JP6027852B2 - Laser processing machine head - Google Patents

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JP6027852B2 JP2012237305A JP2012237305A JP6027852B2 JP 6027852 B2 JP6027852 B2 JP 6027852B2 JP 2012237305 A JP2012237305 A JP 2012237305A JP 2012237305 A JP2012237305 A JP 2012237305A JP 6027852 B2 JP6027852 B2 JP 6027852B2
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  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

本発明は、レーザ加工機用加工ヘッドに関し、より詳細には、レーザ加工に伴う塵埃などの汚れが、集光レンズを保護する保護ガラス及びその周辺部に付着することを防止して、保護ガラスのメンテナンスを容易に行うことができるレーザ加工機用加工ヘッドに関する。   The present invention relates to a processing head for a laser beam machine, and more specifically, prevents dust such as dust accompanying laser processing from adhering to the protective glass that protects the condensing lens and its peripheral portion. The present invention relates to a machining head for a laser beam machine capable of easily performing maintenance.

従来、加工光学系のレーザビーム出射部と被加工物との間に保護部材を配置して、加工光学系と保護部材間に侵入した飛散物がレンズに衝突することを防止するようにしたレーザ加工装置が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。   Conventionally, a protective member is disposed between the laser beam emitting portion of the processing optical system and the workpiece, and the scattered object that has entered between the processing optical system and the protective member is prevented from colliding with the lens. A processing apparatus is disclosed (for example, refer to Patent Document 1).

特開2008−36665号公報JP 2008-36665 A

ここで、レーザ加工機を一定期間使用すると、保護部材に飛散物が付着して加工性能に影響を及ぼす虞があるため、保護部材の交換などのメンテナンスを定期的に行なう必要がある。特許文献1に開示されているレーザ加工装置では、反射鏡や集光レンズ等の加工光学系を収納したベースを覆うカバーの外側に保護部材が取り付けられている。保護部材や保護部材が取り付けられるカバーは、飛散物が飛散する環境に曝されているので、反射鏡や集光レンズ等への飛散物の付着を防止することはできるが、保護部材やカバーには付着してしまい、保護部材の交換などのメンテナンスの際にカバーに付着している飛散物が保護部材に付着してしまう虞があった。特に、波長1μm程度のレーザ光を用いるレーザ加工装置においては、極く僅かな汚れでも加工品質に悪影響を及ぼす可能性があり、改善の余地があった。   Here, if the laser processing machine is used for a certain period, scattered objects may adhere to the protective member and affect the processing performance. Therefore, it is necessary to periodically perform maintenance such as replacement of the protective member. In the laser processing apparatus disclosed in Patent Document 1, a protective member is attached to the outside of a cover that covers a base that stores a processing optical system such as a reflecting mirror and a condenser lens. Since the protective member and the cover to which the protective member is attached are exposed to the environment where the scattered objects are scattered, it is possible to prevent the scattered objects from adhering to the reflecting mirror and the condenser lens. There is a risk that scattered matter attached to the cover may adhere to the protective member during maintenance such as replacement of the protective member. In particular, in a laser processing apparatus using a laser beam having a wavelength of about 1 μm, even a slight amount of dirt may adversely affect the processing quality, and there is room for improvement.

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、レーザ加工に伴う塵埃などの汚れが、集光レンズを保護する保護ガラスや保護ガラスカートリッジに付着することを防止して、保護ガラスのメンテナンスを容易に行うことができるレーザ加工機を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to prevent dirt such as dust accompanying laser processing from adhering to the protective glass or protective glass cartridge that protects the condenser lens. An object of the present invention is to provide a laser processing machine that can easily perform maintenance of protective glass.

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
即ち、請求項1に係る発明は、
レーザ光を集束させる集光レンズと、該集光レンズのレーザ光出射方向下流側に配置され、前記集光レンズを保護する保護ガラスと、を備え、レーザ光をワークに照射して加工するレーザ加工機用加工ヘッドであって、
前記保護ガラスを保持する保護ガラスカートリッジと、
前記集光レンズ及び前記保護ガラスカートリッジを収容する収容室を形成するとともに、前記収容室を外部に開放又は外部と遮断するための開閉扉を備えるハウジングと、
を備え、
前記保護ガラスカートリッジは、前記開閉扉を開いた状態で着脱されることを特徴とする。
The above object of the present invention can be achieved by the following constitution.
That is, the invention according to claim 1
A laser that includes a condensing lens that focuses laser light, and a protective glass that is disposed downstream of the condensing lens in the laser light emission direction and protects the condensing lens, and that irradiates the workpiece with laser light and processes the laser A processing head for a processing machine,
A protective glass cartridge for holding the protective glass;
A housing including an opening / closing door for forming the storage chamber for storing the condensing lens and the protective glass cartridge, and for opening the storage chamber to the outside or blocking the outside from the outside,
With
The protective glass cartridge is attached and detached with the opening / closing door opened.

