JP4603764B2 - Laser processing equipment - Google Patents

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JP4603764B2
JP4603764B2 JP2002369469A JP2002369469A JP4603764B2 JP 4603764 B2 JP4603764 B2 JP 4603764B2 JP 2002369469 A JP2002369469 A JP 2002369469A JP 2002369469 A JP2002369469 A JP 2002369469A JP 4603764 B2 JP4603764 B2 JP 4603764B2
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哲夫 小池
光 渡辺
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Koike Sanso Kogyo Co Ltd
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ発振器の出力の増加に伴うレーザ光路長の増大に関わらず小型化を実現したレーザ加工装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
被加工物に対してレーザ工具からレーザ光を照射して切断や溶接或いは溶射を含む表面加工を行うレーザ加工が普及しつつある。これらのレーザ加工を行う場合、レーザ発振器とレーザ工具との間を予め設定された長さのレーザ光路によって接続し、レーザ工具と被加工物とを相対的に移動させつつレーザ工具からレーザ光を照射している。
【0003】
例えば、目的のレーザ加工が切断である場合、レーザ発振器を搭載しレールに沿って走行可能な台車と、台車に搭載され且つレーザ工具となるレーザトーチを有し台車の走行方向に対して直交方向に横行可能な横行台車と、を有し、レーザ発振器とレーザトーチとの間にジャバラで囲んだレーザ光路を設けたレーザ切断装置が提供されている。
【0004】
上記レーザ切断装置では、横行台車の横行に伴ってレーザ発振器とレーザトーチとの間に形成されたレーザ光路の長さが変化して切断品質にバラツキが出るという問題が生じる。このため、横行台車の横行に伴って同方向に横行台車の移動距離の1/2の距離移動し得るように構成したレーザ光反転器を設けることで、横行台車の横行に関わらずレーザ光路長が一定となるようにしている(例えば特許文献1参照)。
【0005】
またレーザ発振器から集光レンズまでの距離が10m程度要求される場合、レーザスポットの位置決め精度が難しくなるため、レーザ発振器をZ軸スライドに配置し、該レーザ発振器から出力されたレーザを複数のミラーで反射しながらB軸旋回部を通り、フォーカスレンズに導くことでレーザ光路長が一定となるように構成したものも提案されている(例えば特許文献2参照)。
【0006】
【特許文献1】
特公平1−55076号公報
【特許文献2】
特開平5−138390号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1に示すように、レーザ発振器とレーザトーチとの間にレーザ光反転器を設けて横行台車の横行に伴って移動させるような場合、稼働部分が多くなって装置が複雑になり、且つ制御も複雑になるという問題がある。
【0008】
またレーザ発振器とレーザトーチとの間に形成されたレーザ光路にはジャバラ等のカバーが設けられているが、走行台車の走行や横行台車の横行、或いは他の原因によってレーザ光の光軸がずれると、カバーを損傷することになるという問題や、光軸を調整するのが困難な作業であるという問題がある。
【0009】
一方最近では、レーザ発振器の出力が増大してより負荷の大きいレーザ加工、例えば切断可能な厚さの増加、を実現し得るようになっている。しかし、レーザ発振器の出力とレーザ光路の長さとは相関関係にあり、レーザ発振器の出力の増加に伴ってレーザ光路も増大する。例えばレーザ発振器の出力が400Wではレーザ光路長は800mm程度であり、500Wでは4m程度、1.5kWでは7m程度、3kWでは8m程度、4kW以上6kWでは9m程度である。
【0010】
上記の如く、レーザ発振器とレーザ工具との間に、使用するレーザ発振器の出力に対応する長さのレーザ光路を設置することが必要となる。このため、レーザ加工装置が大型化するという問題が発生し、光軸を調整する際の作業もより困難になるという問題が派生している。
【0011】
上記問題を特許文献2に示す技術で解決しようとした場合、Z軸スライドとB軸旋回部とによって必要なレーザ光路の長さを実現することとなる。しかし、前記レーザ光路として指定された部位は、レーザトーチの旋回機構やレーザトーチの被加工材からの距離を検出するための機構等が密集した部分であり、如何にして小型化をはかるかを追求している部分である。このため、レーザ発振器の出力の変化に応じて変化するレーザ光路長を吸収することは実際上不可能であるという問題がある。
【0012】
