JP4216527B2

JP4216527B2 - Bellows type laser beam protection device

Info

Publication number: JP4216527B2
Application number: JP2002168907A
Authority: JP
Inventors: 貴昭山梨; 彰一今矢
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2002-06-10
Filing date: 2002-06-10
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2022-06-10
Also published as: JP2004009121A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ加工機におけるレーザ発振器から出力されたレーザ光を保護するジャバラ式のレーザ光保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来のジャバラ式のレーザ光保護装置の斜視図であって、図５は、従来のレーザ光保護装置（関連の装置等を含む）の側面図である。
【０００３】
ここで、「前」は、図４において左斜め下，図５において左のことをいい、「後」は、図４において右斜め上，図５において右のことをいい、「左」は、図４において左，図５において紙面に向かって裏のことをいい、「右」は、図４において右，図５において紙面に向かって表のことをいい、「上」は、図４及び図５において上のことをいい、「下」は、図４及び図５において下のことをいう。
【０００４】
図４及び図５に示すように、ジャバラ式のレーザ光保護装置１は、レーザ加工機におけるレーザ発振器３から出力されたレーザ光を保護する装置であって、以下、レーザ光保護装置１及び関連の装置等を説明する。
【０００５】
レーザ光保護装置１は光路ジャバラ５をベースとしており、この光路ジャバラ５の内部にはレーザ光が通過可能なレーザ光路７を有している。光路ジャバラ５がレーザ加工機における加工ヘッド９の光軸方向（前記レーザ光の光軸方向、従来技術において左右方向）ＡＬの移動に追従して光軸方向ＡＬへ伸縮するように、光路ジャバラ５の前端は前記レーザ加工機におけるキャレッジ１１に接続されてあって、光路ジャバラ５の後端は前記レーザ加工機における光中継部材１３に接続されている。
【０００６】
ここで、キャレッジ１１は、前記レーザ加工機における固定フレーム１５に設けられた一対のキャレッジガイド１７によって光軸方向ＡＬへ移動可能に支持されてあって、モータ（図示省略）の駆動により光軸方向ＡＬへ移動するものであり、キャレッジ１１の内部にはレーザ光を反射する反射ミラー（図示省略）が設けられている。また、加工ヘッド９は、キャレッジ１１に上下方向へ移動可能に設けられてあって、ワークＷに対してレーザ光を照射するものである。更に、光中継部材１３の内部には反射ミラー（図示省略）が設けられてあって、光中継部材１３はレーザ発振器３に光学的に接続してある。
【０００７】
固定フレーム１５における光路ジャバラ５の上方には光軸方向ＡＬへ延びたジャバラガイド１９が設けられており、このジャバラガイド１９の下部に支持プレート２１が備えてあって、この支持プレート２１は水平な支持面Ｆを有している。また、光路ジャバラ５には複数のぶら下がり板２３が下方向から保持するようにそれぞれ設けられており、各ぶら下がり板２３は、Ｕ字又はコ字形状を呈してあって、光路ジャバラ５の左肩部に対して上方向へ突出した第１アーム２５及び光路ジャバラ５の右肩部に対して上方向へ突出した第２アーム２７をそれぞれ備えている。更に、複数のぶら下がり板２３がジャバラガイド１９にぶら下がるようにするため、複数のぶら下がり板２３における第１アーム２５の先端部にはジャバラガイド１９における支持面Ｆ上を面接触の状態で摺動する第１摺動ブロック２９がそれぞれ設けられていると共に、複数のぶら下がり板２３における第２アーム３１の先端部にはジャバラガイド１９における支持面Ｆ上を面接触の状態で摺動する第２摺動ブロック３１がそれぞれ設けられている。
【０００８】
従って、光路ジャバラが加工ヘッドの光軸方向ＡＬの移動に追従して光軸方向ＡＬへ伸縮することにより、複数の第１摺動ブロック２９及び複数の第２摺動ブロック３１がジャバラガイド１９における支持プレート２１の支持面Ｆ上を光軸方向ＡＬに沿って面接触の状態の下で摺動しつつ、複数のぶら下がり板２３が光軸方向ＡＬへ移動する。換言すれば、光路ジャバラ５が複数のぶら下がり板２３を介してジャバラガイド１９に案内されつつ、光軸方向ＡＬへ安定して伸縮する。これによって、加工ヘッド９が光軸方向ＡＬへ移動しても、レーザ発振器３から出力させた前記レーザ光は光路ジャバラ５のレーザ光路７を通過して、前記レーザ光を外部から保護することができ、ワークＷに対して安定したレーザ加工を行うことができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述の従来のジャバラ式のレーザ光保護装置１においては、複数の第１摺動ブロック２９及び複数の第２摺動ブロック３１がジャバラガイド１９における支持プレート２１の支持面Ｆ上を光軸方向ＡＬに沿って面接触の状態の下で摺動するため、摺動ブロック２９，３１とジャバラガイド１９における支持プレート２１の支持面Ｆとの摩擦が大きくなって、摺動ブロック２９，３１がジャバラガイド１９におけ支持プレート２１の支持面Ｆに引っ掛かることがある。そのため、加工ヘッド９の光軸方向ＡＬの移動動作に対して光路ジャバラ５の伸縮動作の追従性が低くなって、加工ヘッド９の高速移動による高速レーザ加工を行うことが困難になる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明にあっては、レーザ加工機におけるレーザ発振器から出力されたレーザ光を外部から保護するジャバラ式のレーザ光保護装置において、内部にレーザ光が通過可能なレーザ光路を有し、前記レーザ加工機における加工ヘッドの前記レーザ光の光軸方向の移動に追従して前記光軸方向へ伸縮する光路ジャバラと、
前記光路ジャバラの上方に設けられ、前記光軸方向へ延びてあって、水平な支持面を有するジャバラガイドと、
