JPH03110094A - レーザロボット用溶接ヘッド - Google Patents
レーザロボット用溶接ヘッドInfo
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- JPH03110094A JPH03110094A JP1247489A JP24748989A JPH03110094A JP H03110094 A JPH03110094 A JP H03110094A JP 1247489 A JP1247489 A JP 1247489A JP 24748989 A JP24748989 A JP 24748989A JP H03110094 A JPH03110094 A JP H03110094A
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- welding head
- welding
- shielding gas
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- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000428 dust Substances 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
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- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
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。
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〕
本発明はレーザ溶接を行うロボットのアーム先端部に装
着されるレーザロボット用溶接ヘッドに関し、特に加工
性能が良く、集光光学部品が汚染されないレーザロボッ
ト用溶接ヘッドに関する。
着されるレーザロボット用溶接ヘッドに関し、特に加工
性能が良く、集光光学部品が汚染されないレーザロボッ
ト用溶接ヘッドに関する。
〔従来の技術］
高出力の炭酸ガスレーザ発振器と多関節ロボットを組み
合わせて溶接加工を行うレーザロボットが実用化されて
いる。レーザ溶接を行うためにはレーザ照射部にシール
ドガスを大量に高速で噴射して溶融部を次々とワーク内
に押し込んでいく処理が必要であり、この種のレーザロ
ボットのヘッドには第５図（ａ）のヘッド１１のように
、ノズル径ｄ１を従来の切断用のヘッドに比較してより
大きくした溶接用ヘッドが使用される。
合わせて溶接加工を行うレーザロボットが実用化されて
いる。レーザ溶接を行うためにはレーザ照射部にシール
ドガスを大量に高速で噴射して溶融部を次々とワーク内
に押し込んでいく処理が必要であり、この種のレーザロ
ボットのヘッドには第５図（ａ）のヘッド１１のように
、ノズル径ｄ１を従来の切断用のヘッドに比較してより
大きくした溶接用ヘッドが使用される。
また、第５図（ｂ）のヘッド１２のように、ノズル径は
切断用ヘッドと同様の径とし、ヘッドの外部に所定の角
度でパイプ７０ａ及び７０ｂを固定して、これらのパイ
プからシールドガスを噴射させるようにしたものもある
。
切断用ヘッドと同様の径とし、ヘッドの外部に所定の角
度でパイプ７０ａ及び７０ｂを固定して、これらのパイ
プからシールドガスを噴射させるようにしたものもある
。
しかし、ヘッド１１では溶接加工によって発生する粉塵
やスパッタ（飛散溶融粉末）がワーク６０側からヘッド
内に逆流し易く、これらによって前段の集光鏡が汚染さ
れる危険がある。
やスパッタ（飛散溶融粉末）がワーク６０側からヘッド
内に逆流し易く、これらによって前段の集光鏡が汚染さ
れる危険がある。
また、ヘッド１２ではシールドガスの噴射角度が固定さ
れているので、レーザ光の像点６２を溶接箇所に合わせ
た場合に、ワーク６０の厚さによってはシールドガスが
ワーク表面のレーザスポット位置６１に向けて正確に噴
射されず、このために加工性能が低下することがあった
。これをパイプの曲げによって調整しようとしても再現
性に問題があった。
れているので、レーザ光の像点６２を溶接箇所に合わせ
た場合に、ワーク６０の厚さによってはシールドガスが
ワーク表面のレーザスポット位置６１に向けて正確に噴
射されず、このために加工性能が低下することがあった
。これをパイプの曲げによって調整しようとしても再現
性に問題があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、加