本発明の目的は、レーザ発振器の出力の如何に関わらず小型化することが出来、且つレーザ光路の長さを一定に保持し得るレーザ加工装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係るレーザ加工装置は、レールに沿って走行可能に構成された走行台車と、前記走行台車に搭載され該走行台車の走行方向とは直交する方向に横行可能に構成された横行台車と、前記横行台車に搭載されたレーザ光の発射部と、前記横行台車に搭載されたレーザトーチと、前記横行台車に搭載されたレーザ光の発射部とレーザトーチとの間に配置され、レーザ光の入射孔と出射孔とを有するケーシング内に設定されたジグザグ状のレーザ光路に於ける折り返し点毎に平面鏡からなるミラーを配置したレーザ光路調整装置と、を有し、前記レーザ光の発射部からレーザ光路調整装置のレーザ光の入射孔までのレーザ光路の長さと、前記レーザ光路調整装置の内部に形成されたジグザグ状のレーザ光路の長さと、前記レーザ光路調整装置のレーザ光の出射孔からレーザトーチまでのレーザ光路の長さと、を加えたレーザ光路の長さが、前記レーザ光の発射部から発射されるレーザ発振器の出力に応じたレーザ光の最適な長さとなるように構成されているものである。
【0014】
上記レーザ加工装置では、レールに沿って走行可能に構成された走行台車に横行台車を搭載し、この横行台車にレーザ光を発射するレーザ光発射部とレーザトーチを搭載し、更に、レーザ光発射部とレーザトーチとの間にレーザ光路調整装置を配置したので、走行台車のフレームにレーザ光路を設ける必要がなく、全てのレーザ光路を横行台車に配置することが出来る。
【0015】
特に、レーザ発振器の出力の大きさによって異なる長さに設定されたレーザ光路を走行台車を必要とせずに、横行台車の面積範囲内で納めることが出来ることから、横行台車が走行台車に対して如何なる位置に横行したとしても、レーザ光路の長さを一定の値に保持することが出来る。
【0016】
従って、レーザ光路の範囲にレーザ光反転器のような可動部材を配置する必要がなくなり、装置の小型化をはかると共に制御の単純化をはかることが出来、レーザ光の光軸を調整する作業も容易に行うことが出来る。
【0017】
特に、レーザ光路調整装置を、ケーシングの内部にジグザグ状のレーザ光路を設定し、このジグザグのレーザ光路に於ける折り返し点毎にミラーを配置して構成したので、ケーシングに配置されたミラー間の距離とジグザグの折り返し回数に対応する長さのレーザ光路を形成することが出来る。
【0018】
このため、レーザ発振器の出力に設定されたレーザ光路の長さを確保して容積を小さくすることが出来、レーザ発振器の出力が増大してレーザ光路が長くなっても、レーザ加工装置の大型化を招くことがない。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、上記レーザ加工装置の好ましい実施形態について図を用いて説明する。図1はレーザ加工装置としてのレーザ切断装置の正面図である。図2はレーザ切断装置の平面図である。図3はレーザ切断装置の側面図である。図4はレーザ光路調整装置の構成を説明する断面図である。
【0020】
図1〜3に於いて、レーザ切断装置Aは、平行に敷設された一対のレール1に載置された走行台車2を有している。この走行台車2は、レール1に沿って配置されたサドル2aと、レール1と直交する方向に配置されたガーター2b,2cとを有する門型の架構として構成されている。
【0021】
サドル2aには走行モーター3が設けられており、該走行モーター3の駆動を制御することで、走行台車2をレール1に沿って所望の速度で走行させることが可能である。また一方側のサドル2aにはデッキ4が設けられており、該デッキ4に面して操作盤5が配置されている。従って、作業員がデッキ4に乗った状態で操作盤5を操作することで、レーザ切断装置Aの操作を行うことが可能である。
【0022】
ガーター2bにはレール1と直交方向に配置された横行レール2dが設けられており、該横行レール2dに横行台車6が横行可能に搭載されている。この横行台車6には横行モーター7が設けられており、該横行モーター7の駆動を制御することで、横行台車6をレール1と直交する方向に所望の速度で横行させることが可能である。
【0023】
ガーター2cの上部であってサドル4の反対側には、横行台車6に搭載したレーザ光発射部8にエネルギーを付与すると共に制御を行う電源制御部9が搭載され、両者8,9は互いにキャップタイヤケーブルやホース等(ケーブル等)10を介して接続されている。またガーター2cのサドル側には、レーザ切断装置Aの作動を制御するためのコンピュータを含む制御装置を内蔵した制御盤11が搭載されている。
【0024】
横行台車6には、レーザ光発射部8が搭載されると共にレーザトーチ12が搭載されている。またレーザ光発射部8とレーザトーチ12を結んでレーザ光路13が形成され、該レーザ光路13にレーザ光路調整装置14が設けられている。そして、レーザ光発射部8からレーザ光路調整装置14を経てレーザトーチ11に至るレーザ光路13の長さは、搭載したレーザ発射部8,電源制御部9を含むレーザ発振器の出力に応じて最適な長さに設定されている。
【0025】
上記の如く、レーザ光発射部8からレーザトーチ12に至る間に形成されたレーザ光路13には可動部がなく、全体が一体化して形成されている。このため、横行台車6が何れの位置に横行した場合であっても、レーザ光路13の長さが変化することがなく、レーザトーチ12から安定したレーザ光を照射することが可能である。