前記光路ジャバラに下方向から保持するようにそれぞれ設けられ、前記光路ジャバラの一肩部に対して上方向へ突出した第１アームと前記光路ジャバラの他肩部に対して上方向へ突出した第２アームをそれぞれ備えた複数のぶら下がり板と、
前記複数のぶら下がり板が前記ジャバラガイドにぶら下がるようにするために前記複数のぶら下がり板における前記第１アームの先端部に回転可能にそれぞれ設けられ、前記ジャバラガイドにおける前記支持面上を前記光軸方向へ転動する複数の第１ローラと、
前記複数のぶら下がり板が前記ジャバラガイドにぶら下がるようにするために前記複数のぶら下がり板における前記第２アームの先端部に回転可能にそれぞれ設けられ、前記ジャバラガイドにおける前記支持面上を前記光軸方向へ転動する複数の第２ローラとを具備し、
各第１ローラと前記ジャバラガイドにおける天井面の高さ間隔及び各第２ローラと前記ジャバラガイドにおける前記天井面の高さ間隔を、前記光路ジャバラと前記ジャバラガイドの最下部の高さ間隔よりも短くなるようにそれぞれ構成してなることを特徴とする。
【００１１】
請求項１に記載の発明特定事項によると、前記光路ジャバラが前記加工ヘッドの前記光軸方向の移動に追従して前記光軸方向へ伸縮することにより、前記複数の第１ローラ及び前記複数の第２ローラが前記ジャバラガイドにおける前記支持面上を前記光軸方向に沿って転動しつつ、前記複数のぶら下がり板が前記光軸方向へ移動する。換言すれば、前記光路ジャバラが前記複数のぶら下がり板を介して前記ジャバラガイドに案内されつつ、前記光軸方向へ安定して伸縮する。これによって、前記加工ヘッドが前記光軸方向へ移動しても、前記レーザ発振器から出力させた前記レーザ光は前記光路ジャバラのレーザ光路を通過して、前記レーザ光を外部から保護することができ、安定したレーザ加工を行うことができる。
【００１２】
ここで、前記複数の第１ローラ及び前記複数の第２ローラが前記ジャバラガイドにおける前記支持面上を前記光軸方向に沿って転動するため、ローラ（前記第１ローラ及び前記第２ローラ）と前記ジャバラガイドにおける前記支持面との摩擦が小さくなって、前記ローラが前記ジャバラガイドにおけ前記支持面に引っ掛かることがほぼなくなる。
また、各第１ローラと前記ジャバラガイドにおける前記天井面の高さ間隔及び各第２ローラと前記ジャバラガイドにおける前記天井面の高さ間隔が、前記光路ジャバラと前記ジャバラガイドの最下部の高さ間隔よりも短いために、前記光路ジャバラが前記光軸方向へ伸縮するときに、前記光路ジャバラに部分的に起き上がり現象が生じても、前記光路ジャバラの最上部が前記ジャバラガイドに接触することはない。
【００１３】
請求項２に記載の発明にあっては、請求項１に記載の発明特定事項の他に、各第１ローラの外周部及び他側部をＲ形状にそれぞれ構成し、各第２ローラの外周部及び一側部をＲ形状にそれぞれ構成してなることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明特定事項によると、請求項１に記載の発明特定事項による作用の他に、各第１ローラの外周部及び他側部がＲ形状であって、各第２ローラの外周部及び一側部がＲ形状であるため、前記ローラと前記ジャバラガイドにおける前記支持面との摩擦がより小さくなる。
【００１５】
請求項３に記載の発明にあっては、請求項１又は請求項２に記載の発明特定事項の他に、前記複数の第１ローラ及び前記複数の第２ローラを上方向から見たときに、前記複数の第１ローラ及び前記複数の第２ローラは千鳥状に配置されるように構成してなることを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明特定事項によると、請求項１又は請求項２に記載の発明特定事項による作用の他に、前記複数の第１ローラ及び前記複数の第２ローラは千鳥状に配置したため、前記光路ジャバラが前記光軸方向へ伸縮する際に、各ぶら下がり板に対応する前記第１ローラと前記第２ローラのうちのいずれかのローラが前記ジャバラガイドにおける前記支持面から浮き上がろうとしても、各ぶら下がり板に対応する前記第１ローラと前記第２ローラのうち別のローラが前記ジャバラガイドにおける前記支持面に押し付けられる。
【００１７】
請求項４に記載の発明にあっては、請求項１から請求項３のうちのいずれかの請求項に記載の発明特定事項の他に、前記ジャバラガイドの一側に鉛直な第１側面を有する共に、前記ジャバラガイドの他側に鉛直な第２側面を有してあって、前記複数の第１アームの基部付近にそれぞれ設けられ、摩擦係数の低い材質からなって、一方向から前記第１側面に接触する複数の第１接触部材と、
前記複数の第２アームの基部付近にそれぞれ設けられ、摩擦係数の低い材質からなって、他方向から前記第２接触面に接触する複数の第２接触面とを具備してなることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明にあっては、請求項１から請求項３のうちのいずれかの請求項に記載の発明特定事項による作用の他に、前記光路ジャバラが前記光軸方向へ伸縮する際に、前記第１接触部材が一方向から前記ジャバラガイドにおける前記第１側面に接触したり、前記第２接触部材が他方向から前記ジャバラガイドにおける前記第２側面に接触したりする。
【００１９】
また、接触部材（前記第１接触部材及び前記第２接触部材）が摩擦係数の低い材料により構成されているため、前記接触部材が前記ジャバラガイドにおけ側面（前記一側面及び前記他側面）に引っ掛かることがない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態に係わるジャバラ式のレーザ光保護装置の斜視図であって、図２は、本発明の実施の形態に係わるジャバラ式のレーザ光保護装置（関連の装置等を含む）の側面図であって、図３は、図２におけるI-I線に沿った図である。
【００２１】
ここで、「前」は、図１において左斜め下，図２及び図３において左のことをいい、「後」は、図１において右斜め上，図２及び図３において右のことをいい、「左」は、図１において左，図２において紙面に向かって裏，図３において上のことをいい、「右」は、図１において右，図２において紙面に向かって表，図３において下のことをいい、「上」は、図１及び図２において上，図３において紙面向かって表のことをいい、「下」は、図１及び図２において下，図３において紙面に向かって裏のことをいう。
