JP3325674B2 - 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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- 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
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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 |
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