JP3908160B2 - Laser processing machine - Google Patents

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JP3908160B2
JP3908160B2 JP2002362185A JP2002362185A JP3908160B2 JP 3908160 B2 JP3908160 B2 JP 3908160B2 JP 2002362185 A JP2002362185 A JP 2002362185A JP 2002362185 A JP2002362185 A JP 2002362185A JP 3908160 B2 JP3908160 B2 JP 3908160B2
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伸一 三浦
泰範 茶畑
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株式会社日平トヤマ
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、加工ヘッドに設けられた加工ノズルからワークに対してレーザ光を照射して、そのワークに対して溶接や切断等の加工を施すようにしたレーザ加工機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のレーザ加工機において、ワークを溶接加工する際には、専用のワーク固定装置を用いて、ワークをその溶接経路に沿って押さえるようにしていた。そのため、ワークの溶接経路が変更された場合には、ワーク固定装置を交換する必要があって、加工に要するコストが高くなり、作業効率が低くなるという問題があった。
【0003】
このような問題に対処するため、加工ノズルの先端両側に一対の加圧ローラが支軸により回転可能に支持され、ワークに対する溶接加工の進行に従って、加圧ローラによるワークの押圧位置が移動されるように構成されたレーザ加工機も従来から提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
一方、レーザ加工においては、レーザ加工部の酸化防止やプラズマ発生の抑制等のために、2酸化炭素やアルゴン等の不活性ガスよりなるシールドガスがレーザ加工部に噴射供給される。このため、加工ノズルの外周に二重構造のシールドノズルが配設されたレーザ加工機も従来から提案されている(例えば、特許文献2参照)。このレーザ加工機においては、レーザ加工時に、シールドノズルからワークの加工点に向かってシールドガスが吹き付けられる。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−38480号公報
【特許文献2】
特開平11−267876号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来のレーザ加工機においては、次のような問題があった。
すなわち、特許文献1に記載のレーザ加工機では、加圧ローラが支軸により支持されているため、加圧ローラの回転移動方向が一方向である。従って、ワークの溶接経路が曲線であったりする場合に対応できないという問題があった。
【0007】
また、特許文献2に記載のレーザ加工機では、シールドガスが二重構造のシールドノズルから加工点の周囲全体を取り囲むように吹き出されるため、シールドガスの噴出量が多くならざるを得ず、ガスが無駄に消費されて不経済であるという問題があった。
【0008】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、ワークの加工経路がX方向及びY方向に変化している場合でも、加工点の周囲を効率よく押圧することができるとともに、加工点に向かってシールドガスを効率良く噴射することができるレーザ加工機を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、加工ヘッドまたはワークを互いに直交するX方向及びY方向へ相対移動させ、加工ヘッドの加工ノズルからワークに対してレーザ光を照射して、そのワークを加工するようにしたレーザ加工機において、前記加工ヘッドには、ワーク上の加工点の周囲を押圧するための複数のフリーローラを備えた押さえ部材と、各フリーローラ間に設けられワーク上の加工点にシールドガスを噴射供給するための複数のシールドノズルとを設け、前記各フリーローラはレーザ光軸を通り、かつ前記X方向と平行なX方向線及び前記Y方向と平行なY方向線を避けて配置され、前記各フリーローラがワークの表面に対して個別に鉛直方向に変移するのを許容するための変移許容手段を設け、前記各シールドノズルは前記加工点に向かって先端部程下になるように傾斜状態で配設され、各ノズルの先端を前記X方向及びY方向と平行な面に形成したことを特徴とするものである。
【0010】
従って、この請求項1に記載の発明によれば、ワークの加工経路がX方向及びY方向に変化している場合でも、複数のフリーローラにより、加工点の周囲を効率よく押圧することができる。また、複数のシールドノズルを任意に作動させることにより、加工点に向かってシールドガスを効率良く噴射することができて、シールドガスが無駄に消費されるのを抑制することができる。さらに、請求項1に記載の発明によれば、フリーローラがレーザ加工点の上を通ることは少なく、安定してワークを押さえることができるとともに、ワークの表面が波状や段差状に変化している場合でも、各フリーローラがワークの表面形状の変化に応じて変移されて、加工点の周囲を確実に押圧することができる。