工性能を向上させたレーザロボット用溶接ヘッドを提供
することを目的とする。
工性能を向上させたレーザロボット用溶接ヘッドを提供
することを目的とする。
また、本発明の他の目的は集光光学部品がスパッタ等に
よって汚染されないレーザロボット用溶接ヘッドを提供
することである。
よって汚染されないレーザロボット用溶接ヘッドを提供
することである。
本発明では上記課題を解決するために、レーザ溶接を行
うロボットのアーム先端部に装着されるレーザロボット
用溶接ヘッドにおいて、溶接ヘッド本体から取り外して
他のノズルチップと交換可能に構成され、側壁内にレー
ザ光軸と所定の角度をなすシールドガス噴射用の貫通孔
を設けたノズルチップを具備したことを特徴とするレー
ザロボット用溶接ヘッドが提供され、また、 レーザ溶接を行うロボットのアーム先端部に装着される
レーザロボット用溶接ヘッドにおいて、内部の空間をレ
ーザ光の入射側と出射側とに二分するエアカーテンを設
けたことを特徴とするレーザロボット用溶接ヘッドが提
供される。
うロボットのアーム先端部に装着されるレーザロボット
用溶接ヘッドにおいて、溶接ヘッド本体から取り外して
他のノズルチップと交換可能に構成され、側壁内にレー
ザ光軸と所定の角度をなすシールドガス噴射用の貫通孔
を設けたノズルチップを具備したことを特徴とするレー
ザロボット用溶接ヘッドが提供され、また、 レーザ溶接を行うロボットのアーム先端部に装着される
レーザロボット用溶接ヘッドにおいて、内部の空間をレ
ーザ光の入射側と出射側とに二分するエアカーテンを設
けたことを特徴とするレーザロボット用溶接ヘッドが提
供される。
シールドガスはノズルチップの側壁内の貫通孔を通って
噴射される。この噴射角度はノズルチップを交換するこ
とによって変更可能であり、溶接条件や集光鏡の焦点距
離の変化に容易に対処できる。
噴射される。この噴射角度はノズルチップを交換するこ
とによって変更可能であり、溶接条件や集光鏡の焦点距
離の変化に容易に対処できる。
また、シールドガスの一部はスリットから噴出してヘッ
ド内でエアカーテンを発生する。このエアカーテンによ
って外部と集光鏡側の空間が遮断され、溶接加工によっ
て発生する粉塵やスパッタから集光鏡が保護される。
ド内でエアカーテンを発生する。このエアカーテンによ
って外部と集光鏡側の空間が遮断され、溶接加工によっ
て発生する粉塵やスパッタから集光鏡が保護される。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の一実施例のレーザロボット用溶接ヘッ
ドの構成図である。図において、溶接ヘッド１はヘッド
本体１００とノズルチップ２００から構成され、ヘッド
本体１００は例えばボルト２によってレーザロボットの
アーム３の先端に取りつけられる。ヘッド本体１００側
とノズルチップ２００側にはそれぞれ雌ネジ１０１及び
雄ネジ２０１が設けられており、これらによってノズル
チップ２００がヘッド本体１００に締結される。
ドの構成図である。図において、溶接ヘッド１はヘッド
本体１００とノズルチップ２００から構成され、ヘッド
本体１００は例えばボルト２によってレーザロボットの
アーム３の先端に取りつけられる。ヘッド本体１００側
とノズルチップ２００側にはそれぞれ雌ネジ１０１及び
雄ネジ２０１が設けられており、これらによってノズル
チップ２００がヘッド本体１００に締結される。
ノズルチップ２００の先端からレーザ光４の像点位置５
２までの距離は従来よりも長く、例えば６〜７ｍｍに設
定される。
２までの距離は従来よりも長く、例えば６〜７ｍｍに設
定される。
ノズルチップ２００の構成について第２図を同時に参照
して説明する。第２図はノズルチップ２００の平面図で
あり、本体側に接する面上にレーザ光４の光軸４１の位
置を中心として所定の半径で溝２０２が設けられており
、ノズルチップ２００が本体１００に締結されることに
より本体１００との間でシールドガスの供給口１０２に
連結したリング状の小室１１０が構成される。また、溝
２０２の中から下面まで側壁内に貫通孔２０３ａ〜２０
３ｄがあけられている。これら貫通孔のレーザ光軸４１
となす角度αは例えば２０°であり、シールドガスは全
てワーク５０表面上のレーザ光スポット位置５１に向け
て噴射される。なお、このノズルチップとは別に、角度
αをそれぞれ２５．３０°及び３５°としたノズルチッ
プも用意されており、溶接条件に応じて最適なものが選
択される。ノズルチップの交換はネジ１０１．１０２の
締結作業だけであり、容易に行うことができる。
して説明する。第２図はノズルチップ２００の平面図で
