JP3325674B2 - レーザ加工ヘッド装置 - Google Patents
レーザ加工ヘッド装置Info
- Publication number
- JP3325674B2 JP3325674B2 JP29160693A JP29160693A JP3325674B2 JP 3325674 B2 JP3325674 B2 JP 3325674B2 JP 29160693 A JP29160693 A JP 29160693A JP 29160693 A JP29160693 A JP 29160693A JP 3325674 B2 JP3325674 B2 JP 3325674B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axis
- nozzle
- rotating body
- drive motor
- cylindrical portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、三次元レーザ加工機
において、加工ヘッドを駆動するＡ軸、Ｃ軸、Ｗ軸用の
駆動モータをＺ軸の回転しない部分に固定して設け、配
線を容易にすると共に加工ヘッドのメンテナンスを容易
にしたレーザ加工機における加工ヘッドの駆動方法およ
びその駆動装置に関する。
において、加工ヘッドを駆動するＡ軸、Ｃ軸、Ｗ軸用の
駆動モータをＺ軸の回転しない部分に固定して設け、配
線を容易にすると共に加工ヘッドのメンテナンスを容易
にしたレーザ加工機における加工ヘッドの駆動方法およ
びその駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、レーザ加工機として三次元用レー
ザ加工機では、立体のあらゆる形状を加工するため、
Ｘ，Ｙ，Ｚ軸による立体空間の位置決めと、Ｃ軸（Ｚ軸
に垂直な回転軸）、Ａ軸（Ｘ−Ｙ平面に垂直な揺動軸）
によるヘッドの首振り機構と、ヘッドの先端に設けたノ
ズルをＡ軸に対して微動させるＷ軸駆動機構とを備えて
いる。そして、構造上Ｃ軸を駆動するＣ軸モータは固定
部であるＺ軸に設けられているが、Ａ軸駆動モータとＷ
軸上下動用駆動モータはＣ軸の先に設けられているた
め、各駆動モータへの配線ケーブルは固定部（Ｚ軸）か
ら繋がっている。
ザ加工機では、立体のあらゆる形状を加工するため、
Ｘ，Ｙ，Ｚ軸による立体空間の位置決めと、Ｃ軸（Ｚ軸
に垂直な回転軸）、Ａ軸（Ｘ−Ｙ平面に垂直な揺動軸）
によるヘッドの首振り機構と、ヘッドの先端に設けたノ
ズルをＡ軸に対して微動させるＷ軸駆動機構とを備えて
いる。そして、構造上Ｃ軸を駆動するＣ軸モータは固定
部であるＺ軸に設けられているが、Ａ軸駆動モータとＷ
軸上下動用駆動モータはＣ軸の先に設けられているた
め、各駆動モータへの配線ケーブルは固定部（Ｚ軸）か
ら繋がっている。
【０００３】また、Ｃ軸を連続的に回転させるために
は、Ａ軸およびＷ軸モータとエンコーダ等のケーブル間
に配線のねじれを防ぐためスリップリングを介して配線
しているのが一般的である。
は、Ａ軸およびＷ軸モータとエンコーダ等のケーブル間
に配線のねじれを防ぐためスリップリングを介して配線
しているのが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の三次元レーザ加工機の加工ヘッド駆動手段では、Ａ
軸、Ｗ軸のモータおよびエンコーダ等のケーブルが繋が
っているため、Ｃ軸の連続回転はできず、通常、この方
式では±２７０度程度の回動となってしまう。また、Ｃ
軸を連続的に回転させるためにスリップリングを介して
配線されているが、スリップリングが非常に高価である
という問題があった。
来の三次元レーザ加工機の加工ヘッド駆動手段では、Ａ
軸、Ｗ軸のモータおよびエンコーダ等のケーブルが繋が
っているため、Ｃ軸の連続回転はできず、通常、この方
式では±２７０度程度の回動となってしまう。また、Ｃ
軸を連続的に回転させるためにスリップリングを介して
配線されているが、スリップリングが非常に高価である
という問題があった。
【０００５】この発明の目的は、上記問題点を改善する
ために、高価なスリップリングを用いずＣ軸を３６０度
無限回転させ、配線とメンテナンスの容易化を図ると共
に信頼性の向上を図ったレーザ加工機における加工ヘッ
ドの駆動方法およびその駆動装置を提供することにあ
る。
ために、高価なスリップリングを用いずＣ軸を３６０度
無限回転させ、配線とメンテナンスの容易化を図ると共
に信頼性の向上を図ったレーザ加工機における加工ヘッ
ドの駆動方法およびその駆動装置を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載されてい
る発明は、 前後左右方向であるＸ、Ｙ軸方向、および
上下方向であるＺ軸方向へ移動自在の中空状のＣ軸固定
体（２１）に、ワーク（Ｗ）にレーザ加工を行うための
ノズル（１５）を装着し、このノズル（１５）を、前記
Ｚ軸と平行なＣ軸回りに回動自在かつこのＣ軸に対して
直交する方向のＡ軸回りに回動自在に設けると共に、前
記Ａ軸に対して直交するＷ軸方向へ前記ノズル（１５）
を僅かに移動自在に設け、前記ノズル（１５）を前記Ｃ
軸回りに回動するためのＣ軸駆動モータ（２９）、前記
ノズル（１５）を前記Ａ軸回りに回動するためのＡ軸駆
