JPH0315272Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、レーザー加工用ノズルにおける異常
検出装置に関する。

［従来の技術］ 従来、レーザー加工装置において、レーザー発
振器より発振されたレーザー光をヘツド内部の集
光レンズによつて集光し、先端の加工用ノズルか
ら被加工物に照射して非接触加工を行うが、この
加工作業において、被加工物をテーブルにセツト
したり或は取外すとき誤つてヘツドにぶつけてし
まつたり、また加工中ヘツドに被加工物など突起
物が衝突し、これによりヘツドを破損し内部の集
光レンズまでも破損してしまうことがあつた。さ
らに、ヘツドの早送り動作中或は加工中にヘツド
先端が被加工物に接触或は衝合したとき発見が遅
れそのまま加工が続行された場合、ヘツドや被加
工物に損傷や破壊を招き、被加工物に不良品が続
出してしまうなどの事態が発生していた。

［考案の目的およびその解決手段］ ここに、本考案の目的は、誤つてヘツド先端部
に被加工物などの突起物が衝突した場合、或はノ
ズルが被加工物と接触または衝合した場合のよう
な異常事態を電気的にすばやく検知し機械を非常
停止させて、ヘツドや被加工物の損傷を確実に防
止することにある。

上記目的のもとに、本考案は逆円錐パイプ状の
加工用ノズルの取付け基部を衝突に対し折れ易く
して、この逆円錐パイプ部の変形または切離れを
電気的に検知するとともに、加工用ノズル先端と
被加工物との接触を電気的に検知して、この少な
くともいずれか一方を検知することによつて非常
停止信号を発生させるようにしたものである。

［考案の構成］ 以下、本考案の構成を図面に基づいて具体的に
説明する。

第２図において、レーザー加工装置１は、図示
しないレーザー発振器から発振されたレーザー光
と反射ミラー２によつてレンズホルダー３に導
き、このホルダー３内の集光レンズ４によつて集
光し、加工用ノズル９の先端部５より被加工物に
照射して非接触加工を行うものである。

上記ホルダー３は、ヘツド本体６のレーザー光
照射端に非導電性の絶縁リング７を介してホルダ
ー本体８が取付けられ、このホルダー本体８の照
射端部に逆円錐パイプ状の金属製の加工用ノズル
９が着脱自在に取付けられている。

上記絶縁リング７はヘツド本体６にねじ止め固
着され、内周に縦方向の複数本の挿入溝７ａを有
し、かつ上端面は各挿入溝７ａ間でそれぞれ締付
け用のテーパ部７ｂが形成されている。

上記ホルダー本体８は、その上端に外周方向へ
突出した少なくとも２個の係止爪８ａを有し、こ
の各係止爪８ａをそれぞれ上記挿入溝７ａに通し
上記絶縁リング７の上方へ抜け出して回転させ上
記テーパ部７ｂに拘止させることで、上記絶縁リ
ング７に締付け固着されている。

また、上記ホルダー本体８の内周には、下端面
に傘歯車を形成した筒状のギヤ１０が回転自在に
嵌合され、かつこのギヤ１０の上方へのスライド
を制止するギヤ押え１１がピン１２および止め輪
１３にて固着されている。

上記ギヤ押え１１の上端には内周方向へ突出し
た突縁１１ａを有し、この突縁１１ａの一箇所に
切欠き１１ｂが形成されている。

また、上記ホルダー本体８、ギヤ１０およびギ
ヤ押え１１にかけて中間筒１４が内嵌されてい
る。この中間筒１４は上記ギヤ１０の内周に螺合
され、上端にリブ１４ａを突出しこのリブ１４ａ
が上記ギヤ押え１１の切欠き１１ｂに挿入されて
回り止めされ、よつて上記ギヤ１０の回転によつ
て上下にのみ移動自在となつている。

さらに、この中間筒１４の下部内周には上記集
光レンズ４を保持したレンズマウント１５が螺着
されている。このレンズマウント１５は内部に上
記集光レンズ４をその入射面縁を引つ掛けるよう
に保持し、かつ下方よりレンズマウント１５内周
に螺着したレンズ押え１６が上記集光レンズ１４
の照射面縁を押え付け支持している。

そして、上記ホルダー本体８の一側部に取付け
られ先端に上記ギヤ１０と噛合するベベルギア１
７を設けた調節ねじ１８によつて、上記ギア１
７，１０を介して中間筒１４が上下動され集光レ
ンズ４の焦点合わせ調整ができるようになつてい
る。

また、上記ホルダー本体８の下部外周には冷却
エアー通過用のエアー溝８ｂが周囲にわたつて形
成され、このエアー溝８ｂより下方にて外周一側
部にアシストガス流入孔８ｃが内部へ貫通して形
成されている。さらに、このホルダー本体８の下
部外周には非導電性の筒状の絶縁部材１９が嵌着
され、下端は止め金２０にて抜け止めされてい
る。また、この絶縁部材１９の上記エアー溝８ｂ
に連通する位置に直径方向に２箇所、冷却エアー
供給口１９ａとエアー排出口１９ｂが開孔され、
さらに上記アシストガス流入孔８ｃに連通してア
シストガス流入口１９ｃが開孔されている。