あり、本体側に接する面上にレーザ光４の光軸４１の位
置を中心として所定の半径で溝２０２が設けられており
、ノズルチップ２００が本体１００に締結されることに
より本体１００との間でシールドガスの供給口１０２に
連結したリング状の小室１１０が構成される。また、溝
２０２の中から下面まで側壁内に貫通孔２０３ａ〜２０
３ｄがあけられている。これら貫通孔のレーザ光軸４１
となす角度αは例えば２０°であり、シールドガスは全
てワーク５０表面上のレーザ光スポット位置５１に向け
て噴射される。なお、このノズルチップとは別に、角度
αをそれぞれ２５．３０°及び３５°としたノズルチッ
プも用意されており、溶接条件に応じて最適なものが選
択される。ノズルチップの交換はネジ１０１．１０２の
締結作業だけであり、容易に行うことができる。
次に、スリット１５０部分の構成について第１図及び第
３図（ａ）、（ｂ）を同時に参照して説明する。第３図
（ａ）はスリット１５０を構成する部材の下面図、第３
図（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。円板状の部材１５
１の中心部にはレーザ光の通過穴１５１ａが設けられて
いる。部材１５２にはシールドガスの供給口１０３と、
この供給口から扇状に広がる僅かな凹み１５２ａが設け
られている。この部材１５２がポル）１５３ａ〜１５３
ｄによって部材１５１と重ね合わせられてスリット１５
０が構成され、供給口１０３から供給されたシールドガ
スはスリット１５０から高速で噴出してエアカーテン１
６０が発生する。
３図（ａ）、（ｂ）を同時に参照して説明する。第３図
（ａ）はスリット１５０を構成する部材の下面図、第３
図（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。円板状の部材１５
１の中心部にはレーザ光の通過穴１５１ａが設けられて
いる。部材１５２にはシールドガスの供給口１０３と、
この供給口から扇状に広がる僅かな凹み１５２ａが設け
られている。この部材１５２がポル）１５３ａ〜１５３
ｄによって部材１５１と重ね合わせられてスリット１５
０が構成され、供給口１０３から供給されたシールドガ
スはスリット１５０から高速で噴出してエアカーテン１
６０が発生する。
第４図は第１図のＢ矢視図である。図において、ヘッド
本体１００にはスリット１５０に対向した位置に開口部
１０４があけられており、この開口部がエアカーテン１
６０の出口となっている。
本体１００にはスリット１５０に対向した位置に開口部
１０４があけられており、この開口部がエアカーテン１
６０の出口となっている。
さて、第１図に戻って説明すると、レーザ光４はアーム
３の先端の凹面鏡３１によって方向を変えられると共に
集光され、溶接ヘッド４を介して点５２に結像するよう
に照射される。
３の先端の凹面鏡３１によって方向を変えられると共に
集光され、溶接ヘッド４を介して点５２に結像するよう
に照射される。
一方、シールドガスはレーザ光４の照射に同期して、所
定の圧力で供給口１０２及び１０３に導入される。供給
口１０２に導入されたシールドガスは小室１１０内に入
り、ここから貫通孔２０３ａ〜２０３ｄを通ってワーク
表面上のレーザ光スポット位置５１に向けて噴射される
。なお、凹面鏡３１の焦点距離が変化した場合、あるい
は異なる厚さのワークを溶接する場合には、それに応じ
て角度αの異なる別のノズルチップに交換されることに
よって、シールドガスの噴射位置はワーク表面上に維持
される。
定の圧力で供給口１０２及び１０３に導入される。供給
口１０２に導入されたシールドガスは小室１１０内に入
り、ここから貫通孔２０３ａ〜２０３ｄを通ってワーク
表面上のレーザ光スポット位置５１に向けて噴射される
。なお、凹面鏡３１の焦点距離が変化した場合、あるい
は異なる厚さのワークを溶接する場合には、それに応じ
て角度αの異なる別のノズルチップに交換されることに
よって、シールドガスの噴射位置はワーク表面上に維持
される。
また、供給口１０３に導入されたシールドガスはスリッ
ト１５０によりレーザ光軸４を横切るエアカーテン１６
０となって開口部１０４から外部に排出される。そして
、このときワーク表面よりヘッド本体１００内に逆流し
てきた粉塵やスパッタもシールドガスと共に外部に排出
され、凹面鏡３１に付着することはない。
ト１５０によりレーザ光軸４を横切るエアカーテン１６
０となって開口部１０４から外部に排出される。そして
、このときワーク表面よりヘッド本体１００内に逆流し
てきた粉塵やスパッタもシールドガスと共に外部に排出
され、凹面鏡３１に付着することはない。
なお、上記の説明ではノズルチップの貫通孔を４個とし