【0011】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記フリーローラが4個設けられるとともに、シールドノズルが4個設けられていることを特徴とするものである。
【0012】
従って、この請求項2に記載の発明によれば、ワークの加工経路がX方向及びY方向のいずれの方向に設定されている場合でも、4個のフリーローラにより、加工点を囲んでその両側近傍位置を効果的に押圧することができる。また、4個のシールドノズルを選択的に任意に作動させて、例えば加工点に対して進行方向の前方側からシールドガスを効率良く噴射することができる。
【0013】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、各フリーローラがワーク上の加工点からほぼ同一の距離を隔てて配置されていることを特徴としたものである。
【0014】
従って、この請求項3に記載の発明によれば、各フリーローラが加工点からほぼ同一の距離を隔てたところを押し付けるため、加工点に対するフリーローラの押さえ力がほぼ均等になり、高精度加工に寄与できる。
【0018】
請求項に記載の発明は、請求項1〜請求項のうちのいずれか一項に記載の発明において、前記ワークに対する加工の進行方向の変化に応じて、各シールドノズルを選択的に作動させることを特徴とするものである。
【0019】
従って、この請求項に記載の発明によれば、ワークの加工経路がX方向及びY方向に変化する場合でも、常に有効に機能する各シールドノズルが選択的に作動されて、例えば加工点に対して進行方向の前方側からシールドガスを効率良く噴射することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
以下に、この発明の第1実施形態を、図1〜図3に基づいて説明する。
【0021】
図2及び図3に示すように、ベッド11上には加工テーブル12がX方向へ往復移動可能に図示しない駆動装置とガイドとにより支持され、その上面にはワークWが載置支持されるようになっている。ベッド11上には図示しないコラムを介して加工ヘッド13が加工テーブル12の移動方向Xと直交するY方向へ往復移動可能に配設され、その下部にはレーザ光を照射するための加工ノズル14が突設されている。そして、加工テーブル12がX方向に移動されるとともに、加工ヘッド13がY方向に移動されながら、加工ノズル14からワークW上にレーザ光が照射されることにより、ワークWに対し所定の加工経路に沿って溶接や切断等のレーザ加工が施されるようになっている。
【0022】
前記加工ヘッド13の下部には、取付板15が4本の取付パイプ16を介して垂設固定され、その中央部には加工ノズル14を挿通させるための透孔15aが形成されている。取付板15の下面には支持板17が4本の支持ロッド18を介して、ワークWの表面と直交する上下方向へ移動可能に垂設支持されている。支持板17の中央部には1つの押さえ部材19が球形軸受20を介してその球形軸受20の中心を中心として傾動自在に貫通支持されており、この押さえ部材19の中心には加工ノズル14の先端部を挿通させるための挿通孔19aが形成されている。
【0023】
前記押さえ部材19の下面には、4個のフリーローラ21がローラホルダ22を介して全方向へ回転自在に取り付けられている。そして、図4に示すように、これらのフリーローラ21は、前記加工ノズル14の中心から、すなわちワークW上の加工点Pからほぼ等距離で、ほぼ正方形領域のコーナのところに位置している。取付板15と支持板17との間において、各支持ロッド18の外周には押圧バネ23が嵌挿され、これらの押圧バネ23により、各フリーローラ21が所定圧力でワークWの加工点Pの周囲を押さえるように下方に向かって移動付勢されている。すなわち、加工ノズル14からのレーザ光により、ワークWがその加工経路に沿ってレーザ加工される際に、4個のフリーローラ21により、加工点Pの近傍における加工点Pの周囲が押さえられるようになっている。
【0024】
さらに、この実施形態においては、図1から明らかなように、前記各フリーローラ21が加工ノズル14の中心のレーザ光軸を通るX方向線X1及びY方向線Y1を横方向に避けて配置されている。
【0025】
また、この実施形態においては、前記支持板17の上下動可能な構成、及び球形軸受20による押さえ部材19の傾動可能な構成により、各フリーローラ21の上下方向への変移を許容するための変移許容手段が構成されている。そして、ワークWが加工経路に沿ってレーザ加工される際に、ワークWの表面に波状や段差状等の凹凸が存在する場合、各フリーローラ21がワークWの表面形状の凹凸変化に応じて上下方向移動及び球形軸受20の中心を中心とした傾動により所要の変移がなされるようになっている。
【0026】
前記4個のフリーローラ21間に位置するように、支持板17の周囲には4個のシールドノズル24がブラケット25を介して加工点Pを指向するように傾斜状態で取り付けられている。各ノズル24の先端は図2及び図3に示すように前記X方向及びY方向と平行な面に形成されている。これらのシールドノズル24にはそれぞれ電磁弁26を介して図示しないシールドガスのガス供給源が接続されている。そして、ワークWが加工経路に沿ってレーザ加工される際に、いずれかの電磁弁26が選択的に開閉されて、例えば加工点Pに対して進行方向の前方側に位置するシールドノズル24から不活性ガスよりなるシールドガスが噴射されて、加工箇所の酸化抑制等が実行されるようになっている。
【0027】
次に、前記のように構成されたレーザ加工機の動作を説明する。