動モータ（５７）、および前記ノズル（１５）を前記Ｗ
軸方向に移動するためのＷ軸駆動モータ（４５）を前記
Ｃ軸固定体（２１）にそれぞれ装着した構成のレーザ加
工ヘッド装置において、前記Ｃ軸固定体（２１）の下部
に備えた上下方向の円筒部の外側に中空状のＣ軸回転体
（２３）を水平方向に回転自在に支持して設けると共
に、前記Ｃ軸回転体（２３）と前記Ｃ軸駆動モータ（２
９）とを連動連結して設け、前記円筒部の上下方向の軸
心と前記Ｃ軸回転体（２３）の傾斜した底部との交差位
置に、前記円筒部の軸心を下方向に進行するレーザ光
（ＬＢ）を水平に反射する第１のベンドミラー（６３
Ａ）を設けると共に、前記反射されたレーザ光（ＬＢ）
を囲繞する水平円筒部を前記Ｃ軸回転体（２３）内に設
け、前記水平円筒部に回転可能に支持されたＡ軸回転ユ
ニット（３３）に、前記ベンドミラー（６３Ａ）によっ
て反射されたレーザ光（ＬＢ）を、前記Ａ軸回転ユニッ
ト（３３）に設けられた前記ノズル（１５）の方向へ反
射する第２のベンドミラー（６３Ｂ）を設け、前記ノズ
ル（１５）を前記Ｗ軸方向に移動するための中空状のＷ
軸回転体（３５）を前記Ｃ軸固定体（２１）の前記円筒
部の内側に回転自在に設けると共に前記Ｗ軸駆動モータ
（４５）と連動連結して設け、かつ前記Ａ軸回転ユニッ
ト（３３）を回動するための筒状のＡ軸回転体（５１）
を前記Ｗ軸回転体（３５）の内部に回転自在に設けると
共に前記Ａ軸駆動モータ（５７）と連動連結して設け、
かつ偏心カム（３９）およびこの偏心カム（３９）に連
動したカムフォロワを用いて、前記ノズル１５を前記Ｗ
軸方向へ移動する構成であるレーザ加工ヘッド装置であ
る。
る発明は、 前後左右方向であるＸ、Ｙ軸方向、および
上下方向であるＺ軸方向へ移動自在の中空状のＣ軸固定
体（２１）に、ワーク（Ｗ）にレーザ加工を行うための
ノズル（１５）を装着し、このノズル（１５）を、前記
Ｚ軸と平行なＣ軸回りに回動自在かつこのＣ軸に対して
直交する方向のＡ軸回りに回動自在に設けると共に、前
記Ａ軸に対して直交するＷ軸方向へ前記ノズル（１５）
を僅かに移動自在に設け、前記ノズル（１５）を前記Ｃ
軸回りに回動するためのＣ軸駆動モータ（２９）、前記
ノズル（１５）を前記Ａ軸回りに回動するためのＡ軸駆
動モータ（５７）、および前記ノズル（１５）を前記Ｗ
軸方向に移動するためのＷ軸駆動モータ（４５）を前記
Ｃ軸固定体（２１）にそれぞれ装着した構成のレーザ加
工ヘッド装置において、前記Ｃ軸固定体（２１）の下部
に備えた上下方向の円筒部の外側に中空状のＣ軸回転体
（２３）を水平方向に回転自在に支持して設けると共
に、前記Ｃ軸回転体（２３）と前記Ｃ軸駆動モータ（２
９）とを連動連結して設け、前記円筒部の上下方向の軸
心と前記Ｃ軸回転体（２３）の傾斜した底部との交差位
置に、前記円筒部の軸心を下方向に進行するレーザ光
（ＬＢ）を水平に反射する第１のベンドミラー（６３
Ａ）を設けると共に、前記反射されたレーザ光（ＬＢ）
を囲繞する水平円筒部を前記Ｃ軸回転体（２３）内に設
け、前記水平円筒部に回転可能に支持されたＡ軸回転ユ
ニット（３３）に、前記ベンドミラー（６３Ａ）によっ
て反射されたレーザ光（ＬＢ）を、前記Ａ軸回転ユニッ
ト（３３）に設けられた前記ノズル（１５）の方向へ反
射する第２のベンドミラー（６３Ｂ）を設け、前記ノズ
ル（１５）を前記Ｗ軸方向に移動するための中空状のＷ
軸回転体（３５）を前記Ｃ軸固定体（２１）の前記円筒
部の内側に回転自在に設けると共に前記Ｗ軸駆動モータ
（４５）と連動連結して設け、かつ前記Ａ軸回転ユニッ
ト（３３）を回動するための筒状のＡ軸回転体（５１）
を前記Ｗ軸回転体（３５）の内部に回転自在に設けると
共に前記Ａ軸駆動モータ（５７）と連動連結して設け、
かつ偏心カム（３９）およびこの偏心カム（３９）に連
動したカムフォロワを用いて、前記ノズル１５を前記Ｗ
軸方向へ移動する構成であるレーザ加工ヘッド装置であ
る。
【０００７】
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。なお、この発明を実施する一実施例のカ
ンチレバー型レーザ加工機については、概略的に説明す
る。
細に説明する。なお、この発明を実施する一実施例のカ
ンチレバー型レーザ加工機については、概略的に説明す
る。
【００１２】図３および図４を参照するに、カンチレバ
ー型レーザ加工機１は、本体フレーム３を備えており、
この本体フレーム３の上部フレーム５にはＸ軸方向（図
３において左右方向）に水平方向に延在するＸ軸ガイド
レール部７が設けられ、Ｘ軸ガイドレール部７にはＸ軸
移動体９がＸ軸方向に水平移動可能に設けられている。
このＸ軸移動体９にはＹ軸方向（図４において左右方
向）に延在するカンチレバー式のＹ軸ガイドレール部１
１が取り付けられており、Ｙ軸ガイドレール部１１には
Ｙ軸移動体１３がＹ軸方向に水平移動可能に設けられて
いる。更に、Ｙ軸移動体１３には先端にノズル１５を備
えた加工ヘッド１７がＺ軸方向（図３，図４において上
下方向）に移動可能に下向きに装着されている。
ー型レーザ加工機１は、本体フレーム３を備えており、
この本体フレーム３の上部フレーム５にはＸ軸方向（図
３において左右方向）に水平方向に延在するＸ軸ガイド
レール部７が設けられ、Ｘ軸ガイドレール部７にはＸ軸
移動体９がＸ軸方向に水平移動可能に設けられている。
