JPH04367392A - レーザ加工ヘッド - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、レーザ加工機の加工
ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザ加工機の加工ヘッドとして
は、加工ヘッド本体に集光レンズが装着され、この集光
レンズの下方向にノズルが装着されている。このノズル
を加工ヘッド本体に装着するには、加工ヘッド本体の下
より上方向へノズルを差し込み、例えばバイヨネット方
式の係止手段により回転して係止装着していた。また、
ワークの板厚、材質等が変った場合には最適な集光レン
ズに取替える必要があり、ノズルを取外して交換を行な
う。この際は、上述した動作を逆に行なうことにより、
ノズルの取外しを行なっている。

【０００３】更に、加工ヘッド本体とノズルとの間に、
流体として例えば冷却水等の給排水配管が接続されてい
るので、ノズル交換時にはこの配管の接続、離脱も作業
者が行なっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の加工ヘッドでは、加工ヘッド本体へノズルを装着す
るには、ノズルを加工ヘッド本体へ挿入してから回転さ
せて保持している。このため、ノズルと加工ヘッド本体
とは若干量のガタが生じ、加工精度を向上させることが
難しいという問題があった。

【０００５】また、加工ヘッド本体へノズルを装着した
り、加工ヘッド本体よりノズルを離脱する際には、その
都度流体の接続配管を接続したり遮断したりしているた
め、人手と時間を必要とするという問題もあった。

【０００６】この発明の目的は、上記問題点を改善する
ため、加工ヘッド本体へノズルを装着あるいは離脱する
には、回転することなしに上下方向の着脱のみで行ない
、同時に接続配管の接続遮断を行なうことにより、切断
精度の向上と人手と時間を省くことができる加工ヘッド
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、レーザ加工機の加工ヘッドにして、加
工ヘッド本体へノズルを上下方向より着脱、保持自在に
設けると共に、ノズルに設けた流体配管を同時に着脱自
在に設けて加工ヘッドを構成した。

【０００８】また、この発明は、上記ノズルに設けた係
止溝に加工ヘッド本体に設けた係合部材を係合、離脱自
在に設けて加工ヘッドを構成した。

【０００９】

【作用】この発明の加工ヘッドを採用することにより、
加工ヘッドの加工ヘッド本体へノズルを装着する際は、
加工ヘッド本体の下方よりノズルを挿入し、ノズルに設
けた係止溝へ加工ヘッド本体に設けた係合部材を係合さ
せて保持せしめると共に、ノズルの挿入と同時にノズル
に設けた流体配管を自動的に装着する。

【００１０】また、加工ヘッド本体に組込まれたノズル
を離脱するには、まず加工ヘッド本体に設けた係合部材
をノズルに設けた係止溝より離脱させて、ノズルを下方
向へ引抜くことにより加工ヘッド本体よりノズルを離脱
できる。なお、この際、同時に流体配管も離脱される。 このため、人手と時間が省ける。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。なお、レーザ加工機の加工ヘッドとして
は、基本的には公知の構成のものなので関係のない部材
は概略的な説明に留める。

【００１２】図１を参照するに、加工ヘッド１は大別し
て加工ヘッド本体３とノズル５に分かれている。

【００１３】加工ヘッド本体３は、支持板７に垂直に装
着され内部に集光レンズ９を設けた円筒状の内管１１が
装着され、レーザビームＬＢが垂直に照射される。また
、加工ヘッド本体３には、後述するノズル５を係止、離
脱自在とするロック機構１３が設けられ、このロック機
構１３は、流体圧作動のシリンダ１５により作動する爪
部材１７より構成されている。

【００１４】ノズル５は、ノズルホルダ１９にインナノ
ズル２１とアウタノズル２３が設けられ、このアウタノ
ズル２３の外周にフリーベアリング２５を複数配設した
フリーベアホルダ２７が装着されノズル５が構成されい
る。

【００１５】更に、インナノズル２１とアウタノズル２
３との間に冷却水噴出流路２９が設けられ、この冷却水
噴出流路２９にＬ形配管３１が接続されている。Ｌ形配
管３１の片端は前記支持板７に設けた接続穴３３に挿入
、離脱自在に設けられ、水洩れ防止のためにシール部材
３５がＬ形配管３１の挿入部に設けられている。

【００１６】また、前記フリーベアホルダ２７の内周面
に水吸引流路３７が設けられ、この水吸引流路３７にＬ
形配管３９が接続されている。Ｌ形配管３９の片端は前
記支持板７に設けた接続穴４１に挿入、離脱自在に設け
られ、水洩れ防止のためにシール部材４３がＬ形配管３
９の挿入部に設けられている。