【0026】
ここで、レーザ光路調整装置14の構成について図4により説明する。図に示すレーザ光路調整装置14は、ケーシング14aの内部にジグザグ状のレーザ光路13が設定されることによって、該ケーシング14aの長さ(図4に於ける左右方向の長さ)の数倍の長さを持ったレーザ光路を実現し、これにより、レーザ切断装置の全体の容積を小さくし得るようにしたものである。
【0027】
特に、必要なレーザ光路の長さが増減しても、レーザ光路調整装置14に於けるケーシング14aの長さを適宜設定することで、ケーシング14aの長さの数倍の光路長を形成することが可能となり、レーザ加工装置の設置面積を大幅に増加することなく、レーザ発振器の出力の増加に対応することが可能となる。
【0028】
レーザ光路調整装置14は、ケーシング14aと、ケーシング14aの内部に設定されたジグザグ状のレーザ光路13の折り返し点毎に配置されたミラー14b〜14dと、を有して構成されている。ケーシング14aの内部に設定されたレーザ光路13の折り返し数は限定するものではなく、レーザ発振器の出力に対応したレーザ光路の全長との関連で適宜設定される。
【0029】
ケーシング14aは、剛性を持ったフレーム14e,14fと、フレーム14e,14fの周囲に設けたカバー14gとを有しており、フレーム14eにレーザ光が入射する入射孔14h及びレーザ光が出射される出射孔14iが形成されている。即ち、入射孔14hと出射孔14iはケーシング14aの同一のフレーム14eに形成されており、レーザ光の入射と出射を同一面から行うことが可能である。
【0030】
このようにケーシング14aの同一面(フレーム14e)に入射孔14hと出射孔14iとが配置される場合、ケーシング14aの内部には奇数のミラー(14b〜14d)が配置され、これらのミラーによって偶数のジグザグ状の光路が形成される。
【0031】
フレーム14eに形成された入射孔14hと出射孔14iの中間にミラー14cが固定されている。またフレーム14fに於ける入射孔14hと対向する位置にミラー14bが取り付けられており、出射孔14iと対向する位置にミラー14dが取り付けられている。フレーム14fに於けるミラー14b,14dの取付位置は、フレーム14e,14f間の距離と入射孔14hとミラー14cとの距離とに応じた角度を持った座、ミラー14dと出射孔14iとの距離とに応じた角度を持った座が形成されており、夫々の座にミラー14b,14dが固定されている。
【0032】
上記の如く構成されたレーザ光路調整装置14では、ケーシング14aを構成するフレーム14e(入射孔14h,出射孔14i)とフレーム14fに固定したミラー14b,14dとの距離をSとし、入射孔14hと出射孔14iとの距離をWとすると、該ケーシング14aの内部に設定されたレーザ光路13の長さは、2S+(4S2+W21/2 となり、ケーシング14aの長さの略4倍の長さLを持ったレーザ光路13を構成することが可能となる。またケーシング14aの内部に於ける折り返し数を適宜設定することで、折り返し数に応じた長さのレーザ光路13を構成することが可能である。
【0033】
従って、レーザ光路13を折り畳むように設定することが可能となり、レーザ発振器が必要とするレーザ光路の長さを保持してレーザ加工装置全体の小型化をはかることが可能となる。
【0034】
特に、上記の如く構成されたケーシング14aではミラー14b〜14dを固定するフレーム14e,14fが剛性を有するため、ミラー14b〜14dの固定姿勢が変化することがなく、正確に維持することが可能である。このため、レーザ発振器からレーザトーチの間に於ける光軸調整を行う場合であっても、レーザ光路調整装置14を構成する各ミラー14b〜14dの調整を不要とすることが可能である。
【0035】
尚、上記実施例では、3枚のミラーを用いて同一平面内で折り返しを行うレーザ光路を設定したが、より多くのミラーを利用することで、複数平面内で折り返しを行えるレーザ光路を設定することも可能である。この場合、レーザ光路調整装置を構成するケーシングの形状を立方体状に形成することが必要となるが、レーザ光路自体を直線状に形成した場合と比較して小型化をはかることが可能となる。また各ミラー14b〜14dとして、本実施例では平面鏡を用いている。
【0036】
上記の如く構成されたレーザ切断装置Aでは、予めレール1の間で走行台車2の下方に設置された定盤20上に図示しない被切断材を載置し、該被切断材から切断すべき形状や数量等の製品情報と、切断速度やレーザトーチから噴射させるアシストガスの流量等の切断情報を制御装置に入力しておき、切断作業を開始させると、制御装置から予め書き込まれた切断順序に従った制御がなされる。
【0037】
即ち、先ず、走行モーター3,横行モーター7を駆動してレーザトーチ12を被切断材に設定されたピアシング位置に一致させる。レーザトーチ12がピアシング位置に到達すると電源制御部9が作動し、レーザ光発射部8にエネルギーが付与されてレーザ光が発射される。レーザ光発射部8から発射されたレーザ光は、レーザ光路調整装置14の入射孔14hに入り、ミラー14b〜14dによって反射された後、出射孔14iから出射されてレーザトーチ12に至り、該レーザトーチ12から被切断材に向けて照射され、同時に、レーザトーチ12からは予め設定された量のアシストガスが噴射され被切断材に穴あけを行う。