このＸ軸移動体９にはＹ軸方向（図４において左右方
向）に延在するカンチレバー式のＹ軸ガイドレール部１
１が取り付けられており、Ｙ軸ガイドレール部１１には
Ｙ軸移動体１３がＹ軸方向に水平移動可能に設けられて
いる。更に、Ｙ軸移動体１３には先端にノズル１５を備
えた加工ヘッド１７がＺ軸方向（図３，図４において上
下方向）に移動可能に下向きに装着されている。
【００１３】上記構成により、ノズル１５を備えた加工
ヘッド１７は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３方向へ自在に移動
位置決めを行なうことができる。
ヘッド１７は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３方向へ自在に移動
位置決めを行なうことができる。
【００１４】次に、この実施例の主要部である前記加工
ヘッド１７について更に詳細に説明する。
ヘッド１７について更に詳細に説明する。
【００１５】図１を参照するに、加工ヘッド１７の上部
は、図示しないＮＣ制御装置によって制御されるＺ軸方
向（図１において上下方向）へ移動されるＺ軸部材１９
に一体的に垂設されている。すなわち、Ｚ軸部材１９の
下端にＣ軸固定体２１の上部側が嵌合して一体的に設け
られている。また、Ｃ軸固定体２１の下部側には、中空
状の円筒部が垂直方向（図１の上下方向）に設けられて
いる。そして、前記垂直方向に設けられている円筒部の
外周には、中空状のＣ軸回転体２３がボールベアリング
を介して、水平に回転自在に支持され設けられている。
このＣ軸回転体２３の上部外側には動力伝達部材２５の
一部を構成する大歯車２７が取付けてあり、この大歯車
２７は、前記Ｃ軸固定体２１に一体的に固着したＣ軸駆
動モータ２９の出力軸に装着されたピニオン３１と噛合
している。すなわち、Ｃ軸回転体２３とＣ軸駆動モータ
２９とは連動連結されている。
は、図示しないＮＣ制御装置によって制御されるＺ軸方
向（図１において上下方向）へ移動されるＺ軸部材１９
に一体的に垂設されている。すなわち、Ｚ軸部材１９の
下端にＣ軸固定体２１の上部側が嵌合して一体的に設け
られている。また、Ｃ軸固定体２１の下部側には、中空
状の円筒部が垂直方向（図１の上下方向）に設けられて
いる。そして、前記垂直方向に設けられている円筒部の
外周には、中空状のＣ軸回転体２３がボールベアリング
を介して、水平に回転自在に支持され設けられている。
このＣ軸回転体２３の上部外側には動力伝達部材２５の
一部を構成する大歯車２７が取付けてあり、この大歯車
２７は、前記Ｃ軸固定体２１に一体的に固着したＣ軸駆
動モータ２９の出力軸に装着されたピニオン３１と噛合
している。すなわち、Ｃ軸回転体２３とＣ軸駆動モータ
２９とは連動連結されている。
【００１６】上記構成により、Ｃ軸固定体２１に固着し
たＣ軸駆動モータ２９を駆動せしめると、ピニオン３１
は回転し、このピニオン３１に噛合した大歯車２７が回
転する。大歯車２７の回転はＣ軸回転体２３を回転させ
て、このＣ軸回転体２３の下部側面に装着した詳細を後
述するＡ軸回転ユニット３３に設けたノズル１５を、図
１の図中に矢印で示したごとくＣ軸中心に３６０度無限
回転せしめることが可能となる。
たＣ軸駆動モータ２９を駆動せしめると、ピニオン３１
は回転し、このピニオン３１に噛合した大歯車２７が回
転する。大歯車２７の回転はＣ軸回転体２３を回転させ
て、このＣ軸回転体２３の下部側面に装着した詳細を後
述するＡ軸回転ユニット３３に設けたノズル１５を、図
１の図中に矢印で示したごとくＣ軸中心に３６０度無限
回転せしめることが可能となる。
【００１７】Ｃ軸固定体２１の下部側に設けられている
中空状の円筒部の内側に、ボールベアリングを介して回
転自在に、筒状で中空状のＷ軸回転体３５が設けられて
いる。このＷ軸回転体３５の下端には動力伝達部材３６
の一部を構成するＷ軸ベベルギヤ３７Ａが設けられ、こ
のＷ軸ベベルギヤ３７Ａと噛合するＷ軸ベベルギヤ３７
ＢがＣ軸回転体２３にボールベアリングを介して回転自
在に設けられている。そして、Ｗ軸ベベルギヤ３７Ｂの
他端部側に設けた偏心カム３９と、この偏心カム３９に
連動したカムフォロア（図示省略）を介してＡ軸回転ユ
ニット３３を微量（例えば、７．５ｍｍ）だけ図１にお
いて上下に移動させる。なお、カムフォロアはノズル１
５を保持するノズル保持体４１に設けられている。
中空状の円筒部の内側に、ボールベアリングを介して回
転自在に、筒状で中空状のＷ軸回転体３５が設けられて
いる。このＷ軸回転体３５の下端には動力伝達部材３６
の一部を構成するＷ軸ベベルギヤ３７Ａが設けられ、こ
のＷ軸ベベルギヤ３７Ａと噛合するＷ軸ベベルギヤ３７
ＢがＣ軸回転体２３にボールベアリングを介して回転自
在に設けられている。そして、Ｗ軸ベベルギヤ３７Ｂの
他端部側に設けた偏心カム３９と、この偏心カム３９に
連動したカムフォロア（図示省略）を介してＡ軸回転ユ
ニット３３を微量（例えば、７．５ｍｍ）だけ図１にお
いて上下に移動させる。なお、カムフォロアはノズル１
５を保持するノズル保持体４１に設けられている。
【００１８】また、前記Ｗ軸回転体３５の上端には、Ｗ
軸タイミングギヤ４３が装着されている。一方、Ｃ軸固
定体２１にはノズルギャップ制御を行うＷ軸用駆動モー
