JP7223640B2 - laser welder - Google Patents

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Description

本発明は、金属製のワークに対して通常のレーザ溶接とウィービング溶接を選択して行うレーザ溶接機に関する。 The present invention relates to a laser welder that selectively performs normal laser welding and weaving welding on metal workpieces.

通常のレーザ溶接とウィービング溶接を選択して行うレーザ溶接機として、特許文献1に示すものがある。その先行技術は、ウィービング溶接を行うためのウィービング装置を備えており、ウィービング装置は、レーザ溶接機の加工ヘッドの一部を構成している。そして、先行技術に係るウィービング装置の構成等について簡単に説明すると、次の通りである。 Patent Document 1 discloses a laser welding machine that selectively performs normal laser welding and weaving welding. The prior art includes a weaving device for performing weaving welding, the weaving device forming part of the processing head of the laser welder. A brief description of the configuration of the weaving device according to the prior art is as follows.

ウィービング装置は、ウィービングハウジングを備えており、ウィービングハウジングの内部には、レーザ光の光路の一部が形成されている。ウィービングハウジングの内部には、揺動アームが設けられており、揺動アームは、その基端側の揺動軸心回りに揺動可能に構成されている。揺動アームの先端側には、環状の支持部が形成されている。ウィービングハウジングの外壁部には、揺動アームを回転させる揺動アクチュエータが設けられている。 The weaving device has a weaving housing, and a part of the optical path of the laser beam is formed inside the weaving housing. A swing arm is provided inside the weaving housing, and the swing arm is configured to be swingable about a swing axis on the base end side thereof. An annular support portion is formed on the tip side of the swing arm. A swing actuator for rotating the swing arm is provided on the outer wall of the weaving housing.

ウィービンハウジングの内部におけるレーザ光の光路上には、主動ギアが回転可能に設けられており、主動ギアは、揺動アームに対してレーザ光の光軸方向に位置をずらしている。ウィービングハウジングの外壁部には、主動ギアを回転させる回転アクチュエータが設けられている。また、揺動アームの支持部の内側には、筒状の従動回転体が回転可能に設けられており、従動回転体の外周部には、主動ギアに噛合した環状の従動ギアが形成されている。 A main drive gear is rotatably provided on the optical path of the laser light inside the weaving housing, and the position of the main drive gear is shifted with respect to the swing arm in the optical axis direction of the laser light. A rotary actuator for rotating the main gear is provided on the outer wall of the weaving housing. A cylindrical driven rotator is rotatably provided inside the support portion of the swing arm, and an annular driven gear meshing with the main driving gear is formed on the outer peripheral portion of the driven rotator. there is

従動回転体の内側には、レーザ光の光軸を偏心させる透過板としてのガラス板が一体的に設けられている。ガラス板は、揺動アームの揺動によって、レーザ光の光路上においてウィービング溶接を行うためのウィービング位置と、ウィービング位置から退避した退避位置との間で移動するように構成されている。 A glass plate as a transmission plate for decentering the optical axis of the laser light is integrally provided inside the driven rotating body. The glass plate is configured to move between a weaving position for weaving welding on the optical path of the laser beam and a retracted position retracted from the weaving position by the rocking motion of the rocking arm.

従って、揺動アクチュエータの駆動により揺動アームを揺動させることにより、ガラス板を退避位置からウィービング位置に移動させる。そして、回転アクチュエータの駆動により主動ギアを回転させることにより、従動回転体(従動ギア)を連動して回転させて、ガラス板を従動回転体と一体的に回転させる。これにより、レーザ光の光軸を偏心回転させて、溶接幅を拡大したウィービング溶接を行うことができる。 Therefore, by driving the swing actuator to swing the swing arm, the glass plate is moved from the retracted position to the weaving position. By rotating the main driving gear by driving the rotary actuator, the driven rotating body (driven gear) is rotated in conjunction with it, and the glass plate is rotated integrally with the driven rotating body. As a result, the optical axis of the laser beam can be eccentrically rotated to perform weaving welding with a wider welding width.

なお、本発明に関連する先行技術として特許文献1の他に、特許文献2に示すものがある。 In addition to Patent Document 1, Patent Document 2 discloses a prior art related to the present invention.

特開2015-58452号公報JP 2015-58452 A 特開2013-39593号公報JP 2013-39593 A

ところで、近年、レーザ溶接機の高出力化に伴い、従動回転体の回転速度が高速化する傾向にある。また、従動回転体の回転速度が高速化すると、主動ギアと従動ギアの間からの摩耗粉、従動回転体を支持するベアリングからのグリース(油)等が異物としてウィービングハウジングの内部空間に流入し易くなる。一方、ウィービングハウジングの内部空間に流入した摩耗粉等の異物がガラス板に付着すると、ウィービング溶接の不良を招くことになる。つまり、レーザ溶接機の高出力化を図りつつ、ウィービング溶接を安定的に行うことが困難であるという問題がある。 By the way, in recent years, the rotation speed of the driven rotor tends to increase as the output of the laser welding machine increases. In addition, when the rotational speed of the driven rotor increases, wear powder from between the main gear and the driven gear, grease (oil) from the bearing that supports the driven rotor, etc. flow into the internal space of the weaving housing as foreign matter. becomes easier. On the other hand, if foreign matter such as wear powder that flows into the inner space of the weaving housing adheres to the glass plate, defective weaving welding will be caused. In other words, there is a problem that it is difficult to stably perform weaving welding while increasing the output of the laser welding machine.