【0038】
その後、予め設定された切断形状や数量に対応した切断経路に従って走行モーター3,横行モーター7が駆動され、レーザトーチ12は前記切断経路に沿って移動する。このレーザトーチ12の移動過程で被切断材にはレーザ孔とアシストガスが連続的に照射され、連続した切断が行われる。
【0039】
被切断材に対する一連の切断が終了すると、レーザ孔発射部8に対するエネルギーの付与が停止すると共にレーザトーチ12に対するアシストガスの供給も停止し、レーザトーチ12による被切断材の切断が停止する。
【0040】
上記の如くして被切断材に対する切断を継続している間に横行台車6が移動した場合、レーザ光発射部8とレーザトーチ12が互いに横行台車6に搭載されているため、両者の間に相対的な位置の変化がない。このため、レーザ光発射部8からレーザトーチ12の先端までの距離は常に一定となり、安定したレーザ光を照射することが可能となる。
【0041】
即ち、特許文献1に記載された技術のように、横行台車の横行に伴って移動するレーザ光反転器や、このレーザ光反転器を移動させる制御が不要となる。
【0042】
またレーザ加工装置として被切断材を切断するレーザ切断装置の例について説明したが、本発明はレーザ切断装置にのみ限定するものではなく、レーザ溶接装置はレーザ表面加工装置等、レールに沿って走行可能な台車と、横行台車を有し、この横行台車に搭載したレーザトーチを二次元的に移動させて加工を行うようなレーザ加工装置であれば、如何なるものであっても適用することが可能である。
【0043】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明に係るレーザ加工装置では、横行台車にレーザ光を発射するレーザ光発射部とレーザトーチを搭載すると共にレーザ光路調整装置を配置したので、横行台車がいかように移動しても、レーザ光発射部とレーザトーチとの相対的な距離を一定に保持することが出来る。このため、レーザ光路の範囲にレーザ光反転器のような可動部材を配置する必要がなくなり、装置の小型化をはかると共に制御の単純化をはかることが出来、レーザ光の光軸を調整する作業も容易に行うことが出来る。
【0044】
特に、レーザ光路調整装置を、ケーシングの内部にジグザグ状のレーザ光路を設定し、このジグザグのレーザ光路に於ける折り返し点毎にミラーを配置して構成したので、ケーシングに配置されたミラー間の距離とジグザグの折り返し回数に対応する長さのレーザ光路を形成することが出来る。このため、レーザ発振器の出力に設定されたレーザ光路の長さを確保して容積を小さくすることが出来、レーザ発振器の出力が増大してレーザ光路が長くなっても、レーザ加工装置の大型化を招くことがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 レーザ加工装置としてのレーザ切断装置の正面図である。
【図2】 レーザ切断装置の平面図である。
【図3】 レーザ切断装置の側面図である。
【図4】 レーザ光路調整装置の構成を説明する断面図である。
【符号の説明】
A レーザ切断装置
1 レール
2 走行台車
2a サドル
2b,2c ガーター
2d 横行レール
3 走行モーター
4 デッキ
5 操作盤
6 横行台車
7 横行モーター
8 レーザ光発射部
9 電源制御部
10 ケーブル等
11 制御盤
12 レーザトーチ
13 レーザ光路
14 レーザ光路調整装置
14a ケーシング
14b〜14d ミラー
14e,14f フレーム
14g カバー
14h 入射孔
14i 出射孔
20 定盤
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser processing apparatus that realizes miniaturization regardless of an increase in laser optical path length accompanying an increase in output of a laser oscillator.
[0002]
[Prior art]
Laser processing, which performs surface processing including cutting, welding, or thermal spraying by irradiating a workpiece with laser light from a laser tool, is becoming widespread. When performing these laser processing, the laser oscillator and the laser tool are connected by a laser light path having a preset length, and the laser tool and the workpiece are moved relatively while the laser light is emitted from the laser tool. Irradiating.