【００２２】
ジャバラ式のレーザ光保護装置３３は、レーザ加工機におけるレーザ発振器３から出力されたレーザ光を保護する装置であって、以下、レーザ光保護装置３３及び関連の装置等を説明する。なお、本発明の実施の形態に係わる前記関連の装置等（レーザ発振器３、加工ヘッド９、キャレッジ１１等）は、従来技術に係わる前記関連の装置等と同様の構成であるため、図中において同一番号を付して、本発明の実施の形態に係わる前記関連の装置等の構成の詳細を省略する。
【００２３】
レーザ光保護装置３３は光路ジャバラ３５をベースとしており、この光路ジャバラ３５の内部にはレーザ光が通過可能なレーザ光路３７を有している。光路ジャバラ３５がレーザ加工機における加工ヘッド９の光軸方向（前記レーザ光の光軸方向、本発明の実施の形態において左右方向）ＡＬの移動に追従して光軸方向ＡＬへ伸縮するように、光路ジャバラ３５の前端は前記レーザ加工機におけるキャレッジ１１に接続されてあって、光路ジャバラ３５の後端は前記レーザ加工機における光中継部材１３に接続されている。
【００２４】
固定フレーム１５における光路ジャバラ３５の上方には前記光軸方向へ延びたジャバラガイド３９が設けられており、このジャバラガイド３９の下部には支持プレート４１が備えてあって、この支持プレートはＳＵＳ材により構成されている。また、支持プレート４１は水平な支持面Ｆを有してあって、支持プレート４１における支持面Ｆの左右両側には鉛直な左側面Ｖ１と右側面Ｖ２を有している。
【００２５】
また、光路ジャバラ３５には複数のぶら下がり板４３が下方向から保持するようにそれぞれ設けられており、各ぶら下がり板４３はアルミ材又は難燃性のプレスチック材によりそれぞれ構成されている。各ぶら下がり板４３は、Ｕ字又はコ字形状を呈してあって、光路ジャバラ３５の左肩部に対して上方向へ突出した第１アーム４５及び光路ジャバラ３５の右肩部に対して上方向へ突出した第２アーム４７をそれぞれ備えている。
【００２６】
複数のぶら下がり板４３がジャバラガイド３９にぶら下がるようにするため、複数のぶら下がり板４３における第１アーム４５の先端部にはジャバラガイド３９における支持プレート４１の支持面Ｆ上を転動する第１ローラ４９がベアリング（図示省略）を介して回転可能にそれぞれ設けられていると共に、複数のぶら下がり板４３における第２アーム４７の先端部にはジャバラガイド３９における支持プレート４１の支持面Ｆ上を転動する第２ローラ５１がベアリング（図示省略）を介して回転可能にそれぞれ設けられている。
【００２７】
ここで、各第１ローラ４９の外周部、左側部及び右側部はＲ形状にそれぞれ構成してあって、各第２ローラ５１の外周部、左側部及び右側部はＲ形状にそれぞれ構成してある。また、図３に示すように、複数の第１ローラ４９及び複数の第２ローラ５１を上方向から見たときに、複数の第１ローラ４９及び複数の第２ローラ５１は千鳥状に配置されるように構成してある。更に、図１に示すように、各第１ローラ４９とジャバラガイド３９における天井面３９ａの高さ間隔ｍ及び各第２ローラ５１とジャバラガイド３９における天井面３９ａの高さ間隔ｍは、光路ジャバラ３５とジャバラガイド３９の最下部の高さ間隔ｓよりも短くなるようにそれぞれ構成しある。
【００２８】
また、複数の第１アーム４５の基部付近には左方向から支持プレート４１の左側面Ｖ１に接触する第１接触布５３がそれぞれ設けられてあり、各第１接触布５３は、摩擦係数の低いテフロン（登録商標）材からそれぞれ構成されている。同様に、複数の第２アーム４７の基部付近には左方向から支持プレート４１の左側面Ｖ２に接触する第２接触布５５がそれぞれ設けられてあり、各第２接触布５５は、摩擦係数の低いテフロン（登録商標）材からそれぞれ構成されている。
【００２９】
次に、本発明の実施の形態のメインの作用について説明する。
【００３０】
光路ジャバラ３５が加工ヘッド９の光軸方向ＡＬの移動に追従して光軸方向ＡＬへ伸縮することにより、複数の第１ローラ４９及び複数の第２ローラ５１がジャバラガイド３９における支持プレート４１の支持面Ｆ上を光軸方向ＡＬに沿って転動しつつ、複数のぶら下がり板４３が光軸方向ＡＬへ移動する。換言すれば、光路ジャバラ３５が複数のぶら下がり板４３を介してジャバラガイド３９に案内されつつ、光軸方向ＡＬへ安定して伸縮する。これによって、加工ヘッド９が光軸方向ＡＬへ移動しても、レーザ発振器３から出力させた前記レーザ光は光路ジャバラ３９のレーザ光路３７を通過して、前記レーザ光を外部から保護することができ、ワークＷに対して安定したレーザ加工を行うことができる。
【００３１】
ここで、複数の第１ローラ４９及び複数の第２ローラ５１がジャバラガイド３９における支持プレート４１支持面Ｆ上を前記光軸方向に沿って転動するため、ローラ４９，５１とジャバラガイド３９における支持プレート４１の支持面Ｆとの摩擦が小さくなって、ローラ４９，５１がジャバラガイド３９におけ支持プレート４１の支持面Ｆに引っ掛かることがほぼなくなる。特に、各第１ローラ４９の外周部、左側部及び右側部がＲ形状であって、各第２ローラ５１の外周部、左側部及び右側部がＲ形状であるため、ローラ４９，５１がジャバラガイド３９における支持プレート４１の支持面Ｆに引っ掛かることをより抑制できる。
【００３２】
本発明の実施の形態にあっては前記メインの作用の他に、次のような作用も奏する。
【００３３】
即ち、複数の第１ローラ４９及び複数の第２ローラ５１は千鳥状に配置したため、光路ジャバラ３５が前記光軸方向へ伸縮する際に、各ぶら下がり板４３に対応する第１ローラ４９と第２ローラ５１のうちのいずれかのローラ４９（又は５１）がジャバラガイド３９における支持プレート４１の支持面Ｆから浮き上がろうとしても、各ぶら下がり板４３に対応する第１ローラ４９と第２ローラ５１のうち別のローラ５１（又は４９）がジャバラガイド３９における支持プレート４１の支持面Ｆに押し付けられる。
【００３４】
また、光路ジャバラ３５が光軸方向ＡＬへ伸縮する際に、第１接触布５３が左方向からジャバラガイド３９における支持プレート４１の第１側面Ｖ１に接触したり、第２接触布５５が左方向からジャバラガイド３９における支持プレート４１の第２側面Ｖ２に接触したりする。そして、接触布５３，５５が摩擦係数の低いテフロン（登録商標）材により構成されているため、加工ヘッド９の移動速度を速くしても、接触布５３，５５がジャバラガイド３９における支持プレート４１の側面Ｖ１，Ｖ２に引っ掛かることがない。