そこで、本発明は、前述の問題を解決するために、従動回転体の回転速度が高速化しても、ウィービングハウジングの内部空間への異物の流入を抑制できる、新規な構成からなるレーザ溶接機を提供することを目的とする。 Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a laser welder having a novel configuration that can suppress the inflow of foreign matter into the internal space of the weaving housing even if the rotational speed of the driven rotor is increased. intended to provide

本発明の実施態様に係るレーザ溶接機は、内部にレーザ光の光路の一部が形成されたウィービングハウジングと、前記ウィービングハウジングの内部に設けられ、基端側の揺動軸心回りに揺動可能に構成された揺動ケースと、前記揺動ケースを揺動させる揺動アクチュエータと、前記揺動ケースの基端側の内部に回転可能に設けられた主動ギアと、前記主動ギアを回転させる回転アクチュエータと、を備えている。本発明の実施態様に係るレーザ溶接機は、前記揺動ケースの先端側の内部に回転可能に設けられ、上部及び下部が前記揺動ケースの外側(前記ウィービングハウジングの内部空間側)に向かって開放され、外周部に前記主動ギアに噛合した環状の従動ギアが形成された筒状(環状)の従動回転体と、前記従動回転体の内側に設けられ、前記揺動ケースの揺動によって、レーザ光の光路上においてウィービング溶接を行うためのウィービング位置と、前記ウィービング位置から退避した退避位置との間で移動するように構成され、レーザ光の光軸を偏心させる透過板と、を備えている。 A laser welding machine according to an embodiment of the present invention includes a weaving housing in which a part of an optical path of a laser beam is formed, and a weaving housing provided inside the weaving housing that swings about a swing axis on the proximal end side. a rocking case configured to be able to rotate, a rocking actuator that rocks the rocking case, a main driving gear that is rotatably provided inside the base end side of the rocking case, and a main driving gear that rotates a rotary actuator; The laser welder according to the embodiment of the present invention is rotatably provided inside the tip side of the swing case, and the upper and lower parts face the outside of the swing case (the inner space side of the weaving housing). A cylindrical (annular) driven rotor that is open and has an annular driven gear that meshes with the main gear on its outer periphery; a transmission plate configured to move between a weaving position for performing weaving welding on the optical path of the laser beam and a retracted position retracted from the weaving position, and decentering the optical axis of the laser beam; there is

本発明の実施態様に係るレーザ溶接機は、前記揺動ケースの基端側の下部又は上部に設けられ、前記ウィービングハウジングの下部又は上部に回転可能に支持された中空状の第1サポート部材と、前記揺動ケースの基端側の上部又は下部に設けられ、前記第1サポート部材と同軸上に位置し、前記ウィービングハウジングの上部又は下部に回転可能に支持された中空状の第2サポート部材と、を備えてもよい。この場合に、前記揺動アクチュエータの出力軸が前記第1サポート部材に連結され、前記主動ギアの回転軸が前記揺動ケースの基端側に回転可能に支持されかつ前記第2サポート部材を同軸上に貫通し、前記回転アクチュエータの出力軸が前記回転軸に連結されてもよい。 A laser welding machine according to an embodiment of the present invention includes a hollow first support member provided at the bottom or top of the base end side of the swing case and rotatably supported at the bottom or top of the weaving housing. and a hollow second support member provided at the upper or lower portion of the base end side of the swing case, positioned coaxially with the first support member, and rotatably supported at the upper or lower portion of the weaving housing. and may be provided. In this case, the output shaft of the swing actuator is connected to the first support member, the rotary shaft of the main driving gear is rotatably supported on the base end side of the swing case, and the second support member is coaxially connected. An output shaft of the rotary actuator may be connected to the rotary shaft through the upper part.

本発明の実施態様では、前記従動回転体の上部側及び下部側に、前記ウィービングハウジングの内部空間側(前記揺動ケースの外側)への異物の流出を抑えるためのラビリンス構造がそれぞれ形成されてもよい。 In an embodiment of the present invention, labyrinth structures are formed on the upper side and the lower side of the driven rotating body, respectively, for suppressing the outflow of foreign matter to the inner space side of the weaving housing (the outside of the swing case). good too.

本発明の実施態様によると、前述のように、前記ウィービングハウジングの内部に前記揺動ケースが設けられている。前記揺動ケースの基端側の内部に前記主動ギアが回転可能に設けられている。前記揺動ケースの先端側の内部に筒状の前記従動回転体が回転可能に設けられ、前記従動回転体の外周部に前記主動ギアに噛合した環状の前記従動ギアが形成されている。そのため、前記主動ギア、及び前記従動ギアを含む前記従動回転体を前記揺動ケースによって前記ウィービングハウジングの内部空間から隔離することができる。これにより、前記従動回転体の回転速度が高速化しても、前記主動ギアと前記従動ギアの間からの摩耗粉、前記従動回転体を支持するベアリングからのグリース等が異物として前記ウィービングハウジングの内部空間に流入することを抑制できる。 According to an embodiment of the present invention, as described above, the swinging case is provided inside the weaving housing. The main drive gear is rotatably provided inside the base end side of the swing case. The cylindrical driven rotator is rotatably provided inside the tip side of the swing case, and the annular driven gear meshing with the main gear is formed on the outer peripheral portion of the driven rotator. Therefore, the main driving gear and the driven rotating body including the driven gear can be isolated from the internal space of the weaving housing by the swing case. As a result, even if the rotational speed of the driven rotor is increased, abrasion powder from between the main driving gear and the driven gear, grease from the bearing that supports the driven rotor, etc., may act as foreign matter inside the weaving housing. Inflow into the space can be suppressed.

