JP3457434B2 - Ｙａｇレーザ用ハンディレーザヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明はＹＡＧレーザ用ハン
ディレーザヘッドに関する。 【０００２】 【従来の技術】ＹＡＧレーザレーザ加工機において、例
えば溶接を行う場合、レーザ加工機本体のレーザ加工ヘ
ッドを使用せずに、付属の小形のレーザヘッドを手に持
って本溶接を行う前の仮止め溶接を行うことがある。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上述の小形のレーザヘ
ッドを手に持って仮止め溶接を実施する場合、被加工材
とレーザヘッドとの間にある程度の間隔が空いている。
そのため、被加工材の表面からの散乱反射光が作業者に
当たることがある。特にＹＡＧレーザの反射光が眼に当
たると、レーザ光は網膜まで到達するので網膜に障害が
生じるという問題がある。網膜に障害を与える光エネル
ギーは皮膚に障害を与えるエネルギーより、かなり小さ
な値であるとされており、特に網膜の黄斑部が障害を受
けると黄斑部には再生能力がないので重い視力障害につ
ながる。 【０００４】本発明は上述の問題に鑑みてなされたもの
であり、本発明の課題はレーザヘッドと被加工材とが非
接触のときには、ＹＡＧレーザ発振器を停止させること
により、被加工材の表面からの散乱反射光が作業者に当
たることがない安全なＹＡＧレーザ用ハンディレーザヘ
ッドを提供することである。さらに、被加工材からの散
乱反射光を遮断する接触子をレーザヘッドの端部に設け
た安全なＹＡＧレーザ用ハンディレーザヘッドを提供す
ることである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】請求項１に記載のＹＡＧ
レーザ用ハンディレーザヘッドは、被加工材にレーザ光
を集光可能な集光レンズを備えたレーザヘッドの上方位
置に、ＹＡＧレーザ発振器からのレーザ光を前記集光レ
ンズに導く光ファイバーの出射端を設けたレーザヘッド
において、前記集光レンズを保持した集光レンズ保持体
に該集光レンズ保持体と絶縁され、コントローラに接続
された電気接点を設け、前記集光レンズ保持体の下端に
前記レーザヘッドと被加工材の接触を電気的導通により
検出する接触子を保持する中空筒形状の接触子保持体の
一側を着脱可能に設け、該接触子保持体の他側に絶縁体
からなるブッシュを嵌合挿入して設け、該ブッシュに前
記接触子を摺動自在に嵌合して設けると共に、該ブッシ
ュを介して前記接触子保持体から進退自在に突出させて
設け、前記接触子保持体内部の前記着脱側に環状絶縁体
を設け、該環状絶縁体に前記電気接点に接触する環状の
中間導電体を取付けると共に、該中間導電体と前記接触
子の間に導電性の圧縮スプリングを弾装し、前記接触子
と前記電気接点との間に電気的回路を形成してなること
を要旨としたものである。従って、接触子と被加工材と
の接触をこの電気的回路を介してコントローラにおいて
検出させて、接触子と被加工材とが非接触のときには、
ＹＡＧレーザ発振器を停止させる様にすることが可能で
ある。そのため、被加工材からの散乱反射光が作業者に
当たることを防止できる。また、接触子を中空筒形状の
設けたので、被加工材に接触子が接触してレーザ光が被
加工材に照射されている時に、被加工材からの散乱反射
光が発生しても、中空筒形状の接触子で外部への散乱を
遮断することができる。また、適宜な形状、またはサイ
ズの接触子が必要な場合には、必要な形状、またはサイ
ズの接触子を備えた接触子保持体に容易に交換すること
ができる。 【０００６】 【０００７】 【０００８】 【発明の実施の形態】以下に本発明のＹＡＧレーザ用ハ
ンディレーザヘッドの実施の形態について図面により説
明する。 【０００９】図１はＹＡＧレーザ用ハンディレーザヘッ
ドの全体を示した図である。また、図２は集光レンズの
下方のレーザヘッド部を拡大して示した図である。 【００１０】さて先ず図１を参照するに、ＹＡＧレーザ
用ハンディレーザヘッド１には、ＹＡＧレーザ発振器
（図示省略）からのレーザ光ＬＢを集光レンズ保持体３
に設けた集光レンズ５に導くために、集光レンズ保持体
３の上方に光ファイバー７の出射端９がが設けてある。 【００１１】光ファイバーの出射端９からでたレーザ光
ＬＢはその下方のコリメートレンズ１１を経て前記集光