さて、このレーザ加工機において、加工テーブル12上のワークWに対して溶接や切断等のレーザ加工を行う場合には、加工テーブル12がX方向に移動されるとともに、加工ヘッド13がY方向に移動されながら、加工ノズル14からワークWに対してレーザ光が照射される。このレーザ光の照射により、ワークWに対し所定の加工経路に沿って溶接や切断等のレーザ加工が施される。
【0028】
このワークWに対するレーザ加工時には、押圧バネ23の押圧力に基づいて、4個のフリーローラ21により、ワークW上の加工点Pの近傍における周囲が押さえられている。そして、ワークWの表面に波状や段差状等の凹凸が存在する場合には、支持板17が押圧バネ23の押圧力に抗しまたは押圧力に基づいて上下動されるとともに、押さえ部材19が球形軸受20を介して球形軸受20の中心を中心として傾動される。このため、各フリーローラ21がワークWの表面形状の変化に応じて上下方向及び傾動方向へ変移され、ワークWに凹凸が存在しても、加工点Pの近傍における周囲を確実に押圧することができる。
【0029】
さらに、このワークWのレーザ加工時には、4個のシールドノズル24に接続された電磁弁26が選択的に開閉されて、選択されたシールドノズル24からシールドガスが噴射される。例えば、通常の切断加工においては、ワークWに対する加工ノズル14の進行方向前方における1つのシールドノズル24が選択されて、加工点Pに対してその前方から進行方向後方に向かってガスが噴射される。また、溶接棒や溶接ワイヤ等を用いてワークWの溶接が行われる場合には、前記の溶接棒等が加工ノズル14の進行方向前方から加工点Pに供給されるため、加工ノズル14の進行方向後方のシールドノズル24が選択されて、加工点Pに対して進行方向後方からガスが噴射される。そして、これらのガス噴射により、シールドガスが無駄に消費されることなく加工箇所に対して集中的に噴射されて、その加工箇所の酸化抑制等を効果的に実行することができる。
【0030】
従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1) このレーザ加工機においては、加工ヘッド13に、ワークW上の加工点Pの近傍において、その加工点Pの周囲を押さえるための4個のフリーローラ21を備えた押さえ部材19を有している。
【0031】
このため、ワークWの加工経路がX方向及びY方向に変化した場合でも、4個のフリーローラ21により、加工点P及びその周囲を有効に押圧することができ、所要のレーザ加工を正確に行うことができる。しかも、4個のフリーローラ21は、加工点Pからほぼ等距離で、かつ正方形領域のコーナ部に位置しているため、各フリーローラ21は加工点Pに対して均等な圧力を付与することになり、正確なレーザ加工に寄与できる。
【0032】
(2) このレーザ加工機においては、各フリーローラ21がレーザ光軸を通るX方向線X1及びY方向線Y1を避けて配置されている。このため、フリーローラ21が加工位置上を移動することが少なくなり、ワークWの加工部が損傷したり、フリーローラ21が熱やバリ等で損傷したりするのを避けることができる。
【0033】
(3) このレーザ加工機においては、前記押さえ部材19が加工ヘッド13に対してワークWの表面に対して鉛直方向へ移動可能及び傾動可能に支持され、その押さえ部材19に4個のフリーローラ21が回転自在に取り付けられている。そして、押さえ部材19には押圧バネ23の押圧力が付与され、その押圧力に抗して各フリーローラ21がワークWの表面に対して鉛直方向へ変移するのが許容されるようになっている。このため、ワークWの表面が波状や段差状に変化している場合でも、各フリーローラ21がワークWの表面形状の変化に応じて追従するように変移されて、加工点Pの周囲を確実に押圧することができ、正確なレーザ加工に寄与できる。
【0034】
(4) このレーザ加工機においては、各フリーローラ21間においてワークW上の加工点Pにシールドガスを噴射するための4個のシールドノズル24が設けられている。そして、必要に応じて4個のシールドノズル24を選択的に作動させることにより、加工点Pに向かってシールドガスを必要な箇所に効率よく噴射することができて、シールドガスが無駄に消費されるのを抑制することができる。
【0035】
(5) このレーザ加工機においては、前記各シールドノズル24にそれぞれ電磁弁26が接続され、これらの電磁弁26の開閉により、ワークWに対する加工の進行方向の変化に応じて、各シールドノズル24が選択的に作動されるようになっている。このため、加工点Pに対して有効な方向からシールドガスを効率良く噴射することができて、シールドガスの機能を十分に発揮できるとともに、シールドガスの無駄な消費を防止できる。
【0036】
(第2実施形態)
次に、この発明の第2実施形態を、前記第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【0037】
さて、この第2実施形態においては、図4〜図6に示すように、前記第1実施形態における支持板17が省略されている。そして、フリーローラ21を支持する押さえ部材19及び4個のシールドノズル24が、加工ヘッド13の下部の取付板15に対して直接取り付けられている。
【0038】
すなわち、取付板15には4個の軸状の押さえ部材19がワークWの表面と直交する上下方向へ移動可能に支持され、それらの押さえ部材19の下端にはフリーローラ21がローラホルダ22を介して回転自在に取り付けられている。各押さえ部材19と取付板15との間には押圧バネ23が介装され、これらの押圧バネ23により、各フリーローラ21に押圧力が付与されている。
【0039】