本発明によれば、前記レーザ溶接機の高出力化を図りつつ、前記透過板への異物の付着を十分に防止して、ウィービング溶接を安定的に行うことができる。 According to the present invention, it is possible to stably perform weaving welding by sufficiently preventing foreign matter from adhering to the transmission plate while increasing the output of the laser welding machine.

図1は、本発明の実施形態に係る溶接ロボットの一部を示す図であり、図1の大部分は、断面図になっている。FIG. 1 is a diagram showing part of a welding robot according to an embodiment of the present invention, and most of FIG. 1 is a cross-sectional view. 図2は、本発明の実施形態に係るウィービング装置を含む加工ヘッドの部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a processing head including a weaving device according to an embodiment of the invention. 図3は、本発明の実施形態に係るウィービング装置の主要部の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the main part of the weaving device according to the embodiment of the present invention. 図4Aは、図2におけるIV-IV線に沿った断面図であり、ガラス板がウィービング位置に位置した状態を示している。FIG. 4A is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 2, showing a state in which the glass plate is positioned at the weaving position. 図4Bは、図2におけるIV-IV線に沿った断面図であり、ガラス板が退避位置に位置した状態を示している。FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 2, showing a state in which the glass plate is positioned at the retracted position. 図5は、図3における矢視部Vの拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of the arrowed portion V in FIG.

本発明の実施形態について図1から図5を参照して説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG.

なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「設けられる」とは、直接的に設けられることの他に、別部材を介して間接的に設けられることを含む意である。「加工ヘッドにおける上部、上側、上端、又は上面」とは、加工ヘッドのノズルを鉛直下方に向けた状態において、上部、上側、上端、又は上面であることをいう。「加工ヘッドにおける下部、下側、下端、又は下面」とは、加工ヘッドのノズルを鉛直下方に向けた状態において、下部、下側、下端、又は下面であることをいう。換言すれば、「加工ヘッドにおける上下方向の向き」は、加工ヘッドのノズルを鉛直下方に向けた状態を基準とする。図面中、「U」は上方向、「D」は下方向をそれぞれ指している。 In the specification and claims of the present application, the term "provided" includes not only direct provision but also indirect provision via another member. "Upper, upper, upper end, or upper surface of the processing head" refers to the upper, upper, upper end, or upper surface when the nozzle of the processing head is oriented vertically downward. "The lower part, the lower side, the lower end, or the lower surface of the processing head" means the lower part, the lower side, the lower end, or the lower surface when the nozzle of the processing head is oriented vertically downward. In other words, the “vertical orientation of the processing head” is based on the state in which the nozzle of the processing head faces vertically downward. In the drawings, "U" indicates an upward direction, and "D" indicates a downward direction.

図1に示すように、本発明の実施形態に係る溶接ロボット10は、金属製のワークWに対して通常のレーザ溶接とウィービング溶接を選択して行うレーザ溶接機である。溶接ロボット10は、多関節のロボットアーム12(一部のみ図示)を備えており、ロボットアーム12の先端部には、ワークWに対してレーザ光LBを照射する加工ヘッド14が連結具16を介して設けられている。また、溶接ロボット10の構成のうち加工ヘッド14を除く構成は、特許文献2に示すような公知の構成からなり、加工ヘッド14を除く構成の詳細の説明を省略する。 As shown in FIG. 1, a welding robot 10 according to an embodiment of the present invention is a laser welder that selectively performs ordinary laser welding and weaving welding on a metal workpiece W. As shown in FIG. The welding robot 10 includes an articulated robot arm 12 (only a portion of which is shown).At the tip of the robot arm 12, a processing head 14 for irradiating a workpiece W with a laser beam LB is connected to a connector 16. is provided through In addition, the configuration of the welding robot 10 excluding the processing head 14 is a known configuration as disclosed in Patent Document 2, and the detailed description of the configuration excluding the processing head 14 is omitted.

続いて、加工ヘッド14の全体的な構成について説明する。 Next, the overall configuration of the processing head 14 will be described.