レンズ５に入射される。 【００１２】前記集光レンズ保持体３の下端には、着脱
可能な中空筒形状の接触子保持体１３が設けてある。図
２に詳細に示すように、この接触子保持体１３の下端部
には被加工材Ｗとの接触を電気的導通により検出する、
例えば、鉄、銅、アルミニウムなどで製作された導電体
の接触子１７を進退自在に突出させて設けてあり、また
接触子保持体１３の上端部に設けた雌ねじ部１９により
前記集光レンズ保持体３の下端の雄ねじ部２１に着脱で
きるようになっている。 【００１３】前記接触子保持体１３の被加工材側の端部
には、電気絶縁体からなるブッシュ２３が嵌合させて設
けてあり、このブッシュ２３に前記接触子１７が摺動自
在に嵌合させてある。この接触子１７は中空円筒形状を
しており、被加工材Ｗと接触する側の端部にはＶ溝２５
が形成してあり他端部にはフランジ部２７が設けてあ
る。このＶ溝２５は被加工材の突き合わせ溶接部の形状
に合わせて設けられるものである。またフランジ部２７
の外径部分は前記接触子保持体１３内の空洞１５の下方
の段部３１に係合してこの接触子保持体１３から脱落し
ないようになっている。また、このフランジ部２７の内
径部分に段部を設け後述のスプリングを受けるためのス
プリング座２９を形成してある。 【００１４】そして、前記接触子保持体１３内の前記段
部２５の上方の段部３３には、環状の絶縁体３５が適宜
に固定してある。この環状の絶縁体の内径は前記接触子
１７のフランジ部２７の外径より若干大きく形成してあ
ると共に、その内径部には雌ねじ部が設けてある。 【００１５】また、前記環状の絶縁体３５の内径部の雌
ねじ部に中間導電体３７を中間導電体の雄ねじ部を螺合
して固定してある。この中間導電体３７も中空の円筒形
状をしており、その上面にはフランジ部３９が設けてあ
り、このフランジ部を前記絶縁体３５の上面に係合させ
てある。そして、この中間導電体３７の内径部分には導
電性のある圧縮スプリング４３を係止するためのスプリ
ング座４５が設けてある。また、前記フランジ部３９の
上面部に前記集光レンズを汚染から保護する硝子などか
らなる保護ウインドウ４１を設けてある。 【００１６】上記スプリング３５は、この中間導電体３
７のスプリング座４５と前記接触子１７に設けられたス
プリング座２９との間に弾装してある。また、前記中間
導電体３７の雄ねじ部の適宜な位置に複数のねじ穴を設
け、このねじ穴に前記接触子１７のフランジ部２７に当
接する位置決めねじ４７が螺合してある。 【００１７】上記構成において、図２の左側断面に示す
ごとく、接触子１７の先端が被加工材Ｗに当接していな
いときは、接触子１７はスプリング３５により接触子保
持体１３から突出する様に付勢され、接触子１７のフラ
ンジ部２７が接触子保持体１３の下方の段部３１に係止
された状態となり、その先端は接触子保持体１３から突
出した状態にある。接触子１７の先端が被加工材Ｗに当
接して、その先端が押圧された場合は、図２の右側断面
に示すごとく、接触子１７のフランジ部２７が位置決め
ねじ４７に当接する位置まで接触子保持体１３内に押戻
されて停止することになる。 【００１８】さて前述のとおり、前記集光レンズ保持体
３の下端部には接触子保持体１３の雌ねじ部１９に螺合
する雄ねじ部２１が設けてあり、上記構成の接触子保持
体部分が取付けられている。この接触子保持体部分が集
光レンズ保持体３に取付けられた状態において、前記中
間導電体３７のフランジ部３９に接触する電気接点４９
が集光レンズ保持体３側の下端部に設けてある。この電
気接点４９は、電気接点４９と集光レンズ保持体３とを
電気的に絶縁するために、集光レンズ保持体３に設けら
れた環状の絶縁体５３の内部に埋設してある。なお前記
電気接点４９にはボールプランジャーを利用すると接点
部分が常に適宜な力で押圧されているので好都合であ
る。 【００１９】この電気接点４９はリード線５５を介して
コントローラー（図示省略）に接続すると共に、被加工
材Ｗも適宜な手段で、例えばコントローラー（図示省
略）に接続された鰐口５１などにより、前記コントロー
ラーに接続してある。従って、接触子１７と電気接点４
９との間に電気的回路が形成され、接触子と被加工材と
の電気的導通の有無を前記コントローラーにおいて検出
させることにより、接触子と被加工材との接触の有無を
検出し、非接触の場合にはＹＡＧレーザ発振器を停止さ
せることが可能である。 【００２０】なお、前記集光レンズはこの絶縁体５３の