[0003]
For example, when the target laser processing is cutting, a carriage equipped with a laser oscillator and capable of traveling along a rail, and a laser torch mounted on the carriage and serving as a laser tool is perpendicular to the traveling direction of the carriage. There is provided a laser cutting device having a traverse carriage that can traverse and having a laser beam path surrounded by bellows between a laser oscillator and a laser torch.
[0004]
In the above laser cutting apparatus, there is a problem that the length of the laser light path formed between the laser oscillator and the laser torch changes with the traversing of the traversing carriage and the cutting quality varies. For this reason, by providing a laser beam inverter configured to move in the same direction as the traversing carriage in the same direction as the traversing carriage, the laser beam path length can be increased regardless of the traversing carriage travel. Is made constant (see, for example, Patent Document 1).
[0005]
When the distance from the laser oscillator to the condenser lens is required to be about 10 m, the laser spot positioning accuracy becomes difficult. Therefore, the laser oscillator is arranged on the Z-axis slide, and the laser output from the laser oscillator is connected to a plurality of mirrors. There is also proposed a configuration in which the laser optical path length is made constant by being guided to the focus lens through the B-axis swivel portion while being reflected (see, for example, Patent Document 2).
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 1-55076 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-138390
[Problems to be solved by the invention]
As shown in Patent Document 1, when a laser beam inverter is provided between the laser oscillator and the laser torch and moved along with the traversing of the traversing carriage, the number of operating parts increases and the apparatus becomes complicated and control is performed. There is also a problem that becomes complicated.
[0008]
Also, the laser beam path formed between the laser oscillator and the laser torch is provided with a cover such as bellows, but if the optical axis of the laser beam shifts due to traveling of the traveling carriage, transverse movement of the traveling carriage, or other causes There are problems such as damaging the cover and adjusting the optical axis.
[0009]
On the other hand, recently, the output of a laser oscillator has increased, and it has become possible to realize laser processing with a greater load, for example, increase in the thickness that can be cut. However, there is a correlation between the output of the laser oscillator and the length of the laser optical path, and the laser optical path increases as the output of the laser oscillator increases. For example, when the output of the laser oscillator is 400 W, the laser optical path length is about 800 mm, about 4 m at 500 W, about 7 m at 1.5 kW, about 8 m at 3 kW, and about 9 m at 4 kW to 6 kW.
[0010]
As described above, it is necessary to install a laser beam path having a length corresponding to the output of the laser oscillator to be used between the laser oscillator and the laser tool. For this reason, the problem that a laser processing apparatus enlarges generate | occur | produces and the problem that the operation | work at the time of adjusting an optical axis becomes more difficult derives.
[0011]
When it is going to solve the said problem with the technique shown in patent document 2, the length of a required laser optical path will be implement | achieved by a Z-axis slide and a B-axis turning part. However, the part designated as the laser beam path is a part where the turning mechanism of the laser torch and the mechanism for detecting the distance of the laser torch from the work material are densely packed, and how to reduce the size is pursued. It is a part that. For this reason, there is a problem that it is practically impossible to absorb the laser optical path length that changes in accordance with the change in the output of the laser oscillator.
[0012]
An object of the present invention is to provide a laser processing apparatus that can be miniaturized regardless of the output of a laser oscillator and can keep the length of a laser optical path constant.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a laser processing apparatus according to the present invention is capable of traversing a traveling carriage configured to run along a rail and a direction mounted on the traveling carriage and perpendicular to the traveling direction of the traveling carriage. A traversing carriage configured as described above, a laser beam emitting section mounted on the traversing carriage, a laser torch mounted on the traversing carriage, and a laser beam emitting section and laser torch mounted on the traversing carriage is arranged, having a laser light path adjusting device arranged mirror consisting of a plane mirror on at every turning point in a zigzag-like laser beam path of which is set in the casing having an entrance aperture and an exit aperture of the laser light, wherein The length of the laser beam path from the laser beam emitting portion to the laser beam incident hole of the laser beam path adjusting device, and the length of the zigzag laser beam path formed inside the laser beam path adjusting device The length of the laser beam path from the laser beam exit hole of the laser beam path adjusting device to the laser torch, and the length of the laser beam path according to the output of the laser oscillator emitted from the laser beam emitting unit It is configured to have an optimal length .
[0014]
In the laser processing apparatus, a traveling carriage configured to be able to travel along the rail is mounted with a traversing carriage, and a laser beam emitting unit and a laser torch that emit laser light are mounted on the traversing carriage, and further, a laser beam emitting unit Since the laser beam path adjusting device is disposed between the laser torch and the laser beam path, it is not necessary to provide a laser beam path on the traveling carriage frame, and all the laser beam paths can be arranged on the traversing carriage.