図1及び図2に示すように、加工ヘッド14は、ロボットアーム12の先端部に連結具16を介して設けられた筒状の加工ヘッド本体18を備えている。加工ヘッド14は、加工ヘッド本体18の基端部(上端部)の近傍に配設された支持筒20を備えており、支持筒20には、伝送ファイバ22を保持するファイバホルダ24が設けられている。伝送ファイバ22は、レーザ光LBを発振するファイバレーザ発振器等のレーザ発振器(図示省略)に光学的に接続されている。換言すれば、加工ヘッド14は、伝送ファイバ22を介してレーザ発振器に光学的に接続されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the machining head 14 has a cylindrical machining head main body 18 which is provided at the tip of the robot arm 12 via a connector 16 . The processing head 14 includes a support cylinder 20 disposed near the base end (upper end) of the processing head body 18. The support cylinder 20 is provided with a fiber holder 24 for holding a transmission fiber 22. ing. The transmission fiber 22 is optically connected to a laser oscillator (not shown) such as a fiber laser oscillator that oscillates laser light LB. In other words, the processing head 14 is optically connected to the laser oscillator via the transmission fiber 22 .

加工ヘッド本体18の先端部(下端部)には、レーザ光LBを照射するためのノズル26が設けられている。加工ヘッド本体18内には、環状の上部レンズホルダ28が設けられている。上部レンズホルダ28の内側には、伝送ファイバ22から射出されたレーザ光LBをコリメートするコリメートレンズ30が設けられている。また、加工ヘッド本体18内における上部レンズホルダ28の下側には、下部レンズホルダ32が設けられている。下部レンズホルダ32の内側には、コリメートされたレーザ光LBをワークWに向かって集束させる集束レンズ34が設けられている。ここで、加工ヘッド14の内部における伝送ファイバ22の射出端からノズル26にかけて、レーザ光LBの光路が形成される。 A nozzle 26 for irradiating the laser beam LB is provided at the tip (lower end) of the processing head body 18 . An annular upper lens holder 28 is provided in the processing head body 18 . A collimating lens 30 for collimating the laser beam LB emitted from the transmission fiber 22 is provided inside the upper lens holder 28 . A lower lens holder 32 is provided below the upper lens holder 28 inside the processing head body 18 . Inside the lower lens holder 32, a converging lens 34 for converging the collimated laser beam LB toward the work W is provided. Here, an optical path of the laser beam LB is formed from the exit end of the transmission fiber 22 inside the processing head 14 to the nozzle 26 .

加工ヘッド14は、ワークWに対してウィービング溶接を行うためのウィービング装置36を備えている。ウィービング装置36は、加工ヘッド本体18と支持筒20との間に配設されている。 The processing head 14 is equipped with a weaving device 36 for weaving the workpiece W. As shown in FIG. The weaving device 36 is arranged between the processing head main body 18 and the support cylinder 20 .

続いて、加工ヘッド14の一部を構成するウィービング装置36の具体的な構成について説明する。 Next, a specific configuration of the weaving device 36 forming part of the processing head 14 will be described.

図2から図4Bに示すように、ウィービング装置36は、加工ヘッド本体18と支持筒20との間に配設されたウィービングハウジング38を備えている。ウィービングハウジング38は、加工ヘッド本体18と支持筒20を一体的に連結する。ウィービングハウジング38の上部には、上開口部38aが形成されており、ウィービングハウジング38の下部には、下開口部38bが上開口部38aに整合するように形成されている。ウィービングハウジング38の上開口部38aの周縁部は、支持筒20の一端部(下端部)に接合されている。ウィービングハウジング38の下開口部38bの周縁部は、加工ヘッド本体18の基端部(上端部)に接合されている。ウィービングハウジング38の内部には、上開口部38a及び下開口部38bによってレーザ光LBの光路の一部が形成される。 As shown in FIGS. 2 to 4B, the weaving device 36 includes a weaving housing 38 disposed between the processing head body 18 and the support tube 20. As shown in FIG. The weaving housing 38 integrally connects the processing head body 18 and the support tube 20 . An upper opening 38a is formed in the upper portion of the weaving housing 38, and a lower opening 38b is formed in the lower portion of the weaving housing 38 so as to align with the upper opening 38a. A peripheral edge of the upper opening 38 a of the weaving housing 38 is joined to one end (lower end) of the support tube 20 . A peripheral portion of the lower opening 38 b of the weaving housing 38 is joined to the base end (upper end) of the processing head body 18 . Inside the weaving housing 38, a part of the optical path of the laser beam LB is formed by the upper opening 38a and the lower opening 38b.

ウィービングハウジング38の内部には、密閉型の揺動ケース40が設けられており、揺動ケース40は、レーザ光LBの光軸に直交する方向に延びている。揺動ケース40の先端側の上部には、上開口部40aが形成されており、揺動ケース40の先端側の下部には、下開口部40bが上開口部40aに整合するように形成されている。 A closed swing case 40 is provided inside the weaving housing 38, and the swing case 40 extends in a direction perpendicular to the optical axis of the laser beam LB. An upper opening 40a is formed in the upper portion of the tip side of the swing case 40, and a lower opening portion 40b is formed in the lower portion of the tip side of the swing case 40 so as to be aligned with the upper opening portion 40a. ing.