そして、この実施形態においては、前記各押さえ部材19の上下動可能な構成により、各フリーローラ21の上下方向への変移を許容するための変移許容手段が構成されている。そして、ワークWのレーザ加工に際して、ワークWの表面に波状や段差状等の凹凸が存在する場合、各押さえ部材19がワークWの表面形状の変化に応じてそれぞれ単独で上下動されて、各フリーローラ21が上下方向へ変移されるようになっている。
【0040】
従って、この第2実施形態によれば、前記第1実施形態に記載の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
(6) このレーザ加工機においては、フリーローラ21を有する4個の押さえ部材19が加工ヘッド13に対してそれぞれ単独でワークWの表面に鉛直方向へそれぞれ移動可能に支持されている。このため、ワークWの表面が波状や段差状に変化して凹凸が形成されている場合、各フリーローラ21の追従性が良好になる。
【0041】
(変更例)
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 前記実施形態のレーザ加工機において、加工の種類やワークWの板厚の変化等に応じて、それぞれ電磁弁26を選択的に開閉することにより、2個以上の複数のシールドノズル24からワークW上の加工点Pに向かって同時にシールドガスを噴射するように制御すること。
【0042】
・ 複数のフリーローラ21の数を変更すること。例えば、図1において、1本の対角線上に位置する2個のフリーローラ21を取り除き、そのフリーローラを合計2個とすること。
【0043】
・ 複数のシールドノズル24の数を変更すること。例えば、ワークWに対する加工ノズル14の進行方向左右両側におけるシールドノズル24を取り除き、シールドノズル24を合計2本とすること。あるいは、加工ノズル14の前方または後方のシールドノズルを取り除いて合計3本とすること。
【0044】
【発明の効果】
以上、実施形態で例示したように、この発明においては、ワークの加工点の周囲を有効に押圧することができて、高精度なレーザ加工を達成できる。また、この発明においては、加工点に向かってシールドガスを効率良く噴射することができて、シールドガスが無駄に消費されるのを抑制することができる。さらに、この発明によれば、フリーローラがレーザ加工点の上を通ることは少なく、安定してワークを押さえることができるとともに、ワークの表面が波状や段差状に変化している場合でも、各フリーローラがワークの表面形状の変化に応じて変移されて、加工点の周囲を確実に押圧することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1実施形態のレーザ加工機を示す要部底面図。
【図2】 図1の2−2線における部分断面図。
【図3】 図1の3−3線における部分断面図。
【図4】 第2実施形態のレーザ加工機を示す要部底面図。
【図5】 図4の5−5線における部分断面図。
【図6】 図5の6−6線における部分断面図。
【符号の説明】
13…加工ヘッド、14…加工ノズル、15…取付板、17…支持板、19…押さえ部材、20…球形軸受、21…フリーローラ、23…押圧バネ、24…シールドノズル、26…電磁弁、W…ワーク、P…加工点、X1…X方向線、Y1…Y方向線。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser processing machine in which a workpiece is irradiated with laser light from a processing nozzle provided in a processing head, and processing such as welding or cutting is performed on the workpiece.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in this type of laser processing machine, when a workpiece is welded, a workpiece is pressed along the welding path by using a dedicated workpiece fixing device. Therefore, when the welding path of the workpiece is changed, it is necessary to replace the workpiece fixing device, and there is a problem that the cost required for processing increases and the work efficiency decreases.
[0003]
In order to cope with such a problem, a pair of pressure rollers are rotatably supported by the support shafts on both sides of the tip of the machining nozzle, and the pressing position of the workpiece by the pressure roller is moved as the welding process proceeds on the workpiece. A laser beam machine configured as described above has also been conventionally proposed (for example, see Patent Document 1).