[0015]
In particular, since the laser beam path set to a different length depending on the output level of the laser oscillator can be accommodated within the area of the traversing cart without the need for the traveling cart, The length of the laser beam path can be maintained at a constant value regardless of the position where the beam traverses.
[0016]
Accordingly, there is no need to arrange a movable member such as a laser beam inverter in the range of the laser beam path, the apparatus can be miniaturized and the control can be simplified, and the work of adjusting the optical axis of the laser beam is also possible. It can be done easily.
[0017]
In particular, the laser beam path adjusting device is configured by setting a zigzag-shaped laser beam path inside the casing and arranging a mirror for each turning point in the zigzag laser beam path. A laser beam path having a length corresponding to the distance and the number of zigzag folds can be formed.
[0018]
For this reason, the length of the laser beam path set at the output of the laser oscillator can be secured and the volume can be reduced, and even if the output of the laser oscillator increases and the laser beam path becomes longer, the laser processing apparatus becomes larger. Is not invited.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the laser processing apparatus will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view of a laser cutting device as a laser processing device. FIG. 2 is a plan view of the laser cutting device. FIG. 3 is a side view of the laser cutting device. FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the laser beam path adjusting device.
[0020]
1-3, the laser cutting device A has a traveling carriage 2 mounted on a pair of rails 1 laid in parallel. The traveling carriage 2 is configured as a gate-type frame having saddles 2 a arranged along the rails 1 and garters 2 b and 2 c arranged in a direction orthogonal to the rails 1.
[0021]
The saddle 2 a is provided with a traveling motor 3, and by controlling the driving of the traveling motor 3, the traveling carriage 2 can travel along the rail 1 at a desired speed. Further, a deck 4 is provided on the saddle 2 a on one side, and an operation panel 5 is arranged facing the deck 4. Therefore, it is possible to operate the laser cutting apparatus A by operating the operation panel 5 while the worker is on the deck 4.
[0022]
The garter 2b is provided with a traversing rail 2d arranged in a direction orthogonal to the rail 1, and a traversing carriage 6 is mounted on the traversing rail 2d so as to traverse. The traversing cart 6 is provided with a traversing motor 7. By controlling the driving of the traversing motor 7, the traversing cart 6 can traverse in a direction orthogonal to the rail 1 at a desired speed.
[0023]
On the other side of the saddle 4 on the upper side of the garter 2c, there is mounted a power supply control unit 9 that applies energy to the laser beam emitting unit 8 mounted on the traversing carriage 6 and controls it. They are connected via tire cables, hoses, etc. (cables, etc.) 10. On the saddle side of the garter 2c, a control panel 11 having a control device including a computer for controlling the operation of the laser cutting device A is mounted.
[0024]
The traversing carriage 6 is equipped with a laser beam emitting unit 8 and a laser torch 12. A laser beam path 13 is formed by connecting the laser beam emitting unit 8 and the laser torch 12, and a laser beam path adjusting device 14 is provided in the laser beam path 13. The length of the laser beam path 13 from the laser beam emitting unit 8 through the laser beam path adjusting device 14 to the laser torch 11 is an optimum length according to the output of the laser oscillator including the mounted laser emitting unit 8 and power supply control unit 9. Is set.
[0025]
As described above, the laser light path 13 formed between the laser light emitting part 8 and the laser torch 12 has no movable part and is formed integrally. For this reason, even when the traversing carriage 6 traverses to any position, the length of the laser light path 13 does not change, and stable laser light can be emitted from the laser torch 12.
[0026]
Here, the configuration of the laser beam path adjusting device 14 will be described with reference to FIG. The laser beam path adjusting device 14 shown in the figure has a zigzag-shaped laser beam path 13 set in the casing 14a, so that it is several times the length of the casing 14a (the length in the left-right direction in FIG. 4). A laser beam path having a length is realized so that the entire volume of the laser cutting device can be reduced.
[0027]
In particular, even if the length of the required laser beam path is increased or decreased, an optical path length several times the length of the casing 14a can be formed by appropriately setting the length of the casing 14a in the laser beam path adjusting device 14. Therefore, it is possible to cope with an increase in the output of the laser oscillator without significantly increasing the installation area of the laser processing apparatus.
[0028]
The laser beam path adjusting device 14 includes a casing 14a and mirrors 14b to 14d arranged at the turning points of the zigzag laser beam path 13 set inside the casing 14a. The number of turns of the laser beam path 13 set in the casing 14a is not limited, and is appropriately set in relation to the total length of the laser beam path corresponding to the output of the laser oscillator.