一方、上記ノズル９は、外周にねじを形成した
取付け基部９ａと先端に上記ノズル先端部を取着
した逆円錐パイプ部９ｂとが段差９ｄを介して一
体形成されている。また、上記取付け基部９ａと
逆円錐パイプ部９ｂとの境目に周囲にわたつて内
部へ向つて切込んだ切欠き部９ｃが形成され、こ
の部分のみを極度に薄肉とし、外部からの衝突に
対し折れ易くなつている。

そして、上記取付け基部９ａを上記ホルダー本
体８の下端内周に螺着することにより、上記ノズ
ル９がホルダー本体８に着脱自在に取付けられて
いる。

また、上記絶縁部材１９の一側面部に板バネ状
の２枚の金属製の接触子２１，２２がたがいに離
間してすなわち電気的に絶縁されてそれぞれの基
端をピン止めされて取付けられ、この両接触子２
１，２２の各先端には上記ノズル９の逆円錐パイ
プ部９ｂの一側面部に圧接されている。

そして、上記接触子２１，２２からそれぞれリ
ード線２１ａ，２２ａを引き出し、この各リード
線２１ａ，２２ａを電源２４の両端子に接続し、
両接触子２１，２２間をノズル９の逆円錐パイプ
部９ｂを介して常に通電状態にしておく。さら
に、この回路中にリレー２５を設け、折損検知回
路を形成する。このリレー２５の消磁によつてオ
ンされるＢ接点を電源２７に接続し、さらにこの
回路中に非常停止信号Ｈを発生するリレー２８を
設け、異常検知回路２９を形成する。そして、こ
の回路２９からの非常停止信号Ｈはヘツドやテー
ブルの駆動、レーザー発振およびシヤツターの制
御部へ伝えられ全ての動作を非常停止させるもの
である。

さらに、上記電源２４の上記リレー２５が接続
されている側の端子とリード線３０を介して被加
工物Ｗ側（或はテーブルＴ側）とを電気的に接続
する。すなわち、ホルダー３先端と被加工物Ｗと
が接触したときに被加工物Ｗが導電性であれば上
記接触子２１からの電流がノズル９を通つて被加
工物Ｗに流れ閉ループ回路が形成される。

この回路中にリレー３１を設け、接触検知回路
を形成する。このリレー３１の励磁によつてオン
されるＡ接点３２を上記異常検知回路２９に上記
Ｂ接点２６と並列に接続する。

［考案の作用］ 次に、本考案の作用を説明する。

正常時、ホルダー本体８側の両接触子２１，２
２は導電性のノズル９と接触しており、電源２４
からリード線２１ａ、接触子２１、ノズル９、接
触子２２、リード線２２ａと電源が流れ、リレー
２５は励磁されている。また、レンズホルダー３
と機械本体側とは絶縁リング７によつて完全に電
気的に遮断されているためレンズホルダー３先端
すなわちノズル９と被加工物とが非接触状態であ
ればレンズホルダー３と被加工物Ｗ間は常時非導
通でリレー３１は消磁されている。したがつて、
異常検知回路２９の両接点２６，３２はいずれも
オフ状態でリレー２８は作動していない。

しかして、レンズホルダー３のノズル９部分に
横方向から被加工物など突起物がぶつかつたと
き、その衝撃でノズル９が切欠き部９ｃで折れ、
逆円錐パイプ部９ｂのみがレンズホルダー３から
切離される。

これにより、両接触子２１，２２間は絶縁部材
１９を挾んで電気的非導通となり、リレー２５が
消磁される。よつて、異常検知回路２９の接点２
６がオンされ、リレー２８が作動して非常停止信
号Ｈが発生される。

また、逆円錐パイプ部９ｂが完全に切離されな
くとも一部切離されてねじれたりした場合にも、
両接触子２１，２２のいずれかがノズル９から離
れることにより両接触子２１，２２間は非導通と
なり同様に非常停止信号Ｈが発生される。

したがつて、ノズル９の折損や変形を検知する
ことによつて自動的に機械が非常停止されるとと
もにレーザー発振も停止しシヤツターも閉じられ
て安全な態勢をとる。

この状態で、突起物を取除き、ホルダー本体８
は衝突による衝撃を受けないためノズル９のみを
取替えるだけで、正常な状態で再度加工を開始す
ることができる。

また、横方向からの衝突だけでなく、レンズホ
ルダー３先端と被加工物Ｗとが接触したとき、電
源２４からリード線２１ａ、接触子２１、ノズル
９、先端部５、被加工物Ｗ、リード線３０と電流
が流れ、リレー３１が励磁される。よつて、異常
検知回路２９の接点３２がオンされ、リレー２８
が作動してこの場合も非常停止信号Ｈが発生さ
れ、機械が非常停止される。また、レンズホルダ
ー３先端とテーブルＴとの接触時にも同様な検知
がなされ非常停止される。