タ４５が固着され、このＷ軸駆動モータ４５の出力軸に
Ｗ軸タイミングギヤ４７が装着されていて、このＷ軸タ
イミングギヤ４７と前記Ｗ軸タイミングギヤ４３とにタ
イミングベルト４９は掛回されている。すなわち、Ｗ軸
回転体３５とＷ軸駆動モータ４５とは連動連結されてい
る。
軸タイミングギヤ４３が装着されている。一方、Ｃ軸固
定体２１にはノズルギャップ制御を行うＷ軸用駆動モー
タ４５が固着され、このＷ軸駆動モータ４５の出力軸に
Ｗ軸タイミングギヤ４７が装着されていて、このＷ軸タ
イミングギヤ４７と前記Ｗ軸タイミングギヤ４３とにタ
イミングベルト４９は掛回されている。すなわち、Ｗ軸
回転体３５とＷ軸駆動モータ４５とは連動連結されてい
る。
【００１９】上記構成により、Ｗ軸駆動モータ４５を駆
動せしめると、Ｗ軸タイミングギヤ４７、タイミングベ
ルト４９を介してＷ軸タイミングギヤ４３が回転し、Ｗ
軸タイミングギヤ４３を一体的に係止したＷ軸回転体３
５は回転する。Ｗ軸回転体３５の回転によりＷ軸ベベル
ギヤ３７Ａ，３７Ｂを介して偏心カム３９が回動し、カ
ムフォロワを上下動させる。すなわち、カムフォロワが
係止したノズル保持体４１を図１において上下動させノ
ズル１５をワークＷの上面より微量接離自在となすこと
が可能となる。
動せしめると、Ｗ軸タイミングギヤ４７、タイミングベ
ルト４９を介してＷ軸タイミングギヤ４３が回転し、Ｗ
軸タイミングギヤ４３を一体的に係止したＷ軸回転体３
５は回転する。Ｗ軸回転体３５の回転によりＷ軸ベベル
ギヤ３７Ａ，３７Ｂを介して偏心カム３９が回動し、カ
ムフォロワを上下動させる。すなわち、カムフォロワが
係止したノズル保持体４１を図１において上下動させノ
ズル１５をワークＷの上面より微量接離自在となすこと
が可能となる。
【００２０】筒状で中空状のＷ軸回転体３５の内部に同
心状に、筒状で中空状のＡ軸回転体５１が、ボールベア
リングを介して回転自在に装着されている。このＡ軸回
転体５１の下端には動力伝達部材５２の一部を構成する
Ａ軸ベベルギヤ５３Ａが設けられ、Ａ軸ベベルギヤ５３
Ａと噛合するＡ軸ベベルギヤ５３Ｂが前記Ｃ軸回転体２
３にボールベアリングを介して回転自在に装着され、Ａ
軸ベベルギヤ５３Ｂの反ギヤ側は前記Ａ軸回転ユニット
３３に一体的に装着されている。
心状に、筒状で中空状のＡ軸回転体５１が、ボールベア
リングを介して回転自在に装着されている。このＡ軸回
転体５１の下端には動力伝達部材５２の一部を構成する
Ａ軸ベベルギヤ５３Ａが設けられ、Ａ軸ベベルギヤ５３
Ａと噛合するＡ軸ベベルギヤ５３Ｂが前記Ｃ軸回転体２
３にボールベアリングを介して回転自在に装着され、Ａ
軸ベベルギヤ５３Ｂの反ギヤ側は前記Ａ軸回転ユニット
３３に一体的に装着されている。
【００２１】更に、Ａ軸回転体５１の上端にはＡ軸タイ
ミングギヤ５５が一体的に装着されている。一方、Ａ軸
を揺動させるＡ軸駆動モータ５７は前記Ｃ軸固定体２１
に一体的に設けられ、このＡ軸駆動モータ５７の出力軸
にＡ軸タイミングギヤ５９が装着され、このＡ軸タイミ
ングギヤ５９と前記Ａ軸タイミングギヤ５５とにタイミ
ングベルト６１が掛回されている。すなわち、Ａ軸回転
体５１とＡ軸駆動モータ５７とは連動連結されている。
ミングギヤ５５が一体的に装着されている。一方、Ａ軸
を揺動させるＡ軸駆動モータ５７は前記Ｃ軸固定体２１
に一体的に設けられ、このＡ軸駆動モータ５７の出力軸
にＡ軸タイミングギヤ５９が装着され、このＡ軸タイミ
ングギヤ５９と前記Ａ軸タイミングギヤ５５とにタイミ
ングベルト６１が掛回されている。すなわち、Ａ軸回転
体５１とＡ軸駆動モータ５７とは連動連結されている。
【００２２】上記構成により、Ａ軸駆動モータ５７を駆
動せしめると、Ａ軸タイミングギヤ５９、タイミングベ
ルト６１を介してＡ軸タイミングギヤ５５が回転し、Ａ
軸タイミングギヤ５５を一体的に係止したＡ軸回転体５
１は回転する。Ａ軸回転体５１の回転によりＡ軸ベベル
ギヤ５３Ａ，５３Ｂを介してＡ軸回転ユニット３３は、
図１の図中に示されたごとくＡ軸を中心として揺動（約
±１２０度）することにより、Ａ軸回転ユニット３３に
設けたノズル１５を揺動せしめることが可能となる。
動せしめると、Ａ軸タイミングギヤ５９、タイミングベ
ルト６１を介してＡ軸タイミングギヤ５５が回転し、Ａ
軸タイミングギヤ５５を一体的に係止したＡ軸回転体５
１は回転する。Ａ軸回転体５１の回転によりＡ軸ベベル
ギヤ５３Ａ，５３Ｂを介してＡ軸回転ユニット３３は、
図１の図中に示されたごとくＡ軸を中心として揺動（約
±１２０度）することにより、Ａ軸回転ユニット３３に
設けたノズル１５を揺動せしめることが可能となる。
【００２３】前記Ａ軸回転体５１の内部にレーザ光ＬＢ
が入射し、図１の図中に矢印で示されたごとく、Ｃ軸回
転体２３およびＡ軸回転ユニット３３に設けたベンドミ
ラー６３Ａ、６３Ｂによりレーザ光ＬＢは折曲され、ノ
ズル保持体４１の内部に装着された集光レンズ６５によ
りレーザ光ＬＢは集光されて、ノズル１５を経てワーク
Ｗを照射し切断加工が施される。ここで 、ベンドミラ
ー６３Ａは、Ｃ軸固定体下部に設けられている円筒部の
上下方向の軸心とＣ軸回転体２３の傾斜した底部との交
差位置に、Ｃ軸固定体下部に設けられている円筒部の軸
心を下方向に進行するレーザ光ＬＢを水平に反射するよ
うに設けられ、ベンドミラー６３Ｂは、Ｃ軸回転体２３