【００３５】
更に、各第１ローラ４９とジャバラガイド３９における天井面３９ａの高さ間隔ｍ及び各第２ローラ５３とジャバラガイド３９における天井面３９ａの高さ間隔ｍが、光路ジャバラ３５とジャバラガイド３９の最下部の高さ間隔ｓよりも短いために、光路ジャバラ３５が光軸方向ＡＬへ伸縮するときに、光路ジャバラ３５に部分的に起き上がり現象が生じても、光路ジャバラ３５の最上部がジャバラガイド３９に接触することはない。
【００３６】
以上の如き、本発明の実施の形態によれば、ローラ４９，５１とジャバラガイド３９における支持プレート４１の支持面Ｆとの摩擦が小さくなって、ローラ４９，５３がジャバラガイド３９におけ支持プレート４１の支持面Ｆに引っ掛かることがほぼなくなるため、加工ヘッド９の光軸方向ＡＬの移動動作に対する光路ジャバラ３５の伸縮動作の追従性が向上して、加工ヘッド９の高速移動による高速レーザ加工を容易に行うことができる。
【００３７】
また、光路ジャバラ３５に部分的に起き上がり現象が生じた場合であっても、加工ヘッド９の光軸方向ＡＬの移動動作に対する光路ジャバラ３５の伸縮動作の良好な追従性を維持できる。特に、光路ジャバラ３５が光軸方向ＡＬへ伸縮する際に、各ぶら下がり板４３に対応する第１ローラ４９と第２ローラ５１のうちのいずれかのローラ４９（又は５１）がジャバラガイド３９における支持プレート４１の支持面Ｆから浮き上がろうとしても、各ぶら下がり板４３に対応する第１ローラ４９と第２ローラ５１のうち別のローラ５１（又は４９）がジャバラガイド３５における支持プレート４１の支持面Ｆに押し付けられるため、光路ジャバラ３５の起き上がり現象を抑制して、上記効果はより向上する。
【００３８】
更に、光路ジャバラ３５が光軸方向ＡＬへ伸縮する際に、第１接触布５３が左方向からジャバラガイド３９における支持プレート４１の第１側面Ｖ１に接触したり、第２接触布５５が右方向からジャバラガイド３９における支持プレート４１の第２側面Ｖ２に接触したりするため、光路ジャバラ３５の左右の横揺れ現象を抑制して、加工ヘッド９の光軸方向ＡＬの移動動作に対する光路ジャバラ３５の伸縮動作の良好な追従性を維持できる。
【００３９】
なお、本発明は、前述の発明の実施の形態の説明に限るものではなく、適宜の変更を行うことにより、その他種々の態様で実施可能である。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１から請求項４のうちのいずれかの請求項に記載の発明によれば、前記ローラと前記ジャバラガイドにおける前記支持面との摩擦が小さくなって、前記ローラが前記ジャバラガイドにおけ前記支持面に引っ掛かることがほぼなくなるため、前記加工ヘッドの前記光軸方向の移動動作に対する前記光路ジャバラの伸縮動作の追従性が向上して、前記加工ヘッドの高速移動による高速レーザ加工を容易に行うことができる。特に、請求項２から請求項４のうちのいずれかの請求項に記載の発明によれば、前記ローラと前記ジャバラガイドにおける前記支持面との摩擦がより小さくなるため、上記効果がより高まる。
【００４１】
また、前記光路ジャバラに部分的に起き上がり現象が生じた場合であっても、前記光路ジャバラの最上部が前記ジャバラガイドに接触することはないため、前記加工ヘッドの前記光軸方向の移動動作に対する前記光路ジャバラの伸縮動作の良好な追従性を維持できる。特に、請求項３又は請求項４に記載の発明によれば、前記光路ジャバラが前記光軸方向へ伸縮する際に、各ぶら下がり板に対応する前記第１ローラと前記第２ローラのうちのいずれかのローラが前記ジャバラガイドにおける前記支持面から浮き上がろうとしても、各ぶら下がり板に対応する前記第１ローラと前記第２ローラのうち別のローラが前記ジャバラガイドにおける前記支持面に押し付けられるため、前記光路ジャバラの起き上がり現象を抑制して、上記効果はより向上する。
【００４２】
請求項４に記載の発明によれば、前記光路ジャバラが前記光軸方向へ伸縮する際に、前記第１接触部材が一方向から前記ジャバラガイドにおける前記第１側面に接触したり、前記第２接触部材が他方向から前記ジャバラガイドにおける前記第２側面に接触したりするため、前記光路ジャバラの横揺れ現象を抑制して、前記加工ヘッドの前記光軸方向の移動動作に対する前記光路ジャバラの伸縮動作の良好な追従性を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わるジャバラ式のレーザ光保護装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わるジャバラ式のレーザ光保護装置（関連の装置等を含む）の側面図である。
【図３】図２におけるI-I線に沿った図である。
【図４】従来のジャバラ式のレーザ光保護装置の斜視図である。
【図５】従来のジャバラ式のレーザ光保護装置（関連の装置等を含む）の側面図である。
【符号の説明】
３レーザ発信器
９加工ヘッド
３３レーザ光保護装置
３５光路ジャバラ
３７レーザ光路
３９ジャバラガイド
４３ぶら下がり板
４５第１アーム
４７第２アーム
４９第１ローラ
５１第２ローラ
５３第１接触布５５第２接触布[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a bellows type laser light protection device for protecting laser light output from a laser oscillator in a laser processing machine.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 is a perspective view of a conventional bellows type laser beam protection device, and FIG. 5 is a side view of the conventional laser beam protection device (including related devices).
