JP3263585B2 - レーザー加工装置ヘッド - Google Patents
レーザー加工装置ヘッドInfo
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- JP3263585B2 JP3263585B2 JP33406895A JP33406895A JP3263585B2 JP 3263585 B2 JP3263585 B2 JP 3263585B2 JP 33406895 A JP33406895 A JP 33406895A JP 33406895 A JP33406895 A JP 33406895A JP 3263585 B2 JP3263585 B2 JP 3263585B2
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- JP
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- optical head
- head
- laser beam
- emission
- peripheral surface
- Prior art date
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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
- B23K26/103—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece using a fixed support, i.e. involving moving the laser beam the laser beam rotating around the fixed workpiece
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワークチューブの
円周溶接部を旋回しながら溶接する全姿勢レーザーチュ
ーブオービタル溶接装置に好適なレーザー加工装置ヘッ
ドに関する。
円周溶接部を旋回しながら溶接する全姿勢レーザーチュ
ーブオービタル溶接装置に好適なレーザー加工装置ヘッ
ドに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の平板状ワークプレートを溶接する
光ファイバー伝送ＹＡＧレーザー自動溶接装置は、図２
の斜視図に示すように、ＹＡＧレーザー発振器２１から
レーザービームを伝送する光ファイバー２２の先端部
が、固定式コネクター２３により固定ピン等で出射光学
ヘッド２４に固定して接続されるとともに、出射光学ヘ
ッド２４はＺ軸架台２５に上下可動に搭載され、この出
射光学ヘッド２４の出射端から収束されたレーザービー
ム２８が、Ｘ−Ｙ加工テーブル２６上で水平可動な平板
状ワークプレート２７に照射するようになっている。従
って、このようなレーザー溶接装置をワークチューブの
円周溶接に適用しようとして出射光学ヘッド２４を溶接
部周りに旋回させようとすると、先端部が固定式コネク
ター２３により出射光学ヘッド２４に固定されている光
ファイバー２２が大きく振れ、その結果、光ファイバー
２２は短時間で損傷し長期の実用が不能である。
光ファイバー伝送ＹＡＧレーザー自動溶接装置は、図２
の斜視図に示すように、ＹＡＧレーザー発振器２１から
レーザービームを伝送する光ファイバー２２の先端部
が、固定式コネクター２３により固定ピン等で出射光学
ヘッド２４に固定して接続されるとともに、出射光学ヘ
ッド２４はＺ軸架台２５に上下可動に搭載され、この出
射光学ヘッド２４の出射端から収束されたレーザービー
ム２８が、Ｘ−Ｙ加工テーブル２６上で水平可動な平板
状ワークプレート２７に照射するようになっている。従
って、このようなレーザー溶接装置をワークチューブの
円周溶接に適用しようとして出射光学ヘッド２４を溶接
部周りに旋回させようとすると、先端部が固定式コネク
ター２３により出射光学ヘッド２４に固定されている光
ファイバー２２が大きく振れ、その結果、光ファイバー
２２は短時間で損傷し長期の実用が不能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みて提案されたもので、出射光学ヘッドが被加
工部材の周りを旋回しながらレーザービームを収束させ
て照射するときに、出射光学ヘッドが旋回しても光ファ
イバーの捩れがその接続部で吸収され、光ファイバーは
捩れることなく長寿命でレーザービーム伝送を荷担する
ことができ、ひいては多次元の自動レーザー加工が長期
に亙り円滑に施工できるレーザー加工装置ヘッドを提供
することを目的とする。
事情に鑑みて提案されたもので、出射光学ヘッドが被加
工部材の周りを旋回しながらレーザービームを収束させ
て照射するときに、出射光学ヘッドが旋回しても光ファ
イバーの捩れがその接続部で吸収され、光ファイバーは
捩れることなく長寿命でレーザービーム伝送を荷担する
ことができ、ひいては多次元の自動レーザー加工が長期
に亙り円滑に施工できるレーザー加工装置ヘッドを提供
することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そのために本発明のレー
ザー加工装置ヘッドは、レーザー発振器からレーザービ
