JPH0218956B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザビームにより工作物の加工を
行うレーザ加工装置、特に反射によりレーザビー
ムを所定方向に導くミラーの汚れを防止したレー
ザ加工装置に関する。

〔従来技術〕

レーザビームを用いて工作物のトリミング、穴
あけ、切断、溶接、表面処理等の加工を行うレー
ザ加工装置は、レーザトーチを種々の形状の工作
物の加工面と直角に向けるために、異なる旋回軸
線回りに回動可能に順次連結された複数の旋回部
材を備えており、各連結部にはレーザビームを各
部材内部を通つてレーザトーチに導くためのミラ
ーが設けられている。この種のレーザ加工装置に
は、各旋回部材を回動してレーザトーチの姿勢を
制御する連動軸を中空にして各旋回軸線と同軸に
設け、その内部をレーザビームの通路に利用して
加工ヘツドをコンパクトに構成したものがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

かかるレーザ加工装置においては、ミラーが設
けられる連結部の内部には各連動軸を連結する歯
車も設けられており、各歯車の噛合部から発生す
る摩耗粉がグリス等の潤滑剤と混合して飛散して
ミラーに付着する。このミラーは入射するレーザ
ビームを全て反射している場合は熱が発生するこ
とはないが、ミラーに摩耗粉やグリス等が付着し
てレーザビームが一部反射されなくなると吸収さ
れたレーザビームのエネルギによりミラーが加熱
され、時には破損するという問題がある。本発明
はこの種のレーザ加工装置において、連動装置の
歯車の噛合部より飛散する摩耗粉や潤滑剤等がミ
ラーに付着するのを防止して前記問題を解決した
ものである。

〔問題点を解決するための手段〕

このために、本発明によるレーザ加工装置は添
付図面の実施例に例示する如く、移送装置１０に
支持された支持部材２２と、第１軸像Ｏ２回りに
回動可能に前記支持部材２２に支持された中空な
第１旋回部材２４と、前記第１軸線Ｏ２と交差す
る第２軸線Ｏ３回りに回動可能に支持された第２
旋回部材２６と、前記第１及び第２軸線Ｏ２，Ｏ
３とそれぞれ同軸に設けられ各一端３０ａ，３１
ａが前記第１旋回部材２４の内側に臨む筒状の第
１及び第２連動軸３０，３１と、この第１及び第
２連動軸の前記各一端３０ａ，３１ａに設けられ
互いに噛合する第１及び第２傘歯車３５，３６
と、前記第２旋回部材２６に支持される前記両連
動軸３０，３１及び両傘歯車３５，３６により姿
勢が制御されるレーザトーチ２８と、前記第１旋
回部材２４の内側に設けられ前記第１連動軸３０
内を通して送り込まれたレーザビームＢを反射し
て前記第２連動軸３１内を通して前記レーザトー
チ２８に送り出すミラー４５を備えてなるレーザ
加工装置において、前記第１及び第２傘歯車３
５，３６にはそれぞれ同軸に第１及び第２環状部
材３７，３８を設け、この両環状部材の前記ミラ
ー４５側の縁部に同第１及び第２傘歯車３５，３
６の歯部の内側面３５ａ，３６ａに接近してそれ
ぞれ円錐台面状の遮蔽筒部３７ａ，３８ａを形成
すると共にこの両遮蔽筒部３７ａ，３８ａを前記
両傘歯車３５，３６の噛合部Ａ付近において重合
させたことを特徴とするものである。

〔作用〕

第２旋回部材２６に支持されたレーザトーチ２
８は、第１連動軸３０、互いに噛合する傘歯車３
５，３６及び第２連動軸３１により姿勢が制御さ
れ、第１連動軸３０内を通つて送り込まれたレー
ザビームＢはミラー４５により反射され、第２連
動軸３１内を通つてレーザトーチ２８に送り込ま
れて工作物を加工する。両傘歯車３５，３６の噛
合部Ａ付近のミラー４５側において両環状部材３
７，３８の遮蔽筒部３７ａ，３８ａは部分的に重
合し、この重合部は摩耗粉、潤滑剤等が歯合部Ａ
からミラー４５に向かつて飛散するのを遮蔽す
る。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明によれば、レーザトーチの
姿勢を制御する傘歯車の噛合部とミラーの間に両
遮蔽筒部が重合して位置するので噛合部から飛散
する摩耗粉、潤滑剤等がミラーに付着してその表
面を汚すことを防止することができる。従つてミ
ラー表面の汚れによりレーザビームのエネルギが
吸収されてミラーが加熱されることがなくなり、
このような加熱によりミラーの破損を防止するこ
とができる。