揺動ケース40の基端側の下部には、中空状(スリーブ状)の第1サポート部材42の基端部が一体的に設けられており、第1サポート部材42の先端部は、ウィービングハウジング38の下部にベアリング44を介して回転可能に支持されている。揺動ケース40の基端側の上部には、中空状の第2サポート部材46の基端部が一体的に設けられており、第2サポート部材46は、第1サポート部材42と同軸上に位置している。第2サポート部材46の先端部は、ウィービングハウジング38の上部にベアリング48を介して回転可能に支持されている。換言すれば、揺動ケース40は、第1サポート部材42及び第2サポート部材46等によって揺動ケース40の基端側の揺動軸心回りに揺動可能に構成されている。そして、ウィービングハウジング38の外壁部の下部には、揺動ケース40を揺動させる揺動アクチュエータとして揺動モータ50が設けられている。揺動モータ50の出力軸52は、連結部材54によって第1サポート部材42に同軸上に一体的に連結されている。 A base end portion of a hollow (sleeve-shaped) first support member 42 is integrally provided at the bottom of the base end side of the swing case 40, and a tip end portion of the first support member 42 is a weaving housing. It is rotatably supported below 38 via bearings 44 . A base end portion of a hollow second support member 46 is integrally provided in the upper portion of the base end side of the swing case 40 , and the second support member 46 is coaxial with the first support member 42 . positioned. A distal end portion of the second support member 46 is rotatably supported on the upper portion of the weaving housing 38 via a bearing 48 . In other words, the swing case 40 is configured to be swingable about the swing axis on the base end side of the swing case 40 by the first support member 42, the second support member 46, and the like. A rocking motor 50 is provided as a rocking actuator for rocking the rocking case 40 at the lower part of the outer wall of the weaving housing 38 . An output shaft 52 of the swing motor 50 is coaxially and integrally connected to the first support member 42 by a connecting member 54 .

なお、第1サポート部材42の先端部がウィービングハウジング38の下部の代わりに上部に回転可能に支持され、かつ第2サポート部材46の先端部がウィービングハウジング38の上部の代わりに下部に回転可能に支持されるようにしてもよい。この場合には、第1サポート部材42の基端部がウィービングハウジング38の上部に回転可能に支持され、かつ第2サポート部材46の先端部がウィービングハウジング38の下部に回転可能に支持される。 In addition, the tip of the first support member 42 is rotatably supported at the upper portion of the weaving housing 38 instead of the lower portion, and the tip portion of the second support member 46 is rotatably supported at the lower portion of the weaving housing 38 instead of the upper portion. It may be supported. In this case, the proximal end of the first support member 42 is rotatably supported on the upper portion of the weaving housing 38 and the distal end of the second support member 46 is rotatably supported on the lower portion of the weaving housing 38 .

揺動ケース40の基端側の内部には、主動ギア56が回転可能に設けられている。主動ギア56の回転軸58は、揺動ケース40の基端側に複数のベアリング60を介して回転可能に支持されており、回転軸58は、第2サポート部材46を同軸上に貫通している。そして、ウィービングハウジング38の外壁部の上部には、主動ギア56を回転させる回転アクチュエータとして回転モータ62が設けられている。回転モータ62の出力軸64は、カップリング66によって回転軸58に同軸上に一体的に連結されている。 A main driving gear 56 is rotatably provided inside the rocking case 40 on the base end side. A rotating shaft 58 of the main driving gear 56 is rotatably supported on the base end side of the swing case 40 via a plurality of bearings 60, and the rotating shaft 58 coaxially passes through the second support member 46. there is A rotary motor 62 is provided on the upper portion of the outer wall of the weaving housing 38 as a rotary actuator for rotating the main driving gear 56 . An output shaft 64 of the rotary motor 62 is coaxially and integrally connected to the rotary shaft 58 by a coupling 66 .

揺動ケース40の先端側の内部には、筒状(環状)の従動回転体68が複数の接触ゴムシール形のベアリング70を介して回転可能に設けられている。従動回転体68の上部は、揺動ケース40の上開口部40aからウィービングハウジング38の内部空間IS側(揺動ケース40の外側)に向かって開放されている。従動回転体68の下部は、揺動ケース40の下開口部40bからウィービングハウジング38の内部空間IS側に向かって開放されている。また、従動回転体68の外周部には、主動ギア56に噛合した環状の従動ギア72が形成されており、従動回転体68は、主動ギア56の回転に連動して回転する。 A cylindrical (annular) driven rotor 68 is rotatably provided inside the swing case 40 on the tip end side via a plurality of contact rubber seal type bearings 70 . The upper portion of the driven rotating body 68 is open from the upper opening 40a of the swing case 40 toward the inner space IS side of the weaving housing 38 (outside the swing case 40). The lower part of the driven rotating body 68 is open from the lower opening 40b of the swing case 40 toward the inner space IS of the weaving housing 38 . An annular driven gear 72 meshing with the main drive gear 56 is formed on the outer periphery of the driven rotor 68 , and the driven rotor 68 rotates in conjunction with the rotation of the main drive gear 56 .

従動回転体68の内側には、筒状のガラスホルダ74が一体的に設けられている。ガラスホルダ74の内側には、レーザ光LBの光軸を偏心させる透過板としてのガラス板76がガラス押え78等を介して設けられている。換言すれば、従動回転体68の内側には、ガラス板76がガラスホルダ74等を介して一体的に設けられている。ガラス板76は、レーザ光LBの光軸に対して傾斜しており、従動回転体68と一体的に回転する。 A cylindrical glass holder 74 is integrally provided inside the driven rotating body 68 . Inside the glass holder 74, a glass plate 76 as a transmission plate for decentering the optical axis of the laser beam LB is provided via a glass retainer 78 and the like. In other words, the glass plate 76 is integrally provided inside the driven rotating body 68 via the glass holder 74 and the like. The glass plate 76 is inclined with respect to the optical axis of the laser beam LB and rotates together with the driven rotating body 68 .