[0003]
Here, “front” refers to the lower left in FIG. 4, left in FIG. 5, “rear” refers to the upper right in FIG. 4, right in FIG. 5, and “left” 4, the left side in FIG. 4, and the back side in FIG. 5, “right” means the right side in FIG. 4, the front side in FIG. 5, and the “upper side” in FIG. 4 and FIG. 5 means the above, and “below” means the bottom in FIG. 4 and FIG.
[0004]
As shown in FIGS. 4 and 5, the bellows type laser beam protection device 1 is a device that protects the laser beam output from the laser oscillator 3 in the laser processing machine. Will be described.
[0005]
The laser beam protection device 1 is based on an optical path bellows 5, and the optical path bellows 5 has a laser beam path 7 through which laser light can pass. The optical path bellows 5 expands and contracts in the optical axis direction AL following the movement of the optical axis direction (the optical axis direction of the laser beam, the horizontal direction in the prior art) AL of the processing head 9 in the laser processing machine. Is connected to the carriage 11 in the laser processing machine, and the rear end of the optical path bellows 5 is connected to the optical relay member 13 in the laser processing machine.
[0006]
Here, the carriage 11 is supported by a pair of carriage guides 17 provided on the fixed frame 15 in the laser processing machine so as to be movable in the optical axis direction AL, and is driven by a motor (not shown). The mirror 11 moves in the direction AL, and a reflection mirror (not shown) for reflecting the laser beam is provided inside the carriage 11. The machining head 9 is provided on the carriage 11 so as to be movable in the vertical direction, and irradiates the workpiece W with laser light. Further, a reflection mirror (not shown) is provided inside the optical relay member 13, and the optical relay member 13 is optically connected to the laser oscillator 3.
[0007]
A bellows guide 19 extending in the optical axis direction AL is provided above the optical path bellows 5 in the fixed frame 15, and a support plate 21 is provided below the bellows guide 19. The support plate 21 is horizontal. It has a support surface F. In addition, a plurality of hanging plates 23 are provided on the optical path bellows 5 so as to be held from below, and each hanging plate 23 has a U-shape or a U-shape, and the left shoulder portion of the optical path bellows 5. The first arm 25 protruding upward and the second arm 27 protruding upward with respect to the right shoulder of the optical path bellows 5 are provided. Further, in order to allow the plurality of hanging plates 23 to hang from the bellows guide 19, the tip of the first arm 25 of the plurality of hanging plates 23 slides on the support surface F of the bellows guide 19 in surface contact. A first sliding block 29 is provided, and a second sliding sliding on the support surface F of the bellows guide 19 in a surface contact state at the tip of the second arm 31 of the plurality of hanging plates 23. Each block 31 is provided.
[0008]
Accordingly, the optical path bellows expands and contracts in the optical axis direction AL following the movement of the machining head in the optical axis direction AL, so that the plurality of first sliding blocks 29 and the plurality of second sliding blocks 31 are in the bellows guide 19. The plurality of hanging plates 23 move in the optical axis direction AL while sliding on the support surface F of the support plate 21 along the optical axis direction AL under surface contact. In other words, the optical path bellows 5 is stably expanded and contracted in the optical axis direction AL while being guided by the bellows guide 19 through the plurality of hanging plates 23. As a result, even when the machining head 9 moves in the optical axis direction AL, the laser light output from the laser oscillator 3 can pass through the laser light path 7 of the optical path bellows 5 to protect the laser light from the outside. It is possible to perform stable laser processing on the workpiece W.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional bellows type laser beam protection device 1 described above, the plurality of first sliding blocks 29 and the plurality of second sliding blocks 31 are arranged on the support surface F of the support plate 21 of the bellows guide 19 on the optical axis. Since the sliding is performed in the state of surface contact along the direction AL, the friction between the sliding blocks 29 and 31 and the support surface F of the support plate 21 in the bellows guide 19 is increased, and the sliding blocks 29 and 31 are moved. The bellows guide 19 may be caught on the support surface F of the support plate 21. For this reason, the followability of the expansion / contraction operation of the optical path bellows 5 with respect to the movement operation of the processing head 9 in the optical axis direction AL becomes low, and it becomes difficult to perform high-speed laser processing by high-speed movement of the processing head 9.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, in the bellows type laser beam protection device for protecting the laser beam output from the laser oscillator in the laser processing machine from the outside, the laser beam path through which the laser beam can pass is provided. And an optical path bellows that expands and contracts in the optical axis direction following the movement in the optical axis direction of the laser beam of the processing head in the laser processing machine,
A bellows guide provided above the optical path bellows, extending in the optical axis direction, and having a horizontal support surface;
A first arm that is provided on the optical path bellows so as to be held from below and protrudes upward with respect to one shoulder portion of the optical path bellows and a first arm that protrudes upward with respect to the other shoulder portion of the optical path bellows. A plurality of hanging plates each having two arms;
In order to allow the plurality of hanging plates to hang from the bellows guide, each of the plurality of hanging plates is provided rotatably at a tip end portion of the first arm, and the support surface of the bellows guide is placed on the support surface in the optical axis direction. A plurality of first rollers that roll to
In order to allow the plurality of hanging plates to hang from the bellows guide, each of the plurality of hanging plates is provided rotatably at a tip end portion of the second arm, and on the support surface of the bellows guide, the optical axis direction A plurality of second rollers that roll to
The height interval of the ceiling surface in each first roller and the bellows guide and the height interval of the ceiling surface in each second roller and the bellows guide are higher than the height interval of the lowest part of the optical path bellows and the bellows guide. It is characterized by being configured to be shorter .