〔実施例〕

以下添付図面により実施例の説明をする。第２
図の全体正面図に示す如く、本実施例のレーザ加
工装置は、順次連結された３個の旋回部材２２，
２４，２６を介してレーザトーチ２８を支持する
昇降部材２０を有し、この昇降部材２０は移送装
置１０により水平面内における直交座標のＸ及び
Ｙ方向に移動可能に支持されている。

先ず移送装置１０の構成につき説明すれば、ベ
ツド１１上面の四隅に支柱１２が立設され、その
上端には一対の第１案内レール１３が平行に掛け
渡されている。第１案内レール１３上には第１直
動部１４がＸ方向移動可能に案内支持され、正逆
回転する第１サーボモータ１５により往復動が与
えられている。第１直動部１４上には第１案内レ
ール１３と直交する第２案内レール１６が設けら
れ、これに第２直動部１７がＹ方向移動可能に案
内支持されている。案内レール１６に沿つて軸支
された送りねじ１８には第２直線部１７に固定さ
れたナツト１７ａが螺合され、この送りねじ１８
は正逆回転する第２サーボモータ１９により回転
駆動されて第２直動部１７に往復動を与えるよう
になつている。本実施例においては、昇降部材２
０を介して支持部材２２を支持する移送装置１０
は、上述の如く直交座標系であるが、極座標系移
送装置を使用することも可能である。

第２直動部１７には鉛直なＺ方向に移動可能に
昇降部材２０が案内支持され、駆動装置（図示せ
ず）により上下動が与えられている。第１図に示
す如く、昇降部材２０の下端には鉛直軸線Ｏ１回
りに回動可能に支持部材２２が支持され、支持部
材２２には鉛直軸線Ｏ１と同一平面内にあつて直
交する第１軸線Ｏ２回りに回動可能に第１旋回部
材２４が支持され、第１旋回部材２４には第１軸
線Ｏ２と同一平面内にあつて直交する第２軸線Ｏ
３回りに回動可能に第２旋回部材２６が支持され
ている。第２旋回部材２６には第２軸線Ｏ３と同
一平面内にあつて直交する軸線を有するレーザト
ーチ２８が固定されている。

第１図に示す如く、第１旋回部材２４は中空で
あり、その一側（第１図において右側）にはフラ
ンジ板２４ａを介して第１軸線Ｏ２と同軸の中空
軸２５が固定され、この中空軸２５及び球軸受２
３を介して支持部材２２に軸支されている。中空
軸２５内には第１軸線Ｏ２と同軸に中空の第１連
動軸３０が設けられて球軸受３２により軸支さ
れ、第１旋回部材２４の内側に臨むその一端３０
ａには第１傘歯車３５が形成されている。第１旋
回部材２４の他側（第１図において下側）には第
２軸線Ｏ３と同軸に筒部材２４ｂが固定され、こ
の筒部材２４ｂ及び球軸受３３を介して、第２旋
回部材２６に固定された中空の第２連動軸３１が
第１旋回部材２４に軸支されている。第１旋回部
材２４の内側に臨む第２連動軸３１の一端３１ａ
には、第１傘歯車３５と噛合する第２傘歯車３６
が固定されている。以上の構成により、第１連動
軸３０が第１旋回部材２４に対し回動すれば、第
２旋回部材２６は第２連動軸３１と共に第１旋回
部材２４に対し回動することになる。なお、第１
連動軸３０は支持部材２２内に設けた一対の傘歯
車及び鉛直線軸Ｏ１と同軸の中空の連動軸（何れ
も図示せず）を介して駆動装置により回転駆動さ
れるものである。また、図示は省略したが以上と
同様の連動機構は、中空軸２５を介して第１旋回
部材２４を支持部材２２に対し回動するために、
また支持部材２２を昇降部材２０に対し回動する
ためにそれぞれ設けられている。

第１図に示す如く、第１旋回部材２４の内側に
は、ミラー支持装置４８を介して、第１及び第２
軸線Ｏ２，Ｏ３を含む平面と直交し、流軸線Ｏ
２，Ｏ３とそれぞれ45度傾斜するミラー４５が支
持されている。同様のミラー４４，４６は同一の
ミラー支持装置により支持部材２２及び第２旋回
部材２６内にも設けられている。レーザ発振器４
０により発振され、屈折反射機構４１を介して鉛
直軸線Ｏ１に沿つて送り込まれたレーザビームＢ
は、各部材２２，２４，２６の回動角度如何に拘
わらず、先ずミラー４４により反射されて第１連
動軸３０内を通り、次いでミラー４５により反射
されて第２連動軸３１内を通り、更にミラー４６
により反射されてレーザトーチ２８内に送り込ま
れ集束されて工作物Ｗに照射されてこれを加工す
るようになつている。