なお、ガラス板76がレーザ光LBの光軸を偏心させる機能を有していれば、ガラス板76全体をレーザ光LBの光軸に対して傾斜させる代わりに、ガラス板76の上面又は下面をレーザ光LBの光軸に直交する方向に対して僅かに傾斜させてもよい。また、透過板としてガラス板76を用いる代わりに、例えば石英、フッ化カルシウム等の透過性材料からなる他の透過板を用いてもよい。 If the glass plate 76 has a function of decentering the optical axis of the laser beam LB, instead of tilting the entire glass plate 76 with respect to the optical axis of the laser beam LB, the upper surface or the lower surface of the glass plate 76 is tilted. You may incline slightly with respect to the direction orthogonal to the optical axis of the laser beam LB. Further, instead of using the glass plate 76 as the transmission plate, another transmission plate made of a transparent material such as quartz or calcium fluoride may be used.

ガラス板76は、揺動ケース40の揺動によって、レーザ光LBの光路上においてウィービング溶接を行うためのウィービング位置(図4Aに示す位置)と、ウィービング位置から退避した退避位置(図4Bに示す位置)との間で移動するように構成されている。ここで、揺動ケース40は、ガラス板76がウィービング位置に位置すると、ウィービングハウジング38の内部の適宜位置に設けた第1ストッパ部材(図示省略)に当接する。揺動ケース40は、ガラス板76が退避位置に位置すると、ウィービングハウジング38の内部の適宜位置に設けた第2ストッパ部材(図示省略)に当接する。 By swinging the swinging case 40, the glass plate 76 is moved to a weaving position (position shown in FIG. 4A) for performing weaving welding on the optical path of the laser beam LB, and a retracted position (shown in FIG. position). Here, when the glass plate 76 is positioned at the weaving position, the swinging case 40 abuts on a first stopper member (not shown) provided at an appropriate position inside the weaving housing 38 . When the glass plate 76 is at the retracted position, the rocking case 40 abuts on a second stopper member (not shown) provided at an appropriate position inside the weaving housing 38 .

図3及び図5に示すように、従動回転体68の上部には、環状の外フランジ80が形成されている。揺動ケース40の上開口部40aの周縁には、環状の内フランジ82が形成されており、内フランジ82は、外フランジ80の上側に微小な間隔を置いて重なっている。外フランジ80と内フランジ82との間には、ウィービングハウジング38の内部空間IS側(揺動ケース40の外側)へのグリース等の異物の流出を抑えるためのラビリンス構造84が形成されている。換言すれば、従動回転体68の上部側には、屈曲した通路であるラビリンス構造84が形成されている。 As shown in FIGS. 3 and 5, an annular outer flange 80 is formed on the upper portion of the driven rotor 68 . An annular inner flange 82 is formed around the upper opening 40a of the swing case 40, and the inner flange 82 overlaps the upper side of the outer flange 80 with a small gap therebetween. A labyrinth structure 84 is formed between the outer flange 80 and the inner flange 82 to prevent foreign matter such as grease from flowing into the inner space IS side of the weaving housing 38 (outside the swing case 40). In other words, a labyrinth structure 84 that is a curved passage is formed on the upper side of the driven rotor 68 .

同様に、従動回転体68の下部には、環状の外フランジ86が形成されている。揺動ケース40の下開口部40bの周縁には、環状の内フランジ88が形成されており、内フランジ88は、外フランジ86の下側に微小な間隔を置いて重なっている。外フランジ86と内フランジ88との間には、ウィービングハウジング38の内部空間IS側へのグリース等の異物の流出を抑えるためのラビリンス構造90が形成されている。換言すれば、従動回転体68の下部側には、屈曲した通路であるラビリンス構造90が形成されている。 Similarly, an annular outer flange 86 is formed on the lower portion of the driven rotor 68 . An annular inner flange 88 is formed around the lower opening 40b of the swing case 40, and the inner flange 88 overlaps the lower side of the outer flange 86 with a small gap therebetween. A labyrinth structure 90 is formed between the outer flange 86 and the inner flange 88 to prevent foreign substances such as grease from flowing into the inner space IS of the weaving housing 38 . In other words, a labyrinth structure 90 that is a curved passage is formed on the lower side of the driven rotor 68 .

図3に示すように、ウィービングハウジング38の上開口部38aの内側には、ガラス板76にパージエアを供給する環状のエア供給部材92が設けられている。 As shown in FIG. 3 , an annular air supply member 92 is provided inside the upper opening 38 a of the weaving housing 38 to supply purge air to the glass plate 76 .

続いて、本発明の実施形態の作用効果について説明する。 Next, the effects of the embodiment of the present invention will be described.