内に備わっている水平円筒部であって前記反射されたレ
ーザ光ＬＢを囲繞する水平円筒部に対して回転可能に支
持されたＡ軸回転ユニット３３に、ベンドミラー６３Ａ
によって反射されたレーザ光ＬＢをＡ軸回転ユニット３
３に設けられたノズル１５の方向へ反射するように設け
られている。
が入射し、図１の図中に矢印で示されたごとく、Ｃ軸回
転体２３およびＡ軸回転ユニット３３に設けたベンドミ
ラー６３Ａ、６３Ｂによりレーザ光ＬＢは折曲され、ノ
ズル保持体４１の内部に装着された集光レンズ６５によ
りレーザ光ＬＢは集光されて、ノズル１５を経てワーク
Ｗを照射し切断加工が施される。ここで 、ベンドミラ
ー６３Ａは、Ｃ軸固定体下部に設けられている円筒部の
上下方向の軸心とＣ軸回転体２３の傾斜した底部との交
差位置に、Ｃ軸固定体下部に設けられている円筒部の軸
心を下方向に進行するレーザ光ＬＢを水平に反射するよ
うに設けられ、ベンドミラー６３Ｂは、Ｃ軸回転体２３
内に備わっている水平円筒部であって前記反射されたレ
ーザ光ＬＢを囲繞する水平円筒部に対して回転可能に支
持されたＡ軸回転ユニット３３に、ベンドミラー６３Ａ
によって反射されたレーザ光ＬＢをＡ軸回転ユニット３
３に設けられたノズル１５の方向へ反射するように設け
られている。
【００２４】上述したごとき構成により、加工ヘッド１
７のＣ軸を回転せしめるＣ軸駆動モータ２９と、Ａ軸を
揺動せしめるＡ軸駆動モータ５７と、加工ヘッド１７の
先端に装着したノズル１５を微量だけ軸方向へ移動せし
めるＷ軸駆動モータ４５と、をＺ軸部材１９と一体的に
設けたＣ軸固定体２１に設けた。このため、各モータ２
９，５７，４５、及び各種の制御機器に通電するために
配線は、回転部にモータ２９，５７，４５が設けられて
いないので捩れたりすることなく、配線が容易で加工ヘ
ッド１７のメンテナンスが容易となる。
７のＣ軸を回転せしめるＣ軸駆動モータ２９と、Ａ軸を
揺動せしめるＡ軸駆動モータ５７と、加工ヘッド１７の
先端に装着したノズル１５を微量だけ軸方向へ移動せし
めるＷ軸駆動モータ４５と、をＺ軸部材１９と一体的に
設けたＣ軸固定体２１に設けた。このため、各モータ２
９，５７，４５、及び各種の制御機器に通電するために
配線は、回転部にモータ２９，５７，４５が設けられて
いないので捩れたりすることなく、配線が容易で加工ヘ
ッド１７のメンテナンスが容易となる。
【００２５】また、高価なスリップリングを用いず三次
元加工ヘッド１７を構成することができ、加工ヘッド１
７の先端部近傍にはモータ類が設けられていないため、
高温にさらされず信頼性の向上を図ることができる。ま
た、前記構成により明らかなように、Ｃ軸回転体２３内
にＷ軸回転体３５およびＡ軸回転体５１が内嵌され、か
つ前記Ｃ軸回転体２３の傾斜した底部に、下方向に進行
するレーザ光ＬＢを水平方向に反射するベンドミラー６
３Ａを備えているので、Ｃ軸回転体２３は、Ａ軸、Ｗ軸
系の動力伝達系および光学系を覆う態様となり、レーザ
加工ヘッド装置全体の構成の簡素化を図ることができる
と共に、例えば、ベンドミラー等の着脱交換をも、外部
から容易に行うことができる。さらに、Ｃ軸固定体２１
の外側に１つの回転体（Ｃ軸回転体２３）を設け、Ｃ軸
固定体２１の内側に２つの回転体（Ｗ軸回転体２３、Ａ
軸回転体５１）を設けているので、Ｃ軸固定体２１の内
側に３つの回転体（Ｃ軸回転体２３、Ｗ軸回転体３５、
Ａ軸回転体５１）の総てを順に設けた場合よりも、Ｃ軸
固定体２１の内側に接してＷ軸回転体３５を支持してい
る軸受けの負担を軽減することができる。
元加工ヘッド１７を構成することができ、加工ヘッド１
７の先端部近傍にはモータ類が設けられていないため、
高温にさらされず信頼性の向上を図ることができる。ま
た、前記構成により明らかなように、Ｃ軸回転体２３内
にＷ軸回転体３５およびＡ軸回転体５１が内嵌され、か
つ前記Ｃ軸回転体２３の傾斜した底部に、下方向に進行
するレーザ光ＬＢを水平方向に反射するベンドミラー６
３Ａを備えているので、Ｃ軸回転体２３は、Ａ軸、Ｗ軸
系の動力伝達系および光学系を覆う態様となり、レーザ
加工ヘッド装置全体の構成の簡素化を図ることができる
と共に、例えば、ベンドミラー等の着脱交換をも、外部
から容易に行うことができる。さらに、Ｃ軸固定体２１
の外側に１つの回転体（Ｃ軸回転体２３）を設け、Ｃ軸
固定体２１の内側に２つの回転体（Ｗ軸回転体２３、Ａ
軸回転体５１）を設けているので、Ｃ軸固定体２１の内
側に３つの回転体（Ｃ軸回転体２３、Ｗ軸回転体３５、
Ａ軸回転体５１）の総てを順に設けた場合よりも、Ｃ軸
固定体２１の内側に接してＷ軸回転体３５を支持してい
る軸受けの負担を軽減することができる。
【００２６】図２に示されている実施例は加工ヘッドの
第２の実施例を示してある。この実施例は第１の実施例
と異なる点はＣ軸固定体の内部にＡ軸回転体とＷ軸回転
体を、それぞれ並列状に別個に設けたものであり、第１
の実施例と同一部材には同一符号を付して説明を省略す
る。
第２の実施例を示してある。この実施例は第１の実施例
と異なる点はＣ軸固定体の内部にＡ軸回転体とＷ軸回転
体を、それぞれ並列状に別個に設けたものであり、第１
の実施例と同一部材には同一符号を付して説明を省略す
る。
【００２７】図示を省略したがＣ軸固定体２１の外側に
Ｃ軸回転体２３が装着され、Ｃ軸回転体２３に設けた大