請求項2の発明は、請求項1の構成において、
前記集光レンズは、レンズホルダに設置されて、前記レーザ光出射方向に調整可能に前記収容室内に収容され、
前記ハウジングは、前記収容室内に突出する、互いに同心の上側固定筒及び下側固定筒を備え、
前記レンズホルダは、前記ハウジングの上側固定筒及び下側固定筒に摺動自在にそれぞれ外嵌する上側可動筒及び下側可動筒を有し、
前記下側固定筒には、前記収容室内に突出した部分に、前記レーザ光出射方向と直交する方向に開口する凹部が形成され、
前記保護ガラスカートリッジは、前記凹部に着脱自在に装着されることを特徴とする。
The invention of claim 2 is the configuration of claim 1,
The condenser lens is installed in a lens holder, and is accommodated in the accommodation chamber so as to be adjustable in the laser beam emission direction.
The housing includes an upper fixed cylinder and a lower fixed cylinder that are concentric with each other and project into the storage chamber,
The lens holder has an upper movable cylinder and a lower movable cylinder that are slidably fitted to the upper fixed cylinder and the lower fixed cylinder of the housing, respectively.
In the lower fixed cylinder, a concave portion that opens in a direction perpendicular to the laser beam emission direction is formed in a portion protruding into the accommodation chamber,
The protective glass cartridge is detachably mounted in the recess.

請求項1によれば、保護ガラスを保持する保護ガラスカートリッジと、集光レンズ及び保護ガラスカートリッジを収容する収容室を形成するとともに、収容室を外部に開放又は外部と遮断するための開閉扉を備えるハウジングと、を備え、保護ガラスカートリッジは、開閉扉を開いた状態で着脱される。これにより、ワーク加工時に発生する塵埃などが収容室内に侵入することが防止され、集光レンズ、保護ガラス、保護ガラスカートリッジは勿論、収容室内に収容されているこれらの周辺部が塵埃などで汚染されることがない。これにより、保護ガラスカートリッジの定期的な交換などのメンテナンス時に、周辺部から落下する塵埃などによって保護ガラスや保護ガラスカートリッジが汚染される虞がなく、加工品質を維持することができる。   According to the first aspect of the present invention, the protective glass cartridge for holding the protective glass and the storage chamber for storing the condenser lens and the protective glass cartridge are formed, and the open / close door for opening the storage chamber to the outside or shutting off the outside is provided. And a protective glass cartridge is attached and detached with the open / close door open. As a result, dust generated during workpiece processing is prevented from entering the storage chamber, and not only the condensing lens, the protective glass, and the protective glass cartridge, but also the peripheral portions stored in the storage chamber are contaminated with dust. It will not be done. Thereby, at the time of maintenance such as periodic replacement of the protective glass cartridge, there is no possibility that the protective glass or the protective glass cartridge is contaminated by dust falling from the peripheral portion, and the processing quality can be maintained.

請求項2によれば、ハウジングは、収容室内に突出する、互いに同心の上側固定筒及び下側固定筒を備え、レンズホルダは、ハウジングの上側固定筒及び下側固定筒に摺動自在にそれぞれ外嵌する上側可動筒及び下側可動筒を有するので、レンズホルダに設置された集光レンズは、収容室内で、レーザ光出射方向に精度良く調整することができる。また、保護ガラスカートリッジは、下側固定部の収容室内に突出した部分に、レーザ光出射方向と直交する方向に開口するように形成された凹部に着脱自在に装着されるので、収容室をコンパクトに設計することができる。   According to claim 2, the housing includes an upper fixed cylinder and a lower fixed cylinder that are concentric with each other and project into the housing chamber, and the lens holder is slidable on the upper fixed cylinder and the lower fixed cylinder of the housing, respectively. Since it has the upper movable cylinder and the lower movable cylinder which fit outside, the condensing lens installed in the lens holder can be accurately adjusted in the laser beam emitting direction in the accommodation chamber. In addition, the protective glass cartridge is detachably mounted in a concave portion formed so as to open in a direction orthogonal to the laser beam emitting direction in a portion protruding into the storage chamber of the lower fixed portion, so that the storage chamber is compact. Can be designed to

本発明のレーザ加工機用加工ヘッドが適用されるレーザ加工機の概略平面図である。1 is a schematic plan view of a laser beam machine to which a machining head for a laser beam machine according to the present invention is applied. 図1に示すレーザ加工機の概略側面図である。It is a schematic side view of the laser processing machine shown in FIG. 加工ヘッド駆動機構の斜視図である。It is a perspective view of a processing head drive mechanism. ハウジングに収容された加工ヘッドの斜視図である。It is a perspective view of the processing head accommodated in the housing. 図1に示すレーザ加工機の背面図である。It is a rear view of the laser processing machine shown in FIG. 加工ヘッドの断面図である。It is sectional drawing of a process head. ハウジングの開閉扉を開放した状態を示す加工ヘッドの斜視図である。It is a perspective view of the processing head which shows the state which opened the opening-and-closing door of the housing.