【００１７】前記ノズルホルダ１９には円筒部４５が設
けられ、前記加工ヘッド本体３に設けた挿入穴４７に円
筒部４５は挿入され、この円筒部４５に前記ロック機構
１３である爪部材１７の先端が嵌合する係止溝４９が設
けられている。

【００１８】上記構成により、ノズル５を加工ヘッド本
体３へ装着するには、加工ヘッド本体３の直下より上方
向へノズル５を押上げて装着し、ロック機構１３である
流体圧作動のシリンダ１５を作動させて爪部材１７を動
かし、ノズル５のノズルホルダ１９の円筒部４５に形成
した係止溝４９に爪部材１７の先端を係合させてノズル
５を加工ヘッド本体３に固着する。なお、ノズル５を装
着すると同時に各Ｌ形配管３１，３９は支持板７に設け
た接続穴３３，４１に挿入される。

【００１９】このため、加工ヘッド本体３に設けた挿入
穴４７に沿ってノズル５のノズルホルダ１９に設けた円
筒部４５が嵌挿され、ロック機構１３により固着されて
いるのでガタを生ずることなく、切断精度の向上を図る
ことができる。また、流体配管はノズル５の装着と同時
に接続できるので、従来のごとく人手により配管を接続
する必要がないため、人手と時間を省き生産性の向上を
図ることができる。

【００２０】前記ロック機構１３について更に詳細に説
明する。

【００２１】図２および図３を参照するに、ロック機構
１３として、加工ヘッド本体３の外周に流体圧作動のシ
リンダ１５（例えばエアシリンダ）が装着されている。 このシリンダ１５は外筒５１の上下にエンドプレート５
３，５５が設けられ、内部にピストン５７が上下動自在
に内蔵されていて、それぞれ摺動部あるいは固定部にシ
ール部材５９，６１，６３，６５が装着されている。 （図３参照）前記ピストン５７の下部にはテーパ部６７
が形成されいて、このテーパ部６７により作動する爪部
材１７が、加工ヘッド本体３の外周に複数個設けられて
いる。爪部材１７は加工ヘッド本体３の外周部に設けた
切欠部６９にピン７１を介してＬ形形状の爪本体７３が
回動自在に設けられ、弾機７５により常時ピストン５７
側に押圧されている。爪本体７３の先端には山形形状の
係合部７７が形成され、この係合部７７が前記ノズルホ
ルダ１９に形成した係止溝４９に係合、離隔自在となっ
ている。なお、シリンダ１５には上部圧力室７９と下部
圧力室８１が設けられている。

【００２２】上記構成により、シリンダ１５の上部圧力
室７９へ圧縮空気を供給すると、ピストン５７は下方向
へ動き、ピストン５７に形成したテーパ部６７により爪
本体７３を弾機７５の弾撥力に抗して押圧する。爪本体
７３が押圧されることによりピン７１を支点として回動
し、加工ヘッド本体３へ挿入されたノズルホルダ１９に
設けた係止溝４９に爪本体７３に設けた係合部７７が入
り込み、ノズル５は加工ヘッド３に固着される。なお、
シリンダ１５の下部圧力室８１へ圧縮空気を供給すると
、ピストン５７は上昇し、爪本体７３は弾機７５に押さ
れて図２および図３に示す２点鎖線の位置に回動して、
爪本体７３の係合部７７がノズルホルダ１９に設けた係
止溝４９より離脱し、ノズル５を加工ヘッド本体３より
引抜くことができる。

【００２３】このため、加工ヘッド本体３へノズル５を
着脱するには、従来のごとくノズルを挿入後回動させる
必要なく、単にノズル５を上下方向へ挿脱作動させ、ロ
ック機構１３により遠隔操作でノズル５を加工ヘッド本
体３へ固着したり解放したりすることができる。

【００２４】図４および図５に示す実施例は第２の実施
例を示し、ロック機構１３の構成が異なるものである。 なお、第１の実施例と同一部材には同一符号を付して説
明を省略する。

【００２５】ロック機構１３としては、加工ヘッド本体
３の軸芯に対してシリンダ８３が直交して設けられ、こ
のシリンダ８３にピストン８５が内蔵されていて、ピス
トン８５にはＶ字形状の溝８７が形成されている。この
Ｖ字形状の溝８７にボール８９が嵌り込み、ボール８９
はシリンダ８５に係止した蓋９１内を若干量移動自在に
設けられていて、ノズル５のノズルホルダ１９に設けた
係止溝４９内へボール８９が嵌着されるようになってい
る。

【００２６】一方、このボール８９が相対する反対側に
は、プランジャ９３が加工ヘッド本体３に螺合されてい
て、ナット９５が設けられ位置調節自在となっている。 このプランジャ９３は公知の構成のもので図示を省略し
たがスプリングが内蔵され、このスプリングの弾撥力に
よりボール９７が若干量出没自在となっている。また、
廻り止めキー９９がボルト等により加工ヘッド本体３に
装着され、この廻り止めキー９９はノズルホルダ１９の
回転を防止している。なお、前記シリンダ８３には押出
圧力室１０１と引込圧力室１０３が形成されている。