内径部に設けたねじに螺合するレンズ固定用のリングナ
ット５７により集光レンズ保持体３に固定してある。 【００２１】さて、再度図１を参照するに、前記コリメ
ートレンズ１１と集光レンズ５との間には被加工材Ｗか
らの反射光を直角に反射させる可動反射鏡５９が設けて
ある。また、この可動反射鏡５９からの光を直角に反射
させる固定反射鏡６１が可動反射鏡５９に対向して設け
てある。この固定反射鏡６１の光軸上に小型のＣＣＤビ
デオカメラユニット６３が取付けてある。このＣＣＤビ
デオカメラユニット６３と前記集光レンズ保持体３との
間に被加工材Ｗの表面を照明する光源６５が設けてあ
る。 【００２２】上記構成において、被加工材Ｗの表面を光
源６５で照明し、被加工材Ｗの表面からの反射光を前記
ＣＣＤカメラ５１で捕らえてＣＲＴモニター（図示省
略）上に被加工材Ｗの表面の状態を表示させることによ
り、作業者はレーザ溶接をする前の被加工材Ｗの表面の
状態を確認することができる。表面の状態を確認後にレ
ーザ溶接を実施する場合は、可動反射鏡５９を図１にお
いて左方向に退避させることによりレーザ溶接を実施す
ることが可能となる。 【００２３】上述の如く、ハンディレーザヘッド１を被
加工材Ｗに当接の後に、表面の状態を確認してレーザ溶
接を実施するので、正確なレーザ溶接を実施することが
できると共に、接触子１７が被加工材に当接していない
ときには、レーザ光が出ないので被加工材の表面からの
散乱反射光が作業者の眼に入ることがなく安全である。 【００２４】さらに、万一接触子１７が被加工材に接触
していないにも拘わらず、レーザ光が出ても接触子１７
が被加工材の表面からの散乱反射光を遮断するので安全
である。 【００２５】 【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、接触子
と被加工材とが非接触のときには、ＹＡＧレーザ発振器
を停止させるので、被加工材の表面からの散乱反射光が
作業者の眼などに入ることがなく安全に作業を行うこと
ができる。また、接触子を中空筒形状の設けたので、被
加工材に接触子が接触してレーザ光が被加工材に照射さ
れている時に、被加工材からの散乱反射光が発生して
も、中空筒形状の接触子で外部への散乱を遮断すること
ができる。さらに、適宜な形状またはサイズの接触子が
必要な場合には、必要な形状またはサイズの接触子を備
えた接触子保持体に容易に交換することができる。 【００２６】 【００２７】

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係わるＹＡＧレーザ用ハンディレーザ
ヘッドの全体図。 【図２】本発明に係わるＹＡＧレーザ用ハンディレーザ
ヘッドの要部の拡大図。 【符号の説明】 １ ＹＡＧレーザ用ハンディレーザヘッド ３ 集光レンズ保持体 ５ 集光レンズ ７ 光ファイバー ９ 光ファイバーの出射端 １３ 接触子保持体 １７ 接触子 ２３ ブッシュ ３５ 環状の絶縁体 ３７ 中間導電体 ４３ 圧縮スプリング ４９ 電気接点 ５３ 環状の絶縁体 ＬＢ レーザ光 Ｗ 被加工材

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 被加工材にレーザ光を集光可能な集光レ
   ンズを備えたレーザヘッドの上方位置に、ＹＡＧレーザ
   発振器からのレーザ光を前記集光レンズに導く光ファイ
   バーの出射端を設けたレーザヘッドにおいて、前記集光
   レンズを保持した集光レンズ保持体に該集光レンズ保持
   体と絶縁され、コントローラに接続された電気接点を設
   け、前記集光レンズ保持体の下端に前記レーザヘッドと
   被加工材の接触を電気的導通により検出する接触子を保
   持する中空筒形状の接触子保持体の一側を着脱可能に設
   け、該接触子保持体の他側に絶縁体からなるブッシュを
   嵌合挿入して設け、該ブッシュに前記接触子を摺動自在
   に嵌合して設けると共に、該ブッシュを介して前記接触
   子保持体から進退自在に突出させて設け、前記接触子保
   持体内部の前記着脱側に環状絶縁体を設け、該環状絶縁
   体に前記電気接点に接触する環状の中間導電体を取付け
   ると共に、該中間導電体と前記接触子の間に導電性の圧
   縮スプリングを弾装し、前記接触子と前記電気接点との
   間に電気的回路を形成してなることを特徴とするＹＡＧ
   レーザ用ハンディレーザヘッド。