以下、本発明に係るレーザ加工機用加工ヘッドが適用されるレーザ加工機を図面に基づいて詳細に説明する。
図1及び図2に示すように、レーザ加工機10は、加工機本体20と、加工機本体20に内蔵されるレーザ発振器21及び制御装置22と、加工機本体20に接続して配設されるパレットチェンジャ23と、空気中の窒素ガスを分離するために使用されるブースターコンプレッサ24やエアコンプレッサ25、又は、窒素及び酸素ガスボンベ26などを備えるアシストガス供給部27と、レーザ発振器21及びレーザ加工ヘッド40を冷却する冷却水を供給するチラーユニット28、及び加工時に発生する塵埃などを排除する集塵機29などを主に備える。
なお、本実施形態において、前方とは、加工機本体20とパレットチェンジャ23の並び方向(図1のX方向)において加工機本体20寄りの方向を表わし、後方とは、該並び方向において、パレットチェンジャ23寄りの方向を表わす。また、左方及び右方は、該並び方向に直交する方向(図1のY方向)において、後方から前方を見たときの方向で表わされる。
Hereinafter, a laser beam machine to which a machining head for a laser beam machine according to the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the laser processing machine 10 is connected to the processing machine body 20, a laser oscillator 21 and a control device 22 built in the processing machine body 20, and the processing machine body 20. Pallet changer 23, booster compressor 24 and air compressor 25 used to separate nitrogen gas in the air, assist gas supply unit 27 including nitrogen and oxygen gas cylinder 26, laser oscillator 21 and laser processing A chiller unit 28 for supplying cooling water for cooling the head 40 and a dust collector 29 for removing dust generated during processing are mainly provided.
In the present embodiment, the front represents a direction closer to the processing machine main body 20 in the arrangement direction of the processing machine main body 20 and the pallet changer 23 (X direction in FIG. 1), and the rear represents the pallet in the arrangement direction. This represents the direction closer to the changer 23. Further, the left side and the right side are represented by directions when the front is viewed from the rear in a direction (Y direction in FIG. 1) orthogonal to the arrangement direction.

加工機本体20のキャビン30内には、パレット31を所定の方向であるキャビン30の長手方向(X方向)に駆動するパレット駆動機構32と、パレット31に搭載されたワークWを加工するためのレーザ光を照射するレーザ加工ヘッド40と、レーザ加工ヘッド40を駆動する加工ヘッド駆動機構49と、加工時に切断された切り屑等を回収するための回収コンベア60と、が収容されている。   In the cabin 30 of the processing machine body 20, a pallet driving mechanism 32 that drives the pallet 31 in the longitudinal direction (X direction) of the cabin 30, which is a predetermined direction, and a workpiece W mounted on the pallet 31 are processed. A laser processing head 40 for irradiating laser light, a processing head drive mechanism 49 for driving the laser processing head 40, and a recovery conveyor 60 for recovering chips and the like cut during processing are accommodated.

図3に示すように、加工ヘッド40は、加工ヘッド駆動機構49によって、X方向、キャビン30の幅方向(Y方向)及びキャビン30の上下方向(Z方向)に移動可能である。具体的に、左右に設けられた一対の支持台41には、梁状のX方向可動台42が跨って配置され、このX方向可動台42は、X軸モータ43によりX方向に駆動される。また、X方向可動台42には、Y軸モータ44により駆動されてY方向に移動可能なY方向可動台45が配設されている。Y方向可動台45は、X方向可動台42内に配置された不図示のラックに、Y軸モータ44の回転軸に固定された不図示のピニオンが噛合するラックピニオン機構によりY方向に駆動される。また、Y方向可動台45には、Z軸モータ46により駆動されるラックピニオン機構を用いて加工ヘッド40がZ方向に移動可能に配設されている。
なお、図1の実線及び図2の点線で示す加工ヘッド40は、X方向で最も前方に位置した状態を表わし、図1及び図2の一点鎖線で示す加工ヘッド40は、X方向で最も後方に位置した状態を表わしている。
As shown in FIG. 3, the machining head 40 can be moved in the X direction, the width direction (Y direction) of the cabin 30, and the vertical direction (Z direction) of the cabin 30 by a machining head drive mechanism 49. Specifically, a pair of support bases 41 provided on the left and right sides are arranged so as to straddle a beam-shaped X-direction movable base 42, and the X-direction movable base 42 is driven in the X direction by an X-axis motor 43. . The X-direction movable table 42 is provided with a Y-direction movable table 45 that is driven by a Y-axis motor 44 and can move in the Y direction. The Y-direction movable table 45 is driven in the Y direction by a rack and pinion mechanism in which a not-illustrated pinion fixed to the rotation shaft of the Y-axis motor 44 meshes with a rack (not illustrated) arranged in the X-direction movable table 42. The Further, the machining head 40 is disposed on the Y-direction movable table 45 so as to be movable in the Z direction using a rack and pinion mechanism driven by a Z-axis motor 46.
Note that the machining head 40 indicated by the solid line in FIG. 1 and the dotted line in FIG. 2 represents the most forward position in the X direction, and the machining head 40 indicated by the alternate long and short dash line in FIGS. The state located at is shown.

