JPH0255690A - 三次元レーザ加工機の安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は三次元レーザ加工機に関し、より詳しくは三次
元レーザ加工機の加工ヘッドが何等かの物体に当接した
際にそれを検出して該加工ヘッドが破損されるのを防止
する三次元レーザ加工機の安全装置に関する。

「従来の技術」 従来一般に、三次元レーザ加工機は、支持枠に回転自在
に軸支した中空状の第１回転体と、この第１回転体を回
転駆動する第１モータと、上記第１回転体に回転自在に
軸支した中空状の第２回転体と、この第２回転体を回転
駆動する第２モータと、上記第２回転体に設けたノズル
と、上記第１回転体に設けられ、その軸線上に放射され
たレーザ光線を上記第２回転体に案内する第１反射手段
と、上記第２回転体に設けられ、その軸線上に放射され
たレーザ光線を上記ノズルに向けて案内する第２反射手
段とを備え、該第２反射手段で反射されたレーザ光線を
上記ノズルから被加工物へ向けて照射するようにした多
関節型の加工ヘッドを備えている（特開昭５９−２１４
９１号公報）。

また従来、レーザ加工機の安全装置として、レーザ光線
を被加工物へ向けて照射するノズルを支持部材に揺動可
能に設けるとともに、そのノズルが支持部材に対して揺
動したことを検出する検出器を設け、上記ノズルが何等
かの物体に当接して揺動した際にそれを上記検出器で検
出するようにしたものが知られている（実開昭６２−１
０９８５号公報）。

したがって上記多関節型の加工ヘッドを備えた三次元レ
ーザ加工機に安全装置を組込む場合、上記第２回転体に
設けたノズルに、上記従来の構成の安全装置を組込むこ
とが考えられる。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながらそのようにした場合には、上記ノズル部分
が何等かの物体に当接した場合には問題はないが、特に
ティーチング作業時等に上記第２回転体や第１回転体が
何等かの物体に当接した場合には、それを検出すること
ができないという欠点があった。

「課題を解決するための手段」 本発明はそのような事情に鑑み、上述したような多関節
型の加工ヘッドを備えた三次元レーザ加工機において、
上記支持枠に揺動フレームを揺動可能に設けるとともに
、該揺動フレームに上記第１回転体を回転自在に軸支し
て、該揺動フレームで第１回転体、第２回転体、ノズル
、第１反射手段、第２反射手段、第１モータおよび第２
モータを一体的に支持させ、さらに上記揺動フレームを
通常は所定の非作動位置に保持する保持手段を設けると
ともに、該揺動フレームが上記非作動位置から揺動した
ことを検出する検出手段を設けるようにしたものである
。

「作用」 上記構成によれば、上記第１回転体や第２回転体等が何
等かの物体に当接した場合には、モミらが一体的に上記
揺動フレームを揺動させるようになるので、上記検出手
段によってそのことを直ちに検出することができる。そ
して上記第１回転体や第２回転体を回転駆動する第１モ
ータや第２千−夕をその揺動フレームに一体的に支持さ
せるようにしているので、揺動フレームを所定の非作動
位置に正確に保持できるようにしておけば、加工精度に
悪影習を及ぼすことがない。

「実施例」 以下図示実施例について本発明を説明すると、多関節型
の加工ヘッド１を支持する支持枠２は、図示しない昇降
機構と搬送機構とにより機枠に対して鉛直方向並びに水
平面内の左右方向に移動可能に設けである。そして図示
しない被加工物は加工テーブル上に載置されて、上記左
右方向と直交する水平面内の前後方向に移動されるよう
になっている。

上記支持枠２の底部には円板状の揺動フレーム３を揺動
可能に設けてあり、この揺動フレーム３に上記多関節型
の加工ヘッド１を取付けている。

そして上記揺動フレーム３は、通常は保持手段４によっ
て所定の非作動位置に保持するようにしている。

上記保持手段４は、上記揺動フレーム３の外周部等間隔
位置の３箇所に立設した位置決めボルト５（図面には１
つだけ表示）と、各位置決めボルト５に対応した位置で
上記支持枠２に取付けた概略横り字形のブラケット６と
を備えており、各ブラケット６に穿設した貫通孔内に各
位置決めボルト５を貫通させている。