ームを伝送する光ファイバーと、当該光ファイバーの先
端部に接続された出射光学ヘッドとを備え、上記出射光
学ヘッドの基端部には、当該出射光学ヘッドの軸線方向
に平行な軸線を有するベアリングの外周面側が支持され
ているとともに同ベアリングの内周面側には上記光ファ
イバーの先端部が同ベアリングと同心状に支持され、上
記出射光学ヘッド内には、上記光ファイバーによって伝
送されたレーザービームを光学的に処理する少なくとも
一つのレンズと、上記出射光学ヘッド内のレーザービー
ムを当該出射光学ヘッドの軸線方向に対して交差する方
向に反らせるための反射ミラーとが配設され、上記出射
光学ヘッドの側壁部には、上記反射ミラーにより反射さ
れたレーザービームを当該出射光学ヘッドの側壁部から
同出射光学ヘッドの外方へ案内するための開口が形成さ
れ、上記出射光学ヘッドが、被加工部材の外周面に沿っ
て旋回移動する際上記レーザービームを常に 上記被加工
部材の外周面上の被加工面に向けて投射することができ
るように上記出射光学ヘッドを上記被加工部材の外周面
に沿って旋回移動させる回転ポジショナー上に支持され
ていることを特徴とする。
ザー加工装置ヘッドは、レーザー発振器からレーザービ
ームを伝送する光ファイバーと、当該光ファイバーの先
端部に接続された出射光学ヘッドとを備え、上記出射光
学ヘッドの基端部には、当該出射光学ヘッドの軸線方向
に平行な軸線を有するベアリングの外周面側が支持され
ているとともに同ベアリングの内周面側には上記光ファ
イバーの先端部が同ベアリングと同心状に支持され、上
記出射光学ヘッド内には、上記光ファイバーによって伝
送されたレーザービームを光学的に処理する少なくとも
一つのレンズと、上記出射光学ヘッド内のレーザービー
ムを当該出射光学ヘッドの軸線方向に対して交差する方
向に反らせるための反射ミラーとが配設され、上記出射
光学ヘッドの側壁部には、上記反射ミラーにより反射さ
れたレーザービームを当該出射光学ヘッドの側壁部から
同出射光学ヘッドの外方へ案内するための開口が形成さ
れ、上記出射光学ヘッドが、被加工部材の外周面に沿っ
て旋回移動する際上記レーザービームを常に 上記被加工
部材の外周面上の被加工面に向けて投射することができ
るように上記出射光学ヘッドを上記被加工部材の外周面
に沿って旋回移動させる回転ポジショナー上に支持され
ていることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明レーザー加工装置ヘッドを
全姿勢レーザーチューブオービタル溶接装置に適用した
実施形態を、図１（Ａ）のヘッド全体の模式図、図１
（Ｂ）のロータリーコネクターの拡大詳細図について説
明すると、図１（Ａ）において、基部がＹＡＧレーザー
発振器１に接続された細径（２〜３ｍｍ径）の光ファイ
バー２の先端部は、ロータリーコネクター３で出射光学
ヘッド７に接続されており、ロータリーコネクター３
は、図１（Ｂ）に示すように、光ファイバー２の先端部
に固着されたハウジング内筒４と、出射光学ヘッド７の
基部に固着されたハウジング外筒５と、前者４の外周と
後者５の内周間に介装された可動型ドライベアリング６
とから構成され、シール及びファイバー捩れ吸収機能を
備えている。また出射光学ヘッド７内にはレンズ８及び
反射ミラー９が収納されており、更に出射光学ヘッド７
はワークチューブ１０の周りに設けられた回転ポジショ
ナー１１上に旋回可能に載架され、反射ミラー９から出
る収束されたレーザービーム１２が円周溶接部１３に照
射するようになっている。
全姿勢レーザーチューブオービタル溶接装置に適用した
実施形態を、図１（Ａ）のヘッド全体の模式図、図１
（Ｂ）のロータリーコネクターの拡大詳細図について説
明すると、図１（Ａ）において、基部がＹＡＧレーザー
発振器１に接続された細径（２〜３ｍｍ径）の光ファイ
バー２の先端部は、ロータリーコネクター３で出射光学
ヘッド７に接続されており、ロータリーコネクター３
は、図１（Ｂ）に示すように、光ファイバー２の先端部
に固着されたハウジング内筒４と、出射光学ヘッド７の
基部に固着されたハウジング外筒５と、前者４の外周と
後者５の内周間に介装された可動型ドライベアリング６
とから構成され、シール及びファイバー捩れ吸収機能を
備えている。また出射光学ヘッド７内にはレンズ８及び
反射ミラー９が収納されており、更に出射光学ヘッド７
はワークチューブ１０の周りに設けられた回転ポジショ
ナー１１上に旋回可能に載架され、反射ミラー９から出
る収束されたレーザービーム１２が円周溶接部１３に照
射するようになっている。
【０００６】このような装置において、出射光学ヘッド
７がワークチューブ１０の外周を旋回しながら、光ファ
イバー２で伝送されるレーザービームをレンズ８及び反
射ミラー９により収束し出射して、収束し出射されるレ
ーザービーム１２が円周溶接部１３で焦点を結び自動溶
接を行うときに、出射光学ヘッド７の基部のハウジング
外筒５は可動型ドライベアリング６を介して光ファイバ
ー２の先端部のハウジング内筒４の周りを摺動するの
で、光ファイバー２の先端部はシールされた状態を保ち
ながら捩れ応力が全く作用しない状態におかれ、従って
光ファイバー２は捩れることなく長寿命でレーザービー
ム伝送を荷担することができる。
７がワークチューブ１０の外周を旋回しながら、光ファ