加工ヘッド40には、レーザ発振器21から延びるファイバーケーブル(先端のみ図示)50が、X方向用ケーブルべア48x、及びY方向用ケーブルべア48yを介して配索することで接続されている。また、加工ヘッド40内には、ファイバーケーブル50の出射端から出射されたレーザ光を平行光線化するためのコリメータレンズ51と、平行光線化されたレーザ光を集光するための集光レンズ52と、が配置されており、集光レンズ52は、加工ヘッド40に対してZ方向に位置調整自在に設けられている。なお、レーザ発振器21の構成は、公知のものを適用可能であるから、詳細な説明については省略する。   A fiber cable (only the tip is shown) 50 extending from the laser oscillator 21 is connected to the processing head 40 by being routed through an X-direction cable bear 48x and a Y-direction cable bear 48y. Further, in the processing head 40, a collimator lens 51 for collimating the laser light emitted from the exit end of the fiber cable 50 and a condensing lens 52 for condensing the collimated laser light. And the condensing lens 52 is provided such that its position can be adjusted in the Z direction with respect to the processing head 40. In addition, since the well-known thing is applicable for the structure of the laser oscillator 21, detailed description is abbreviate | omitted.

また、図4に示すように、加工ヘッド40の周囲には、チラーユニット28から供給される冷却管56が接続されており、ファイバーケーブル50の出射端と、集光レンズ52の周囲を冷却する。さらに、加工ヘッド40の周囲には、加工ヘッド40内に、アシストガス供給部27から窒素ガス、或いは酸素ガスのアシストガスを供給するガス供給管57や、加工ヘッド40のレーザノズル53近傍に向けて、窒素ガス、或いは酸素ガスのアシストガスを吹き付けるサイドノズル54に接続される他のガス供給管58が設けられている。   Further, as shown in FIG. 4, a cooling pipe 56 supplied from the chiller unit 28 is connected around the processing head 40, and cools the emission end of the fiber cable 50 and the periphery of the condenser lens 52. . Further, around the processing head 40, a gas supply pipe 57 that supplies an assist gas of nitrogen gas or oxygen gas from the assist gas supply unit 27 to the processing head 40 and the vicinity of the laser nozzle 53 of the processing head 40. In addition, another gas supply pipe 58 connected to the side nozzle 54 for blowing an assist gas of nitrogen gas or oxygen gas is provided.

これらの冷却管56やガス供給管57,58は、Z方向用ケーブルべア48zを通過した後、ファイバーケーブル50とともに、X方向用ケーブルべア48x、及びY方向用ケーブルべア48yに配索されて、チラーユニット28及びアシストガス供給部27に接続される。   The cooling pipe 56 and the gas supply pipes 57 and 58 are routed to the X-direction cable bear 48x and the Y-direction cable bear 48y together with the fiber cable 50 after passing through the Z-direction cable bear 48z. Then, the chiller unit 28 and the assist gas supply unit 27 are connected.

加工ヘッド40は、レーザ発振器21を作動させると、レーザ光がファイバーケーブル50を介してコリメータレンズ51で平行光線化され、更に平行光線化されたレーザ光が集光レンズ52に入射して集光し、レーザノズル53からワークWの加工部に照射されてワークWを加工する。加工に際して、アシストガス供給部27から供給されるアシストガスは、レーザノズル53やサイドノズル54からワークWの加工部に向けて噴出して、加工時に生じた溶融した金属を吹き飛ばす。なお、加工ヘッド40の詳細については、後述する。   When the processing head 40 operates the laser oscillator 21, the laser beam is collimated by the collimator lens 51 via the fiber cable 50, and the collimated laser beam is incident on the condenser lens 52 and condensed. Then, the workpiece W is processed by being irradiated from the laser nozzle 53 onto the processing portion of the workpiece W. At the time of processing, the assist gas supplied from the assist gas supply unit 27 is ejected from the laser nozzle 53 and the side nozzle 54 toward the processing unit of the workpiece W, and the molten metal generated during the processing is blown off. Details of the machining head 40 will be described later.