そして、各位置決めボルト５に形成した下方が窄まった
テーバ部５ａを、上記各ブラケット６に穿設した貫通孔
の上部に形成した上方が開拡したテーパ部６ａに係合さ
せ、かつ揺動フレーム３とブラケット６間に弾装したば
ね７によりテーバ部５ａをテーパ部６ａに圧着させるこ
とにより、揺動フレーム３を所定の非作動位置に正確に
位置決めできるようにしている。

またこのとき、上記揺動フレーム３の下面外周縁を囲む
リング状ブラケット８を上記支持枠２に固定し、このブ
ラケット８の上面に上記揺動フレーム３の下面外周縁に
密着するゴムやスポンジ等のシール材９を設けることに
より、支持枠２内に塵埃が侵入することがないようにし
ている。

さらに、上記揺動フレーム３が上記非作動位置から揺動
したことを検出する検出手段ｌＯは、上記各ブラケット
６に取付けた反射型センサ１１と、上記各位置決めボル
ト５の上部に取付けて各反射型センサ１１の僅かに下方
位置に望ませた被検出片１２とを備えており、上記揺動
フレーム３が揺動していずれか１の被検出片１２が反射
型センサ１１の正面に位置した際に、それを反射型セン
サ１１で検出できるようにしている。

然して、上記多関節型の加工ヘッド１は基本的に従来公
知の構成を有するもので、上記揺動フレーム３に鉛直下
方に向けて回転自在に軸支した中空状の第１回転体１５
と、この第１回転体１５を回転駆動する第１モータ１６
とを備えており、上記第１回転体１５と第１モータ１６
とは、それぞわに設けたギヤ１７．１８を介して相互に
連動させている。また上記第１モータ１６は、上記揺動
フレーム３にブラケット１９を介して取付けている。

また、上記第１回転体１５の下端部には、第１回転体１
５の軸方向と直交させて中空状の第２回転体２０を回転
自在に軸支してあり、この第２回転体２０に、レーザ光
線りを図示しない被加工物へ向けて照射するノズル２１
をその第２回転体２０の軸方向と直交させて一体に取付
けている。

そして上記第１回転体１５の内部に中空状の駆動軸２２
を回転自在に軸支し、この駆動軸２２の上端部に設けた
ギヤ２３を上記揺動フレーム３にブラケット２４を介し
て取付けた第２モータ２５のギヤ２６に噛合させるとと
もに、該駆動軸２２の下端部に設けたベベルギヤ２７を
上記第２回転体２０に取付けたベベルギヤ２８に噛合さ
せて、第２回転体２０と第２モータ２５とを連動させて
いる。

さらに、上記第１回転体１５に、その軸線上で鉛直下方
に向けて放射されたレーザ光線りを上記第２回転体２０
の軸線上に反射させる第１反射手段３１を設けるととも
に、上記第２回転体２０に、第１反射手段３１によって
反射されてその軸線上に放射されたレーザ光線りをこれ
と直交する上記ノズル２１の軸線上に反射させる第２反
射手段３２を設けている。

なお、上記ノズル２１にアシストガスの導入用導管３３
を接続するとともに、その内部に図示しない集光レンズ
を設けている。

以上の構成において、第１回転体１５の軸線上で鉛直下
方に向けて放射されたレーザ光、１ｌｌＬは、第１回転
体１５に設けた第１反射手段３１によって第２回転体２
０の軸線上に反射され、さらに第２回転体２０に設けた
第２反射手段３２によってノズル２１の軸線上に反射さ
れ、該ノズル２１から図示しない被加工物に照射されて
所定のレーザ加工が施される。