歯車２７にＣ軸駆動モータ２９の出力軸に装着されたピ
ニオン３１が噛合されている。そして、Ｃ軸駆動モータ
２９はＣ軸固定体２１に装着されている。
Ｃ軸回転体２３が装着され、Ｃ軸回転体２３に設けた大
歯車２７にＣ軸駆動モータ２９の出力軸に装着されたピ
ニオン３１が噛合されている。そして、Ｃ軸駆動モータ
２９はＣ軸固定体２１に装着されている。
【００２８】Ｃ軸固定体２１（図示省略）の内側には、
Ａ軸回転体６７とＷ軸回転体６９が設けられている。
Ａ軸回転体６７とＷ軸回転体６９が設けられている。
【００２９】Ａ軸回転体６７の下端には動力伝達部材５
２の一部を構成するＡ軸ベベルギヤ７１Ａが設けられ、
このＡ軸ベベルギヤ７１Ａと噛合するＡ軸ベベルギヤ７
１Ｂの他側にはＡ軸回転ユニット３３が一体的に設けら
れている。更に、Ａ軸回転体６７の上端にはＡ軸タイミ
ングギヤ７３が一体的に装着されている。一方、Ａ軸を
揺動させるＡ軸駆動モータ５７は前記Ｃ軸固定体２１
（図示両略）に設けられ、このＡ軸駆動モータ５７の出
力軸にＡ軸タイミングギヤ７５が装着され、このＡ軸タ
イミングギヤ７５と前記Ａ軸タイミングギヤ７３との間
にタイミングベルト７７が掛回されている。
２の一部を構成するＡ軸ベベルギヤ７１Ａが設けられ、
このＡ軸ベベルギヤ７１Ａと噛合するＡ軸ベベルギヤ７
１Ｂの他側にはＡ軸回転ユニット３３が一体的に設けら
れている。更に、Ａ軸回転体６７の上端にはＡ軸タイミ
ングギヤ７３が一体的に装着されている。一方、Ａ軸を
揺動させるＡ軸駆動モータ５７は前記Ｃ軸固定体２１
（図示両略）に設けられ、このＡ軸駆動モータ５７の出
力軸にＡ軸タイミングギヤ７５が装着され、このＡ軸タ
イミングギヤ７５と前記Ａ軸タイミングギヤ７３との間
にタイミングベルト７７が掛回されている。
【００３０】Ｗ軸回転体６９は、前記Ａ軸回転体６７に
隣接し並列状に設けられ、Ｗ軸回転体６９の下端には動
力伝達部材３６の一部を構成するＷ軸ベベルギヤ７９Ａ
が装着され、このＷ軸ベベルギヤ７９Ａに噛合するＷ軸
ベベルギヤ７９ＢがＣ軸回転体２３に回転自在に設けら
れている。そして、Ｗ軸ベベルギヤ７９Ｂより偏心カム
３９とカムフォロワ８１を介してＡ軸回転ユニット３３
を微量だけ軸方向に移動せしめる。
隣接し並列状に設けられ、Ｗ軸回転体６９の下端には動
力伝達部材３６の一部を構成するＷ軸ベベルギヤ７９Ａ
が装着され、このＷ軸ベベルギヤ７９Ａに噛合するＷ軸
ベベルギヤ７９ＢがＣ軸回転体２３に回転自在に設けら
れている。そして、Ｗ軸ベベルギヤ７９Ｂより偏心カム
３９とカムフォロワ８１を介してＡ軸回転ユニット３３
を微量だけ軸方向に移動せしめる。
【００３１】また、前記Ｗ軸回転体６９の上端には、ピ
ニオン８３が装着されている。一方、Ｃ軸固定体２１
（図示省略）にはノズルギャップ制御を行なうＷ軸駆動
モータ４５が固着され、このＷ軸駆動モータ４５の出力
軸にＷ軸タイミングギヤ８５が装着されていて、Ｃ軸固
定部２１に回転自在に設けたＷ軸タイミングギヤ８７と
前記Ｗ軸タイミングギヤ８５との間に掛回されたタイミ
ングベルト８９を介して回転が伝達されるようになって
いる。更に、前記Ｗ軸タイミングギヤ８７と一体的に設
けたギヤ９１が前記ピニオン８３と噛合して構成されて
いる。
ニオン８３が装着されている。一方、Ｃ軸固定体２１
（図示省略）にはノズルギャップ制御を行なうＷ軸駆動
モータ４５が固着され、このＷ軸駆動モータ４５の出力
軸にＷ軸タイミングギヤ８５が装着されていて、Ｃ軸固
定部２１に回転自在に設けたＷ軸タイミングギヤ８７と
前記Ｗ軸タイミングギヤ８５との間に掛回されたタイミ
ングベルト８９を介して回転が伝達されるようになって
いる。更に、前記Ｗ軸タイミングギヤ８７と一体的に設
けたギヤ９１が前記ピニオン８３と噛合して構成されて
いる。
【００３２】上述したごとき構成により、Ａ軸の回転を
伝達する動力伝達部材５２とＷ軸を上下に移動するため
の動力伝達部材３６をＣ軸固定体２１の内部に並列状に
設けたものであり、その作用は全く第１の実施例と同一
であり、効果も第１の実施例と同等な効果を発揮するこ
とができる。
伝達する動力伝達部材５２とＷ軸を上下に移動するため
の動力伝達部材３６をＣ軸固定体２１の内部に並列状に
設けたものであり、その作用は全く第１の実施例と同一
であり、効果も第１の実施例と同等な効果を発揮するこ
とができる。
【００３３】なお、この発明は、前述した各実施例に限
定されることなく、適宜な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。
定されることなく、適宜な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。
【００３４】
【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、この発明によれば、特許請求の範囲に記載さ
れたとおりの構成であるから、レーザ加工機の加工ヘッ
ドを動かすＣ軸とＡ軸とＷ軸の各駆動モータを固定軸で
あるＺ軸側に設けられている。
るように、この発明によれば、特許請求の範囲に記載さ
れたとおりの構成であるから、レーザ加工機の加工ヘッ
ドを動かすＣ軸とＡ軸とＷ軸の各駆動モータを固定軸で
あるＺ軸側に設けられている。
【００３５】このため、高価なスリップリングを用いる