イバー２で伝送されるレーザービームをレンズ８及び反
射ミラー９により収束し出射して、収束し出射されるレ
ーザービーム１２が円周溶接部１３で焦点を結び自動溶
接を行うときに、出射光学ヘッド７の基部のハウジング
外筒５は可動型ドライベアリング６を介して光ファイバ
ー２の先端部のハウジング内筒４の周りを摺動するの
で、光ファイバー２の先端部はシールされた状態を保ち
ながら捩れ応力が全く作用しない状態におかれ、従って
光ファイバー２は捩れることなく長寿命でレーザービー
ム伝送を荷担することができる。
【０００７】
【発明の効果】要するに本発明のレーザー加工装置ヘッ
ドによれば、レーザー発振器からレーザービームを伝送
する光ファイバーと、当該光ファイバーの先端部に接続
された出射光学ヘッドとを備え、上記出射光学ヘッドの
基端部には、当該出射光学ヘッドの軸線方向に平行な軸
線を有するベアリングの外周面側が支持されているとと
もに同ベアリングの内周面側には上記光ファイバーの先
端部が同ベアリングと同心状に支持され、上記出射光学
ヘッド内には、上記光ファイバーによって伝送されたレ
ーザービームを光学的に処理する少なくとも一つのレン
ズと、上記出射光学ヘッド内のレーザービームを当該出
射光学ヘッドの軸線方向に対して交差する方向に反らせ
るための反射ミラーとが配設され、上記出射光学ヘッド
の側壁部には、上記反射ミラーにより反射されたレーザ
ービームを当該出射光学ヘッドの側壁部から同出射光学
ヘッドの外方へ案内するための開口が形成され、上記出
射光学ヘッドが、被加工部材の外周面に沿って旋回移動
する際上記レーザービームを常に上記被加工部材の外周
面上の被加工面に向けて投射することができるように上
記出射光学ヘッドを上記被加工部材の外周面に沿って旋
回移動させる回転ポジショナー上に支持されているの
で、回転ポジショナーの作動により出射光学ヘッドが被
加工部材の外周面に沿って旋回移動する際レーザービー
ムを常に被加工部材の外周面上の被加工面に向けて投射
することができ、出射光学ヘッドが被加工部材の周りを
旋回しながらレーザービームを収束照射するときに、出
射光学ヘッドが旋回しても光ファイバーの捩れがその接
続部で吸収され、光ファイバーは捩れることなく長寿命
でレーザービーム伝送を荷担することができ、ひいては
多次元の自動レーザー加工が長期に亙り円滑に施工でき
るレーザー加工装置ヘッドを得るから、本発明は産業上
極めて有益なものである。
ドによれば、レーザー発振器からレーザービームを伝送
する光ファイバーと、当該光ファイバーの先端部に接続
された出射光学ヘッドとを備え、上記出射光学ヘッドの
基端部には、当該出射光学ヘッドの軸線方向に平行な軸
線を有するベアリングの外周面側が支持されているとと
もに同ベアリングの内周面側には上記光ファイバーの先
端部が同ベアリングと同心状に支持され、上記出射光学
ヘッド内には、上記光ファイバーによって伝送されたレ
ーザービームを光学的に処理する少なくとも一つのレン
ズと、上記出射光学ヘッド内のレーザービームを当該出
射光学ヘッドの軸線方向に対して交差する方向に反らせ
るための反射ミラーとが配設され、上記出射光学ヘッド
の側壁部には、上記反射ミラーにより反射されたレーザ
ービームを当該出射光学ヘッドの側壁部から同出射光学
ヘッドの外方へ案内するための開口が形成され、上記出
射光学ヘッドが、被加工部材の外周面に沿って旋回移動
する際上記レーザービームを常に上記被加工部材の外周
面上の被加工面に向けて投射することができるように上
記出射光学ヘッドを上記被加工部材の外周面に沿って旋
回移動させる回転ポジショナー上に支持されているの
で、回転ポジショナーの作動により出射光学ヘッドが被
加工部材の外周面に沿って旋回移動する際レーザービー
ムを常に被加工部材の外周面上の被加工面に向けて投射
することができ、出射光学ヘッドが被加工部材の周りを
旋回しながらレーザービームを収束照射するときに、出
射光学ヘッドが旋回しても光ファイバーの捩れがその接
続部で吸収され、光ファイバーは捩れることなく長寿命
でレーザービーム伝送を荷担することができ、ひいては
多次元の自動レーザー加工が長期に亙り円滑に施工でき
るレーザー加工装置ヘッドを得るから、本発明は産業上
極めて有益なものである。
【図１】本発明のレーザー加工装置ヘッドを全姿勢レー
ザーチューブオービタル溶接装置に適用した実施形態を
示し、同図（Ａ）はヘッド全体の模式図、同図（Ｂ）は
ロータリーコネクターの拡大詳細図である。
ザーチューブオービタル溶接装置に適用した実施形態を
示し、同図（Ａ）はヘッド全体の模式図、同図（Ｂ）は
ロータリーコネクターの拡大詳細図である。
【図２】従来のレーザー自動溶接装置の斜視図である。
１ ＹＡＧレーザー発振器 ２ 光ファイバー ３ ロータリーコネクター ４ ハウジング内筒 ５ ハウジング外筒 ６ 可動型ドライベアリング ７ 出射光学ヘッド ８ レンズ ９ 反射ミラー １０ ワークチューブ １１ 回転ポジショナー １２ レーザービーム １３ 円周溶接部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−127992（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−71474（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−321089（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 26/00 B23K 26/06 B23K 26/08 G02B 6/00