[0004]
On the other hand, in laser processing, a shield gas made of an inert gas such as carbon dioxide or argon is jetted and supplied to the laser processing unit in order to prevent oxidation of the laser processing unit and to suppress plasma generation. For this reason, a laser processing machine in which a shield nozzle having a double structure is disposed on the outer periphery of the processing nozzle has been proposed (see, for example, Patent Document 2). In this laser processing machine, a shield gas is blown from the shield nozzle toward the processing point of the workpiece during laser processing.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-38480 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-267876
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional laser beam machine has the following problems.
That is, in the laser processing machine described in Patent Document 1, since the pressure roller is supported by the support shaft, the rotational movement direction of the pressure roller is one direction. Therefore, there is a problem that it is not possible to cope with the case where the welding path of the workpiece is a curve.
[0007]
Further, in the laser processing machine described in Patent Document 2, since the shield gas is blown out so as to surround the entire periphery of the processing point from the double-structured shield nozzle, the amount of the shield gas to be ejected must be increased. There was a problem that it was uneconomical because gas wasted wastefully.
[0008]
The present invention has been made paying attention to such problems existing in the prior art. The purpose is to be able to efficiently press around the machining point even when the machining path of the workpiece is changing in the X direction and the Y direction, and to efficiently inject shield gas toward the machining point. An object of the present invention is to provide a laser processing machine that can be used.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the machining head or the workpiece is relatively moved in the X direction and the Y direction orthogonal to each other, and the workpiece is irradiated with laser light from the machining nozzle of the machining head. In the laser processing machine configured to process the workpiece, the processing head includes a pressing member provided with a plurality of free rollers for pressing around a processing point on the workpiece, and each free roller. A plurality of shield nozzles for injecting and supplying a shield gas to a processing point on the workpiece, each free roller passing through a laser optical axis and parallel to the X direction and the Y direction Displacement allowing means for allowing each free roller to individually shift in the vertical direction with respect to the surface of the work is provided, avoiding parallel Y-direction lines, Donozuru is disposed in an inclined state so as to lower as tip toward the machining point, it is characterized in that the distal end surface of each nozzle formed in the X and Y directions parallel to the plane .
[0010]
Therefore, according to the first aspect of the invention, even when the machining path of the workpiece changes in the X direction and the Y direction, the periphery of the machining point can be efficiently pressed by the plurality of free rollers. . Further, by arbitrarily operating the plurality of shield nozzles, it is possible to efficiently inject the shield gas toward the processing point, and it is possible to suppress the waste of the shield gas. Furthermore, according to the first aspect of the present invention, the free roller hardly passes over the laser processing point, can stably hold the work, and the surface of the work changes into a wave shape or a step shape. Even in such a case, each free roller is moved according to the change in the surface shape of the workpiece, and the periphery of the processing point can be reliably pressed.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, four free rollers and four shield nozzles are provided.
[0012]
Therefore, according to the second aspect of the present invention, even when the machining path of the workpiece is set in either the X direction or the Y direction, the machining point is surrounded by the four free rollers on both sides thereof. The vicinity position can be effectively pressed. Also, the shield gas can be efficiently injected from the front side in the traveling direction with respect to the processing point by selectively operating the four shield nozzles arbitrarily.
[0013]
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, characterized in that the respective free rollers are arranged at substantially the same distance from the processing point on the workpiece.
[0014]
Therefore, according to the third aspect of the present invention, since each free roller presses at a position that is substantially the same distance from the processing point, the pressing force of the free roller with respect to the processing point becomes substantially equal, and high precision processing is performed. Can contribute.
[0018]
According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, each shield nozzle is selectively operated in accordance with a change in a processing traveling direction with respect to the workpiece. It is characterized by making it.
[0019]
Therefore, according to the fourth aspect of the invention, even when the machining path of the workpiece changes in the X direction and the Y direction, each shield nozzle that always functions effectively is selectively activated, for example, at the machining point. On the other hand, the shield gas can be efficiently injected from the front side in the traveling direction.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Below, 1st Embodiment of this invention is described based on FIGS. 1-3.