そして上記第１モータ１６を起動して上記第１回転体１
５およびこれに固定した第１反射手段３１を正逆方向に
回転させることにより、上記ノズル２１を第１回転体１
５の軸線を中心とした鉛直軸の周囲に回転移動させるこ
とができ、他方、第２モータ２５を起動して上記第２回
転体２０およびこれに固定した第２反射手段３２を正逆
方向に回転させることにより、上記ノズル２１を第２回
転体２０の軸線を中心とした水平軸の周囲に回転移動さ
せることができる。

また、レーザ加工或いはティーチングの最中に、上記ノ
ズル２１或いは第２回転体２０等が何等かの物体に当接
した場合には、それらが一体的に上記揺動フレーム３を
揺動させるようになるので、上記検出手段ＩＯによって
そのことを直ちに検出することができる。したがって、
上記ノズル２１が何等かの物体に衝突した際にそれを検
出できるようにした従来装置に比較して、第２回転体２
０や第１回転体１５が何等かの物体に衝突したことをも
検出できるので、安全性を向上させることができる。

さらに、上記物体を除去し、或いはそれと衝突しない位
置に加工ヘッド１を移動させれば、上記ばね７により各
位置決めボルト５に形成したテーバ部５ａが各ブラケッ
ト６に形成したテーバ部６ａに圧着されるので、上記揺
動フレーム３を正確に所定の非作動位置に復帰させるこ
とができる。

そして上記第１回転体１５や第２回転体２０を回転駆動
する第１モータ１６や第２モータ２５を上記揺動フレー
ム３に設けているので、揺動フレーム３を所定の非作動
位置に正確に保持できるように考慮するだけで、高精度
な加工精度を常に確保することが可能となる。

なお、上記実施例では、ノズル２１を第２回転体２０に
一体に連結しているがこれに限定されるものではなく、
ノズル２１と第２回転体２０との間に第３モータによっ
て回転される第３回転体を備えていてもよい。

「発明の効果」 以上のように、本発明によれば、ノズル部分だけではな
く、上記第１回転体や第２回転体等が何等かの物体に当
接した場合であってもそのことを検出手段によって直ち
に検出することができるので、従来に比較して安全性を
向上させることができ、しかも当該安全装置を組込んで
も高精度な加工精度を確保することが容易であるという
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示す断面図である。 １・・・加工ヘッド　　　２・−支持枠３・・・揺動フ
レーム　　４−保持手段５・・・位置決めボルト　５ａ
、６ａ−テーバ部６・・・ブラケット　　　ｌ　Ｏ−・
・検出手段１１−・・反射型センサ　　１２・−被検出
片１５・・・第１回転体　　　１６・−第１モータ２０
−・・第２回転体　　　２１−ノズル２２−・・駆動軸
　　　　　２５−・・第２モータ３１・−第１反射手段
　　３２−・・第２反射手段Ｌ・・・レーザ光線

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 支持枠に回転自在に軸支した中空状の第１回転体と、こ
   の第１回転体を回転駆動する第１モータと、上記第１回
   転体に回転自在に軸支した中空状の第２回転体と、この
   第２回転体を回転駆動する第２モータと、上記第２回転
   体よりも先端部側に設けたノズルと、上記第１回転体に
   設けられ、その軸線上に放射されたレーザ光線を上記第
   ２回転体に案内する第１反射手段と、上記第２回転体に
   設けられ、その軸線上に放射されたレーザ光線を上記ノ
   ズルに向けて案内する第２反射手段とを備え、該第２反
   射手段で反射されたレーザ光線を上記ノズルから被加工
   物へ向けて照射する三次元レーザ加工機において、 上記支持枠に揺動フレームを揺動可能に設けるとともに
   、該揺動フレームに上記第１回転体を回転自在に軸支し
   て、該揺動フレームで第１回転体、第２回転体、ノズル
   、第１反射手段、第２反射手段、第１モータおよび第２
   モータを一体的に支持させ、さらに上記揺動フレームを
   通常は所定の非作動位置に保持する保持手段を設けると
   ともに、該揺動フレームが上記非作動位置から揺動した
   ことを検出する検出手段を設けたことを特徴とする三次
   元レーザ加工機の安全装置。