図1及び図2に示すように、パレット駆動機構32は、X方向に沿ってパレット31の右側面と対向する位置に配設され、駆動モータ33によって回転駆動される無端チェーン34と、パレット31の下面側に設けられた複数のローラ36が転動案内され、パレット31を支持するレール35と、を有する。そして、駆動モータ33により無端チェーン34が回転駆動すると、無端チェーン34に設けられたピン(図示せず)が、パレット31の係合部(図示せず)に係合し、レール35上のパレット31をX方向に移動させる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the pallet driving mechanism 32 is disposed at a position facing the right side surface of the pallet 31 along the X direction, and an endless chain 34 that is rotationally driven by a drive motor 33, and the pallet 31. A plurality of rollers 36 provided on the lower surface side of the roller are guided to roll and have a rail 35 that supports the pallet 31. When the endless chain 34 is rotationally driven by the drive motor 33, a pin (not shown) provided on the endless chain 34 engages with an engaging portion (not shown) of the pallet 31, and the pallet on the rail 35. 31 is moved in the X direction.

キャビン30には、正面30Fに開閉扉であるガルウィング38が設けられ、正面30Fに対して反対側となる背面30Rに横長スリット状に形成された搬入出口37が、パレットチェンジャ23に対応して設けられている。これにより、大ロット製品の加工時には、ワークWを載置するパレット31を搬入出口37を介して搬入出し、小ロット製品の加工時には、ガルウィング38からワークWを搬入出し、ロットの大きさに対応した搬入出作業を行うことができる。   The cabin 30 is provided with a gull wing 38 as an opening / closing door on the front surface 30F, and a loading / unloading port 37 formed in a horizontally long slit shape on the back surface 30R opposite to the front surface 30F corresponding to the pallet changer 23. It has been. Thus, when processing a large lot product, the pallet 31 on which the workpiece W is placed is loaded / unloaded via the loading / unloading port 37, and when processing a small lot product, the workpiece W is loaded / unloaded from the gull wing 38 to correspond to the size of the lot. Can be carried out.

また、正面30Fには、ガルウィング38の側方に第1操作盤75が配置され、正面30F及び背面30Rと直交する左側面30Lには、第2操作盤70が背面30R寄りに配置されている。さらに、キャビン30の正面30Fで、ガルウィング38の下方には、フートスイッチ76が配置されている。   In addition, a first operation panel 75 is disposed on the side of the gull wing 38 on the front surface 30F, and a second operation panel 70 is disposed on the left side surface 30L orthogonal to the front surface 30F and the back surface 30R. . Further, a foot switch 76 is disposed below the gull wing 38 on the front surface 30F of the cabin 30.

図1、図2及び図5に示すように、パレットチェンジャ23は、搬入出口37が設けられたキャビン30の背面30Rに対向して配置されている。パレットチェンジャ23は、図1に示す駆動機構61によって上下駆動される可動フレーム62を有し、可動フレーム62の左右側方に設けられた略コの字状レール63上に2台のパレット31を上下に2段配置することができる。   As shown in FIGS. 1, 2, and 5, the pallet changer 23 is disposed to face the back surface 30 </ b> R of the cabin 30 provided with the loading / unloading port 37. The pallet changer 23 has a movable frame 62 that is driven up and down by a drive mechanism 61 shown in FIG. 1, and two pallets 31 are placed on a substantially U-shaped rail 63 provided on the left and right sides of the movable frame 62. Two stages can be arranged vertically.

上側のパレット31は、コの字状レール63の上側レール面63a上に載置され、また、下側のパレット31は、コの字状レール63の下側レール面63b上に載置される。コの字状レール63上に2段配置されたパレット31は、駆動機構61で可動フレーム62を上下駆動することで、略コの字状レール63上のパレット31を上下に移動して、キャビン30内に配設されたレール35と同じ高さとなるように高さ調節が可能であり、該レール35と同じ高さに位置するパレット31を、搬入出口37を介してパレットチェンジャ23とキャビン30内との間で搬入出することができる。   The upper pallet 31 is placed on the upper rail surface 63 a of the U-shaped rail 63, and the lower pallet 31 is placed on the lower rail surface 63 b of the U-shaped rail 63. . The pallet 31 arranged in two stages on the U-shaped rail 63 moves the pallet 31 on the substantially U-shaped rail 63 up and down by driving the movable frame 62 up and down by the drive mechanism 61, so that the cabin The height of the pallet 31 can be adjusted so as to be the same height as the rail 35 disposed in the pallet 30, and the pallet 31 positioned at the same height as the rail 35 is connected to the pallet changer 23 and the cabin 30 via the loading / unloading port 37. You can carry in and out.

また、可動フレーム62の下方には、ワークWをパレット31の基準に突き当てるため、ワークWをパレット31上で移動させるためのフリーベアリング64が昇降可能に設けられている(図5参照)。
なお、図1及び図2において、符号65は、フリーベアリング64を上下駆動する駆動機構61を作動させるための他のフートスイッチである。
Also, below the movable frame 62, a free bearing 64 for moving the workpiece W on the pallet 31 so as to abut the workpiece W against the reference of the pallet 31 is provided so as to be movable up and down (see FIG. 5).
In FIG. 1 and FIG. 2, reference numeral 65 denotes another foot switch for operating the drive mechanism 61 that drives the free bearing 64 up and down.