[0021]
As shown in FIGS. 2 and 3, a processing table 12 is supported on a bed 11 by a driving device and a guide (not shown) so as to be reciprocable in the X direction, and a work W is placed and supported on the upper surface thereof. It has become. A processing head 13 is disposed on the bed 11 through a column (not shown) so as to be able to reciprocate in a Y direction perpendicular to the moving direction X of the processing table 12, and a processing nozzle 14 for irradiating a laser beam below the processing head 13. Is protruding. Then, while the machining table 12 is moved in the X direction and the machining head 13 is moved in the Y direction, a laser beam is irradiated from the machining nozzle 14 onto the workpiece W, whereby a predetermined machining path is applied to the workpiece W. Laser processing such as welding and cutting is performed along the line.
[0022]
A mounting plate 15 is suspended and fixed via four mounting pipes 16 at the lower portion of the processing head 13, and a through hole 15a through which the processing nozzle 14 is inserted is formed at the center. A support plate 17 is vertically supported on the lower surface of the mounting plate 15 via four support rods 18 so as to be movable in the vertical direction perpendicular to the surface of the workpiece W. At the center of the support plate 17, one pressing member 19 is supported through a spherical bearing 20 so as to be able to tilt around the center of the spherical bearing 20. An insertion hole 19a for inserting the tip portion is formed.
[0023]
Four free rollers 21 are attached to the lower surface of the pressing member 19 via a roller holder 22 so as to be rotatable in all directions. As shown in FIG. 4, these free rollers 21 are located at the corners of a substantially square area from the center of the machining nozzle 14, that is, at a substantially equal distance from the machining point P on the workpiece W. . Between the mounting plate 15 and the support plate 17, press springs 23 are fitted on the outer circumferences of the support rods 18, and the press rollers 23 allow the free rollers 21 to move to the processing point P of the workpiece W with a predetermined pressure. It is urged to move downward so as to hold the periphery. That is, when the workpiece W is laser processed along the processing path by the laser light from the processing nozzle 14, the periphery of the processing point P in the vicinity of the processing point P is pressed by the four free rollers 21. It has become.
[0024]
Further, in this embodiment, as is apparent from FIG. 1, the respective free rollers 21 are arranged avoiding the X direction line X1 and the Y direction line Y1 passing through the laser optical axis at the center of the processing nozzle 14 in the lateral direction. ing.
[0025]
In this embodiment, the support plate 17 can be moved up and down and the holding member 19 can be tilted by the spherical bearing 20 to allow the free rollers 21 to move in the vertical direction. Allowing means are configured. When the workpiece W is laser machined along the machining path, if there are irregularities such as wavy or stepped on the surface of the workpiece W, each free roller 21 responds to the irregularity change of the surface shape of the workpiece W. Necessary changes are made by vertical movement and tilting about the center of the spherical bearing 20.
[0026]
Four shield nozzles 24 are attached to the periphery of the support plate 17 so as to be positioned between the four free rollers 21 so as to be directed to the processing point P via brackets 25. The tip surface of each nozzle 24 is formed in a plane parallel to the X direction and the Y direction as shown in FIGS. A gas supply source of shield gas (not shown) is connected to each shield nozzle 24 via an electromagnetic valve 26. When the workpiece W is laser machined along the machining path, one of the electromagnetic valves 26 is selectively opened and closed, for example, from the shield nozzle 24 positioned on the front side in the traveling direction with respect to the machining point P. A shielding gas made of an inert gas is injected to suppress oxidation of the processed portion.
[0027]
Next, the operation of the laser beam machine configured as described above will be described.
In the laser processing machine, when laser processing such as welding or cutting is performed on the workpiece W on the processing table 12, the processing table 12 is moved in the X direction and the processing head 13 is moved in the Y direction. While being moved, the processing nozzle 14 irradiates the workpiece W with laser light. By this laser light irradiation, the workpiece W is subjected to laser processing such as welding or cutting along a predetermined processing path.
[0028]
At the time of laser processing on the workpiece W, the vicinity of the processing point P on the workpiece W is pressed by the four free rollers 21 based on the pressing force of the pressing spring 23. If the surface of the workpiece W has irregularities such as undulations or steps, the support plate 17 moves up and down against or against the pressing force of the pressing spring 23, and the pressing member 19 It is tilted about the center of the spherical bearing 20 through the spherical bearing 20. For this reason, each free roller 21 is moved in the vertical direction and the tilting direction in accordance with the change in the surface shape of the workpiece W, and even if the workpiece W has irregularities, the surroundings in the vicinity of the processing point P are reliably pressed. Can do.