図示の実施例においては、本発明の主要部をな
す第１及び第２環状部材３７，３８は第１及び第
２傘歯車３５，３６の内周面に嵌合固定されてい
る。第１図に示す如く、第１環状部材３７は第１
傘歯車３５よりミラー４５側に円筒状に多少突出
し、その先端の縁部には第１傘歯車３５の歯部の
内側面３５ａより多少の隙間をおいて、円錐台面
状に広がる遮蔽筒部３７ａが形成されている。第
２環状部材３８は、第２傘歯車３６への嵌合部か
らミラー４５側の側面に沿つて半径方向に延びそ
の外周の縁部には第２傘歯車３６の歯部の内側面
３６ａに接近して円錐台面状に広がる遮蔽筒部３
８ａが形成されている。第２環状部材３８の遮蔽
筒部３８ａは、両傘歯車３５，３６の噛合部Ａ付
近において、第１環状部材３７の遮蔽筒部３７ａ
と第１傘歯車３５の歯部の内側面３５ａの間の隙
間内に位置しており、この部分において両遮蔽筒
部３７ａ，３８ａは互いに重合している。従つ
て、ミラー４５側より見た場合、噛合部Ａはこの
重合部の蔭となる。

本実施例のレーザ加工装置においては、各部材
２２，２４，２６はそれぞれ連動装置を介して制
御装置により回動され、レーザトーチ２８の姿勢
を制御する。この制御の一還として第１連動軸３
０が回動され、この回動は第１及び第２傘歯車３
５，３６を介して第２連動軸３１に伝動される。
この伝動により、両傘歯車３５，３６の噛合部Ａ
において摩耗粉が生じ、グリース等の潤滑剤と混
じて噛合部Ａより飛散する。しかしながら、噛合
部Ａとミラー４５の間には両環状部材３７，３８
の遮蔽筒部３７ａ，３８ａの重合部が位置してい
るので、噛合部Ａより飛散する摩耗粉及び潤滑剤
はこの重合部に遮られ、ミラー４５に付着してそ
の表面を汚すことはない。

上記実施例においては第１旋回部材２４内の傘
歯車３５，３６に環状部材３７，３８を設けてミ
ラー４５の汚れを防止しているが、支持部材２２
内の傘歯車にも同様の環状部材を設けてミラー４
４の汚れを防止することもできる。

また、両傘歯車３５，３６が鉄製の場合は、環
状部材３７，３８を強磁性体としてこれに帯磁さ
せれば、傘歯車３５，３６の摩耗により生じた鉄
粉を積極的に吸着するのでより確実にミラー４５
の汚れを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明によるレーザ加工装置の一実施例
を示し、第１図は一部を破断した要部の正面図、
第２図は全体正面図である。 符号の説明、１０……移送装置、２２……支持
部材、２４……第１旋回部材、２６……第２旋回
部材、２８……レーザトーチ、３０……第１連動
軸、３０ａ……一端、３１……第２連動軸、３１
ａ……一端、３５……第１傘歯車、３５ａ……歯
部の内側面、３６……第２傘歯車、３６ａ……歯
部の内側面、３７……第１環状部材、３７ａ……
遮蔽筒部、３８……第２環状部材、３８ａ……遮
蔽筒部、４５……ミラー、Ａ……噛合部、Ｂ……
レーザビーム、Ｏ２……第１軸線、Ｏ３……第２
軸線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 移送装置に支持された支持部材と、第１軸線
   回りに回動可能に前記支持部材に支持された中空
   な第１旋回部材と、前記第１軸線と交差する第２
   軸線回りに回動可能に支持された第２旋回部材
   と、前記第１及び第２軸線とそれぞれ同軸に設け
   られ各一端が前記第１旋回部材の内側に臨む筒状
   の第１及び第２連動軸と、この第１及び第２連動
   軸の前記各一端に設けられ互いに噛合する第１及
   び第２傘歯車と、前記第２旋回部材に支持され前
   記両連動軸及び両傘歯車により姿勢が制御される
   レーザトーチと、前記第１旋回部材の内側に設け
   られ前記第１連動軸内を通して送り込まれたレー
   ザビームを反射して前記第２連動軸内を通して前
   記レーザトーチに送り出すミラーを備えてなるレ
   ーザ加工装置において、前記第１及び第２傘歯車
   にはそれぞれ同軸に第１及び第２環状部材を設
   け、この両環状部材の前記ミラー側の縁部に同第
   １及び第２傘歯車の歯部の内側面に接近してそれ
   ぞれ円錐台面状の遮蔽筒部を形成すると共にこの
   両遮蔽筒部を前記両傘歯車の噛合部付近において
   重合させたことを特徴とするレーザ加工装置。