【００２７】上記構成により、シリンダ８３の押出圧力
室１０１へ圧縮空気を供給すると、ピストン８５は前進
し、図５に実線で示す位置より鎖線で示す位置まで移動
し、ピストン８５に形成したＶ字形状の溝８７内に収納
されていたボール８９は、溝８７内より押し出され、加
工ヘッド本体３へ挿入されたノズルホルダ１９に設けた
係止溝４９に嵌合されて、ノズル５は加工ヘッド本体３
に装着固定される。また、プランジャ９３に設けたボー
ル９７もノズルホルダ１９を加工ヘッド本体３に挿入し
た時、ノズルホルダ１９に設けた係止溝４９に嵌合して
、２つのボール８９，９７によりノズル５は加工ヘッド
本体３へ固定され、且つ、廻り止めキー９９によっても
固定されている。

【００２８】なお、シリンダ８３の引込圧力室１０３へ
圧縮空気を供給すると、ピストン８５は後退し、図５に
２点鎖線で示す位置より実線で示す位置まで移動し、ボ
ール８９はピストン８５に形成したＶ字形状の溝８７へ
入り込む。ボール８９が溝８７へ入り込むと、ノズル５
を加工ヘッド本体３より引抜くことができる。なお、こ
の引抜き時はプランジャ９３に設けたボール９７はスプ
リングを押圧して引込むので、ノズル５の引抜きには支
障をきたさない。このため、第１の実施例と同様な効果
を発揮することができる。

【００２９】図６に示す実施例は第３の実施例を示し、
第２の実施例を一部変更したものであり、第２の実施例
と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。

【００３０】ロック機構１３としては、第２の実施例に
てはシリンダ８３によりボール８９を出没させる構成で
あるが、この実施例はシリンダに変えて手動でピストン
を作動させる構成である。すなわち、ハンドル１０５を
シリンダ本体１０７に軸１０９を介して回動自在に設け
、ハンドル１０５の先端に設けた長穴１１１に、ピスト
ン１１３に設けたピン１１５を係合させていて、其の他
の部材は第２の実施例と同一の部材である。

【００３１】上記構成により、その作用としても第２の
実施例と同一であり、ハンドル１０５の作動によりピス
トン１１３を移動させて、加工ヘッド本体３とノズル５
の着脱を行なう。このため、第２の実施例と同一な効果
を発揮することができる。

【００３２】上述したごとく、加工ヘッド本体３とノズ
ル５の着脱は、ノズル５の上下作動により行なわれるの
で、従来のごとく回転動作がなく、ロック機構１３によ
り確実な固定と解放がなされる。また、ノズル５の着脱
と同時に流体配管の挿脱ができるので、切断精度の向上
と人手と時間を省き生産性の向上を図ることができる。

【００３３】なお、この発明は前述した各実施例に限定
されることなく、適宜の変更を行なうことにより、その
他の態様で実施し得るものである。

【００３４】

【発明の効果】以上のごとき実施例の説明より理解され
るように、この発明によれば、加工ヘッド本体へノズル
を上下方向より着脱自在に設けると共に、ノズルに設け
た係止溝に加工ヘッド本体に設けた係合部材を係止、離
脱として加工ヘッドを構成した。更に、ノズルに設けた
流体配管の接続をノズルの着脱と同時に行なえるように
した。このため、人手と時間を省くと共に確実な係合に
より切断精度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の主要部を示す加工ヘッドの断面図で
ある。

【図２】図１における左側より見た１部断面を含む側面
図である。

【図３】図２におけるＩＩＩ　矢視部の拡大断面図であ
る。

【図４】この発明の第２の実施例を示し、加工ヘッドの
１部断面を含む側面図である。

【図５】図４におけるＶ−Ｖ線に沿った拡大断面図であ
る。

【図６】この発明の第３の実施例を示し、図５と同一部
位の拡大断面図である。

【符号の説明】

１　　加工ヘッド ３　　加工ヘッド本体 ５　　ノズル １３　　ロック機構（係合部材） ３１　　Ｌ形配管 ３９　　Ｌ形配管 ４９　　係止溝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　レーザ加工機の加工ヘッドにして、加
   工ヘッド本体へノズルを上下方向より着脱、保持自在に
   設けると共に、ノズルに設けた流体配管を同時に着脱自
   在に設けてなることを特徴とする加工ヘッド。
2. 【請求項２】　　上記ノズルに設けた係止溝に加工ヘッ
   ド本体に設けた係合部材を係合、離脱自在に設けてなる
   ことを特徴とする請求項１記載の加工ヘッド。