[0011]
According to the invention specific matter of the first aspect, the optical path bellows expands and contracts in the optical axis direction following the movement of the processing head in the optical axis direction, thereby the plurality of first rollers and the plurality of the plurality of first rollers. The plurality of hanging plates move in the optical axis direction while the second roller rolls on the support surface of the bellows guide along the optical axis direction. In other words, the optical path bellows is stably expanded and contracted in the optical axis direction while being guided by the bellows guide via the plurality of hanging plates. As a result, even when the machining head moves in the optical axis direction, the laser light output from the laser oscillator can pass through the laser optical path of the optical path bellows and protect the laser light from the outside. Stable laser processing can be performed.
[0012]
Here, since the plurality of first rollers and the plurality of second rollers roll along the optical axis direction on the support surface of the bellows guide, rollers (the first roller and the second roller) And the support surface of the bellows guide is reduced, and the roller is hardly caught on the support surface of the bellows guide.
Further, the height interval of the ceiling surface in each first roller and the bellows guide and the height interval of the ceiling surface in each second roller and the bellows guide are the heights of the lowermost portions of the optical path bellows and the bellows guide. When the optical path bellows expands and contracts in the optical axis direction because the distance is shorter than the interval, even if a partial rise phenomenon occurs in the optical path bellows, the uppermost part of the optical path bellows is in contact with the bellows guide. Absent.
[0013]
In the invention described in claim 2, in addition to the invention specific matter described in claim 1, the outer peripheral portion and the other side portion of each first roller are respectively configured in an R shape, and the outer periphery of each second roller Each part and one side part are formed in an R shape, respectively.
[0014]
According to the invention specific matter of the second aspect, in addition to the action of the invention specific matter of the first aspect, the outer peripheral portion and the other side portion of each first roller are R-shaped, and each second roller has Since the outer peripheral portion and one side portion are R-shaped, friction between the roller and the support surface of the bellows guide is further reduced.
[0015]
In the invention according to claim 3, in addition to the matters specifying the invention according to claim 1 or 2, when the plurality of first rollers and the plurality of second rollers are viewed from above. The plurality of first rollers and the plurality of second rollers are configured to be arranged in a staggered manner.
[0016]
According to the invention specific matter of the third aspect, in addition to the action of the invention specific matter of the first or second aspect, the plurality of first rollers and the plurality of second rollers are arranged in a staggered manner. When the optical path bellows expands and contracts in the optical axis direction, any one of the first roller and the second roller corresponding to each hanging plate will float from the support surface of the bellows guide. Even so, another roller of the first roller and the second roller corresponding to each hanging plate is pressed against the support surface of the bellows guide.
[0017]
In the invention according to claim 4, in addition to the invention specifying matter according to any one of claims 1 to 3, a first side surface that is perpendicular to one side of the bellows guide is provided. And having a second vertical side surface on the other side of the bellows guide, each of which is provided in the vicinity of the base of each of the plurality of first arms, and is made of a material having a low friction coefficient. A plurality of first contact members that contact one side surface;
A plurality of second contact surfaces provided near the bases of the plurality of second arms, made of a material having a low coefficient of friction, and contacting the second contact surface from the other direction. To do.
[0018]
In the invention according to claim 4, in addition to the action of the invention specific matter according to any one of claims 1 to 3, the optical path bellows expands and contracts in the optical axis direction. At this time, the first contact member contacts the first side surface of the bellows guide from one direction, or the second contact member contacts the second side surface of the bellows guide from the other direction.
[0019]
Further, since the contact members (the first contact member and the second contact member) are made of a material having a low coefficient of friction, the contact members are arranged on the side surfaces (the one side surface and the other side surface) of the bellows guide. It won't get caught.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a perspective view of a bellows type laser beam protection device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a bellows type laser beam protection device according to an embodiment of the present invention (related devices and the like). 3 is a side view taken along line II in FIG.
[0021]
Here, “front” refers to the lower left in FIG. 1, left in FIGS. 2 and 3, and “rear” refers to the upper right in FIG. 1 and right in FIGS. , “Left” means the left in FIG. 1, back to the paper in FIG. 2, and the top in FIG. 3, “Right” means the right in FIG. 1, the table in FIG. In Fig. 1 and Fig. 2, "up" means the top in Fig. 1 and Fig. 2, and in Fig. 3, it means the table, and "down" means in Fig. 1 and Fig. 2, the bottom, and Fig. 3 on the page. It means the back side.
[0022]
The bellows type laser beam protection device 33 is a device that protects the laser beam output from the laser oscillator 3 in the laser processing machine. Hereinafter, the laser beam protection device 33 and related devices will be described. In addition, since the said related apparatus etc. (laser oscillator 3, processing head 9, carriage 11, etc.) concerning embodiment of this invention are the structures similar to the said related apparatus etc. concerning a prior art, in the figure The same reference numerals are assigned, and the details of the configuration of the related apparatus and the like according to the embodiment of the present invention are omitted.
[0023]
The laser beam protection device 33 is based on the optical path bellows 35, and the optical path bellows 35 has a laser beam path 37 through which laser light can pass. The optical path bellows 35 expands and contracts in the optical axis direction AL following the movement in the optical axis direction of the processing head 9 in the laser processing machine (the optical axis direction of the laser beam, in the left-right direction in the embodiment of the present invention). The front end of the optical path bellows 35 is connected to the carriage 11 in the laser processing machine, and the rear end of the optical path bellows 35 is connected to the optical relay member 13 in the laser processing machine.
[0024]
A bellows guide 39 extending in the optical axis direction is provided above the optical path bellows 35 in the fixed frame 15, and a support plate 41 is provided below the bellows guide 39, and this support plate is made of SUS material. It is comprised by. The support plate 41 has a horizontal support surface F. The support plate 41 has a left side surface V1 and a right side surface V2 on the left and right sides of the support surface F.