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザー発振器からレーザービームを伝
送する光ファイバーと、当該光ファイバーの先端部に接
続された出射光学ヘッドとを備え、上記出射光学ヘッド
の基端部には、当該出射光学ヘッドの軸線方向に平行な
軸線を有するベアリングの外周面側が支持されていると
ともに同ベアリングの内周面側には上記光ファイバーの
先端部が同ベアリングと同心状に支持され、上記出射光
学ヘッド内には、上記光ファイバーによって伝送された
レーザービームを光学的に処理する少なくとも一つのレ
ンズと、上記出射光学ヘッド内のレーザービームを当該
出射光学ヘッドの軸線方向に対して交差する方向に反ら
せるための反射ミラーとが配設され、上記出射光学ヘッ
ドの側壁部には、上記反射ミラーにより反射されたレー
ザービームを当該出射光学ヘッドの側壁部から同出射光
学ヘッドの外方へ案内するための開口が形成され、上記
出射光学ヘッドが、被加工部材の外周面に沿って旋回移
動する際上記レーザービームを常に上記被加工部材の外
周面上の被加工面に向けて投射することができるように
上記出射光学ヘッドを上記被加工部材の外周面に沿って
旋回移動させる回転ポジショナー上に支持されているこ
とを特徴とする、レーザー加工装置ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33406895A JP3263585B2 (ja) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | レーザー加工装置ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33406895A JP3263585B2 (ja) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | レーザー加工装置ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09150283A JPH09150283A (ja) | 1997-06-10 |
| JP3263585B2 true JP3263585B2 (ja) | 2002-03-04 |
Family
ID=18273160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33406895A Expired - Fee Related JP3263585B2 (ja) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | レーザー加工装置ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3263585B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19745929C1 (de) * | 1997-10-17 | 1999-07-29 | Thyssenkrupp Stahl Ag | Schweißeinrichtung für zwei über eine in sich geschlossene Schweißnaht miteinander zu verbindende Werkstücke |
| FR2812227A1 (fr) * | 2000-07-28 | 2002-02-01 | Spie Capag S A | Procede et installation de soudage par laser d'un pipeline |
| CN105458526A (zh) * | 2016-01-08 | 2016-04-06 | 浦江特捷锁业有限公司 | 一种加工头可移动且便于搬运的加工装置 |
| CN105458524A (zh) * | 2016-01-08 | 2016-04-06 | 吴平芳 | 一种加工头可移动且由螺杆控制的加工装置 |
| JP6682063B1 (ja) * | 2019-02-25 | 2020-04-15 | 株式会社ニチリン | 樹脂パイプと樹脂部品とのレーザー接合方法及びレーザー接合装置 |
| CN112539698B (zh) * | 2020-11-09 | 2021-12-31 | 北京工业大学 | 一种激光光束作用材料内部在线跟踪与实时反馈的方法 |
-
1995
- 1995-11-29 JP JP33406895A patent/JP3263585B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09150283A (ja) | 1997-06-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20011128 |
|
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