図1に示すように、パレットチェンジャ23を囲う作業エリアWAの各角部には、投光器71、反射板72、及び受光器73からなるセンサが配置されており、投光器71から照射した光を、3つの反射板72で反射して受光器73で受光することにより、作業エリアWA内への作業者の出入りを監視している。また、キャビン30の背面30Rには、エリアセンサ74が配設されて、作業エリアWA内の作業者の有無を検出する。投光器71、反射板72、及び受光器73からなるセンサ、またはエリアセンサ74が作動したときは、作業エリアWA内に作業者がいると判断してレーザ加工機10の作動を禁止し、これにより作業者の安全が確保される。   As shown in FIG. 1, a sensor composed of a projector 71, a reflector 72, and a light receiver 73 is disposed at each corner of the work area WA surrounding the pallet changer 23, and the light emitted from the projector 71 is By reflecting by the three reflecting plates 72 and receiving light by the light receiver 73, the entry / exit of the worker into the work area WA is monitored. In addition, an area sensor 74 is provided on the back surface 30R of the cabin 30 to detect the presence or absence of an operator in the work area WA. When the sensor composed of the projector 71, the reflector 72, and the light receiver 73 or the area sensor 74 is activated, it is determined that there is an operator in the work area WA and the operation of the laser processing machine 10 is prohibited. Operator safety is ensured.

ここで、図6に示すように、加工ヘッド40は、集光レンズ52を保持するレンズホルダ80と、保護ガラス91を保持する保護ガラスカートリッジ90と、正面側に開閉扉102を有し、レンズホルダ80及び保護ガラスカートリッジ90を収容する収容室101を形成するハウジング100と、を備える。   Here, as shown in FIG. 6, the processing head 40 has a lens holder 80 that holds the condenser lens 52, a protective glass cartridge 90 that holds the protective glass 91, and an opening / closing door 102 on the front side, and the lens And a housing 100 that forms a storage chamber 101 for storing the holder 80 and the protective glass cartridge 90.

レンズホルダ80は、集光レンズ52を保持するレンズカートリッジ82と、後述するハウジング100の上側固定筒105に摺動自在に外嵌する上側可動筒83と、ハウジング100の下側固定筒106に摺動自在に外嵌する下側可動筒84と、上側可動筒83と下側可動筒84との間に配置されて開閉扉102側から着脱自在に装着される中間可動筒85と、を備える。   The lens holder 80 slides on a lens cartridge 82 that holds the condenser lens 52, an upper movable cylinder 83 that is slidably fitted on an upper fixed cylinder 105 of the housing 100 described later, and a lower fixed cylinder 106 of the housing 100. A lower movable cylinder 84 that is movably fitted, and an intermediate movable cylinder 85 that is disposed between the upper movable cylinder 83 and the lower movable cylinder 84 and is detachably mounted from the opening / closing door 102 side.

従って、レンズカートリッジ82は、開閉扉102を開き、レーザ光出射方向と直交する方向(図6において右側)から中間可動筒85を取り外すことで、レンズホルダ80から着脱可能となっている。   Therefore, the lens cartridge 82 is detachable from the lens holder 80 by opening the open / close door 102 and removing the intermediate movable cylinder 85 from a direction orthogonal to the laser beam emission direction (right side in FIG. 6).

ハウジング100は、内部に収容室101を有する略矩形箱状に形成されており、前面側には収容室101を外部に開放又は外部と遮断するための開閉扉102が設けられ、上面103及び底面104には、それぞれ円筒状の上側固定筒105及び下側固定筒106が互いに同心に配置されている。上側固定筒105及び下側固定筒106の先端部は、収容室101内に突出している。   The housing 100 is formed in a substantially rectangular box shape having a storage chamber 101 therein, and an opening / closing door 102 for opening the storage chamber 101 to the outside or shutting it off from the outside is provided on the front side. In 104, a cylindrical upper fixed cylinder 105 and a lower fixed cylinder 106 are arranged concentrically with each other. The distal ends of the upper fixed cylinder 105 and the lower fixed cylinder 106 protrude into the storage chamber 101.

下側固定筒106の収容室101内に突出した部分には、保護ガラスカートリッジ90を装着するための凹部107が前面側、即ち開閉扉102側から形成されており、保護ガラスカートリッジ90がレーザ光出射方向と直交する方向(前面側)から着脱自在に装着される。また、下側固定筒106の下端には、ノズルホルダ108を介してアシストガス供給部27から供給される窒素や酸素などのアシストガスを、ワークWの加工部へ噴出するためのレーザノズル53が取り付けられている。   A recessed portion 107 for mounting the protective glass cartridge 90 is formed on the front protruding side, that is, the opening / closing door 102 side at a portion of the lower fixed cylinder 106 protruding into the housing chamber 101. It is detachably mounted from a direction (front side) orthogonal to the emission direction. A laser nozzle 53 for ejecting an assist gas such as nitrogen or oxygen supplied from the assist gas supply unit 27 via the nozzle holder 108 to the processing unit of the workpiece W is provided at the lower end of the lower fixed cylinder 106. It is attached.