たが、この個数は適宜増減できる。また、貫通孔の角度
も溶接条件に合わせて本実施例以外の値にしても良い。
たが、この個数は適宜増減できる。また、貫通孔の角度
も溶接条件に合わせて本実施例以外の値にしても良い。
さらに、エアカーテンの媒質にはシールドガス以外のも
のを使用しても良い。
のを使用しても良い。
以上説明したように本発明では、シールドガスをノズル
チップの側壁内の貫通孔を通して噴射させるので、ノズ
ルチップの交換によって噴射角度を容易に変更すること
ができ、溶接条件の変化に柔軟に対応できる。また、噴
射角度は正確に設定されるので加工性能が向上する。
チップの側壁内の貫通孔を通して噴射させるので、ノズ
ルチップの交換によって噴射角度を容易に変更すること
ができ、溶接条件の変化に柔軟に対応できる。また、噴
射角度は正確に設定されるので加工性能が向上する。
また、ヘッド内に外部と集光鏡側の空間とを遮断するエ
アカーテンを設けたので、溶接加工によって発生する粉
塵やスパッタから集光鏡が保護される。
アカーテンを設けたので、溶接加工によって発生する粉
塵やスパッタから集光鏡が保護される。
第１図は本発明の一実施例のレーザロボット用溶接ヘッ
ドの構成図、 第２図は本発明の一実施例におけるノズルチップの平面
図、 第３図（ａ）は本発明の一実施例におけるスリット構成
部材の下面図、 第３図（ｂ）は第３図（ａ）のＡ−Ａ断面図、第４図は
第１図のＢ矢視図、 第５図（ａ）、（ｂ）は従来のレーザロボット用溶接ヘ
ッドの構成図である。 ００ ０２．１０３ ５０ ６０ ００ ・ °溶接へラド ーアーム ー−−・レーザ光 −ヘッド本体 ・・−供給口 ・ ・・スリット 一エアカーテン ・−・・−ノズルチップ ２０３ａ〜２０３ｄ 貫通孔
ドの構成図、 第２図は本発明の一実施例におけるノズルチップの平面
図、 第３図（ａ）は本発明の一実施例におけるスリット構成
部材の下面図、 第３図（ｂ）は第３図（ａ）のＡ−Ａ断面図、第４図は
第１図のＢ矢視図、 第５図（ａ）、（ｂ）は従来のレーザロボット用溶接ヘ
ッドの構成図である。 ００ ０２．１０３ ５０ ６０ ００ ・ °溶接へラド ーアーム ー−−・レーザ光 −ヘッド本体 ・・−供給口 ・ ・・スリット 一エアカーテン ・−・・−ノズルチップ ２０３ａ〜２０３ｄ 貫通孔
Claims (6)
- （１）レーザ溶接を行うロボットのアーム先端部に装着
されるレーザロボット用溶接ヘッドにおいて、 溶接ヘッド本体から取り外して他のノズルチップと交換
可能に構成され、側壁内にレーザ光軸と所定の角度をな
すシールドガス噴射用の貫通孔を設けたノズルチップを
具備したことを特徴とするレーザロボット用溶接ヘッド
。 - （２）前記他のノズルチップには前記所定の角度と異な
る角度の貫通孔が設けられていることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のレーザロボット用溶接ヘッド。 - （３）前記貫通孔は複数設けられ、各貫通孔からのシー
ルドガスがレーザ光軸上の一点に向けて噴射されるよう
に前記角度を設定したことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のレーザロボット用溶接ヘッド。 - （４）前記各貫通孔からのシールドガスがワーク表面上
のレーザ光スポット位置に向けて噴射されるように前記
角度を設定したことを特徴とする特許請求の範囲第３項
記載のレーザロボット用溶接ヘッド。 - （５）レーザ溶接を行うロボットのアーム先端部に装着
されるレーザロボット用溶接ヘッドにおいて、 内部の空間をレーザ光の入射側と出射側とに二分するエ
アカーテンを設けたことを特徴とするレーザロボット用
溶接ヘッド。 - （６）前記エアカーテンの媒質にはシールドガスを用い
ることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載のレーザ
ロボット用溶接ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1247489A JPH03110094A (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | レーザロボット用溶接ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1247489A JPH03110094A (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | レーザロボット用溶接ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03110094A true JPH03110094A (ja) | 1991-05-10 |