[0029]
Further, at the time of laser processing of the workpiece W, the electromagnetic valves 26 connected to the four shield nozzles 24 are selectively opened and closed, and shield gas is injected from the selected shield nozzles 24. For example, in a normal cutting process, one shield nozzle 24 is selected in front of the processing nozzle 14 with respect to the workpiece W in the direction of travel, and gas is injected from the front of the processing point P toward the rear in the direction of travel. . Further, when the workpiece W is welded using a welding rod, a welding wire, or the like, the welding rod or the like is supplied from the front in the traveling direction of the processing nozzle 14 to the processing point P. The shield nozzle 24 at the rear in the direction is selected, and the gas is injected from the rear in the traveling direction to the processing point P. And by these gas injection, shield gas is injected intensively with respect to a process location, without consuming wastefully, and the oxidation suppression etc. of the process location can be performed effectively.
[0030]
Therefore, according to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In this laser processing machine, the processing head 13 has a pressing member 19 provided with four free rollers 21 for pressing around the processing point P in the vicinity of the processing point P on the workpiece W. is doing.
[0031]
For this reason, even when the machining path of the workpiece W changes in the X direction and the Y direction, the four free rollers 21 can effectively press the machining point P and its periphery, and the required laser machining can be accurately performed. It can be carried out. Moreover, since the four free rollers 21 are substantially equidistant from the processing point P and are positioned at the corners of the square area, each free roller 21 applies an equal pressure to the processing point P. This contributes to accurate laser processing.
[0032]
(2) In this laser beam machine, each free roller 21 is arranged avoiding the X direction line X1 and the Y direction line Y1 that pass through the laser optical axis. Therefore, the free roller 21 becomes less and Turkey to move on the machining position, the machining unit may be damaged in the work W, the free roller 21 can be prevented from being damaged by heat or burrs.
[0033]
(3) In this laser beam machine, the pressing member 19 is supported by the processing head 13 so as to be movable and tiltable with respect to the surface of the workpiece W, and the pressing member 19 has four free rollers. 21 is rotatably attached. Then, a pressing force of the pressing spring 23 is applied to the pressing member 19, and each free roller 21 is allowed to shift in the vertical direction against the surface of the workpiece W against the pressing force. Yes. For this reason, even when the surface of the workpiece W is changed into a wave shape or a stepped shape, each free roller 21 is shifted so as to follow the change in the surface shape of the workpiece W, so that the periphery of the processing point P is surely obtained. Can contribute to accurate laser processing.
[0034]
(4) In this laser processing machine, four shield nozzles 24 for injecting shield gas to the processing point P on the workpiece W are provided between the free rollers 21. Then, by selectively operating the four shield nozzles 24 as necessary, the shield gas can be efficiently injected to the necessary place toward the processing point P, and the shield gas is wasted. Can be suppressed.
[0035]
(5) In this laser beam machine, an electromagnetic valve 26 is connected to each shield nozzle 24, and each shield nozzle 24 is opened / closed according to a change in the processing progress direction with respect to the workpiece W. Are selectively activated. For this reason, the shield gas can be efficiently injected from the effective direction with respect to the processing point P, the function of the shield gas can be sufficiently exhibited, and unnecessary consumption of the shield gas can be prevented.
[0036]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with a focus on differences from the first embodiment.
[0037]
In the second embodiment, as shown in FIGS. 4 to 6, the support plate 17 in the first embodiment is omitted. The pressing member 19 that supports the free roller 21 and the four shield nozzles 24 are directly attached to the attachment plate 15 below the processing head 13.
[0038]
That is, four shaft-shaped pressing members 19 are supported on the mounting plate 15 so as to be movable in the vertical direction perpendicular to the surface of the workpiece W, and a free roller 21 is provided with a roller holder 22 at the lower ends of the pressing members 19. It is attached via a rotation. A pressing spring 23 is interposed between each pressing member 19 and the mounting plate 15, and pressing force is applied to each free roller 21 by these pressing springs 23.
[0039]
And in this embodiment, the displacement permission means for permitting the displacement to the up-down direction of each free roller 21 is comprised by the structure which can move each said pressing member 19 up and down. When the workpiece W is subjected to laser processing, when the surface of the workpiece W has irregularities such as undulations or steps, each pressing member 19 is moved up and down independently according to the change in the surface shape of the workpiece W. The free roller 21 is moved up and down.
[0040]
Therefore, according to the second embodiment, in addition to the effects described in the first embodiment, the following effects can be obtained.
(6) In this laser beam machine, four pressing members 19 having free rollers 21 are supported by the machining head 13 so as to be movable on the surface of the workpiece W independently in the vertical direction. For this reason, when the surface of the workpiece W is changed into a wave shape or a step shape to form irregularities, the followability of each free roller 21 is improved.
[0041]
(Example of change)
In addition, this embodiment can also be changed and embodied as follows.