レンズホルダ80は、上側固定筒105及び下側固定筒106の収容室101内に突出した部分に、レーザ光出射方向(図6において上下方向)に移動可能に支持されている。そして、レンズホルダ80が図示しない駆動機構によって上下方向に移動することで、集光レンズ52が移動し、レーザ光をワークWの加工部に集光させる。   The lens holder 80 is supported by the portions of the upper fixed cylinder 105 and the lower fixed cylinder 106 that protrude into the housing chamber 101 so as to be movable in the laser beam emission direction (vertical direction in FIG. 6). Then, when the lens holder 80 is moved in the vertical direction by a driving mechanism (not shown), the condensing lens 52 is moved, and the laser light is condensed on the processing portion of the workpiece W.

ここで、ワークWのレーザ加工に伴って、溶融した金属などの塵埃が加工部及び加工ヘッド40の回りに飛散し、保護ガラス91の下面にも付着する。このため、レーザ加工機10の一定期間使用後には、加工性能を維持するため、保護ガラス91の交換などのメンテナンスが定期的に行なわれる。特に、波長1μm程度のレーザ光を用いるレーザ加工機10にあっては、僅かな汚れも加工性能に及ぼす影響が大きいので、保護ガラス91のメンテナンスが重要となる。   Here, along with the laser processing of the workpiece W, dust such as molten metal is scattered around the processing portion and the processing head 40 and adheres to the lower surface of the protective glass 91. For this reason, after the laser processing machine 10 is used for a certain period, maintenance such as replacement of the protective glass 91 is periodically performed in order to maintain the processing performance. In particular, in the laser processing machine 10 using a laser beam having a wavelength of about 1 μm, a slight contamination has a great influence on the processing performance, so that the maintenance of the protective glass 91 is important.

保護ガラス91のメンテナンスは、図6及び図7に示すように、ハウジング100の開閉扉102を開き、下側固定筒106の凹部107から保護ガラスカートリッジ90を前面側に抜き取る。そして、清浄済み或いは新しい保護ガラス91を保持した保護ガラスカートリッジ90が凹部107に装着される。   As shown in FIGS. 6 and 7, maintenance of the protective glass 91 is performed by opening the door 102 of the housing 100 and extracting the protective glass cartridge 90 from the concave portion 107 of the lower fixed cylinder 106 to the front side. Then, the protective glass cartridge 90 holding the cleaned or new protective glass 91 is mounted in the recess 107.

この際、保護ガラスカートリッジ90や下側固定筒106の凹部107は、ハウジング100内に収容されており、塵埃で汚れていないので、保護ガラスカートリッジ90が凹部107に装着される際、保護ガラスカートリッジ90や下側固定部106から保護ガラス91に塵埃が落下するのを防止することができる。   At this time, since the protective glass cartridge 90 and the concave portion 107 of the lower fixed cylinder 106 are accommodated in the housing 100 and are not contaminated with dust, when the protective glass cartridge 90 is attached to the concave portion 107, the protective glass cartridge It is possible to prevent dust from falling from 90 or the lower fixing portion 106 to the protective glass 91.

以上説明したように、本実施形態のレーザ加工機用加工ヘッド40によれば、保護ガラス91を保持する保護ガラスカートリッジ90と、集光レンズ52及び保護ガラスカートリッジ90を収容する収容室101を形成するとともに、収容室101を外部に開放又は外部と遮断するための開閉扉102を備えるハウジング100と、を備え、保護ガラスカートリッジ90は、開閉扉102を開いた状態で着脱される。これにより、ワーク加工時に発生する塵埃などの汚れが収容室101内に侵入することが防止され、集光レンズ52、保護ガラス91、保護ガラスカートリッジ90は勿論、収容室101内に収容されているこれらの周辺部が塵埃などで汚染されることがない。これにより、保護ガラスカートリッジ90の定期的な交換などのメンテナンス時に、周辺部から落下する塵埃などによって保護ガラスカートリッジ90が汚染される虞がなく、加工品質を維持することができる。   As described above, according to the laser beam machine processing head 40 of the present embodiment, the protective glass cartridge 90 that holds the protective glass 91 and the storage chamber 101 that stores the condenser lens 52 and the protective glass cartridge 90 are formed. And a housing 100 including an opening / closing door 102 for opening the storage chamber 101 to the outside or blocking the outside. The protective glass cartridge 90 is attached and detached with the opening / closing door 102 opened. Accordingly, dirt such as dust generated during workpiece processing is prevented from entering the storage chamber 101, and the condenser lens 52, the protective glass 91, and the protective glass cartridge 90 are, of course, stored in the storage chamber 101. These peripheral parts are not contaminated with dust or the like. Thereby, at the time of maintenance such as periodic replacement of the protective glass cartridge 90, there is no possibility that the protective glass cartridge 90 is contaminated by dust falling from the peripheral portion, and the processing quality can be maintained.