ことなく三次元加工ヘッドを構成することができ、各駆
動モータへの配線は、駆動モータ固定部に設けられてい
るため容易となると共に、加工ヘッドのメインテナンス
も容易に行うことができる。更に、加工ヘッドの先端部
は高温にさらされるが、駆動モータ類は加工ヘッドの先
端部近傍にないため信頼性の向上を図ることができる。
また、Ｃ軸回転体２３が、Ａ軸、Ｗ軸系の動力伝達系お
よび光学系を覆う態様となり、レーザ加工ヘッド装置全
体の構成の簡素化を図ることができると共に、例えば、
ベンドミラー等の着脱交換をも、外部から容易に行うこ
とができる。さらに、Ｃ軸固定体２１の外側に１つの回
転体（Ｃ軸回転体２３）を設け、Ｃ軸固定体２１の内側
に２つの回転体（Ｗ軸回転体２３、Ａ軸回転体５１）を
設けているので、Ｃ軸固定体２１の内側に３つの回転体
（Ｃ軸回転体２３、Ｗ軸回転体３５、Ａ軸回転体５１）
の総てを順に設けた場合よりも、Ｃ軸固定体２１の内側
に接してＷ軸回転体３５を支持している軸受けの負担を
軽減することができるという効果を奏する。
ことなく三次元加工ヘッドを構成することができ、各駆
動モータへの配線は、駆動モータ固定部に設けられてい
るため容易となると共に、加工ヘッドのメインテナンス
も容易に行うことができる。更に、加工ヘッドの先端部
は高温にさらされるが、駆動モータ類は加工ヘッドの先
端部近傍にないため信頼性の向上を図ることができる。
また、Ｃ軸回転体２３が、Ａ軸、Ｗ軸系の動力伝達系お
よび光学系を覆う態様となり、レーザ加工ヘッド装置全
体の構成の簡素化を図ることができると共に、例えば、
ベンドミラー等の着脱交換をも、外部から容易に行うこ
とができる。さらに、Ｃ軸固定体２１の外側に１つの回
転体（Ｃ軸回転体２３）を設け、Ｃ軸固定体２１の内側
に２つの回転体（Ｗ軸回転体２３、Ａ軸回転体５１）を
設けているので、Ｃ軸固定体２１の内側に３つの回転体
（Ｃ軸回転体２３、Ｗ軸回転体３５、Ａ軸回転体５１）
の総てを順に設けた場合よりも、Ｃ軸固定体２１の内側
に接してＷ軸回転体３５を支持している軸受けの負担を
軽減することができるという効果を奏する。
【図１】この発明の主要部を示し、加工ヘッドの断面図
である。
である。
【図２】この発明の第２の実施例を示す加工ヘッドの断
面概略説明図である。
面概略説明図である。
【図３】この発明を実施する一実施例のカンチレバー型
レーザ加工機の正面図である。
レーザ加工機の正面図である。
【図４】図３における側面図である。
１ カンチレバー型レーザ加工機 １５ ノズル １７ 加工ヘッド １９ Ｚ軸部材 ２１ Ｃ軸固定体 ２３ Ｃ軸回転体 ２５，３６，５２ 動力伝達部材 ２９ Ｃ軸駆動モータ ３５，６９ Ｗ軸上下動用回転体 ４５ Ｗ軸上下動用駆動モータ ５１，６９ Ａ軸回転体 ５７ Ａ軸駆動モータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 26/06 B23K 26/08 H01S 3/101
Claims (1)
- 【請求項１】 前後左右方向であるＸ、Ｙ軸方向、およ
び上下方向であるＺ軸方向へ移動自在の中空状のＣ軸固
定体（２１）に、ワーク（Ｗ）にレーザ加工を行うため
のノズル（１５）を装着し、このノズル（１５）を、前
記Ｚ軸と平行なＣ軸回りに回動自在かつこのＣ軸に対し
て直交する方向のＡ軸回りに回動自在に設けると共に、
前記Ａ軸に対して直交するＷ軸方向へ前記ノズル（１
５）を僅かに移動自在に設け、前記ノズル（１５）を前
記Ｃ軸回りに回動するためのＣ軸駆動モータ（２９）、
前記ノズル（１５）を前記Ａ軸回りに回動するためのＡ
軸駆動モータ（５７）、および前記ノズル（１５）を前
記Ｗ軸方向に移動するためのＷ軸駆動モータ（４５）を
前記Ｃ軸固定体（２１）にそれぞれ装着した構成のレー
ザ加工ヘッド装置において、 前記Ｃ軸固定体（２１）の下部に備えた上下方向の円筒
部の外側に中空状のＣ軸回転体（２３）を水平方向に回
転自在に支持して設けると共に、前記Ｃ軸回転体（２
３）と前記Ｃ軸駆動モータ（２９）とを連動連結して設
け、前記円筒部の上下方向の軸心と前記Ｃ軸回転体（２
３）の傾斜した底部との交差位置に、前記円筒部の軸心
を下方向に進行するレーザ光（ＬＢ）を水平に反射する
第１のベンドミラー（６３Ａ）を設けると共に、前記反
射されたレーザ光（ＬＢ）を囲繞する水平円筒部を前記
Ｃ軸回転体（２３）内に設け、前記水平円筒部に回転可
能に支持されたＡ軸回転ユニット（３３）に、前記ベン
ドミラー（６３Ａ）によって反射されたレーザ光（Ｌ
Ｂ）を、前記Ａ軸回転ユニット（３３）に設けられた前
記ノズル（１５）の方向へ反射する第２のベンドミラー
（６３Ｂ）を設け、前記ノズル（１５）を前記Ｗ軸方向
に移動するための中空状のＷ軸回転体（３５）を前記Ｃ
軸固定体（２１）の前記円筒部の内側に回転自在に設け
ると共に前記Ｗ軸駆動モータ（４５）と連動連結して設
け、かつ前記Ａ軸回転ユニット（３３）を回動するため
の筒状のＡ軸回転体（５１）を前記Ｗ軸回転体（３５）
の内部に回転自在に設けると共に前記Ａ軸駆動モータ
（５７）と連動連結して設け、かつ偏心カム（３９）お
よびこの偏心カム（３９）に連動したカムフォロワを用
いて、前記ノズル１５を前記Ｗ軸方向へ移動する構成で