In the laser processing machine according to the above-described embodiment, by selectively opening and closing the electromagnetic valve 26 according to the type of processing, the change in the plate thickness of the workpiece W, etc. Control to inject shielding gas toward the processing point P on W at the same time.
[0042]
-Change the number of multiple free rollers 21. For example, in FIG. 1, two free rollers 21 located on one diagonal line are removed, and the total number of free rollers is two.
[0043]
-Change the number of shield nozzles 24. For example, the shield nozzles 24 on both the left and right sides in the direction of travel of the processing nozzle 14 with respect to the workpiece W are removed, and the total number of shield nozzles 24 is two. Alternatively, the shield nozzles in front of or behind the processing nozzles 14 are removed to obtain a total of three.
[0044]
【The invention's effect】
As described above in the embodiment, in the present invention, the periphery of the workpiece processing point can be effectively pressed, and high-precision laser processing can be achieved. Moreover, in this invention, shield gas can be efficiently injected toward a processing point, and it can suppress that shield gas is consumed wastefully. Furthermore, according to the present invention, the free roller does not pass over the laser processing point, can stably hold the workpiece, and even when the surface of the workpiece changes in a wave shape or a step shape, The free roller is moved according to the change in the surface shape of the workpiece, and the periphery of the processing point can be reliably pressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a bottom view of an essential part showing a laser beam machine according to a first embodiment.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view taken along line 2-2 in FIG.
3 is a partial cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG.
FIG. 4 is a bottom view of an essential part showing a laser beam machine according to a second embodiment.
5 is a partial cross-sectional view taken along line 5-5 in FIG.
6 is a partial cross-sectional view taken along line 6-6 in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Processing head, 14 ... Processing nozzle, 15 ... Mounting plate, 17 ... Supporting plate, 19 ... Holding member, 20 ... Spherical bearing, 21 ... Free roller, 23 ... Pressing spring, 24 ... Shield nozzle, 26 ... Solenoid valve, W ... Workpiece, P ... Processing point, X1 ... X direction line, Y1 ... Y direction line.

Claims (4)

加工ヘッドまたはワークを互いに直交するX方向及びY方向へ相対移動させ、加工ヘッドの加工ノズルからワークに対してレーザ光を照射して、そのワークを加工するようにしたレーザ加工機において、 前記加工ヘッドには、ワーク上の加工点の周囲を押圧するための複数のフリーローラを備えた押さえ部材と、各フリーローラ間に設けられワーク上の加工点にシールドガスを噴射供給するための複数のシールドノズルとを設け、前記各フリーローラはレーザ光軸を通り、かつ前記X方向と平行なX方向線及び前記Y方向と平行なY方向線を避けて配置され、前記各フリーローラがワークの表面に対して個別に鉛直方向に変移するのを許容するための変移許容手段を設け、前記各シールドノズルは前記加工点に向かって先端部程下になるように傾斜状態で配設され、各ノズルの先端を前記X方向及びY方向と平行な面に形成したことを特徴とするレーザ加工機。In the laser processing machine in which the processing head or the workpiece is relatively moved in the X direction and the Y direction orthogonal to each other, and the workpiece is irradiated with laser light from the processing nozzle of the processing head to process the workpiece. The head includes a pressing member having a plurality of free rollers for pressing around a processing point on the workpiece, and a plurality of members for spraying and supplying a shielding gas to the processing point on the workpiece provided between the free rollers. A shield nozzle, and each free roller is disposed so as to pass through the laser optical axis and avoid the X direction line parallel to the X direction and the Y direction line parallel to the Y direction. Displacement permitting means is provided for allowing individual shift in the vertical direction with respect to the surface, and each shield nozzle is located at the lower end toward the processing point. The laser processing machine is characterized in that the tip end surface of each nozzle is formed in a plane parallel to the X direction and the Y direction. 前記フリーローラが4個設けられるとともに、シールドノズルが4個設けられていることを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工機。  The laser processing machine according to claim 1, wherein four free rollers and four shield nozzles are provided. 各フリーローラがワーク上の加工点からほぼ同一の距離を隔てて配置されている請求項1または2に記載のレーザ加工機。  3. The laser beam machine according to claim 1, wherein each of the free rollers is disposed at substantially the same distance from a machining point on the workpiece. 前記ワークに対する加工の進行方向の変化に応じて、所要のシールドノズルを選択的に作動させることを特徴とする請求項1〜請求項3のうちのいずれか一項に記載のレーザ加工機。The laser processing machine according to any one of claims 1 to 3, wherein a required shield nozzle is selectively operated in accordance with a change in a processing progress direction with respect to the workpiece.
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