Family
ID=17164228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1247489A Pending JPH03110094A (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | レーザロボット用溶接ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03110094A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0679489A (ja) * | 1992-08-31 | 1994-03-22 | Mazda Motor Corp | レーザ加工用トーチ |
| JPH07314169A (ja) * | 1994-05-30 | 1995-12-05 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | レーザ加工方法およびレーザ加工用ヘッド |
| US7505504B2 (en) | 2004-10-07 | 2009-03-17 | Sango Co., Ltd. | Laser processing device |
| JP2010035956A (ja) * | 2008-08-08 | 2010-02-18 | Dong-He Wu | 背部マッサージのマッサージ部材構造 |
| DE10226359B4 (de) * | 2002-06-13 | 2010-08-19 | Precitec Kg | Laserbearbeitungskopf zur Bearbeitung, insbesondere zum Schneiden eines Werkstücks mittels Laserstrahl |
| JP5189988B2 (ja) * | 2006-10-31 | 2013-04-24 | 京セラ株式会社 | セラミック部材および電子部品用基板 |
| JP2015062934A (ja) * | 2013-09-26 | 2015-04-09 | 小池酸素工業株式会社 | レーザ加工ヘッド |
| EP3098019A1 (de) * | 2015-05-27 | 2016-11-30 | Uwe Bergmann | Laserschweissvorrichtung mit spritzerschutzeinrichtung |
-
1989
- 1989-09-22 JP JP1247489A patent/JPH03110094A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0679489A (ja) * | 1992-08-31 | 1994-03-22 | Mazda Motor Corp | レーザ加工用トーチ |
| JPH07314169A (ja) * | 1994-05-30 | 1995-12-05 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | レーザ加工方法およびレーザ加工用ヘッド |
| DE10226359B4 (de) * | 2002-06-13 | 2010-08-19 | Precitec Kg | Laserbearbeitungskopf zur Bearbeitung, insbesondere zum Schneiden eines Werkstücks mittels Laserstrahl |
| US7505504B2 (en) | 2004-10-07 | 2009-03-17 | Sango Co., Ltd. | Laser processing device |
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| JP2015062934A (ja) * | 2013-09-26 | 2015-04-09 | 小池酸素工業株式会社 | レーザ加工ヘッド |
| EP3098019A1 (de) * | 2015-05-27 | 2016-11-30 | Uwe Bergmann | Laserschweissvorrichtung mit spritzerschutzeinrichtung |
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