[0029]
The casing 14a has rigid frames 14e and 14f and a cover 14g provided around the frames 14e and 14f, and an incident hole 14h through which laser light enters the frame 14e and the laser light are emitted. An exit hole 14i is formed. That is, the entrance hole 14h and the exit hole 14i are formed in the same frame 14e of the casing 14a, and the laser beam can be incident and exited from the same surface.
[0030]
When the entrance hole 14h and the exit hole 14i are arranged on the same surface (frame 14e) of the casing 14a as described above, an odd number of mirrors (14b to 14d) are arranged inside the casing 14a. The zigzag optical path is formed.
[0031]
A mirror 14c is fixed between the entrance hole 14h and the exit hole 14i formed in the frame 14e. A mirror 14b is attached to the frame 14f at a position facing the entrance hole 14h, and a mirror 14d is attached at a position facing the exit hole 14i. The mounting positions of the mirrors 14b and 14d on the frame 14f are the distance between the frame 14e and 14f and the distance between the mirror 14d and the exit hole 14i with an angle corresponding to the distance between the entrance hole 14h and the mirror 14c. A seat with an angle corresponding to the above is formed, and mirrors 14b and 14d are fixed to the respective seats.
[0032]
In the laser beam path adjusting device 14 configured as described above, the distance between the frame 14e (incident hole 14h, outgoing hole 14i) constituting the casing 14a and the mirrors 14b and 14d fixed to the frame 14f is S, and the incident hole 14h When the distance between the exit aperture 14i is is W, the length of the laser beam path 13 which is set in the interior of the casing 14a is, 2S + (4S 2 + W 2) 1/2 , and the casing 14a length substantially 4 times the A laser beam path 13 having a length L can be configured. Further, by appropriately setting the number of turns inside the casing 14a, it is possible to configure the laser light path 13 having a length corresponding to the number of turns.
[0033]
Therefore, the laser beam path 13 can be set to be folded, and the entire laser beam machining apparatus can be downsized while maintaining the length of the laser beam path required by the laser oscillator.
[0034]
In particular, in the casing 14a configured as described above, since the frames 14e and 14f for fixing the mirrors 14b to 14d have rigidity, the fixing posture of the mirrors 14b to 14d does not change and can be accurately maintained. is there. For this reason, even when the optical axis is adjusted between the laser oscillator and the laser torch, the adjustment of the mirrors 14b to 14d constituting the laser optical path adjusting device 14 can be made unnecessary.
[0035]
In the above embodiment, a laser beam path that performs folding in the same plane using three mirrors is set. However, a laser beam path that allows folding in a plurality of planes is set by using more mirrors. It is also possible. In this case, it is necessary to form the casing constituting the laser beam path adjusting device in a cubic shape, but it is possible to reduce the size as compared with the case where the laser beam path itself is formed in a linear shape. Further, as each of the mirrors 14b to 14d, a plane mirror is used in this embodiment.
[0036]
In the laser cutting apparatus A configured as described above, a material to be cut (not shown) should be placed on the surface plate 20 previously installed below the traveling carriage 2 between the rails 1 and cut from the material to be cut. Product information such as shape and quantity, and cutting information such as the cutting speed and the flow rate of the assist gas injected from the laser torch are input to the control device. When the cutting operation is started, the cutting order written in advance by the control device is applied. Control is performed accordingly.
[0037]
That is, first, the traveling motor 3 and the traversing motor 7 are driven to make the laser torch 12 coincide with the piercing position set on the material to be cut. When the laser torch 12 reaches the piercing position, the power supply control unit 9 operates, energy is applied to the laser beam emitting unit 8 and laser beam is emitted. The laser beam emitted from the laser beam emitting unit 8 enters the incident hole 14h of the laser beam path adjusting device 14, is reflected by the mirrors 14b to 14d, is emitted from the emission hole 14i, reaches the laser torch 12, and the laser torch 12 Is irradiated toward the material to be cut, and at the same time, a preset amount of assist gas is injected from the laser torch 12 to make a hole in the material to be cut.
[0038]
Thereafter, the traveling motor 3 and the traversing motor 7 are driven in accordance with a cutting path corresponding to a preset cutting shape and quantity, and the laser torch 12 moves along the cutting path. During the movement process of the laser torch 12, the material to be cut is continuously irradiated with the laser hole and the assist gas, and continuous cutting is performed.
[0039]
When a series of cuts on the workpiece is completed, the application of energy to the laser hole emitting unit 8 is stopped and the supply of assist gas to the laser torch 12 is also stopped, and the cutting of the workpiece by the laser torch 12 is stopped.