[0025]
Further, a plurality of hanging plates 43 are respectively provided on the optical path bellows 35 so as to be held from below, and each hanging plate 43 is made of an aluminum material or a flame retardant plastic material. Each hanging plate 43 has a U-shape or a U-shape and protrudes upward with respect to the left shoulder of the optical path bellows 35 and upward with respect to the right shoulder of the optical path bellows 35. A protruding second arm 47 is provided.
[0026]
In order to allow the plurality of hanging plates 43 to hang from the bellows guide 39, a first roller that rolls on the support surface F of the support plate 41 of the bellows guide 39 is provided at the tip of the first arm 45 of the plurality of hanging plates 43. 49 are rotatably provided via bearings (not shown), and roll on the support surface F of the support plate 41 of the bellows guide 39 at the tip of the second arm 47 of the plurality of hanging plates 43. The second rollers 51 are provided rotatably via bearings (not shown).
[0027]
Here, the outer peripheral portion, the left side portion and the right side portion of each first roller 49 are respectively configured in an R shape, and the outer peripheral portion, the left side portion and the right side portion of each second roller 51 are respectively configured in an R shape. is there. Further, as shown in FIG. 3, when the plurality of first rollers 49 and the plurality of second rollers 51 are viewed from above, the plurality of first rollers 49 and the plurality of second rollers 51 are arranged in a staggered manner. It is comprised so that. Further, as shown in FIG. 1, the height interval m of the ceiling surface 39a between each first roller 49 and the bellows guide 39 and the height interval m between each second roller 51 and the bellows guide 39 are the optical path bellows. 35 and the bellows guide 39 are configured to be shorter than the lowermost height interval s.
[0028]
Moreover, the 1st contact cloth 53 which contacts the left side surface V1 of the support plate 41 from the left direction is each provided in the base vicinity of the some 1st arm 45, and each 1st contact cloth 53 has a low friction coefficient. Each is made of Teflon (registered trademark) material. Similarly, second contact cloths 55 that contact the left side surface V2 of the support plate 41 from the left are provided near the bases of the plurality of second arms 47, and each second contact cloth 55 has a friction coefficient. Each is made of low Teflon (registered trademark) material.
[0029]
Next, the main effect | action of embodiment of this invention is demonstrated.
[0030]
The optical path bellows 35 follows the movement of the machining head 9 in the optical axis direction AL and expands and contracts in the optical axis direction AL, so that the plurality of first rollers 49 and the plurality of second rollers 51 are connected to the support plate 41 in the bellows guide 39. The plurality of hanging plates 43 move in the optical axis direction AL while rolling on the support surface F along the optical axis direction AL. In other words, the optical path bellows 35 is stably expanded and contracted in the optical axis direction AL while being guided by the bellows guide 39 via the plurality of hanging plates 43. As a result, even when the machining head 9 moves in the optical axis direction AL, the laser light output from the laser oscillator 3 can pass through the laser light path 37 of the optical path bellows 39 to protect the laser light from the outside. It is possible to perform stable laser processing on the workpiece W.
[0031]
Here, since the plurality of first rollers 49 and the plurality of second rollers 51 roll on the support plate 41 support surface F of the bellows guide 39 along the optical axis direction, the rollers 49 and 51 and the bellows guide 39 Friction with the support surface F of the support plate 41 is reduced, and the rollers 49 and 51 are hardly caught on the support surface F of the support plate 41 by the bellows guide 39. In particular, since the outer peripheral portion, the left side portion, and the right side portion of each first roller 49 are R-shaped, and the outer peripheral portion, the left side portion, and the right side portion of each second roller 51 are R-shaped, the rollers 49, 51 are bellows. The guide 39 can be further restrained from being caught on the support surface F of the support plate 41.
[0032]
In the embodiment of the present invention, in addition to the main operation, the following operation is also achieved.
[0033]
That is, since the plurality of first rollers 49 and the plurality of second rollers 51 are arranged in a staggered manner, when the optical path bellows 35 expands and contracts in the optical axis direction, the first roller 49 and the second roller corresponding to each hanging plate 43 are arranged. Even when any one of the rollers 51 (or 51) tries to float from the support surface F of the support plate 41 in the bellows guide 39, the first roller 49 and the second roller 51 corresponding to each hanging plate 43. Of these, another roller 51 (or 49) is pressed against the support surface F of the support plate 41 of the bellows guide 39.
[0034]
Further, when the optical path bellows 35 expands and contracts in the optical axis direction AL, the first contact cloth 53 contacts the first side surface V1 of the support plate 41 in the bellows guide 39 from the left direction, or the second contact cloth 55 moves to the left direction. To the second side surface V2 of the support plate 41 in the bellows guide 39. Since the contact cloths 53 and 55 are made of a Teflon (registered trademark) material having a low friction coefficient, the contact cloths 53 and 55 are supported by the support plate 41 in the bellows guide 39 even when the moving speed of the processing head 9 is increased. Are not caught on the side surfaces V1, V2.
[0035]
Further, the height interval m of the ceiling surface 39a between the first rollers 49 and the bellows guide 39 and the height interval m of the ceiling surface 39a between the second rollers 53 and the bellows guide 39 are the maximum of the optical path bellows 35 and the bellows guide 39. Since the optical path bellows 35 expands and contracts in the optical axis direction AL when the optical path bellows 35 expands and contracts in the optical axis direction AL, the uppermost portion of the optical path bellows 35 is provided with the bellows guide 39 because the phenomenon of rising partially occurs. Never touch.
[0036]
As described above, according to the embodiment of the present invention, the friction between the rollers 49, 51 and the support surface F of the support plate 41 in the bellows guide 39 is reduced, and the rollers 49, 53 are supported by the bellows guide 39. 41 is almost not caught by the support surface F of 41, so that the followability of the expansion / contraction operation of the optical path bellows 35 with respect to the movement operation of the processing head 9 in the optical axis direction AL is improved, and high-speed laser processing by high-speed movement of the processing head 9 is performed. It can be done easily.