あることを特徴とするレーザ加工ヘッド装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29160693A JP3325674B2 (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | レーザ加工ヘッド装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29160693A JP3325674B2 (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | レーザ加工ヘッド装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07144290A JPH07144290A (ja) | 1995-06-06 |
| JP3325674B2 true JP3325674B2 (ja) | 2002-09-17 |
Family
ID=17771131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29160693A Expired - Lifetime JP3325674B2 (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | レーザ加工ヘッド装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3325674B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104607806B (zh) * | 2015-01-26 | 2017-01-25 | 张建强 | 激光切割a、c轴光纤传输安装装置 |
| CN111215759B (zh) * | 2018-11-23 | 2022-02-11 | 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 | 混合反射式三维联动激光切割头 |
-
1993
- 1993-11-22 JP JP29160693A patent/JP3325674B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07144290A (ja) | 1995-06-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2591968B2 (ja) | 産業用ロボットの手首 | |
| JPH04100689A (ja) | レーザ加工機用５軸テーブル | |
| US4761114A (en) | Articulated head for an industrial robot and a robot equipped with a head of this type | |
| EP0458985B1 (en) | An electric welding robot and a method for welding by using the robot | |
| JP3157847B2 (ja) | レーザ加工ヘッド装置 | |
| JP3325674B2 (ja) | レーザ加工ヘッド装置 | |
| JPH1043976A (ja) | 旋回可能な主軸頭を有する工作機械 | |
| JPH06190581A (ja) | レーザ加工装置 | |
| JP2529100B2 (ja) | クランクシヤフトミラ− | |
| JPH05314Y2 (ja) | ||
| JPS6127158B2 (ja) | ||
| JP2672994B2 (ja) | レーザ加工ヘッド | |
| JP2680101B2 (ja) | レーザ加工ヘッド | |
| CN216097048U (zh) | 一种用于激光切割机的旋转轴结构 | |
| CN217253780U (zh) | 一种摆臂型五轴机头装置 | |
| GB2141515A (en) | Automatic welding device | |
| JPH02295696A (ja) | レーザ加工用ロボット | |
| JPS63101091A (ja) | ３次元レ−ザ加工機 | |
| JPH05253681A (ja) | 三次元レーザ加工機 | |
| JPS62107893A (ja) | レ−ザ加工装置 | |
| JPH0413079Y2 (ja) | ||
| JPH0259035B2 (ja) | ||
| JP2576282B2 (ja) | 産業用ロボット | |
| JP3961088B2 (ja) | レーザ加工機の加工ヘッド | |
| JP2588090Y2 (ja) | 調和歯車変速機を用いた微小位置制御機構 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080705 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080705 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090705 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100705 Year of fee payment: 8 |