揺動モータ50の駆動により揺動ケース40を一方向へ揺動させることにより、ガラス板76を退避位置からウィービング位置に移動させる(図4A参照)。そして、回転モータ62の駆動により主動ギア56を回転させることにより、従動回転体68(従動ギア72)を連動して回転させ、ガラス板76を従動回転体68と一体的に回転させる。これにより、伝送ファイバ22から射出されたレーザ光LBの光軸を偏心回転させて、溶接幅を拡大したウィービング溶接を行うことができる。 By swinging the swing case 40 in one direction by driving the swing motor 50, the glass plate 76 is moved from the retracted position to the weaving position (see FIG. 4A). By rotating the main driving gear 56 by driving the rotary motor 62 , the driven rotating body 68 (driven gear 72 ) is interlocked and rotated, and the glass plate 76 is rotated integrally with the driven rotating body 68 . As a result, the optical axis of the laser beam LB emitted from the transmission fiber 22 can be eccentrically rotated to perform weaving welding with a wider welding width.

ウィービング溶接後に通常のレーザ溶接を行う場合には、揺動モータ50の駆動により揺動ケース40を他方向へ揺動させることにより、ガラス板76をウィービング位置から退避位置からウィービング位置に移動させる(図4B参照)。 When normal laser welding is performed after weaving welding, the rocking case 40 is rocked in the other direction by driving the rocking motor 50 to move the glass plate 76 from the weaving position to the weaving position ( See Figure 4B).

そして、本発明の実施形態によると、前述のように、ウィービングハウジング38の内部に密閉型の揺動ケース40が設けられ、揺動ケース40の基端側の内部に主動ギア56が回転可能に設けられている。揺動ケース40の先端側の内部に筒状の従動回転体68が回転可能に設けられ、従動回転体68の外周部に主動ギア56に噛合した環状の従動ギア72が形成されている。そのため、主動ギア56、従動ギア72を含む従動回転体68を揺動ケース40によってウィービングハウジング38の内部空間ISから隔離することができる。これにより、従動回転体68の回転速度が高速化しても、主動ギア56と従動ギア72の間からの摩耗粉、従動回転体68を支持する接触ゴムシール形のベアリング70からのグリース等が異物としてウィービングハウジング38の内部空間ISに流入することを抑制できる。特に、前述のように、従動回転体68が複数の接触ゴムシール形のベアリング70によって回転可能に支持され、従動回転体68の上部側及び下部側にそれぞれラビリンス構造84,90が形成されているため、従動回転体68の回転速度が高速化しても、ウィービングハウジング38の内部空間ISへの異物の流入を十分に抑制することができる。 According to the embodiment of the present invention, as described above, the closed swing case 40 is provided inside the weaving housing 38, and the main driving gear 56 is rotatable inside the base end side of the swing case 40. is provided. A cylindrical driven rotor 68 is rotatably provided inside the tip side of the swing case 40 , and an annular driven gear 72 meshing with the main drive gear 56 is formed on the outer periphery of the driven rotor 68 . Therefore, the driven rotating body 68 including the main driving gear 56 and the driven gear 72 can be isolated from the internal space IS of the weaving housing 38 by the swing case 40 . As a result, even if the rotational speed of the driven rotor 68 increases, abrasion powder from between the main gear 56 and the driven gear 72, grease from the contact rubber seal type bearing 70 that supports the driven rotor 68, etc. Inflow into the internal space IS of the weaving housing 38 can be suppressed. In particular, as described above, the driven rotor 68 is rotatably supported by a plurality of contact rubber seal type bearings 70, and the labyrinth structures 84 and 90 are formed on the upper and lower sides of the driven rotor 68, respectively. , even if the rotational speed of the driven rotor 68 increases, the inflow of foreign matter into the internal space IS of the weaving housing 38 can be sufficiently suppressed.

従って、本発明の実施形態によれば、レーザ溶接機の高出力化を図りつつ、ガラス板76への異物の付着を十分に防止して、ウィービング溶接を安定的に行うことができる。 Therefore, according to the embodiment of the present invention, it is possible to stably perform weaving welding by sufficiently preventing adhesion of foreign matter to the glass plate 76 while increasing the output of the laser welding machine.

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、例えば、ウィービング装置36において、コリメートされる前のレーザ光LBの光軸を偏心回転させているが、コリメートされたレーザ光LBの光軸を偏心回転させる等、その他、種々の態様で実施可能である。そして、本発明に包含される権利範囲は、前述の実施形態に限定されないものである。 The present invention is not limited to the description of the above embodiment. For example, the weaving device 36 eccentrically rotates the optical axis of the laser beam LB before being collimated. Other various modes such as eccentrically rotating the optical axis of the LB are possible. And the scope of rights included in the present invention is not limited to the above-described embodiments.