[0037]
Further, even if the phenomenon rising in the optical path bellows 35 partly occurs, it can maintain a good followability of the expansion and contraction of the optical path bellows 35 against movement in the optical axis direction AL of machining heads 9. In particular, when the optical path bellows 35 expands and contracts in the optical axis direction AL, one of the first roller 49 and the second roller 51 corresponding to each hanging plate 43 is supported by the bellows guide 39. Even if it tries to float from the support surface F of the plate 41, another roller 51 (or 49) of the first roller 49 and the second roller 51 corresponding to each hanging plate 43 supports the support plate 41 in the bellows guide 35. Since it is pressed against the surface F, the rising phenomenon of the optical path bellows 35 is suppressed, and the above effect is further improved.
[0038]
Furthermore, when the optical path bellows 35 expands and contracts in the optical axis direction AL, the first contact cloth 53 contacts the first side face V1 of the support plate 41 in the bellows guide 39 from the left direction, or the second contact cloth 55 moves to the right direction. Or the second side surface V2 of the support plate 41 in the bellows guide 39, the horizontal swing phenomenon of the optical path bellows 35 is suppressed, and the optical path bellows 35 with respect to the movement operation of the machining head 9 in the optical axis direction AL is suppressed. It is possible to maintain good follow-up performance of the expansion / contraction operation.
[0039]
The present invention is not limited to the description of the above-described embodiments of the invention, and can be implemented in various other modes by making appropriate modifications.
[0040]
【The invention's effect】
According to the invention according to any one of claims 1 to 4 , friction between the roller and the support surface of the bellows guide is reduced, and the roller is placed in the bellows guide. Since it hardly gets caught on the support surface, the followability of the expansion / contraction operation of the optical path bellows with respect to the movement operation of the processing head in the optical axis direction is improved, and high-speed laser processing is easily performed by high-speed movement of the processing head. be able to. In particular, according to the invention of any one of claims 2 to 4 , the friction between the roller and the support surface of the bellows guide is further reduced, and thus the above effect is further enhanced.
[0041]
In addition, even when the optical path bellows partially rises, the uppermost part of the optical path bellows does not contact the bellows guide, so that the machining head can move with respect to the optical axis direction. Good followability of the expansion and contraction operation of the optical path bellows can be maintained. In particular, according to the invention described in claim 3 or claim 4, when the optical path bellows expands and contracts in the optical axis direction, one of the first roller and the second roller corresponding to each hanging plate. Even if the roller tries to float from the support surface of the bellows guide, another roller of the first roller and the second roller corresponding to each hanging plate is pressed against the support surface of the bellows guide. Therefore , the above effect is further improved by suppressing the rising phenomenon of the optical path bellows .
[0042]
According to the invention of claim 4, when the optical path bellows expands and contracts in the optical axis direction, the first contact member comes into contact with the first side surface of the bellows guide from one direction, or the second Since the contact member contacts the second side surface of the bellows guide from the other direction, the rolling phenomenon of the optical path bellows is suppressed, and the optical path bellows expands and contracts with respect to the movement operation of the processing head in the optical axis direction. Good tracking performance can be maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a bellows type laser beam protection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of a bellows type laser beam protection device (including related devices) according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view taken along line II in FIG.
FIG. 4 is a perspective view of a conventional bellows type laser beam protection device.
FIG. 5 is a side view of a conventional bellows type laser beam protection device (including related devices).
[Explanation of symbols]
3 Laser Transmitter 9 Processing Head 33 Laser Light Protection Device 35 Optical Path Bellows 37 Laser Optical Path 39 Bellows Guide 43 Hanging Plate 45 First Arm 47 Second Arm 49 First Roller 51 Second Roller 53 First Contact Cloth 55 Second Contact Cloth

Claims

In a bellows type laser light protection device that protects laser light output from a laser oscillator in a laser processing machine,
An optical path bellows that has a laser beam path through which laser light can pass, and that expands and contracts in the optical axis direction following the movement in the optical axis direction of the laser beam of the processing head in the laser processing machine;
A bellows guide provided above the optical path bellows, extending in the optical axis direction, and having a horizontal support surface;
A first arm that is provided on the optical path bellows so as to be held from below and protrudes upward with respect to one shoulder portion of the optical path bellows and a first arm that protrudes upward with respect to the other shoulder portion of the optical path bellows. A plurality of hanging plates each having two arms;
In order to allow the plurality of hanging plates to hang from the bellows guide, each of the plurality of hanging plates is provided rotatably at a tip end portion of the first arm, and the support surface of the bellows guide is placed on the support surface in the optical axis direction. A plurality of first rollers that roll to
In order to allow the plurality of hanging plates to hang from the bellows guide, each of the plurality of hanging plates is provided rotatably at a tip end portion of the second arm, and on the support surface of the bellows guide, the optical axis direction A plurality of second rollers that roll to
The height interval of the ceiling surface in each first roller and the bellows guide and the height interval of the ceiling surface in each second roller and the bellows guide are higher than the height interval of the lowest part of the optical path bellows and the bellows guide. A bellows type laser beam protection device characterized in that each is configured to be shorter .

The outer peripheral portion and the other side portion of each first roller are respectively configured in an R shape, and the outer peripheral portion and one side portion of each second roller are configured in an R shape, respectively. Bellows type laser beam protection device.

When the plurality of first rollers and the plurality of second rollers are viewed from above, the plurality of first rollers and the plurality of second rollers are arranged in a staggered manner. The bellows-type laser beam protection device according to claim 1 or 2, characterized in that:

The first bellows guide has a first vertical side and the second bellows guide has a second vertical side.
A plurality of first contact members provided near the bases of the plurality of first arms, each made of a material having a low friction coefficient, and contacting the first side surface from one direction;
A plurality of second contact members provided near the bases of the plurality of second arms, each made of a material having a low coefficient of friction, and contacting the second contact surface from the other direction. The bellows type laser beam protection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the bellows type laser beam protection device is characterized.