また、ハウジング100は、収容室101内に突出する上側及び下側固定筒105,106を備え、レンズホルダ80は上側及び下側固定筒105,106にそれぞれ摺動自在に外嵌する上側及び下側可動筒83,84を有するので、レンズホルダ80に設置された集光レンズ52は、収容室101内で、レーザ光出射方向に精度良く調整することができる。また、保護ガラスカートリッジ90は、下側固定筒106の収容室101内に突出した部分に、レーザ光出射方向と直交する方向に開口するように形成された凹部107に装着されるので、収容室101をコンパクトに設計することができる。   The housing 100 includes upper and lower fixed cylinders 105 and 106 protruding into the storage chamber 101, and the lens holder 80 is slidably fitted on the upper and lower fixed cylinders 105 and 106, respectively. Since the side movable cylinders 83 and 84 are provided, the condensing lens 52 installed in the lens holder 80 can be accurately adjusted in the laser beam emission direction in the accommodation chamber 101. Further, since the protective glass cartridge 90 is mounted in a concave portion 107 formed so as to open in a direction perpendicular to the laser beam emitting direction in a portion protruding into the storage chamber 101 of the lower fixed cylinder 106, the storage chamber 101 can be designed compactly.

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably.

10 レーザ加工機
40 加工ヘッド(レーザ加工機用加工ヘッド)
52 集光レンズ
80 レンズホルダ
82 レンズカートリッジ
83 上側可動筒
84 下側可動筒
85 中間可動筒
90 保護ガラスカートリッジ
91 保護ガラス
100 ハウジング
101 収容室
102 開閉扉
105 上側固定筒
106 下側固定筒
107 凹部
W ワーク
10 Laser processing machine 40 Processing head (processing head for laser processing machine)
52 Condensing lens 80 Lens holder 82 Lens cartridge 83 Upper movable cylinder 84 Lower movable cylinder 85 Intermediate movable cylinder 90 Protective glass cartridge 91 Protective glass 100 Housing 101 Storage chamber 102 Opening / closing door 105 Upper fixed cylinder 106 Lower fixed cylinder 107 Recess W work

Claims (1)

レーザ光を集束させる集光レンズと、該集光レンズのレーザ光出射方向下流側に配置され、前記集光レンズを保護する保護ガラスと、を備え、レーザ光をワークに照射して加工するレーザ加工機用加工ヘッドであって、
前記保護ガラスを保持する保護ガラスカートリッジと、
前記集光レンズ及び前記保護ガラスカートリッジを収容する収容室を形成するとともに、前記収容室を外部に開放又は外部と遮断するための開閉扉を備えるハウジングと、
を備え、
前記保護ガラスカートリッジは、前記開閉扉を開いた状態で着脱され
前記集光レンズは、レンズホルダに設置されて、前記レーザ光出射方向に調整可能に前記収容室内に収容され、
前記ハウジングは、前記収容室内に突出する、互いに同心の上側固定筒及び下側固定筒を備え、
前記レンズホルダは、前記ハウジングの前記上側固定筒及び前記下側固定筒に摺動自在にそれぞれ外嵌する上側可動筒及び下側可動筒を有し、
前記下側固定筒には、前記収容室内に突出した部分に、前記レーザ光出射方向と直交する方向に開口する凹部が形成され、
前記保護ガラスカートリッジは、前記凹部に着脱自在に装着されることを特徴とするレーザ加工機用加工ヘッド。
A laser that includes a condensing lens that focuses laser light, and a protective glass that is disposed downstream of the condensing lens in the laser light emission direction and protects the condensing lens, and that irradiates the workpiece with laser light and processes the laser A processing head for a processing machine,
A protective glass cartridge for holding the protective glass;
A housing including an opening / closing door for forming the storage chamber for storing the condensing lens and the protective glass cartridge, and for opening the storage chamber to the outside or blocking the outside from the outside,
With
The protective glass cartridge is attached and detached with the open / close door open ,
The condenser lens is installed in a lens holder, and is accommodated in the accommodation chamber so as to be adjustable in the laser beam emission direction.
The housing includes an upper fixed cylinder and a lower fixed cylinder that are concentric with each other and project into the storage chamber,
The lens holder has an upper movable cylinder and a lower movable cylinder that are slidably fitted to the upper fixed cylinder and the lower fixed cylinder of the housing, respectively.
In the lower fixed cylinder, a concave portion that opens in a direction perpendicular to the laser beam emission direction is formed in a portion protruding into the accommodation chamber,
The processing head for a laser beam machine , wherein the protective glass cartridge is detachably attached to the recess .
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