転するための第２の駆動モータ（８３）とをそれぞれ前
記移動体（５９）に装着して設け、前記第１，第２の駆
動モータ（７５，８３）の回転を制御することにより前
記ボールねじスプライン軸（６３）の上下動及び軸心回
りの回転を制御して前記レーザノズルの位置を制御する
構成としてなり、かつレーザノズル（１９）を回動する
ためのパイプ形状のシャフト（１０３）を前記ボールね
じスプライン軸（６３）内に回転自在に設けると共に当
該シャフト（１０３）の上端部を前記ボールねじスプラ
イン軸（６３）の上端部より突出して設け、このシャフ
ト（１０３）の上端部を、第３の駆動モータ（１０７）
に連動連結したことを特徴とするレーザ加工ヘッド装
置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04673091A JP3157847B2 (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | レーザ加工ヘッド装置 |
| US07/946,345 US5374804A (en) | 1991-03-12 | 1992-03-09 | Laser head device |
| PCT/JP1992/000281 WO1992016333A1 (en) | 1991-03-12 | 1992-03-09 | Laser machining head device |
| DE69220494T DE69220494T2 (de) | 1991-03-12 | 1992-03-09 | Laserbearbeitungskopfvorrichtung |
| EP92905787A EP0598901B1 (en) | 1991-03-12 | 1992-03-09 | Laser machining head device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04673091A JP3157847B2 (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | レーザ加工ヘッド装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04367389A JPH04367389A (ja) | 1992-12-18 |
| JP3157847B2 true JP3157847B2 (ja) | 2001-04-16 |
Family
ID=12755452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04673091A Expired - Fee Related JP3157847B2 (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | レーザ加工ヘッド装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5374804A (ja) |
| EP (1) | EP0598901B1 (ja) |
| JP (1) | JP3157847B2 (ja) |
| DE (1) | DE69220494T2 (ja) |
| WO (1) | WO1992016333A1 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4433675A1 (de) * | 1994-09-21 | 1996-03-28 | Fraunhofer Ges Forschung | Kompakter Laserbearbeitungskopf zur Lasermaterialbearbeitung |
| EP0738556B1 (en) * | 1995-04-19 | 1997-12-29 | Gerber Garment Technology, Inc. | Laser cutter and method for cutting sheet material |
| US5925268A (en) * | 1996-06-06 | 1999-07-20 | Engauge Inc. | Laser welding apparatus employing a tilting mechanism and seam follower |
| JP2001129675A (ja) * | 1999-11-05 | 2001-05-15 | Koike Sanso Kogyo Co Ltd | トーチの角度設定装置 |
| US7880116B2 (en) * | 2003-03-18 | 2011-02-01 | Loma Linda University Medical Center | Laser head for irradiation and removal of material from a surface of a structure |
| US20050194367A1 (en) * | 2004-03-02 | 2005-09-08 | Fredrick William G.Jr. | System and method for remote controlled actuation of laser processing head |
| JP4864379B2 (ja) * | 2005-08-11 | 2012-02-01 | 東芝機械株式会社 | 塗装ロボット |
| JP5736284B2 (ja) * | 2011-09-20 | 2015-06-17 | 株式会社ミツトヨ | 精密移動装置 |
| WO2017043042A1 (ja) * | 2015-09-08 | 2017-03-16 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | レーザ加工ヘッドおよびその原点校正方法 |
| CN107020451B (zh) * | 2017-06-19 | 2019-09-24 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 可旋转扫描的激光输出装置 |
| US11880045B2 (en) | 2020-10-02 | 2024-01-23 | Paul Kratzke | Motion generator |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02108489A (ja) * | 1988-10-17 | 1990-04-20 | Fanuc Ltd | 多関節型レーザロボットの手首機構 |
| JPH02179381A (ja) * | 1988-12-29 | 1990-07-12 | Fanuc Ltd | レーザーロボットの手首構造 |
| JPH02200390A (ja) * | 1989-01-30 | 1990-08-08 | Fanuc Ltd | 産業用レーザロボットの手首構造 |
-
1991
- 1991-03-12 JP JP04673091A patent/JP3157847B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-03-09 EP EP92905787A patent/EP0598901B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-03-09 US US07/946,345 patent/US5374804A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-03-09 DE DE69220494T patent/DE69220494T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-03-09 WO PCT/JP1992/000281 patent/WO1992016333A1/ja active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0598901A1 (en) | 1994-06-01 |
| EP0598901B1 (en) | 1997-06-18 |
| US5374804A (en) | 1994-12-20 |
| EP0598901A4 (en) | 1993-07-16 |
| JPH04367389A (ja) | 1992-12-18 |
| WO1992016333A1 (en) | 1992-10-01 |
| DE69220494T2 (de) | 1997-10-16 |
| DE69220494D1 (de) | 1997-07-24 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |