JP4252276B2

JP4252276B2 - Bend mirror mechanism of laser processing equipment

Info

Publication number: JP4252276B2
Application number: JP2002293440A
Authority: JP
Inventors: 徳昌西内
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2002-10-07
Publication date: 2009-04-08
Anticipated expiration: 2022-10-07
Also published as: JP2004126419A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザ加工装置のベンドミラー機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６に示すように、従来のベンドミラー機構１００は、アタッチメントホルダ１０１にミラーホルダアッセンブリー１０２がボルト１０３によって固定してある。ミラーホルダアッセンブリー１０２は、ベース１０４の下面にミラー台座１０５を設け、このミラー台座１０５に載置したミラー１０６の周囲を環状のミラー固定リング１０７で固定するようになっている（公知文献では実公平７−３５６７４号公報参照）。
【０００３】
上述のミラー固定リング１０７には、前記ベース１０４に設けた複数のスプリング取付け穴を貫通するスタッドボルト１０８のねじ部が螺合してあり、このスタッドボルト１０８の頭部と前記スプリング取付け穴の間には圧縮スプリング１０９が弾装してある。
【０００４】
上記構成によって、スタッドボルト１０８は圧縮スプリング１０９によって、常時上方向に付勢されるため、ミラー１０６はミラー固定リング１０７によりミラー台座１０５に押圧固定される様になっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のベンドミラー機構１００の場合、１．ミラーの着脱にはレンチなどの工具が必要である。２．ミラーホルダアッセンブリー１０２のアタッチメントホルダ１０１への取付け時のボルト１０３の締付力の差によってミラーのアラインメントが崩れる。３．圧縮スプリング１０９取付け荷重の管理が難しく、ミラーの固定力が一定にならない。４．ミラー表面とミラー固定リング１０７との段差ｄが大きいので、ミラーの均一な清掃が困難である。などの問題がある。
【０００６】
本発明は上述の如き問題を解決するためになされたものであり、本発明の課題は、ミラーの着脱時に工具を必要とせず、かつ着脱前後のアラインメントの再現性が保証され、かつミラーの清掃が容易なレーザ加工装置のベンドミラー機構を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決する手段として請求項１に記載のレーザ加工装置のベンドミラー機構は、レーザ加工装置のベンドミラー機構にして、前記レーザ加工装置に該ベンドミラー機構を装着するアタッチメントホルダを設け、該アタッチメントホルダのベンドミラー機構装着孔に嵌合するブッシュを設け、該ブッシュに係合する取付け基準面を備えたミラーホルダを着脱可能に嵌合して設け、前記ブッシュ内部に延伸した前記ミラーホルダの端面にベンドミラーの側面外周に嵌合するミラー固定リングと前記ベンドミラーの表面外周部に係合する環状の薄い板ばねとを設け、該板ばねと前記ミラー固定リングとを前記ミラーホルダに固定することにより前記ベンドミラーを前記ミラーホルダに固定するミラー固定手段を設け、前記ブッシュにスタッドボルトを設け、該スタッドボルトに前記ミラーホルダに係脱可能な押さえ爪を摺動自在かつ回動可能に設け、前記押さえ爪のガイド穴に同軸に設けたスプリング装着穴と前記スタッドボルトの頭部との間の軸部に前記ミラーホルダを押圧するスプリングを弾装してなる前記ミラーホルダに係脱可能な複数の押圧付勢手段を設け、前記ミラーホルダに前記ブッシュに設けた位置決め穴に嵌合して前記ミラーホルダとブッシュとの組立精度に再現性を与える位置決めピンを設けたことを要旨とするものである。
【０００８】
請求項２に記載のレーザ加工装置のベンドミラー機構は、請求項１に記載のレーザ加工装置のベンドミラー機構において、前記取付け基準面近傍に設けた冷却水流路出入り口の管継ぎ手取付ねじ穴に前記管継ぎ手をねじ穴に螺合させたとき、前記取付け基準面が塑性変形するのを防止するための逃げ穴を設けたことを要旨とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面によって説明する。
【００１２】
図１〜図３は、本発明に係るレーザ加工装置のベンドミラー機構１の要部の説明図でありレーザ加工装置の全体構成は省略してある。
【００１３】
ベンドミラー機構１は、レーザ加工装置のレーザ光源から加工ヘッドまでの光路において、レーザビームの進行方向を変更するためのものであり、通常は光路を直角に変更するものが多い。
【００１４】
レーザ加工装置側には、上述のベンドミラー機構１を装着するためアタッチメントホルダ３が設けてある。図２および図３によく示されている如く、アタッチメントホルダ３には、ベンドミラー機構１を装着するための装着孔５が設けてある。
【００１５】
上述の装着孔５にはブッシュ７が嵌合してある。このブッシュ７の鍔部７ａの複数カ所（実施例では３カ所）には、スタッドボルト９の軸部に摺動自在に係合するガイド穴１１が設けてあると共に、このガイド穴１１と同軸のスプリング装着穴１３が設けてある。
【００１６】
また、上述のスタッドボルト９は、ブッシュ７のガイド穴１１を貫通してアタッチメントホルダ３に植設してある。ブッシュ７に設けたスプリング装着穴１３と、スタッドボルト９の頭部との間のスタッドボルト９の軸部にはスプリング１５が弾装してある。
【００１７】
上記構成において、ブッシュ７は、スタッドボルト９によりガイドされると同時にスプリング１５によって、アタッチメントホルダ３の方へ押圧されている。なお、ブッシュ７とアタッチメントホルダ３の間には図示しない位置決め部材が設けてあり、ブッシュ７の鍔部７ａとアタッチメントホルダ３間の距離は一定になるように設けてある。
【００１８】
また、上述のブッシュ７には、鍔部７ａの表面７ｂに係合する取付け基準面８を備えたミラーホルダ１７が着脱可能に嵌合してある。ブッシュ７内部に延伸したミラーホルダ１７の内側端面には、レーザ光を反射させる反射面１９ａを備えたベンドミラー１９がミラー固定手段２１によって固定してある。
【００１９】
ミラー固定手段２１の構成は、ベンドミラー１９の側面外周に嵌合するミラー固定リング２３を設け、このミラー固定リング２３とベンドミラー１９の表面外周部に係合する薄い環状の板ばね２７とをボルト２５でミラーホルダ１７に固定する構成となている。
【００２０】
上記構成のミラー固定手段２１では、ベンドミラーと板ばね２７との段差が小さい薄い板ばねでベンドミラーを固定するようにしたので、ベンドミラーの清掃が容易となる。また、清掃時にベンドミラーをミラーホルダから分離する必要がないので、アライメント(alignment)を崩す要因が減少する。
【００２１】
上述のミラーホルダ１７には、ブッシュ７の鍔部７ａに設けた位置決め穴に嵌合する位置決めピン２９が設けてある。この位置決めピン２９はミラーホルダ１７とブッシュ７との組立精度の再現性を与え、ベンドミラー機構１における光軸のアライメントを保証するものである。
【００２２】
また、上述のミラーホルダ１７をブッシュ７に確実に押圧固定するための手段として複数の押圧付勢手段３１が設けてある。
【００２３】
押圧付勢手段３１の構成は、ブッシュ７の鍔部７ａにスタッドボルト３３を設け、このスタッドボルト３３にミラーホルダ１７の外面に係脱可能な押さえ爪３５が押さえ爪３５のガイド穴３６に摺動自在かつ回動可能に設けてある。
【００２４】
上述のスタッドボルト３３の軸部には摺動動作を容易にすべくスリーブ３７を挿入してあるが、軸部の加工精度がよいショルダーボルトなどを使用すればスリーブ３７を省いてもかまわない。
【００２５】
また、この押さえ爪３５のガイド穴３６に同軸に設けたスプリング装着穴３９とスタッドボルト３３の頭部との間のスタッドボルト３３の軸部にスプリング４１を弾装した構成となっている。なお、押さえ爪３５の爪先３５ａには、ミラーホルダ１７の外表面に突設した係止ピン４３に係脱可能な係止穴４５が設けてある。
【００２６】
上記構成の押圧付勢手段３１の動作を図５(a,b)により説明する。
【００２７】
図５aは押さえ爪３５の爪先３５ａがミラーホルダ１７の外側表面に係合した状態であり、スプリング４１によってミラーホルダ１７が一定の押圧力で押圧付勢された状態である。
【００２８】
ミラーホルダ１７をブッシュ７から取り外すときには、図５(b)に示すように、押さえ爪３５をスプリング４１の付勢力に抗して持ち上げて、スタッドボルト３３の軸部を中心に左右どちらかの方向へ約９０度ほど回動させて離せば、押さえ爪３５の爪先３５ａの係止ピン４３との係合状態を解除できるので、ミラーホルダ１７をブッシュ７から取り外すことができる。
【００２９】
上述の如き構成により、ベンドミラーの交換時にレンチなどの工具を使用せずに簡単に行うことができる。また、押さえ爪はミラーホルダを常に一定の力で押圧固定するのでミラーホルダの形状が変化することがない。その結果、ベンドミラーのアライメントの再現性が保証される。
【００３０】
前述のミラーホルダ１７の取付け基準面８の近傍には、ベンドミラー１９を裏面から冷却するための冷却水流路４７が設けてあり、この冷却水流路４７の入り口と出口には管継ぎ手４９を接続するためのねじ穴５１が設けてある。
【００３１】
上述のねじ穴５１の入り口には、管継ぎ手４９をねじ穴５１に螺合したときに取付け基準面８が塑性変形するのを防止するための逃げ穴５３が設けてある。
【００３２】
上述の逃げ穴５３を設けたことにより、管継ぎ手４９をねじ穴５１に接続したときに前記取付け基準面８の平坦度が狂って、ベンドミラー機構１における光軸アライメントが崩れることを防止できる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１または請求項２の発明によれば、ベンドミラーの交換を工具を使用せずに簡単に行うことができる。また、押圧付勢手段はミラーホルダを常に一定の力で押圧固定するのでミラーホルダの形状が変化することがない。その結果、ベンドミラーのアライメントの再現性が保証される。
【００３５】
請求項２の発明によれば、ミラーホルダに管継ぎ手を取り付けるときミラーホルダの取付け基準面の平坦度に狂いが生じ、ベンドミラーのアライメントが崩れることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレーザ加工装置のベンドミラー機構の説明図（平面図）。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ断面図。
【図４】図３におけるＣ部拡大図。
【図５】ベンドミラー機構における押圧付勢手段３１の動作説明図。図５(a)は押圧固定状態、図５(b)は押圧固定状態を解除するときの説明図。
【図６】従来のレーザ加工装置のベンドミラー機構の説明図。
【符号の説明】
１ベンドミラー機構
３アタッチメントホルダ
５装着孔
７ブッシュ
７a 鍔部
７b 鍔部の表面
８取付け基準面
９スタッドボルト
１１ガイド穴
１３スプリング装着穴
１５スプリング
１７ミラーホルダ
１９ベンドミラー
２１ミラー固定手段
２３ミラー固定リング
２５ボルト
２７板ばね
２９位置決めピン
３１押圧付勢手段
３３スタッドボルト
３５押さえ爪
３５a 爪先
３６ガイド穴
３７スリーブ
３９スプリング装着穴
４１スプリング
４３係止ピン
４５係止穴
４７冷却水流路
４９管継ぎ手
５１ねじ穴
５３逃げ穴[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a bend mirror mechanism of a laser processing apparatus.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 6, in the conventional bend mirror mechanism 100, a mirror holder assembly 102 is fixed to an attachment holder 101 with bolts 103. The mirror holder assembly 102 is provided with a mirror pedestal 105 on the lower surface of a base 104, and the periphery of the mirror 106 placed on the mirror pedestal 105 is fixed by an annular mirror fixing ring 107 (in the publicly known literature, this is a fairness). 7-35674).
[0003]
A thread portion of a stud bolt 108 that passes through a plurality of spring mounting holes provided in the base 104 is screwed into the mirror fixing ring 107, and the head of the stud bolt 108 and the spring mounting hole are interposed between the threaded portions. Is provided with a compression spring 109.
[0004]
With the above configuration, the stud bolt 108 is constantly urged upward by the compression spring 109, so that the mirror 106 is pressed and fixed to the mirror base 105 by the mirror fixing ring 107.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of the bend mirror mechanism 100 described above, Tools such as a wrench are required to attach and detach the mirror. 2. Due to the difference in the tightening force of the bolts 103 when the mirror holder assembly 102 is attached to the attachment holder 101, the mirror alignment is broken. 3. It is difficult to manage the load attached to the compression spring 109, and the fixing force of the mirror is not constant. 4). Since the level difference d between the mirror surface and the mirror fixing ring 107 is large, uniform cleaning of the mirror is difficult. There are problems such as.
[0006]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems. An object of the present invention is that no tool is required when the mirror is attached / detached, alignment reproducibility before and after the attachment / detachment is ensured, and mirror cleaning. It is to provide a bend mirror mechanism of a laser processing apparatus that is easy to perform.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The bend mirror mechanism of the laser processing apparatus according to claim 1 as means for solving the above-mentioned problem is provided with an attachment holder for mounting the bend mirror mechanism on the laser processing apparatus, as the bend mirror mechanism of the laser processing apparatus, The mirror holder is provided with a bush that fits into the bend mirror mechanism mounting hole of the attachment holder, and is provided with a mirror holder having a mounting reference surface that engages with the bush in a detachable manner, and extending into the bush. A mirror fixing ring that fits to the outer periphery of the side surface of the bend mirror and an annular thin leaf spring that engages with the outer periphery of the surface of the bend mirror are provided on the end surface of the bend mirror, and the leaf spring and the mirror fixing ring are attached to the mirror holder. Mirror fixing means for fixing the bend mirror to the mirror holder by fixing is provided, and a star is provided on the bush. A spring mounting hole provided coaxially with a guide hole of the pressing claw and a head of the stud bolt. A plurality of pressing urging means that can be engaged with and disengaged from the mirror holder is provided by attaching a spring that presses the mirror holder to a shaft portion between the mirror holder and fitted in a positioning hole provided in the bush. In addition, the gist is to provide a positioning pin that gives reproducibility to the assembly accuracy of the mirror holder and the bush .
[0008]
The bend mirror mechanism of the laser processing apparatus according to claim 2 is the bend mirror mechanism of the laser processing apparatus according to claim 1, wherein the bend mirror mechanism of the laser processing apparatus is formed in the pipe joint mounting screw hole at the inlet / outlet of the cooling water channel provided near the mounting reference plane. The gist is that a relief hole is provided to prevent the mounting reference surface from being plastically deformed when the pipe joint is screwed into the screw hole .
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0012]
1-3 is explanatory drawing of the principal part of the bend mirror mechanism 1 of the laser processing apparatus based on this invention, The whole structure of a laser processing apparatus is abbreviate | omitted.
[0013]
The bend mirror mechanism 1 is for changing the traveling direction of the laser beam in the optical path from the laser light source to the processing head of the laser processing apparatus, and usually changes the optical path to a right angle.
[0014]
An attachment holder 3 is provided on the laser processing apparatus side in order to mount the bend mirror mechanism 1 described above. 2 and 3, the attachment holder 3 is provided with a mounting hole 5 for mounting the bend mirror mechanism 1.
[0015]
A bush 7 is fitted in the mounting hole 5 described above. Guide holes 11 that are slidably engaged with the shaft portions of the stud bolts 9 are provided at a plurality of locations (three locations in the embodiment) of the flange portion 7 a of the bush 7, and are coaxial with the guide holes 11. A spring mounting hole 13 is provided.
[0016]
Further, the stud bolt 9 described above is implanted in the attachment holder 3 through the guide hole 11 of the bush 7. A spring 15 is elastically mounted on the shaft portion of the stud bolt 9 between the spring mounting hole 13 provided in the bush 7 and the head of the stud bolt 9.
[0017]
In the above-described configuration, the bush 7 is guided toward the attachment holder 3 by the spring 15 while being guided by the stud bolt 9. A positioning member (not shown) is provided between the bush 7 and the attachment holder 3, and the distance between the flange 7a of the bush 7 and the attachment holder 3 is provided to be constant.
[0018]
In addition, a mirror holder 17 having an attachment reference surface 8 that engages with the surface 7b of the flange 7a is detachably fitted to the bush 7 described above. A bend mirror 19 having a reflection surface 19 a for reflecting laser light is fixed to the inner end surface of the mirror holder 17 extending inside the bush 7 by a mirror fixing means 21.
[0019]
The mirror fixing means 21 includes a mirror fixing ring 23 that is fitted to the outer periphery of the side surface of the bend mirror 19, and a thin annular leaf spring 27 that is engaged with the outer peripheral portion of the surface of the bend mirror 19. The bolt 25 is fixed to the mirror holder 17.
[0020]
In the mirror fixing means 21 configured as described above, since the bend mirror is fixed by a thin plate spring having a small step between the bend mirror and the plate spring 27, the bend mirror can be easily cleaned. Further, since it is not necessary to separate the bend mirror from the mirror holder at the time of cleaning, the factor of losing alignment is reduced.
[0021]
The above-mentioned mirror holder 17 is provided with positioning pins 29 that fit into positioning holes provided in the flange 7a of the bush 7. This positioning pin 29 provides reproducibility of the assembly accuracy between the mirror holder 17 and the bush 7 and ensures alignment of the optical axis in the bend mirror mechanism 1.
[0022]
A plurality of pressing urging means 31 are provided as means for reliably pressing and fixing the mirror holder 17 to the bush 7.
[0023]
The pressing urging means 31 has a structure in which a stud bolt 33 is provided on the flange portion 7 a of the bush 7, and a pressing claw 35 that can be engaged with and disengaged from the outer surface of the mirror holder 17 is slid into the guide hole 36 of the pressing claw 35. It is provided so as to be movable and rotatable.
[0024]
Although the sleeve 37 is inserted in the shaft portion of the stud bolt 33 to facilitate the sliding operation, the sleeve 37 may be omitted if a shoulder bolt or the like having good processing accuracy of the shaft portion is used.
[0025]
Further, the spring 41 is elastically mounted on the shaft portion of the stud bolt 33 between the spring mounting hole 39 provided coaxially in the guide hole 36 of the holding claw 35 and the head of the stud bolt 33. Note that a locking hole 45 that can be engaged with and disengaged from a locking pin 43 projecting from the outer surface of the mirror holder 17 is provided in the claw tip 35 a of the pressing claw 35.
[0026]
The operation of the pressing urging means 31 having the above configuration will be described with reference to FIGS.
[0027]
FIG. 5A shows a state in which the toe 35a of the pressing claw 35 is engaged with the outer surface of the mirror holder 17, and the mirror holder 17 is pressed and urged by a spring 41 with a constant pressing force.
[0028]
When removing the mirror holder 17 from the bush 7, as shown in FIG. 5B, the holding pawl 35 is lifted against the urging force of the spring 41, and the left or right direction is centered on the shaft portion of the stud bolt 33. If it is rotated about 90 degrees and released, the engagement state of the claw tip 35a of the presser claw 35 with the locking pin 43 can be released, so that the mirror holder 17 can be removed from the bush 7.
[0029]
With the configuration as described above, the bend mirror can be easily replaced without using a tool such as a wrench. Further, since the pressing claw always presses and fixes the mirror holder with a constant force, the shape of the mirror holder does not change. As a result, bend mirror alignment reproducibility is guaranteed.
[0030]
A cooling water channel 47 for cooling the bend mirror 19 from the back surface is provided in the vicinity of the mounting reference surface 8 of the mirror holder 17 described above, and a pipe joint 49 is connected to the inlet and outlet of the cooling water channel 47. A screw hole 51 is provided for this purpose.
[0031]
A clearance hole 53 is provided at the entrance of the screw hole 51 to prevent the mounting reference surface 8 from being plastically deformed when the pipe joint 49 is screwed into the screw hole 51.
[0032]
By providing the escape hole 53 described above, it is possible to prevent the flatness of the mounting reference surface 8 from being out of order when the pipe joint 49 is connected to the screw hole 51 and the optical axis alignment in the bend mirror mechanism 1 from being broken.
[0033]
【The invention's effect】
According to the invention of claim 1 or claim 2, the bend mirror can be easily replaced without using a tool. Further, since the pressing urging means always presses and fixes the mirror holder with a constant force, the shape of the mirror holder does not change. As a result, bend mirror alignment reproducibility is guaranteed.
[0035]
According to the second aspect of the present invention, it is possible to prevent the bend mirror from being out of alignment because the flatness of the mounting reference surface of the mirror holder is distorted when the pipe joint is attached to the mirror holder.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view (plan view) of a bend mirror mechanism of a laser processing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
3 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
4 is an enlarged view of a portion C in FIG.
FIG. 5 is an operation explanatory view of the pressing biasing means 31 in the bend mirror mechanism. FIG. 5 (a) is a pressing and fixing state, and FIG. 5 (b) is an explanatory diagram when releasing the pressing and fixing state.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a bend mirror mechanism of a conventional laser processing apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bend mirror mechanism 3 Attachment holder 5 Mounting hole 7 Bush 7a ridge part 7b ridge surface 8 Mounting reference plane 9 Stud bolt 11 Guide hole 13 Spring mounting hole 15 Spring 17 Mirror holder 19 Bend mirror 21 Mirror fixing means 23 Mirror fixing ring 25 Bolt 27 Leaf spring 29 Positioning pin 31 Pressing biasing means 33 Stud bolt 35 Holding claw 35a Toe tip 36 Guide hole 37 Sleeve 39 Spring mounting hole 41 Spring 43 Locking pin 45 Locking hole 47 Cooling water flow path 49 Pipe joint 51 Screw hole 53 Escape Hole

Claims

As the bend mirror mechanism of the laser processing apparatus, an attachment holder for mounting the bend mirror mechanism is provided in the laser processing apparatus, and a bush that fits into the bend mirror mechanism mounting hole of the attachment holder is provided and engaged with the bush. A mirror holder having an attachment reference surface is detachably fitted, and a mirror fixing ring that fits to the outer periphery of the side surface of the bend mirror on the end surface of the mirror holder that extends into the bush, and the outer peripheral portion of the surface of the bend mirror An annular thin leaf spring that engages with the mirror holder, and a mirror fixing means for fixing the bend mirror to the mirror holder by fixing the leaf spring and the mirror fixing ring to the mirror holder. A stud bolt is provided, and a presser claw that can be attached to and detached from the mirror holder is slidable on the stud bolt. The mirror is provided by a spring that presses the mirror holder on a shaft between a spring mounting hole provided coaxially in the guide hole of the holding claw and the head of the stud bolt. A plurality of pressing and urging means that can be engaged with and disengaged from the holder, and a positioning pin that fits in a positioning hole provided in the bush on the mirror holder and gives reproducibility to the assembly accuracy of the mirror holder and the bush are provided. A bend mirror mechanism for a laser processing apparatus .

2. The bend mirror mechanism of the laser processing apparatus according to claim 1, wherein when the pipe joint is screwed into a screw hole in a pipe joint attachment screw hole at a cooling water flow path entrance provided in the vicinity of the attachment reference surface, the attachment reference is provided. A bend mirror mechanism for a laser processing apparatus, characterized in that a relief hole for preventing the surface from plastic deformation is provided .