したがつて、被加工物など突起物がレンズホル
ダー３に衝突した場合、或はレンズホルダー３先
端が被加工物Ｗに接触した場合、いずれによつて
も異常検知回路２８が働き、自動的に機械および
発振器等を停止させるため、衝突の衝撃によるヘ
ツド本体６の破損さらに不良品の発生等が確実に
防止される。

なお、加工用ノズル９は全体を金属で形成しな
くとも、コーテイング等により少なくともノズル
９の外周面を金属質にしてあれば、同様な回路構
成が成り立つ。

［考案の効果］ 本考案によれば、例えばヘツドの早送り作動中
或は加工中に加工用ノズル先端が被加工物或はテ
ーブル上に接触または衝合したとき、接触検知回
路により上記一方の接触子から加工用ノズルを介
し通電された電流が被加工物に流れ閉ループ回路
が形成され両者間の電気的導通が検知される。こ
の検知信号によつて自動的に機械を非常停止で
き、したがつてヘツドや被加工物の損傷等が未然
に防止できる。

一方、誤つて加工用ノズルに被加工物など突起
物が衝突した場合、加工用ノズルが上記切欠き部
で折れ易くなつているため、衝突による衝撃を受
けてレンズホルダーから逆円錐パイプ部のみが変
形または切離されヘツド本体に衝撃を伝えること
なく、ヘツド本体およびホルダー内部の集光レン
ズは衝撃より保護される。これと同時に、折損検
知回路により、ホルダー側の両方或はいずれか一
方の接触子が折損した逆円錐パイプ部と離れて絶
縁され、この両接触子間の電気的非導通が検知さ
れる。この検知信号によつて自動的に機械を非常
停止でき、不良品の発生が防止され、簡単な構造
でヘツド本体およびホルダー内部の集光レンズ等
の破損を確実に防止することができる。そして、
衝突後ノズルを取替えるだけで容易に加工を再開
できる。

このように、加工用ノズルに接触や折損のどち
らが起こつてもすぐに運転が停止されるため、安
全性が保証される。これらの接触検知回路と折損
検知回路はいずれも共通の電源、接触子および加
工用ノズルを経由して形成されるため、それぞれ
に特別な検出器や検出子を設ける必要がなく、ヘ
ツド構造や回路構成が複雑化することなく、簡単
な構造で異常事態を未然に防ぐとともに、加工用
ノズルの破損による交換が必要か否かを容易に検
知できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の装置を示す正面図、第２図は
同上垂直断面図、第３図は同上平面図、第４図は
第２図Ａ円拡大断面図、第５図は異常検知回路の
回路図である。 １……レーザー加工装置、３……レンズホルダ
ー、４……集光レンズ、６……ヘツド本体、９…
…加工用ノズル、９ａ……取付け基部、９ｂ……
逆円錐パイプ部、９ｃ……切欠き部、２１、２２
……接触子、２４……電源、２９……異常検知回
路、Ｈ……非常停止信号、Ｗ……被加工物。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ヘツド本体に取付けられたレーザー光を集光し
   て被加工物に照射する集光レンズを保持したレン
   ズホルダーの照射端部に、少なくとも外周面を金
   属質とした逆円錐パイプ状の加工用ノブルを着脱
   自在に取付け、この加工用ノズルの取付け基部と
   逆円錐パイプ部との境目に周囲にわたつて切欠き
   部を形成し、電源の両端子に接続された２個の接
   触子をたがいに絶縁させて上記レンズホルダーに
   取付けるとともに上記２個の接触子の各先端を常
   時加工用ノズルの逆円錐パイプ部と接触させて両
   接触子を加工用ノズルを介し通電させ、加工用ノ
   ズルの折損或は変形によつていずれかの接触子が
   加工用ノズルから離れることで両接触子間の電気
   的非導通を検知する折損検知回路と、上記電源の
   一方の端子と被加工物或はテーブルとを電気的に
   接続し、加工用ノズルが被加工物或はテーブルと
   接触した時に上記電源の他方の端子と接続されて
   いる接触子、加工用ノズル、被加工物或はテーブ
   ルを経由する閉ループ回路が形成されることで加
   工用ノズルと被加工物或はテーブルとの間の電気
   的導通を検知する接触検知回路とを有し、この両
   検知回路の少なくともいずれか一方の検知信号に
   よつて非常停止信号を発生する異常検知回路を設
   けたことを特徴とするレーザー加工用ノズルにお
   ける異常検出装置。