[0040]
When the traversing carriage 6 moves while cutting the workpiece to be cut as described above, since the laser beam emitting unit 8 and the laser torch 12 are mounted on the traversing carriage 6 relative to each other, There is no change in position. For this reason, the distance from the laser beam emitting part 8 to the tip of the laser torch 12 is always constant, and it becomes possible to irradiate a stable laser beam.
[0041]
That is, unlike the technique described in Patent Document 1, the laser beam inverter that moves with the traversing of the traversing carriage and the control for moving the laser beam inverter are not required.
[0042]
Moreover, although the example of the laser cutting apparatus which cut | disconnects a to-be-cut material as a laser processing apparatus was demonstrated, this invention is not limited only to a laser cutting apparatus, A laser welding apparatus travels along rails, such as a laser surface processing apparatus. Any laser processing apparatus that has a possible carriage and a traversing carriage and moves the laser torch mounted on the traversing carriage in a two-dimensional manner can be applied. is there.
[0043]
【The invention's effect】
As described above in detail, in the laser processing apparatus according to the present invention, the laser beam emitting unit and the laser torch are mounted on the traversing carriage and the laser beam path adjusting device is arranged, so that the traversing carriage moves. Even so, the relative distance between the laser beam emitting portion and the laser torch can be kept constant . For this reason, there is no need to arrange a movable member such as a laser beam inverter in the range of the laser beam path, the apparatus can be miniaturized and the control can be simplified, and the operation of adjusting the optical axis of the laser beam Can also be done easily.
[0044]
In particular, the laser beam path adjusting device is configured by setting a zigzag-shaped laser beam path inside the casing and arranging a mirror for each turning point in the zigzag laser beam path. A laser beam path having a length corresponding to the distance and the number of zigzag folds can be formed. For this reason, the length of the laser beam path set at the output of the laser oscillator can be secured and the volume can be reduced, and even if the output of the laser oscillator increases and the laser beam path becomes longer, the laser processing apparatus becomes larger. Is not invited.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a laser cutting device as a laser processing device.
FIG. 2 is a plan view of a laser cutting device.
FIG. 3 is a side view of the laser cutting device.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a laser beam path adjusting device.
[Explanation of symbols]
A Laser cutting device 1 Rail 2 Traveling cart 2a Saddle 2b, 2c Garter 2d Traverse rail 3 Traveling motor 4 Deck 5 Control panel 6 Traverse cart 7 Traverse motor 8 Laser beam emitting unit 9 Power control unit
10 Cable etc.
11 Control panel
12 Laser torch
13 Laser path
14 Laser beam path adjustment device
14a casing
14b-14d mirror
14e, 14f frame
14g cover
14h Entrance hole
14i Outgoing hole
20 Surface plate

Claims (1)

レールに沿って走行可能に構成された走行台車と、
前記走行台車に搭載され該走行台車の走行方向とは直交する方向に横行可能に構成された横行台車と、
前記横行台車に搭載されたレーザ光の発射部と、
前記横行台車に搭載されたレーザトーチと、
前記横行台車に搭載されたレーザ光の発射部とレーザトーチとの間に配置され、レーザ光の入射孔と出射孔とを有するケーシング内に設定されたジグザグ状のレーザ光路に於ける折り返し点毎に平面鏡からなるミラーを配置したレーザ光路調整装置と、を有し、
前記レーザ光の発射部からレーザ光路調整装置のレーザ光の入射孔までのレーザ光路の長さと、前記レーザ光路調整装置の内部に形成されたジグザグ状のレーザ光路の長さと、前記レーザ光路調整装置のレーザ光の出射孔からレーザトーチまでのレーザ光路の長さと、を加えたレーザ光路の長さが、前記レーザ光の発射部から発射されるレーザ発振器の出力に応じたレーザ光の最適な長さとなるように構成されている
ことを特徴とするレーザ加工装置。
A traveling carriage configured to travel along the rail;
A traversing carriage mounted on the traveling carriage and configured to traverse in a direction orthogonal to the traveling direction of the traveling carriage;
A laser beam emitting portion mounted on the traversing carriage;
A laser torch mounted on the traversing carriage;
For each turn-back point in a zigzag-shaped laser beam path that is disposed between a laser beam emitting portion and a laser torch mounted on the traversing carriage and set in a casing having a laser beam incident hole and an output hole. A laser beam path adjusting device having a mirror made of a plane mirror,
The length of the laser light path from the laser beam emitting section to the laser light incident hole of the laser light path adjusting device, the length of the zigzag laser light path formed inside the laser light path adjusting device, and the laser light path adjusting device The length of the laser light path from the laser light exit hole to the laser torch is the optimum length of the laser light according to the output of the laser oscillator emitted from the laser light emitting part. It is comprised so that it may become . The laser processing apparatus characterized by the above-mentioned .
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