10 溶接ロボット(レーザ溶接機)
12 ロボットアーム
14 加工ヘッド
16 連結具
18 加工ヘッド本体
20 支持筒
22 伝送ファイバ
24 ファイバホルダ
26 ノズル
28 上部レンズホルダ
30 コリメートレンズ
32 下部レンズホルダ
34 集束レンズ
36 ウィービング装置
38 ウィービングハウジング
38a 上開口部
38b 下開口部
40 揺動ケース
40a 上開口部
40b 下開口部
42 第1サポート部材
44 ベアリング
46 第2サポート部材
48 ベアリング
50 揺動モータ(揺動アクチュエータ)
52 出力軸
54 連結部材
56 主動ギア
58 回転軸
60 ベアリング
62 回転モータ(回転アクチュエータ)
64 出力軸
66 カップリング
68 従動回転体
70 接触ゴムシール形のベアリング
72 従動ギア
74 ガラスホルダ
76 ガラス板(透過板)
78 ガラス押え
80 外フランジ
82 内フランジ
84 ラビリンス構造
86 外フランジ
88 内フランジ
90 ラビリンス構造
92 エア供給部材
IS 内部空間
LB レーザ光
W ワーク
10 Welding robot (laser welder)
12 robot arm 14 processing head 16 coupling tool 18 processing head body 20 support tube 22 transmission fiber 24 fiber holder 26 nozzle 28 upper lens holder 30 collimating lens 32 lower lens holder 34 focusing lens 36 weaving device 38 weaving housing 38a upper opening 38b lower Opening 40 Swing case 40a Upper opening 40b Lower opening 42 First support member 44 Bearing 46 Second support member 48 Bearing 50 Swing motor (swing actuator)
52 Output shaft 54 Connection member 56 Main driving gear 58 Rotating shaft 60 Bearing 62 Rotary motor (rotary actuator)
64 Output shaft 66 Coupling 68 Driven rotor 70 Contact rubber seal type bearing 72 Driven gear 74 Glass holder 76 Glass plate (Transmission plate)
78 Glass presser 80 Outer flange 82 Inner flange 84 Labyrinth structure 86 Outer flange 88 Inner flange 90 Labyrinth structure 92 Air supply member IS Internal space LB Laser beam W Work

Claims (4)

内部にレーザ光の光路の一部が形成されたウィービングハウジングと、
前記ウィービングハウジングの内部に設けられ、基端側の揺動軸心回りに揺動可能に構成された揺動ケースと、
前記揺動ケースを揺動させる揺動アクチュエータと、
前記揺動ケースの基端側の内部に回転可能に設けられた主動ギアと、
前記主動ギアを回転させる回転アクチュエータと、
前記揺動ケースの先端側の内部に回転可能に設けられ、上部及び下部が前記ウィービングハウジングの内部空間側に向かって開放され、外周部に前記主動ギアに噛合した環状の従動ギアが形成された筒状の従動回転体と、
前記従動回転体の内側に設けられ、前記揺動ケースの揺動によって、レーザ光の光路上においてウィービング溶接を行うためのウィービング位置と、前記ウィービング位置から退避した退避位置との間で移動するように構成され、レーザ光の光軸を偏心させる透過板と、を備えたことを特徴とするレーザ溶接機。
a weaving housing in which a part of the optical path of the laser light is formed;
a rocking case provided inside the weaving housing and configured to be rockable about a rocking axis on the base end side;
a swing actuator for swinging the swing case;
a main driving gear rotatably provided inside the base end side of the swing case;
a rotary actuator that rotates the main driving gear;
It is rotatably provided inside the front end side of the rocking case, the upper part and the lower part are opened toward the inner space side of the weaving housing, and the annular driven gear meshing with the main driving gear is formed on the outer peripheral part. a cylindrical driven rotating body;
Provided inside the driven rotating body, the swinging case moves between a weaving position for performing weaving welding on the optical path of the laser beam and a retracted position retracted from the weaving position. and a transmission plate configured to decenter the optical axis of the laser beam.
前記揺動ケースの基端側の下部又は上部に設けられ、前記ウィービングハウジングの下部又は上部に回転可能に支持された中空状の第1サポート部材と、
前記揺動ケースの基端側の上部又は下部に設けられ、前記第1サポート部材と同軸上に位置し、前記ウィービングハウジングの上部又は下部に回転可能に支持された中空状の第2サポート部材と、を備えたことを特徴とする請求項1に記載のレーザ溶接機。
a hollow first support member provided at the bottom or top of the base end side of the swing case and rotatably supported at the bottom or top of the weaving housing;
a hollow second support member provided at the upper or lower portion of the base end side of the swing case, positioned coaxially with the first support member, and rotatably supported at the upper or lower portion of the weaving housing; 2. The laser welder according to claim 1, comprising:
前記揺動アクチュエータの出力軸が前記第1サポート部材に連結され、
前記主動ギアの回転軸が前記揺動ケースの基端側に回転可能に支持されかつ前記第2サポート部材を同軸上に貫通し、
前記回転アクチュエータの出力軸が前記回転軸に連結されていることを特徴とする請求項2に記載のレーザ溶接機。
an output shaft of the swing actuator is connected to the first support member;
a rotating shaft of the main driving gear is rotatably supported on the base end side of the swing case and coaxially penetrates the second support member;
3. The laser welder according to claim 2, wherein an output shaft of said rotary actuator is connected to said rotating shaft.
前記従動回転体の上部側及び下部側に、前記ウィービングハウジングの内部空間側への異物の流出を抑えるためのラビリンス構造がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載のレーザ溶接機。 4. Labyrinth structures are formed on the upper side and the lower side of the driven rotating body respectively for suppressing the outflow of foreign matter to the inner space side of the weaving housing. The laser welder according to any one of 1.
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